KR100547200B1 - 판넬제조용 캐터필러형 포밍장치 - Google Patents

판넬제조용 캐터필러형 포밍장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압출기로부터 압출되어져 나오는 평판형 피성형물을 파형판넬로 포밍하거나 상하면에 요철부를 갖는 요철판넬로 포밍하기 위한 판넬제조용 포밍장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 판넬을 포밍하기 위한 포밍장치를 캐터필러형으로 한 것에 가장 특징을 갖는 판넬제조용 캐터필러형 포밍장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징적 구성을 보면,
압출기의 선단에서 상부금형과 하부금형이 무한궤도식으로 회전되면서 상호 교접구간에서 판넬을 포밍하는 캐터필러형 판넬 포밍기에 있어서;
상기 상부금형과 하부금형의 각 단위몰드에 중공실이 형성되고,
상기 각 단위몰드의 요철면에는 상기 각 중공실과 연통되는 통공이 형성됨을 포함하며,
상기 교접구간에 위치하는 단위몰드의 중공실 공기를 흡인하는 공기흡인수단과,
상기 공기가 흡인되는 단위몰드를 제외한 나머지 단위몰드의 중공실에 냉각공기를 주입하는 냉각공기 주입수단이 설치된 것을 더 포함하는 것이다.
판넬포밍장치, 캐터필러, 진공흡인

Description

판넬제조용 캐터필러형 포밍장치{Caterpillar type forming apparatus for panel production}
도 1a는 롤포밍 공정도
도 1b는 롤포밍에 의해 제작된 판넬
도 2는 불량포밍의 원인을 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명에 따른 캐터필러형 포밍장치의 전체 구성도
도 4는 본 발명에 따른 단위몰드의 상세도
도 5는 본 발명에 따른 상부금형측 단위몰드와 하부금형측 단위몰드의 교접 상태 단면도로서, 공기흡인상태를 나타낸 도면
도 6은 도 5는 본 발명에 따른 상부금형측 단위몰드와 하부금형측 단위몰드의 교접 상태 단면도로서, 공냉상태를 나타낸 도면
도 7a는 본 발명에 따른 캐터필러형 포밍장치의 일예
도 7b는 본 발명에 따른 캐터필러형 포밍장치의 다른예
도 7c는 본 발명에 따른 캐터필러형 포밍장치의 또 다른예
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
100,200 : 상부금형, 하부금형 110,210 : 상부구동체인기어
120,220 : 상부종동체인기어 130,230 : 단위몰드
136,236 : 통공 240 : 가이드 플레이트
400 : 승강실린더 500 : 공기흡인수단
600 : 냉각수 공급수단
본 발명은 압출기로부터 압출되어져 나오는 평판형 피성형물을 파형판넬로 포밍하거나 상하면에 요철부를 갖는 요철판넬로 포밍하기 위한 판넬제조용 포밍장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 판넬을 포밍하기 위한 포밍장치를 캐터필러형으로 한 것에 가장 특징을 갖는 판넬제조용 캐터필러형 포밍장치에 관한 것이다.
플라스틱 판넬(파렛트, 파티션, 건축용 판넬등)을 포밍하기 위한 포밍장치의 일예를 국내특허등록 제358335호를 들어 설명하기로 한다.
특허등록 제358335호는 파렛트 받침판넬 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로서, 구체적인 구성을 보면 도 1a와 같이 평판넬을 압출성형하는 제 1압출기(2)와, 이 제 1압출기의 선단부에 설치되며 표면에 요철패턴이 형성된 상,하부 포밍롤(3a,3b)과, 이 포밍롤의 후방에 설치되어 포밍롤에 의해 형성된 요철판넬(1a)의 격벽(1b)을 일정한 높이로 조절하면서 냉각시키는 냉각롤(4)과, 이 냉각롤의 후방에 설치되어 격벽(1b)의 표면을 용융시키는 히팅롤(5)과, 이 히팅롤의 후방에 아래위로 설치되어 격벽의 표면에 덮개판(1c)을 도포하기 위한 제 2압출 기(6)와, 이 제 2압출기의 후방에 설치되어 요홈(1d)에 의해 함몰된 덮개판(1c)을 평활하게 펴주는 진공성형실(7)로 구성되어 있다.
이러한 롤포밍에 의해 제조된 판넬(1)은 도 1b와 같이 상,하면에 격자형의 요철이 형성된 요철판넬(1a)의 위아래에 덮개판(1c)이 도포된 형태를 이루게 되며, 이러한 판넬은 앞서 설명한 바 있듯이 파렛트, 파티션, 건축용 판넬, 강화판넬등 여러 용도로 활용된다.
그러나, 이러한 포밍롤은 두 포밍롤의 교점부근에서 포밍과 이형작업이 거의 동일시점에서 진행되므로 피성형물이 포밍된 직후 완전히 경화되기 이전에 이형이 시작되기 때문에 포밍롤의 표면으로부터 잘 떨어지지 않는 문제점이 발생하게 된다. 따라서, 양호한 이형성을 해결하기 위한 수단이 반드시 부가되어야만 수율향상에 도움이 된다.
또한, 포밍롤은 도 2의 (a)와 같이 요철패턴의 골(1e)의 깊이(D)가 비교적 낮은 경우에는 성형성이 좋은 편이나, 골(1e)의 깊이(D+α)가 깊은 경우에는 도 2의 (b)와 같이 피성형물(M)이 골(1d)의 표면에 충분히 밀착되지 않은 상태가 될 수 있어 정밀한 모양으로 성형되기 어려운 문제점도 지적된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 주요 목적은 판넬을 포밍하기 위한 포밍장치를 무한궤도형으로 한 것에 주요 특징을 갖는 판넬제조용 캐터필러형 포밍장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상부금형과 하부금형의 교접영역, 즉 성형영역에서 피성형물을 진공압에 의해 금형쪽으로 흡착함으로써 굴곡이 큰 파형이나 요철을 정밀하게 포밍할 수 있다는 것에 특징을 갖는 판넬제조용 캐터필러형 포밍장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상부금형과 하부금형을 강제 냉각시키는 수단이 구비되어 있다는 것에 특징을 갖는 판넬제조용 캐터필러형 포밍장치를 제공함에 있다.
이러한 본 발명의 목적에 따른 구성적 특징은,
압출기의 선단에서 상부금형과 하부금형이 무한궤도식으로 회전되면서 상호 교접구간에서 판넬을 포밍하는 캐터필러형 판넬 포밍기에 있어서;
상기 상부금형과 하부금형의 각 단위몰드에 중공실이 형성되고,
상기 각 단위몰드의 요철면에는 상기 각 중공실과 연통되는 통공이 형성됨을 포함하며,
상기 교접구간에 위치하는 단위몰드의 중공실 공기를 흡인하는 공기흡인수단과,
상기 공기가 흡인되는 단위몰드를 제외한 나머지 단위몰드의 중공실에 냉각공기를 주입하는 냉각공기 주입수단이 설치된 것을 더 포함하는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 3 내지 도 7c를 참조하여 상 세히 설명한다.
본 발명의 판넬제조용 캐터필러형 포밍장치는 도 3에서와 같이 압출기(2)의 선단에 설치된 상부금형(100)과 하부금형(200)이 상호 역방향으로 순환회전되면서 두 금형의 교접구간에서 피성형물을 성형하는 캐터필러 형태(caterpillar type)를 취하고 있다.
상기 상부금형(100)과 하부금형(200)은 프레임(300)에 상하로 지지되게 설치되며, 이중 상부금형(100)은 프레임(300)에 설치된 승강실린더(400)에 의해 상하 위치이동이 가능하다.
상기 상부금형(100)은 구동모터(111)에 의해 구동되는 상부구동체인기어(110)와, 이 상부구동체인기어와 나란하게 설치되는 상부종동체인기어(120)와, 이들 체인에 거치되어 회전되는 다수의 단위몰드(130)와, 두 체인기어 사이에 설치되어 각 단위몰드의 수평이송을 안내하는 가이드 플레이트(140)로 구성된다.
상기 하부금형(200)은 구동모터(211)에 의해 구동되는 하부체인기어(210)와, 이 하부체인기어와 나란하게 설치되는 하부종동체인기어(220)와, 이들 체인에 거치되어 회전되는 다수의 단위몰드(230)와, 두 체인기어 사이에 설치되어 각 단위몰드의 수평이송을 안내하는 가이드 플레이트(240)로 구성된다.
이때, 상기 단위몰드(130,230)는 그 몸체(131,231)의 양측에 상기 체인기어(110,120,210,220)에 거치되는 롤러(132,232)가 구비되며, 몸체(131,231)의 일면에는 요철면(133,233)이 형성되고, 또한 요철면의 반대면에는 상기 가이드 플레이트(140,240)와 결합되는 가이드 홈(134,234)이 형성되어 있다.
또, 상기 단위몰드(130,230)는 요철면(133,233)의 내부에 단수 또는 복수의 중공실(135,235)이 몸체(131,231)의 양측을 관통하게 형성되며, 상기 요철면(133,233) 상에는 상기 중공실(135,235)과 연통되는 다수의 통공(136,236)이 형성되어 있다.
이때, 상기 통공(136,236)의 형성위치는 요철면(133,233)의 산(133a,233a)이나 골(133b,233b)중 어느 쪽이든 관계없다. 그러나 도면에서는 통공이 골(133b,233b)에 형성된 것으로 예시되어 있다.
그리고, 상기 상부금형(100)과 하부금형(200)의 양측에는 공기흡인수단(500)이 설치되어 있다. 이 공기흡인수단은 진공펌프(510)와, 이 진공펌프에 연결된 흡인호스(520)와, 교접구간(MA)을 지나는 단위몰드(130,230)의 중공실(135,235)과 기밀상태로 연통되게 하며 프레임(300)에 고정 설치되는 커넥터(530)로 구성되어 있다.
이때, 상기 공기흡인수단(500)의 설치범위는 교접시작지점부터 교접구간(MA)의 중간지점(MP)까지로 한정한다.
그리고, 상기 상부금형(100)과 하부금형(200)의 양측에는 냉각공기 주입수단(600)이 설치되어 있다. 이 냉각공기 주입수단(600)은 에어 컴프레셔(610)와, 이 에어 컴프레셔에 연결된 주입호스(620)와, 교접구간(MA)을 지나는 단위몰드(130,230)의 중공실(135,235)과 기밀상태로 연통되게 하며 프레임(300)에 고정 설치되는 커넥터(630)로 구성되어 있다.
이때, 상기 냉각공기 주입수단(600)의 설치범위는 최소한 교접구간(MA)의 중간지점으로부터 교접종료지점까지로 하되, 비 교접구간에도 연장 설치할 수 있다.
미설명부호 150과 250은 단위몰드(130,230)가 비 교접구간에서 빠르게 진행할 수 있도록 가이드해 주는 가이드 스크류이다.
이상의 구성을 갖는 본 발명 캐터필러형 포밍장치의 포밍과정을 설명하면 다음과 같다.
상부금형(100)을 이루고 있는 다수의 단위몰드(130)가 상부구동체인기어(110) 및 상부종동체인기어(120)의 회전동력에 의해 도면상 반시계방향으로 순환회전되고, 하부금형(200)을 이루고 있는 다수의 단위몰드(230)가 하부구동체인기어(210) 및 하부종동체인기어(220)의 회전동력에 의해 도면상 시계방향으로 순환회전되고 있는 상황으로부터,
압출기(2)로부터 압출되는 판넬(P)이 상부금형(100)과 하부금형(200) 사이, 즉 교접구간(성형구간)으로 투입되면 판넬은 상부금형측 단위몰드(130)와 하부금형측 단위몰드(230)의 요철면(133,233)에 상응한 형상으로 포밍된다.
이때, 포밍된 제품은 단위몰드의 요철면 형태 및 교접측에서의 상하 단위몰드의 사이간격에 따라 여러 가지 형태가 될 수 있다.
예컨데, 상부금형(100)측 단위몰드(130)의 요철패턴과 하부금형(200)측 단위몰드(230)의 요철패턴을 상호 어긋난 상태로 대향되게 배치한 상태라면 이에 의해 포밍된 판넬(10)의 단면은 파형이 될 것이고,
또한, 상부금형(100)측 단위몰드(130)의 요철패턴과 하부금형(200)측 단위몰드(230)의 요철패턴을 상호 어긋난 상태로 대향되게 배치한 상태이면서 상부금형측 단위몰드(130)와 하부금형측 단위몰드(230)의 사이를 이격시킬 경우에는 이에 의해 포밍된 판넬(10)은 보강살(11)을 사이에 두고 그 상부와 하부에 요철(12)이 형성될 것이며, 상,하부의 요철은 상호 엇갈린 형태로 될 것이다.
또한, 상부금형(100)측 단위몰드(130)의 요철패턴과 하부금형(200)측 단위몰드(230)의 요철패턴을 상호 일치되게 대향 배치한 상태이면서 상부금형측 단위몰드(130)와 하부금형측 단위몰드(230)의 사이를 이격시킬 경우에는 이에 의해 포밍된 판넬(10)은 보강살(11)을 사이에 두고 그 상부와 하부에 요철(12)이 형성될 것이며, 상,하부의 요철위치는 동일하게 형성될 것이다.
또한, 상기 상부금형(100)측 단위몰드(130)와 하부금형(200)측 단위몰드(230)의 요철패턴을 가로세로 격자형으로 배열되게 형성할 경우에는 포밍된 판넬(10)의 요철이 격자형 줄무늬 형태를 이룰 것이고, 가로방향 또는 세로방향중 어느 한 방향으로 연속되는 요철패턴인 경우에는 판넬(10)의 요철이 일자형 줄무늬 형태를 이룰 것이다.
이렇게 판넬(10)을 포밍하는 과정에서 교접구간(MA)의 스타팅 지점(SP)으로부터 교접구간의 중간지점(MP)을 지나는 단위몰드(130,230)의 중공실(135,235)은 이 중공실의 양측에 위치하고 있는 공기흡인수단(500)의 커넥터(530)에 의해 흡인호스(520)와 연통되면서 중공실 내부는 일시적으로 진공상태가 된다.
따라서, 이 진공력은 각 단위몰드(130,230)의 통공(136,236)을 통해 판넬(10)에 영향을 주어 판넬(10)이 단위몰드의 요철면(133,233)으로 진공흡착되게 한다. 이러한 진공흡착은 요철면(133,233)의 요철굴곡이 깊다하더라도 판넬을 요철면에 강제 밀착시키는 역할을 하게 되므로 포밍성을 좋게 한다.
그리고, 교접구간(MA)의 중간지점(MP)으로부터 엔딩지점(EP)을 지나는 단위몰드(130,230)의 중공실(135,235)은 이 중공실의 양측에 위치하고 있는 냉각공기 주입수단(600)의 커넥터(630)에 의해 주입호스(620)와 연통된다.
이렇게 연통된 상태에서 냉각공기주입수단(600)으로부터 토출되는 냉각공기는 해당 중공실(135,235) 및 통공(136,236)을 통해 포밍된 판넬(10)을 향해 분사됨으로써 판넬을 급속히 경화시키게 된다. 따라서, 단위몰드(130,230)로부터 판넬(10)이 쉽게 떨어지는, 즉 이형성을 좋게 하여 금형으로부터 판넬이 틀어지지 않고 평활한 상태로 배출되는 것이다.
상기에서는 공냉식 방법만을 설명하였으나 회전되고 있는 단위몰드(130,230)에 냉각수를 주입할 수 있는 구조가 뒷받침 된다면 수냉식도 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 캐터필러형 포밍장치에 의해 판넬을 제조할 수 있도록 하되, 포밍시 판넬을 진공압에 의해 단위몰드쪽으로 흡착되게 함으로써 깊은 요철도 양호하게 성형할 수 있는 장점이 있으며,
또한, 판넬이 배출되기 전에 이를 강제 냉각시켜 경화시킴으로써 단위몰드와 판넬의 이형성이 좋다.

Claims (5)

  1. 압출기의 선단에서 상부금형과 하부금형이 무한궤도식으로 회전되면서 상호 교접구간에서 판넬을 포밍하는 캐터필러형 판넬 포밍기에 있어서;
    상기 상부금형과 하부금형의 각 단위몰드에 중공실이 형성되고,
    상기 각 단위몰드의 요철면에는 상기 각 중공실과 연통되는 통공이 형성됨을 포함하며,
    상기 교접구간에 위치하는 단위몰드의 중공실 공기를 흡인하는 공기흡인수단과,
    상기 공기가 흡인되는 단위몰드를 제외한 나머지 단위몰드의 중공실에 냉각공기를 주입하는 냉각공기 주입수단이 설치된 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 판넬제조용 캐터필러형 포밍장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상부금형측 단위몰드의 요철면에 형성된 요철패턴과 하부금형측 단위몰드의 요철면에 형성된 요철패턴이 상호 어긋나게 대치된 것을 특징으로 하는 판넬제조용 캐터필러형 포밍장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상부금형측 단위몰드의 요철면에 형성된 요철패턴과 하부금형측 단위몰 드의 요철면에 형성된 요철패턴이 서로 일치하게 대치된 것을 특징으로 하는 판넬제조용 캐터필러형 포밍장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부금형측 단위몰드와 하부금형측 단위몰드는 상호 이격된 것을 특징으로 하는 판넬제조용 캐터필러형 포밍장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 상부금형은 승강실린더에 의해 상하로 위치이동이 가능한 것을 특징으로 하는 판넬제조용 캐터필러형 포밍장치.
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