KR100579276B1

KR100579276B1 - 금형 냉각장치

Info

Publication number: KR100579276B1
Application number: KR1020040018402A
Authority: KR
Inventors: 김병철; 이재영
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2006-05-11
Also published as: KR20050093156A

Abstract

본 발명은 금형 냉각장치를 구성하는 냉각수 분사장치의 동작시 냉각수 분사 후 용수 내 찌꺼기등 이물질에 의해 용수 공급 솔레노이드 밸브의 오프(Off)시에도 냉각수의 잔량이 새어 나오지 않도록 방지하여 제품의 불량원인을 해소할 수 있는 금형 냉각장치에 관한 것으로, 금형의 설정된 사이클(Cycle) 공정 후 제품 취출이 완료되면 금형 냉각용 카세트 장치가 금형 냉각 위치까지 이동되어 냉각수를 분사하는 금형 냉각장치에 있어서, 상기 금형 냉각용 카세트 장치에 연결되어 냉각수를 공급받는 제1 공급부와; 상기 제1 공급부와 연결되며, 상기 제1 공급부를 통해 공급되는 냉각수를 상기 금형의 냉각 위치에 분사하는 제2 공급부를 포함하여 구성한다.

금형, 냉각수, 니플, 분사, 노즐

Description

금형 냉각장치{MOLD COOLING DEVICE}

도 1은 종래 기술에 따른 고압 주조 공정도.

도 2는 금형 냉각용 카세트 장치가 가동형 금형과 고정형 금형의 사이에 해당되는 금형 중심부까지 이동되어 냉각수를 분사하는 상태를 도시한 도면.

도 3은 종래 기술에 따른 냉각수 분사장치의 구성을 도시한 도면.

도 4는 종래 기술에 따른 냉각수 분사장치의 동작상태를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 금형 냉각장치의 구성을 도시한 도면.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 금형 냉각장치의 동작상태를 도시한 도면.

본 발명은 금형 냉각장치에 관한 것이다.

통상적으로, 차량의 변속기 및 컨버터 하우징, 알루미늄 실린더 블록 등의 고압 주조시 고온의 용탕 및 고압 사출에 의해 금형의 온도가 올라가게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 고압 주조 공정도이다.

도 1을 참조하면, 고압 주조 공정은 금형 합형 주탕대기 공정 ⇒ 용탕 주입 공정 ⇒ 저속 사출 공정 ⇒ 고속 사출 및 증압 공정 ⇒ 금형 이형 제품 취출 공정 ⇒ 금형 냉각 이형제 살포 공정으로 이루어진다.

상기와 같은 고압 주조시 금형의 온도 상승은 제품의 불량 및 소착등 생산 전반적인 문제 발생으로 가동 중단될 수 있다.

따라서 이러한 문제를 해소하기 위하여 종래에는 소정의 사이클(Cycle) 공정 후 제품 취출이 완료되면 도 2에 도시된 바와 같이 금형 냉각용 카세트(Cassette) 장치가 가동형 금형과 고정형 금형의 사이에 해당되는 금형 중심부까지 이동되어 냉각수를 분사하였다.

도 3은 종래 기술에 따른 냉각수 분사장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 종래 기술에 따른 냉각수 분사장치는 니플(Nipple)(310), 볼(Ball)(320), 스프링(Spring)(330), 블록(Block)(340), 동 튜브(Tube)(350), 튜브 고정 니플(360)을 포함하여 구성한다.

도 4는 종래 기술에 따른 냉각수 분사장치의 작동상태를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하여 종래 기술에 따른 냉각수 분사장치의 동작을 설명한다.

먼저, 별도로 구성되는 솔레노이드 밸브(Sol Valve) 온(On) 신호에 의해 냉각수 펌프(Pump)가 가동되면 냉각수 분사장치에는 10㎏/㎠의 압력으로 냉각수가 공급되는 상태를 가정한다.

이러한 상태에서, 도 4의 우측에 도시된 바와 같이 니플(310)에 밀착된 볼(320)을 밀어주고 있는 스프링(330)의 힘보다 냉각수 공급 압력이 더 높기 때문에 볼(320)이 우측으로 밀려나게 된다.

이때, 우측으로 밀려난 볼(320)과 블록(340)의 틈새가 점점 커지면서 냉각수는 스프링(330)을 지나 노즐(350)을 향해 분사된다.

분사 완료후 솔레노이드 밸브의 차단으로 냉각수 공급이 차단되면, 냉각수 공급 압력이 떨어지고 도 4의 좌측에 도시된 바와 같이 스프링(330) 복원력에 의해 볼(320)이 밀리면서 틈새는 차단된다.

그런데, 위와 같은 방법을 사용할 때 종래에는 금형 냉각을 위한 냉각수를 분사한 후 스프링 복원력에 의해 볼(Ball)이 니플(Nipple)에 완전 밀착되어 차단 되어야하나 용수 자체의 찌꺼기나 이물질 등에 의해 틈새가 발생되어 냉각수의 잔량이 새어나와 금형 내로 떨어져 제품의 불량원인 및 안전의 문제가 발생되며 주위가 지저분하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 금형 냉각장치를 구성하는 냉각수 분사장치의 동작시 냉각수 분사 후 용수 내 찌꺼기등 이물질에 의해 용수 공급 솔레노이드 밸브의 오프(Off)시에도 냉각수의 잔량이 새어 나오지 않도록 방지하여 제품의 불량원인을 해소할 수 있는 금형 냉각장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 금형의 설정된 사이클(Cycle) 공정 후 제품 취출이 완료되면 금형 냉각용 카세트 장치가 금형 냉각 위치까지 이동되어 냉각수를 분사하는 금형 냉각장치에 있어서, 상기 금형 냉각용 카세트 장치에 연결되어 냉각수를 공급받는 제1 공급부와; 상기 제1 공급부와 연결되며, 상기 제1 공급부를 통해 공급되는 냉각수를 상기 금형의 냉각 위치에 분사하는 제2 공급부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

금형의 온도 상승은 제품의 불량 및 소착등 생산 전반적인 문제 발생으로 가동중단에 이르게 될 수 있다.

이러한 문제를 해소하기 위하여 사이클(Cycle) 공정 후 제품 취출이 완료되면 금형 냉각용 카세트(Cassette) 장치가 금형 중심부까지 이동되어 냉각수를 분사하게 된다.

본 발명의 실시예는 냉각수 분사 후 용수 내 찌꺼기등 이물질에 의해 용수공급 솔레노이드 밸브의 오프(Off)시에도 냉각수의 잔량이 새어 나오지 않도록 도 5에 도시된 바와 같이 볼(534)(Ball) 및 스풀(514)(Spool)등 2중 밀착구조로 이루어진다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 금형 냉각장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예는 금형의 설정된 사이클(Cycle) 공정 후 제품 취출이 완료되면 금형 냉각용 카세트 장치가 금형 냉각 위치까지 이동되어 냉 각수를 분사하는 금형 냉각장치에 있어서, 제1 공급부, 제2 공급부를 포함하여 구성한다.

제1 공급부는 금형 냉각용 카세트 장치에 연결되어 냉각수를 공급받는다.

제2 공급부는 제1 공급부와 연결되며, 제1 공급부를 통해 공급되는 냉각수를 금형의 냉각 위치에 분사하는 기능을 한다.

제1 공급부는 제1 니플(510)(Nipple), 제1 블록(512)(Block), 스풀(514)(Spool), 제1 스프링(516)을 포함하여 구성한다.

제1 니플(510)은 금형 냉각용 카세트 장치에 일단이 연결된다.

제1 블록(512)은 제1 니플(510)의 타단이 연결되며, 중공형으로 형성된다.

제1 블록(512)의 중공부에는 중공부를 2개의 공간으로 격리하는 격리판(518)이 장착된다.

스풀(514)은 제1 블록(512)의 내부에서 제1 니플(510)의 타단과 접하며 전달되는 외력에 의해 제1 블록(512)의 내부에서 이동되어 제1 블록(512)의 내부로 공급되는 냉각수의 유입을 단속한다.

제1 스프링(516)은 제1 블록(512)의 내부에 장착되어 스풀(514)에 설정된 탄성력을 가한다.

한편, 본 발명의 실시예는 격리판(518)에 의해 격리되는 제1 공간과 제2 공간을 서로 연결하는 연결관(520)을 더 포함하여 구성한다.

연결관(520)은 도 5에 도시된 바와 같이 알파벳 "U"자 형으로 형성되며, 연결관(520)의 노출부위는 제1 블록(512)과 용접을 통해 결합된다.

이와 같은 구성에서 제1 니플(510)을 통해 제1 블록(512)의 제1 공간으로 유입되는 냉각수는 연결관(520)을 통해 제2 공간으로 배출된다.

그리고, 제1 스프링(516)은 제1 블록(512)의 제1 공간에서 격리판(518)과 스풀(514) 사이에 결합된다.

한편, 스풀(514)의 원주면과 제1 블록(512)의 제1 공간 내부면 사이에는 제1 블록(512)의 제1 공간 내부에 잔류하는 냉각수의 외부 유출을 방지하는 패킹(515)(Packing)이 결합된다.

제2 공급부는 제2 니플(530), 제2 블록(532), 볼(534)(Ball), 제2 스프링 (536)을 포함하여 구성한다.

제2 니플(530)은 제1 공급부의 제2 공간에 일단이 연결된다.

제2 블록(532)은 니플의 타단이 연결되는 중공형으로 형성한다.

제2 블록(532)의 중공부에는 중공부를 2개의 공간으로 분리하는 분리판(538)이 장착된다.

분리판(538)에는 제1 공간과 제2 공간을 서로 연결하도록 연결구가 형성된다.

볼(534)은 제2 블록(532)의 내부에서 제2 니플(530)의 타단과 접하며 전달되는 외력에 의해 제2 블록(532)의 내부에서 이동된다.

제2 스프링(536)은 제2 블록(532)의 내부에 장착되어 볼(534)에 설정된 탄성력을 가한다.

제2 스프링(536)은 제2 블록(532)의 제1 공간에서 분리판(538)과 볼(534) 사 이에 결합된다.

제2 블록(532)의 제2 공간에는 분사 노즐(540)(Nozzle)이 장착된다.

분사 노즐(540)은 제2 블록(532)의 제2 공간에 결합되는 제3 니플(542)을 통해 제2 블록(532)과 결합된다.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 금형 냉각장치의 동작상태를 도시한 도면이다.

도 6a는 솔레노이드 밸브(Sol Valve) 오프(Off) 신호로 냉각수 용수공급이 차단된 상태도이다.

도 6a를 참조하면, A 부분은 잔압이 남아있는 상태이다.

도 6b는 솔레노이드 밸브(Sol Valve) 온(On) 신호로 냉각수 용수가 공급 시작되는 상태도이다.

도 6b를 참조하면, A 부분은 압력 10㎏/㎠으로 튜브(Tube)를 통하여 제2 스프링(536)측 볼(534)까지 압력을 가한다.

도 6c는 솔레노이드 밸브(Sol Valve) 온(On) 신호로 냉각수 용수가 공급 시작된 상태도이다.

도 6c를 참조하면, A, B 부분은 압력 10㎏/㎠으로 연결관(520)을 통하여 제2 스프링(536)측 볼(534)까지 압력을 가하여 냉각수를 밀어낸다.

압력이 가해진 냉각수는 분사 노즐(540)을 통하여 금형에 분사된다.

도 6d는 솔레노이드 밸브(Sol Valve) 오프(Off) 신호로 냉각수 용수공급이 차단되는 상태도이다.

도 6d를 참조하면, 솔레노이드 밸브(Sol Valve) 오프(Off) 신호로 냉각수가 차단되면 제1 스프링(516)의 복원력에 의해 스풀(514)을 밀어 틈새를 막는다.

이때 A, B 부분은 압력이 떨어지면서 제2 스프링(536) 복원력에 의해 볼(534)을 밀어 차단하고 미압(잔류저항)은 제1 스프링(516)측 제1 공간에 채워지게 된다.

도 5 내지 도 6d를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 금형 냉각장치의 동작을 설명한다.

이러한 상태(냉각수 공급 신호)에서 10㎏/㎠ 압력의 용수가 공급된다(도 6a).

이때 냉각수 압력에 의해 스풀(514)이 제1 블록(512)의 제1 공간에서 격리판(518) 방향으로 밀리면서 틈새가 벌어진다(도 6b).

이러한 상태가 계속되면 제1 블록(512)의 제1 공간과 제2 공간을 연결하는 연결관(520)을 통해 제1 블록(512)의 제1 공간으로 유입된 냉각수는 제2 공간으로 흐르게된다.

이어서, 벌어진 틈새를 통해 제2 스프링(536)측 볼(534)을 밀어 2차 틈새를 발생시킨다(도 6c).

2차 틈새를 통과한 냉각수는 분사 노즐(540)(Nozzle)을 통하여 금형으로 분 사된다.

한편, 냉각수 분사 완료 후 냉각수 공급이 중단되면 제1 스프링(516)의 복원력으로 틈새를 차단하고 제2 스프링(536)측 볼(534)도 제2 스프링(536)의 복원력으로 2차 틈새를 차단하며 2차측 잔류 저항은 연결관(520)을 통하여 1차 스프링측 제1 공간에 채워지게 된다(도 6d).

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 냉각수 분사후 용수내 찌꺼기등 이물질에 의해 용수공급 솔레노이드 밸브(Sol Valve)의 오프(Off)시에도 냉각수의 잔량이 새어 나오지 않도록 제1 스프링(516)과 스풀(514)의 조합으로 구성되는 1차 밀착구조와 제2 스프링(536)과 볼(534)의 조합으로 구성되는 2차 밀차구조의 2중 밀착구조로 이루어져 기존의 냉각수 분사장치의 문제점인 분사 후 냉각수 흘러나옴을 방지할 수 있다.

이는 곧 제품불량을 줄이고 용탕과 냉각수간 화학반응에 대한 안전부분의 문제를 해소할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 금형 냉각장치는 냉각수 분사의 효율성 극대화 및 냉각수의 정확한 공급과 차단을 할 수 있다.

또한, 냉각수 비산으로 인한 불량율 감소 및 냉각수와 용탕간의 화학반응 최소화로 작업자의 심리적 부담을 감소시킬 수 있다.

또한, 냉각수 비산이 없어 쾌적한 환경을 유지하며, 냉각수 분사장치의 빈번한 교체에 따른 보수비용의 절감 효과가 있다.

Claims

삭제
금형 냉각용 카세트 장치에 연결되어 냉각수를 공급받는 제1 공급부와; 상기 제1 공급부와 연결되며, 상기 제1 공급부를 통해 공급되는 냉각수를 상기 금형의 냉각 위치에 분사하는 제2 공급부를 포함하여 금형의 설정된 사이클(Cycle) 공정 후 제품 취출이 완료되면 상기 금형 냉각용 카세트 장치가 금형 냉각 위치까지 이동되어 냉각수를 분사하는 금형 냉각장치에 있어서,

상기 제1 공급부는 금형 냉각용 카세트 장치에 일단이 연결되는 제1 니플과;

상기 제1 니플의 타단이 연결되는 중공형의 제1 블록과;

상기 제1 블록의 내부에서 상기 제1 니플의 타단과 접하며 전달되는 외력에 의해 상기 제1 블록의 내부에서 이동되는 스풀과;

상기 제1 블록의 내부에 장착되어 상기 스풀에 설정된 탄성력을 가하는 제1 스프링을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 금형 냉각장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 블록의 중공부에는 상기 중공부를 2개의 공간으로 격리하는 격리판이 장착되는 것을 특징으로 하는 금형 냉각장치.
제3항에 있어서, 상기 격리판에 의해 격리되는 제1 공간과 제2 공간을 서로 연결하는 연결관을 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 금형 냉각장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 니플을 통해 상기 제1 블록의 제1 공간으로 유입되는 냉각수는 상기 연결관을 통해 제2 공간으로 배출되는 것을 특징으로 하는 금형 냉각장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 스프링은 상기 제1 블록의 제1 공간에서 격리판과 상기 스풀 사이에 결합되는 것을 특징으로 하는 금형 냉각장치.
제3항에 있어서, 상기 스풀의 원주면과 상기 제1 블록의 제1 공간 내부면 사이에는 상기 제1 블록의 제1 공간 내부에 잔류하는 냉각수의 외부 유출을 방지하는 패킹이 결합되는 것을 특징으로 하는 금형 냉각장치.
제2항에 있어서, 상기 제2 공급부는

상기 제1 공급부의 제2 공간에 일단이 연결되는 제2 니플과;

상기 니플의 타단이 연결되는 중공형의 제2 블록과;

상기 제2 블록의 내부에서 상기 제2 니플의 타단과 접하며 전달되는 외력에 의해 상기 제2 블록의 내부에서 이동되는 볼과;

상기 제2 블록의 내부에 장착되어 상기 볼에 설정된 탄성력을 가하는 제2 스프링을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 금형 냉각장치.
제8항에 있어서, 상기 제2 블록의 중공부에는 상기 중공부를 2개의 공간으로 분리하는 분리판이 장착되는 것을 특징으로 하는 금형 냉각장치.
제9항에 있어서, 상기 분리판에는 제1 공간과 제2 공간을 서로 연결하도록 연결구가 형성되는 것을 특징으로 하는 금형 냉각장치.
제10항에 있어서, 상기 제2 스프링은 상기 제2 블록의 제1 공간에서 분리판과 상기 볼 사이에 결합되는 것을 특징으로 하는 금형 냉각장치.
제10항에 있어서, 상기 제2 블록의 제2 공간에는 분사 노즐이 장착되는 것을 특징으로 하는 금형 냉각장치.
제12항에 있어서, 상기 분사 노즐은 상기 제2 블록의 제2 공간에 결합되는 제3 니플을 통해 상기 제2 블록과 결합되는 것을 특징으로 하는 금형 냉각장치.