KR100539645B1

KR100539645B1 - 에너지 효율적 압출기 구동 장치

Info

Publication number: KR100539645B1
Application number: KR10-2003-7000093A
Authority: KR
Inventors: 스카드로버트디.
Original assignee: 허스키 인젝션 몰딩 시스템즈 리미티드
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2005-12-29
Also published as: WO2002004193A1; ATE294690T1; EP1343622A1; ES2239135T3; DE60110632T2; CN1447744A; CA2411149C; US6478572B1; KR20030014749A; CA2411149A1; JP2004501812A; AU2001259996A1; EP1343622B1; CN1600522A; HK1058647A1; JP3725865B2; CN1206094C; DE60110632D1

Abstract

압출 공정 중에 유압 축압기를 계속적으로 충전시키는 단일 전기 모터 구동부가 압출기 스크루와 유압 모터를 모두 구동시키도록 된 통상의 사출 성형기에 사용되기 위한 에너지 효율적 구동 시스템이 제공된다. 사출 사이클 중에, 축압기 내의 충전물은 압출기 스크루의 행정을 수행하여 주형 공동 내로 용융물을 사출하도록 된다. 다른 실시예는 축압기 내의 충전물이 사출 사이클 중에 주형을 폐쇄 상태로 보유하도록 유사한 구성의 사출 성형기의 클램프 기구를 이용한다.

Description

에너지 효율적 압출기 구동 장치{ENERGY EFFICIENT EXTRUDER DRIVE}

본 발명은 일반적으로 성형기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 축압기(accumulator)를 충전하기 위한 유압 모터와, 구동 수단, 예컨대 급송 스크루(feed screw) 및/또는 주형(mold) 폐쇄 수단을 모두 구동하기 위해 단일 전기 모터를 사용하는 사출 성형기에 관한 것이다.

사출 성형기의 사출 유닛은 기본적으로 작동의 정상 사이클의 과정 중에 두 가지 기능, 즉 사출 및 압출 기능을 제공한다. 표준의 왕복 운동하는 스크루 사출 성형기에 있어서, 압출 기능은 스크루가 회전될 때 플라스틱 용융물을 스크루의 전방 단부를 향해 점진적으로 이동시킴으로써, 용융물이 축적되면서 스크루를 그 예비 사출 위치(pre-injection position)로 후방으로 이동시키기 위한 압력 또는 힘을 생성함으로써 수행된다. 충분한 양의 재료가 축적되면("샷(shot)"), 스크루는 신속하게 전방으로(회전 없이) 이동하여 용융물을 주형 내로 곧바로 주입하여, 사출 기능을 수행하게 된다. 상업적으로 중요한 플라스틱 재료를 사출 성형하기 위한 처리 요건들은 적어도 103.42 MPa(15,000 psi), 그리고 종종 206.84 MPa(30,000 psi)까지의 사출 압력을 포함한다.

성형기의 사출 유닛은 또한 압출 및 사출 기능들이 별도의 기계요소들에 의해 수행되는 "2-단계" 시스템으로 설계될 수도 있다. 2-단계 사출 시스템에 있어서, 압출 또는 가소화(plasticizing) 기능은 역시 가열된 배럴(barrel) 내에서 급송 스크루에 의해 수행되지만, 모든 또는 일부 플라스틱 용융물은 주형으로 직접 이동되기보다는 "용융물 축압기" 내로 안내된다. 용융물 축압기는 이어서 사출 기능을 수행하거나 적어도 사출 기능 수행을 보조하도록 작동된다. 2-단계 사출 유닛의 이점은 재료의 보다 균일한 재료의 가소화, 스크루 및 배럴의 마모 감소, 및 보다 높은 사출 압력의 잠재력을 포함한다. 주요 단점은 높은 비용이다.

사출 및 압출 기능들은 모두 사출 유닛 내에서 관련 구동 장치를 필요로 한다. 종래 기술의 유압 기계에 있어서, 사출 기능을 위한 이동은 통상적으로 유압 실린더에 의해 수행되는 한편, 압출용 급송 스크루의 회전은 유압 모터에 의해 정상적으로 수행된다. 보다 최근에는, 기계적인 시스템과 결합된 전기 모터들이 직접 동력원으로 사출 유닛 내에 사용되었다. 일부 종래 기술의 전기 시스템들은 각 기능을 위해 별도의 모터, 즉 급송 스크루를 회전시키기 위한 하나의 모터와 회전 운동을 사출에 필요한 선형 운동으로 변환하기 위한 볼 스크루와 같은 기구와 결합된 제2 모터를 사용하였다. 다른 종래 기술의 "하이브리드(hybrid)형" 기계는 기계의 나머지 기능들이 유압 구동되고 동력이 하나 이상의 유압 모터들을 구동하는 전기 모터에 의해 공급되면서 급송 스크루를 회전시키기 위한 전기 모터를 사용하였다.

"하이브리드형" 기계는 전기 기계(보다 양호한 스크루 회전 제어) 및 유압 기계(낮은 전체 비용) 모두의 이점들을 일부 포함하고 있지만, 개선의 여지가 있다. 특히, 스크루를 회전시키는 전기 모터 내에 잉여 용량이 있으므로 보다 경제적인 시스템의 가능성이 있다. 이 모터는 열가소성 재료가 샷을 구축하도록 압출되는(가소화되는) 사이클의 일부 중에만 사용된다. 모터와 관련 변속 구동부(variable speed drive)의 비용이 비교적 높으므로, 이 모터의 활용을 최대화하는 것이 바람직하다. 더욱이, 최근에 사용되는 변속 모터가 구비된 사출 성형기의 경우, 모터들은 (전기 기계적인 시스템과 같이) 특정 축에 전용이거나, 표준 유압 회로들에 중복되게 적용되어 제어의 경제성이 변속 모터 및 구동부에 의해 얻어질 수 없다.

따라서, 새로운 기술이 기존의 제품에 적용될 때에 일반적인 바와 같이, 이전의 사출 시스템 기술의 수행을 최대화하여 위험을 줄이고 제품 동일성을 유지하기 위한 노력이 수행되었다. 이는 특히 유압 운동 제어가 전기 기계적인 운동 제어로 대체되어진 모든 전기 사출 성형기에서도 마찬가지이다. 이러한 제한된 설계 시도의 결과로서, 변속 전기 모터 구동부의 많은 중요한 이점들이 사출 성형에 적용되었을 때 실현되지 못했다.

유압 구동 트레인을 전기 기계적인 구동 트레인으로 단순히 교체하는 것이 피구동 장치의 반복성, 안정성 및 정밀성 면에서 중요하고 측정 가능한 개선점을 제공하는 것은 잘 입증된 바이다. 이는 구동 트레인 내의 구성 요소의 개수의 감소, 오일 자체의 궁극적인 화학적 파괴 그리고 결과적인 오염물의 농도 증가에 기인한 온도 및 점도 변화 등의 함수로서의 유압 유체 내에서의 고유 변화의 제거의 결과이다. 그러나, 유압 구동 트레인 구성 요소들을 서보 전기/기계적인 구성 요소들로 단순히 대체하는 것이 바람직하게 성능을 개선하지만, 여전히 충분한 잠재적인 개선의 여지가 있다.

다른 고려 사항은 사출 성형기에 의해 점유되는 바닥 공간이 점차로 중요한 조건이 되었다는 것이다. 일단 설비에 필요한 자원이 생산성을 높이기 위해 다른 자원으로 전환되면, 기계의 길이, 폭 및 높이는 경쟁하는 기계 설계들 중에서 점점 중요한 고려 사항이 되었다.

전기 사출 유닛의 용량을 증가시킬 필요 외에도, 전기 기계적인 기술을 왕복 운동하는 스크루 사출 유닛에 제한적으로 적용함으로써 제시되는 장애물을 극복할 수 있는 방법만 있다면, 피구동 장치의 내구성, 반복성, 안정성 및 정밀성뿐만 아니라 기계의 전체적인 길이의 감소 면에서의 개선의 여지가 있다.

이와 유사하게, 사출 주형을 개폐하기 위해 2개의 절반부가 서로를 향해 또는 서로로부터 멀리 이동 가능한 사출 성형기의 폐쇄 또는 클램프 유닛을 작동할 때 개선된 에너지 효율적인 시스템에 대한 필요성이 있다. 이러한 구성에 있어서, 사출 주형은 사출 사이클 중에 비교적 큰 폐쇄력을 받아야 한다. 종래 기술은 주형을 개폐하는 긴 행정 부분을 위한 그리고 고정력을 인가하기 위한 모든 유압 작동을 이용하는 장치에 중점을 둔다. 보다 최근에는, 전기 모터가 긴 개폐 행정을 위해 사용되었으며 유압이 사출 사이클 중에 큰 고정력을 인가하기 위해 활용된다. 그러나 종래 기술은 여전히 전기 모터 및 유압 모터를 모두 활용하는 소형의 에너지 효율적인 구동 시스템을 제공해야 한다.

본 발명은 도면과 연계하여 바람직한 실시예의 상세한 설명을 통해 보다 잘 이해될 것이다.

도1은 관련 변위 및/또는 작동력 구동 장치를 갖춘 사출 성형기의 사출 시스템의 가압식 스크루 유닛의 개략도이다.

도2는 사출 성형기의 개선된 2-단계 사출 장치의 일부가 단면으로 도시된 개략 확대도이다.

도3은 본 발명의 사출 유닛의 유압 개략도이다.

도4는 개선된 구동 시스템이 구비된 사출 성형기의 개선된 클램프 유닛의 개략 배치도이다.

<도면에 사용된 도면 번호>

12 - 전기 모터

14 - 가동판

16 - 유압 모터

18 - 제1 구동 벨트

20 - 제2 구동 벨트

22 - 피스톤 조립체

24 - 유압 축압기

26 - 제1 고정판

28 - 제2 고정판

29 - 압출기 조립체

30 - 호퍼

34 - 가열기

36 - 급송 스크루

38 - 압출기 하우징

40 - 출구

42 - 기부

46 - 유압 밸브

48 - 안내 비임

50 - 도관

52 - 용융물 축압기

54 - 저장조

56 - 체크 밸브

58 - 클러치 기구

59 - 배럴

60 - 제1 정지 플래튼

62 - 제2 정지 플래튼

64 - 전동 수단

66 - 가동 주형 절반부

68 - 타이 바아

70 - 정지 주형 절반부

72 - 가동 플래튼

74 - 구동 수단

따라서, 본 발명의 목적은 사출 성형기의 다양한 기계 요소들에 동력을 제공하기 위해 단일의 최적화된 전기 모터를 사용하게 하는 개선된 구동 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 압출기 스크루와 유압 모터를 동시에 모두 구동하는 간단한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 보다 신뢰성 있으며 유지하기에 보다 용이하도록 적은 수의 구성 요소를 포함하는 성형기용 사출 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 압출기 스크루와 유압 축압기를 충전하는 유압 모터를 동시에 구동하는 전기 모터를 사용함으로써, 축압기 내의 충전이 사출 사이클 중에 스크루의 행정을 수행하는 데에 사용되도록 된 사출 성형기의 효율적인 구동 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 압출기 스크루와 축압기를 충전하기 위한 유압 모터를 구동하기 위해 전기 모터를 사용하는 사출 성형기의 효율적인 구동 시스템을 제공하는 것이다. 전기 모터가 사출 사이클 중에도 유압 모터를 계속적으로 구동시키도록 하기 위해 클러치가 전기 모터와 스크루 사이에 구비된다.

본 발명의 또 다른 목적은 축압기를 충전하면서 동시에 주형 절반부들을 폐쇄시키기 위해 전기 모터를 사용하고 사출/성형 사이클 중에 고정력을 인가하기 위해 축압기 내의 충전을 이용하는 사출 성형기의 효율적인 구동 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 목적에 따라, 본 발명의 일 실시예는, 가소화 공정 중에 압출기 스크루와 유압 모터가 최적화된 변속 전기 모터에 의해 동시에 구동되는 하이브리드형 사출기에 관한 것이다. 가소화 공정 중에 유압 모터는 유압 축압기를 충전한다. 충분한 플라스틱이 사출되고 요구하는 "샷" 크기가 생산되면, 축압기 내의 충전은 주형 공동 내로 용융물을 사출하기 위해 스크루 또는 별도의 피스톤의 행정을 수행하는 데에 사용된다.

선택적으로, 클러치가 전기 모터와 압출기 스크루 사이에 구비되어 전기 모터는 유압 모터를 구동시킴으로써 축압기를 계속적으로 충전시키게 된다. 클러치는 일단 요구하는 샷 크기가 생산되면 압출기 스크루를 분리시키도록 작동되어, 압출기 스크루의 회전을 정지시켜서 스크루가 축압기 내의 충전에 의해 구동되는 피스톤에 의해 행정이 수행되게 하며, 이러는 동안 내내 전기 모터는 축압기를 계속적으로 충전시킨다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 별도의 전기 모터가 사출 성형기의 클램프 측면 상에 구비된다. 전기 모터는 주형을 개폐하기 위해 기계적인 구동 수단에 부착된다. 별도의 축압기를 충전하는 유압 모터도 전기 모터에 부착된다. 전기 모터가 주형을 폐쇄하면, 이는 또한 축압기를 충전하는 유압 모터를 구동한다. 일단 주형이 완전히 폐쇄되면, 축압기 내의 충전은 사출/성형 사이클 중에 요구되는 큰 고정력을 주형에 인가하는 데에 사용된다.

이 실시예에 있어서, 선택 사양인 클러치 기구가 전기 모터와 기계적인 구동 수단 사이에 구비되어 전기 모터는 유압 모터를 계속적으로 구동하고 주형이 완전히 폐쇄된 후에도 축압기를 충전시키게 된다. 클러치는 일단 주형이 완전히 폐쇄되면 구동 수단이 전기 모터로부터 분리되도록 작동됨으로써, 전기 모터가 계속적으로 유압 모터를 구동하여 축압기를 충전시키게 한다.

소정 부하에 최적화된 단일 전기 모터를 제공하는 것은 간단하며 저렴한 구동 시스템이 얻어지게 한다. 이와 유사하게, 별도의 유압 모터는 상이한 크기의 사출 기계에 요구되는 대로 축압기를 충전하기 위해 최적화될 수 있다. 추가로, 전체적인 기계 효율은 두 가지 기능을 동시에 수행하는 전기 모터를 사용함으로써 증가된다. 클러치의 추가는 전기 모터가 축압기를 계속적으로 충전하게 하는데, 이는 주기를 단축시킬 뿐만 아니라 전체적인 기계 효율을 높이는 결과를 초래한다.

종합적으로, 본 발명은 다양한 구동 구성 요소들의 최적화를 허용하는 사출 기계의 독특한 하이브리드형 구동 시스템을 제공하며 압출기 스크루와 클램프 기구 모두를 위한 보다 효율적인 구동 시스템을 제공한다.

본 발명은 사출 성형기의 사출 유닛에 관한 것이다. 이와 같이, "통상"의 기계에 관하여 설명하기로 한다. 사출 성형기의 일반적인 구성 및 작동은 잘 알려져 있으므로, 장치의 상이한 태양 또는 사출 기계에 대한 새로운 용도에 중점을 두기로 한다.

도1은 기부(42) 상에 장착된 1-단계 가압식 스크루 유닛(10)이 구비된 사출 성형기의 사출 유닛의 기본적인 구조를 도시한다. 압출기 조립체(29)는 압출기 하우징(38)과, 고체 플라스틱을 공급하기 위한 호퍼(30)와, 회전 가능하며 변위 가능한 가압식 급송 스크루(36)를 포함한다. 출구(40)를 통해 사출되도록 용융물을 용융된 상태로 유지하는 가열기(34)가 하우징(38)과 열적으로 연결되어 있다.

도1의 장치는 몇 개의 평행한 안내 비임(48)과, 2개의 고정판(26, 28)과, 가동판(14)을 갖는다. 가동판(14)은 피스톤 조립체(22)에 의해 안내 비임(48)을 따라 이동 가능하다. 가동판(14) 상에는 제1 구동 벨트 또는 다른 전동 수단(transmission means, 18)에 의해 급송 스크루(36)에 연결된 전기 모터(12)가 장착된다. 가동판(14) 상에는 제2 구동 벨트 또는 다른 전동 수단(20)을 통해 급송 스크루(36)에 의해 구동되는 유압 모터(16)가 장착되어 있다. 이러한 구성에 있어서, 전기 모터(12)가 급송 스크루(36)와 유압 모터(16)에 모두 동시에 동력을 공급한다는 것을 용이하게 알 수 있다. 유압 모터(16)의 위치는 용이하게 변경될 수 있어서 전기 모터(12)에 의해 직접 구동될 수 있음을 알아야 한다.

유압 모터(16)는 유압 밸브(46)를 통해 유압 유체를 공급하기 위한 저장조(54) 및 유압 축압기(24)와 연통되어 있으며, 전기 모터(12)는 유압 모터(16)를 구동시켜 유압 축압기(24)를 충전하고 그 결과 축압기(24) 내에 에너지를 저장한다.

고정판(26)과 가동판(14) 사이에는 피스톤 조립체(22)가 작동 가능하게 장착된다. 피스톤 조립체(22)는 축압기(24) 내에 저장된 에너지에 의해 "B" 방향으로 사출 공정 중에 신장된다. 피스톤 조립체(22)는 용융물이 급송 스크루(36)의 전방에 축적되면서 용융물의 힘에 의해 후퇴된다.

사출 주형(도시되지 않음)이 플라스틱 용융물에 의해 충전되거나 채워지기 위해서, 전기 모터(12)가 정지되고 피스톤 조립체(22)는 축압기(24) 내에 저장된 유압 에너지를 피스톤 조립체(22)를 신장시키는 "B" 방향으로 안내하도록 선택적으로 작동된다. 가압식 급송 스크루(36)는 그런 다음 용융된 재료를 출구(40)를 통해 사출하는 가동판(14)에 의해 하우징(38) 내에서 전방으로 가압된다.

이와는 다르게, 전기 모터(12)가 사출 사이클 중에 급송 스크루(36)로부터 분리될 수 있도록 선택 사양인 클러치 기구(58)가 구비된다. 이러한 구성은 전기 모터(12)가 계속적으로 유압 모터(16)를 구동하여 유압 축압기(24)를 충전하게 한다.

도2를 참조하면, 본 발명의 장치는 사출 성형기(100)와 함께 사용된다. 성형기(100)의 일반적인 형태는 긴 지지부 또는 기부(42) 상에 장착된 2-단계 전기/유압 사출 유닛을 포함한다. 사출 유닛(100)의 구성 요소들은 전기 모터 구동 기술을 2-단계 사출 유닛으로 실행하도록 구체적으로 설계된다. 양호하게는, 주요 요소들은 전기적으로 구동되는 압출기 조립체(29)와 용융물 축압기(52)이다. 압출기 조립체(29)는 연속적인 가소화를 위한 것으로, 비왕복 급송 스크루(36)를 갖는다. 그러나 필요하다면 본 발명의 개념은 이미 도1에서 논의되고 도시된 것과 같은 왕복 운동하는 급송 스크루가 구비된 2-단계 사출 시스템에 적용될 수도 있다.

본 기술 분야에 일반적으로 공지된 바와 같이, 재료가 호퍼(30)에 의한 것처럼 임의의 편리한 방식으로 압출기에 공급된다. 급송 스크루(36)의 회전 동력은 또한 스크루(36)를 구동하는 벨트 또는 다른 전동 타입(18)에 연결되는 전기 모터(12)에 의해서와 같이 종래의 방식으로 제공될 수 있다. 급송 스크루(36)의 운동은 회전 운동만 있으므로, 구동 시스템은 왕복 운동해야 하는 스크루를 갖는 사출 유닛에 비해 상당히 단순화된 것이다.

용융물 축압기(52)는 기본적으로 원통형 배럴(59)과 배럴(59) 내에서 선형으로 이동하는 피스톤 조립체(22)에 의한 가변 체적 저장조이다. 배럴(59)과 피스톤 조립체(22)의 상대적인 크기뿐만 아니라 피스톤(22)의 행정은 주형을 충전하는 데에 필요한 용융물의 양에 따라서 변경된다. 용융물 축압기(52)의 수축 시에, 피스톤(22)이 완전히 신장되었을 때 배럴(59) 내에 잔류하는 수지의 양을 최소화하는 방식으로 배럴(59)과 피스톤(22)의 단부 형태를 구성하는 것이 바람직하다.

급송 스크루(36)의 출구는 적당한 도관(50)을 통해 축압기(52)에 연결된다. 급송 스크루(36)와 축압기(52)로의 출구 사이의 편리한 지점에는, 도관(50)을 통한 유동 방향을 제어하기 위해 볼 체크 밸브(56)와 다른 적당한 역행 방지 장치가 구비된다. 유압 축압기(24)가 플라스틱을 주형 공동 내에 주입하고 압축 및 보유 중에 압력을 유지하도록 작동되면, 체크 밸브(56)는 용융물이 압력차로 인하여 급송 스크루로 역행하는 것을 방지한다. 용융물 축압기(52)의 출구는 적당한 출구(40)를 통해 사출 주형(도시되지 않음)에 연결된다.

용융물 축압기(52)의 피스톤(22)은 양호하게는 피스톤(22)을 신장시키도록 유압 축압기(24) 내에 저장된 에너지를 안내하는 유압 밸브(46)에 의해 선택적으로 작동된다.

전기 모터(12)는 벨트(18, 20)와 같은 전동 수단을 통해 유압 모터에 연결된다. 전기 모터가 급송 스크루(36)를 회전시키면, 전기 모터는 또한 유압 모터(16)가 축압기(24)를 충전시키는 유압 모터(16)에 동력을 공급한다. 축압기(24) 내에 저장된 유압 에너지는 그런 다음 피스톤(22)의 행정을 수행하여 용융물을 출구(40)에 주입하도록 사용된다.

이하 본 발명의 2-단계 사출 유닛이 합체된 사출 성형기(100)의 작동에 대해 설명하기로 한다. 급송 스크루(36)는 플라스틱 용융물로서 용융물 축압기(52)에 공급되어질 재료의 가소화를 개시하도록 압출기 모터(12)에 의해 압출기 하우징(38) 내에서 회전된다. 스크루(36)의 회전은 급송 스크루(36)의 단부에 압력을 축적하여, 볼 체크 밸브(56)를 이동(개방)시키고 재료가 도관(50)을 통해 용융물 축압기(52)로 유동하게 한다. 플라스틱 용융물의 압력이 특정 수준에 도달하면, 피스톤(22)을 후방으로 강제하기 시작하게 될 것이다.

압출 기능이 완료되고 주형의 공동을 충전시키는 데에 필요한 플라스틱 용융물의 충분한 충전량이 용융물 축압기(52) 내의 피스톤(22)의 전방에 축적되면 급송 스크루(36)의 회전이 정지된다. 이 시점에서, 유압 밸브(46)는 압력 및 유동을 피스톤(22)의 출구로 안내하도록 작동된다. 피스톤(22)의 전방 이동은 축적된 플라스틱 용융물이 출구(40)를 통해 주형 공동 내로 강제되게 한다. 피스톤(22)의 이동에 의해 발생된 사출 압력은 용융된 수지가 압출기 하우징(38) 내로 전달되는 것을 방지하는 위치로 볼 체크 밸브(56)를 이동시킨다.

선택적으로, 클러치 기구(58)는 전기 모터(12)가 유압 모터(16)를 계속적으로 구동하여 유압 축압기(24)를 충전하게 하는 급송 스크루(36)로부터 전기 모터(12)가 분리될 수 있도록 전기 모터(12)와 급송 스크루(36) 사이에 구비된다. 그러므로 클러치 기구(58)는 사출 사이클 중에 전기 모터가 축압기(24) 상에 유지되며 축압기를 충전하게 한다.

이하 도3을 참조하면, 본 발명의 사출 유닛의 유압 개략도가 도시되었다. 이미 논의된 바와 같이, 유압 축압기(24)는 4개 포트, 2개 위치 유압 밸브(46)에 의해 선택적으로 작동된다. 밸브는 유압 모터(16)가 축압기(24)를 충전하고, 피스톤(22)이 사출 공정 중에 후퇴되었을 때 유압 유체가 피스톤(22)으로부터 오일 저장조(54)로 복귀 유동되도록 정상 상태로 스프링 하중이 인가된다. 밸브(46)가 작동되면, 밸브는 축압기(24)로부터 용융물을 주형 공동(도시되지 않음) 내로 주입하는 피스톤(22)으로 유압 유동을 안내한다. 밸브(46)는 솔레노이드이거나 서보 제어식일 수 있으며, 바람직한 실시예는 사출 중에 피스톤(22)과 연통하는 시간-압력 프로파일의 무한 조정을 허용하는 서보 밸브이다.

이하 도4를 참조하면, 개선된 사출 성형 클램프 시스템(200)이 일반적으로 도시되었다. 이미 논의된 바와 같은 동일한 에너지 효율적인 원칙들을 대부분 활용하여, 전기 모터(12)는 전동 수단(64)을 통해 구동 수단(74)과 연결된 기부(도시되지 않음)에 장착된다. 구동 수단(74) 상에는 구동 수단(74)이 전기 모터(12)에 선택적으로 결합되기 위한 선택 사양인 클러치 기구(58)가 설치된다. 복수개의 타이 바아(tie bar, 68)의 말단부에는 제1 정지 플래튼(platen, 60)이 견고하게 부착된다. 복수개의 타이 바이(68)의 다른 말단부에는 제2 정지 플래튼(62)이 견고하게 부착된다. 가동 플래튼(72)은 제1 및 제2 정지 플래튼들 사이에 배치되고 복수개의 타이 바아(68)에 의해 안내된다. 가동 플래튼(72)은 구동 수단(74)과 연결되어 있어서 구동 수단(74)의 회전은 가동 플래튼(72)을 정지 플래튼들에 대하여 복수개의 타이 바아(68)의 장축을 따라서 이동시키게 된다.

유압 모터(16)가 전기 모터(12)에 기계적으로 연결된다. 유압 모터(16)는 유압 밸브(46)의 사용을 통해 유압 축압기(24)와 유체 연통되어 있다. 전기 모터(12)가 유압 모터(16)를 구동하면, 저장조(54)로부터의 압력 및 유체가 유압 밸브(46)를 통해 에너지의 저장을 위해 유압 축압기(24)에 선택적으로 연결된다.

가동 주형 절반부(66)가 가동 플래튼(72)에 견고하게 부착된다. 정지 주형 절반부(70)는 제1 정지 플래튼(60)에 견고하게 부착된다. 구동 수단(74)이 가동 플래튼(72)을 이동시키면, 가동 주형 절반부(66)는 이동하여 주형을 개방시키고 이로써 완성된 플라스틱 부품이 주형으로부터 사출되게 한다.

유압 축압기(24)는 유압 밸브(46)를 통해 피스톤 조립체와 선택적으로 연결된다. 유압 피스톤 조립체(22)는 정지 플래튼(60, 62)들 중 하나와 가동 플래튼(72) 사이에 작동 가능하게 부착된다. 바람직한 실시예에 있어서, 피스톤 조립체(22)는 제2 정지 플래튼(62)에 장착되는 단동식 유압 피스톤이다.

도4에 도시된 구성에 있어서, 전기 모터(12)는 두 가지 기능을 수행하는데, 하나의 기능은 주형 절반부(66, 70)들을 개폐하는 것이다. 이러한 기능 중에, 선택사양인 클러치 기구(58)는 맞물리고 전기 모터(12)가 구동 수단(74)을 작동시키게 한다. 바람직한 실시예에 있어서, 구동 수단은 볼 스크루 타입으로 되어 있다. 전기 모터(12)의 두 번째 기능은 축압기(24)를 저장된 에너지로 충전시키는 유압 모터(16)를 구동시키는 것이다.

주형 절반부들이 일단 구동 수단(74)에 의해 완전히 결합되어 사출 사이클을 위해 준비되면, 축압기(24) 내에 저장된 압력 및 유체 충전은 유압 밸브(46)를 통해 피스톤 조립체(22)에 연통된다. 축압기(24)로부터 피스톤 조립체(22)에 연통되는 압력은 2개의 주형 절반부(66, 70)들을 서로 확고하게 보유하여 주형 절반부들을 개방시키도록 작용하는 사출 압력에 저항하기 위해 요구된다. 일단 성형된 부품이 사출되고 이어서 성형된 부품이 냉각되게 하는 소정의 체류 시간이 지나면, 피스톤 조립체(22)에 가해지는 압력은 유압 밸브(46)를 통해 제거된다. 이 시점에서 전기 모터(12)는 구동 수단(74)과 연결되어 주형을 개방시키고 주형 공동들로부터 완성된 성형 부품을 방출한다.

본 발명이 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시예에 따라 일부 상세하게 설명되고, 바람직한 실시예가 일부 상세하게 설명되었으나, 이와 같은 세부 사항으로 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 반대로, 모든 변형, 변경 및 첨부된 청구의 범위의 정신 및 범주 내에 속하는 균등물을 포함하고자 하는 것이다. 예를 들어, 구동 커플링이 일반적으로 벨트 및 풀리로 설명되었으나, 적당한 기어링과 같은 다른 기계적인 커플링이 동일한 기능을 수행하기 위해 사용될 수 있다.

Claims

사출 유닛을 포함하는 개선된 구동 시스템을 갖춘 사출 성형기이며,

입구 및 출구를 갖는 배럴 내의 급송 스크루와,

적어도 하나의 유압 밸브를 통해 적어도 하나의 유압 축압기와 선택적으로 연통되는 유압 모터와,

입구로부터 출구로 배럴 내에서 재료를 가소화하고 이송하기 위해 급송 스크루를 회전시킴과 동시에 축압기 내에 에너지를 저장하기 위해 유압 모터를 구동시키는 회전 구동 유닛과,

유압 밸브를 통해 축압기와 선택적으로 연통되는 유압 피스톤을 포함하며,

상기 피스톤은 축압기로부터의 압력 및 유동이 급송 스크루를 병진 이동시켜서 출구를 통해 재료를 사출하게 하는 피스톤의 병진 운동을 일으키도록 급송 스크루와 연결된 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제1항에 있어서, 회전 구동 유닛과 급송 스크루 사이에 구비되는 클러치 기구를 더 포함함으로써 급송 스크루는 회전 구동 유닛으로부터 선택적으로 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제1항에 있어서, 유압 밸브는 스프링 편의된 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제1항에 있어서, 유압 밸브는 서보 제어식 밸브인 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제1항에 있어서, 유압 밸브는 유압 파일럿 밸브인 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제1항에 있어서, 회전 구동 유닛은 전기 모터인 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제1항에 있어서, 회전 구동부는 변속 전기 모터인 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제1항에 있어서, 회전 구동 유닛은 적어도 하나의 토오크 전달 벨트를 사용하여 유압 모터와 연결되는 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제1항에 있어서, 회전 구동 유닛은 적어도 하나의 기어 세트를 사용하여 유압 모터와 연결되는 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제1항에 있어서, 축압기는 가스 충전식 피스톤 타입인 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제1항에 있어서, 축압기는 가스 충전식 블래더 타입인 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
사출 유닛을 포함하는 개선된 구동 시스템을 갖춘 사출 성형기이며,

입구와 출구를 갖는 배럴 내의 급송 스크루와,

유압 밸브를 통해 유압 축압기와 선택적으로 연통되는 유압 모터와,

입구로부터 출구로 배럴 내에서 재료를 가소화하고 이송하기 위해 급송 스크루를 회전시킴과 동시에 축압기 내에 에너지를 저장하기 위해 유압 모터를 구동시키는 회전 구동 유닛과,

유압 밸브를 통해 축압기와 선택적으로 연통되는 유압 피스톤을 포함하며,

축압기로부터의 압력 및 유동은 피스톤의 병진 운동을 일으켜서 출구를 통해 재료를 사출하는 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제12항에 있어서, 급송 스크루와 회전 구동부 사이에 구비되는 클러치 기구를 더 포함함으로써 구동부가 급송 스크루로부터 선택적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
클램프 유닛을 포함하는 개선된 구동 시스템을 갖춘 사출 성형기이며,

제1 및 제2 정지 플래튼 사이에서 연장되며 이들에 연결된 적어도 하나의 타이 바아와,

제1 및 제2 정지 플래튼 사이에 작동 가능하게 배치되며 구동 수단에 연결되는 가동 플래튼과,

유압 밸브를 통해 축압기와 선택적으로 연통되는 유압 모터와,

가동 플래튼의 병진 운동을 위해 구동 수단을 구동시킴과 동시에 축압기 내에 에너지를 저장하기 위해 유압 모터를 구동시키는 회전 구동 유닛과,

가동 플래튼에 작동 가능하게 연결되며 유압 밸브를 통해 축압기와 선택적으로 연통되는 유압 피스톤을 포함하며,

축압기로부터의 압력은 사출 공정 중에 가동 플래튼의 위치를 유지하도록 작용하는 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제14항에 있어서, 구동 수단과 회전 구동부 사이에 클러치 기구를 더 포함함으로써 구동 수단은 회전 구동부로부터 선택적으로 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제14항에 있어서, 회전 구동부는 전기 모터인 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제14항에 있어서, 유압 밸브는 스프링 편의된 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제14항에 있어서, 유압 밸브는 서보 제어식 밸브인 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제14항에 있어서, 유압 밸브는 유압 파일럿 밸브인 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제14항에 있어서, 회전 구동부는 변속 전기 모터인 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
제14항에 있어서, 회전 구동 유닛은 벨트, 기어, 마찰 디스크 및 체인으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 전동 타입을 사용하여 유압 모터와 연결되는 것을 특징으로 하는 사출 성형기.