KR100758864B1 - 내압축성 가열프레임 - Google Patents
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Abstract
서로 고정되어 있는 상부 플레이트 (1) 와 하부 플레이트 (3), 및 그 2개의 플레이트 사이에 삽입된 가열 수단 (5) 을 구비하는 내압축성 가열프레임.
본 발명에 따르면, 힘흡수 스터드 (7) 가 서로에 대한 상기 플레이트 (1, 3) 의 압축에 의한 변형에 대해 상기 가열 수단 (5) 을 보호하기 위해 상기 2개의 플레이트 사이에 배치되고, 또한 각 플레이트의 균일한 가열이 가능하도록 분포되어 있다. 힘흡수 스터드는 직사각형, 육각형 또는 면심 정사각형 구조 (91) 의 노드에 분포된다.
바람직하게는, 상기 힘흡수 스터드는 상기 상부 플레이트 (1) 와 상기 가열 수단 (5) 사이에 삽입되어 있는 금속 베이스 시트 (13) 에 압축력을 분배하기 위해 플랜지 (11) 를 구비하고 있다. 열절연재 (17) 가 상기 가열 수단 (5) 과 상기 상부 플레이트 (1) 사이에 삽입되어 있다. 예컨대, 상기 가열 수단 (5) 은 줄 효과 ( Joule effect ) 에 의한 가열을 위해 전기회로가 통과하는 필름으로 이루어져 있다.
Description
도 1 은 본 발명에 따른 프레임의 단면도.
도 2a 및 도 2b 는 면심 정사각형 ( centred square ) 및 면심 육각형 ( centred hexagonal ) 구조의 노드에서의 힘흡수 스터드 ( force-absorption stud ) 의 분포를 각각 나타내는 개략도.
도 3a 및 도 3b 는 도 1 에 도시된 프레임의 힘흡수 스터드 중 하나를 상세히 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 상부 플레이트 3 하부 플레이트
5 가열 수단 11 플랜지
13 금속 베이스 시트 15 마감 시트
17 열절연재 71, 72 힘흡수 스터드
91 면심 정사각형 구조
본 발명은 내압축성 가열프레임(compression-resistant heating frame), 좀 더 명확히는 서로 고정되어 있는 상부 플레이트와 하부 플레이트를 구비하고 있는 내압축성 가열프레임에 관한 것이다.
서로 고정되어 있는 상부 플레이트와 하부 플레이트를 구비하는 가열프레임이 1958년 4월 15일에 공개된 CH 328013 호에 의해 공지되었다. 상기 프레임은 2개의 플레이트 사이에 배치된 전기적 가열 수단, 및 목재 또는 플라스틱 재료로 만들어진 바아 ( bar ) 를 구비하고 있고, 그 바아는 상기 가열 수단의 양측에 배치되고, 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 삽입된다. 이 프레임의 내압축성은 주로 2개의 플레이트를 서로 고정하는 수단에 의해 보장된다. 목재 또는 플라스틱 재료로 만들어진 상기 바아는, 그 바아가 삽입된 가열 수단에 모든 압축력을 전달함으로써 상기 내압축성을 강화시킨다.
향상된 내압축성을 나타내는 가열프레임이 1988년 11월 15일에 공개된 EP-A-2 639 005 호에 의해 공지되었다. 이 공보에 의하면, 상기 프레임의 하부 플레이트는, 전기 저항장치로 구성되어 있는 가열 수단을 수용하기 위한 저장소 ( receptacle ) 를 구비하고 있다. 상기 저장소는 하부 플레이트의 잉여 두께에 의해 서로 분리되어 있으므로, 상기 프레임이 상부 및 하부 플레이트를 서로에 대해 누르는 힘을 받을 때 전기 저항장치는 어떠한 변형에 대해 보호된다. 또한, 유사한 유형의 프레임이 1937년 6월 4일에 공개된 FR 822661 호에 의해 공지되었다. 가열 부재가 프레임의 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 배치되어 있고, 전기 저항장치가 배치되는 상기 2개의 플레이트 사이의 공간을 유지하는 스트립에 의해, 가열 부재가 변형에 대해 보호된다.
상기한 마지막 2개의 프레임은 압축 동안 가열 수단을 효과적으로 보호하지만, 그럼에도 불구하고 상부 플레이트 또는 하부 플레이트의 크기에 관하여 가열의 균일성이 불량하다는 단점이 있다. 사실, 전기 저항장치를 변형에 대해 보호하면서, 전기 저항장치와 기계적 조치 ( 잉여 두께 또는 스트립 ) 의 교체는 프레임의 상부 및 하부 플레이트 온도의 주기적인 변화를 발생시킨다. 온도는 전기 저항장치가 있는 위치에서 더 높고, 변형에 대한 기계적 보호 수단이 있는 위치에서 더 낮다.
따라서, 본 발명의 목적은, 높은 수준의 내압축성을 유지하면서 더 우수한 가열 균일성을 갖도록 이러한 기존 프레임을 개량하는 것이다.
이 목적을 위하여, 본 발명은, 서로 고정되어 있는 상부 플레이트와 하부 플레이트, 및 2개의 플레이트 사이에 삽입된 가열 수단을 구비하는 내압축성 가열프레임으로서, 힘흡수 스터드가 상부 및 하부 플레이트의 서로에 대한 압축력을 견디기 위해 상기 2개의 플레이트 사이에 배치되고, 또한 각 플레이트의 균일한 가열이 가능하도록 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 내압축성 가열프레임을 제공한다.
상기 힘흡수 스터드는 본 발명에 따른 프레임에 상당한 기계적 내압축성을 부여하고, 각 플레이트에 우수한 열적 균일성을 부여한다. 가열 수단은 힘흡수 스터드에 의해 2개의 플레이트 사이에 형성된 공간에 놓임으로써 변형에 대해 보호된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 힘흡수 스터드는 면심 정사각형 기하학적 구조 ( network ) 의 노드에 분포된다. 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 힘흡수 스터드는 육각형 기하학적 구조의 노드에 분포된다. 본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 힘흡수 스터드는 정사각형 기하학적 구조의 노드에 분포된다.
유리하게는, 상기 프레임의 가열은, 힘흡수 스터드에 의해 상부 플레이트 및 하부 플레이트 사이에 형성된 공간에 배치된 필름에 의해 이루어진다. 이러한 구성으로 프레임의 총 두께를 상당히 감소시킬 수 있다. 가열 필름은 예컨대 플라스틱 재료, 세라믹 재료, 또는 운모 ( mica ) 로 만들어진 통상적인 두께 1 ㎜ 의 시트로 구성된다. 컨덕터회로 ( conductor circuit ) 가 줄 효과 ( Joule effect ) 에 의해 150 내지 200 °의 온도로 가열이 이루어지도록 상기 필름의 한 표면에 인쇄되어서, 약 10 W/㎠ 의 열량을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 유리한 특징은 도면에 도시된 실시예의 설명으로 분명해질 것이다.
도 1 에 도시된 내압축성 가열프레임은 상부 플레이트 (1) 와 하부 플레이트 (3) 를 구비하고 있는데, 이들 플레이트는 예컨대 상부 플레이트를 관통하여 하부 플레이트내 나사에 나사결합되는 나사와 같은 고정수단 ( 도시 안됨 ) 에 의해 서로 고정되어 있다. 예를 들면, 상부 플레이트 (1) 는 열절연 플레이트이고, 하부 플레이트는 허니콤 구조를 갖는다.
이러한 특별한 경우, 상기 프레임은 플레이트 형태 부재의 열간 도금에 사용되는 프레스의 지지 빔에 설치되도록 설계된 것이다. 도금은, 예컨대 판지 ( cardboard ) 로 만들어진 포장용 시트상에 금속화 스트립을 열간 스탬핑함으로써 이루어진다. 블럭 (4) 이 하부 플레이트 (3) 에 고정되어 있으며, 일반적으로 100 ℃ 내지 200 ℃ 의 온도에 도달하도록 프레임에 의해 가열된다.
프레임 온도의 상승 및 유지는 상부 플레이트 (1) 와 하부 플레이트 (3) 사이에 배치된 가열 수단 (5) 에 의해 이루어진다.
본 발명에 따르면, 상부 및 하부 플레이트 (1,3) 의 서로에 대한 압축력을 견디기 위해 상부 및 하부 플레이트 사이에 힘흡수 스터드 (71, 72) 가 배치되고, 각 플레이트의 일정한 가열이 가능하도록 분포된다. 도 1 에 도시된 것처럼, 가열 수단 (5) 이 상기 프레임의 2개의 플레이트 (1,3) 사이에 삽입되어, 상기 힘흡수 스터드 (71, 72) 에 의해 2개의 플레이트 사이에 형성된 공간에 배치된다. 따라서, 힘흡수 스터드 (71, 72) 는 프레임이 압축력을 받을 때 변형으로부터 가열 수단 (5) 을 보호하고, 보호를 위한 이 수단의 크기는 프레임의 플레이트의 크기에 비하여 감소된다. 이로써, 가열 수단에 의한 플레이트의 커버 ( cover ) 가 향상되고, 그 결과 프레임의 열적 균일함이 향상된다.
힘흡수 스터드 (71, 72) 는 기하학적 구조의 노드에 분포되는 것이 바람직하다. 도 2 에 도시된 것처럼, 힘흡수 스터드 (71, 72) 는 면심 정사각형 구조 (91) 의 노드에 분포된다. 예컨대 육각형 구조 또는 사각형 구조와 같은 다른 기하학적 구조가 또한 가능하다.
면심 직사각형 구조에서, 힘흡수 스터드는 직사각형 기초 패턴의 4개의 꼭지점에 분포되고, 다섯번째 스터드는 직사각형의 중심에 배치된다. 육각형 구조 에서는, 스터드가 육각형의 6개 변이 쌍으로 교차하는 곳에 스터드가 배치된다. 마지막으로, 정사각형 기하학적 구조에서는, 힘흡수 스터드는 정사각형의 4개의 꼭지점에 배치된다.
예를 들면, 도 2 에 도시된 면심 정사각형 구조 (91) 에 따른 분포에 의하면, 도 1 에 도시된 프레임의 하부 플레이트 (3) 의 온도를, 힘흡수 스터드 (7) 의 영역에서의 국부적인 온도 감소, 즉 하부 플레이트가 대기중에 방치되었을 때 1 ℃ 보다 작은 온도 감소를 위해, 160 ℃ 로 균일화할 수 있다.
도 1 및 3 에 도시된 것처럼, 힘흡수 스터드 (71, 72) 는, 상부 플레이트 (1) 와 가열 수단 (5) 사이에 삽입되어 있는 금속 베이스 시트 (13) 에 압축력을 분배하기 위해 플랜지를 구비하고 있다. 이러한 구성으로, 힘흡수 스터드 (71, 72) 에 의해 상부 플레이트 (1) 에 가해지는 압력을 감소시킬 수 있다. 이로써, 열절연 플레이트 형태로 상부 플레이트 (1) 를 제조하기 위해 압축에 크게 강하지 않은 재료, 예컨대 유리섬유로 차있는 에폭시 수지를 선택할 수 있다.
힘흡수 스터드 (71, 72) 의 플랜지 (11) 는 하부 플레이트 (3) 상에 직접, 또는 가열 수단 (5) 과 하부 플레이트 (3) 사이에 삽입되어 있는 금속 마감 시트 (15) 상에 지지될 수 있다. 프레임의 우수한 열 분포 균일성에 기여하기 위하여, 상기 마감 시트 (15) 는 하부 플레이트 (3) 전체로 열을 빨리 확산시키도록 선택된다.
플랜지 (11) 를 구비한 힘흡수 스터드 (71, 72) 는 하부 플레이트 (3) 를 관통 ( 스터드 (71) ) 하거나 또는 상부 플레이트 (1) 와 금속 마감 시트 (15) 사이 에만 있을 수 있음 ( 스터드 (72) ) 을 주목해야 한다. 이러한 두가지 유형의 힘흡수 스터드가 좀더 상세히 도 3a 및 도 3b 에 각각 도시되어 있다.
먼저 상부 플레이트 (1) 의 가열을 제한하고 또한 가열 수단 (5) 을 압착하여 가열 수단과 마감 시트 (15) 또는 하부 플레이트 (3) 사이에 양호한 열접촉이 보장되도록 하기 위해, 세라믹 펠트와 같은 열절연재 (17) 가 가열 수단 (5) 과 상부 플레이트 (1) 사이에 삽입된다.
앞에서 언급한 것처럼, 가열 수단은 하부 플레이트 (3) 와 상부 플레이트 (1) 사이에 배치되는 필름으로 이루어지고, 힘흡수 스터드 (71, 72) 의 통과가 가능하도록 구멍을 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 구성의 경우, 프레임의 총 두께를 상당히 감소시킬 수 있다. 이러한 크기 감소로 인해, 초기에 절삭 목적으로 사용되는 프레스를 고온 금속화 스트립의 전달 작업을 수행하기 위한 프레스로 전환할 수 있다.
본 발명에 의하면, 높은 수준의 내압축성을 유지하면서 더 우수한 가열 균일성을 갖도록 기존 프레임을 수정할 수 있다.
Claims (9)
- 서로 고정되어 있는 상부 플레이트 (1) 와 하부 플레이트 (3), 및 그 2개의 플레이트 사이에 삽입된 가열 수단 (5) 을 구비하는 내압축성 가열프레임으로서,힘흡수 스터드 (71, 72) 가 상기 플레이트 (1, 3) 의 서로에 대한 압축에 의한 변형에 대해 상기 가열 수단 (5) 을 보호하기 위해, 상기 2개의 플레이트 사이에 배치되고, 또한 각 플레이트의 균일한 가열이 가능하도록 분포되어 있고,상기 가열 수단 (5) 은, 줄 효과 ( Joule effect ) 에 의한 가열을 위해 전기회로가 통과하는 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 내압축성 가열프레임.
- 제 1 항에 있어서, 상기 힘흡수 스터드는 직사각형, 육각형 또는 정사각형 구조의 노드에 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 내압축성 가열프레임.
- 제 1 항에 있어서, 상기 힘흡수 스터드는 면심 정사각형 구조 (91) 의 노드에 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 내압축성 가열프레임.
- 제 1 항에 있어서, 상기 힘흡수 스터드는 면심 육각형 구조의 노드에 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 내압축성 가열프레임.
- 제 1 항에 있어서, 상기 힘흡수 스터드는, 상기 상부 플레이트 (1) 와 상기 가열 수단 (5) 사이에 삽입되어 있는 금속 베이스 시트 (13) 에 압축력을 분배하기 위해 플랜지 (11) 를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 내압축성 가열프레임.
- 제 5 항에 있어서, 상기 힘흡수 스터드의 플랜지 (11) 는 하부 플레이트상에, 또는 상기 가열 수단 (5) 과 상기 하부 플레이트 (3) 사이에 삽입되어 있는 금속 마감 시트 (15) 상에 지지되는 것을 특징으로 하는 내압축성 가열프레임.
- 제 1 항에 있어서, 열절연재 (17) 가 상기 가열 수단 (5) 과 상기 상부 플레이트 (1) 사이에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 내압축성 가열프레임.
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- 제 1 항에 있어서, 상기 상부 플레이트 (1) 는 열절연 플레이트이고, 상기 하부 플레이트 (3) 는 허니콤 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 내압축성 가열프레임.
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