KR100349061B1 - 점성물질용배량장치 - Google Patents

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Abstract

점성물질을 위한 비례송량 장치는 하나의 입구(8)와 하나의 배출구(11)를 갖는 비례송량 실린더(5)를 포함한다. 이 비례송량 실린더(5)는 작동로드(19)를 통하여 작동하는 운반피스톤(6)을 수용한다. 상기 작동로드는 전기모터(14)에 의해서 구동되며, 이 모터는 크랭크 구동부(18)를 통하여 작동로드(19)와 연결되어진다.

Description

점성 물질용 배량 장치
본 발명은 고점성 물질용 배량(配量; proportioning) 장치에 관한 것이다.
입구 및 출구를 구비하는 배량 실린더를 포함하는 일반적인 유형의 배량 장치는 공지되어 있다. 상기 실린더의 입구는 입구 밸브에 의해서 닫혀질 수 있는 한편, 출구는 출구 밸브에 의해서 닫혀질 수 있다. 배량 실린더 내에서 부유하도록 배치되는 송출 피스톤은 공압적 또는 유압적으로 작동되는 피스톤-실린더 구동부의 피스톤 로드에 의해 송출 방향으로 작동될 수 있다. 이것의 관성으로 인하여, 상기유형의 배량 구동부는 예를 들어, 적어도 분당 35회와 같은 높은 연속 배량 작업에서는 사용할 수 없다. 추가적으로 공압식 또는 유압식 구동부는 이것들이 매우 짧은 시간내에 최고 송출 속도로 가속되어야 하고, 매우 짧은 시간내에 상기 최고 송출 속도에서 정지 상태로 제동되어야 하기 때문에, 송출 행정의 시작 시점 및 종료 시점에서 강한 가속도를 나타낸다. 결과적으로, 급격한 압력 증가가 배량 장치의 하류측에 배치된 충진 장치에 발생하며, 이것은 충진될 카트리지에 전달된다.
본 발명의 목적은 급격한 압력의 증가가 발생하지 않으면서 높은 배량 성능을 보장하는 배량 장치를 실현하기 위한 것이다.
상기 목적은 청구항 1의 특징부에 의해서 달성된다. 크랭크 구동부를 구비하는 전기 모터는 크랭크 구동부의 1회전 당 1회의 배량 작업을 실행한다. 이러한 동작은 공압적 또는 유압적으로 작동되는 피스톤-실린더 구동부보다는 다소 높은 회전수로 실행될 수 있다. 특히 부드러운 운전이 달성되고, 작동 로드의 운전 형태는 싸인 곡선으로 이루어진다. 즉, 송출 작업의 시작 시점에서 부드럽게 가속되고 종료 시점에서 부드럽게 제동됨으로써 높은 연속 배량 싸이클의 경우에도, 바람직하지 않은 급격한 압력 증가가 충진 기계 및 설비에서 발생하지 않는다.
청구항 2 내지 청구항 4에는 특히 제어에 있어 유리한 실시예가 게재된다. 청구항 5에 따른 수단들은 송출 피스톤 및 작동 로드가 송출 작업의 종료 시점에서 입구 밸브가 열리기 전에 풀려지는 것과, 배량 실린더의 충진이 배량 구동부에 의해 방해받지 않도록 하는 것을 보장한다. 청구항 7은 배량 실린더의 충진 용량의 미세한 조절 가능성을 보여 준다. 청구항 9 및 청구항 10은 배량 실린더의 충전 용량의 실질적인 변경을 어떻게 달성하는가에 대해 한다.
본 발명의 또 다른 특징, 장점 및 상세한 점은 첨부 도면에 관련하는 이하 실시예의 기재로부터 명백해질 것이다.
도면에 도시된 배량 장치(1)는 예를 들어, 기계 프레임(2) 상에 장착된 프레임(1)을 포함한다. 상기 배량 장치는 배량 구동부(4)에 의해 작동되는 배량 기구(3)를 포함한다.
상기 배량 기구(3)는 배량 실린더(5)를 포함하며, 실린더(5) 내에는 송출 피스톤(6)이 수직의 길이 방향 중심축(7) 방향으로 이동되도록 설치되고, 실린더(5)에 대하여 실링되어 있다. 배량 실린더(5)의 입구(8)는 반죽 상태의 물질, 예를 들어 시일용 합성물을 가압 상태하에서 공급하는 장치(도시되지 않음)에 접속된다. 이러한 형태의 장치는 예를 들어, 참고되어진 독일 특허 제 20 28 962 호 또는 미국 특허 제 3 738 400 호로부터 공지되어 있다. 상기 반죽 상태의 물질은 입구(8)에 압력하에서 영구히 위치한다. 상기 입구(8)는 입구 밸브 작동부(10)에 의해 개폐될 수 있는 입구 밸브(9)에 의해서 닫혀질 수 있다. 출구(11)는 배량 실린더(5)와 통하며, 출구 밸브 작동부(13)에 의해 작동되는 출구 밸브(12)에 의해서 개폐될 수 있다. 카트리지 충진 및 시일링 기계는 출구(11)에 접속 가능하며, 이러한 형태의 기계는 참조되어진 유럽 특허 제 0 290 747 B1 호(미국 특허 제 4 874 922 호에 대응)로부터 공지되어 있다.
배량 구동부(4)는 큰 시동 토크를 갖는 극 가변 제동 모터인 전기 모터(14)를 구비한다. 이 모터(14)는 감속 기어(15)를 구비하며, 이 감속 기어의 종동축(16)에 크랭크 구동부(18)의 크랭크 축(17)이 비회전으로 고정되어 있다. 상기 크랭크 구동부(18)는 축(7)을 따라 일직선으로 배치되는 작동 로드(19)와 연결된다. 또한, 구동부(4)에 인접한 작동 로드(19)의 단부는 축(7)에 대하여 횡방향으로 연장되는 홈(21)을 구비하고, 이것에 크랭크(17)에 고정된 크랭크 축 저널(22)이 맞물린다. 이러한 긴 구멍 형상의 홈(21)에, 크랭크 축 저널(22)이 축(7)의 방향으로 작동 여유없이 배치된다. 즉, 상기 저널은 오직 축(7)에 대하여 횡방향으로만 이동 가능하다. 종동축(16)에 대한 크랭크 축 저널(22)의 편심률(a)은 크랭크축 저널 (22)의 중심에서 종동축(16)의 중심까지의 거리에 의해서 정의된다. 따라서 작동 로드(19)의 행정 거리는 2a이다. 특히 제 2 도에서 도시된 바와 같이, 연결 링크 (20)는 나사(23)에 의해 작동 로드(19)의 연관된 단부에 체결된다.
상기 작동 로드(19)는 2개의 로드 부재 즉, 배량 구동부(4)와 연동(蓮動)되는 제 1 로드 부재(24) 및 배량 실린더(5)와 연동되는 제 2 로드 부재(25)로 구성된다. 제 1 로드 부재(24)는 프레임(1) 상에 배치된 슬라이드 베어링(26)에 지지되어 동작되며 축(7)의 방향으로 이동 가능하다. 제 2 로드 부재(25)와 대면하는 슬라이드 베어링(26)의 하단부는 멈추개(27;stop)를 구비한다. 제 1 로드 부재(24)는 슬라이드 베어링(26) 내에서 동작하는 굵은 단면부(28)와, 배량 실린더(5)를 향하는 가는 단면부(29)을 갖는다.
제 2 로드 부재(25)의 일단부는 송출 피스톤(6)에 자유롭게 움직일 수 있도록 지지된다. 즉, 피스톤(6)은 배량 실린더(5) 내에 부유하도록 수용된다. 제 2 로드 부재(25)와 송출 피스톤(6)은 서로에 대하여 꼭 끼게 연결되어 있지는 않다. 도관 부분(30)은 나사(31)에 의해서 제 2 로드 부재(25)의 다른 상단부에 분리 가능하게 고정되며, 제 1 로드 부재(24)의 가는 단면부(29)를 수용하며 둘러싼다. 상기 도관 부분(30)은 제 1 로드 부재(24)의 가는 단면부(29)의 자유 단부에 고정되는 구동체(33)를 수용하는 후방 요홈(32)을 갖는다. 제 1 로드 부재(24)가 제 2 로드부재(25)에 대해 행하는 아이들(idle) 행정은 후방 요홈(32)의 명확한 길이(b)에 의해서 정의된다. 제 1 로드 부재(24)의 굵은 단면부(28)를 둘러싸는 스위칭 슬리브(34;switching sleeve)는 제 2 로드 부재(25)의 굵은 단면부(28)에 매우 근접하게 도관 부분(30) 상에 배치된다. 상기 스위칭 슬리브(34)는 나사부(35)에 의해 도관 부분(30) 상에 설치되므로, 제 1 로드 부재(24)에 관하여 슬라이드 베어링(26)과 마주보는 스위칭 슬리브(34)의 단부(36)의 위치가 축(7) 방향으로 조절될 수 있다. 잠금 너트(37)은 도관 부분(30)에 대하여 스위칭 슬리브(34)를 상기 위치에 고정시키기 위하여 제공된다. 제 1 도는 제 1 로드 부재(24)가 어떻게 디스크 형상의 구동부(33)에 의해 직접적으로 제 2 로드 부재(25)에 지지되는가를 보여 준다.
프레임(1)은 3개의 스위치를 구비한다. 제 1 스위치(38)는 제 2 로드 부재(25)와 연동된다. 이를 위해 도관 부분(30) 내로 통과하는 제 2 로드 부재(25)는, 제 1 스위치(38)를 통과할 때 제 1 스위치(38)를 작동시키는 스위칭 부재(39)를 구비한다. 제 2 스위치(40)는 스위칭 슬리브(34)와 연동되며, 스위칭 슬리브 (34)가 상기 스위치(40)를 통과할 때 스위칭 슬리브(34) 상에 형성된 칼라(collar) 타입의 스위칭 부재(41)에 의해서 작동된다. 제 3 스위치(42)는 크랭크 구동부(18)와 연동되며, 연결 링크(20)에 고정된 스위칭 부재(43)에 의해서 작동된다.
상기 3개의 스위치(38, 40, 42)는 스위칭 라인(44, 45, 46)을 통하여 중앙 제어 유닛(47)에 접속되며, 이 제어 유닛으로부터 제어 라인(48, 49, 50)은 입구 밸브 작동부(10), 출구 밸브 작동부(13) 및 전기 모터(14)에 이르게 된다.
배량 장치의 기능은 이하에서 도면에 표시된 장치의 개별적인 부품들의 위치에 기초하여 상술된다; 크랭크 구동부(18)가 그것의 하사점(下死點; lower dead center)에 위치하는 상기 장치의 송출 공정의 종료 시점의 경우에, 송출 피스톤(6)은 배량 실린더(5)에 위치하는 물질을 밀어낸다. 입구 밸브(9)는 여전히 닫힌 상태이며, 출구 밸브(12)는 여전히 열린 상태이다. 제 1 로드 부재(24)는 제 2 로드 부재(25)에 꼭 맞게 지지된다.
제 1 스위치(38)에 의해, 출구 밸브(12)는 닫혀지고, 이어서 입구 밸브(9)가 열려진다. 여전히 회전하고 있는 크랭크 구동부(18)는 제 1 로드 부재(24)와 함께 상방으로 선회한다. 구동체(33) 및 후방 요홈(32) 근방에서의 제 1 로드 부재(24) 및 제 2 로드 부재(25)의 작동 여유의 결과로써, 제 2 로드 부재(25)는 초기에는 안내되지 않는다. 크랭크 구동부(18)의 상방 선회 과정에서, 제 2 로드 부재(25)도 또한 구동체(33)에 의해 안내된다. 입구 밸브(9)가 열려지자마자, 입구(8)에서 가압되는 위치에 있는 물질은 출구(11)를 통하여 흘러 배출될 수 없기 때문에 배량 실린더(5) 내로 압입된다. 피스톤 로드(19) 및 이것의 제 2 로드 부재(25)가 크랭크 구동부(18)에 의해 이미 상방으로 안내되었기 때문에 송출 피스톤(6)은 배량 실린더(5)에서 자유롭게 이동된다.
크랭크 구동부(18)는 상사점(上死點; upper dead center)에 있는 경우, 제 3스위치(42)에 의해 모터(14)는 단락 즉, 스위칭 부재(43)에 의한 제 3 스위치(42)의 작동에 의하여 정지된다.
배량 실린더(5)의 충진은 스위칭 슬리브(34)의 스위칭 부재(41)가 제 2 스위치(40)를 작동할 때까지 지속적으로 유지된다. 상기 충진 공정의 종료 시점에서, 스위칭 슬리브(34)의 단부(36)는 멈추개(27)에 지지되게 된다. 스위치(40)는 스위칭 슬리브(34)가 기계적으로 정지될 때 작동된다. 따라서 스위치(40)는 프레임(1)상에 위치된다. 시퀀스 제어에 의해서, 입구 밸브(9)가 닫혀지고, 출구 밸브(12)는 열려지며, 모터(14)가 작동된다. 제 1 로드 부재(24)와 제 2 로드 부재(25) 사이의 작동여유로 인하여, 물질은 모터(14)의 작동 시작에 대해 조금 늦게, 즉 제 1 로드 부재(24)와 제 2 로드 부재(25)가 도면에 도시된 바와 같이 서로에 대하여 다시 꼭맞게 휴지되기 전에, 배량 실린더(5)로부터 압출되기 시작한다. 송출 공정의 종료 시점에서, 제 1 스위치(38)는 스위칭 부재(39)에 의해 작동되고, 이것에 의해 출구 밸브(12)는 닫혀지며, 입구 밸브(9)의 개방은 다소 지연된다. 모터(14)는 지속적으로 작동, 즉 하사점에서 정지되지 않으며, 상술한 바와 같은 충진 공정을 새로 시작한다.
스위칭 슬리브(34)가 도관 부분(30)에 대해 이동됨으로써, 배량 실린더(5)의 충진 용량에 대한 민감한 조절이 이루어질 수 있다. 만약 어떠한 실제적인 충진 용량의 변경, 즉 송출 피스톤(6)의 충진 행정의 실제적인 변경이 실현되어져야 한다면, 크랭크(17)는 반드시 교체되어야만 한다. 또한 상기 경우에, 연결 링크(20)를 교체하는 것도 바람직하며, 이러한 경우에는 홈(21)은 크랭크 구동부(18)의 변경된행정에도 불구하고 송출 피스톤(6)이 도면에 도시된 그것의 하부 위치와 동일한 위치를 갖도록, 즉 하사점에서의 송출 피스톤(6)의 위치가 동일하게 유지되도록, 배치되어야 한다. 결과적으로 2배의 편심(a)에 의해 정의된 행정은 배량 실린더(5)에 대하여 단지 상방으로만 변경될 수 있다.
제 1도는 본 발명에 따른 배량 장치의 수직 길이 방향 단면도,
제 2도는 제 1도의 화살표 Ⅱ에 따른 배량 장치의 부분 측면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 프레임 5 : 배량 실린더
6 : 송출 피스톤 7 : 중심축
9 : 입구 밸브 12 : 출구 밸브
19 : 작동 로드 20 : 연결 링크

Claims (10)

  1. 프레임(1)과;
    상기 프레임(1) 상에 장착되고 입구(8) 및 출구(11)를 구비하는 배량 실린더(5)와;
    상기 배량 실린더(5)의 길이 방향 중심축(7)을 따라 이동 가능하게 배량 실린더(5) 내에 배치되는 송출 피스톤(6)과;
    상기 입구(8)를 개폐하기 위한 입구 밸브(9)와;
    상기 출구(11)를 개폐하기 위한 출구 밸브(12)와;
    상기 길이 방향 중심축(7)의 방향으로 이동 가능하며 송출 피스톤(6)과 송출 접촉한 상태로 이동 가능한 작동 로드(19), 및 상기 작동 로드(19)와 크랭크 구동부(18)를 통하여 연결되는 전기 모터(14)를 구비하는 배량 구동부(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 점성 물질용 배량 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    출구 밸브(12)를 닫고 입구 밸브(9)를 여는 제 1 스위치(38)가 배량 구동부(4)와 연동되는 것을 특징으로 하는 배량 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    입구 밸브(9)를 닫고 출구 밸브(12)를 여는 제 2 스위치(40)가 배량구동부(4)와 연동되는 것을 특징으로 하는 배량 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    전기 모터(14)를 단락시키는 제 3 스위치(42)가 배량 구동부(4)와 연동되는 것을 특징으로 하는 배량 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    작동 로드(19)는 크랭크 구동부(18)와 연결되는 제 1 로드 부재(24) 및 송출 피스톤(6)과 함께 맞물려서 동작하는 제 2 로드 부재(25)를 포함하며, 상기 2개의 로드 부재들(24, 25)은 길이 방향 중심축(7) 방향으로 작동 여유를 가지고 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 배량 장치
  6. 제 5 항에 있어서,
    제 1 스위치(38) 및 제 2 스위치(40)는 제 2 로드 부재(25)와 연동되는 것을 특징으로 하는 배량 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    길이 방향 중심축(7)의 방향으로 조정 가능한 스위칭 슬리브(34)는 제 2 로드 부재(25)와 접속되며, 제 2 스위치(40)는 상기 스위칭 슬리브(34)와 연동되는 것을 특징으로 하는 배량 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    제 3 스위치(42)는 배량 구동부(4)의 크랭크 구동부(18) 및 제 1 로드 부재(24)를 포함하는 부분과 연동되는 것을 특징으로 하는 배량 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    크랭크 구동부(18)는 교체 가능한 크랭크(17)를 구비하는 것을 특징으로 하는 배량 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    크랭크 구동부(18)는 교체 가능한 연결 링크(20)를 구비하는 것을 특징으로 하는 배량 장치.
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