KR100894918B1

KR100894918B1 - 금속 주조용 공급기 요소

Info

Publication number: KR100894918B1
Application number: KR1020067008125A
Authority: KR
Inventors: 콜린 포웰; 얀 샐슈트룀; 얀 에릭 페흐르숀
Original assignee: 호세코 인터내셔널 리미티드
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2009-04-27
Also published as: RU2379152C2; EP1567294A1; MY139684A; EP1567294B1; JP2007509760A; CA2542274C; DE04785804T1; ES2246195T1; NO20062333L; BRPI0415878A; US20050236132A1; CA2542274A1; PT1567294E; DK1567294T5; DE602004000859T3; US7500509B2; AU2004293240A1; UA82131C2; ES2246195T7; TWI332870B

Abstract

본 발명은 금속 주조용 공급기 요소(10)에 관한 것이다. 상기 공급기 요소(10)(브레이커 코어(breaker core)의 기능을 수행하는)는 몰드 플레이트(24) 상에 장착을 위한 제 1 단부(16), 공급기 슬리브(20)를 수용하기 위한 반대편 제 2 단부(18) 그리고 측벽(12)에 의해 한정되는 상기 제 1 및 제 2 단부들(16, 18) 사이의 보어(14)를 구비한다. 상기 공급기 요소(10)는 사용시 압축될 수 있으며, 이에 의해 상기 제 1 및 제 2 단부들(16, 18) 사이의 거리를 감소시킨다. 본 발명은 또한 브레이커 코어/공급기 슬리브 어셈블리(10, 20)에 관한 것이다.

공급기 요소, 금속 주조

Description

금속 주조용 공급기 요소{FEEDER ELEMENT FOR METAL CASTING}

본 발명은 특히 고압 샌드 몰딩 시스템에서가 아닌, 금속 주조 기계에서 주조 몰드 작동에 이용하기 위하여 개선된 공급기(feeder)에 관한 것이다.

삭제

전형적인 주조 공정에서, 주조의 형상을 한정하는 예비 성형 몰드강(pre-formed mould cavity)으로 용융 금속이 주입된다. 그러나, 금속 고체로서 그것은 수축되며, 교대로 최종 주조에서 받아들일 수 없는 불완전한 결과를 가져오는 수축강이 된다. 이는 주조 산업에서 잘 알려진 문제이며, 주조를 형성하는 동안 몰드로 통합되는 라이저(riser) 또는 공급기 슬리브(sleeve)의 이용에 의하여 언급되었다. 각각의 공급기 슬리브는 몰드강과 연결된 추가적인(일반적으로 폐쇄된) 부피 또는 공동(cavity)을 제공하며, 그 결과 용융 금속은 공급기 슬리브로 들어간다. 고화하는 동안, 공급기 슬리브 내의 용융 금속은 주조의 수축을 보충하기 위하여 몰드강으로 거슬러 흘러간다. 공급기 슬리브 강 내의 금속은 몰드강의 금속보다 오래 용융 상태로 남아 있는 것이 중요하므로, 공급기 슬리브는 매우 절연되거나 일반적으로 더욱 발열적으로 만들어지므로, 용융 금속과 접촉하여 부가적인 열이 고화를 지연시키게 된다.
몰드 재료의 고화 및 제거 후에, 공급기 슬리브 강 내의 원하지 않는 잔여 금속이 주조에 부착되어 남아 있는데 이를 제거해야 한다. 잔여 금속의 제거를 촉진하기 위하여, 넥 다운 슬리브(neck down sleeve)로서 일반적으로 언급되는 설계에 있어서, 그것의 바닥쪽(즉, 몰드강에 가장 근접한 공급기 슬리브의 단부)으로 테이퍼져야 한다. 날카로운 블로우(blow)가 잔여 금속에 적용될 때 그것은 몰드(일반적으로 "녹 오프(knock off)"로 알려진 공정)에 가까운 가장 취약한 지점(weakest point)에서 분리된다. 주조시 작은 자국(footprint)은 인접한 형상에 의해 접근이 제한되는 주조의 영역에서 공급기 슬리브의 위치를 허용하는 것이 바람직하다.
비록 공급기 슬리브가 직접 몰드강의 표면에 적용될지라도, 이들은 종종 브레이커 코어(breaker core)(압탕의 밑바닥에 장입하는 엷은 원판 모양의 코어로 워시번 코어(washburn core), 녹 다운 코어라고도 함)와 함께 이용된다. 브레이커 코어는 단지 몰드강과 공급기 슬리브 사이에 위치한 중앙에 구멍을 가진 내화재의 디스크(전형적으로 샌드 코어 또는 세라믹 코어 또는 공급기 슬리브 재료의 코어와 결합된 레진)이다. 브레이커 코어를 통한 구멍의 직경은 공급기 슬리브의 내부강 직경보다 작게 고안되므로 녹 오프는 몰드에 가까운 브레이커 코어에서 발생한다.
일반적으로 주조 몰드는 몰드강을 한정하는 몰드 패턴을 사용하여 형성된다. 공급기 슬리브를 위해 장착된 핀으로서 소정의 위치에서 패턴판 위에 핀이 제공된다. 일단 필요한 슬리브가 패턴판에 설치되면, 공급기 슬리브가 덮일 때까지 몰드는 패턴판 및 공급기 슬리브 주위에 몰딩 샌드를 주입함으로써 형성된다. 몰드는 용융 금속을 주입하는 동안 부식에 저항하고, 채워졌을 때 몰드에 발생하는 누출을 견디고 금속이 고화되었을 때 팽창/압축에 저항하기 위한 충분한 강도를 가져야 한다.
몰딩 샌드는 두 개의 주된 카테고리로 분류될 수 있다. 화학적으로 결합(유기 바인더 또는 무기 바인더에 기초)되거나 클레이 결합(clay-bonded)된다. 화학적으로 결합된 몰딩 바인더들은 전형적으로 바인더와 화학적 경화제가 샌드와 혼합되고 바인더 및 경화제가 즉시 반응하기 시작하는 자기 경화 시스템(self-hardening)이지만, 그러나 샌드가 패턴판 둘레에 형상화되기에 충분히 느리며 제거 및 주조를 위해 충분하도록 경화된다.
클레이 결합 몰딩(clay-bonded moulding)은 바인더로 점토 및 물을 이용하며, "원재료(green)" 또는 건조되지 않은 상태로 이용될 수 있으며 일반적으로 생사(greensand)와 관련된다. 생사 혼합물은 쉽게 유동하거나 쉽게 홀로 압축력으로 이동하지 않으므로 패턴 주위에 생사를 채우고 이전에 기술한 것처럼 몰드에 충분한 힘을 주기 위하여, 높은 생산성으로 균일한 힘의 몰드를 생산하기 위하여 다양한 진요(jolting), 진동, 압착 및 래밍(ramming)이 적용된다. 샌드(sand)는 일반적으로 수력 램(ram)을 이용하여("래밍 업(ramming up)"으로 언급되는 공정) 전형적으로 고압에서 압축(밀착)된다. 주조의 복잡성 및 생산성 요구의 증가로, 치수적으로 더욱 안정한 몰드가 요구되고, 특히 만약 공급기 슬리브 또는 브레이커 코어가 래밍업(ramming up)하기 전에 패턴판과 직접 접촉한다면, 공급기 슬리브 및/또는 브레이커 코어의 파손을 가져올 수 있는 더욱 높은 래밍 압력(ramming pressure)으로 가는 경향이 있다.
이러한 문제는 스프링 핀(spring pin)에 의하여 부분적으로 완화된다. 공급기 슬리브 및 선택적인 위치 입력 코어(조성과 전체 크기가 브레이커 코어와 유사)는 처음부터 패턴판과 간격을 두고 있으며 래밍업시 패턴판으로 이동한다. 스프링 핀 및 공급기 슬리브가 설계될 것이며, 래밍 후, 슬리브의 최종 위치는 패턴판과 직접 접촉하지 않고 전형적으로 패턴 표면으로부터 5 내지 25mm 거리에 있게 된다. 녹 오프 포인트(knock off point)는 스프링 핀의 베이스(base)의 크기와 특성에 독립적이고 추가적인 세정 비용을 가져오기 때문에 종종 예측할 수 없다. 스프링 핀과 관련된 다른 문제들은 유럽 공개 특허 공보 제 1 184 104 호에서 설명된다. 유럽 공개 특허 공보 제 1 184 104 호에 제공된 해결책은 두 부분의 공급기 슬리브이다. 몰드를 형성하는 동안 압축시, 하나의 몰드(슬리브) 부분은 다른 것에 끼워 넣어진다. 몰드 부분의 하나는 항상 패턴판과 접촉하며 스프링 핀에 대한 어떤 필요 요건도 없다. 그러나, 유럽 공개 특허 공보 제 1 184 104 호의 텔레스코핑 장치(telescoping arrangement)와 관련하여 문제가 있다. 예를 들면, 끼워 넣는 작업 때문에 몰딩 후의 공급기 슬리브의 부피는 변할 수 있으며 몰딩 기구 압력, 주조 형상 및 샌드 특성을 포함하는 다양한 요소들에 의존한다. 이러한 예측 불가능성은 공급기 작동에 악영향을 미칠 수 있다. 또한, 상기 배치는 발열 슬리브가 요구하는 곳에 이상적으로 적합하지 않다. 발열 슬리브가 이용될 때, 주물 표면을 갖는 발열재의 직접 접촉은 바람직하지 못하며 좋지 않은 표면 마감, 주물 표면의 국부적인 오염 및 아래 표면에 기체의 결함을 가져올 수 있다.

여전히 유럽 공개 특허 공보 제 1 184 104 호의 텔레스코핑 장치의 또 다른 단점은 두 개 몰드(슬리브) 부분의 처음 간격을 유지하기 위하여 요구되는 플랜지(flanges) 또는 탭(tabs)으로부터 나온다. 몰딩하는 동안, 이러한 작은 탭들은 끊겨서(이에 의해 텔레스코핑 액션이 가능해짐) 몰딩 샌드로 들어간다. 이러한 시간 동안, 단편들은 몰딩 샌드 내에 축적될 것이다. 문제는 상기 단편들이 발열재로부터 만들어질 때 특히 심각하다. 샌드의 수분은 작은 폭발적인 결함에 대하여 잠재성을 키우는 발열재(예, 금속성 알루미늄)와 잠재적으로 반응할 수 있다.

삭제

첫 번째 측면에서 본 발명의 목적은 주조 몰딩 작동에서 이용될 수 있는 개선된 공급기 요소를 제공하는 것이다. 특히, 첫 번째 측면의 본 발명의 목적은 다음의 장점들 중 하나 이상(그리고 바람직하게는 전부)을 포함하는 공급기 요소를 제공하는 것이다.
(i) 더욱 작은 공급기 요소 접촉 영역(주조에 구멍),
(ii) 주조 표면의 작은 자국(footprint)(외측 프로파일 접촉),
(iii) 몰드를 형성하는 동안 고압에서 공급기 슬리브 파괴의 감소 가능성 및
(iv) 세정 필요성의 상당한 감소로 인한 일관된 녹 오프(knock off).
본 발명의 또 다른 목적은 유럽 공개 특허 공보 제 1 184 104 호에 공개된 두 부분으로 된 끼워 넣기 공급기 슬리브와 관련된 하나 이상의 단점을 제거하거나 완화하는 것이다.
본 발명의 두 번째 측면의 목적은 유럽 공개 특허 공보 제 1 184 104 호에 제시된 것을 대체하는 공급기 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 첫 번째 태양에 따르면, 금속 주조에 이용하기 위하여 공급기 요소가 제공되며, 공급기 요소는 몰드 패턴(판)에 장착하기 위한 제1 단부, 공급기 슬리브를 수용하기 위한 반대편의 제2 단부 및 측벽에 의하여 한정되는 제1 단부 및 제2 단부 사이의 구멍을 구비하고, 공급기 요소는 제1 단부 및 제2 단부 사이의 거리를 감소시키기 위하여 이용시 비가역적으로 압축될 수 있다.

압축 및 압축을 유도하기 위하여 요구되는 모든 힘은 공급기 요소의 제조 물질 및 측벽의 형상 및 두께를 포함하는 많은 요소들에 의하여 영향을 받는 것으로 이해된다. 동일하게 각각의 공급기 요소들은 의도된 적용예, 관련된 기대 압력 및 공급기 크기 필요 조건에 따라서 설계될 것으로 이해된다. 비록 본 발명이 큰 부피의 고압 몰딩 시스템에서 특정 유틸리티를 갖는다고 하더라도, 수동 램 주조 몰드(hand rammed casting mould)와 같은 낮은 압력 적용예(일치하게 배열되었을 때)에서 유용하다.

바람직하게는, 초기 파쇄 강도(압궤 강도)(initial crush strength)(최초 압축력(즉, 그것의 미사용시 및 압축 전 상태에서 자연적인 유연성 이상으로 공급기 요소를 변형하고 압축을 시작하기 위하여 요구되는 힘))은 단지 5000N이며 더욱 바람직하게는 단지 3000N이다. 만약 초기 파쇄 강도가 너무 높으면, 몰딩 압력은 압축이 시작되기 전에 공급기 슬리브가 작동하지 못하게 되는 원인이 될 것이다. 바람직하게는, 초기 파쇄 강도는 최소 500N이다. 만약 압축력이 너무 낮으면, 예를 들어 만약 많은 요소들이 저장을 위해 쌓이거나 운송하는 동안, 요소의 압축은 우연히 시작될 것이다.

본 발명의 공급기 요소는 브레이커 코어(breaker core)(일명 "워시번 코어" 또는 "녹 다운 코어"라고도 함)로 간주될 수 있는데, 이러한 용어는 사용시 몇몇 요소의 기능을 적절하게 기술한다. 전통적으로, 브레이커 코어들은 샌드 결합된 레진을 포함하며 세라믹 물질 또는 공급기 슬리브 재료의 코어이다. 그러나, 최근 발명의 공급기 요소는 다른 적절한 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 특정 형상에서, 공급기 요소를 공급기 넥(feeder neck)으로 여기는 것이 더욱 적절할 것이다.

여기서 사용되는 "압축성의(compressible)"이라는 용어는 넓은 의미로 사용되며, 오직 제1 단부 및 제2 단부 사이의 공급기 요소의 길이는 압축 전보다 압축 후에 더욱 짧아진다는 것을 전달하기 위해 이용된다. 이러한 압축(compression)은 비가역적인데, 즉 힘을 유도하는 압축을 제거한 후에 공급기 요소는 그것의 최초 형상으로 되돌아가지 않는다는 것이 중요하다.

압축은 금속(예를 들어, 강철, 알루미늄 합금, 황동 등) 또는 플라스틱과 같은 취성이 없는 재료(non-brittle material)의 변형을 통해서도 달성될 수 있다. 첫번째 실시예에서, 공급기 요소의 측벽에는 소정의 부하(파쇄 강도에 대응하는) 하에서 변형되도록 설계된 하나 이상의 취약 지점(weak point)이 제공된다.

측벽에는 소정의 부하 하에서 변형되는 감소된 두께를 갖는 최소한 하나의 영역이 제공된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 측벽에는 소정의 부하(파쇄 강도에 대응하는) 하에서 측벽이 변형되도록 하는 하나 이상의 꼬임부, 구부러짐부, 파형부 또는 다른 형상부가 구비될 것이다.

두 번째 실시예에서, 구멍은 절두원추형(frustoconical)이며, 최소한 하나의 원주의 홈을 갖는 측벽에 의해 경계가 지워진다. 이러한 최소한 하나의 홈은 측벽의 내부 표면 또는 (바람직하게는)외부 표면에 구비될 것이며, 사용시 적용된 부하(파쇄 강도에 대응하는) 하에서 예측할 수 있도록 변형되거나 또는 전단되는 취약 지점(weak point)을 제공한다.

특히 바람직한 실시예에서, 공급기 요소는 단차식 측벽(stepped sidewall)을 구비하며, 이러한 단차식 측벽은 증가하는 직경을 갖는 링 형태(이는 반드시 평면은 아님)의 제1 시리즈의 측벽 영역과 그 제1 시리즈의 측벽 영역과 상호 결합되고 일체로 형성되는 제2 시리즈의 측벽 영역을 포함한다. 바람직하게는, 측벽 영역은 실질적으로 균일한 두께이므로, 공급기 요소 구멍의 직경은 공급기 요소의 제1 단부로부터 제2 단부까지 증가한다. 편리하게도, 제2 시리즈의 측벽 영역은 환형(즉, 구멍 축에 평행)이지만, 절두원추형(즉, 구멍 축에 경사)일 수도 있다. 제1 시리즈의 측벽 영역 및 제2 시리즈의 측벽 영역 모두 비원형 형상일 수 있다(예를 들어, 타원형, 사각형, 직사각형, 또는 별 형상).

공급기 요소의 압축 거동은 각각 벽 영역의 직경을 조절함으로써 변화될 수 있다. 하나의 실시예에서, 제1 시리즈의 측벽 영역은 모두 동일한 길이를 갖고 제2 시리즈의 측벽 영역도 동일한 길이를 갖는다(이는 제1 시리즈의 측벽 영역과 같거나 다르다). 그러나, 바람직한 실시예에서, 제1 시리즈의 측벽 영역의 길이는 다양하며, 공급기 요소의 제2 단부 쪽의 벽 영역은 공급기 요소 제1 단부 쪽의 측벽보다 길다.

공급기 요소는 한쌍의 제2 시리즈의 측벽 영역 사이에서 단일 고리에 의하여 한정될 수 있다. 그러나, 공급기 요소는 제1 시리즈의 측벽 영역 및 제2 시리즈의 측벽 영역을 각각 6개 이상만큼 많이 포함할 수 있다.

바람직하게는, 구멍 축 및 제1 시리즈의 측벽 영역(특히 제2 시리즈의 측벽 영역이 구멍의 축에 평행할 때) 사이에 형성된 각은 약 55°내지 90°이며, 더욱 바람직하게는 약 70°내지 90°이다. 바람직하게는, 측벽 영역의 두께는 제1 시리즈의 측벽 영역(예를 들면, 평면 고리의 경우 환형의 두께(환형))의 내경 및 외경 사이의 거리의 약 4% 내지 24%이며, 바람직하게는 약 6% 내지 20%이고, 더욱 바람직하게는 약 8% 내지 16%이다.

바람직하게는, 제1 시리즈의 측벽 영역의 외경 및 내경 사이의 거리는 4 내지 10mm이며, 가장 바람직하게는 5 내지 7.5mm이다. 바람직하게는, 측벽 영역의 두께는 0.4 내지 1.5mm이며, 가장 바람직하게는 0.5 내지 1.2mm이다.

일반적으로, 제1 시리즈 및 제2 시리즈 측벽들 내의 각각의 측벽들은 평행할 것이고 앞서 기술된 각의 관계는 측벽 영역의 모두에 적용될 것이다. 그러나, 이는 이러한 경우에 필수적이지 않으며 측벽 영역의 하나(또는 이상)는 동일한 시리즈의 다른 것들에 대하여 구멍 축에 다른 각도로 경사질 것이며, 특히 여기서 측벽 영역은 공급기 요소의 제1 단부(저부)를 형성할 것이다.

편리한 실시예에서, 가장자리 접촉은 오직 공급기 요소 및 주조 사이에서 형성되며, 공급기 요소의 제1 단부(베이스)는 구멍 축에 수직하지 않은 제1 시리즈 또는 제2 시리즈의 측벽 영역에 의해 한정된다. 이러한 배치는 자국(footprint) 및 공급기 요소의 접촉면을 축소하는데 유리하다는 것은 앞선 논의로부터 이해될 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서, 공급기 요소의 제1 단부를 한정하는 측벽 영역은 이러한 시리즈의 다른 측벽 영역과 다른 길이 및/또는 방향을 가질 것이다. 예를 들면, 저부를 한정하는 측벽 영역은 구멍 축에 5 내지 30°의 각도로, 바람직하게는 5 내지 15°의 각도로 경사질 것이다. 바람직하게는, 공급기 요소의 제1 단부를 한정하는 측벽 영역의 자유 단부는 내부로 향하는 환형의 플랜지 또는 비드(bead)를 구비한다.

편리하게도, 제1 시리즈의 측벽 영역은 공급기 요소의 제2 단부를 형성하며, 바람직하게는 이러한 측벽 영역은 구멍 축에 수직이다. 이러한 배치는 이용시 공급기 슬리브를 장착하기 위한 적당한 표면을 제공한다.

공급기 요소는 공급기 슬리브와 관련하여 이용되는 것으로 앞선 내용으로부터 이해할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 첫 번째 측면과 관련된 공급기 요소 및 여기에 장착된 공급기 슬리브를 포함하는 금속 주조용 두 번째 측면에서의 공급기 시스템을 제공하는 것이다.

공급기 슬리브의 본질은 특별하게 제한되어 있는 것이 아니며, 예를 들면 KALMIN, FEEDEX, 및 KALMINEX와 같은 상표명을 갖는 호세코에 의해 판매되고 있는 절연, 발열 또는 이들의 조합에 대한 것일 수 있다. 공급기 슬리브는 편리하게 접착제에 의해 공급기 요소에 장착될 수 있지만, 맞물려지거나 공급기 요소의 부분 주위에 몰드된 슬리브를 가질 수도 있다.

이하에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 예시적으로 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 관련된 제1 공급기 요소 각각의 측면도 및 평면도이다.

도 3 및 도 4는 각각 램업(ram up) 전과 후의 도 1의 공급기 요소 및 스프링 핀에 장착된 공급기 슬리브를 도시한다.

도 3A는 도 3의 어셈블리의 일부의 단면도이다.

도 5 및 도 6은 각각 램업 전과 후의 도 1의 공급기 요소 및 고정된 핀에 장착된 공급기 슬리브를 도시한다.

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 제2 공급기 요소 각각의 측면도 및 평면도이다.

도 7A 및 도 7B는 각각 표준 핀 및 수정 핀에 장착된 도 7의 공급기 요소의 일부의 단면도를 도시한다.

도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 제3 공급기 요소 각각의 측면도 및 평면도이다.

도 11은 본 발명에 따른 제4 공급기 요소의 측면도이다.

도 12 및 도 13은 각각 압축 전과 후의 본 발명에 따른 제5 공급기 요소의 단면도이다.

도 14 및 도 15는 각각 압축 전과 후의 본 발명에 따른 제6 공급기 요소와 합체된 공급기 어셈블리의 개략적인 단면도이다.

도 16은 본 발명에 따른 제7 공급기 요소의 측면도이다.

도 17 및 도 18은 본 발명에 따른 공급기 요소의 제8 실시예와 결합한 공급기 어셈블리의 단면도이다.

삭제

도 19는 도 7의 브레이커 코어(breaker core)에 대한 압축에 적용된 힘의 선도이다.

도 20은 본 발명에 따른 일련의 브레이커 코어에 대한 압축 데이터를 도시하는 막대 그래프이다.

도 21은 측벽 두께를 달리한 도 7에 도시된 유형의 일련의 브레이커 코어에 대한 압축에 대한 힘의 선도이다. 그리고

도 22 및 도 23은 도 1의 공급기 요소 및 램업 전과 후의 고정된 핀에 장착된 도 5 및 도 6에 도시된 것에 대한 상이한 공급기 슬리브를 도시한다.

도 1 및 도 2와 관련하여 설명하면, 브레이커 코어(10) 형태의 공급기 요소(feeder element)는 일반적으로 압축 강철판에 의해 형성된 절두원추형의 측벽(12)을 구비한다. 측벽(12)의 내면은 브레이커 코어(10)를 통하여 제1 단부(저부)(16)로부터 제2 단부(상부)(18)까지 연장되는 구멍(14)을 한정하며, 구멍(14)은 제1 단부(16)에서 제2 단부(18)에서보다 작은 직경을 갖는다. 측벽(12)은 계단형 형상을 가지며 교대의 시리즈의 제1 및 제2 측벽 영역(12a, 12b)을 포함한다. 측벽(12)은 (제1)시리즈의 서로 이격된 환형체 또는 링(12a)으로(여기서는 7개의) 간주될 수 있으며, 각각의 환형체(12a)는 선행하는 환형체(12a)의 외경과 일치하는 내경을 갖고, 인접한 환형체(12a)는 제2 시리즈의 환형체(12b)(여기서는 6개의)의 측벽 영역에 의해 상호 연결된다. 측벽 영역(12a, 12b)은 구멍(14)의 길이 방향 축과 관련하여 더욱 편리하게 기술되는데, 제1 시리즈의 측벽 영역(12a)은 방사상(수평으로 도시)의 측벽 영역이며, 제2 시리즈의 측벽 영역(12b)은 축방향(수직으로 도시)의 측벽 영역이다. 구멍 축과 제1 측벽 영역(12a) 사이의 각(α)은(이 경우 또한 측벽 영역들의 인접한 쌍들 사이의 각도) 90°이다. 방사상 측벽 영역(12a)은 브레이커 코어(10)의 저부(16) 및 상부(18)를 한정한다. 도시된 실시예에서, 축방향 측벽 영역(12b)은 모두 동일한 높이(내경에서 외경까지의 거리)를 가지며, 반면 저부 두 개의 방사상 측벽 영역(12a)은 감소된 환형 두께(내경 및 외경 사이의 반경 방향 거리)를 갖는다. 브레이커 코어(10)의 상부(18)를 한정하는 방사상 측벽 영역의 외경은 부착된 공급기 슬리브의 크기에 따라 선택된다(이하에서 기술됨). 브레이커 코어(10)의 제1 단부(16)에서 구멍(14)의 직경은 고정된 핀으로 슬라이딩 핏(sliding fit)으로 설계된다.

도 3과 관련하여 설명하면, 도 1의 브레이커 코어(10)는 공급기 슬리브(20)에 접착제로 부착되며, 브레이커 코어/공급기 슬리브 어셈블리는 패턴판(24)에 고정된 스프링핀(22)에 장착된다. 브레이커 코어(10)의 저부(16)를 형성하는 반경 방향 측벽 영역(12a)은 패턴판(24)에 위치한다(도 3A). 변형예에서(미도시), 브레이커 코어(10)의 상부(18)에는 일련의 통공이 제공된다(예를 들어 여섯개의 동일한 간격의 원형 구멍들). 브레이커 코어(10)는 두 부품 사이에서 접착제(예, 열 용융 접착)를 적용하여 공급기 슬리브(20)에 고정된다. 압력이 가해질 때, 접착제는 부분적으로 구멍을 통해 압착되며 고정된다. 이러한 셋 접착(set adhesive)은 브레이커 코어(10)와 공급기 슬리브(20)를 서로 더욱 강하게 고정하는 리벳의 역할을 한다.

사용시, 공급기 슬리브 어셈블리는 몰딩 샌드(또한 상기 샌드는 공급기 슬리브(20) 아래의 브레이커 코어(10) 주위의 공간으로 들어간다)로 덮히며, 패턴판(24)은 "램업(rammed up)"되며, 이에 의해 몰딩 샌드를 압축한다. 압축력은 슬리브(20)가 패턴판(24)을 향해 하향으로 이동하도록 해준다. 압축력은 핀(22)에 의해 부분적으로 흡수되며 그리고 공급기 슬리브(20)를 위한 충격 흡수대로서 효과적으로 작용하는 브레이커 코어(10)의 변형 또는 붕괴에 의해 부분적으로 흡수된다. 동시에, 브레이커 코어(10)의 변형 하에서 트랩된(trapped) 몰딩 매체(샌드)는 또한 요구되는 몰드 경도 및 브레이커 코어(10) 아래의 표면 마감을 주기 위하여 점진적으로 압착된다(이러한 특징은 모든 실시예에 공통되며, 공급기 요소의 하향으로 테이퍼진 형상은 몰딩 샌드가 공급기 슬리브 바로 아래에서 트랩되는 것을 가능하게 한다). 또한, 샌드의 압축은 임팩트의 일부를 흡수하도록 돕는다. 브레이커 코어(10)의 저부(16)는 몰드 캐비티와 연결된 가장 좁은 영역을 한정하기 때문에, 공급기 슬리브(20)가 그 강도를 감소시킬 수 있는 테이퍼진 캐비티(tapered cavity) 또는 지나치게 테이퍼진 측벽을 가질 필요가 없다. 램업된 후의 상태는 도 4에 도시된다. 주조는 패턴판(24) 및 핀(22)을 제거한 후에 이루어진다.

유리하게도, 본 발명의 공급기 요소는 스프링 핀의 사용에 의존하지 않는다. 도 5 및 도 6은 고정된 핀(26)에 장착된 공급기 슬리브(20a)에 고정된 브레이커 코어(10)를 도시한다. 램업(ram up)시(도 6), 슬리브(20a)는 아래 방향으로 움직이며 핀(26)은 고정되기 때문에, 슬리브(20a)에는 핀(26)이 수용될 수 있는 구멍(28)이 제공된다. 도시된 바와 같이, 비록 다른 실시예(미도시)에서 슬리브에 블라인드 보어(blind bore)가 제공될 수 있다고 이해될지라도, 구멍(28)은 슬리브(20a)의 상부면을 통하여 연장된다(즉, 구멍은 공급기의 상단면을 통하여 단지 부분적으로 연장되며, 라이저 슬리브 캐비티(riser sleeve cavity)는 둘러싸여진다). 다른 변형예(도 22에 도시)에서, 블라인드 보어는 고정 핀과 함께 이용되고, 슬리브는,램업(ram up)시 상기 핀이 도 23에 도시된(그리고 독일 공개 특허 공보 제 195 03 456 호에 기술된) 바와 같이 공급기 슬리브의 상부를 관통하도록 설계되며, 따라서 일단 핀이 제거되면 몰드 기체들을 위한 구멍이 생성된다.

도 7 및 도 8과 관련하여, 도시된 브레이커 코어(30)는, 브레이커 코어(30)의 저부를 한정하는 측벽 영역(32)이 축방향으로 향하며 그리고 그것의 직경은 대체로 핀(22,26)의 직경과 일치한다는 점에서 도 1에 설명된 것과 다르다. 이러한 축방향 측벽 영역(32)은 다른 축방향 측벽 영역(12b)보다 큰 높이를 갖도록, 브레이커 코어(30) 아래의 압축된 샌드의 어떤 깊이를 수용할 수 있도록 연장된다. 또한, 저부를 한정하는 축방향 측벽 영역(32)의 자유 단부는 내향으로 향하는 환형의 플랜지(32a)를 갖는데, 이는 사용시 패턴판에 위치하며 그리고 구멍의 하부 에지를 강화시키고, 패턴판(24)에 대한 접촉 영역을 증가시키고(브레이커 코어(30)의 저부가 압축하에서 외향으로 벌어지지 않는 것을 보증), 녹 오프(knock off)를 촉진시키기 위해 공급기 넥(feeder neck)에서 한정된 노치(notch)를 형성하며, 이러한 녹 오프(knock off)가 주조 표면에 근접함을 보증한다. 또한 환형의 플랜지는 핀과 축방향 측벽 영역(32) 사이에서 자유로운 움직임을 가능하게 함과 동시에 핀에 정확한 위치를 제공한다. 이는 도 7A에서 더욱 명료하게 볼 수 있는데, 이것으로부터 패턴판(24) 및 브레이커 코어(30) 사이에 단지 에지 접촉만이 있다는 것을 볼 수 있는데, 이에 의해 공급기 요소의 자국을 최소화시킬 수 있다. 잔존하는 축 및 방사상의 측벽 영역(12a, 12b)은 동일한 길이/높이를 갖는다.

녹 오프 포인트(knock off point)는 캐스팅(casting)에 매우 인접하며 따라서 어떤 극한 상황에서 브레이커 코어(30)가 주조 표면으로 브레이크 오프(break off)될 수 있다. 따라서 도 7B와 관련하여, 브레이커 코어(30)가 위치하는 핀(고정되는 또는 스프링)의 저부에 짧은(약 1mm) 스터브(stub)(36)를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 핀이 장착된 적절하게 상승된 영역으로 패턴판(24)을 형성함으로써 편리하게 달성될 수 있다. 대안적으로, 스터브(stub)는 핀의 저부에 패턴판(24)의 부분으로, 또는 브레이커 코어(30)가 핀에 장착되기 전에 핀 위에 위치하는 분리된 요소(예를 들면, 와셔)로서 형성된 링 형상이 될 수 있다.

도 9 및 도 10과 관련하여, 브레이커 코어(40)의 저부를 한정하는 측벽(42)이 구멍 축에 약 20°내지 30°각도로 브레이커 코어의 저부로부터 축방향으로 외향으로 테이퍼진, 절두원추형인 것을 제외하고는, 본 발명에 따른 또 다른 브레이커 코어(40)는 대체로 도 7 및 도 8에 도시된 것과 동일하다. 측벽(42)은 도 7에 도시된 실시예와 같은 목적 및 동일한 방식으로 환형 플랜지(42a)에 제공된다. 브레이커 코어(40)는 도 7에 도시된 브레이커 코어(30)보다 적은 계단을 갖는다(즉, 더욱 적은 축 및 방사상 측벽 영역(12a, 12b)).

도 11과 관련하여, 본 발명에 따른 또 다른 브레이커 코어(50)가 도시된다. 기본적인 형상은 이전에 기술된 실시예의 그것과 유사하다. 압축된 금속 측벽은 브레이커 코어(50)의 두 번째(상위) 단부(52) 쪽으로 증가하는 직경을 갖는 구멍(14)이 계단형으로 제공된다. 그러나 이러한 실시예에서는, 제1 시리즈의 측벽 영역(54)은 구멍 축에 대해 약 45°로 경사지므로(즉, 절두원추형(frustoconical)), 따라서 이들은 브레이커 코어(50)의 저부(56)에 상대적으로 외향으로 나오게 된다. 측벽 영역(54) 및 구멍 축 사이의 각도α는 45°이다. 이러한 실시예에서는 제1 시리즈의 방사상 측벽 영역(54)이 축방향 측벽 영역(12b)과 동일한 길이를 가지므로 압축하에서 결과적으로 변형된 공급기 요소의 프로파일(profile)은 상대적으로 수평(horizontal)하다는 바람직한 특징을 갖는다. 브레이커 코어(50)는 제1 시리즈의 단지 네 개의 축방향 측벽 영역(54)을 포함한다. 제2 시리즈(12b)의 측벽 영역(58)은 브레이커 코어(50)의 저부(56)에서 종결되며 그리고 제2 시리즈의 다른 측벽 영역(12b)보다 상당히 길다.

도 12 및 도 13과 관련하여, 또 다른 브레이커 코어(60)가 도시된다. 이러한 브레이커 코어(60)는 세 개의 이격된 동심의 홈(66)들이 제공된(이 경우 기계 가공에 의해) 외측 표면으로 대체로 균일한 두께를 갖는 금속 측벽(64)에 의해 한정된 절두원추형의 구멍(62)을 갖는다. 홈(66)들은 압축시 예상가능하게 붕괴되는 취약 지점을 측벽(64)에 도입한다(도 13). 이 실시예의 변형예에서는(미도시), 분리된 일련의 노치(notches)들이 제공된다. 대안적으로, 측벽은 교대로 상대적으로 두껍고 상대적으로 얇은 영역으로 형성된다.

그러나, 본 발명에 따른 또 다른 브레이커 코어가 도 14 및 도 15에 도시된다. 브레이커 코어(70)는 얇은 측벽으로 구성된 강철 프레싱이다. 이것의 저부로부터, 측벽은 외측으로 돌출된 제1 영역(72a), 원형 단면으로 된 튜브 형상의, 축방향으로 향하는 제2 영역(72b), 및 제3의 반경 방향으로, 외향으로 연장된 영역(72c)을 가지며, 제3 영역(72c)은 사용시 공급기 슬리브(20)를 위한 시트(seat)로서 역할을 한다. 압축 하에서, 브레이커 코어(70)는 예측할 수 있는 방법으로 붕괴되고(도 15), 제1 및 제2 측벽 영역(72a, 72b) 사이의 내각은 감소한다.

방향성을 갖는 측벽 영역의 상이한 조합을 가진 많은 가능한 브레이커 코어들이 있다는 것을 이해할 수 있다. 도 16과 관련하여, 도시된 브레이커 코어(80)는 도 11에 도시된 것과 유사하다. 이러한 특별한 경우에, 방사상으로 향하는(수평의) 일련의 측벽 영역(82)들은 축방향으로 기울어진 일련의 측벽 영역(84)과 교대로 구성된다. 도 17 및 도 18과 관련하여, 브레이커 코어(90)는 외향으로 축방향으로 기울어진 제1 시리즈의 측벽 영역(92) 및 내향으로 축방향으로 기울어진 시리즈의 측벽 영역(94)이 교대로 저면으로부터 내향으로 그리고 외향으로 한정됨에 의해 형성된 지그재그 형상을 갖는다. 이러한 실시예에서, 브레이커 코어는 슬리브(20)와는 독립적으로 핀(22)에 설치되며, 이것은 브레이커 코어에 장착되지만, 여기에 고정되는 것은 아니다. 변형예(미도시)에서, 상부 방사상 표면은 브레이커 코어의 상부를 한정하며 만약 필요하다면 브레이커 코어에 미리 고정될 수 있는 슬리브를 위한 장착 표면을 제공한다.

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시험예

테스트는 300톤의 램업 압력 및 1375X975X390/390mm 몰딩 상자 크기를 갖는 상업용 Kunkel-Wagner 고압 몰딩 라인 No 09-2958로 수행된다. 몰딩 매체(moulding medium)는 클레이 결합된 생사 시스템(clay-bonded greensand system)이다. 캐스팅(casting)은 자동차용 연성 주조 철(구상 흑연 철)에서의 중앙 기어 하우징이다.

비교예 1

적절한 실리카 샌드 브레이커 코어(10Q)에 부착된 FEEDEX HD-VS159 공급기 슬리브(빠른 점화, 높은 발열 및 압력 저항성의)는 몰딩하기 전에 패턴판에 브레이커 코어/공급기 슬리브 장치를 배치하기 위하여 고정 핀으로 패턴 판에 직접 설치된다. 비록 녹 오프 포인트(knock off point)가 반복 가능하고 주조 표면에 가깝더라도, 몰딩압에 기인한 손상(주로 크래킹(cracking))은 많은 브레이커 코어 및 슬 리브에서 명백하다.

비교예2

적절한 로케이터 코어(locator core)(50HD)에 부착된 A FEEDEX HD-VS159 공급기 슬리브(빠른 점화, 높은 발열 및 압력 저항성의)는 비교예 1에서와 같이 이용되었으나, 그러나 이러한 경우 스프링 핀은 몰딩 전에 패턴판 상 또는 그 위에 로케이터 코어/공급기 슬리브 장치를 설치하기 위하여 사용되었다. 몰딩시 압력은 로케이터 코어/공급기 슬리브 장치 및 스프링 핀을 누르며, 그리고 몰딩 샌드는 아래로 흘러내리고 로케이터 코어 아래로 압착된다. 어떤 가시적인 손상도 몰딩 후에 브레이커 코어 또는 슬리브에서 관찰되지 않는다. 그러나, 녹 오프 포인트(knock off point)는 반복 가능하지 않으며(스프링 핀 저부의 치수 및 프로파일 때문에), 몇몇 경우에는 스터브(stubs)의 핸드 드레싱(hand dressing)은 주조의 제조 비용의 추가가 요구될 수도 있다.

실시예 1a

FEEDEX HD-VS159 발열 슬리브에 부착된 0.5mm 강으로 제조된 도 1의 브레이커 코어(축길이 30mm, 최소 직경 30mm, 슬리브 저부의 외경에 대응하는 최대 직경 82mm)는 고정핀 또는 스프링핀에 설치된다. 몰딩 후에 공급기 슬리브에는 어떠한 가시적인 손상도 관찰되지 않았으며 그것은 브레이커 코어 바로 아래의 영역의 몰드의 우수한 샌드 압축이 있다는 것이 관찰되었다. 녹 오프 포인트(knock off point)는 반복될 수 있고 주조 표면에 가깝다. 몇몇 경우에서는, 잔여 공급기 금속 및 브레이커 코어는 실제로 주조 쉐이크아웃(shakeout) 동안 생사 몰드로부터 떨어져 나오며, 녹 오프 단계(knock off step)의 필요가 없어진다. 캐스팅 상에 표면 결점이 없었으며, 철 캐스팅 표면과 직접 접촉하는 강철 브레이커 코어를 갖는데 어떤 불리한 포함물도 없었다.

실시예 1b

FEEDEX HD-VS159 발열 슬리브에 부착된 0.5mm 강철로 제조된 도 7(축 길이 33mm, 최소 직경 20mm, 슬리브 저부의 외경에 대응하는 최대 직경 82mm)의 브레이커 코어로 다른 시도가 행해졌다. 이는 이전 실시예에서의 주조에 더욱 많은 윤곽으로 구성되고 균일하지 않은 프로파일을 갖는 기어 하우징 주조의 상이한 모델 디자인에 대해 이용되었으며 유사하게 고정 핀 또는 스프링 핀에 장착된다. 브레이커 코어 바로 아래의 영역에서 몰드의 샌드 압착이 있기 때문에, 녹 오프(knock off)는 또 다시 우수하다. 이러한 브레이커 코어의 이용(실시예 1a에서와 비교)은 주조 표면을 갖는 공급기 요소의 감소된 접촉면 및 더욱 작은 자국에 대하여 유용한 기회를 제공한다.

실시예 1c

세 번째 시도는 FEEDEX HD-VS159 발열 슬리브에 부착된 0.5mm 강철로 제조된 도 9(구멍 축에 18°의 각도로 저부로부터 축방향으로 외향으로 테이퍼진 측벽(42) 및 축 길이 28mm, 슬리브 저부의 외경에 대응하는 최대 직경 82mm)의 브레이커 코어로 수행되었다. 이는 실시예 1a 및 1b에 이용되는 것을 포함하는 기어 하우징 주조의 많은 다양한 디자인에 이용된다. 브레이커 코어/공급기 슬리브 장치는 고정된 핀 또는 스프링핀에 장착된다. 브레이커 코어의 저부에서 테이퍼진 측벽(42) 및 환형 플랜지(42a)의 조합은 공급기 헤드의 우수한 녹 오프(knock off)를 가져오는 공급기 넥(feeder neck)에서 매우 한정된 노치 및 테이퍼를 발생시켰으며, 이는 매우 일관되며 재현가능하고 주조 표면에 매우 가까우며 따라서 마감된 주조를 생산하기 위한 스터브의 최소의 기계 가공을 요구한다.

실시예2 - 파쇄 강도( 압궤 강도)( crush strength ) 및 측벽 형상의 조사

하운스필드(Hounsfield) 압축 강도 테스터의 두 개의 평행판 사이에 브레이커 코어를 놓고 테스트되었다. 바닥판(bottom plate)은 고정되는 반면, 상부판(top plate)은 분당 30mm의 일정한 속도로 기계식 스크류 나사 매커니즘을 통하여 아래 방향으로 횡단하며 판 이동에 대하여 적용된 힘의 그래프가 작성되었다.

테스트된 브레이커 코어들은 도 11에 도시된 기본 형상을 갖는다(5mm의 측벽 영역(12b, 54), 18 내지 25mm 범위의 구멍을 한정하고 8mm인 측벽 영역(58), 및 65mm의 브레이커 코어 상부(52)의 최대 직경). 모든 경우, 열 가지 상이한 브레이커 코어가 테스트되었고, 코어들 사이의 유일한 차이점들은 45 내지 90°의 범위에서 5°의 간격으로 변화하는 각도 α 및 상부 외측 측벽 영역의 길이였으며, 이는 브레이커 코어 상부(52)의 최대 직경이 모든 브레이커 코어에 대해 65mm가 되도록 조절되었다. 금속 브레이커 코어의 금속 두께는 0.6mm이었다.

도 19와 관련하여, α=50°를 갖는 브레이커 코어에 대한 판 이동에 대한 힘이 도시된다. 힘이 증가함에 따라, 임계력(critical force)이 적용(점 A)될 때까지 브레이커 코어의 최소 압축(사용되지 않고 파쇄되지 않은 상태에서 자연적인 유연성과 관련되는)이 있고, 여기서는 초기 파쇄 강도로 언급되며, 그 후에 압축은 초기 파쇄 강도가 발생한 후의 최소 힘 측정이 표시하는 점 B로 더욱 낮은 부하 하에 빠르게 진행된다.

또한 압축이 발생하고 힘은 최대로 증가한다(최대 파쇄 강도, 점 C). 코어가 최대 변위(점 D)에 도달하거나 가까워질 때, 물리적으로 더 이상 변위가 불가능해지는 지점(점 E)에서 힘이 빠르게 증가한다.

초기 파쇄 강도, 최소 힘 측정 및 최대 파쇄 강도는 모든 열 개의 코어에 대하여 도 20에 표시된다. 이상적으로, 초기 파쇄(압궤) 강도는 3000N보다 낮아야 한다. 만약 초기 파쇄 강도가 너무 크면 몰딩 압력은 브레이커 코어가 압축될 기회를 갖기 전에 공급기 슬리브의 고장(결함)을 가져올 수도 있다. 이상적인 프로파일은 초기 파쇄 강도로부터 최대 파쇄 강도까지 선형의 선도가 될 것이며, 따라서 최소 힘 측정(점 B)은 이상적으로 최소 파쇄 강도에 매우 근접해질 것이다. 이상적인 최대 파쇄 강도는 브레이커 코어가 의도되는 적용에 매우 의존한다. 만약 매우 높은 몰딩 압력이 적용된다면, 더욱 높은 최대 파쇄 강도는 브레이커 코어가 더욱 낮은 몰딩 압력 적용에서 이용되는 것보다 바람직할 것이다.

실시예 3 - 파쇄( 압궤 ) 강도( crush strength ) 및 측벽 두께의 조사

파쇄 강도 파라미터에 대한 금속 두께의 효과를 조사하기 위하여, 또 다른 브레이커 코어가 제조되고 실시예 2에서와 같이 테스트되었다. 브레이커 코어는 실시예 1b에서 이용된 것과 동일하다(축 길이 33mm, 최소 직경 20mm, 슬리브 저부의 외경에 대응하는 최대 직경 82mm). 강철 두께는 0.5, 0.6 또는 0.8mm이다(측벽(12a) 환형 두께의 10, 12, 16%에 대응). 변위에 대한 힘의 선도가 도 21에 도시되는데, 이로부터 초기 파쇄 강도(점 A)는 최소 힘(점 B)과 초기 파쇄 강도 사이의 차이처럼, 금속 두께에 따라 증가한다는 것을 볼 수 있다. 만약 금속이 측벽 영역(12a)의 환형 두께에 대해 상대적으로 너무 두껍다면, 초기 파쇄 강도는 받아들일 수 없을 만큼 높을 것이다. 만약 금속이 너무 얇다면, 파쇄 강도는 수용할 수 없을 정도로 낮다.

실시예 2 및 3의 고려로부터, 브레이커 코어의 지오메트리(geometry) 및 브레이커 코어 재료의 두께를 변화시킴에 의해, 세 가지 중요한 변수들(초기 파쇄 강도, 최소 힘 및 최대 파쇄 강도)은 브레이커 코어를 위해 의도된 특정 적용예에 맞출 수 있다.

본 발명은 금속 주조용 공급기에 이용될 수 있다.

Claims

금속 주조에 사용하기 위한 공급기 요소로서,

상기 공급기 요소는, 몰드 패턴에 장착하기 위한 제1 단부와, 공급기 슬리브를 수용하기 위한 반대편의 제2 단부와, 측벽에 의하여 형성되는 제1 단부와 제2 단부 사이의 구멍을 구비하며, 상기 공급기 요소는 사용시 제1 단부와 제2 단부 사이의 거리를 감소시키기 위하여 비가역적으로 압축될 수 있는 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제1항에 있어서,

공급기 요소의 초기 파쇄(압궤) 강도는 단지 5000N인 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제1항 또는 제2항에 있어서,

공급기 요소의 초기 파쇄(압궤) 강도는 최소한 500N인 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제1항 또는 제2항에 있어서,

공급기 요소의 초기 파쇄(압궤) 강도는 최소한 500N이며 단지 3000N인 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제1항 또는 제2항에 있어서,

압축은 공급기 요소를 형성하는 비취성 재료의 변형에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제5항에 있어서,

비취성 재료는 금속인 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제6항에 있어서,

금속은 강재, 알루미늄, 알루미늄 합금 및 황동으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제7항에 있어서,

금속은 강재인 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제1항 또는 제2항에 있어서,

공급기 요소는, 직경이 증가하는 링들 형태의 제1 시리즈의 측벽 영역들과, 상기 제1 시리즈의 측벽 영역들과 상호 연결되고 일체로 형성되는 제2 시리즈의 측벽 영역들을 포함하는 단차식 측벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제9항에 있어서,

공급기 요소는 제2 시리즈의 한 쌍의 측벽 영역들 사이의 단일 링에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제9항에 있어서,

측벽 영역의 두께는 0.4mm 내지 1.5mm인 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제9항에 있어서,

링 또는 링들은 원형인 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제9항에 있어서,

링 또는 링들은 평면인 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제9항에 있어서,

측벽 영역들은 실질적으로 균일한 두께이며, 공급기 요소의 구멍의 직경은 공급기 요소의 제1 단부로부터 제2 단부로 증가하는 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제9항에 있어서,

제2 시리즈의 측벽 영역들은 환형인 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제9항에 있어서,

구멍 축과 제1 측벽 영역 사이에 형성되는 각도는 약 55°내지 90°인 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제9항에 있어서,

공급기 요소의 제1 단부는 제2 시리즈의 측벽 영역에 의해 형성되며, 상기 측벽 영역은 제2 시리즈의 다른 측벽 영역보다 큰 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제9항에 있어서,

공급기 요소의 제1 단부를 형성하는 측벽 영역은 5°내지 30°의 각도로 구멍 축에 대해 경사진 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제9항에 있어서,

측벽 영역의 두께는 제1 측벽 영역의 내경과 외경 사이의 거리의 4% 내지 24%인 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제19항에 있어서,

공급기 요소의 제1 단부를 형성하는 측벽 영역의 자유 단부에는 내측으로 향하는 환형 플랜지 또는 비드(bead)가 구비되는 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제1항 또는 제2항에 있어서,

공급기 요소의 측벽에는 소정의 부하 하에서 사용시 변형되거나 전단되도록 형성되는 하나 이상의 취약 지점이 구비되는 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제21항에 있어서,

측벽에는 소정의 부하 하에서 변형되는 감소된 두께를 갖는 최소한 하나의 영역이 구비되는 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제21항에 있어서,

측벽에는 소정의 부하 하에서 측벽의 변형을 일으키는 하나 이상의 꼬임부, 구부러짐부, 파형부 또는 다른 형상부가 구비되는 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제21항에 있어서,

구멍은 최소한 하나의 원주 홈을 갖는 측벽과 인접되고 절두 원추형(frustoconical)인 것을 특징으로 하는 공급기 요소.
제1항 또는 제2항에 따른 공급기 요소와 상기 공급기 요소에 고정된 공급기 슬리브를 포함하는 금속 주조용 공급기 시스템.
제25항에 있어서,

공급기 슬리브는, 접착체에 의해서 또는 공급기 요소와의 푸쉬 핏(push fit)에 의해서 또는 공급기 요소의 일부 주위로 슬리브를 몰딩함으로써 공급기 요소에 고정되는 것을 특징으로 하는 공급기 시스템.