KR20090087068A

KR20090087068A - 충전 슈 및 분말의 충전 및 압축 방법

Info

Publication number: KR20090087068A
Application number: KR1020097012502A
Authority: KR
Inventors: 미카엘 달베르크; 나기 졸리만야드
Original assignee: 회가내스 아베
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2009-08-14
Also published as: CA2669965A1; MX2009005272A; US20100043916A1; WO2008060229A1; EP2094478A1; EP2094478A4; JP2010510069A

Abstract

충전 슈를 포함하며, 분말의 계속된 압축을 위해 분말 압축 장치의 공동 내측으로 분말을 통과시키고 분배하기 위한 충전 슈 장치가 설명되어 있으며, 상기 충전 슈는 상기 충전 슈의 내측으로 분말을 수용하기 위한 입구부와, 상기 충전 슈로부터 상기 분말 압축 장치 내의 공동 내측으로 분말을 분배하는 출구 개구를 가지며 분말 출구 유동 채널을 형성하는 출구부, 및 상기 출구 개구에 걸쳐서 상기 분말 유동 채널 내에 배열되는 메쉬워크를 포함하며, 상기 메쉬워크가 상기 출구부 내에 이동 불가능하게 배열되며 상기 출구부는 상기 충전 슈 장치에 대해 이동 불가능하게 배열된다.

Description

충전 슈 및 분말의 충전 및 압축 방법 {A FILLING SHOE AND METHOD FOR POWDER FILLING AND COMPACTION}

본 발명은 분말 압축 장치에 사용하기 위한 충전 슈 장치에 관한 것이다. 상기 충전 슈는 상기 충전 슈의 내측으로 분말을 수용하기 위한 입구부 및 상기 충전 슈로부터 상기 분말 압축 장치 내의 공동 내측으로 분말을 분배하는 출구 개구를 가지며 분말 출구 유동 채널을 형성하는 출구부를 포함한다.

본 발명은 또한, 분말 압축 장치의 공동 내에 분말을 충전하고 압축하는 방법에 관한 것이다.

종래의 분말 압축 장치에 있어서 분말은 분말 소오스로부터 충전 슈로 그리고 충전 슈로부터 압축 다이 내의 압축 공동으로 공급된다. 압축이 수행될 때 충전 슈는 충전 슈를 이동시킴으로써 압축 공동의 개구로부터 제거되며, 그 후 펀치가 압축 공동 내의 분말에 대해 강압적으로 압박된다.

다수의 경우에 최종 제품의 밀도와 성능은 불만족스럽게 변화되는 것이 발견되었다. 밀도와 성능은 동일 종류의 제품에 대한 상이한 몸체 및/또는 단일 몸체 사이에서 변화될 수 있다. 평탄하지 않은 충전의 다른 결과는 공동 내에 충전되는 분말의 양이 변화하여 제조된 부품들 사이에 불만족스러운 중량 편차를 초래한다는 점이다.

이러한 문제점에 대한 제안된 하나의 해결책은 분말의 겉보기 밀도에 비교하여 공동 내측에 충전된 분말의 밀도를 증가시킴으로써 상기 문제점이 해결될 수 있는 분말 압축 장치를 설계하는 것이다.

예를 들어, 미국 특허 제 5,672,313호에는 높고 균일한 밀도로 재료를 채워 넣기 위한 분말 몰딩의 제조 방법과 분말 공급기가 설명되어 있다. 상기 방법은 공동 내의 분말의 밀도가 겉보기 밀도의 적어도 1.1배로 증가될 때까지 슈 박스 내에 있는 분말 재료를 진동시키는 단계를 포함한다. 슈 박스 내의 분말을 효과적으로 진동시키기 위해, 직립 격실판으로 형성되는 복수의 상부 및 바닥 셀(cell)이 슈 박스 내에 제공된다. 각각의 셀 내부에 있는 분말은 별도 양의 조금 미리 압축된 분말로 진동될 것이며 그러한 각각의 양이 압축 공동의 상이한 부분 내측으로 제공될 것이다. 그럼으로써 이러한 설계는 상당히 높은 충전 밀도를 초래할 것이다. 그러나, 이러한 설계에는 각각의 셀로부터 분말 양들 사이에 차이가 있을 수 있거나 그 분말 양들이 공동 내측으로 충전될 때 각각 셀들 사이의 경계면에서 서로 혼합되지 않는다.

미국 특허 제 3,893,791호에는 프레싱 다이를 차징(charging)하기 위한 유사한 장치가 설명되어 있다. 이러한 장치에 있어서 충전 슈에는 충전 슈 내부에 격자(grating)가 제공된다. 격자는 구동 수단에 연결됨으로써, 충전 분말이 진동될 수 있다. 이러한 설계에서 격자는 교차하는 시이트 금속 스트립으로 형성된다. 그러한 설계에 의해 미국 특허 제 5,672,313호의 설계와 기본적으로 동일한 장점과 단점을 가질 것이다.

가변 밀도는 분말을 구성하는 입자들이 서로 연결 또는 달라붙는 경향이 있으며 공기가 분말 층 내에 포획된다는 사실에 의해 종종 유발된다.

이러한 문제에 대한 여러 해결책들이 압축 공동 내의 분말의 균일한 분포를 달성하기 위해 제안되었으며 그에 따라 균일한 밀도의 압축 분말을 제공한다. 하나의 해결책이 미국 특허 제 3,972,449호에 설명되어 있다. 상기 공보에는 분말을 공동 내측으로 분배하는 동안에 상이한 비율로 격자를 왕복운동시키는 수단에 연결되는 격자를 포함하는 분말 공급 장치가 설명되어 있다. 격자는 충전 슈의 하부 내측부에 배열되며 수평면 내에서 왕복운동할 수 있다. 격자는 바람직하게 근접 배열된 로드로 제조되나 메쉬 또는 스크린과 같은 와이어로 제조될 수 있다. 미국 특허 제 3,972,449호는 격자가 전후로 진동될 뿐만 아니라 분 당 사이클의 수가 가변될 수 있다는 것을 강조 및 청구하고 있다. 격자는 분 당 수백 번의 사이클로 전후로 이동될 수 있어야 한다. 이러한 종류의 해결책은 다수의 가동 부품을 포함하는 복잡한 해결책을 포함한다. 또한 이러한 설계는 분말의 편석을 초래하여 불만족스러운 밀도 분포를 초래할 뿐만 아니라 흑연과 같은 미세한 입자의 분진을 초래한다. 또한 이러한 진공은 충전 슈 내의 불만족스러운 분말 충전을 초래하여 불균일한 충전을 초래할 위험이 있다.

미국 특허 제 5,881,357호에 설명된 바와 같은 또 다른 종래의 분말 충전 방법에 있어서, 가스를 방출하기 위한 구멍을 갖는 파이프가 분말 박스 내에 배열된다. 가스는 분말이 공동으로 유입될 때 분말 박스 내의 분말로 방출됨으로써 분말 입자들이 서로에 대해 이동될 수 있게 한다. 가스 방출로 인해, 분말은 공동 내에서의 소용돌이침이 없고 불균일하게 세팅됨이 없이 부드럽게 공동으로 유입되어서, 충전 주기 시간이 짧아지며 입자 크기 분포가 균일해 진다. 그러나 이러한 설계는 복잡하며 충전 슈로 압축 공기를 제공해야 한다.

미국 특허 제 6,475,430호에 설명된 바와 같이, 또 다른 유사한 분말 충전 방법에 있어서 공기 압력이 낮은 공기 압력 상태로부터 높은 공기 압력 상태로 여러 번 교대로 스위칭되는 공기 태핑 공정(air tapping process)에 의해 재료가 컨테이너의 내측에 채워진다. 상기 공간 외측에 존재하는 대기압보다 높거나 같은 낮은 공기 압력 상태로 유지함으로써, 재료는 컨테이너 외측으로 대기압 공기의 내부 유동에 의해 상방향으로 불어 올려지는 것이 방지된다. 따라서 상기 재료는 컨테이너 내측으로 균일하게 채워진다. 그러나 이러한 설계는 복잡하며 두 개의 상이한 공기 압력에서 가압 공기를 제공할 필요가 있다.

따라서, 분말을 압축 공동 내측으로 충전하기 위한 개선된 장치 및 방법이 여전히 필요하다.

본 발명의 목적은 충전된 공동 내의 분말 밀도의 바람직하지 않은 편차와 관련된 문제점을 해결하는 안정하고 튼튼하며 단순한 구조물을 제공하고자 하는 것이다.

이는 본 발명에 따른, 계속해서 분말을 압축하기 위한 분말 압축 장치의 공동 내측으로 분말을 통과시키고 분배하기 위한 충전 슈 장치에 의해 달성되며, 상기 충전 슈 장치는 충전 슈를 포함하며, 상기 충전 슈는 상기 충전 슈의 내측으로 분말을 수용하기 위한 입구부와, 상기 충전 슈로부터 상기 분말 압축 장치 내의 공동 내측으로 분말을 분배하는 출구 개구를 가지며 분말 출구 유동 채널을 형성하는 출구부, 및 상기 출구 개구에 걸쳐서 상기 분말 유동 채널 내에 배열되는 메쉬워크를 포함하며, 상기 메쉬워크가 상기 출구부 내에 이동 불가능하게 배열되며 상기 출구부는 상기 충전 슈 장치에 대해 이동 불가능하게 배열된다.

본 발명은 충전 공동 내에 분말의 균일한 밀도를 보장하는 안정하고 튼튼하며 간단한 구조물을 제공하는 장점이 있다. 본 발명은 또한 고가의 비용없이 현재의 다른 종류의 장치에 적용될 수 있다. 메쉬워크(meshwork)는 분말의 가교 현상을 방지하며 포획된 공기가 방출될 수 있게 한다. 그럼으로써 공동의 충전은 공동 체적 내에 균일하게 형성되며 분말의 균일한 밀도를 얻을 수 있다. 또한, 압축된 부품들 사이에 중량 편차나 중량 불규칙성이 감소된다.

다른 장점은 충전 슈 장치가 이동가동한 부품을 포함하지 않아서 그러한 이동을 제어하기 위한 수단이 필요하지 않다는 점이다. 메쉬워크는 출구부에 이동불가능하게, 즉 단단히 배열되며, 출구부는 전체 충전 슈 장치에 대해 이동 불가능하므로 충전 슈를 통해 분말을 이동시키기 위한 기계적인 힘을 충전 슈 장치에 적용 또는 전달하지 않아도 된다. 충전 슈 장치에 대해 이동 불가능한 출구부 내에 이동 불가능하게 배열되는 메쉬워크를 가짐으로써, 이동 가능한 부품 또는 그의 이동을 제어하기 위한 수단이 불필요하며, 그에 따라 충전 장치도 간단해져 최소 작동과 서비스를 필요로 한다. 게다가, 상기 장치의 기계적 특징은 현존하는 장치에 용이하게 적용 및 이전될 수 있어서, 현존하는 장치를 계속 사용할 수 있으며 새로운 특정 장치로 대체할 필요가 없다.

메쉬워크는 출구 개구로부터 10mm 미만, 바람직하게 0 내지 7mm 이내, 더 바람직하게 0 내지 5mm 이내의 거리에 출구부에 배열될 수 있다. 그럼으로써 분말은 메쉬워크로부터 공동까지의 경로에 분말의 가교 현상(bridging)을 상당히 방지할 수 있다. 다른 장점은 이러한 장점들을 다수의 분말 조성물에 적용할 수 있게 하여 최적 충전을 달성할 수 있다는 점이다. 출구 개구로부터의 거리를 결정할 때, 공동과의 경계면을 형성하는 출구 개구가 적절한 시작 지점에 있어야 한다. 출구 개구를 형성하는 출구부에 로킹 수단 등이 제공되면 상기 거리를 결정할 때 상기 사항들은 무시될 수 있다. 일 실시예에서 충전 슈가 공동 개구로 그리고 공동 개구로부터 이동될 때 메쉬워크를 형성하는 와이어가 다이 표면과 접촉한다. 환언하면, 공동을 향하는 메쉬워크의 표면이 공동의 개구면 또는 경계면과 접촉한다.

메쉬워크에는 가교 현상을 최적 방식으로 방지하기 위해 1 내지 200, 바람직하게 1 내지 100 ㎟ 크기의 개구가 제공된다. 다른 장점은 메쉬워크를 실제 분말 조성물에 적용할 때 개구 크기를 적절히 선택할 수 있다는 점이다.

몇몇 환경 하에서, 충전 슈 횡단면의 일부만을 메쉬워크가 커버하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 특징에 따른 다른 장점은 사용된 분말에 적용할 수 있다.

충전 슈는 출구 개구를 완전히 커버하는 메쉬워크를 더 포함할 수 있다. 이러한 특징은 메쉬워크를 통한 최적 유동을 초래하는 장점을 제공한다. 추가의 장점은 짧은 충전 주기가 가능하다는 점이다.

일 실시예에서 충전 슈 장치 내의 입구부의 연장부가 배열되어 충전 슈 장치 내의 분말 양을 조절할 수 있다. 이는 본 발명의 장점인데, 이는 충전 슈 장치 내에 너무 많은 분말을 갖는 것이 바람직하지 않으며, 바람직하게 충전 슈 장치 및 입구부 내에 있는 공기가 메쉬워크를 통과할 수 있어야 하며, 충전 슈 장치 내에 너무 많은 분말이 메쉬워크를 통과하는 공기를 방해하지 않아야 하기 때문이다. 입구부를 충전 슈 장치 내에서 하부로 얼마나 많이 연장하도록 배열 및/또는 조절함으로써, 충전 슈 장치 내의 분말 양이 바람직하고 유리한 양에 따라 조절될 수 있다.

일 실시예에서 입구부는 메쉬워크에 근접한 기단부를 향해 말단부로부터 연장하여 메쉬워크로부터 거리를 두고 배열되는 예를 들어 파이프 부재 형태의 유동 채널이며, 유동 채널의 기단부와 메쉬워크 사이의 거리는 조절가능하게 배열되며, 유동 채널의 기단부는 메쉬워크에 대해 예각으로 배열되며, 출구부의 출구는 메쉬워크에 실질적으로 평행한 림에 의해 형성된다.

이러한 실시예의 장점은 출구 림이 메쉬워크에 실질적으로 평행하므로, 분말 유동 채널을 통한 분말의 분배가 메쉬워크에 걸쳐서 분말의 균일한 분포시킬 수 있다는 점이다. 또한, 분말의 분배는 제어된 방식으로 발생될 수 있으며 분말이 메쉬워크를 통과할 때 평행 배열로 인해 분진 유발을 감소시킬 수 있다.

본 발명은 위에서 설명하고 이후에 설명하는 충전 슈 장치를 포함하는 다른 특징들과 그에 따라 분말을 충전 및 압축하기 위한 방법, 및/또는 추가의 장치 또는 제조 수단에 관한 것이며, 이들 각각은 전술한 제 1 특징들과 관련하여 설명한 하나 이상의 이득 및 장점을 제공하며, 전술한 제 1 특징 및/또는 다음의 청구의 범위에 기술된 특징들과 관련하여 설명한 실시예들에 대응하는 하나 이상의 실시예들을 가진다.

본 발명은 또한 분말 압축 장치의 공동 내에 분말을 충전하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 충전 슈 장치에 의해 분말 소오스로부터 분말을 수용하는 단계와, 상기 충전 슈 장치의 출구부 내에 이동 불가능하게, 즉 고정적으로 배열되는 메쉬워크를 통해 상기 분말을 통과시키는 단계, 및 상기 출구부로부터 상기 공동의 내측으로 상기 분말을 분배하는 단계를 포함하며, 상기 분말을 통과시키고 분배하는 단계는 이동 작동 없이 수행된다. 상기 방법의 장점은 분말을 공동 내에 충전시키기 위한 간단하고 신뢰성 있으며 확실한 방법을 제공한다는 점이다.

상기 방법은 분말을 공동 내에 분배하는 동안 정적으로 배열되는 충전 슈 장치를 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 특징의 장점은 몇몇 단계와 몇몇 기구만을 갖는 간단한 방법이라는 점이다.

분말의 통과와 분배가 충전 슈 장치에서의 어떠한 이동 작동 없이 수행되므로, 충전 슈 장치 및 분말 압축 장치는 단순해 질 수 있어서 최소의 작동과 서비스만을 필요로 한다. 따라서 충전 슈 장치를 통해 공동으로 분말을 분배 또는 이송하는 것이 충전 슈 장치의 이동을 수반하거나 힘의 적용을 필요로 하지 않고, 환언하면 분말의 통과 또는 분배를 위해 충전 슈 장치와 관련하여 기계적 이송 수단을 사용함이 없이 발생된다. 또한, 충전 슈 장치는 분말 압축 장치와 같은 현재의 장치에 용이하게 적용가능하므로, 현재의 장치를 새로운 특정 장치로 교체할 필요없이 계속해서 사용할 수 있는 장점을 가진다.

몇몇 실시예에서, 상기 방법은 압분체를 형성하기 위해 분말을 공동 내에서 압축하는 단계를 더 포함한다. 이는 압축된 부품들 사이에 밀도가 균일하고 중량 편차가 덜한 압분체를 얻을 수 있게 한다. 추가의 장점은 상기 방법이 분말을 압축하기 위한 간단하고 신뢰성 있으며 확실한 방법을 제공한다는 점이다.

상기 방법은 압분체를 소결하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 분말 압축 장치의 공동 내에 분말을 충전하고 압축하기 위한 상기 방법과 관련하여 전술한 바에 따른 바람직한 실시예들 중의 하나에 충전 슈 장치의 사용을 바람직하게 한다.

몇몇 실시예에서 충전 슈 장치를 사용하는 방법이 설명되어 있다.

본 발명의 전술한 및/또는 추가의 목적, 특징 및 장점들이 첨부 도면과 관련하여 본 발명의 실시예에 대한 예시적이고 비제한적인 상세한 설명에 의해 추가로 설명될 것이다.

본 발명은 본 발명의 양호한 실시예를 도시하는 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 예로서 보다 상세히 설명될 것이다.

도 1은 분말 압축 장치의 공동 위에 있는 충전 슈의 측면도이며,

도 2는 충전 슈의 측면도이며,

도 3a은 본 발명에 따른 충전 슈의 메쉬워크의 제 1 실시예를 도시하는 도면이며,

도 3b는 본 발명에 따른 충전 슈의 메쉬워크의 제 2 실시예를 도시하는 도면 이다.

이후의 설명에서, 본 발명이 어떻게 실시되는 가를 예로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다.

도 1 내지 도 2는 분말 압축 장치에 사용하기 위한 충전 슈의 양호한 실시예를 도시한다. 충전 슈(1)는 기본적으로, 입구부(2), 출구부(3) 및 메쉬워크(6)를 포함한다. 출구부(3)는 출구 개구(5)를 가지는 분말 출구 유동 채널을 형성한다. 분말 압축 장치는 다이 내부의 공동(7)을 더 포함한다. 도 1에서 공동(7)는 다이의 공동 내부에 코어(8)를 사용하는 환형 형상이다.

도 1에 따라, 충전 슈(1)는 분말 압축 장치의 일부분이다. 충전 슈(1)는 분배 중에 분말 압축 장치의 공동(7) 위에 분배된다. 충전 슈(1)의 입구부(2)는 분말 소오스에 연결가능하게 배열된다. 충전 슈(1)의 출구부(3)는 공동(7)에 해제가능하게 연결되도록 배열된다.

도 2는 충전 슈(1)의 측면도이며 출구 개구(5)와 메쉬워크(6)를 갖춘 분말 출구 휴동 채널을 형성하는 충전 슈(1)의 출구부(3)를 도시한다. 메쉬워크(6)는 충전 슈(1)의 출구부(3) 내에 배열된다. 메쉬워크(6)는 출구 개구(5)에 걸쳐 분말 유동 채널 내에 배열된다. 충전 슈(1)의 메쉬워크(6)는 출구 개구로부터 10 mm 미만, 바람직하게 0 내지 7 mm 이내, 더 바람직하게 0 내지 5 mm 이내의 거리에 배열된다. 이러한 실시예에서, 메쉬워크는 출구 개구(5)를 완전히 커버한다. 출구 개구(5)는 공동(7)의 입구 개구(9)와의 경계면을 형성하는 양호한 실시예이다. 메쉬 워크(6)는 출구 개구로부터 상기 거리에 상기 경계면을 따라 연장한다.

충전 슈(1) 내의 입구부(2)의 연장부는 충전 슈(1) 내의 분말 양을 조절하기 위해 조절가능하게 배열될 수 있다.

도 1 및 도 2는 입구부(2)가 메쉬워크(6)로부터 일정 거리에 배열되며 기단부로부터 메쉬워크(6)에 근접한 말단부(9)쪽을 향해 연장하는 파이프 부재일 수 있다. 파이프의 말단부와 메쉬워크(6) 사이의 거리는 메쉬워크(6)에 대해 예각으로 조절가능하게 배열될 수 있으며, 입구부(2)의 개구는 메쉬워크(6)에 실질적으로 평행하게 림(10)에 의해 형성될 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 그리드(grid) 또는 네트(net)를 형성하는 메쉬워크(6)를 도시한다. 그리드는 제 1 방향으로 연장하는 복수의 평행한, 등거리의 제 1 시리즈 금속 와이어 및 상기 제 1 방향과 직각인 제 2 방향으로 연장하는 복수의 평행한, 등거리의 제 2 시리즈 금속 와이어로 형성된다. 따라서, 형성된 개구는 정방형 형상이다. 도 3a에서 개구는 8 mm × 8 mm이며 도 3b에서 개구는 4 mm × 4 mm이다. 다른 실시예에서, 메쉬워크(6)의 개구는 원형 개구 형태일 수 있다. 타원형, 직사각형, 마름모형과 같은 다른 형상도 고려될 수 있다. 각각의 개구는 바람직하게 1 내지 100 ㎟의 크기를 가진다. 일 실시예에 따라 주어진 메쉬워크(6) 내의 모든 개구는 동일한 크기와 형상이다.

일 실시예에서, 메쉬워크(6)는 금속 와이어로 형성되나, 다른 실시예에서 메쉬워크는 출구 개구의 평면을 따라 필수적으로 연장하는 천공 판 등으로 형성될 수 있다.

분말 압축 장치의 공동 내에 분말을 분배하기 위해, 분말이 분말 소오스로부터 충전 슈(1)의 입구부(2) 내에 수용된다. 상기 분말은 충전 슈(1)의 내측을 통해 이송된다. 충전 슈(1)의 출구부(3) 내에서 분말은 분말 출구 유동 채널과 출구 개구(5)를 통과함으로써, 분말 유동 채널 내의 출구 개구(5)에 걸쳐 일정하게 배열되는 메쉬워크(6)를 통과한다. 그럼으로써 분말은 공동(7) 내측으로 분배된다.

그 후 분말은 공동 내부의 분말을 압축 및 압착하는 펀치를 사용하여 공동 내부에서 압축됨으로써, 압분체(compacted body)를 형성한다. 압분체는 추가의 처리를 위해 소결될 수 있다.

공동(7)이 충전될 때, 충전 슈(1)와 공동(7) 사이의 운동은 공동(7)의 개구와 충전 슈(1)의 출구 개구가 바르게 맞춰질 때까지 충전 슈(1)를 이동시킴으로써 수행된다. 공동(7) 내의 분말이 압축될 때, 충전 슈(1)와 공동(7) 사이의 상대운동은 공동(7) 개구가 펀치에 노출될 때까지 수행된다. 상기 분말은 펀치를 공동(7) 내측으로 하강시킴으로써 압축된다. 이와는 달리, 공동(7)의 노출된 개구는 다이부에 의해 커버되며 펀치가 대향 방향으로부터 분말에 대해 도입된다. 그러한 설계에서 충전 중의 펀치의 동시 하강(즉, 공동의 확대)은 작은 하향 압력을 초래함으로써, 공동의 충전을 촉진시키는데 사용될 수 있다. 따라서, 중력 충전 및 소위 흡입 충전과 같은 상이한 충전 구성을 사용하는 상이한 분말 압축 장치에의 사용에도 본 발명이 적용될 수 있다.

공동(7) 내측으로 분말을 분배하는 동안 충전 슈(1)는 정적으로 배열될 수 있다. 메쉬워크(6)의 개구의 크기와 형상뿐만 아니라, 개구의 전체 면적은 분말 압축 장치에 제공된 특정 분말을 조화시키는데 사용될 수 있는 변수들이다. 또한, 출구부(3)로부터 메쉬워크(6)의 위치까지의 거리 및 메쉬워크(6)의 연장부도 공동(7) 내의 균일한 밀도을 얻기 위해 상이한 분말 구성을 조화시키는데 채택될 수 있는 변수들이다. 어떤 분말 조성물과의 조화를 위해 메쉬워크(6)를 특별하게 설계하는 것도 가능하다.

충전 슈 내에 일정하게 배열된 메쉬워크(6)에 대해 제조된 압분체의 중량 산포도(weight scatter)를 감소시킬 수 있음을 나타내는 실험 결과가 제시된다. 보다 높은 충전 속도(스트로크/분)에서도 감소된 표준 편차가 얻어졌다. 그러므로 메쉬워크(6)의 설계와 충전 사이의 적절한 관계 및 공동(7)의 최적 충전으로 인한 압축 비율을 알아내는 것이 가능하다.

다음의 두 세트의 예시적인 실험치가 더욱 상세히 설명된다.

예 1

철계 분말 조성물이 스웨덴 회가내스 아베로부터 이용가능한 순수 철 분말 ASC 100.29와, 2.0% Cu 분말 100 메쉬, 0.8% 흑연 UF4, 0.8% 아미드 왁스, 에틸렌비스-스테아아미드(stearamide)에 기초하여 준비되었다.

분말 조성물은 압축 장비 위에 위치된 컨테이너로 이송되었다. 컨테이너로부터 튜브는 충전 슈로 하향으로 연장한다. 충전 슈의 폭은 8.5cm이며, 길이는 8.5cm이며, 정면에서의 높이는 2.5 cm이며 후방에서는 5cm이다. 충전 슈의 바닥은 개방되어 있다. 충전 슈가 공동 위의 위치로 이동될 때 분말로 충전된다. 공동이 충전된 후에 충전 슈는 후퇴되고 압축이 시작될 수 있다.

높이 13mm, 직경 19mm, 외경 25mm의 200 개의 링이 600 MPa의 압력으로 압축되었다. 정상 중량은 약 19 그램이었다. 프레싱 속도는 14 스크로크/분이었다. 프레싱 이후에 각각의 링의 중량이 결정되었으며 중량의 표준 편차가 계산되었다.

그 후 4 mm의 메쉬 크기를 갖는 네트 형태의 메쉬워크가 충전 슈(200)의 바닥에 장착되었다. 200 개의 링은 14 스트로크/분의 프레싱 속도로 압축되었으며 또한 16 스트로크/분의 프레싱 속도로 압축되었다. 각각의 링의 중량이 결정되고 중량의 표준 편차가 각각의 프레싱 속도에 대해 결정되었다. 그 후 8mm의 메쉬 크기를 갖는 네트가 대신 장착되었으며 실험이 반복되었다.

예 1에 따른 실험치

	메쉬 크기 (m/m)	링의 갯수	프레싱 속도 (스트로크/분)	표준 편차 (그램)
메쉬워크 없는 충전 슈	N/A	200	14	0.046
메쉬워크 있는 충전 슈	4	200	14	0.012
메쉬워크 있는 충전 슈	4	200	16	0.021
메쉬워크 있는 충전 슈	8	200	14	0.029
메쉬워크 있는 충전 슈	8	200	16	0.022

표 1로부터 메쉬워크가 사용되지 않을 때에 비해서, 메쉬워크가 충전 슈 내에 놓일 때 동일한 프레싱 속도(14 스트로크/분)에서 중량 산포도가 현저히 작음을 알 수 있다. 또한 메쉬워크가 사용된다면 중량 산포도는 프레싱 속도가 16 스트로크/분으로 증가하는, 메쉬워크가 없는 기준 실험(14 스트로크/분)에 비해서 여전히 상당히 작게 유지됨을 알 수 있다.

예 2

예 1에 사용된 것과 동일한 실험 조건이 셋업되었다. 혼합 분말 조성물이 스웨덴 회가내스 아베로부터 이용가능한 순수 철 분말 ASC 100.29와, 2.0% Cu 분말 100 메쉬, 0.8% 흑연 UF4, 0.8% 아미드 왁스, 에틸렌비스-스테아아미드(stearamide) 및 0.05%의 톨-유(tall oil)-에스터계 결합제에 기초하여 준비되었다.

예 2에 따른 실험치

	메쉬 크기 (m/m)	링의 갯수	프레싱 속도 (스트로크/분)	표준 편차 (그램)
메쉬워크 없는 충전 슈	N/A	200	11.5	0.139
메쉬워크 있는 충전 슈	4	200	11.5	0.072
메쉬워크 있는 충전 슈	4	200	14	0.024
메쉬워크 있는 충전 슈	4	200	16	0.049
메쉬워크 있는 충전 슈	8	200	11.5	0.019
메쉬워크 있는 충전 슈	8	200	14	0.038

표 2로부터 메쉬워크가 사용되지 않을 때에 비해서, 메쉬워크가 충전 슈 내에 놓일 때 동일한 프레싱 속도(11.5 스트로크/분)에서 중량 산포도가 현저히 작음을 알 수 있다. 또한 메쉬워크가 사용된다면 중량 산포도는 프레싱 속도가 14 또는 16 스트로크/분으로 증가하는, 메쉬워크가 없는 기준 실험(11.5 스트로크/분)에 비해서 여전히 상당히 작게 유지됨을 알 수 있다.

다음의 청구의 범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 범주 내에 여전히 존재하는 전술한 실시예의 다수의 변형예들이 있을 수 있다고 고려해야 한다.

주어진 메쉬워크의 개구들은 예를 들어 상이한 형상 및/또는 상이한 크기를 가질 수 있다. 형상 및/또는 크기의 편차는 출구 개구의 연장부와 관련된 개구의 위치에 따라 변경되거나 종속될 수 있다.

몇몇 실시예만이 상세히 설명되고 도시되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음의 청구의 범위에 정의된 요지의 범주 내에서 다른 방식으로 실시될 수 있다. 특히, 다른 실시예들이 사용될 수 있으며 구조적 기능적 변형예들이 본 발명의 범주로부터 이탈함이 없이 창안될 수 있다.

여러 수단들을 열거하는 장치 청구항에서 여러 개의 이들 수단은 하나 및 동일한 아이템의 하드웨어에 의해 실시될 수 있다. 어떤 대책들이 서로 상이한 종속항에 인용되거나 상이한 실시예에 설명될 수 있으며 이들 대책들의 조합도 유리하게 사용될 수 있다.

이러한 상세할 설명에 사용될 "포함한다/포함하는"이라는 용어는 전술한 특징, 정수, 단계 또는 부품들의 존재를 특정하는데 사용되었으나, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 정수, 단계 또는 부품들의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아니라는 점을 강조해 둔다.

Claims

충전 슈를 포함하며, 분말의 계속된 압축을 위해 분말 압축 장치의 공동 내측으로 분말을 통과시키고 분배하기 위한 충전 슈 장치로서, 상기 충전 슈는

상기 충전 슈의 내측으로 분말을 수용하기 위한 입구부와,

상기 충전 슈로부터 상기 분말 압축 장치 내의 공동 내측으로 분말을 분배하는 출구 개구를 가지며 분말 출구 유동 채널을 형성하는 출구부, 및

상기 출구 개구에 걸쳐서 상기 분말 유동 채널 내에 배열되는 메쉬워크를 포함하며,

상기 메쉬워크가 상기 출구부 내에 이동 불가능하게 배열되며 상기 출구부는 상기 충전 슈 장치에 대해 이동 불가능하게 배열되는,

충전 슈 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 충전 슈를 통해 분말을 통과시키기 위한 이동 불가능한 부품을 포함하는,

충전 슈 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 메쉬워크는 상기 출구 개구로부터 10mm 미만, 바람직하게 0 내지 7mm 이내, 더 바람직하게 0 내지 5mm 이내의 거리에 상기 출구부 내에 배열되는,

충전 슈 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 메쉬워크는 1 내지 200, 바람직하게 1 내지 100㎟의 크기를 갖는 개구를 가지는,

충전 슈 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 메쉬워크는 상기 출구 개구의 일부분을 커버하는,

충전 슈 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 충전 슈 내부의 입구부의 연장부는 상기 충전 슈 내의 분말 양을 조절하기 위해 조절가능하게 배열되는,

충전 슈 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 입구부는 말단부로부터 상기 메쉬워크에 근접한 말단부쪽으로 연장하고 상기 메쉬워크로부터 거리를 두고 배열되며, 상기 유동 채널의 기단부와 상기 메쉬워크 사이의 상기 거리는 조절가능하게 배열되며, 상기 유동 채널의 기단부는 메쉬워크에 대해 예각으로 배열되며, 상기 입구부의 출구는 상기 메쉬워크에 실질적으로 평행한 림에 의해 형성되는,

충전 슈 장치.
분말을 분말 압축 장치의 공동 내에 충전하는 방법으로서,

충전 슈 장치에 의해 분말 소오스로부터 분말을 수용하는 단계와,

상기 충전 슈 장치의 출구부 내에 이동 불가능하게 배열되는 메쉬워크를 통해 상기 분말을 통과시키는 단계, 및

상기 출구부로부터 상기 공동의 내측으로 상기 분말을 분배하는 단계를 포함하며,

상기 분말을 통과시키고 분배하는 단계는 이동 작동 없이 수행되는,

분말을 분말 압축 장치의 공동 내에 충전하는 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 충전 슈 장치가 상기 공동 내측으로 상기 분말을 분배하는 단계 중에 정적으로 배열되는,

분말을 분말 압축 장치의 공동 내에 충전하는 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 공동 내의 분말을 압축하여 압분체를 형성하는 단계를 더 포함하는,

분말을 분말 압축 장치의 공동 내에 충전하는 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 압분체를 소결하는 단계를 더 포함하는,

분말을 분말 압축 장치의 공동 내에 충전하는 방법.
제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

제 1 항 내지 제 7 항에 따른 충전 슈 장치를 사용하는 단계를 포함하는,

분말을 분말 압축 장치의 공동 내에 충전하는 방법.