KR100774603B1 - 열가소성 재료로 제조되는 용기를 제조하는 성형 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로에 관해 이동할 수 있고, 이분형 형틀의 전체 높이를 따라 연장된 잠금 수단(14)이 제공되며, 서로를 향해 있는 2개의 후크(17a, 17b) 각각, 상기 후크에 인접한 2개의 리세스(18a, 18b) 각각, 및 상기 후크에 인접하고 상기 2개의 이분형 형틀이 그 폐쇄 위치에서 잠기거나 서로로부터 풀리는 방식으로 나머지 후크와 상호작용하는 회전 쐐기(19)를 포함하며, 상기 쐐기는 상기 리세스(18a)에 삽입되는 2개의 이분형 형틀(1a, 1b)을 구성하는 금형을 포함하는 열가소성 재료로 제조되는 블로우 성형 용기(recipient)의 성형 장치에 관한 것이다.

금형, 이분형 형틀, 열가소성 수지, 블로우 성형 용기, 잠금 수단, 후크, 리세스, 쐐기

Description

열가소성 재료로 제조되는 용기를 제조하는 성형 장치{MOULDING DEVICE FOR PRODUCING RECIPIENTS MADE OF A THERMOPLASTIC MATERIAL}

본 발명은 일반적으로 가열 열가소성 재료로 제조되는 예비 형성품(preform)으로부터 블로우 성형 또는 연신 블로우 성형에 의해 용기를 제조하는 성형 장치의 분야에 관한 것이다.

더 상세하게, 본 발명은 2개의 이분형 형틀이 서로 분리되는 개방 위치와 분리 선(parting line)을 형성하는 짝결합 지지 면(mating bearing face) 각각에 의해 상기 2개의 이분형 형틀이 서로에 대해 꽉 눌려지는 폐쇄 위치 사이에서 상호 이동할 수 있는 적어도 2개의 이분형 형틀(half-mold)을 구성하는 적어도 하나의 금형을 포함하는 위와 같은 성형 장치들에 대한 개선에 관한 것이며, 상기 2개의 이분형 형틀은 짝결합 면 각각을 각도 방향의 반대 방향으로 하면서 2개의 상호 겹침 가장자리(overlapping edge)의 형태로 설계된 그 지지 면 각각의 적어도 2개의 대응 가장자리 각각을 구비하고, 상기 금형의 폐쇄 위치에서 잠금 수단은 상기 겹침 가장자리와 기능적으로 결합한다.

폐쇄 위치에서 잠금 수단은 프랑스 공개 특허 공보 제646 802호에 개시되어 있으며, 상기 잠금 수단은 제1 이분형 형틀에 의해 하나가 다른 하나에 동축으 로(coaxially) 지지되는 다수의 연결 돌기(finger)를 포함하고 제2 이분형 형틀에 의해 지지되는 다수의 수용 구멍(receiving aperture)으로 들어가도록 금형의 축에 평행하게 이동할 수 있다.

이와 같은 잠금 수단은 만족스럽다고 입증되었으며 요즘에는 소위 잭나이프(jackknife)로 불리는 금형을 구비한 성형 장치에 일반적으로 사용되고 있다.

그럼에도 불구하고, 이러한 잠금 수단은 여러 가지 중대한 단점을 갖고 있다.

한가지 단점은 돌기(finger)들과 수용 구멍(receiving aperture)이 각각 제1 이분형 형틀과 제2 이분형 형틀에 의해 외팔보(cantilever) 방식으로 지지된다는 것이다. 블로우 성형 압력(예를 들어 전형적으로 대략 40 X 10⁵ Pa)이 가해지는 동안, 이 반경 방향으로 돌출한 돌기의 지지대와 수용 구멍에는 상기 금형 주변의 접선방향 힘이 실질적으로 가해진다. 여기서의 변형이나 찢어짐을 피하기 위해, 이러한 지지대는 이분형 형틀의 무게를 증가시키고 비용을 또한 증가시키는 견고한(solid) 형태가 되어야 한다.

또 다른 단점은 돌기 각각의 외팔보 구조에 있으며, 잠김 위치에서 돌기의 자유단이 하나의 이분형 형틀에 부착된 반경 방향으로 돌출한 지지대의 대응 수용 구멍에서 유지되는 동안, 상기 구조의 베이스(base)가 나머지 하나의 이분형 형틀에 부착된 반경 방향으로 돌출한 지지대에 맞추어 들어간다. 취입력(blowing force)의 영향 하에서 돌기 각각은 굽힘/전단 응력을 받게 되며, 이로 인해 결과적 으로 돌기 각각을 견고한 형태로 하여야 하고, 그에 따라 무거워지고 비용이 많이 들게 된다.

이러한 모든 요건으로 인해, 상기 잠금 수단이 실질적으로 금형의 주변 위로 돌출되게 하고, 그러면서 또 한편으로는 많은 금형을 포함하고 고속에서 기능하는 장치(카로우젤(carousel) 형태의 회전 성형 장치)에서는 사용가능한 공간이 매우 제한되게 된다. 또한, 상기 잠금 수단은 무겁고 이분형 형틀의 관성을 증가시키며, 이것은 빠른 처리 기능을 하는 장치에 해가 된다.

끝으로, 다수의 중첩된(선형으로) 돌출부의 축방향 변위에 의한 잠금/잠금 해제의 방식은 충분히 길고 적당한 기계 저항을 발생시키는 대응 구멍으로 들어가고 돌출부 각각의 부분에 대해 비교적 오랜 작동을 포함한다는 것이 강조되며, 그 결과 단지 서로가 축 방향으로 이격된 한정된 개수의 돌출부와 구멍을 제공하는 것이 가능하다는 것은 주목할 만하다. 이것은 결국 상기 금형 높이 이상의 불균일한 힘의 분포로 나타난다.

그러므로 귀찮은 일이 덜 하며, 더 가볍고, 더 단순하고, 덜 비싼 단순화된 금형에 대한 지속적인 요구가 있어왔고, 이러한 요구는 낮은 관성으로도 더 빠르게 작동하는 장치를 필요로 하는 생산 처리량의 증대에 대한 소망에 의해 더 심하게 대두되고 있다.

이를 위해, 본 발명은 본 발명에 따라 설계된 상기 잠금 수단이 이하의 방식으로 설계된 것을 특징으로 하는 전문부(preamble)에서 언급한 것과 같은 성형 장치를 제안한다.

- 내측에 위치한 상기 겹침 가장자리 중 하나(15a)는, 후크(hook)(17a)에서 끝나고 상기 후크에 인접하여 리세스(18a)를 갖는 내부 짝결합 면(16a)을 구비하고;
- 외측에 위치한 상기 겹침 가장자리 중 나머지 하나(15b)는, 후크(17b)에서 끝나고 상기 후크에 인접하여 리세스(18b)를 갖는 외부 짝결합 면(16b)을 구비하고;

- 상기 후크들 각각과 상기 내부 및 외부 겹침 가장자리가 실질적으로 상기 금형의 전체 높이 이상으로 연장되며;

- 실질적으로 상기 금형의 전체 높이 이상으로 연장되는 쐐기(gib)가 상기 리세스 중의 하나에서 그 가장자리 중의 하나에 대응하는 핀에 대해 회전식으로 장착되고 각각의 후크와 접촉하며;

- 구동 수단이 2개의 기능 위치를 차지할 수 있는 상기 쐐기에 의해 2개의 극한 위치 사이에서 그 핀에 대해 선회하도록 기능적으로 상기 쐐기와 연결되고,

상기 기능 위치는,

- 상기 쐐기가 다른 겹침 가장자리의 반대쪽 홈(recess)과 계합되지 않고 2개의 이분형 형틀의 상호 상대적인 변위를 일으키는 장착 홈에 삽입되는 위치; 그리고

- 상기 쐐기가 그 장착 홈의 바깥쪽을 향해 선회되며, 폐쇄 위치에 있는 상기 2개의 이분형 형틀은 다른 겹침 가장자리의 반대쪽 홈에 들어가서, 2개의 이분형 형틀이 이들을 서로(예비 블로우 성형, 블로우 성형)로부터 분리시키는 힘을 받게 될 때 상기 쐐기가 상기 2개의 겹침 가장자리의 후크 각각과 계합되며 상기 2개의 이분형 형틀을 기계적으로 지탱하도록 하는 돌출 위치이다.

본 발명의 장치(arrangement)로 인하여, 폐쇄 위치에서 상기 2개의 이분형 형틀에 대한 잠금 수단은 일정한 단계(예비 블로우 성형, 블로우 성형)에서 이 이분형 형틀을 분리하는 힘이 상기 금형의 전체 높이 이상으로 균일하게 흡수되도록 형성된다. 게다가, 그 가장자리들 중 하나에 대한 회전식 쐐기의 회전에 의해 얻어지는 상기 금형의 잠금 공정 및 잠금 해제 공정은 상기 쐐기의 비교적 작은 회전각도, 예를 들어 20°정도에 의해 얻어지며, 상기 비교적 작은 각도 진폭의 회전은 비교적 빠르게 수행될 수 있다. 잠금 공정 및 잠금 해제 공정의 신속성은 더욱 빠른 생산 처리량이 요구되는 블로우 성형 또는 연신 블로우 성형에 의해 열가소성 수지 용기를 제조하는 설비의 사용자들이 요구하고 있는 기능상의 제한 사항의 범위 내에서 완전히 들어맞게 된다. 또한, 실제로 높지만(즉, 상기 금형의 높이)는 두께가 얇고 폭이 비교적 좁은 단일 이동성 부재만을 포함하는 본 발명에 따라 제안된 상기 잠금 수단의 구조적 단순함이 강조된다. 그 결과, 상기 쐐기는 회전 중에 비교적 낮은 관성을 가지며, 결국 이것은 처리량을 증가시키는 방향으로 움직인다. 끝으로, 상기 구조에 대한 이분형 형틀의 설계와 상기 쐐기의 기능적인 배치(layout)는 실질적인 재료의 추가를 필요로 하지 않으므로, 상기 이동성 이분형 형틀의 관성은 또한 상기 해결책에 비해 실질적으로 감소한다. 일반적으로, 본 발명에 따라 설계된 잠금 수단의 조립체는 주변 부재(핀, 지지대 등)의 무게가 역시 줄어들 수 있는 것과 동시에 폐쇄/잠금 상태 및 잠금 해제/개방 상태 동안 상기 금형의 기능 속도를 유의적으로 증가하게 한다.

본 발명에 따른 장치가, 어떠한 형태의 금형에도 적용될 수 있다고 하더라도, 상기 금형이 상기 연결 평면의 한 측면에 실질적으로 평행한 축 상에서 회전식으로 분절된(articulated) 2개의 이분형 형틀을 구비한 잭나이프 형태인 경우에 특히 중요하다는 것이 명백하고, 이 경우에 상기 잠금 수단은 상기 2개의 이분형 형틀의 상기 축의 반대쪽 금형의 측면에 제공된다.

공지의 금형 장치에 있어서, 이분형 형틀 각각은 형틀의 이분형 임프레션(half-impression)이 제공된 쉘을 내부적에 고정한 금형 캐리어(carrier), 상기 금형의 폐쇄 위치에서 서로에 대해 압축된 2개의 쉘에 의해 형성된 연결 평면을 포함하며, 이 경우에, 상기 잠금 수단이 2개의 금형 캐리어에 의해 지지된다면 유리하다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 쐐기의 구동 수단의 설계는 단순화될 수 있으므로, 상기 쐐기가 상기 내부 겹침 가장자리에 의해 지지될 수 있다.

가능한 실시예에 있어서, 상기 2개의 겹침 가장자리의 후크 각각과 상기 쐐기는 실질적으로 상기 금형의 전체 높이 이상으로 연속적으로 연장된다. 하지만 무게 감소 때문에 관심이 있는 또 다른 실시예에 있어서, 상기 쐐기와 최소 상기 겹침 가장자리의 후크는 실질적으로 상기 금형의 전체 높이 이상으로 연속적으로 연장된다.

특히 바람직한 실시예에 있어서, 상기 쐐기는, 반경방향으로 움직일 수 있는 상태로, 그 핀 상에 또는 그 핀에 의해 회전식으로 지지된다. 이러한 배치로 인해, 상기 2개의 이분형 형틀에 서로 분리시키는 힘이 가해지면, 상기 후크의 면에 대해 압축되는 것은 상기 쐐기 자체이므로 그 선회 핀은 어떠한 힘도 전달하지 않게 된다. 이 핀은 단독으로 대응 이분형 형틀에서 상기 쐐기를 유지하도록 구성되며, 따라서 다시 중량을 줄이면서 최소의 크기로 될 수 있다.

본 발명에 따른 상기 장치는 회전식으로 이동성이 있는, 일반적으로 주변을 따라 분포된 다수의 금형이 제공되는 카로우젤 형태의 성형 장치를 포함하는 대량 생산 설비를 갖춘 상세한 응용예를 갖고 있다. 이 경우에, 상기 배치에 따라 설계된 성형 장치에 있어서, 상기 쐐기와 기능적으로 연결된 구동 수단은 복귀 장치에 의해 상기 쐐기의 회전축 중 하나의 단부에 의해 지지되는 적어도 하나의 공전 롤러(idler roller)를 구성할 수 있으며, 상기 롤러는 카로우젤에 측 방향으로 배치된 고정 유도 캠과 함께 작동될 수 있다. 그러므로 흥미있게는, 상기 쐐기의 구동 수단은 상기 쐐기를 상기 삽입 위치 또는, 바람직한 변형에서, 상기 돌출 위치로 돌아오게 할 수 있는 복귀 스프링으로 이루어져 있다.

도 1a, 도 1b, 및 도 1c는 본 발명에 따라 설계된 잭나이프 형틀의 상면을 개략적으로 나타내는 도면으로서, 3개의 각각 다른 기능 위치(각각 폐쇄되고 잠긴 금형, 폐쇄되고 잠금 해제된 금형, 개방 금형)를 나타내는 도면이다.

도 2a 및 도 2b는 폐쇄 위치와 개방 위치 각각에서 본 발명에 따라 설계된 금형의 구체적인 실시예를 나타내는 사시도로서, 도 2a에서는 상기 금형을 하부만 부분(section)적으로 나타내고 있으며, 도 2b에서는 상기 장치의 배열을 볼 수 있도록 쐐기가 수직 부분에 있는 것으로 도시되어 있다.

도 3은 상기 금형의 변형을 나타내는 도 2b와 유사한 도면이다.

도 4는 본 발명의 장치의 또 다른 실시예를 나타내는 분해 사시도이다.

본 발명은 예시적인 예제의 방식으로 단독으로 주어지는 일정한 바람직한 실시예를 수반하는 상세한 설명을 읽음으로써 더 명확하게 이해될 수 있다. 이 설명에서, 수반하는 도면이 다음과 같이 참고된다.

본 발명에 따른 상기 장치는 가열 열가소성 재료(예를 들어 PET)로 제조되는 예비 형성품(preform)으로부터 블로우 성형 또는 연신 블로우 성형에 의해 병과 같은 용기를 제조하는 상기 성형 장치에 대한 개선이다. 그러한 성형 장치는 적어도 2개의 이분형 형틀이 서로 분리되는 개방 지점과 분리 선(parting line)을 형성하는 짝결합 지지대 각각에 의해 적어도 2개의 이분형 형틀이 서로에 대해 꽉 눌려지는 폐쇄 위치 사이에서 상호 이동할 수 있도록 제조된 적어도 2개의 이분형 형틀(가능하게는 제3 부재가 축방향의 가변 금형 베이스를 형성), 상기 적어도 2개의 이분형 형틀은 서로 분리되는 개방 지점과 연결 평면을 형성하는 짝결합 면 각각에 의해 적어도 2개의 이분형 형틀이 서로에 대해 꽉 눌려지는 폐쇄 위치 사이에서 상호 이동할 수 있으며, 잠금 수단은 폐쇄 위치에서 2개의 이분형 형틀을 잠그도록 제공되고 블로우 성형 유체가 매우 고압(예를 들어 전형적으로 대략 40 X 10⁵ Pa)하에서 유입될 때 상기 이분형 형틀이 분리되거나 부분적인 개방되는 것을 막도록 제공된다.

현재, 그러한 성형 장치는 다수의 금형을 포함할 수 있으며 바깥 둘레 이상으로 분포된 금형을 구비한 회전 장치 또는 카로우젤 형태로 설계될 수 있으며, 상기 금형의 개방/폐쇄, 잠금/잠금 해제 등의 다양한 기능은 금형에 수반되는 종동 캠에 의해 회전하고, 회전 부재의 외부에 고정되어 장착된 유도 캠과 함께 작동하는 동안 실질적으로 제어될 수 있다.

본 발명에 따른 장치가 어떠한 형태의 금형에도 적용될 수 있지만, 특히 서로에 대해 회전하는 2개의 이분형 형틀 또는 현재 매우 일반적인 잭나이프 형틀이 마련된 금형에 적용될 수 있고, 따라서 이러한 것도 잭나이프 형틀의 범주 내에 속하는 것이고, 이하에서는 그와 같은 단일 형태의 금형에만 그 보호 범위를 제한함 없이 본 발명을 상세히 설명한다.

전체를 도면부호 1로 나타낸 이분형 형틀(1a, 1b)(도시되지 않은 축방향 이동성 베이스는 또한 상기 금형의 베이스에 제공될 수 있음)을 구성하는 잭나이프 형틀의 일반적인 배치는 도 1a 내지 도 1c에 정면도가 간이화된 방식으로 예시된다. 상기 2개의 이분형 형틀은 2개의 짝결합 면 각각 또는 폐쇄 위치에서 연결 평면(3)(도 1a, 도 1b)을 형성하는 지지 면(2a, 2b)을 갖는다. 상기 짝결합 면은 얻어지는 용기의 외부 형태 또는 그 베이스를 제외하고 이 형상의 적어도 큰 비율을 갖는 성형 체적(4)을 함께 형성하는 2개의 이분형 임프레션(half-impression)(4a, 4b) 각각에 리세스가 만들어 진다.

도 1a 내지 도 1c에 좀더 상세하게 예시된 예에 있어서, 이분형 형틀(1a, 1b) 각각은 복합 구조를 가지며 적어도 하나의 전기자(armature) 또는 금형 캐리어(5a, 5b), 및 금형 캐리어 각각에 탈착식으로 고정되고 상기 이분형 임프레션 각각을 포함하는 내부 금형부 또는 쉘(6a, 6b)을 구성한다. 상기 쉘은 그 자체로 2개의 부재가 될 수 있으며, 상기 쉘은 그 자체로 본 출원인의 이름으로 유럽 특허 출원 제0 821 614호에 개시된 것과 같이 이분형 임프레션과 상기 쉘 및 금형 캐리어 각각에 내삽된 쉘 캐리어를 구비하고 있다.

바람직한 예제로, 만약 잭나이프 형태의 금형이 참조된다면, 상기 이분형 형틀(1a, 1b)(이 경우에 금형 캐리어(5a, 5b))은 한편으로는 중첩 방식으로 서로 간에 맞추어지고 연결 평면의 연장선에 배치된 축(8)이 통과하는 돌출 측면(cheek) 각각을 포함한다.

게다가, 2개의 돌출 돌기(lug)(9a, 9b) 각각은 상기 축의 어느 한 측면에 위치한 핀(10a, 10b)에 의해 2개의 작동 링크 봉(11a, 11b)의 단부를 회전식으로 지지하며, 작동 링크 봉(11a, 11b)의 2개의 다른 단부 각각은 선형으로(화살표(13)) 도시되지 않는 구동 수단에 의해 상기 금형에 인접하도록 상기 축(8) 방향으로 또는 상기 금형을 개방하기 위해 반대 방향으로 자유 회전식으로 이동할 수 있는 축(12)에 함께 결합된다.

상기 연결 평면(3)의 다른 면과 상기 축(8)의 반대편에는 예비 블로우 성형 및/또는 블로우 성형 압력이 적용되는 동안 상기 폐쇄 위치에서 상기 2개의 이분형 형틀(1a, 1b)을 유지하도록 설계된 잠금 수단(14)이 제공된다.

상기 잠금 수단(14)은 다음의 방식으로 설계된다.

상기 2개의 이분형 형틀(1a, 1b)을 서로 결합시키는 상기 축(8)에 대향하는 가장자리로서, 지지 면(2a, 2b) 각각의 경계를 정하는 상기 2개의 이분형 형틀의 2개의 가장자리 각각은 도 1a에 도시된 상기 금형의 폐쇄 위치에서 서로 반대로 반경 방향으로 배치된 짝결합 면 각각을 구비한 2개의 상호 겹침 가장자리(15a, 15b) 의 형태로 만들어진다.

도시된 실시예에 있어서, 상기 겹침 가장자리 중의 하나는, 예를 들어 상기 이분형 형틀(1a)의 가장자리(15a)는 상기 지지 면(2a) 이상으로 원주 방향으로 연장되지 않으며 바깥쪽을 향하는 후크 형태로 끝나는 짝결합 면(16a)을 구비하며, 또한 상기 면(16a)은 상기 후크(17a)에 인접한 리세스(recess)(18a)에 의해 속이 비워진다.

상기 가장자리의 나머지 가장자리(15b)은 지지 면(2b)을 넘어서 연장되며 바깥쪽을 향해 반경 방향으로 편심되어, 도 1a에 예시된 폐쇄 위치에서 상기 가장자리(15b)은 외부적으로 상기 가장자리(15a)을 덮게 되며, 상기 짝결합 면(16b)은 내부(짝결합 면의 내부)에 위치한 짝결합 면(16a)의 반대쪽 외부(짝결합 면의 외부)에 위치하게 된다.

상기 외부 짝결합 면(16b)은 실질적으로 상기 면(16a)과 유사한 방식으로 설계된다. 상기 면(16a)은 후크(17a)를 넘어 내부를 향하는 후크(17b)의 형태로 끝나며, 상기 후크(17b)에 인접한 리세스(18b)에 의해 속이 비워진다.

상기 2개의 후크(17a, 17b) 각각과 상기 2개의 리세스(18a, 18b)로 윤곽이 그려진 2개의 대향 짝결합 면(16a, 16b)은 실질적으로 상기 금형 전체 높이 이상으로 연장된다.

상기 2개의 후크(17a, 17b)는 도 1a에 도시된 금형의 폐쇄 위치에서 서로가 각도 방향으로 떨어져 위치함에 의해 서로에 대해 원주 방향으로 편심되고 상기 면(16a, 16b)은 서로 반대로 위치한다.

또한 실질적으로 상기 금형 전체 높이 이상으로 연장되는 쐐기(19)는 상기 가장자리(15a, 15b) 중 하나에 의해 실질적으로 그 수직 가장자리과 일치하는 핀(20)에 의해 회전식으로 지지되어, 상기 금형의 폐쇄 위치에서 상기 2개의 후크(17a, 17b) 사이에 들어가도록 한다.

상기 쐐기(19)는 소망하는 잠금 기능을 얻기 위해 상기 가장자리(15a, 15b)의 하나 또는 다른 것에 의해 동등하게 잘 지지될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 상기 가장자리(15a)이 상기 이분형 형틀(1a, 1b)의 회전축(8)에 반경방향으로 근접하게 될 때, 상기 쐐기(19)를 상기 가장자리(15a)에 장착함에 의해 관성이 줄어들 것이라는 것은 명백하다. 만약 상기 쐐기(19)가 상기 가장자리(15a)에 부착된다면 설명의 주제인 상기 쐐기의 회전 구동 수단은 더욱 간단하게 만들어 질 수 있다.

이러한 상황에 있어서, 상기 쐐기(19)는 도 1a에 예시된 바와 같이 상기 가장자리(15a)에 장착되어 회전 핀(20)이 결합되는 상기 쐐기의 세로 가장자리은 상기 후크(17a), 상기 쐐기(19)의 짝결합 면, 및 모서리가 둥글게 된 상기 후크(17a)와 접촉을 시작한다.

끝으로, 구동 수단(상기 구동 수단의 실시예가 아래에 나타남)은 상기 쐐기(19)가 2개의 극단적인 기능 위치 사이에서 미리 결정된 각도 범위 이상으로 그 핀(20)에 대하여 선회하도록 하는데, 상기 2개의 극단적인 기능 위치는 다음과 같다.

- 상기 쐐기(19)가 나머지 겹침 가장자리(15b)와, 더욱 상세하게는 상기 가장자리(15b)의 나머지 후크(17b)와 맞물리지 않고, 상기 2개의 이분형 형틀의 상호 상대적인 이동(도 1c에 예시된 것과 같은 금형의 열림 및 금형의 닫힘)을 허용하는 구성인 상기 쐐기(19)가 상기 패인 위치(18a)(그 안에서 상기 쐐기는 분절되어 있음)에 삽입되는 삽입 위치; 그리고,

- 상기 쐐기(19)가 바깥쪽을 향하며, 폐쇄 위치에 있는 상기 2개의 이분형 형틀(1a, 1b)은 나머지 겹침 가장자리(15b)의 리세스(18b)에 들어가서, 상기 2개의 이분형 형틀(1a, 1b)이 서로를 분리 시키는 힘에 종속될 때(블로우 성형 단계 및/또는 예비 블로우 성형 단계) 상기 쐐기(19)는 상기 2개의 후크(17a, 17b) 각각의 사이에 들어가도록 하고, 상기 2개의 이분형 형틀(1a, 1b)을 기계적으로 지탱하도록 하는 돌출 또는 선회 위치(도 1a에 도시됨)이다.

상기 이분형 형틀(1a, 1b)이 금형 캐리어(5a, 5b) 각각과 함께 설계되는 도 1a 내지 도 1c에서 예시되고 상술한 경우에 있어서, 상기 겹침 가장자리(15a, 15b)는 각각이 상기 2개의 금형 캐리어(5a, 5b)에 속한다.

본 발명에 따른 상기 잠금 수단의 장치는 단순하고(적은 요소 부재, 적은 기계 가공) 특히 폐쇄 위치에서 상기 이분형 형틀의 효율적인 잠금을 제공하기 때문만이 아니라 상기 쐐기(19)의 2개의 극단적인 기능 위치 사이에서 쐐기의 비교적 작은 각도 운동(예를 들어 이것은 대략 20°일 수 있음) 때문에 특히 유리하다. 이 작은 각도 운동은 기능 비율이 증가하도록 하는데 도움을 주는 빠른 잠금/잠금 해제에 의해 이루어진다.

특히 중요한 바람직한 실시예(반경방향 움직임이 가능한 크기는 사용된 매우 작은 치수로 인하여 실질적으로 도시될 수 없음)에 있어서, 상기 쐐기(19)는 반경 방향 움직임(예를 들어 상기 쐐기의 핀의 먼 단부는 상기 겹침 가장자리(15a)에 제공된 지지 베어링에서 반경 방향으로 움직일 수 있도록 맞물림)이 허용되면서 상기 겹침 가장자리(15a)에 의해 회전식으로 지지된다. 그래서 상기 이분형 형틀(1a, 1b)에 서로를 분리하는 힘이 가해질 때, 상기 쐐기(19)는 상기 후크(17a)에 대해 자유롭게 지지될 수 있으며, 힘은 압력이 더 낮게 걸리는 비교적 큰 지지 면에 의해 흡수될 수 있고, 상기 핀(20)(또는 이 핀의 단부)에는 어떠한 전단력도 가해지지 않으며 핀(20)은 크기가 더 작아질 수 있다(재료를 절약하고, 무게 및 관성을 감소시킴).

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따라 설계된 금형의 구체적인 실시예의 2가지 각각 다른 기능 위치, 각각 폐쇄 위치와 개방 위치에서의 사시도이다.(도 1a 내지 1C의 도면 부호는 도 2a 및 2B에서 반복됨)

이 실시예에 있어서, 상기 2개의 겹침 가장자리(15a, 15b)의 후크(17a, 17b) 각각과 상기 쐐기(19)는 실질적으로 상기 금형(1)의 전체 높이 이상으로 연속적으로 연장된다.

도 2a 및 도 2b는 상기 금형(1)이 카로우젤에 장착된 곳에서 실행될 수 있는 상기 쐐기(19)의 회전 구동 수단(21)의 실시예를 또한 나타낸다. 도 2b(개방 위치에서의 금형)는 상기 쐐기(19)가 장착되는 방식과, 좀더 명확하게는 상기 쐐기(19)의 단부를 넘어 돌출하는 그 회전 핀(20)의 단부가 상기 이분형 형틀(1a)에 부착된 베어링(22)에서 선회하는 방식을 나타낸다. 하부 베어링(22)을 관통해 지나는 상기 핀(20)의 하단부는 반경 방향 암(23)에 부착되며, 상기 암의 자유단은 공전 롤러(24)를 지지한다. 이 롤러(24)는 상기 금형(1)을 지지하는 카로우젤이 회전하는 동안 상기 롤러(24)에 따른 궤적을 따라 연장되는 상기 장치의 프레임에 부착된 고정 캠(도시되지 않음)과 함께 작동할 수 있다.

가능한 실행에 있어서, 상기 롤러/캠에 의해 상기 쐐기(19)를 회전시키는 것은 잠금 해제를 위해 상기 쐐기가 복귀 스프링(25)의 작동에 의해 반대 방향으로 회전하는 동안, 폐쇄 위치에서 상기 금형이 잠기도록 한다.

바람직한 다양화에 있어서, 상기 롤러/캠에 의해 상기 쐐기(19)를 회전시키는 것은 잠금을 위해 상기 쐐기가 복귀 스프링(25)의 작동에 의해 반대 방향으로 회전되는 동안, 개방 위치에서 상기 금형의 잠금이 해제되도록 한다.

도 3은 상기 금형의 폐쇄 위치에서 반경 방향 바깥쪽에 위치한 상기 겹침 가장자리(15b)이 상기 금형 캐리어(5b)에 부착된 분리 부재의 형태로 구성되는 것에 따른 변형을 나타내는 도 2b(개방 위치에서의 금형)와 유사한 도면이다. 도시된 예에 있어서, 이 부재는 접선 방향 볼트를 구비한 너트와 볼트 연결에 의해 고정되며, 단지 상기 접선 방향 하우징의 접선 방향 볼트 구멍(aperture)(26)이 보인다.

단지 상기 금형 캐리어(5a, 5b)와 그 핀(20)을 구비한 상기 쐐기(19)가 도 4에 분해도 및 사시도로 나타난다. 이 실시예에 있어서, 상기 쐐기(19)에 더하여, 상기 2개의 금형 캐리어(5a, 5b)의 상기 겹침 가장자리(15a, 15b) 각각은 불연속적인 구조의 형태로 만들어진다. 그럼에도 불구하고, 위에서 나타난 것과 같이, 이 구조는 상기 금형의 전체 높이 이상으로 연장되어, 가벼운 부재가 사용되더라도 상기 금형의 전체 높이에 걸친 비교적 정규적이고 연속적인 힘의 흡수가 얻어지도록 한다.

그러므로 상기 금형의 폐쇄 위치에서 바깥쪽으로 위치한 상기 겹침 가장자리(15b)는 간격(27)에 의해 분리된 다수의 중첩 후크(17b)를 포함하며, 상기 간격의 높이는 제한되어야 하며, 후크(17b) 각각의 개별 설계는 위에서 고려된 실시예의 단일 후크의 설계와 동일하다.

유사하게, 상기 쐐기(19)는 상기 핀(20)에 부착된 상기 후크(17b)와 같은 간격을 가지는 웨브(web)(28)의 연속으로 이루어져 있다.

끝으로, 상기 금형 캐리어(5a)의 겹침 가장자리(15a)에는 또한 그 자체로 상기 후크(17b)와 상기 웨브(28)에 따른 다수의 후크(17a)가 제공된다. 이 실시예에 있어서, 도 4에 예시된 것과 같이, 상기 후크들 사이의 간격은 견고하고(solid), 이 상기 핀이 지나는 구멍(bore)이 뚫릴 수 있다.

필요하다면, 단지 개시된 불연속적인 구조의 일정한 부재는 연속적인 구조의 부재와 기능적으로 연결될 수 있다는 것을 알 수 있다. 그래서 예를 들어, 상기 겹침 가장자리(15a)의 불연속적인 후크(17b)와 웨브(28)를 구비한 상기 쐐기(19)는 연속적인 후크(17a)와 결합될 수 있다.

Claims (10)

1. 가열 열가소성 재료로 제조되는 예비 형성품(preform)으로부터 블로우 성형 또는 연신 블로우 성형에 의해 용기를 제조하는 성형 장치로서, 2개의 이분형 형틀(half-mold)(1a, 1b)이 서로 분리되는 개방 지점과 연결 평면(3)을 형성하는 협동 지지 면(cooperating bearing face)(2a, 2b) 각각에 의해 서로에 대해 꽉 눌려지는 폐쇄 위치 사이에서 상호 이동할 수 있는 적어도 2개의 이분형 형틀(1a, 1b)로 구성되는 적어도 하나의 금형(1)을 포함하고, 상기 2개의 이분형 형틀(1a, 1b)은 상기 금형의 폐쇄 위치에서 대향 짝결합 면(mating face)(16a, 16b) 각각을 구비한 2개의 상호 겹침 가장자리(overlapping edge)의 형태로 반경 방향으로 설계된 그 지지 면(2a, 2b) 각각의 적어도 2개의 대응 가장자리(15a, 15b) 각각을 구비하며, 잠금 수단(14)이 상기 겹침 가장자리과 기능적으로 결합하는 성형 장치에 있어서,

   상기 잠금 수단(14)은,

   - 내측에 위치한 상기 겹침 가장자리 중 하나(15a)는, 후크(hook)(17a)에서 끝나고 상기 후크에 인접하여 리세스(18a)를 갖는 내부 짝결합 면(16a)을 구비하고;

   - 외측에 위치한 상기 겹침 가장자리 중 나머지 하나(15b)는, 후크(17b)에서 끝나고 상기 후크에 인접하여 리세스(18b)를 갖는 외부 짝결합 면(16b)을 구비하고;

   - 상기 내부 겹침 가장자리(15a) 및 외부 겹침 가장자리(15b)의 리세스(18a, 18b)와 후크(17a, 17b) 각각이 상기 금형의 전체 높이 이상으로 연장되고;

   - 상기 금형의 전체 높이 이상으로 연장되는 쐐기(gib)(19)가 상기 리세스 중의 하나에서 그 가장자리 중의 하나에 대응하는 핀(20) 주위로 회전할 수 있고 각각의 상기 후크와 접촉하도록 장착되며;

   - 쐐기(19)가 2개의 극한 위치 사이에서 핀(20) 주위로 선회하도록 구동 수단이 쐐기(19)와 기능적으로 연결되고, 그에 의하여 상기 쐐기(19)가 2개의 기능 위치를 차지할 수 있으며,

   상기 2개의 기능 위치는,

   - 쐐기(19)가 상기 겹침 가장자리의 나머지 하나의 대향 홈(recess)과 맞물리지 않고 2개의 이분형 형틀의 상호 상대적인 변위를 일으키는 장착 홈(recess)에 삽입되는 위치와,

   - 쐐기(19)가 그 장착 홈의 바깥쪽을 향해 선회되며, 상기 2개의 이분형 형틀(1a, 1b)이 폐쇄 위치에 있는 상태에서, 쐐기(19)가 다른 겹침 가장자리의 대향 리세스와 맞물려서, 2개의 이분형 형틀(1a, 1b)이 서로로부터 그들을 분리시키는 힘을 받을 때에, 상기 쐐기(19)가 상기 2개의 겹침 가장자리(15a, 15b)의 후크(17a, 17b) 각각과 맞물리며 상기 2개의 이분형 형틀(1a, 1b)을 기계적으로 유지하는 돌출 위치가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 성형장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 금형(1)은 상기 연결 평면(3)의 한 측면에 평행한 축에서 회전할 수 있게 상호 관절식으로 연결되는 2개의 이분형 형틀(1a, 1b)을 구비한 잭나이프(jackknife) 형태이며, 상기 잠금 수단(14)은 상기 2개의 이분형 형틀의 상기 축(8)에 대향하는 상기 금형의 측면에 제공되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
3. 제1항에 있어서,

   이분형 형틀(1a, 1b) 각각은 형틀의 이분형 임프레션(half-impression)(4a, 4b)을 구비한 쉘(shell)(6a, 6b)이 내부적으로 고정되는 금형 캐리어(carrier)(5a, 5b)를 포함하고, 연결 평면(6)은 상기 금형의 폐쇄 위치에서 서로에 대해 눌려지는 상기 2개의 쉘(6a, 6b)에 의해 형성되며,

   상기 잠금 수단(14)은 2개의 금형 캐리어(5a, 5b)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 쐐기는 상기 내부 겹침 가장자리에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 2개의 겹침 가장자리(15a, 15b)의 후크(17a, 17b) 각각과 상기 쐐기(19)는 상기 금형의 전체 높이 이상으로 연속적으로 연장되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 쐐기(19)와 적어도 대향 겹침 가장자리의 후크는 상기 금형의 전체 높이 이상으로 불연속적으로 연장되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 쐐기(19)는 반경 방향으로의 움직임이 허용되면서 상기 쐐기의 핀 상에서 또는 상기 쐐기의 핀에 의해서 회전식으로 지지되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
8. 제1항에 있어서,

   이 장치는 카로우젤(carousel) 형태이고 회전식으로 이동성이 있으며, 상기 쐐기(19)와 기능적으로 연결된 상기 구동 수단은, 복귀 장치(return mechanism)에 의해서, 상기 쐐기의 회전 축의 일 단부에 의해 지지되는 적어도 하나의 공전 롤러(idler roller)를 포함하며, 상기 롤러는 회전하는 카로우젤에 측 방향으로(laterally) 배치된 고정 유도 캠과 함께 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 쐐기(19)의 구동 수단은 상기 삽입된 위치로 상기 쐐기(19)를 되돌릴 수 있는 복귀 스프링(return spring)(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
10. 제8항에 있어서,

    상기 쐐기(19)의 구동 수단은 상기 돌출한 위치로 상기 쐐기(19)를 되돌릴 수 있는 복귀 스프링(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.

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