KR100446819B1 - 압력조절식 사출기 금형용 유압실린더의 유압자동조절방법및 그 장치 - Google Patents

Abstract

발명은 합성수지를 사출 성형하는 사출금형용 핫런너에 사용되는 유압실린더의 구조에 관한 것으로, 밸브본체(1)의 피스톤(2)을 움직이는 기름이 유입되는 오일공급라인의 공급부(3)와 배출부(4)를 각각 상, 하로 구성하되 그 양측 실린더 벽에 압력조절유니트를 장착할 수 있는 홀(5)(6)을 상, 하에서 각각 가공하고, 그 홀(5)(6)에 사전에 유체 역학적으로 계산된 적정압력유지를 위한 압력조절헤드(7)(8)를 삽입 체결하며, 각 압력조절헤드(7)(8)의 상하 단에는 압력조절스프링(9)(10)으로 고정한 다음 노즐 고정장치(11)(12)를 채워 고정하여서 된 것으로서, 피스톤의 내부에 작용되는 실제압력을 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 것으로서, 구조가 간단하여 제작이 용이하고, 실린더조절용 솔레노이드의 숫자를 절반으로 줄임으로서 제작원가를 절감할 수가 있으며, 또한 밸브 내부의 압력을 자동으로 조절할 수 있고, 이로 인하여 단순한 구조로 실린더 내의 기름이 순환되도록 함으로서 기름의 탄화를 방지할 수가 있는 유용한 발명인 것이다.

Description

압력조절식 사출기 금형용 유압실린더의 유압 자동조절방법및 그 장치{AUTOMEFIC OIL PRESSURE CONTROL METHOD AND DEVICE OF OIL PRESSULE CYLINDER}

본 발명은 합성수지를 사출 성형하는 사출금형용 핫런너에 사용되는 유압실린더의 구조에 관한 것으로, 유압실린더의 상측과 하측에 설치된 출구라인에 압력조절 유니트를 설치하여 과부하가 발생할 경우 압력을 자동적으로 감압하여, 피스톤의 무리한 동작을 방지하고, 실린더 안에서 발생하는 기름의 탄화를 방지할 수 있도록 개발된 사출금형용 유압실린더에 관한 것이다.

일반적으로, 사출금형에 사용되는 밸브시스템용 유압실린더는 밸브핀의 작동에 필요한 적정크기를 산정한 다음 제작 사용되어 왔다.

그러나 현장에서 사용조건은 사출작업자가 쉽게 압력을 가변시킬 수 있으므로 유압압력을 가변 함에 따라 피스톤의 가압력이 달라지고, 과도하게 가압력이 증가함으로써 노즐과 접하고 있는 게이트부위 등 금형을 손상시키는 단점이 있으며, 또한 자체 시스템에 트러블을 일으키는 경우가 많았다.

또, 이 핫런너용 유압실린더는 가열된 핫런너시스템과 밀착되어 있으므로 피스톤을 작동시키는 기름이 가열되고 탄화를 일으키게 되는 문제점이 있었다.

좀더 상세하게 설명하면 또한, 금형에 사용되는 핫 런너 시스템용(Hot Runner System) 실린더는 비교적 소구경이기 때문에 실린더 내에서 작동하는 작동유의 양이 수십미리리터에 불과하다.

그러나, 이 기름은 가열된 피스톤 안에 머물러 있으므로 쉽게 품질특성을 잃거나 탄화되는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 유입된 기름이 긴 유압회로안에 머무르면서 피스톤에 들어왔다 나갔다를 반복하는 현상이 발생하여 이를 방지하기 위해서는 한 실린더를 동작하는데 4개의 솔레노이드가 필요하였다.

그리고 실린더에 유입된 기름이 피스톤의 상, 하동작으로 드레인 될 때에 주입구쪽으로 빠져나가지 않도록 하기 위해서는 주입구 쪽에 솔레노이드를 달고, 출구쪽에도 솔레노이드를 달아 기름의 흐름이 한 방향으로만 흐르도록 장치할 필요가 있었다.

그러나 상기와 같은 방식은 유압회로를 복잡하게 하고, 소형 금형에는 공간 문제로 유압실린더를 장착할 때 설치할 수 있는 한계점이 있었서 솔레노이드를 용이하게 설치할 수가 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 유압실린더의 벽에 두개의 압력조절 노즐 유니트를 설치하고, 압력조절 노즐 유니트는 사전에 계산된 압력조절 스프링의 탄성크기와 압력조절 노즐헤드의 단면적에 의하여 설정된 압력이상의 유압이 피스톤에 작동하였을 때는 압력 조절 노즐 헤드가 열려서 기름을 배출시킴으로서, 피스톤의 내부에 작용되는 실제압력을 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 것이다.

또, 압력조절유니트를 통하여 방출된 기름은 실린더 내에 끊임없이 새로운 기름이 유입될 수 있도록 하기 때문에 실린더 주변의 핫런너시스템에 의하여 가열되어 실린더내의 기름이 탄화되는 것을 방지할 수 있도록 한 것으로서, 이하 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 설치상태를 보인 전체 개략 측 단면도

도 2 는 본 발명의 밸브본체의 발췌 확대 단면도

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1. 밸브본체 2. 피스톤 3. 공급부

4. 배출부 5. 6. 홀 7. 8. 압력조절헤드

9. 10. 압력조절스프링 11. 12. 고정장치

유압이 공급되는 단계:

유압에 의하여 실린더가 상승하게 되는 단계:

실린더의 내부에 과부하가 발생할 경우 유압에 의하여 헤드가 스프링을 압착하면서 상승하는 단계:

헤드의 상승 작동에 의하여 유로가 개방되면서 유체가 배출구로 배출되는 단계:

유체의 배출로 인하여 밸브내부의 압력이 약화되어 스프링의 압력보다 약할 경우 스프링의 탄발력에 의하여 헤드가 하강하여 유로를 폐쇄하는 단계로 이루어진 것이다.

본 발명을 기구적 구성으로 살펴보면 핫런너 밸브시스템에 사용되는 공지의 핫런너 유압실린더에 있어서, 밸브본체(1)의 피스톤(2)을 움직이는 기름이 유입되는 오일공급라인의 공급부(3)와 배출부(4)를 각각 상, 하로 구성하되 그 양측 실린더 벽에 압력조절유니트를 장착할 수 있는 홀(5)(6)을 상, 하에서 각각 가공하고, 그 홀(5)(6)에 사전에 유체 역학적으로 계산된 적정압력유지를 위한 압력조절헤드(7)(8)를 삽입 체결하며, 각 압력조절헤드(7)(8)의 상하 단에는 압력조절스프링(9)(10)으로 고정한 다음 노즐 고정장치(11)(12)를 채워 고정하여서 된 것으로서 미 설명 부호 13은 밸브 핀을 보인 것이다.

상기와 같이 된 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

밸브본체(1)의 하단 일측에 설치되어 있는 공급부(3)로 부터 기름이 공급되면 그름은 밸브의 내부로 유입하게 되고, 이로 인하여 기름의 압력에 의하여 밸브본체()의 내부에 체결된 피스톤(2)이 상승하게 된다.

이때. 배출부(4)측의 헤드(8)는 상측에 체결된 압력조절스프링(10)의 탄발력에 의하여 홀(6)을 폐쇄하여 막고 있게된다.

상기와 같은 상태에서 피스톤(2)이 최대로 상승한 상태에서 밸브의 내부로 주입된 기름의 압력이 설정압력 즉 배출구(4)측의 홀(6)에 설치된압력조절스프링(10)의 압력보다 강할 경우 기름이 헤드(8)를 압박하여 밀게 되고, 이로 인하여 헤드(8)가 압력조절스프링(10)을 압착하면서 상승하여 홀(6)을 개방하게 된다.

홀(6)의 개방과 동시에 밸브의 내부에 있던 기름은 홀(6)을 통하여 배출구(4)로 배출하게 되므로 밸브본체(1)의 내부 압력이 떨어지게 되며, 이와 동시에 밸브본체의 내부 압력이 압력조절스프링(10)의 탄발력보다 떨어질 경우 압력조절스프링(10)의 탄발력에 의하여 헤드(8)가 자동으로 하강하여 홀(6)을 폐쇄하게 되는 것이다.

한편 피스톤(2)을 하강시키고자 할 때에는 상기의 압력조절방식이 역으로 작동하게 됨으로 기름 공급라인이 역으로 흐르게 되고, 이로 인하여 상기의 역 작동에 의하여 밸브 내부의 압력을 일정하게 조절할 수가 있는 것이다.

좀더 상세하게 설명하면 피스톤(2)이 하강할 때에는 상측의 배출구(4)로부터 기름이 유입하게 되고 이로 인하여 피스톤(2)은 하상하게 된다. 이때, 상승할 때와 마찬가지로 가압설정치보다 높은 압력의 기름은 압력조절노즐헤드(7)를 통하여 방출되므로서, 피스톤(2)에 무리한 압력이 발생하지 않도록 하여 유니트 자체의 내구성을 보전하고, 밸브 핀의 동작을 적정압력의 크기로 조절하므로서 핫런너금형의 게이트 수명을 보증할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 공급부와 배출구측에 각각 자동 압력조절장치가 설치되어 있기 때문에 하강용 솔레노이드와 상승용 솔레노이드 두개만을 설치하여 활용하면서도 일정량의 기름이 한 방향으로만 이동하도록 하는 역할을 할 수가 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 유압실린더의 벽에 두개의 압력조절 노즐 유니트를 설치하고, 압력조절 노즐 유니트는 사전에 계산된 압력조절 스프링의 탄성크기와 압력조절 노즐헤드의 단면적에 의하여 설정된 압력이상의 유압이 피스톤에 작동하였을 때는 압력 조절 노즐 헤드가 열려서 기름을 배출시킴으로서, 피스톤의 내부에 작용되는 실제압력을 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 것으로서, 구조가 간단하여 제작이 용이하고, 실린더조절용 솔레노이드의 숫자를 절반으로 줄임으로서 제작원가를 절감할 수가 있으며, 또한 밸브 내부의 압력을 자동으로 조절할 수 있고, 이로 인하여 단순한 구조로 실린더 내의 기름이 순환되도록 함으로서 기름의 탄화를 방지할 수가 있는 유용한 발명인 것이다.

상기에서는 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시 킬수 있다.

Claims (3)

1. 유압이 공급되는 단계:

   유압에 의하여 실린더가 상승하게 되는 단계:

   실린더의 내부에 과부하가 발생할 경우 유압에 의하여 헤드가 스프링을 압착하면서 상승하는 단계:

   헤드의 상승 작동에 의하여 유로가 개방되면서 유체가 배출구로 배출되는 단계:

   유체의 배출로 인하여 밸브내부의 압력이 약화되어 스프링의 압력보다 약할 경우 스프링의 탄발력에 의하여 헤드가 하강하여 유로를 폐쇄하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 압력조절식 사출기 금형용 유압실린더의 유압 자동 조절방법.
2. 핫런너 밸브시스템에 사용되는 공지의 핫런너 유압실린더에 있어서, 밸브본체(1)의 피스톤(2)을 움직이는 기름이 유입되는 오일공급라인의 공급부(3)와 배출부(4)를 각각 상, 하로 구성하되 그 양측 실린더 벽에 압력조절유니트를 장착할 수 있는 홀(5)(6)을 상, 하에서 각각 가공하고, 그 홀(5)(6)에 사전에 유체 역학적으로 계산된 적정압력유지를 위한 압력조절헤드(7)(8)를 삽입 체결하며, 각 압력조절헤드(7)(8)의 상하 단에는 압력조절스프링(9)(10)으로 고정한 다음 노즐 고정장치(11)(12)를 채워 고정하여서 된 것을 특징으로 하는 압력조절식 사출기 금형용 유압실린더의 유압 자동 조절장치.
3. 제 2 항에 있어서, 압력조절유니트를 출구쪽에 각각 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 압력조절식 사출기 금형용 유압실린더의 유압 자동 조절장치.