KR100574456B1 - 캠 작동 안내 장치와 이를 이용한 성형 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 계속적으로 이동하는 부재(9)의 관련 운동을 제어하기 위한 캠 작동 안내 장치에 관한 것이며, 상기 장치는 상기 부재를 양측으로 안내하기 위한 두 개의 동축 롤러(6, 7)와 각각 함께 작용하는 횡방향으로 서로 어긋난 두 개의 평행한 캠을 포함한다. 본 발명은 상기 캠 중의 하나(4)가 상기 캠(4)이 다른 캠(5)에 대하여 탄성적으로 이동할 수 있도록 고안된 탄성 변형 가능한 수단(10, 12)을 매개로 설치되는 것을 특징으로 한다.

캠, 안내 장치, 동축 롤러, 탄성 변형, 탄성 재료 블럭

Description

캠 작동 안내 장치와 이를 이용한 성형 설비{CAM-OPERATED GUIDING DEVICE AND MOULDING INSTALLATION USING SAME}

본 발명은 계속적으로 이동하면서 독립적으로 구동되는 부재의 관련 운동을 제어하는 캠형 안내 장치의 개선에 관한 것이고, 상기 장치는 횡방향으로 서로 어긋나고 상기 부재의 양측의 안내를 위한 두 개의 각각의 동축 롤러 상에서 작동하는 두 개의 평행한 캠을 포함한다.

이를 더욱 구체적으로 표현하면, 여기서 고려되는 종류의 장치는 첨부된 도면의 도 1과 도 2에 도시되는데, 그 도면 각각은 상기 안내 장치의 평면도, 그리고 도 1에 Ⅱ-Ⅱ로 표시한 선을 따라서 취한 단면에서 도시한 동일 장치의 부분도이다. 통상 강철로 만들어진 두 개의 기다란 부재(2, 3)는 공통의 받침대(1)에 고정되어 있고, 캠(4, 5)의 마주보는 모서리는 서로 평행하면서 또한 각각 곡선의 세로 윤곽을 지니고 있다. 이 캠 모서리들은 양측의 접촉에 의해 확실히 롤러를 안내하도록 설계된다. 그러나, 하나의 롤러는 캠(4, 5)의 모서리 양쪽과 동시에 접촉 상태에 있을 수 없으므로 두 개의 캠(4, 5)은 서로에 대하여 횡방향으로 어긋나게 놓여지고, 두 개의 롤러(6, 7)는 각각의 캠(4, 5)과 접촉하면서 동일한 스핀들(8) 상에 설치되며 스핀들(8)은 안내되는 부재(9) 또는 그 안내되는 부재(9)의 부속물에 의해 움직여진다.

이러한 안내 장치는, 한정적인 것은 아니지만 특히 움직일 수 있는, 특히 회전하는 성형 설비로서, 취입 성형 또는 신장 취입 성형(stretch-blow molding)에 의해, 가열된 예비형성체로부터 PET와 같은 열가소성 폴리에스터로 된 병과 같은 용기를 제조하기 위한 잭나이프형 금형이 있는 성형 작업 설비에 사용되는데, 여기서 상기 설비는 캠과, 상기 금형이 계속적으로 위치가 바뀌면서 구동되는 것과 동시에 상기 잭나이프형 금형의 개방과 폐쇄를 제어하는 롤러 형태 안내 장치를 포함한다.

설명한 바와 같은 종류의 설비에서, 보통은 몇 개 때로는 몇십 개의 잭나이프형 금형을 운반하는 회전하는 회전목마 형태로 배열되어 있기 때문에, 상기 캠과 금형을 열고 닫는 데 사용하는 롤러 형태 안내 장치는 그 용기의 생산률(즉, 설비의 가동 속도)이 일정한 한계 미만에 있는 한 매우 만족스러웠다.

그러나, 사용자의 요구에 따라 용기의 생산률을 증가시키기 위해 설비 가동속도를 올릴 때 문제가 발생했다. 기계적으로 뿐만 아니라 전기 또는 전자적으로도 설비의 소음이 커지고 오작동이 발생했는데, 이 원인을 찾기는 불가능한 것으로 알려졌다.

최근에 캠과 롤러 사이의 순간 하중에 관하여 실시한 측정 결과는 실제의 하중이 추정된 값보다 매우 (몇십 배)높다는 것을 밝혔다.

그 후에는 설비를 가동할 때 원하는 높은 속도에서 롤러가 캠과 계속적으로 접촉하는 상태에 있지는 않다는 것과 이러한 접촉에는 롤러가 너무 갑작스럽게 캠과 접촉함으로써 생기는 반동 현상이 수반된다는 것이 발견되었다. 두 개의 마주보 는 캠은 물론 공통의 받침대에 단단하게 고정되어 있고, 그것들 사이에 각 롤러 쌍의 반대로 회전하는 두 개의 동축 롤러에 대해 매우 작은 유격을 제공하는 통로를 형성한다.

따라서, 캠과 캠 사이의 유격량이 충분치 않다는 점이 유의적 수준으로 발생하는 반동 현상과 결부됨으로써 설비를 통해서 전파되는 진동이 야기되고 또한 설비에서 관찰되는 소음과 오작동의 원인이 되고 있다.

이에 더하여, 여러 개의 연속되는 금형이 기능적인 단계는 달리하면서 동시에 작동한다. 따라서, 캠들은 매우 길고 몇 개의 롤러 쌍이 동시에 이 캠들과 접촉하여 계합한다. 연속되는 롤러 쌍들의 연속적인 반동이 자연히 공명을 일으키고, 이 공명은 상기에서 언급한 문제를 더욱 악화시킨다.

지금까지 관찰된 문제점에 대한 해결책을 찾는 것과, 더 이상 진동을 일으키지 않고 설비의 작동 속도를 더욱 증가시킬 수 있는 안정적이고 규칙적인 작동을 하도록 설계되는 개선된 장치를 제공하는 것이 본 발명의 기본 목적이다.

이러한 목적을 이루기 위해, 서두에서 설명한 안내 장치는 본 발명에 따라 구성되며, 캠 중의 하나가 탄성적으로 변형 가능한 수단을 매개로 하여 설치되어 다른 캠에 대하여 탄성적으로 변위 가능한 것을 특징으로 한다.

이러한 장치에 의하여, 탄성적으로 설치된 캠은 롤러가 그 캠을 타격할 때 충격을 흡수할 수 있고, 반동 현상이 제거되지는 않더라도 적어도 크게 약화되며 급속히 감쇠된다. 진동은 제거되거나 적어도 설비에서 크게 줄어들며, 그 결과 설 비는 소음이 감소된다.

바람직한 실시예에서, 탄성적으로 변형 가능한 수단은 나머지 캠이 고정되는 방식으로 설치되는 받침대와 상기 캠 사이에 삽입되는, 탄성적으로 변형 가능하고 특히 탄성 중합체인 재료의 블럭을 포함한다. 그러나, 다른 기술적 해결책도 물론 고려할 수 있다. 예를 들어, 캠은 나사 형성 부재와 받침대의 각각의 구멍 사이에 탄성 변형 가능한 중간 부싱을 각각 설치해서 나사 형성 부재에 의하여 받침대에 고정될 수도 있다.

몇 쌍의 롤러가 두 개의 캠과 동시에 계합하는 것에 의해서 생기는 공명 현상을 피하기 위해서는, 상기 탄성적으로 설치된 캠이 몇 개의 캠 부분이 길이방향으로 끝과 끝이 만나도록 배열되는 형태로 구성되고, 이러한 길이의 캠 부분의 개수는 상기 캠과 동시에 접촉하여 계합할 수 있는 롤러의 개수 이상으로 하며, 캠 부분들의 길이는 연속한 롤러를 분리시키는 간격과 관련하여 각각의 탄성적으로 설치된 캠이 오직 하나의 롤러와 접촉하도록 결정된다. 따라서, 각각의 캠 부분은 인접하는 캠 부분 또는 캠 부분들과 기계적으로 분리되어 있고, 그것과 접촉하는 하나의 롤러에 의해서만 탄성적으로 다시 미는 힘을 받으며, 상류측 또는 하류측에 위치한 롤러와는 간섭이 발생하지 않는다.

두 개의 연속한 캠 부분의 인접한 단부 사이에서 롤러가 그 위를 지나갈 때에 충격과 그 충격으로 인한 소음 유발 진동이 야기되는 단계가 발생하지 않도록 하려면, 두 개의 인접하는 캠 부분이 상호 대각선의 겹치는 부분으로 만나도록 하여 롤러가 접촉하는 면의 연속성을 확보해야 할 것으로 생각된다.

앞서 언급하였듯이 본 발명의 구성은 여기에만 한정되는 것은 아니지만 바람직하게는 잭나이프형 금형의 개방과 폐쇄를 제어하고 PET와 같은 열가소성 폴리머로 된 병과 같은 용기를 성형하기 위한, 움직일 수 있는, 특히 회전하는 설비에 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명 안내 장치의 평면도이다.

도 2는 도 1에 Ⅱ-Ⅱ로 표시한 선을 따라 취한 단면에서 도시한 부분 단면도이다.

도 3과 도 4는 각각 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시하는 도 2와 유사한 개략적인 부분 단면도이다.

도 5는 본 발명 설비의 또 다른 바람직한 실시예를 도시하는 도 1과 유사한 평면도이다.

도 6은 도 5의 장치의 일부분을 도시하는, 도 5의 Ⅵ-Ⅵ으로 표시한 선의 부분을 바라본 측면도이다.

순전히 비제한적인 예로서 주어지는 특정의 바람직한 실시예의 상세한 서술에 의해 본 발명을 더욱 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

우선 도 3을 참조하면, 본 발명의 설비를 제외하면 도 2와 유사하고, 동일한 부재를 나타내는 데 있어서는 동일한 도면 부호를 반복 사용하며, 두 개의 기다란 부재(2, 3)는 그 부재 중 하나(도시된 예에서는 부재 2)를 탄성 변형 가능한 수단을 매개하여 받침대(1) 위에 설치함으로써 기계적으로 분리되어 그에 상응하는 캠(4)의 표면이 다른 캠(5)의 표면에 대하여 탄성적으로 이동할 수 있도록 하였다.

이러한 설비를 실현하기 위하여 다양한 방법을 사용할 수 있다.

도 3에 더욱 특정적으로 나타낸 바람직한 실시예에서, 탄성 변형 가능한 수단은 탄성 중합체와 같은 탄성 재료의 블럭(10)의 형태를 취하며, 상기 기다란 부재(2)와, 다른 기다란 부재(3)가 여전히 고정되어 설치되는 받침대(1)의 사이에 삽입된다.

도 4는 또 다른 가능한 실시예를 나타내는 것으로, 여기서 기다란 부재(2)는 나사(11)에 의해 받침대(1)에 고정되는데, 나사(11)의 생크와 기다란 부재(2)에 형성된 구멍(13)의 사이에는, 예를 들어 탄성 중합체로 이루어진 탄성 변형 가능한 중간 부싱(12)을 끼운다.

어느 해법을 채용하든, 기다란 부재(2)는 옆방향으로 움푹 들어갈 수 있다. 즉, 캠(4)의 표면은 롤러(6)가, 예를 들어 반동에 의한 지나친 하중을 그에 가할 때 마주보는 캠(5)의 표면으로부터 멀어지게 움직일 수 있다.

그러나, 몇 개의 연속한 롤러들이 동시에 캠(4)의 표면에 접촉하여 계합하는 경우 여러 롤러의 반응이 함께 결합해서 공명을 일으킬 수 있기 때문에 상기에 제안된 해법만으로는 불충분할 수 있다.

이 경우, 캠(4)과 여러 연속되는 롤러 사이의 접촉 영역을 분리시키는 것이 매우 유리하다. 즉, 기다란 부재(2)가 상기 캠(4)의 표면의 길이 방향을 따라 상기 캠(4)의 표면에 동시에 접촉할 수 있는 개개의 롤러(6₁ ,6₂ , ‥‥, 6n)와 동수이거나 그보다 많은 수의 캠 부분(2₁ ,2₂ , ‥‥, 2n)으로 분할된다. 도 5는 이런 식으로 배치된 실시예를 도시한다. 즉, 캠(4)의 표면은 다섯 개의 롤러(6₁ ∼ 6₅)와 동시에 접촉할 수 있고, 기다란 부재(2)는 차례대로 배열된 다섯 개의 캠 부분(2₁ ∼ 2₅)으로 구성된다. 각각의 캠 부분(2₁ ∼ 2₅)은 받침대(1)에 탄성적으로 설치되어 있으므로, 캠 부분 중의 하나에 전달된 어떤 충격이나 진동도 인접한 부분들에 다시 전해지지 않는다.

바람직하기로는, 각각의 캠 부분이 오직 하나의 롤러와 접촉되도록 하기 위해 캠 부분의 개수가 캠 표면을 누르고 있는 롤러의 개수보다 하나 이상 많도록 하는 것이 좋다.

상기에 설명된 구성에서, 캠 부분(2₁ ∼ 2₅)들의 탄성적인 설치는 도 3에 도시된 바와 같이 탄성 블럭(또는 개별적인 탄성 블럭들)을 이용하거나 도 4에 도시된 바와 같이 탄성 부싱을 이용하여 가장 적절한 방법으로 수행해야 할 것으로 보인다.

또한, 특히 캠 중의 하나가 다른 하나에 대하여 가로 방향으로 어긋나 있는 경우에 롤러(6)가 어느 한 캠 부분(2_i)의 한쪽 끝에서 그 다음 캠 부분(2_i+1)의 인접한 끝으로 지나갈 때의 충격을 방지하기 위해서, 도 6에서 나타낸 바와 같은 배치를 사용하는 것이 바람직할 것이다. 즉, 연속하는 캠 부분(2_i, 2_i+1)의 두 개의 인접 하는 단부가 맞대기 단면이 아닌 캠의 길이 방향으로 기울어진 접합 평면(14)을 형성하도록 모아진 보완적인 빗각의 단면 상에서 만나게 하여, 롤러(6)가 어느 한 캠 부분(2_i)에서 다른 캠 부분(2_i+1)으로 점진적으로 통과하게 한다.

Claims (9)

1. 계속적으로 이동하면서 독립적으로 구동되는 부재(9)의 관련된 운동을 제어하기 위한 캠형 안내 장치로서, 상기 부재의 양측 안내를 위한 두 개의 동축 롤러(6, 7)에 각각 작용하고 횡방향으로 서로로부터 어긋나 있는 두 개의 평행한 캠(4, 5)을 포함하는 캠형 안내 장치에 있어서,

   상기 캠 중의 하나의 캠(4)은 이 캠(4)이 다른 캠(5)에 대하여 탄성적으로 이동하게 할 수 있는 탄성 변형 가능한 수단을 매개로 하여 설치되는 것을 특징으로 하는 캠형 안내 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 탄성 변형 가능한 수단은 다른 캠(5)이 고정되는 방식으로 설치되는 받침대(1)와 상기 캠(4) 사이에 삽입되는 탄성 재료 블럭(10)을 포함하는 것을 특징으로 하는 캠형 안내 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 탄성 변형 가능한 수단은 탄성 중합체로 된 블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 캠형 안내 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 캠(4)은 나사 형성 부재(11)에 의하여 받침대(1)에 고정되고, 상기 나사 형성 부재(11)와 받침대(1)의 각각의 구멍(13) 사이에 탄성 변형 가능한 중간 부싱(12)이 각각 설치된 것을 특징으로 하는 캠형 안내 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성적으로 설치된 캠은 몇 개의 캠 부분이 길이 방향으로 끝과 끝이 만나도록 배열되는 형태로 구성되고, 상기 캠 부분의 개수는 상기 캠과 동시에 접촉하여 계합할 수 있는 롤러의 개수와 동수 또는 그 이상으로 하며, 캠 부분들의 길이는 연속하는 롤러를 분리시키는 간격과 관련하여 탄성적으로 설치된 캠 각각이 오직 하나의 롤러와 접촉하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 캠형 안내 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 캠 부분의 개수는 상기 캠과 동시에 접촉하여 계합할 수 있는 롤러의 개수보다 적어도 하나 더 많고, 그에 의해 각 캠 부분은 오직 하나의 롤러와 접촉하게 되는 것을 특징으로 하는 캠형 안내 장치.
7. 제5항에 있어서, 두 개의 인접한 캠 부분은 대각선 형태의 상호 겹치는 부분에서 합쳐지는 것을 특징으로 하는 캠형 안내 장치.
8. 잭나이프형 금형을 구비하고, 캠과 상기 잭나이프형 금형의 개방과 폐쇄를 제어하는 롤러 형태 안내 장치를 포함하며, 취입 성형 또는 신장 취입 성형(stretch-blow molding)에 의해, 가열된 예비 형성체로부터 PET와 같은 열가소성 폴리에스터로 된 병과 같은 용기를 제조하기 위한, 움직일 수 있는 특히 회전하는 성형 설비에 있어서,

   상기 안내 장치가 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따라 구성되는 것을 특징으로 하는 성형 설비.
9. 제8항에 있어서, 상기 탄성적으로 설치된 캠은 몇 개의 캠 부분이 길이 방향으로 끝과 끝이 만나도록 배열되는 형태로 구성되고, 상기 캠 부분의 개수는 상기 캠과 동시에 접촉하여 계합할 수 있는 롤러의 개수와 동수 또는 그 이상으로 하며, 캠 부분들의 길이는 연속하는 롤러를 분리시키는 간격과 관련하여 탄성적으로 설치된 캠 각각이 오직 하나의 롤러와 접촉하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 성형 설비.

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