피더 시스템

피더 시스템{FEEDER SYSTEM}

본 발명은 캐스팅 몰드를 이용하는 금속 캐스팅 작업에 사용되는 피더 시스템, 상기 피더 시스템에 사용되는 피더 슬리브, 및 상기 피더 시스템을 포함하는 몰드를 마련하는 방법에 관한 것이다.

일반적인 캐스팅 공정에서, 용융 금속은 캐스팅의 형상을 형성하는 사전 형성된 몰드 캐비티 내로 주입된다. 그러나, 금속이 고형화됨에 따라 수축하게 되어, 최종 캐스팅에 수용가능하지 않은 결함을 초래하는 수축 캐비티(shrinkage cavities)를 야기한다. 이는 캐스팅 산업에서 잘 알려진 문제점이며, 피더 슬리브에 패턴 플레이트를 적용하거나 또는 그 후 슬리브를 성형된 몰드 내의 캐비티 내에 삽입함으로써 몰드 성형 동안에 몰드 내에 일체화되는 피더 슬리브 또는 라이저에 대한 사용에 의해 해결된다. 각각의 피더 슬리브가 몰드 캐비티와 연통하는 추가적인(통상적으로 봉입형) 용적부 또는 캐비티를 제공함으로써, 용융 금속은 피더 슬리브 내에 들어간다. 고형화 동안에, 피더 슬리브 내의 용융 금속은 캐스팅의 수축을 보상하도록 몰드 캐비티 내로 다시 흐른다.

캐스팅의 고형화 및 몰드 재료의 제거 후에, 피더 슬리브 캐비티 내로부터 원치 않는 잔여 금속은 캐스팅에 부착 유지되어 제거되어야 한다. 잔여 금속의 제거를 촉진하기 위해, 피더 슬리브 캐비티는 통상적으로 넥다운 슬리브(neck down sleeve)로 불리는 설계로 베이스(즉, 몰드 캐비티에 가장 가까운 피더 슬리브의 단부)를 향해 테이퍼질 수 있다. 잔여 금속에 날카로운 송풍(sharp blow)이 가해지면, 몰드에 근접한 가장 취약한 지점에서 분리한다(통상적으로 "낙오프(knock off)"로 불리는 공정). 또한, 캐스팅 상의 작은 풋프린트(footprint)는 인접한 특징부에 의해 접근이 구속될 수 있는 캐스팅의 영역 내에 피더 슬리브의 위치설정을 허용하는 것이 바람직하다.

피더 슬리브는 캐스팅 몰드 캐비티의 표면 상에 직접 적용될 수 있지만, 피더 요소(브레이커 코어(breaker core)로 불림)와 함께 종종 이용된다. 단순히, 브레이커 코어는 몰드 캐비티와 피더 슬리브 사이에 놓인, 통상적으로 그 중앙에서 구멍을 갖는 내화성 재료(일반적으로, 수지 접착식 샌드 코어 또는 세라믹 코어 또는 피더 슬리브 재료의 코어)의 디스크이다. 브레이커 코어를 통한 구멍의 직경은 (반드시 테이퍼질 필요는 없는) 피더 슬리브의 내부 캐비티의 직경보다 작도록 설계됨으로써, 캐스팅 표면에 근접한 브레이커 코어에서 낙오프가 발생한다.

몰딩 샌드는 2개의 주요한 카테고리, 즉 (유기 또는 무기 바인더에 근거한) 화학 접착식 또는 클레이-접착식으로 분류될 수 있다. 일반적으로, 화학 접착식 몰딩 바인더는, 바인더와 화학 경화제가 샌드와 혼합되고 바인더와 경화제가 동시에 반응하기 시작하지만, 샌드가 패턴 플레이트 둘레에 형성되게 한 다음, 제거 및 캐스팅을 위해 충분히 경화되게 하도록 충분히 천천히 이루어지는 셀프-경화 시스템(self-hardening systems)이다.

클레이-접착식 몰드는 바인더로서 클레이와 물을 이용하며, "미가공(green)" 또는 비건조 상태로 사용될 수 있고, 통상적으로 그린샌드(greensand)로 불린다. 그린샌드 혼합물은 압축력 하에서만 용이하게 흐르거나 또는 쉽게 이동되므로, 그린샌드를 패턴 주위에서 압축하고, 상세하게 전술한 바와 같이 충분한 몰드 강도 특성을 제공하여, 높은 생산성으로 균일한 강도의 몰드를 제조하도록 졸팅(jolting), 바이브레이팅(vibrating), 스퀴징(squeezing) 및 래밍(ramming)의 각종 조합이 가해진다. 일반적으로, 샌드는 통상적으로 하나 이상의 유압 램을 이용하여 고압으로 압축(콤팩트)해진다.

이와 같이 고압의 몰드 공정에 슬리브를 적용하기 위해, 피더 슬리브를 위한 장착 지점으로서 사전결정된 위치에 (몰드 캐비티를 형성하는) 몰딩 패턴 플레이트 상에는 핀(pins)이 통상적으로 제공된다. (피더의 베이스가 패턴 플레이트 상에 있거나 또는 그 위에서 상승되도록) 요구된 슬리브가 핀 상에 배치되기만 하면, 피더 슬리브가 덮여 몰드 박스가 충전될 때까지 패턴 플레이트 상에 그리고 피더 슬리브 주위에 몰딩 샌드를 주입함으로써 몰드가 형성된다. 몰딩 샌드 및 그 후속적인 고압을 적용하면, 특히 램업 이전에 피더 슬리브가 패턴 플레이트와 직접 접촉하면 피더 슬리브의 손상 및 파괴를 야기할 수 있고, 캐스팅 복잡성 및 생산성 요건을 증대시키는 상태에서, 더 높은 치수적으로 안정한 몰드에 대한 필요성, 그 결과 더 높은 래밍 압력 및 그에 따른 슬리브 파괴를 향한 경향이 있다.

출원인은 WO2005/051568호, WO2007141446호, WO2012110753호 및 WO2013171439호에 기술된 피더 슬리브와 조합하여 이용되는 다양한 콜랩서블 피더 요소(collapsible feeder elements)를 개발하고 있다. 피더 요소는 몰딩 동안에 압력을 받을 때 압축됨으로써, 피더 슬리브를 손상으로부터 보호한다.

US2008/0265129호는 금속을 캐스팅하는데 이용되는 캐스팅 몰드 내에 삽입하기 위한 피더 인서트로서, 피더 바디 내에 피더 캐비티를 갖는다. 피더 바디의 하측부는 캐스팅 몰드와 연통하고, 피더 바디의 상측부는 에너지 흡수장치를 구비한다.

EP1184104A1호(Chemex GmbH)는 몰딩 샌드가 압축될 때 텔레스코핑하는 (단열성 또는 발열성일 수 있는) 투-파트 피더 슬리브를 기술하며; 제2 부분(상부)의 내벽은 제1 부분(하부)의 외벽과 동일 평면 상에 있다.

EP1184104A1호(도 3a to 3d)는 투-파트 피더 슬리브(102)의 텔레스코핑 작용을 기술한다. 피더 슬리브(102)는 패턴(122)과 직접 접촉하여, 발열성 슬리브가 채용될 때 불리할 수 있는데, 그 이유는 열악한 표면 마무리, 캐스팅 표면의 국부적인 오염 및 서브-표면 캐스팅 결함을 초래할 수 있기 때문이다. 더욱이, 하부(104)가 테이퍼지더라도, 패턴(122) 상에 여전히 넓은 풋프린트가 있는데, 그 이유는 하부(104)가 램업 동안에 받는 힘을 견디기에 비교적 두꺼워야 하기 때문이다. 이는 낙오프와, 패턴 상에서 피더 시스템에 의해 차지된 공간의 견지에서 불만족스럽다. 하측 내부(104)와 상측 외부(106)는 유지 요소(112)에 의해 소정 위치에 보유된다. 유지 요소(112)는 분리하여 몰딩 샌드(150)를 나눔으로써 텔레스코핑 작용이 일어나게 한다. 유지 요소는 몰딩 샌드 내에서 경시적으로 형성함으로써 몰딩 샌드를 오염시킨다. 이는 유지 요소가 발열성 재료로 제조되는 경우에 특히 곤란한데, 그 이유는 유지 요소가 반응하여 작은 폭발성 결함을 형성하기 때문이다.

US6904952호 (AS Luengen GmbH & Co. KG)는 피더 슬리브의 내벽에 관형 바디가 일시적으로 접착되는 피더 시스템을 기술한다. 몰딩 샌드가 압축될 때 피더 슬리브와 관형 바디 사이에는 상대운동이 있다.

어느 정도의 몰딩 장치의 진보로 인해 그리고 어느 정도의 새로이 생산된 캐스팅으로 인해 고압 몰딩 시스템에 사용되는 피딩 시스템에 대한 요구가 증가되고 있다. 연성철의 소정 등급 및 특정한 캐스팅 구성은 소정의 금속 피더 요소의 넥부를 통해 피드 성능의 유효성에 악영향을 미칠 수 있다. 추가로, 소정의 몰딩 라인 또는 캐스팅 구성이 과압축(피더 요소의 붕괴 또는 피더 시스템의 텔레스코핑)을 초래하여, 슬리브의 베이스는 샌드의 얇은 층에 의해서만 분리되는 캐스팅 표면에 근접한다. 본 발명은 금속 캐스팅에 사용되는 피더 시스템을 제공하여, 종래의 피더 시스템과 관련된 하나 이상의 문제점을 극복하거나 또는 유용한 변형례를 제공한다.

본 발명의 제1 관점에 의하면, 관형 바디 상에 장착된 피더 슬리브를 포함하는 금속 캐스팅을 위한 피더 시스템으로서,

상기 피더 슬리브는 종축을 갖고, 캐스팅 동안에 액체 금속을 수용하기 위한 캐비티를 형성하는 연속적인 측벽을 포함하며, 상기 측벽은 상기 종축 둘레에서 대체로 연장되며 상기 관형 바디에 인접한 베이스를 갖고,

상기 관형 바디는 상기 캐비티를 상기 캐스팅에 연결하도록 상기 관형 바디를 통해 개방 보어를 형성하며,

상기 베이스로부터 제1 깊이로 상기 측벽 내로 그루브가 연장되고, 상기 관형 바디는 상기 그루브 내에 제2 깊이로 돌출하여 유지 수단에 의해 소정 위치에 보유되고,

상기 제2 깊이는 사용할 때 힘의 인가시에 상기 유지 수단이 억눌러져(overcome) 상기 관형 바디가 상기 그루브 내로 더욱 푸시되도록 상기 제1 깊이보다 덜 깊은, 피더 시스템이 제공된다.

사용시에, 상기 피더 시스템은, 상기 시스템을 소정 위치에 보유하도록 패턴 플레이트에 부착된 몰딩 핀 위에 일반적으로 배치된 몰딩 패턴 상에 장착됨으로써, 상기 관형 바디가 상기 몰드 옆에 있다. 상기 관형 바디에 의해 형성된 상기 개방 보어는 피더 슬리브 캐비티로부터 몰드 캐비티까지 통로를 제공하여, 냉각 및 수축함에 따라 상기 캐스팅을 피딩한다. 몰딩 및 그 후속적인 램업 동안에, 상기 피더 시스템은 상기 관형 바디의 종축(보어 축)의 방향으로 힘을 받을 것이다. 이러한 힘은 상기 유지 수단이 억눌러져서, 상기 그루브 내로 이미 부분적으로 돌출하는 상기 관형 바디가 상기 그루브 내로 더욱 돌출하도록 상기 피드 슬리브와 관형 바디를 함께 푸시한다. 여기서, 높은 압축 압력은 상기 피더 슬리브의 파괴보다는 상기 피더 슬리브와 관형 바디 사이의 상대운동을 야기한다. 일반적으로, 상기 피더 시스템은 적어도 30, 60, 90, 120 또는 150 N/cm ² 의 (패턴 플레이트에서 측정된 바와 같은) 램업 압력을 받을 것이다.

US6904952호(도 2)는 고온 접착제 시임(7)에 의해 피더 슬리브(1)의 캐비티 내에 접착되는 관형 바디(3)를 도시한다. 몰딩 동안에, 피더 슬리브(1)는 관형 바디(3)로부터 분리하고, 관형 바디 상에 더욱 강제되며; 새로운 위치가 해칭으로 도시된다. 캐스팅 동안에, 액체 금속은 오버랩 영역에서 피더 슬리브보다는 관형 바디와 직접 접촉할 것이다. 상기 관형 바디는 실온에 있을 것이고, 특히 관형 바디가 금속으로 제조될 때 냉각 효과(chilling effect)를 야기할 수 있다. 냉각 효과는 피더 슬리브 내에서 액체 금속의 조속한 고형화를 야기하여 감소된 피딩 및 그 후속적인 캐스팅 결함을 초래할 수 있다. US6904952호에서, 상기 관형 바디는 금속, 플라스틱, 판지, 세라믹 또는 그와 유사한 재료로 제조되며, 알루미늄 및 철 시트가 바람직하다. 본 발명에서, 상기 피더와 중첩하는 상기 관형 바디의 부분은 측벽 내에 있고, 캐스팅 동안에 액체 금속과 직접 접촉하지 않는다. 이는 임의의 냉각 효과를 최소화할 뿐만 아니라, 발열성 피더가 사용될 때 관형 바디의 과열을 초래하며; 금속 관형 바디의 양측부는 발열성 피더의 중첩부와 직접적인 밀접한 접촉을 하므로, 피더 금속은 캐스팅을 피딩하기에 충분히 길게 액체를 유지하는 것을 보장한다.

관형 바디

관형 바디는 2가지 기능, 즉 (i) 관형 바디가 피더 슬리브 캐비티로부터 캐스팅 몰드까지 통로를 제공하는 개방 보어를 가지고, (ii) 관형 바디와 피더 슬리브의 상대운동이 피더 슬리브의 파괴를 야기할 수 있는 에너지를 흡수하는 기능을 한다.

관형 바디는 후속적인 상대운동을 위해 그루브 내에 또 다른 공간이 있도록 그루브 내로 부분적으로 (그러나, 완전히는 아니게) 돌출한다. 일 실시예에서, 상기 그루브와 관형 바디가 (예컨대, 핀, 리브, 오버랩 또는 노치를 형성하도록) 크기설정 및 형성됨으로써, 유지 수단은 램업(캐스팅을 위한 몰드를 제조하도록 피더 시스템 주위에 몰딩 샌드의 고밀화(densification)) 이전에 관형 바디를 소정 위치에 보유하는 마찰 핏이다. 추가적으로 또는 변형적으로, 상기 관형 바디는 접착제에 의해 피더 슬리브에 해제가능하게 고정되며; 상기 유지 수단은 접착제이다. 또 다른 실시예에서, 상기 피더 시스템(피더 슬리브 또는 관형 바디)은 램업 이전에 관형 바디를 소정 위치에 제2 깊이로 해제가능하게 보유하는 유지 요소(예컨대, 윙, 탭 또는 가압 수단) 또는 유지 요소들을 포함한다.

상기 관형 바디와 피더 슬리브는 램업 동안에 또 다른 상대운동을 할 수 있어야 한다(실제로, 관형 바디는 고정 유지할 것이고, 피더 슬리브는 이동할 것이다). 따라서, 해제 수단(예컨대, 마찰 핏, 접착제 및/또는 임의의 유지 요소)은 관형 바디와 피더 슬리브를 사용시에 분리하게 해야 한다. 예컨대, 상기 유지 요소는 관형 바디가 그루브 내로 이동하게 하도록 변형할 수 있거나, 또는 피더 시스템으로부터 전적으로 분리할 수 있다. 상기 유지 요소가 제거하기보다는 피더 시스템의 일부를 유지하는 것이 바람직한데, 그 이유는 피스들(pieces)이 결국 몰딩 샌드, 또는 더욱 열악하게는 캐스팅 자체에 남겨지기 때문이다.

일 실시예에서, 상기 유지 수단은 적어도 하나의 유지 요소를 갖는 관형 바디를 포함한다. 추가적으로 또는 변형적으로, 상기 유지 수단은 적어도 하나의 유지 요소를 갖는 피더 슬리브를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 유지 요소(들)는 램업에 대해 변형한다.

일 실시예에서, 상기 유지 요소는 관형 바디를 그루브 내의 소정 위치에 보유하는 가압 수단(예컨대, 스프링)을 포함한다. 상기 가압 수단은 램업에 대해 억눌러져서 관형 바디가 그루브 내로 더욱 이동하게 한다. 그루브가 평행한 벽에 의해 형성되지만, 가압 수단은 램업에 대해 변형하지 않는다.

일 실시예에서, 상기 관형 바디는 피더 슬리브에 인접하는 적어도 하나의 돌출부(예컨대, 측벽의 베이스 또는 그루브 내에)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 관형 바디는 2 내지 8개 또는 3 내지 6개의 돌출부를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 관형 바디는 적어도 하나의 외측방향 돌출부를 포함한다. 상기 보어 축으로부터 멀어지게 외측방향 돌출부가 연장된다. 이러한 실시예에서, 외측방향 돌출부는 핀(fin)이다. 관형 바디와 피더 슬리브 사이에 마찰 핏을 제공하도록 핀이 채용될 수 있으며, 이는 램업에 대해 변형하지 않을 것이다.

일 실시예에서, 관형 바디는 적어도 하나의 내측방향 돌출부를 포함한다. 상기 보어 축을 향해 내측방향 돌출부가 연장된다. 이러한 실시예에서, 관형 바디는 오버랩을 형성하도록 내측방향으로 폴딩되거나 또는 "크림핑(crimped)"되어, 오버랩에 대해 변형하지 않는다. 내측방향 돌출부가 분리하여 캐스팅을 나누는 위험이 있다면 외측방향 돌출부가 내측방향 돌출부보다 더 바람직할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 유지 요소(예컨대, 돌출부)는 일체형 유지 요소이고, 즉 관형 바디와 유지 요소(들)는 균일한 구성을 갖는다. 일 실시예에서, 일체형 돌출부는 탭 또는 윙을 형성하도록 관형 바디의 일부를 (내측방향으로 또는 외측방향으로) 폴딩함으로써 형성된다. 상기 관형 바디의 일부는 관형 바디의 에지를 포함할 수 있거나, 또는 관형 바디의 에지로부터 이격될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 일체형 돌출부는 일체형 돌출부는 (주변 에지로부터 멀어지게) 관형 바디 내에 노치 또는 벌지(bulge)로서 형성된다. 또 다른 실시예에서, 일체형 돌출부는 관형 바디의 전체 외주 둘레로 연장되는 리브이다. 리브는 그루브 내에서 피더 슬리브를 그립할 수 있다.

관형 바디의 사이즈 및 질량은 적용에 따라 다를 것이다. 일반적으로, 가능하다면 관형 바디의 질량을 감소시키는 것이 바람직하다. 이는 재료 비용을 감소시키고, 또한, 예컨대 관형 바디의 열용량을 감소시킴으로써 캐스팅 동안에 유익할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 관형 바디는 50, 40, 30, 25 또는 20g 이하의 질량을 갖는다.

관형 바디는 종축, 보어 축을 갖는다. 일반적으로, 상기 피더 슬리브와 관형 바디는 보어 축과 피더 슬리브의 종축이 동일하도록 형성될 것이다. 그러나, 이는 필수적이지 않다.

상기 관형 바디의 높이는 보어 축에 평행한 방향으로 측정될 수 있고, 그루브의 깊이(제1 깊이)와 비교될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1 깊이에 대한 관형 바디의 높이의 비는 1:1 내지 5:1, 1.1:1 내지 3:1, 혹은 1.3:1 내지 2:1이다.

상기 관형 바디는 내경과 외경, 및 (보어 축에 수직인 평면에서 모두 측정되는) 내경과 외경 간의 차인 두께를 갖는다. 상기 관형 바디의 두께는 관형 바디가 그루브 내로 돌출하게 하도록 되어야 한다. 일부 실시예에서, 상기 관형 바디의 두께는 적어도 0.1, 0.3, 0.5, 0.8, 1, 2 또는 3mm이다. 일부 실시예에서, 상기 관형 바디의 두께는 5, 3, 2, 1.5, 1, 0.8 또는 0.5mm 이하이다. 일 실시예에서, 상기 관형 바디는 0.3 내지 1.5mm의 두께를 갖는다. 다수의 이유를 위해 작은 두께가 유익한데, 이는 관형 바디를 제조하는데 요구되는 재료를 감소시키는 것과, 측벽 내에 대응하는 그루브를 좁게 하는 것과, 관형 바디의 열용량 및 그에 따른 캐스팅 상에서 피더로부터 흡수되는 에너지량을 감소시키는 것을 포함한다. 상기 그루브는 측벽의 베이스로부터 연장되며, 그루브가 더 넓을수록, 수용되어야 할 베이스가 넓어야 한다.

일 실시예에서, 상기 관형 바디는 원형 단면을 갖는다. 그러나, 그 단면은 비원형, 예컨대 계란형, 장박형 또는 타원형일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 상기 관형 바디는 (사용시에 캐스팅 옆의) 피더 슬리브로부터 멀어지는 방향으로 좁아진다(테이퍼진다). 캐스팅에 인접한 좁은 부분은 피더 넥부로서 공지되며, 피더의 보다 양호한 낙오프를 제공한다. 일련의 실시예에서, 상기 보어 축에 대한 테이퍼진 넵부의 각도는 55, 50, 45, 40 또는 35°이하일 것이다.

낙오프를 더욱 개선하기 위해, 상기 관형 바디의 베이스는 몰드 패턴 상에 장착하기 위한 표면을 제공하고, 그 제거(낙오프)를 용이하게 하도록 결과적인 캐스트 피더 넥부에 노치를 생성하도록 내측방향으로 지향된 립을 가질 수 있다.

상기 관형 바디는 금속(예컨대, 강, 철, 알루미늄, 알루미늄 합금, 황동, 구리 등) 또는 플라스틱을 포함하는 각종 적절한 재료로 제조될 수 있다. 특정 실시예에서, 관형 바디는 금속으로 제조된다. 금속 관형 바디는 몰딩 압력을 견디이게 충분한 강도를 유지하면서 작은 두께를 갖도록 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 관형 바디는 (단열성 또는 발열성이든지) 피더 슬리브 재료로 제조되지 않는다. 일반적으로, 피더 슬리브 재료는 작은 두께에서 몰딩 압력을 견디기에 충분히 강하지 않은 반면, 더 두꺼운 관형 바디는 측벽 내에 더 넓은 그루브를 요구하므로 피더 시스템의 사이즈(및 관련된 비용)을 전체적으로 증대시킨다. 추가적으로, 피더 슬리브 재료를 포함하는 관형 바디는 캐스팅과 접촉하는 경우에 열악한 표면 마무리 및 결함을 야기할 수도 있다.

관형 바디가 금속으로 형성되는 소정 실시예에서, 일정한 두께의 단일 금속 피스로부터 프레스 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 관형 바디는 드로잉 공정을 통해 제조되고, 그에 의해 펀치의 기계적 작용에 의해 성형 다이 내로 금속 시트 블랭크가 반경방향으로 드로잉된다. 상기 공정은 드로잉된 부분의 깊이가 그 직경을 초과하여 일련의 다이를 통해 그 부분을 다시 드로잉함으로써 성취될 때 딥드로잉이 고려된다. 또 다른 실시예에서, 상기 관형 바디는 금속 스피닝 또는 스핀 성형 공정을 통해 제조되고, 그로 인해 블랭크 디스크 또는 금속 튜브가 우선 스피닝 선반 상에 장착되어 고속으로 회전된다. 그 다음, 요구된 마무리된 부분의 내부 치수적 프로파일을 갖는 맨드렐 상에 그리고 그 주위에 금속이 아래로 흐르게 하는 일련의 롤러 또는 툴 패스(tool passes) 내에 국부화된 압력이 적용된다.

프레스-성형(press-forming) 또는 스핀-성형(spin-forming)에 적합해지기 위해, 금속은 성형 공정 동안에 인열 또는 균열을 방지하기에 충분히 유연해야 한다. 소정 실시예에서, 피더 요소는 냉간 압연강으로 제조되며, 일반적인 탄소 함량은 최소 0.02%(Grade DC06, European Standard EN10130-1999) 내지 최대 0.12%(Grade DC01, European Standard EN10130-1999) 범위이다. 일 실시예에서, 상기 관형 바디는 0.05, 0.04 또는 0.03% 이하의 탄소 함량을 갖는 강으로 제조된다.

피더 슬리브

상기 그루브는, 그루브가 베이스로부터 측벽 내로 멀어지게 연장되는 거리인 제1 깊이(D1)를 갖는다. 일반적으로, 그루브는 균일한 깊이를 갖는, 즉 베이스로부터 측벽 내로의 거리가 어디에서 측정하든지 동일하다. 그러나, 소망한다면 가변 깊이의 그루브가 채용될 수 있고, 제1 깊이는 최소한의 깊이가 되도록 이해될 것인데, 그 이유는 관형 바디가 그루브 내로 돌출할 수 있는 정도에 영향을 주기 때문이다.

램업 전에, 상기 관형 바디는 그루브 내에서 제2 깊이(D2)(즉, D2<D1)로 수용되어, 관형 바디는 그루브 내로 부분적으로 돌출한다. 램업 후에, 상기 관형 바디는 그루브 내로 제3 깊이(D3)까지, 가능하게 그루브의 전체 깊이까지도 더욱 돌출한다.

상기 그루브는 관형 바디를 수용할 수 있어야 한다. 여기서, 상기 그루브의 단면은 관형 바디의 단면에 대응하는, 예컨대 상기 그루브는 원형 그루브이고 상기 관형 바디는 원형 단면을 갖는다. 상기 그루브는 단일의 연속적인 그루브이고, 이는 본 발명을 실행하는데 필요하다. 피더 슬리브와 관형 바디 사이의 상대운동은, 관형 바디가 대응하는 형상, 예컨대 성곽형상의 에지를 가진다면 일련의 슬롯을 갖는 피더 슬리브에 의해 성취될 수 있다. 그러나, 이러한 조합은 본 발명의 범위 밖에 있으며, 상기 시스템이 폐쇄되기 때문에 실용적이지 않을 것이고; 몰딩 샌드가 관형 바디의 에지 내의 갭을 통해 피더 슬리브 내로 관통하는 위험이 있다.

일련의 실시예에서, 상기 그루브는 적어도 20, 30, 40 또는 50mm의 제1 깊이(D1)를 갖는다. 일련의 실시예에서, 상기 제1 깊이(D1)는 100, 80, 60 또는 40mm 이하이다. 일 실시예에서, 상기 제1 깊이(D1)는 25 내지 50mm이다. 상기 제1 깊이(D1)는 피더 슬리브의 높이와 비교될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 깊이는 피더 슬리브의 높이의 10 내지 50% 또는 20 내지 40%에 대응한다.

상기 그루브는 보어 축 및/또는 피더 슬리브 축에 대략 수직인 방향으로 측정되는 최대 폭(W)을 갖도록 고려된다. 상기 그루브의 폭은 관형 바디가 그루브 내에 수용되게 하기에 충분해야 한다. 일련의 실시예에서, 상기 그루브는 적어도 0.5, 1, 2, 3, 5 또는 8mm의 최대 폭을 갖는다. 일련의 실시예에서, 상기 그루브는 10, 5, 3 또는 1.5mm 이하의 최대 폭을 갖는다. 일 실시예에서, 상기 그루브는 1 내지 3mm의 최대 폭을 갖는다.

상기 그루브의 최대 폭은 관형 바디의 두께와 비교될 수 있다. 상기 관형 바디의 두께는 그루브의 최대 폭 이하이어야 한다. 상기 관형 바디와 그루브가 유사한 사이즈를 갖는다면, 직접적인 마찰 핏이 가능할 수 있다. 상기 관형 바디가 그루브보다 훨씬 얇다면, 또 다른 유지 요소가 요구될 가능성이 있다. 일련의 실시예에서, 상기 관형 바디의 두께는 그루브의 최대 폭의 적어도 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% 또는 90%이다. 또 다른 일련의 실시예에서, 상기 관형 바디의 두께는 그루브의 최대 폭의 95%, 80%, 70%, 60% 또는 50% 이하이다.

상기 그루브는 균일한 폭을 갖는, 즉 상기 그루브의 폭은 측정되는 위치에 관계없이 동일하다. 변형적으로, 상기 그루브는 불균일한 폭을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 그루브는 측벽의 베이스로부터 멀어지게 테이퍼질 수 있다. 여기서, 상기 최대 폭은 측벽의 베이스에서 측정된 다음, 상기 폭은 제1 깊이(D1)에서 최소값으로 감소한다. 이는 소정 실시예에서 관형 바디가 램업에 대해 슬리브 내로 돌출하는 양을 제어 및 감소시키는데 이용될 수 있다.

일련의 실시예에서, 제2 깊이(D2, 관형 바디가 그루브 내에 수용되는 깊이)는 제1 깊이의 적어도 10, 15, 20, 25, 30, 40 또는 50% 이다. 일련의 실시예에서, 상기 제2 깊이는 제1 깊이의 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20 또는 10% 이하이다. 일 실시예에서, 제2 깊이는 제1 깊이의 10 내지 30%이다.

일반적으로, 상기 관형 바디는 그루브 내로 균일한 깊이로 돌출하는, 즉 베이스로부터 관형 바디의 단부까지의 거리는 측정되는 위치에 관계없이 동일하다. 그러나, 고르지 않은 에지(예컨대, 성곽형상의 에지)를 갖는 관형 바디가 소망한다면 채용될 수 있으므로, 캐스팅 내로 몰딩 샌드의 인입하는 것을 회피하도록 관형 바디와 측벽의 베이스 사이에 갭이 없을 수 있다면, 그 거리가 변하고, 제2 깊이가 최대 깊이가 되도록 이해될 것이다.

상기 측벽 내의 그루브는 피더 슬리브 캐비티로부터 분리된다. 일 실시예에서, 상기 그루브는 피더 슬리브 캐비티로부터 적어도 5, 8 또는 10mm에 위치된다.

상기 피더 슬리브 재료의 특징은 특히 제한되지 않으며, 예컨대 단열성, 발열성 또는 그 조합일 수 있다. 어느 것도 제조 모드에 특히 제한되지 않으며, 예컨대 진공-성형 공정 또는 코어-샷 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 일반적으로, 피더 슬리브는 저밀도 및 고밀도 내화성 필러(예컨대, 실리카 샌드, 감람석, 알루미노-실리케이트 중공형 마이크로스피어 및 파이버, 샤모트, 알루미나, 부석, 펄라이트, 버미큘라이트)와, 바인더의 혼합물로 제조된다. 발열성 슬리브는 연료(통상적으로 알루미늄 또는 알루미늄 합금), 산화제(일반적으로, 산화철, 이산화망간 또는 질산칼륨), 및 통상적으로 개시제/증감제(일반적으로, 빙정석)를 더 요구한다.

일 실시예에서, 종래의 피더 슬리브가 제조된 다음, 피더 슬리브 재료는, 예컨대 드릴링 또는 그라인딩에 의해 그루브를 형성하도록 베이스로부터 제거된다. 또 다른 실시예에서, 상기 피더 슬리브는 그루브를 형성하는 툴을 내장하는 일반적인 코어-슈팅 방법에 의해 소정 위치에 그루브와 함께 제조되고, 예컨대 상기 툴은 슬리브를 형성하는 얇은 맨드렐을 갖고, 그 후 상기 슬리브는 툴 및 멘드렐로부터 제거(스트립)된다. 본 실시예에서, 성형된 슬리브를 스트립하기 더 쉽도록 테이퍼진 멘드렐을 이용하여, 슬리브의 베이스 내에 테이퍼진 그루브를 제공하는 것이 바람직하다.

일련의 실시예에서, 상기 피더 슬리브는 적어도 5kN, 8kN, 12kN, 15kN, 20kN 또는 25kN의 강도(크러쉬 강도)를 갖는다. 일련의 실시예에서, 상기 슬리브 강도는 25kN, 20kN, 18kN, 15kN, 10kN 또는 8kN 이하이다. 비교의 용이를 위해, 피더 슬리브의 강도는 피더 슬리브 재료로 제조된 50x50mm 원통형 테스트 바디의 압축 강도로서 정의된다. 201/70 EM 압축시험기(Form & Test Seidner, 독일)가 이용되며, 제조자 지침서에 따라 작동된다. 테스트 바디는 강 플레이트의 하부 상의 중앙에 배치되어, 하측 플레이트가 20mm/분의 비율로 상측 플레이트를 향해 이동됨에 따라 파괴로 로딩된다. 피더 슬리브의 유효 강도는 정확한 조성, 사용되는 바인더 및 제조 방법에 따라 다를 뿐만 아니라, 테스트 바디의 강도가 표준의 평탄한 최고의 슬리브(standard flat topped sleeve)를 위해 측정된 것보다 통상적으로 더 높다는 점에 의해 예시되는 슬리브의 사이즈 및 설계에 따라 다를 것이다.

일 실시예에서, 상기 피더 슬리브는 측벽의 베이스로부터 이격된 루프를 포함한다. 상기 측벽과 루프는 캐스팅 동안에 액체 금속을 수용하기 위한 캐비티를 형성한다. 이러한 실시예에서, 상기 루프와 측벽은 일체 형성된다. 변형적으로, 상기 측벽 및 루프는 분리가능한, 즉 상기 루프는 덮개이다. 일 실시예에서, 상기 측벽과 루프 양자는 피더 슬리브 재료로 제조된다. 피더 슬리브는 실린더, 계란형 및 돔을 포함하는 다수의 형상으로 이용가능하다. 이로써, 상기 측벽은 피더 슬리브 종축에 평행하거나 또는 그로부터 각을 이룰 수 있다. (존재한다면)상기 루프는 평탄한 탑형, 돔형, 평탄한 탑형 돔 또는 임의의 달리 적절한 형상일 수 있다.

상기 슬리브의 루프는 피더 슬리브 캐비티가 봉입되도록 폐쇄될 수 있고, 또한 몰드 패턴에 부착된 몰딩 핀 상에 피더 시스템을 장착하는데 조력하도록 (베이스의 반대편의) 피더의 상부 섹션을 통해 부분적으로 연장되는 리세스(블라인드 보어)를 포함할 수 있다. 변형적으로, 상기 피더 슬리브는 피더 캐비티가 개방되도록 피더 루프의 전체를 통해 연장되는 개구부(개방 보어)를 가질 수 있다. 상기 개구부는 지지 핀을 수용하기에 충분히 넓지만, 몰딩 동안에 피더 슬리브 캐비티에 샌드가 들어가는 것을 회피하기에 충분히 좁아야 한다. 상기 개구부의 직경은 (피더 슬리브의 종축에 수직인 평면에서 측정된) 피더 슬리브 캐비티의 최대 직경에 비교될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 개구부의 직경은 피더 슬리브 캐비티의 최대 직경의 40, 30, 20, 15 또는 10% 이하이다.

사용시에, 상기 피더 시스템은 샌드가 압축되어 램업되기 전에 몰드 패턴 상의 요구된 위치에 피더 시스템을 보유하도록 지지 핀 상에 일반적으로 배치된다. 램업 시에, 상기 슬리브는 몰드 패턴 표면을 향해 이동하고, 상기 핀은 고정되는 경우 피더 슬리브의 루프를 천공하거나 또는 슬리브가 하측방향으로 이동함에 따라 개구부 또는 리세스를 통해 단순히 횡단할 수 있다. 상기 핀과의 루프의 이러한 운동 및 접촉은 슬리브의 작은 파편이 분리되어 캐스팅 캐비티 내에 낙하하게 함으로써, 열악한 캐스팅 표면 마무리 또는 캐스팅 표면의 국부화된 오염을 초래할 수 있다. 이는 루프 내의 개구부 또는 리세스를 중공형 인서트 또는 내부 칼라로 라이닝함으로써 극복될 수 있으며, 이는 금속, 플라스틱 또는 세라믹을 포함하는 각종 적절한 재료로 제조될 수 있다. 이에 따라, 일 실시예에서, 상기 피더 슬리브는 피더의 루프 내에 개구부 또는 리세스를 라이닝하는 내부 칼라를 구비하도록 변형될 수 있다. 이러한 칼라는 슬리브가 제조된 후에 슬리브 루프 내의 개구부 또는 리세스 내에 삽입될 수 있거나, 또는 변형적으로, 슬리브의 제조 동안에 내장되어 슬리브 재료가 칼라 주위에 코어샷 또는 몰딩되며, 그 후에 상기 슬리브는 경화되어 칼라를 소정 위치에 보유한다. 이러한 칼라는 몰딩 및 램업 동안에 지지 핀에 의해 야기될 수 있는 임의의 손상으로부터 슬리브를 보호한다.

또한, 본 발명은 제1 관점의 실시예에 따른 피더 시스템에 이용되는 피더 슬리브에 관한 것이다.

본 발명의 제2 관점에 의하면, 금속 캐스팅에 사용되는 피더 슬리브로서, 상기 피더 슬리브는 종축을 갖고, 상기 종축 둘레에서 대체로 연장되는 연속적인 측벽과, 상기 종축을 대체로 가로질러 연장되는 루프를 포함하며, 상기 측벽과 상기 루프는 캐스팅 동안에 액체 금속을 수용하기 위한 캐비티를 함께 형성하고, 상기 측벽은 상기 루프로부터 이격된 베이스를 갖고, 상기 베이스로부터 상기 연속적인 측벽 내로 그루브가 연장되는, 피더 슬리브가 제공된다.

또한, 제1 관점에 관해 상기한 설명은 제2 관점의 피더 슬리브가 루프를 포함해야 하는 점을 제외하고 제2 관점에 적용한다. 상기 그루브가 베이스로부터 멀어지게 그리고 루프를 향해 연장되는 것이 이해될 것이다.

일 실시예에서, 상기 그루브는 균일한 폭을 갖는다. 변형적으로, 상기 그루브는 불균일한 폭을 갖는다. 이러한 실시예에서, 상기 그루브는 측벽의 베이스로부터 멀어지게 테이퍼진다. 테이퍼진 그루브를 사용하면, 특정 실시예에 유용할 수 있다. 예컨대, 테이퍼진 그루브는 유지 요소의 변형을 유도할 수 있다.

일 실시예에서, 개구부(개방 보어)는 피더 루프를 통해 연장된다. 이러한 실시예에서, 내부 칼라는 개구부를 라이닝한다. 이러한 실시예는 상술한 바와 같이 피더 슬리브가 지지 핀과 함께 채용될 때 유용하다.

일 실시예에서, 상기 루프는 폐쇄되는, 즉 피더 루프를 통해 개구부가 연장되지 않는다.

본 발명의 제3 관점에 의하면, 몰드를 마련하기 위한 방법으로서, 제1 관점의 피더 시스템을 패턴 상에 배치하는 단계로서,

상기 피더 시스템은 관형 바디 상에 장착된 피더 슬리브를 포함하고,

상기 피더 슬리브는 캐스팅 동안에 액체 금속을 수용하기 위한 캐비티를 형성하는 연속적인 측벽을 포함하며, 상기 측벽은 상기 관형 바디에 인접한 베이스를 갖고,

상기 관형 바디는 상기 캐비티를 상기 캐스팅에 연결하도록 상기 관형 바디를 통해 개방 보어를 형성하고,

상기 베이스로부터 제1 깊이로 상기 측벽 내로 그루브가 연장되고, 상기 관형 바디는 상기 그루브 내에 제2 깊이로 돌출하여 유지 수단에 의해 소정 위치에 보유되고, 상기 제2 깊이는 상기 제1 깊이보다 덜 깊은, 상기 피더 시스템의 배치 단계;

상기 패턴을 몰드 재료로 둘러싸는 단계;

상기 몰드 재료를 압축하는 단계; 및

상기 몰드를 형성하도록 압축된 몰드 재료로부터 상기 패턴을 제거하는 단계

를 포함하며,

상기 몰드 재료를 압축하는 단계는, 상기 유지 수단이 억눌러져 상기 관형 바디가 상기 그루브 내로 더욱 푸시되도록 상기 피더 시스템에 압력을 인가하는 단계를 포함하는, 몰드 마련 방법이 제공된다.

상기 몰드는 수평방향으로 갈라지거나 또는 수직방향으로 갈라진 몰드일 수 있다. (DISA Industries A/S에서 제조된 Disamatic flaskless moulding machines와 같은) 수직방향으로 갈라진 몰딩 기계에 사용되면, 상기 피더 시스템은 통상적인 몰드 제조 사이클 동안에 수평방향 위치에 있을 때 스윙(패턴) 플레이트 상에 일반적으로 배치된다. 상기 슬리브는 수동으로 또는 로봇을 사용하여 자동으로 수평방향 패턴 또는 스윙 플레이트 상에 배치될 수 있다.

또한, 제1 및 제2 관점에 관해 상술한 설명은 제3 관점에 적용한다.

일련의 실시예에서, 상기 유지 수단은 관형 바디가 제3 깊이(D3)로 그루브 내에 더욱 푸시되도록 억눌러지며, 상기 제3 깊이는 제1 깊이의 적어도 50, 60, 70, 80 또는 90%이다. 일련의 실시예에서, 상기 제3 깊이는 상기 제1 깊이의 95, 90, 80 또는 70% 이하이다. 특정 실시예에서, 상기 제3 깊이는 상기 제1 깊이의 60 내지 80%이다.

일 실시예에서, 상기 유지 수단은 관형 바디가 그루브 내로 더욱 이동하지만 (관형 바디로부터 분리되지 않게) 하도록 변형하는 적어도 하나의 유지 요소를 갖는 상기 관형 바디를 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 유지 요소는 일체형 유지 요소이다. 일 실시예에서, 상기 유지 요소는 외측방향으로 돌출하는 탭 또는 노치이다.

일 실시예에서, 상기 유지 수단은 관형 바디 또는 피더 슬리브의 변형 없이 억눌러진다. 이러한 실시예에서, 상기 유지 수단은 관형 바디와 그루브 사이에 마찰 핏을 포함한다. 예컨대, 균일한 폭의 그루브 내에는 가압 수단이 이용된다.

일련의 실시예에서, 상기 몰드 재료를 압축하는 단계는 적어도 30, 60, 90, 120 또는 150 N/cm ² 의 (패턴 플레이트에서 측정되는) 램업 압력을 인가하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 몰드 재료는 클레이 접착식 샌드(통상적으로, 그린샌드로 불림)이며, 이는 일반적으로 소듐 또는 칼슘 벤토나이트와 같은 클레이, 물 및 미분탄과 곡분 점결제와 같은 다른 첨가제의 혼합물을 포함한다. 변형적으로, 상기 몰드 재료는 바인더를 포함하는 몰드 샌드이다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 예로서만 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피더 시스템의 사시도,
도 2는 램업 전(도 2a) 및 램업 후(도 2b)의 본 발명의 일 실시예에 따른 피더 시스템의 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유지 요소의 변형에 관한 개략도,
도 4 및 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피더 시스템에 사용되는 관형 바디를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 사용되는 관형 바디의 도면,
도 7은 도 6의 관형 바디를 내장하는 피더 시스템의 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 핀(fins)을 갖는 관형 바디의 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 사용되는 오버랩을 갖는 관형 바디의 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 수단을 포함하는 피더 시스템의 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유지 요소를 포함하는 피더 시스템의 도면.

도 1은 관형 바디 상에 장착된 피더 슬리브(12)를 포함하는 피더 시스템(10)을 도시한다. 피더 슬리브(12)는 (단열성 재료가 사용될 수도 있지만) 발열성 재료로 제조되고, 관형 바디(14)는 시트 강으로부터 프레스된다. 관형 바디(14)는 원형 단면을 갖고, 피더 슬리브(12)를 지지하며 접착제에 의해 해제가능하게 부착된 4개의 일체형 윙(16)을 포함한다.

도 2는 램업 전(도 2a) 및 램업 후(도 2b)의 몰딩 패턴 상의 도 1의 피더 시스템의 부분 단면도이다. 종축(Z)은 피더 슬리브(12)와 관형 바디(14)를 통과한다. 도 2a를 참조하면, 연속적인 측벽(18)은 축(Z) 둘레로 연장되며 캐스팅 동안에 액체 금속을 수용하기 위한 캐티비를 봉입한다. 관형 바디(14)는 피더 슬리브 캐비티로부터 캐스팅으로 이동하도록 액체 금속을 위한 통로를 형성하는 축(Z)을 따르는 보어를 형성한다.

관형 바디(14)는 피더 넥부(15)를 형성하도록 피더 슬리브(12)로부터 멀어지게 테이퍼진다(좁아진다). 축(Z)에 대한 테이퍼진 넥부의 각도(θ)는 대략 45°이다. 관형 바디(14)는 윙(16)(탭으로도 알려짐)을 포함한다. 각각의 윙(16)은 관형 바디(14)의 에지 내에 한 쌍의 절개부를 만들어서 상기 절개부들 사이의 부분을 외측방향으로 폴딩(보어 축(Z)에 대략 90°) 함으로써 형성된다. 이로써, 윙(16)은 일체 형성된 외측방향 돌출부이다. 윙(16)은 측벽(18)의 베이스(22)와 인접한다.

측벽(18)은 베이스(22)로부터 벽 내로 연장되는 (균일한 폭의) 원형 그루브(20)를 갖는다. 그루브(20)는 관형 바디(14)의 일부를 수용한다. 윙(16)의 위치는 관형 바디(14)가 그루브(20) 내로 얼마나 멀리 돌출하는지를 결정하며, 이로써 상기 윙은 유지 수단이다.

도 2b는 램업 후의 동일한 피더 시스템을 도시한다. 피더 슬리브(12)는 윙(16)을 변형하는 관형 바디(14) 상에 푸시되어 있고(상기 유지 수단은 억눌러져 있다). 윙(16)은 관형 바디(14)의 나머지 부분과 동일 평면 상에 있고, 관형 바디(14)를 더 이상 소정 위치에 보유하지 않는다. 그 대신에, 관형 바디(14)는 그루브(20) 내에 더욱 푸시되어 있다. 이 경우, 그루브(20)는 관형 바디(14)의 나머지 부분에 대해 동일 평면 상에 있을 때 윙을 수용하기에 충분히 넓다.

그루브(20)는 깊이(D1)를 갖는다. 램업 전에, 관형 바디(14)는 그루브(20) 내로 제2 깊이(D2)(그루브의 깊이(D1)의 대략 12%)로 돌출한다. 램업 후에, 관형 바디는 그루브(20) 내로 제3 깊이(D3)(깊이(D1)의 대략 75%)로 돌출한다. 여기서, 램업은 피더 슬리브(12)의 파괴보다도 피더 슬리브(12)와 관형 바디(14)의 상대운동을 야기한다.

도 3은 도 1 및 2에 도시한 바와 같이 윙(16)의 변형에 대한 개략적인 다이아그램이다. 도 3a는 보어 축(Z)에 대략 90°의 각도로 외측방향으로 연장되는 윙(16)을 도시한다. 도 3b는 관형 바디(14)의 나머지 부분을 향해 가압된 윙(16)을 도시한다. 도 3c는 관형 바디에 대해 다시 폴딩된 윙(16)을 도시하며; 그 위치에서, 관형 바디(14)는 그루브(20) 내로 더욱 이동할 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 사용되는 관형 바디(24)의 부분을 도시한다. 관형 바디(24)는 노치(25)(하나만이 도시)의 형태인 다수의 일체형 유지 요소를 갖는다. 노치(26)는 관형 바디(24) 내에, 주변 에지로부터 멀어진 영역에 한 쌍의 평행한 절개부를 제조하여, 금속을 스트레치하도록 외측방향으로 푸시함으로써 형성된다. 관형 바디(24)는 전술한 피더 슬리브(12)와 함께 채용될 수 있다. 램업 전에, 노치(26)는 관형 바디(24)로부터 그루브(20) 내로 외측방향으로 돌출하고, 관형 바디(24)를 소정 위치에 보유하도록 측벽(18)을 파지한다(마찰 핏). 마찰 핏은 램업 동안에 억눌러져서, 관형 바디가 그루브(20) 내로 더욱 이동하게 하여 균일한 폭을 갖는다. 테이퍼진 그루브를 갖는 피더 슬리브가 채용되면, 램업 동안에 노치(26)는 피더 슬리브에 의해 내측방향으로 가압됨으로써 관형 바디(24)가 그루브 내로 더욱 이동하여 새로운 위치에 보유되게 하는, 즉 유지 요소가 변형될 것이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 사용되는 관형 바디(28)의 일부를 도시한다. 관형 바디(28)는 노치형 윙(30)(하나만이 도시)의 형태인 일체형 유지 요소를 갖는다. 윙(26)은 주변 에지로부터 멀어지는 영역에서 관형 바디로부터 탭을 절단함으로써 형성된다. 탭은 외측방향으로 푸시되어 윙의 상부(30a)가 대체로 하측방향으로 연장되게 형성되어 쉘 "v-형상" 내에 크림핑된다. 윙의 하부(30b)는 보어 축에 대략 90°로 외측방향으로 만곡된다. 관형 바디(28)는 전술한 피더 슬리브(12)와 함께 채용될 수 있고; 노치형 윙(30a)의 상부는 측벽(18)의 내부면을 파지하는 V 지점(30c)을 갖는 그루브(20) 내에 위치될 것이고, 하부(30b)는 피더 슬리브(12)를 지지하도록 베이스(22)와 접촉할 것이다. 윙형 노치(30)는 피더 슬리브(12)에 인접하므로, 램업 전에 관형 바디(28)를 소정 위치에 보유한다. 램업 동안에, 상부(30a)는 내측방향으로 가압될 것이고, 하부(30b)는 관형 바디(28)의 나머지 부분에 대해 아래로 폴딩됨으로써, 관형 바디(28)가 그루브(20) 내로 더욱 이동하게 할 것이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관형 바디(32)를 도시한다. 일체형 립(34)은 관형 바디를 봉입하고, 금속을 외측방향으로 푸시하여 스트레칭함으로써 형성된다. 관형 바디(32)는 사용시에 몰드 패턴(6)의 표면 상에 안착한 베이스에 내측방향으로 지향된 환형 립부 또는 플랜지(36)를 갖고, 그 제거(낙오프)를 용이하게 하도록 결과적인 금속 피더 넥부 내에 노치를 생성한다.

도 7은 도 6의 관형 바디(32)와, 피더 슬리브(40)를 포함하는 피더 시스템(38)이다. 피더 시스템(38)은 램업 전에 패턴 플레이트(6)와 몰딩 핀(42) 상에 위치된다. 슬리브(40)는 슬리브의 베이스에서 최대 폭으로부터 좁아지는 그루브(44)를 갖는다. 관형 바디(32)는 슬리브(40) 내에 삽입되고, 리브(30)는 그루브(44)의 측부에 대해 관형 바디(32)를 소정 위치에 파지 및 보유한다. 램업 시에, 압력이 인가되면, 슬리브(40)는 하측방향으로 이동하고 리브(30)는 압축되어 관형 바디(32)가 좁아지는 그루브(44) 내로 더욱 이동하게 하는, 즉 일체형 리브(30)가 변형된다. 몰딩 핀(42)의 상부는 슬리브(40)의 루프(48) 내에 상보적인 리세스(46) 내에 위치되고, 램업 시에, 슬리브가 하측방향으로 이동함에 따라, 폴딩 핀(42)의 상부는 루프(48)의 상부에서 얇은 섹션을 천공한다. 소망한다면, 칼라는 핀(42)이 루프(48)를 천공할 때 슬리브의 파편이 분리되는 위험을 회피하도록 리세스(46) 내에 피팅될 수 있다. 변형적으로, 좁은 개구부는 리세스(46) 대신에 루프(48)를 통해 연장되어 지지 핀(42)을 수용할 수 있다. 이 경우, 상기 개구부는 피더 슬리브 캐비티의 최대 직경의 대략 15%에 대응하는 직경을 가질 것이다.

도 6의 관형 바디(32)는 테이퍼진 그루브(44) 대신에 균일한 폭의 그루브를 갖는 피더 슬리브와 함께 채용될 수 있다. 관형 바디(32)가 균일한 그루브(20)를 갖는 피더 슬리브(12)와 함께 채용된다면, 램업 시에 변형이 일어나지 않을 것이다. 리브(30)는 그루브의 측부에 대해 관형 바디를 소정 위치에 제2 깊이로 파지 및 보유(마찰 핏)할 것이다. 램업 시에, 압력이 인가되면, 슬리브(12)는 하측방향으로 이동하고 마찰이 억눌러져서 관형 바디가 그루브(20) 내로 더욱 이동하게 한다.

도 8a는 피더 슬리브에 사용되는 시트 강으로부터 프레스되는 관형 바디(50)를 통한 단면도이다. 도 8b는 관형 바디(50)의 측단면도로서, 상기 바디가 원형 단면을 가지고 4개의 일체형 핀(52)을 포함하는 것으로 도시된다. 사용시에, 핀(fins)(52)은 피더 슬리브 내의 그루브 내에 관형 바디(50)를 소정 위치에 보유한다(마찰 핏). 관형 바디(50)는 균일한 폭의 그루브(예컨대, 피더 슬리브(12)) 또는 테이퍼진 그루브(예컨대, 피더 슬리브(40))를 갖는 피더 슬리브와 함께 채용될 수 있다. 양자의 경우, 핀(52)과 그루브 사이의 마찰 핏이 램업 시에 억눌러져서, 관형 바디(50)가 그루브 내로 더욱 푸시되게 한다. 핀(52)은 프레스드 스틸로 제조되며, 이는 피더 슬리브 재료보다 더 강하고, 램업 시에 변형하지 않는다.

도 9a 및 9b는 피더 슬리브에 이용되는 시트 강으로 가압되는 관형 바디(54)를 통한 단면도이다. 도 9a를 참조하면, 관형 바디(54)는 내측방향으로 지향된 립부 또는 플랜지(58)를 갖는 피더 넥부(56)를 형성하도록 테이퍼지고, 대향 단부는 오버랩(60)의 일부를 제공하도록 폴딩오버(folded over)된다. 도 9b는 관형 바디(54)가 원형 단면을 갖는 것으로 도시된다.

관형 바디(54)는 균일한 폭의 그루브(예컨대, 피더 슬리브(12)) 또는 테이퍼진 그루브(예컨대, 피더 슬리브(40))를 갖는 피더 슬리브와 함께 채용될 수 있다. 양자의 경우, 오버랩(60)과 그루브 사이의 마찰 핏은 바디를 그루브 내의 소정 위치에 제2 깊이로 보유한다. 이러한 마찰 핏은 램업 시에 억눌러져서, 관형 바디(54)가 그루브 내로 더욱 푸시되게 한다. 오버랩(60)은 보강되어 램업 시에 변형하지 않는다. 오버랩(48)은, 특히 테이퍼진 그루브와 함께 채용된다면 피더 슬리브 재료의 일부 마모를 야기할 수 있다.

도 10은 관형 바디(64), 스프링(66) 및 균일한 폭의 그루브(20)를 갖는 피더 슬리브(12)(전술함)를 포함하는 피더 시스템(62)을 도시한다. 관형 바디(64)는 시트 강으로부터 프레스되되어, 내측방향으로 지향된 립부 또는 플랜지(70)를 갖는 피더 넥부(68)를 형성하도록 피더 슬리브(12)로부터 멀어지게 좁아진다. 스프링(66)은 관형 바디(64)를 그루브(20) 내에 제2 깊이로 보유하는 가압 수단을 제공한다. 램업 시에, 가압 수단이 억눌러져서, 관형 바디(64)가 그루브(20) 내로 더욱 푸시되게 한다.

도 11은 관형 바디(74)와, 테이퍼진 그루브(44)를 갖는 피더 슬리브(40)를 포함하는 피더 시스템(72)을 도시한다. 관형 바디(74)는 피더 넥부(76)를 형성하도록 2개의 스테이지 내에서 테이퍼지고, 내측방향으로 지향된 립부 또는 플랜지(78)를 갖는다. 관형 바디(74)는 피더 슬리브(40)의 그루브(44) 내에 접착제(80h)로 고정된다. 접착제(80)는 램업 시에 관형 바디(74) 및/또는 피더 슬리브(40)로부터 떨어져서 관형 바디가 그루브 내로 더욱 이동하게 한다.