KR100391815B1 - 압출기 헤드 맨드릴 스파이더 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스파이더를 통해 축 방향으로 확장되어 있는 다수의 내부 플라스틱 흐름 통로, 및 각 흐름 통로 사이에 스파이더 레그를 구비한 압출 헤드용 스파이더에 관한 것이다. 각 스파이더 레그는 상류부 및 하류부를 구비한다. 상류부는, 스파이더 레그로의 압출기에 따른 플라스틱 흐름을 다수의 독립적인 플라스틱 스트림으로 분할시키는 흐름 스플릿터를 형성한다. 스파이더 레그의 하류부는 스파이더 레그에서 상이한 방사상 깊이로 엇갈린 다수의 레그 부분을 구비하며, 모든 레그 부분은 독립적인 플라스틱 스트림을 결합시키도록 서로를 향하여 배향된다.

Description

압출기 헤드 맨드릴 스파이더 {EXTRUDER HEAD MANDREL SPIDER}
본 발명은 압출기의 스파이더에 관한 것이다.
이중벽 플라스틱 파이프를 압출하는데 사용되는 압출기 헤드의 통상적인 맨드릴은, 중심에 위치하며, 스파이더로서 당해분야에 공지된 장치를 사용하여 서로에 대해 고정된 다수의 중심이 같은 맨드릴 튜브로 제조된다. 스파이더는 플라스틱 흐름이 스파이더를 지나 튜브를 따라 흐를 수 있게 하는 스페이서를 제공한다.
현존하는 스파이더는, 스파이더 레그의 중심쪽이 넓어지며, 상류측과 하류측이 대체적으로 대칭되는 확장된 다이아몬드형의 스파이더 레그를 갖는다. 다이아몬드형의 프론트 에지는, 플라스틱 흐름이 스플릿 스트림으로서 스파이더 레그의 중심 주위를 흐르도록 맨드릴을 따라 스파이더로 플라스틱 흐름을 분할한다. 스플릿 스트림은 스파이더 레그의 하류 단부를 통과한 후 서로 점진적으로 합류된다. 스트림이 느리게 합류될 수록 그리고 이들이 서로 덜 혼합될 수록, 이것은 스트림의 상호결합력에 악영향을 미친다.
영국 특허 제 1,553,459호에는, 맨드릴 스파이더를 통과한 후 플라스틱 스트림의 결합에 있어서의 문제점을 다루고 있다. 따라서, 이를 참조하여, 추가의 흐름 스플릿터가 스파이더의 하류에 설치되어, 매우 가는 플라스틱 스트림을 더욱 용이하게 결합시켰다. 그러나, 스파이더 자체에 적용되지는 않았다.
본 발명은, 스파이더 레그 주위로 흐르는 플라스틱 스플릿 스트림이 더욱 잘 합류되도록 설계된 스파이더 레그를 구비한 압출기 헤드 스파이더를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 스파이더가 장착된 압출 다이 맨드릴의 단면도이다.
도 2는 도 1의 스파이더의 라인 2-2에 따른 단면도이다.
도 3은 도 2의 스파이더 중 하나의 스파이더 레그를 위에서 내려다 본 외면도이다.
도 4는 도 3의 스파이더 레그의 후면 또는 하류 단부도이다.
도 5는 도 4의 스파이더 레그의 사시도이다.
도 6은 도 3 내지 5의 스파이더 레그의 하류 단부에서 합류되는 플라스틱 스트림의 대체적인 모양을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 추가의 바람직한 구체예에 따른 스파이더의 단부도이다.
도 8은 도 7의 스파이더의 측면 단부도이다.
도 9 및 10은 각각 도 7의 스파이더 중 하나의 스파이더 레그의 상면 또는 측면도이다.
본 발명은 스파이더 레그 주위로 흐르는 플라스틱 스플릿 스트림이 더욱 잘 합류되도록 설계된 스파이더 레그를 구비한 압출기 헤드 스파이더에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명에 따라, 스파이더가 스파이더를 통해 축 방향으로 연장되어 있는 다수의 내부 플라스틱 흐름 통로, 및 각각의 흐름 통로 사이에 스파이더 레그를 구비한 압출기 헤드용 스파이더가 제공된다. 각각의 스파이더 레그는 상류부 및 하류부를 갖는다. 스파이더 레그의 상류부는, 스파이더 레그로의 플라스틱 흐름을 다수의 독립적인 플라스틱 스트림으로 분할하여 스파이더 레그 주위를 개별적으로 흐르게 하는 흐름 스플릿터를 형성한다. 스파이더 레그의 하류부는, 스파이더 레그에서 상이한 방사상 깊이로 엇갈린 다수의 레그 부분을 구비한다. 모든 레그 부분은, 독립적인 플라스틱 스트림이 스파이더 레그 주위를 통과한 후 서로 결합되도록 이들을 안내하기 위해 서로를 향하여 배향된다. 레그 부분의 엇갈린 배치에 의해, 스파이더 레그의 하류 단부에서 독립적인 스트림이 가장 효과적으로 결합될 수 있다.
본 발명의 상기의 장점, 기타 장점 및 특징은 하기 본 발명의 바람직한 구체예에 따라 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 압출기 헤드의 맨드릴(1)이다. 이 맨드릴에는 도시된 바와 같이 다수의 동심 튜브가 형성되어 있다. 이러한 튜브는 중심이 같고, 스파이더(3)에 의해 서로 고정되어 있다.
압출기 헤드 맨드릴은 이중벽 플라스틱 파이프를 몰딩하는데 사용된다. 한벽은, 맨드릴 구멍(5)에서 종결되는 플라스틱 흐름 통로(4)를 따라 흐르는 플라스틱 스트림에 의해 생성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 맨드릴 구멍은 스파이더(3)의 상류에 있다.
맨드릴은 스파이더(3)의 하류에 있는 제 2 구멍(7)으로 플라스틱을 흘려보내기 위한 제 2 통로(9)를 추가로 포함한다. 제 2 구멍(7)으로부터 배출된 플라스틱은 내부 파이프벽을 형성하는데 사용된다.
제 2 통로(9)를 따라 흐르는 플라스틱은 스파이더를 통과하여야 한다. 도 2에는, 스파이더를 통해 제 2 구멍(7)으로 플라스틱을 통과시키는, 축 방향으로 연장되어 있는 다수의 플라스틱 흐름 통로(13)가 형성된 스파이더가 도시되어 있다. 흐름 통로는 스파이더 레그(15)에 의해 서로 고정된 스파이더의 상이한 직경의 고리 부분 사이에 형성된다.
도시된 구체예에서, 스파이더는 중공 중심으로부터 스파이더 레그를 통해 스파이더의 외부 에지로 방사상으로 연장되어 있는 통로(17)를 추가로 포함한다. 이러한 통로는 공기 주입 및/또는 다용도 개구와 같은 다양한 목적으로 사용될 수 있다.
모든 스파이더 레그는 구조가 동일하며, 이들중 하나가 도 3, 4 및 5에 도시되어 있다. 이러한 스파이더 레그는 넓어진 스파이더 레그의 중심부(16)의 상류 측에 상류부(19)를 포함한다. 통로(17)는 스파이더 레그의 중심부(16)에 형성되어 있다. 하류부(27)는 스파이더 레그의 중심부(16)의 하류에 형성되어 있다.
상류부(19)에는 에지면(23, 25)으로 이어지는 프론트 정점(21)이 구비되어있다. 프론트 정점은 맨드릴의 제 2 통로(9)를 따라 스파이더로 흐르는 플라스틱 스트림 A를 분할한다. 플라스틱 스트림은 프론트 정점(21)에 의해 한쌍의 독립적인 플라스틱 스트림 B 및 B1으로 분할된 후, 이들은 스파이더 레그의 중심부(16) 주위의 상류부 또는 전면부의 에지면(23, 25)을 따라 서로 전향된다.
하류부(27)는 한쌍의 레그 부분(31, 39)에 의해 형성된다. 도시된 바와 같이 이러한 2개의 레그 부분은 엇갈려 있는데, 즉 서로 갈라져서, 도 4에 도시된 바와 같이 스파이더내에서 상이한 방사상 깊이로 위치한다.
레그 부분(31, 39)은, 플라스틱의 제 1 및 제 2 스트림(B, B1)이 스파이더 레그의 중심부(16) 주위를 통과한 후, 이들 흐름을 확실하게 유도하기 위한 가이드로서 작동하기 위해 서로 상호작용하도록 구성되어 있다.
스파이더의 제 1 레그 부분(31)에는 스파이더 레그의 세로축을 따라 교차하여 기울어진 평평한 내측 에지면(33)이 구비되어 있다. 제 1 레그 부분(31)에는 내측 및 외측 에지면(33, 34)이 형성되어 있으며, 정면은 상기 내측 및 외측 에지면(33, 34)에 대해 90도인 평평한 표면 및 이 평평한 표면에 접하고 있는 채널(37)에 의해 형성된다.
제 2 레그 부분(39)에는 내측 에지면(41)이 구비되어 있다. 제 2 레그 부분(39)의 이러한 내측 에지면(41)은, 제 1 레그 부분(31) 상의 내측 에지면(33)의 기울기에 반대 방향으로 스파이더 레그의 세로축을 교차하여 기울어져 있다.
제 2 레그 부분(39)은 외측 에지면(42), 및 내측 및 외측 에지면(41, 42)에 대해 대체적으로 90도인 정면을 추가로 포함한다. 이러한 정면은 평평한 표면 영역 및 채널(45)에 의해 형성되며, 이 둘 모두는 제 2 레그 부분(39)의 내측 방사상으로 위치하며, 이것의 정면은 제 1 레그 부분(31)의 내측 에지면(33)의 외측 방사상으로 위치한다.
초반에 설명된 바와 같이, 스파이더 레그의 프론트 단부에 부딪힌 플라스틱 스트림은 스파이더 레그의 프론트에서 에지면(23, 25)을 따라 흐르는 2개의 플라스틱 스트림(B, B1)으로 분할된다. 제 1 플라스틱 스트림(B)은 통로(17)가 형성되어 있는 스파이더 레그의 중심부(16) 주위의 외측으로 공급된다. 그 후, 이 스트림의 일부가 제 1 레그 부분(31)의 정면(35)을 가로질러 제 2 레그 부분(39)의 내측 에지면(41)을 따라 스트림 C로써 전향된다. 스트림 B의 나머지는 제 1 레그 부분(31)의 외측 에지면(34)을 따라 스트림 D로써 흐르며, 여기에서 이것은 내측 에지면(41)과 평행한 채널(37)에 모아진다. 따라서, 채널(37)은 스트림 D를 전향시켜 스트림 C와 함께 흐르게 한다.
제 2 플라스틱 스트림(B1)은 또한, 스파이더 레그의 중심부(16) 주위로 흘러서, 이것은 스트림 C1 및 D1으로 분할된다. 스트림 C1은 스트림 C 아래의 제 1 레그 부분(31)의 내측 에지면(33)을 따라 흐르며, 채널(37)을 통해 흐르는 스트림 D로 향한다. 스트림 D1은 제 2 레그 부분(39)의 외측 에지면(42)을 따라 흐르며, 여기에서 채널내로 모아져서 스트림 C에서 채널(45)에 의해 전향된다.
결과적으로, 원 스트림 A를 더 작은 스트림으로 사실상 난류시키거나 분할시키며, 이 모든 스트림은 스파이더 레그의 하류 단부에서 서로 전향된다. 이렇게 함으로써 모든 스트림의 결합이 향상되어, 파이프의 내벽을 형성하는데 요구되는공동의 스트림을 형성한다.
도 6은 스파이더 레그의 하류 단부에서 플라스틱이 일반적으로 어떻게 흐르는지를 보여준다. 두 스트림 B 및 B1은 각각 스트림 E 및 E1으로서 합류된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 이러한 두 스트림은 두 스트림의 중첩 결합부에서 합류되며, 이는 통상적인 스파이더 레그에서 확인되는 바와 같은 예를 들어, 표준 버트 결합보다 더욱 잘 결합된다.
도 7 내지 10은 추가의 바람직한 스파이더(51)를 나타낸다. 이러한 스파이더는 압출기에 유용하며, 특히 이중벽 파이프를 제조하는데 사용되는 파이프 성형 장치의 압출기 헤드 맨드릴에 사용하기에 특히 적합하다. 파이프의 외벽은 스파이더의 맨드릴 상류로 배출되며, 파이프의 내벽은 스파이더(51)의 축을 중심으로 확장된 흐름 통로(52)를 통해 흐르는 플라스틱에 의해 형성된다.
본 구체예에서, 스파이더 레그(57)를 포함하는 전체 스파이더는 신규한 구조를 갖는다. 스파이더 자체는 상기 두개의 분리된 별개의 고리, 즉 내부 중공 고리(53) 및 외부 중공 고리(55)로부터 제작되며, 이 두 고리 사이에는 플라스틱의 흐름 통로(52)가 형성되어 있다. 스파이더 레그(57)는 상기 두개의 고리(53, 55)에 대해 스페이서 및 커넥터 둘 모두로서 작동한다.
솔리드 일체형(one-piece) 구조와 반대로, 도 7에 도시된 바와 같은 다부품(multi-piece) 스파이더로 작동시키면, 내부 및 외부 중공 고리가 서로 개별적으로 마무리될 수 있다. 이는 또한, 스파이더 레그의 별도의 마무리를 가능하게 한다. 따라서, 세 부품의 모든 외부 표면은 스파이더를 통한 플라스틱 흐름을 사실상 개선시키는 마무리 목적을 용이하게 달성할 수 있게 한다.
도 9 및 10은 스파이더(51)로부터의 스파이더 레그(57)중 하나를 도시한 것이다. 나머지 스파이더 레그 모두는 도 9 및 10에 도시된 바와 동일한 구조를 갖는다.
스파이더 레그(57)는, 또한 스파이더 레그(15)에 대해 상기한 바와 같이 방사상으로 엇갈린 레그 부분을 갖는 하류 단부를 구비하고 있다. 이러한 특정 경우에, 스파이더 레그(57)는 전방 노이즈(59)가 형성된 상류 단부 및 하류 단부(62)를 구비한다. 하류 단부는 개별적인 레그 부분(63, 69)에 의해 형성된다.
스파이더 레그(57)는, 공기 주입 및 그밖의 다양한 상이한 기능을 하며 스파이더를 통해 접근할 수 있도록 통로(79)를 구비한 넓어진 본체부(75)를 갖는다. 특정 경우에, 통로(79)는 한쌍의 더 작은 개구(81)에 의해 반대측과 경계를 이루고 있다. 이러한 통로 및 개구는 도 8에 도시된 은못 핀과 같은 기계적 고정 수단(83)을 수용하여, 상기 두개의 고리(53, 55)를 서로 고정시키는데 사용된다. 도 8에는 또한, 스파이더 레그의 통로(79)를 통해 끼워진 슬리브(85)가 도시되어 있다. 이러한 슬리브는 스파이더 레그보다 사실상 더 길어서, 스파이더 레그의 위 아래로 돌출되어 있다. 사실, 슬리브(85)는, 내부 및 외부 중공 고리를 통해 돌출되어, 스파이더 레그의 내부로부터 외부로의 통로(87)를 제공할 뿐만 아니라, 두 고리를 서로 안정적으로 고정시킬 정도로 충분히 길다.
상기 설명된 기계적 고정 수단, 즉 은못 핀 및 슬리브(85)는 스파이더 고리로부터 스파이더 레그를 분리시키기 위해 접근가능하다. 이것은 스파이더 부품 중하나가 손상되었거나 손질이 요구되는 경우에 매우 효과적으로 스파이더를 분리시킬 수 있도록 한다. 통상적인 일체형 스파이더의 경우와 같이 전체적으로 신규한 스파이더를 필요로 하기 보다는, 단지 손상된 부분만을 교체시키면 된다.
스파이더 레그(57)는 스파이더 레그 주위로 플라스틱 흐름을 증진시키는 많은 부가적인 특징을 갖는다. 도 9 및 10에서 더욱 명백하게 알 수 있는 바와 같이, 프론트 스플릿터의 전방 노이즈, 2개의 스파이더 레그 부분(63, 69)의 후방 팁 및 스파이더 레그 하류 단부의 채널(65, 71)은 매끄러운 둥근 모양을 갖는다. 이는 스파이더 레그에 따른 임의의 플라스틱 단절(hangup) 영역을 사실상 제거한다. 또한, 돌출 립(60, 61)은 전방 노이즈(59)가 형성된 스파이더 레그의 상부 단부 및 하부 단부에 형성되며, 이러한 립은 스파이더의 레그 부분(63) 상의 돌출 립(67) 및 스파이더 레그 부분(69)상의 돌출 립(73)으로서 각각 확장된다. 또한, 스파이더 레그의 주요 본체부에 대해 돌출 립이 구부러지게 전환된다. 따라서, 이러한 돌출 립은 플라스틱 흐름을 스플릿터 상으로 유도하기 위한 평탄한 가이드 및 스파이더 레그의 가이드를 제공한다.
본 발명의 압출기 헤드 스파이더 레그 부분의 엇갈린 배치에 의해, 스파이더 레그 부분의 하류 단부에서 독립적인 스트림이 가장 효과적으로 결합될 수 있다.

Claims (4)

  1. 내부 및 외부 중공 고리(53, 55)가 별도로 제작되어, 내부 및 외부 고리에 분리가능하게 부착된 스파이더 레그(57)에 의해 서로 고정되는 압출 다이용 스파이더.
  2. 제 1 항에 있어서, 스파이더 레그를 사용하여 내부 및 외부 중공 고리를 고정시키는 기계적 고정 수단(83)을 포함함을 특징으로 하는 스파이더.
  3. 제 2 항에 있어서, 기계적 고정 수단(83)이, 슬리브 내부 및 외부에서 은못 핀을 슬라이딩시키기 위한 개방된 단부를 갖는 슬리브(85)내에 고정된 은못 핀을 포함함을 특징으로 하는 스파이더.
  4. 제 1 항에 있어서, 스파이더 레그(57)를 통한 다용도 개구를 제공하는 통로(79)를 구비함을 특징으로 하는 스파이더.
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