KR20030036611A - 원심주조방법, 원심주조장치, 중공의 주형 및 성형장치를통한 공급 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원심주조방법, 원심주조장치, 원심주조에 적절한 중공의 주형, 상기한 중공의 주형의 제조에 적절한 러너부시 주형 및 이 장치 및 방법들의 용도에 관한 것이다. 원심주조방법에 의한 주조 워크피스들의 제조를 위해서는, 적어도 하나의 중공의 주형에 의해 형성된 다수의 주조 공동들이 그 주조 공동들이 공통의 회전축에 대해 회전하도록 배치되고 구동된다. 단일의 평면 내에서 회전하는 적어도 3개의 주조 공동들도 제공된다.

Description

원심주조방법, 원심주조장치, 중공의 주형 및 성형장치를 통한 공급{Centrifugal casting method, centrifugal casting device, hollow casting mold and feed trough forming device}

일반적인 원심주조방법들에서, 중공의 주형(hollow mold) 내의 주조 공동에 성형품을 채우는 것은 회전운동을 하는 회전축들의 주위에 위치하는 중공의 주형에 기초한다. 이러한 회전 운동의 결과로 인하여, 대응하는 원심력이 액상의 용융된 주조 물질(casting material)을 부어넣는 동안에 작용하여 상기 주조 물질을 상기 주조 공동 내로 가압하여 완전한 충진을 확실하게 한다.

상기 주조 물질의 밀도 및 열용량에 따라, 상기 주조 공동의 완전한 충진을 위해서는 서로 다른 회전속도들이 요구된다. 한편으로는, 이는 단지 대응하는 상대적으로 약한 원심력이 예를 들어 티타늄과 같은 비교적 낮은 밀도를 갖는 물질들에 작용하며, 그에 따라 충분히 높은 충진력(filling force)를 적용시키기 위해서는 그에 대응하도록 높은 회전속도가 선택되어야만 한다. 게다가, 티타늄과 같은 낮은 열용량을 갖는 물질들은 비교적 빠르게 고화되며, 그에 따라 상기 주조 물질의 충분한 흐름성을 필요로 하는 상기 주조 공동의 완전한 충진은 매우 짧은 시간 내에 수행되어야 한다. 이러한 짧은 충진 시간 때문에 또한 높은 회전속도가 요구된다.

예를 들어 치과용 기술 및 귀금속 제조에서 사용되는 것과 같이 상용적으로 획득할 수 있는, 고품질 주조용의 원심주조장치에 있어서는, 상기 중공의 주형의 외측에 위치하는 회전축에 대해 일정한 거리에서 회전하는 단 하나의 중공의 주형이 존재한다. 그로부터, 상당한 원심력들이 상기 중공의 주형 자체에 작용한다. 따라서, 공지의 원심주조장치에서 그 회전경로 상에서 상기 중공의 주형을 유지시키기 위해서는, 상기 원심력들을 흡수하고, 그리고 상기 중공의 주형과 상기 주조 물질의 회전질량에 의해 발생되는 불균형을 보상(compensate)하기 위하여는 단단한 기계적인 상부구조(superstructure)들이 요구된다. 공지의 원심주조장치의 상기 단단한 기계적인 구조는 높은 중량과 그에 따른 높은 관성 모멘트(moment of inertia)의 결과를 가져오며, 긴 가속 또는 감속 상태가 따르게 된다.

독일특허공보 제 195 05 689 A1호는 재사용가능한 중공의 주형을 갖는 원심주조장치를 기술하고 있으며, 여기에서는 각각 서로 동일한 형태의 주조 공동들이 쌍으로 배열되어 이들이 공통의 회전축에 대해 회전하며, 공통의 하강통로(donwgate)를 통해 충진될 수 있도록 구성된다. 만일 이 공지된 장치를 이용하여 동시에 두 개 이상의 워크피스들이 주조되어야 하는 경우, 각각 쌍으로 배열된 상기 주조 공동들은 여러 층들로 층층이 배열되어 이들이 여러 면들 내에 존재하도록 되어야 한다.

이 장치의 불리한 점은 하나의 원심주조공정에서 동일한 형태의 워크피스들이 단지 짝수로만 생산될 수 있다는 것이다. 게다가, 상기 중공의 주형의 전체 높이는 상기 중공의 주형 내에 함께 제공된 주조 공동들의 수의 함수로 변하게 되며, 그에 따라 각 주조공정에서 함께 제조되어야 할 워크피스들의 수에 따라 상기 원심주조장치의 상부구조에 대한 서로 다른 요소들이 요구된다.

본 발명은 독립항들의 전문에 따른 원심주조방법(centrifugal casting method), 원심주조장치(centrifugal casting apparatus) 및 중공성형품(hollow mold)에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 중공성형품의 제조를 위한 러너부시 주형(runner bush ; 연관의 축받이통) 및 특정의 물질들로부터 특정의 워크피스(workpiece ; 제조공정 중의 제품)의 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법 및 장치의 적용에 관한 것이다.

이러한 선행기술로부터 출발하여, 본 발명의 목적은 신규한 원심주조방법, 신규한 원심주조장치, 원심주조용의 신규한 중공의 주형, 이러한 중공의 주형들의 제조를 위한 적절한 러너부시 주형 및 이들 장치들 및 방법들의 신규한 적용들을 제공하는 것이다.

상기한 목적은 주요 청구항들에 따른 방법들 및 장치에 의해 달성된다.

본 발명은 원심주조방법의 실행 동안에 하나의 주조공정에서 생산될 수 있는 워크피스들의 수를 증가시키기 위하여 3개 또는 그 이상의 주조 공동들을 하나의 축에 대해 회전시키고, 이들 주조 공동들이 공통의 면에 의해 교차되도록 배열한다는 기본적인 사상에 기초하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 여러 주조 공동들의 이러한 배열은 서로 다른 주조 공동들이 이들이 적어도 부분적으로 동일한 회전면 내에서 연장되도록 배열되도록 형성된다는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명의 개념에서 상기 주조 공동들의 일부는 상기 주조 공동들을 연결하는 탕구러너(sprue runner)이며, 이는 생산하고자 하는 실제 주조되는 워크피스를 그 내부로 액체 주조 물질이 부어넣어지는 러너부시로 한정한다. 그 결과, 모든 주조 공동들이 교차점(intersection)의 공통면에서 배타적으로 배열되어야 할 필요는 없다는 것이 명백하게 된다. 오히려, 상기 여러 주조 공동들은 일반적으로 각 경우에서의 형상 및 크기에 따라 공통면 상에 단면으로 연장된다. 궁극적으로, 본 발명에 따른 원리를 만족시키기 위해서는, 예를 들면, 개개의 주조 공동들의 탕구러너들이 러너부시 내로 개방되는 것에 의해 방출게이트(discharge gate)들이 교차점의 공통면에 의해 교차된다면 충분하다.

공통면 내에서의 상기 주조 공동들의 상기한 배열의 결과로서, 상기 주조 공동들 또는 중공의 주형들에 의해 야기되는 불균형들이 실질적으로 상호 보상되고, 그리고 그에 의해 원심주조장치에 의해 흡수되어야 할 원심력은 최소화될 수 있기 때문에, 질량들의 단순한 균형(balancing)은 상기 주조 공동들 또는 상기 중공의 주형들 사이에서 달성될 수 있다.

재사용가능한 중공의 주형들 및 데드-할로우 주형(dead hollow mold)들 두 가지 모두는 본 발명에 따른 원심주조방법의 실행시에 주조 공동들을 형성시키는 데 사용될 수 있다.

개개 주조 공동들 사이에서의 질량들의 가능한 한 균일한 균형을 달성하기 위해서는, 주조 공동들의 배열에 있어서, 이들 주조 공동들이 대략 360°/n의 회전각으로 가능한 한 일정하게 분지되도록 배열되는 것이 특히 바람직하다. 즉, 상기 여러 주조 공동들은 원형궤도 상에서 서로에 대해 360°/n의 중간 각도로 분지되어 위치하여 단지 전체적으로 아주 작은 불균형 만이 존재하도록 한다.

본 발명에 따른 상기 방법의 실행을 위한 상기 원심주조장치의 개발에 대해서는 기본적으로 2가지 설계해결책이 있다. 본 발명에 따른 원심주조장치의 제1의 실시예에 따르면, 각각 적어도 하나의 중공의 주형이 고정될 수 있는 적어도 3개의 고정장치(holding devices)들이 제공된다. 상기 고정장치들 각각은 적어도 하나의 주조 공동을 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 원심주조장치가 구동될 때, 상기 주조 공동들이 단일의 평면 내에서 회전하도록 하는 방법으로 상기 중공의 주형들이 상기 고정장치 내에 배열된다. 예를 들어, 3개의 중공의 주형들이 사용되는 경우, 이들은 예를 들면 상기 원심주조장치 상에 성상(star shape)으로 배열되어 전체적으로 상기 개개 중공의 주형들의 질량에 의해 야기되는 불균형이 보상되도록 할 수 있다.

예를 들면, 개개 중공의 주형들 내의 서로 다른 크기의 주조 공동들의 결과로 인하여, 이러한 실시예에서의 개개 중공의 주형들의 중량들이 서로 완전히 다를 수 있기 때문에, 여러 중공의 주형들이 개별적으로 조절될 수 있다면 특히 바람직하다. 예를 들면, 개개 중공의 주형들과 회전축 간의 거리를 서로에 대해 독립적으로 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 그에 따라, 회전거리 내에서 변화시키는 것에 의해 상기 여러 중공의 주형들의 서로 다른 관성 모멘트들을 보상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 원심주조장치의 제2의 실시예에 따르면, 중공의 주형을 부착시키기 위한 하나의 고정장치가 제공된다. 그러나, 이 중공의 주형에서는 하나의 주조 공동 뿐만 아니라 적어도 3개의 주조 공동들이 포함된다. 따라서, 상기 원심주조장치의 상기 고정장치는 상기 원심주조장치가 구동될 때, 반드시 상기 주조 공동들이 단일의 평면 내에서 공통의 회전축에 대해 회전하도록 하는 방법으로 상기 중공의 주형들이 부착되도록 설계되어야 한다. 환언하면, 이 원심주조장치에서 상기 중공의 주형은 예를 들면, 상기 중공의 주형의 무게중심(center of gravity)를 통해 연장되는 하나의 회전축에 대하여 회전할수 있음을 의미한다. 이러한 배열의 결과로서, 각 질량점들은 대향되는 측 상에 실질적으로 대응하는 균형추(counterweight)를 갖게 되기 때문에 상기 중공의 주형의 회전 동안에 전체적으로 질량들의 광범위한 균형이 달성된다. 그에 따라 불균형들은 단지 상기 서로 다른 주조 공동들의 불규칙한 형태 및 배열에 의해서 만이 야기된다. 그러나, 이러한 불균형은 가능한 한 동일한 크기의 주조 공동들의 충분히 균일한 분포에 의해 인용할 수 있을 정도까지 감소시킬 수 있다. 그에 따라, 상기 개개 주조 공동들은 바람직하게는 상기 중공의 주형의 관성주축에 대해 실질적으로 회전방향으로 대칭적으로 배열된다.

앞서 주장한 바와 같이, 서로 다른 주조 물질들은 서로 다른 원심력들 또는 주조 시간들을 요구한다. 바람직한 실시예에 따르면, 회전속도는 본 발명에 따른 원심주조장치에서 사용된 상기 중공의 주형 및/또는 주조될 상기 물질에 따라 설정될 수 있다. 이러한 수단에 의해, 예를 들면, 높은 열용량 또는 높은 밀도를 갖는 물질들, 특히 금이 상대적으로 낮은 회전속도에서 주조될 수 있으며, 낮은 밀도 및 낮은 열용량을 갖는 물질들은 상대적으로 높은 회전속도에서 주조될 수 있다. 제2의 실시예에 따른 원심주조장치에서 본 발명에 따른 원심주조방법을 실행하기 위해서는, 적어도 3개의 주조 공동들이 실질적으로 단일의 평면 내에 배열된 중공의 주형이 사용되어야 한다.

이 경우, 러너부시 내로 개방되는 것에 의해 상기 탕구러너들의 방출게이트들이 상기 개개 주형들 상에 제공되도록 상기 중공의 주형 상에 제공되는 것이 특히 바람직하다. 이러한 수단에 의해, 상기 러너부시 내로 액체 주조 물질을 부어넣는 동안에 다양한 주조 공동들이 실질적으로 동시에 그리고 그에 의해 상대적으로 균일하게 충진시키는 것이 달성될 수 있다.

상기 탕구러너들은 바람직하게는 상기 교차점의 평면 내에 위치하는 상기 방출게이트들로부터 교호적으로 경사지게 상방으로 그리고 방사상으로 하방으로 외측을 향해 연장된다. 이러한 수단에 의해, 이들 공동들이 층층이 놓여진 적어도 2개의 평면들 내에 위치하게 되고, 그리고 경사지게 흐르는 탕구러너들에 의해 교차점의 평면 내에 위치하는 상기 방출게이트들에 연결되기 때문에, 추후 실제 주조 워크피스를 형성하는 상기 공동들은 상기 중공의 주형 내에 보다 조밀하게 충진될 수 있다.

상기 중공의 주형의 불균형을 일으키는 자체의 영향을 갖지 않도록 하기 위해서는, 상기 러너부시 자체는 가능한 한 회전방향으로 대칭적으로 구축되어야 한다.

실질적으로 상기 러너부시 내로 부어넣어진 액체 주조 물질의 어떠한 손실도 제거하기 위해서는, 상기 러너부시가 상방으로 경사진 경우가 바람직하다. 그에 의해 형성된 상기 러너부시의 상부에지를 돌출시키는 것에 의해 액체 주조 물질의 어떠한 손실도 신뢰할 수 있을 정도로 회피할 수 있다. 이는 상기 러너부시를 적어도 절단면에서 원추형으로 구축하는 것에 의해 구조적으로 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 중공의 주형들을 형성하기 위해, 원형고리 형상의 덮개고리(mufflering)가 사용될 수 있다. 상기 중공의 주형의 생산 동안에, 예를 들면, 왁스로 만들어진 모형이 먼저 제조될 수 있으며, 이는 원하는 주조 공동의 정(positive) 형상을 갖는다. 이 모형은 상기 덮개고리의 중앙에 러너부시 모형과 함께 배치되고, 주조 물질로 매립된다. 상기 주조 물질의 경화 후, 계속해서 상기 모형 물질은 열적으로, 화학적으로 또는 달리 적절한 방법으로 제거되어, 그 결과로서 상기 원형고리 형상의 덮개고리와 그 안에서 경화된 상기 주조 물질로부터 상기 중공의 주형이 성형된다. 덮개고리의 사용과는 달리, 본 발명에 따른 상기 중공의 주형들은 또한 고리 없이, 예를 들면 적절하게 성형된 주조 장치들을 사용하여 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 상기 중공의 주형의 제조에서 원형고리 형상의 덮개고리가 사용되는 경우, 상기 중공의 주형이 회전구동하는 경우에 질량들의 소정의 균형이 달성되도록 상기 덮개고리 내에 존재하는 용적이 실질적으로 완전하게 충진되어야 한다. 그러나, 전체적으로 적은 용적의 개개의 주조 공동들 또는 적은 수의 주조 공동들의 결과로서 단지 상대적으로 적은 매립 용적이 요구되는 경우, 삽입물 요소(insertion element)를 상기 덮개고리 내에 배치시키는 것에 의해 불필요하게 큰 매립 용적의 낭비를 피할 수 있다. 상기 덮개고리 내에서의 상기 유용한 용적은 이들 삽입물 요소들에 의해 감소되며, 그 결과로서, 상기 잔여 공간을 채우는데 보다 적은 매립 물질이 요구되게 된다. 상기 덮개고리 내에 상기 삽입물 요소들을 배열하는 경우, 자연히 상기 삽입물 성분들이 질량들의 충분한 균형이 전체적으로 다시 얻어질 수 있도록 하고, 상기 삽입물 요소들에 의해 야기되는 불균형들을 실질적으로 회피하도록 주의하여 한다.

본 발명에 따른 원심주조방법 또는 상기 원심주조장치 또는 그들에 적절한 중공의 주형은 기본적으로 어떠한 주조 워크피스들에 대하여도 사용될 수 있다. 그러나, 이들의 적용은 고품질의 주조, 특히 귀금속의 조각들, 의치 또는 공구 부품들의 제조에서 워크피스의 제조에서 특별한 이점들을 제공한다.

본 발명에 따른 상기 원심주조방법 또는 상기 원심주조장치 또는 그들에 적절한 중공의 주형은 기본적으로 어떠한 임의의 주조 재료들, 예를 들면 금이나 철에 대해 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 상기 원심주조방법 또는 상기 원심주조장치 또는 그들에 적절한 중공의 주형은 낮은 밀도의 주조 물질들, 예를 들면 티타늄에 대해 특별히 유리한 점들을 제공하며, 이는 이들 물질들이 단지 만족스럽지 못한 품질 또는 이러한 경우에서 높은 회전속도 때문에 통상의 방법 또는 장치들을 사용하는 매우 고가의 장치들로 주조될 수 있기 때문이다.

본 발명의 구체적인 실시예들을 이하에서 첨부한 도면들을 참조하여 설명하며, 여기에서:

도 1은 원심주조장치의 제1의 실시예의 평면모식도이다.

도 2는 제1의 실시예의 중공의 주형의 평면모식도이다.

도 3은 도 2의 중공의 주형의 I-I선을 따라 절단한 단면도이다.

도 4는 제2의 실시예의 중공의 주형의 평면모식도이다.

도 5는 도 4의 중공의 주형의 II-II선을 따라 절단한 단면도이다.

도 6은 도 2 내지 도 5의 중공의 주형들을 사용하기에 적절한 원심주조장치이다.

도 1의 모식도에 나타낸 원심주조장치는 구동축(05)에 의해 구동되는 회전축(06)에 대해 단일의 평면 내에서 함께 회전하는 성상으로 배열된 3개의 고정장치(02, 03 및 04)를 갖는다.

중공의 주형(07, 08 또는 09)은 각 고정장치(02, 03 또는 04)에 부착될 수 있다. 주조 공동(10, 11 또는 12)은 적절하게 조형된 왁스 모형의 매립 및 용융에 의해 상기 개개의 중공 주형(07, 08 및 09)들 내에 결합된다. 각 주조 공동(10, 11 또는 12)은 각각이 치형의 공동을 러너부시와 연결시키는 3개의 탕구러너들을 갖는다(도 1에는 나타내지 않음).

상기 개개 중공의 주형(07, 08 또는 09)의 상기 회전축(06)에 대한 방사상 거리는 중량 불균형들을 조절하기 위해 서로에 대해 개별적, 독립적으로 조절될 수 있다.

본 발명에 따른 원심주조방법의 실행 동안에, 상기 3개의 중공의 주형(07, 08 및 09)들은 상기 회전축(06)에 대해 하나의 평면 내에서 함께 회전한다. 충분히 높은 회전속도에 다다랐을 때, 도 1에는 도시하지 않은 러너부시 내로 액체 주조 물질을 부어넣고, 그리고 그에 의해 작용되는 원심력의 결과로서 상기 주조 공동(10, 11 또는 12) 내로 가압시킨다. 본 발명에 따라 매우 고도로 조절되는 회전속도의 결과로서, 매우 짧은 시간 내에 상기 주형을 실질적으로 완전한 충진을 달성할 수 있으며, 그에 따라 낮은 열용량 또는 낮은 밀도를 갖는 물질들도 충분한 고품질로 주조할 수 있게 된다.

도 2는 중공의 주형(13)의 평면도를 나타내며, 여기에서 보다 이해를 돕기 위해서, 외부로부터는 원래 인지될 수 없는 상기 주조 공동(14)들이 탕구러너(36)들에 연결된 것으로 나타내었다. 상기 중공의 주형(13)은 예를 들면, 그 외주연에서 철제로 된, 원형고리 형상의 덮개고리(15)를 갖는다. 탕구러너들 및 부분적으로 원형인 러너부시(16)와 함께, 예를 들면, 그 형상이 소정의 주조 공동(14)들의 정(positive)의 형상에 대응하는 형상의, 왁스로 만들어진 모형이 상기 중공의 주형(13)의 제조에 사용된다. 이 모형을 생산하기 위하여, 예를 들면 의치와 같이 제조될 주조 목적물들이 왁스로 모형화되고, 계속해서 표준화된 러너부시 주형을 사용하여 표준화된 탕구러너 주형 상에 융합시킨다. 그에 따라, 실질적으로 회전방향으로 대칭적으로 형성된 모형을 상기 덮개고리(15)의 중심부에 배치시키고, 후속해서 경화가능한 주조 물질(17)로 매립시킨다. 상기 주조 물질(17)을 경화시킨 후, 상기 모형 물질을 용융시켜 제거하여 소정의 부(negative)의 형상의 모형 공동이 상기 주조 물질(17) 내에 형성되도록 한다.

특히 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 개개 주조 공동(14)들과 상기 러너부시(16)들은 상기 중공의 주형(13)의 회전축(18)에 대해 회전방향으로 대칭적으로 배열된다. 게다가, 모든 주조 공동(14)들은 관성주축(18)의 주위의 공통면 내에 위치한다. 각 주조 공동은 러너부시(16)와 함께 탕구러너(36)를 가지며, 그에 따라 액체 주조 물질이 상기 러너부시(16)로부터 상기 주조 공동(14)들 내로 흐를 수 있게 된다. 그 결과, 상기 중공의 주형(13)은 원심주조장치 내에 배치되어 관성주축(18)이 상기 원심주조장치의 회전축을 따라 구동될 수 있도록 하고, 그에 의해 상기 중공의 주형이 회전구동될 때 발생하는 불균형들이 실질적으로 보상되어 허용가능한 정도로 감소시킬 수 있게 된다. 실제의 주조 공정 동안에 액체 주조 물질이 상기 러너부시(16) 내로 부어넣어지는 한편 상기 중공의 주형(13)은 충분히 높은 회전속도로 관성주축(18)에 대해 회전한다. 상기 주조 물질 상으로 원심력이 작용하는 결과로, 상기 주조 공동(14)들은 신속하게 그리고 실질적으로 구멍들을 수축시킴이 없이 주조된다.

도 4에 나타낸 중공의 주형의 구체적인 실체(19)는 그 근본적인 구조의 개념에서 상기 중공의 주형(13)에 대응하는 것이다. 상기 원형고리 형상의 덮개고리(15)는 다시 사용되며, 탕구러너들과 결합된 러너부시(16)와 주조 공동(14)들은 상기 경화가능한 주조 물질(17)에 다시 제공된다.

상대적으로 적은 수의 워크피스들 즉, 의치들의 제조를 가능하게 하기 위하여, 상기 중공의 주형(19) 내에 2개의 원호상의 삽입물 요소(20, 21)들이 상기 덮개고리(15) 내에서 서로에 대해 축상으로 대칭적으로 배열될 수 있다. 상기 삽입물 요소(20, 21)들의 수단들에 의해, 상기 덮개고리(15) 내에 주조 물질(17)로서 채워져야 할 용적이 감소되고, 여기에서 상기 삽입물 요소(20, 21)들의 관성질량들은 상기 관성주축(18)의 주위에서 상기 중공의 주형(19)의 회전운동 동안에 서로 보상된다.

상기 삽입물 요소(20 및 21)들은 단단한 성분들로 또는 예를 들어 절곡판(bent-sheet) 성분들과 같은 방법으로 구축될 수 있으며, 여기에서 절곡판 성분들이 사용되는 경우에서 전체적으로 대응되는 관성질량의 감소가 얻어지게 된다.

도 6은 원심주조장치의 제2의 구체적인 실체(22)의 모식단면도이다. 이는 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같은 중공의 주형(13 및 19)들과 함께 사용하기에 적절하다. 상기 원심주조장치(22)는 하우징(23) 내에 예를 들어 전기모터와 같은 구동장치(24)를 가지며, 이 구동장치는 작업자에 의해 사전설정되는 설정에 따라 조절제어장치(25)를 사용하여 조절되고, 제어된다. 구동축(26)은 상기 구동장치(24)에 의해 중심축(27)에 대해 회전하도록 하여 회전구동될 수 있다. 상기 구동축(26)의 상단부에는 바닥판(28)이 제공되며, 원판 형상의 고정장치(30)가 바닥판과 고정장치 사이에 배치되는 스페이서(29)와 함께 상기 바닥판의 상부면 상에 부착될 수 있다. 상기 고정장치(30)의 상부면에는 그 직경이 상기 중공의 주형(13)의 외경과 동일한 원판 형상의 요부(凹部)가 형성된다. 상기 중공의 주형(13)은 단지 모식적으로 나타낸 체결장치(31 및 32)들에 의해 상기 고정장치(30)에 부착되며, 이는 예를 들어 체결나사(clamping screw)와 같은 방법으로 구축될 수 있다.

상기 중공의 주형(13)을 상기 바닥판(30) 상에 부착시킨 후, 덮개(33)를 상기 하우징(23)에 위에서부터 부착시켜 상기 중공의 주형(13)이 외부로부터 밀폐되도록 한다. 상기 러너부시(16)의 상부의 위치에서, 상기 덮개(33)가 요홈(34)을 가지며, 이를 통해 용융된 주조 물질이 상방으로부터 상기 러너부시(16) 내로 부어넣어질 수 있게 된다. 회전가능한 덮개(35)는 액체 주조 물질을 부어넣은 후 상기 요홈(34)을 덮을 수 있도록 기능한다.

상기 러너부시(16)의 크기 및 형상의 결과로서, 고화 수축(solidification shrinkage)을 고려한 대비(reservoir)로서의 바-캐스팅(bar casting)이나 로스트 헤드(lost head)등과 같은 특별한 주조기술은 더 이상 필요치 않게 된다. 이러한 기능은 상기 주조 물질이 러너부시의 영역에서 가장 늦게 고화되며 그에 의해 상기주조 공동(14)들 내로 이송될 수 있기 때문에 상기 러너부시 내의 용융물의 잔류에 의해 충족된다.

따라서, 고화 수축(solidification shrinkage)을 고려한 대비(reservoir)로서의 바-캐스팅(bar casting)이나 로스트 헤드(lost head)등과 같은 특별한 주조기술은 더 이상 필요치 않으며, 홀수의 워크피스의 주조가 가능한 신규한 원심주조방법, 신규한 원심주조장치, 원심주조용의 신규한 중공의 주형, 이러한 중공의 주형들의 제조를 위한 적절한 러너부시 주형 및 이들 장치들 및 방법들의 신규한 적용들을 제공하는 효과가 있다.

Claims (24)

1. 적어도 하나의 중공의 주형에 의해 형성된 복수의 주조 공동들이 공통의 회전축에 대해 회전하는 원심주조방법에 의해 주조 워크피스들을 제조함에 있어서,

   하나의 축에 대해 회전하며, 적어도 하나의 공통면에 의해 교차되는 적어도 3개의 주조 공동들이 제공되는 것을 특징으로 하는 원심주조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   각 주조 공동이 적어도 하나의 탕구러너를 가지며, 여기에서 상기 주조 공동들이 상기 탕구러너의 영역 내, 특히 방출게이트의 영역 내에서 공통면에 의해 교차되는 것을 특징으로 하는 상기 원심주조방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 주조 공동들을 형성시키는 데 재사용가능한 중공의 주형이 사용됨을 특징으로 하는 상기 원심주조방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 주조 공동들을 형성시키는 데 데드-할로우 주형이 사용됨을 특징으로 하는 상기 원심주조방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   사용된 주조 공동들의 수(n)가 실질적으로 일정하게 대략 360°/n의 회전각으로 분지되도록 배열됨을 특징으로 하는 상기 원심주조방법.
6. 각각에 적어도 하나의 주조 공동을 포함하는 중공의 주형이 부착되는 적어도 3개의 고정장치들을 가지며, 제 1 항 내지 제 5 항에 따른 방법을 실행시키기 위한 원심주조장치에 있어서,

   원심주조장치가 구동될 때 하나의 축에 대해 상기 주조 공동들이 회전되고, 단일의 평면에 의해 교차되도록 상기 주조 공동들을 상기 고정장치들에 배열시키는 것을 특징으로 하는 원심주조장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 중공의 주형들이 개별적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 상기 원심주조장치.
8. 각각에 적어도 3개의 주조 공동들을 포함하는 중공의 주형이 부착되는 적어도 하나의 고정장치를 가지며, 제 1 항 내지 제 5 항에 따른 방법을 실행시키기 위한 원심주조장치에 있어서,

   원심주조장치가 구동될 때 하나의 축에 대해 상기 주조 공동들이 회전되고, 단일의 평면에 의해 교차되도록 상기 주조 공동들을 상기 고정장치에 배열시키는 것을 특징으로 하는 원심주조장치.
9. 제 6 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   사용된 상기 중공의 주형 및/또는 주조될 물질에 따라 회전속도가 조절될 수 있는 것임을 특징으로 하는 상기 원심주조장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 회전속도가 자동적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 상기 원심주조장치.
11. 단일의 평면에 의해 교차되는 적어도 3개의 주조 공동들이 중공의 주형 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 따른 방법에 사용하기 위한 중공의 주형.
12. 제 11 항에 있어서,

    사용된 주조 공동들의 수(n)가 실질적으로 일정하게 대략 360°/n의 회전각으로 분지되도록 배열됨을 특징으로 하는 상기 중공의 주형.
13. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

    러너부시에서 상기 주조 공동들 각각이 개개 방출게이트들과 함께 각각 적어도 하나의 탕구러너를 가지며, 여기에서 액체 주조 물질이 상기 러너부시 내로 부어넣어져서 상기 주조 공동들이 상기 탕구러너에 의해 주조 물질로 채워지는 것을 특징으로 하는 상기 중공의 주형.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 주조 공동이 상기 탕구러너의 영역 내, 특히 방출게이트의 영역 내에서 공통면에 의해 교차되는 것을 특징으로 하는 상기 중공의 주형.
15. 제 11 항 내지 제 14항 중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 탕구러너들이 상기 교차점의 평면 내에 위치하는 방출게이트들로부터 교호적으로 경사지게 상방으로 그리고 방사상으로 하방으로 외측을 향해 연장되는 것을 특징으로 하는 상기 중공의 주형.
16. 제 11 항 내지 제 15항 중의 어느 한 항에 있어서,

    러너부시가 회전방향으로 대칭적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 중공의 주형.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 러너부시의 중심축이 실질적으로 상기 중공의 주형의 회전축을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 상기 중공의 주형.
18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,

    상기 러너부시가 하방으로부터 상방으로, 특히 적어도 부분적으로 원뿔 형상으로 구축되는 것을 특징으로 하는 상기 중공의 주형.
19. 제 11 항 내지 제 18 항 중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 중공의 주형의 외경이 원형고리 형상의 덮개고리에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 중공의 주형.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 덮개고리의 내주면 상에 정(positive)으로 인접하는 삽입물 요소들이 상기 덮개고리 내에서 상기 중공의 주형의 제조에 유용한 용적을 감소시키도록 상기 덮개고리 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 상기 중공의 주형.
21. 러너부시 주형이 원형상으로 대칭적으로 및/또는 적어도 부분적으로 원뿔 형상으로 구축되는 것을 특징으로 하는 제 10 항 내지 제 17 항 중의 어느 한 항에 따른 중공의 주형의 제조를 위한 러너부시 주형.
22. 러너부시 주형이 추출될 수 있는 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 제 10 항 내지 제 17 항 중의 어느 한 항에 따른 중공의 주형의 제조를 위한 러너부시 주형.
23. 귀금속의 조각들, 의치들, 의치들의 생산을 위한 반-완제품들 또는 공구 부품들을 제조하기 위한, 제 1 항 내지 제 22 항 중의 어느 한 항에 따른 원심주조방법 및/또는 원심주조장치 및/또는 중공의 주형 및/또는 러너부시 주형의 용도.
24. 낮은 밀도를 갖는 금속 또는 합금, 특히 티타늄을 주조 물질로 사용하는, 제 1 항 내지 제 22 항 중의 어느 한 항에 따른 원심주조방법 및/또는 원심주조장치 및/또는 중공의 주형 및/또는 러너부시 주형의 용도.