KR100840479B1 - 성형 시스템 및/또는 러너 시스템 내에서 용융물 도관을결합하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

성형 시스템 및/또는 러너 시스템 내에서 용융물 도관을결합하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

경계부를 따라 용융물 도관(70, 70')의 결합부(76)와 결합하도록 구성된 커플링부(76')를 갖는 커플링 구조물(80)을 바람직하게는 포함하는 성형 용융물 도관(70, 70') 및/또는 러너 시스템(26)을 위한 방법 및 장치가 제공된다. 냉각 구조물(82)은 커플링 구조물(80)에 냉각제를 제공하도록 구성된다. 바람직하게는, 냉각 구조물(82)은 경계부 내부로 누설되는 임의의 용융물이 적어도 부분적으로 응고되게 하는 온도로 커플링 구조물(80)을 냉각하여, 그에 의해서 연속부(들)를 추가로 밀봉한다.
경계부, 커플링 구조물, 냉각 구조물, 냉각제, 러너 시스템, 성형 용융물 도관

Description

성형 시스템 및/또는 러너 시스템 내에서 용융물 도관을 결합하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR COUPLING MELT CONDUITS IN A MOLDING SYSTEM AND/OR A RUNNER SYSTEM}
본 발명은 성형 시스템에서 분리된 용융물 도관들 사이에 누설이 감소된 연결을 제공하기 위한 용융물 도관 커플러에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 용융물 도관 커플러는 사출 성형 기계의 러너 시스템에서 용융물 도관을 상호연결하도록 구성될 수도 있다. 보다 구체적으로, 러너 시스템은 금속 사출 성형을 위하여 구성된 고온 러너를 포함할 수도 있다.
본 발명은 반고체 또는 완전 액체(즉, 고상선 위) 상태의 (마그네슘과 같은) 금속 합금의 성형에 관한 것이다. 이러한 합금용으로 사용되는 사출 성형 시스템의 예시적인 장치 및 작동의 상세한 설명이 미국 특허 제5,040,589호 및 제6,494,703호를 참조하여 입수될 수 있다.
도1 및 도2는 서로 결합된 사출 유닛(14) 및 클램프 유닛(12)을 포함하는 공지된 사출 성형 시스템(10)을 도시한다. 사출 유닛(14)은 고체 금속 피드스톡(도시 생략)을 용융물로 처리하고 그 다음에 용융물을 그것과 함께 유체 연통식으로 배열된 폐쇄되고 클램프된 사출 주형 내부로 사출한다. 사출 주형은 도1에서 개방 형상으로 도시되고 상보적인 주형 고온 및 저온 반부(23, 25)를 포함한다. 사출 유닛(14)은 그 상에 장착된 사출 조립체(29)를 활주가능하게 지지하는 사출 유닛 기부(28)를 더 포함한다. 사출 조립체(29)는 캐리지 조립체(34) 내부에 배열된 배럴 조립체(38) 및 캐리지 조립체(34)에 장착된 구동 조립체(36)를 포함한다. 구동 조립체(36)는 배럴 조립체(38) 내부에 배열된 스크류(56)(도2)의 작동(즉, 회전 및 왕복 운동) 때문에 배럴 조립체(38) 바로 뒤에 장착된다. 사출 조립체(29)는 캐리지 실린더(30)의 사용을 통해서 클램프 유닛(12)의 정지 플래튼(16)에 연결되어 도시된다. 용융물이 주형으로 사출되는 동안 캐리지 실린더(30)는 작동 시에 고온 반부 러너 시스템(26)의 용융물 도관(예들 들면, 탕구 부싱, 매니폴드(170) 등) 내부에서 배럴 조립체(38)의 기계 노즐(44)(도2) 사이의 결합을 유지하기 위하여 배럴 조립체(38)를 따라 캐리지 힘을 인가하도록 구성된다(즉, 용융물의 사출에 의해 발생되는 반력에 대항하여 작동한다). 기계 노즐(44)과 러너 시스템의 용융물 도관의 연결은 바람직하게는 미국 특허 제6,357,511호에 기재된 것과 같은 스피곳 연결이다.
도2에서 배럴 조립체(38)는 축방향 원통형 보어(48A)가 그를 관통하여 배열된 기다란 원통형 배럴(40)을 포함하도록 도시된다. 보어(48A)는 그 내부에 배열된 스크류(56)와 협동하여 금속 피드스톡을 처리 및 운반하고 사출 동안 성형 재료의 용융물을 축적하고 그런 후 도관으로 보낸다. 스크류(56)는 기다란 원통형 몸체부(59) 둘레에 배열된 나선형 플라이트(58)를 포함한다. 스크류(56)의 후방부(도시 생략)는 바람직하게는 구동 조립체(36)와 결합하도록 구성된다. (또한 도시되지 않은) 스크류의 전방부는 스크류(56)의 전방 정합면의 전방에 배열된 작동부를 갖는 비복귀 밸브(60)를 수용하도록 구성된다. 배럴 조립체(38)는 또한 배럴(40)의 전방 단부와 기계 노즐(44)의 중간에 위치설정된 배럴 헤드(42)를 포함한다. 배럴 헤드(42)는 기계 노즐(44)을 통해서 배열된 상보적인 용융물 통로(48C)를 배럴 보어(48A)와 연결하는 그를 통해 배열된 용융물 통로(48B)를 포함한다. 배럴 헤드(42)를 관통하는 용융물 통로(48B)는 기계 노즐(44)의 훨씬 더 좁은 용융물 통로(48C)로 용융물 통로의 직경을 변화시키기 위하여 내향으로 테이퍼진 부분을 포함한다. 배럴(40)의 중심 보어(48A)는 또한 고온 금속 용융물의 부식성으로부터 인코넬(인터내셔날 닉클 컴퍼니 인크.의 상표명)과 같은 니켈계 합금으로부터의 공통적으로 만들어진 배럴 기재 재료를 보호하도록 스텔라이트(하인즈 스텔라이트 코.의 상표)와 같은 내부식성 재료로부터 만들어진 라이너(46)를 포함하도록 도시된다. 성형 재료와 접촉하게 되는 배럴 조립체(38)의 다른 부분은 또한 유사한 보호성 라이닝 또는 코팅을 포함할 수도 있다.
배럴(40)은 (도시되지 않은) 배럴의 상부 후방부를 통해 위치된 (도시되지 않은) 공급 목부(feed throat)를 통해 분쇄된 금속 피드스톡의 공급원과 연결되도록 추가로 구성된다. 공급 목부는 피드스톡을 배럴(40)의 보어(48A) 내로 안내한다. 피드스톡은 그런 후 이어서 배럴 보어(48A)와 협동하는 스크류(56)의 작동에 의한 기계적인 작업에 의해서 그리고 제어된 열에 의해서 성형 재료의 용융물로 처리된다. 열은 배럴 조립체(38)의 길이부의 실질질인 부분을 따라 배열된 일련의 히터(50)(이들 모두가 도시되지는 않음)에 의해서 제공된다.
클램프 유닛(12)은 그 단부에 견고하게 보유된 정지 플래튼(16)을 갖는 클램프 기부(18), 클램프 기부(18)의 대향 단부에 활주가능하게 연결된 클램프 블록(22), 및 정지 플래튼(16)과 클램프 블록(22)을 상호연결하는 일 세트의 타이 바아(32) 상에서 그 사이에서 이동하도록 구성된 이동 플래튼(20)을 포함한다. 알려진 바와 같이, 클램프 유닛(12)은 정지 플래튼에 대하여 (도시되지 않은) 이동 플래튼(20)을 그 사이에 배열된 사출 주형 반부(23, 25)를 개방 및 폐쇄하도록 왕복 운동시키는 수단을 더 포함한다. 클램핑 수단(도시 생략)은 또한 성형 재료의 용융물의 사출 동안 주형 반부(23, 25) 사이에 클램핑 힘을 제공하기 위하여 클램프 블록과 이동 플래튼 사이에 제공된다. 사출 주형의 고온 반부(25)는 정지 플래튼(16)의 면에 장착되고, 반면에 주형의 상보적인 저온 반부(23)는 이동 플래튼(20)의 대향면에 장착된다.
보다 상세하게는, 사출 주형은 주형 반부(23, 25) 사이에서 공유되는 상보적인 성형 삽입체 사이에 형성된 적어도 하나의 주형 공동(도시 생략)을 포함한다. 주형 저온 반부(23)는 그 내부에 배열된, 도시되지 않은, 하나 이상의 코어 성형 삽입체를 갖는 코어 판 조립체(24)를 포함한다. 주형 고온 반부(25)는 러너 시스템(26)의 면에 장착되고 그 내부에 배열된 적어도 하나의 상보적인 공동 성형 삽입체를 갖는 공동 판 조립체(27)를 포함한다. 고온 러너 시스템(26)은 그의 충전을 위한 적어도 하나의 성형 공동과 기계 노즐(44)의 용융물 통로(48C)를 연결하기 위한 수단을 제공한다. 러너 시스템(26)은 그 사이에 용융물 도관을 둘러싸는 매니폴드 판(64)과 상보적인 지지 판(62; backing plate) 및 단열 판(60)을 포함한다. 러너 시스템(26)은 오프셋 또는 다중 드롭 고온 러너 시스템(multi-drop hot runner system), 저온 러너 시스템, 저온 탕구 시스템 또는 임의의 다른 일반적으로 알려진 용융물 분배 수단일 수도 있다.
상술된 시스템에서 금속을 성형하는 프로세스는 일반적으로, (ⅰ) 배럴(40)의 후단부 내부로 금속 피드스톡을 유입시키는 단계와, (ⅱ) (ⅱa) 비복귀 밸브(60)를 지나서 그리고 비복귀 밸브(60)의 전방에 한정된 축적 구역으로 배럴(40)의 길이를 따라 축방향 보어(48A)와 나선형 플라이트(58)의 협동을 통해서 피드스톡/용융물을 운반하는 기능을 하는 스크류(56)의 작동(즉, 회전 및 후퇴) 및 (ⅱb) 배럴 조립체(38)의 실질적인 부분을 따라 이동함에 따라 피드스톡 재료를 가열함에 의해서, 성형 재료의 요변성 용융물로 금속 피드스톡을 가공(즉, 시어링) 및 가열하는 단계와, (ⅲ) 사출 주형 반부(23, 25)를 폐쇄 및 클램핑하는 단계와, (ⅳ) 스크류(56)의 전방 이동에 의해서 기계 노즐(44)을 통해 사출 주형 내부로 축적된 용융물을 사출하는 단계와, (ⅴ) 추가적으로 일관된 사출 압력의 인가(즉, 치밀화)에 의해서 성형 공동 내의 임의의 남아있는 공극을 채우는 단계와, (ⅵ) 사출 주형의 냉각을 통해서 성형된 부품이 일단 응고되면 사출 주형을 개방하는 단계와, (ⅶ) 사출 주형으로부터 성형된 부품을 제거하는 단계와, (ⅷ) 추가적으로 다음의 성형 사이클을 위해서 사출 주형을 조절하는 단계(예를 들어, 주형 해제제를 인가)를 포함한다.
금속 사출 성형에 사용하기에 적합한 고온 러너 시스템(26)의 개발을 방해해 온 주요한 기술적인 도전은 그 내부에서 용융물 도관을 상호연결하는 실질적으로 누설 없는(leak-free) 수단의 제공이었다. 경험은 플라스틱 고온 러너 시스템에서 사용된 전통적인 연결 체제(즉, 용융물 도관의 열 팽창 하에서 압축적으로 부하를 받는 면 시일)가 금속 성형을 위한 고온 러너 시스템에서 적합하지 않다는 것을 교시하고 있다. 특히, 금속 고온 러너 시스템에서, 용융물 도관이 그 사이의 면 시일을 유지하기 위하여 압축되어야만 하는 정도는 또한 일반적으로 이를 분쇄시키기에 충분하다(즉, 항복이 일어난다). 이는 부분적으로 구성부품 재료(예를 들면, DIN 1.2888과 같은 열간금형 공구강으로부터 제조됨)의 기계적인 특성을 상당히 감소시키는 용융물 도관의 높은 작동 온도(예를 들면, 일반적인 Mg 합금에 대해 대략 600 ℃)의 결과이다. 다른 문제점은 높은 작동 온도에서 용융물 도관에 걸쳐서 존재하는 상당한 열 구배가 적절한 저온 클리어런스의 선택을 복잡하게 만드는 그들의 형상에 상당한 불예측성을 유발한다는 것이다.
용융물 도관을 상호연결하는 구조의 구성에 대한 다른 도전은 다른 구조에 대하여 고정되어 유지되어야 할 필요가 있을 수 있는 기능적인 부분을 달리 변위시키지 않고 상호연결된 용융물 도관의 열 성장(즉, 도관이 대기와 작동 온도 사이에서 가열됨에 따른)을 수용하는 데 있다. 예를 들면, 2개의 용융물 도관, 즉 공급 및 드롭 매니폴드가 각각 있는 오프셋 드롭(offset drop)을 갖는 단일 드롭 고온 러너 시스템(single drop hot runner system )에서, 기계 노즐(44)과 정렬을 위하여 공급 매니폴드의 기계 노즐 리셉터클 부분의 위치를 고정하고 동시에 성형 공동 삽입체의 입구 게이트와의 정렬을 위하여 드롭 매니폴드의 드롭(즉 배출) 부분을 또한 고정하는 것이 유리하다. 따라서, 저온 조건에서 그들 사이의 팽창 갭을 수용하고 그리고 고온 조건에서 그들 사이의 면 시일에 의존하지 않는 공급 및 드롭 매니폴드 사이를 밀봉하기 위한 어떤 수단이 제공되어야만 한다. 이는 많은 고정된 드롭 부분이 있고 드롭 부분은 드롭 매니폴드의 대응하는 수로 구성된, 다중 드롭 고온 러너(즉, 대형 성형 공동 또는 하나 이상의 성형 공동을 갖는 주형에 사용하기 위한 하나 이상의 배출 노즐을 갖는 고온 러너)에서 훨씬 큰 도전이 되었다.
본 발명은 상술한 문제점을 극복하고 주형 시스템에서 분리된 용융물 도관 사이에서 감소된 누설 연결을 위한 효과적이고 효율적인 수단을 제공하는 사출 성형 기계 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 제1 용융물 도관과 결합되도록 구성된 제1 표면과, 제2 용융물 도관과 결합되도록 구성된 제2 표면을 포함하는 성형 기계 용융물 도관 커플러를 위한 구조 및/또는 단계가 제공된다. 냉각 구조물이 커플링 구조물에 냉각제를 제공하도록 구성된다. 바람직하게는 냉각 구조물은 커플링 구조물로부터 누설되는 임의의 용융물이 적어도 부분적으로 응고되어 추가로 연결부(들)를 밀봉시키는 온도로 커플링 구조물을 냉각한다.
본 발명의 제2 태양에 따르면, 밀봉 구조물 및/또는 단계가 제공되어 성형 고온 러너 시스템이 적어도 하나의 용융물 운반 매니폴드를 지지하도록 구성된 판을 포함한다. 커플링은 적어도 하나의 용융물 운반 매니폴드를 용융물 운반 채널에 결합시키도록 구성된다. 냉각 구조물은 커플링을 냉각하도록 구성된다.
본 발명의 제3 태양에 따르면, 용융된 재료를 성형된 물품으로 형성하도록 구성된 주형을 갖는 사출 성형 기계를 위한 제어 구조 및/또는 단계가 제공된다. 제1 및 제2 용융된 재료 도관은 주형으로 용융된 재료를 운반하도록 구성된다. 용융된 재료 도관 커플러는 제2 용융된 재료 도관에 제1 용융된 재료 도관을 결합하도록 구성된다. 용융물 도관 커플러는 용융된 재료 도관 커플러로부터 열을 제거하도록 구성된 냉각제를 운반하도록 구성된 냉각제 채널을 포함한다.
본 발명의 제4 태양에 따르면, 제1 및 제2 용융된 재료 도관을 함께 결합하는 방법은, (ⅰ) 상기 제2 용융된 재료 도관의 단부에 인접한 상기 제1 용융된 재료 도관의 단부를 위치시키는 단계와, (ⅱ) 제1 및 제2 용융된 재료 도관의 단부 주위에 커플러를 위치시키는 단계와, (ⅲ) 제1 및 제2 용융된 재료 도관의 단부 주위에 커플러를 위치설정하는 단계와, (ⅳ) 제1 및 제2 용융된 재료 도관의 단부를 통해서 용융된 재료가 유동함에 따라 상기 커플러로부터 누설되는 용융된 재료가 적어도 부분적으로 응고되도록 상기 커플러를 냉각시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 현재의 바람직한 구성의 예시적인 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도1은 공지된 사출 성형 기계의 개략도이다.
도2는 도1의 사출 성형 기계의 일부의 부분 단면도이다.
도3A 및 도3B는 본 발명에 따른 제1 실시예의 개략적인 평면 및 단면도를 포함한다.
도4A 및 도4B는 본 발명에 따른 대체적인 실시예의 사시도 및 단면도를 포함한다.
도5는 본 발명에 따른 다른 대체적인 실시예의 단면도이다.
도6은 사출 주형 고온 반부에 사용되는 본 발명에 따른 실시예의 사시도이다.
도7은 도6의 실시예의 단면도이다.
도8A 및 도8B는 도6 및 도7에 도시된 공급 매니폴드의 사시도 및 단면도이다.
도9A 및 도9B는 도6 및 도7에 도시된 드롭 매니폴드의 사시도 및 단면도를 포함한다.
도10은 사출 주형 고온 반부에 사용되는 본 발명에 따른 다른 실시예의 사시도이다.
도11은 도10의 실시예의 단면도이다.
도12A 및 도12B는 도10 및 도11에 도시된 공급 매니폴드의 사시도 및 단면도를 포함한다.
1. 도입
본 발명은 이제 사출 성형 시스템이 이의 고상선 온도 위(즉, 반고형 요변성, 또는 액상 상태)의 마그네슘과 같은 금속 합금의 성형을 위한 몇몇 실시예에 대해 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 플라스틱, 액체 금속, 합성물, 분말 사출 성형 등과 같은 다른 사출 성형에서 사용될 수도 있다.
간단히, 본 발명에 따르면 분리된 용융물 도관을 상호연결하기 위한 용융물 도관 커플러가 제공된다. 바람직하게는 상보적인 암형 및 수형 '스피곳' 커플링부가 용융물 도관 커플러의 각각에 그리고 상호연결된 용융물 도관의 부분을 따라 각각 배열된다. 이 명세서에서 사용되는 '스피곳'은 실질적으로 누설 없는 방식으로 분리된 용융물 도관을 상호연결하도록 협동하는 상보적인 커플링부의 쌍의 상대적인 구성을 특징짓는 변형물이다. 특히, 상보적인 쌍의 '스피곳' 커플링부는 중첩하고, 밀접하게 이격되고 그리고 상호 평행한 관계로 협동하도록 구성되는 것으로 특징지어 진다. 스피곳 커플링부는 바람직하게는 각각의 용융물 도관 스피곳 커플링부와 용융물 도관 커플러 상에 제공된 상보적인 스피곳 커플링부 사이에 '스피곳 연결부'를 제공하기 위하여 협동하도록 구성된다. '스피곳 연결부'는 상보적인 스피곳 커플링부 사이의 경계부가 냉각되는 특징을 갖는다. 따라서, 스피곳 연결부는 밀접하게 끼워진 상보적인 원통형 밀봉면 사이에 냉각된 결합으로서 제공되고, 그 사이의 용융물의 유출물(weepage) 또는 누설물이 응고되어 용융물의 추가적인 누설을 실질적으로 방지하는 추가적인 효과적인 시일을 제공한다.
본 발명은 이하에서 약술된 것과 같이, 금속 성형 러너 시스템에서 일부 약간 곤란한 문제를 해결하는 스피곳 연결부를 위한 새로운 용도를 제공한다. 미국 특허 제6,357,511호는 기계 노즐과 주형 탕구 부싱 사이에 구성된 스피곳 연결부를 개시한다. 본 발명에 따르면, 용융물 도관의 쌍을 상호연결하기 위하여 스피곳 연결부를 사용하는 용융물 도관 커플러가 고안되었다. 본 발명의 현재의 바람직한 형태는 한 쌍의 용융물 도관 사이의 상호연결부로서이다.
더욱이, 러너 시스템은 그 내부에 담겨진 전형적인 용융물 분배 매니폴드를 결합시키기 위하여 본 발명의 용융물 도관 커플러를 사용할 수도 있다. 예를 들면, 금속 사출 성형 기계용 저온 챔버 다이 캐스팅 주형을 구성하는 데 특히 유용한 오프셋 구성에서 단일 드롭 고온 러너가 본 명세서에서 개시된다. 금속 사출 성형 기계에 사용되기 위한 다중 드롭 고온 러너가 또한 개시된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 각각의 용융물 도관은 원통형 단부를 따라 배열된 외주연 표면(outer circumferential surface) 상에 제공된 스피곳 커플링부를 포함한다. 마찬가지로, 용융물 도관 커플러는 바람직하게는 상보적인 스피곳 커플링부가 그 상에서 내주연 표면(inner circumferential surface)을 따라 배열되는 냉각된 링 몸체를 포함한다. 링 몸체는 스피곳 연결부에서 요구되는 온도를 유지하기 위하여(즉, 비교적 냉각된, 응고된 용융물의 시일을 제공하기 위하여) 사용 시에 냉각을 위하여 구성된다. 일 예로서, 용융물 도관 커플러의 온도는 사용 시에 전형적인 마그네슘 합금 용융물로 성형 시에 대략 350 ℃에서 스피곳 연결부에서의 온도를 유지하도록 제어된다.
다음의 설명에서, 주형 작동 온도는 보통 대략 200 내지 230 ℃이다. 용융물 온도는 통상 대략 600 ℃ 이다. 열간금형 공구강(DIN 1.2880)은 바람직하게는 매니폴드, 스피곳 팁 삽입체 등을 위하여 사용된다. 또한 밀봉/냉각 링은 바람직하게는 비교적 저온에서 유지되고 큰 힘으로부터 일반적으로 격리되어 유지되기 때문에 일반적인 공구강(AISI 4140 또는 P20)으로 제조된다. 다르게는 일부 힘 전달이 예상되는 밀봉/냉각 링은 AISI H13으로 만들어질 수 있다. 매니폴드 절열체는 바람직하게는 어닐링 없이 심하게 높은 처리 온도를 또한 견딜 수 있는 비교적 낮은 열 전도성 재료로부터 만들어진다. 현재, 바람직한 단열체는 인코넬(인터내셔날 닉클 컴퍼니 인크.의 상표명)[Inconel™(International Nickle Company Inc. 의 상표명)]로 형성된다. 그러나, 실제 주형 작동 온도, 용융물 온도, 공구강, 밀봉/냉각 링 재료 및 매니폴드 단열체는 성형되는 재료, 요구되는 사이클 시간, 가용 재료 등에 기초하여 선택될 수도 있다. 모든 이러한 대체적인 구성은 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함될 것이다.
2. 스피곳 시일 파라미터
바람직한 실시예에 따르면, 분리된 용융물 도관을 상호연결하기 위한 용융물 도관 커플러가 제공된다. 따라서, 스피곳 커플링부는 서로 연결될 용융물 도관의 부분을 따라 그리고 각각의 용융물 도관 커플러 상에 배열된다. 바람직하게는, 상보적인 스피곳 커플링부 사이의 맞춤은 작은 직경 방향의 갭을 포함한다. 작은 갭은 조립 동안에 상보적인 커플링부들 사이의 결합의 용이함을 위하여 제공된다. 바람직하게는, 갭은 용융물 도관 및 용융물 커플러가 작동 온도에 있을 때 스피곳 커플링부의 상대적인 팽창에 의해서 죄어질 수 있도록 구성된다. 이들의 작동 온도에서 스피곳 커플링부 사이의 임의의 직경방향 간섭이 보조적인 밀봉을 제공할 수도 있지만 다르게는 이에 의존되지는 않는다.
현재의 바람직한 실시예에서, 커플링부들 사이의 통상적인 갭은 용융물 도관 및 용융물 도관 커플러가 분위기 온도(ambient temperature)에 있을 때 측면 당 대략 0.1 ㎜이다. 그러나, 이 0.1 ㎜의 갭은 필수적인 것은 아니며, 상보적인 스피곳 커플링부들 사이의 맞춤은 다르게는 정확하거나 또는 분위기 온도에서 약한 간 섭을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 각각의 용융물 도관 커플러는 독립적으로 온도 제어된다.
이하에서 상세하게 설명되는 것과 같이, 용융물 도관 커플러의 능동적인 냉각은 실질적으로 누설 없는 스피곳 연결부를 유지하기 위하여 스피곳 커플링부들 사이의 경계부에서 온도를 제어하는 데 바람직하다. 그러나, 냉각된 러너 시스템 판 내부에 용융물 도관을 구성함에 의해서(대략 200 내지 230℃에서 유지되는 매니폴드 및 매니폴드판), 그 사이의 수동적인 열 전달에만 의존하는 것이 또한 가능할 수도 있다. 바람직하게는, 서로 연결될 용융물 도관 구성부품은 용융물 도관 구성부품이 분위기 온도에 있는 때 그 사이에 종방향 저온 클리어런스가 있도록 용융물 도관 커플러 내에 배치된다. 특히, 용융물 도관이 분위기 온도에 있을 때 상보적인 용융물 도관의 각각의 단부에 배치된 상보적인 환형 정합면 사이에는 저온 클리어런스 갭이 있다.
바람직하게는, 정합면들 사이의 클리어런스는 용융물 도관이 작동 온도에 있을 때 열 팽창에 의해서 죄어진다. 따라서, 용융물 도관 구성부품의 정합면들 사이에 프리로드(preload)가 있다면, 그렇지 않았다면 용융물 도관 구성부품을 파손할 수 있는 과도한 압축력을 회피하도록 제어될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 600 ℃로 가열되는 용융물 도관을 위한 통상적인 저온 클리어런스는 대략 1 ㎜이다. 작동 온도에서 상보적인 정합면들 사이에 제공되는 임의의 면 시일(face-seal)은 보충적인 것이다.
3. 제1 실시예
도3A 및 도3B를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예가 도시된다. 제1 용융물 도관(70) 및 제2 용융물 도관(70')(각각 용융물 채널(148B, 148A) 포함)은 용융물 도관 커플러(80)에 의해서 상호연결된다. 용융물 도관 커플러(80)는, 간단한 형태에서, 도3B에서 볼 수 있는 바와 같이 그 내부에 냉각제 통로 또는 통로들(82)을 갖는 환형 몸체(81)이다. 2개의 냉각제 피팅(100)이 냉각제 통로(들)의 입구 및 출구에 대해 제공된다. 냉각제 통로(들)(82)는 바람직하게는 용융물 도관 커플러(80)의 온도를 대략 350 ℃ 정도로 유지하는 냉각제, 통상적으로 공기의 공급원에 연결된다. 그러나, 오일, 물, 기체 등과 같은 다른 냉각제가 성형 적용예에 따라 사용될 수도 있다. 350 ℃는 마그네슘 합금 성형을 위하여 대략 600 ℃ 정도로 통상적으로 유지되는 용융물 도관에 비하면 비교적 차갑다.
용융물 도관 커플러(80)는 또한 열전대(thermocouple)를 수용하도록 구성된 보어를 포함하는 열전대 설치부(86)를 포함하도록 도시된다. 사용 시에 열전대 설치부(86) 내부에서 열전대를 유지하는 클램프(도시 생략)를 보유하는 패스너를 수용하도록 구성된 보어를 포함하는 열전대 리테이너(88)가 열전대 설치부에 인접하여 위치된다. 바람직하게는, 열전대 설치부(86)는 용융물 도관(70, 70')의 단부 주위에 배치된 상보적인 스피곳 커플링부(76)에서 온도가 제어될 수 있도록 용융물 도관 커플러(80)의 내주연 표면 주위에 배치된 스피곳 커플링부(76')에 아주 가까이에 위치된다. 각각의 용융물 도관(70, 70')은, 마그네슘 합금 성형에 대해서는 대략 600 ℃인, 규정된 작동 온도에서 도관 내의 용융물의 온도를 유지하기 위하여 히터(50)를 포함할 수도 있다.
도3B는 용융물 도관 커플러(80)의 개략적인 단면을 도시한다. 바람직한 실시예는 용융물 도관 커플러(80)와 용융물 도관(70, 70')의 단부 사이에 스피곳 연결부를 사용한다. 바람직하게는, 서로 연결될 환형 몸체(81)의 내주연 표면 및 용융물 도관(70, 70')의 단부의 외주연 표면은 용융물 도관 커플러(80)의 위치가 용융물 도관(70, 70') 사이의 경계부 주위에 실질적으로 고정되는 상보적인 구성으로 주어진다. 따라서, 상보적인 견부가 용융물 도관(70, 70')의 단부에서 외주연 표면 주위에 그리고 용융물 도관 커플러(80)의 내주연 표면 주위에 각각 구성된다. 용융물 도관 커플러(80)는 서로 연결될 용융물 도관(70, 70')의 각각에 대해서 하나이고 그리고 용융물 도관 커플러(80)의 내주연 표면의 대향 단부에서 구성되는 한 쌍의 견부를 포함하도록 구성되고, 견부는 잔류 환형부(92)에 의해서 분리된다. 상보적인 스피곳 커플링부(76, 76')는 용융물 도관 커플러(70, 70') 및 용융물 도관 커플러(80) 상에 각각 견부의 리세스부의 외주연 표면을 가로질러 그리고 환형부(92)의 내주연 표면을 가로질러 구성된다. 물론, 커플링은 상보적인 견부를 생략할 수도 있고, 또는 성형 용도에 따라서 커플링을 향상시키기 위하여 임의의 수 및/또는 형상의 돌출면 및 리세스면을 포함할 수도 있다.
전술된 것과 같이, 스피곳 커플링부(76, 76')는 바람직하게는 그 사이에 작은 갭을 갖도록 구성된다. 사용 시에, 600 ℃에서 마그네슘 합금은 물과 같은 점성을 갖고 따라서 일반적으로 용융물 도관(70, 70')의 상보적인 정합면(120, 120') 사이에서 스며나올 수 있고 그후 스피곳 커플링부(76, 76') 사이에서 스며나올 수 있다. 그러나, 용융물 도관 커플러(80)가 능동적인 또는 수동적인 냉각에 의해 비 교적 낮은 온도(즉, 대략 350 ℃)에서 유지되기 때문에, 용융물은 이러한 갭들 내에서 완전히 또는 적어도 부분적으로 응고되어 용융물의 추가적인 누설을 실질적으로 방지하는 시일을 제공한다.
열전대(74)는 용융물 도관 커플러(80)에 인접한 용융물 도관의 온도를 검출하기 위하여 용융물 도관(70, 70') 중 하나 또는 둘다의 단부에 배치될 수도 있다. 바람직하게는, 열전대(74)는 스피곳 커플링부(76, 76') 사이의 경계부에 아주 근접하여 위치되어, 스피곳 연결부에 인접한 용융물 통로(148A, 148B) 내부의 용융물의 온도가 제어될 수 있어(예를 들면, 용융물 도관(70, 70') 주위에 배치된 히터(50)로의 전력을 제어함에 의해서), 냉각된 스피곳 연결부에 인접한 용융물 통로(148A, 148B) 내의 플러그의 형성을 방지한다.
용융물 도관(70, 70')의 정합면(120, 120')은 용융물 도관이 그 분위기 온도일 때 그 사이에 대략 1 ㎜의 종방향 저온 클리어런스(116)를 바람직하게는 포함하도록 도시된다. 이 갭은 작동 온도로 가열됨에 따라 용융물 도관이 길이로 팽창함에 따라 죄어지도록(또는 실질적으로 폐쇄되도록) 선택된다(미리 정해진다). 따라서, 용융물 도관(70, 70')의 정합면들 사이에는 실질적으로 갭이 없으며 약간의 압축이 있을 수도 있다. 임의의 이러한 압축은 용융물의 누설에 대항하는 보충적인 시일을 제공하도록 작용할 수도 있다. 이런 식으로, 용융물 도관(70, 70')의 국부적인 항복을 일으킬 수도 있었던 열 팽창에 기인한 용융물 도관(70, 70') 사이의 과도한 압축력이 실질적으로 회피된다.
전술한 바와 같이, 용융물은 또한 스피곳 커플링면(76, 76') 사이의 갭을 통해서 나가려고 하는 방식을 갖고 성형 재료의 용융점 충분히 아래로 이들 스피곳 커플링부(76, 76') 사이의 경계부에서 온도를 주의깊게 제어함에 의해서 오직 실질적으로 방지될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 스피곳 커플링부(76, 76') 사이에 대략 0.1 ㎜의 저온 클리어런스 갭이 분위기 온도에서 제공되는 것이 바람직하다. 사용 시에, 용융물 도관 커플러(80) 및 용융물 도관(70, 70')의 상대적인 열 팽창은 작동 온도에서 이 직경방향 갭이 실질적으로 죄어지고 바람직하게는 수반부들 사이에 친밀한 접촉이 있게 한다. 이러한 친밀한 접촉은, 비록 작은 잔류 갭이 밀봉의 주요한 방식(즉 응고된 용융물의 시일)에 비추어 허용될 수도 있지만, 용융물의 추가적인 누설에 대한 보충적인 시일을 제공할 수 있다. 다르게는, 분위기 온도에서 스피곳 커플링부(76, 76') 사이에 정확한 맞춤 또는 심지어 작은 압력성 예부하(preload)가 존재할 수 있다. 이는 작동 온도에서 스피곳 커플링부(76, 76') 사이에서 압축으로부터 보충적인 밀봉이 있는 것을 보장할 것이다. 따라서, 본 발명의 용융물 커플러(80)는 용융물 도관(70, 70')의 정합면(120, 120') 사이에서 압축성 밀봉력을 필요로하지 않고 작용하는 용융물 도관(70, 70') 사이의 실질적인 누설 없는 시일을 제공한다.
대체적인 실시예(도시 생략)에서, 용융물 도관 커플러는 용융물 도관 중 하나의 단부 상으로 합체될 수도 있다.
대체적인 실시예에서, 용융물 도관 커플러(180)는 도4A 및 도4B를 참조하여 도시된 것과 같이, 평행관형이다. 따라서, 용융물 도관 커플러(180)의 외측 표면은 사각형이고, 그를 통해 구성된 중앙 원통형 통로는 도3A 및 도3B를 참조한 앞선 실시예와 일치하는 방식으로 구성된다. 용융물 도관 커플러(180)의 사각형 몸체(181)는 보다 용이하게 합체되고, 도6 및 도10을 참조하여 도시된 것과 같이 고온 러너 시스템의 판 내부에 보유된다. 바람직하게는, 사각형 몸체(181)는 고온 러너 판(예를 들면, 도7을 참조하면, 고온 러너 판은 매니폴드 판(64) 또는 지지 판(62)을 포함한다) 내에 제공된 상보적으로 형성된 포켓 내에 보유되도록 구성된다. 이하에서 상세하게 설명되는 것과 같이, 고온 러너 판은 용융물 도관(70, 70')(또한 보다 일반적으로 알려진 '매니폴드'), 용융물 도관 커플러(80), 및 모든 다른 관련 구성부품을 위한 하우징을 제공한다.
전술된 것과 같이, 용융물 도관 커플러(180)의 특정 구성은 실질적으로 도3A 및 도3B의 용융물 도관 커플러(80)에 대하여 위에서 설명된 것과 실질적으로 유사하다. 스피곳 커플링부(76')가 환형부(192)의 내주연 표면 상에 제공되고, 사용 시에 일반적으로 용융물 도관 커플러(180)를 보유하기 위하여 용융물 도관 또는 매니폴드의 단부 상에 구성된 상보적인 견부와 협동하는 환형부(192)의 각각의 측 상에 구성된 견부가 또한 제공된다. 냉각제 통로(182)는 바람직하게는 제1 냉각제 통로부(182A), 제2 냉각제 통로부(182B), 제3 냉각제 통로부(182C) 및 제4 냉각제 통로부(182D)가 있도록 다양한 구멍뚫린 부분을 포함한다. 바람직하게는, 냉각제 통로부는 드릴 가공에 의해서 형성되고 드릴 입구는 필요에 따라 플러그(182)로 막힐 수도 있다. 냉각제 포트(184, 184')는 냉각제 피팅(100)을 수용하도록 냉각제 통로(182)와 연통식으로 제공된다. 앞에서와 같이, 스피곳 연결부의 온도가 밀접하게 감시될 수 있고 따라서 냉각제의 온도 및/또는 흐름이 조정될 수 있도록 상보적인 스피곳 커플링부(76')에 근접하여 열전대 설치부(186) 내부에 열전대가 설치될 수도 있다. 바람직하게는, 냉각제는 필요에 따라 써모레이터(인더스트리얼 매뉴팩춰링 코포레이션의 상표명) 가열/냉각 유닛의 사용을 통해서 주형의 외부에서 조절된다. 다시, 열전대 리테이너(88)는 열전대 설치부(186) 내부에 열전대를 보유하기 위한 클램프(도시 생략)를 고정하는 패스너를 수용하도록 열전대 설치부(186)에 인접하여 제공된다.
용융물 도관 커플러(80) 내의 중앙 개구의 한 측 상에 구성되고 이의 축에 실질적으로 직각인 한 쌍의 원통형 보어(194)가 또한 도4A에 도시된다. 추가로, 절결부(196)가 사각형 몸체(181)의 단부 상에 원통형 보어(194)의 각각의 제1 단부에 구성된다. 원통형 보어(194) 및 절결부(196)는 고온 러너 판(예를 들면, 도7을 참조하면 매니폴드 판(64))에 제공된 포켓 내부에 용융물 도관 커플러(180)가 보유될 수 있도록 소켓 헤드 갭 스크류와 같은 패스너의 헤드 및 섕크와 각각 협동하는 구조를 제공한다.
용융물 도관 커플러(180)의 각각의 면(199) 상에 포켓면(198)이 또한 도4A에 도시된다. 면(199)은 고온 러너 판 내부에서 포켓의 표면과 접촉하고 그 사이에서 열 전달의 양을 제어한다. 용융물 도관 커플러(180)의 면(199)과 포켓 사이의 접촉 표면이 클수록 둘 사이의 열 전달은 더 많다. 따라서, 바람직한 설계는 스피곳 커플링부(76, 76')에서 온도가 냉각제 통로(182) 내부의 냉각제 유동의 영향에 의해서 보다 정밀하게 제어될 수 있도록 고온 러너 판에서 포켓과 면(199) 사이의 접촉 표면을 최소화하도록 포켓 표면(198)을 이용한다.
4. 보충적인 팽창 부싱
도5를 참조하여, 본 발명의 대체적인 실시예가 도시된다. 도3B에 도시된 것과 동일한 구조가 동일한 참조 번호에 의해서 지시된다. 도5에서, 팽창 부싱(93)은 용융물 도관(70, 70') 사이에서 보충적인 시일을 제공하도록 제공된다. 바람직하게는, 팽창 부싱은 환형 링에 의해서 제공된다. 환형 링의 외주연 표면은 용융물 통로(148A, 148B)와 중심이 같은, 용융물 도관(70, 70')의 단부를 통해 형성된 원통형 보어의 내주연 표면을 따라 제공된 부싱 시트(78)와 협동하도록 구성된다. 팽창 부싱의 내주연 표면은 용융물 통로(148A, 148B)를 연결하고, 바람직하게는 동일한 직경을 갖는다. 바람직하게는, 보충적인 팽창 부싱(93)은 용융물 도관의 것과는 다른 금속으로 만들어지고, 그에 의해서 팽창 부싱(93)과 용융물 도관(70, 70')의 상대적인 열 팽창의 결과로서 팽창 부싱(93)의 외측 표면과 부싱 시트(78) 사이에 압축성 밀봉력이 발생된다. 바람직하게는, 보충적인 팽창 부싱(93)은 DIN 1.2888로부터 만들어질 수 있는 용융물 도관보다 주어진 온도 변화 당 약간 더 늘어나는 Stellite™(Haynes Stellite Co.의 상표명), 코발트계 합금과 같은 재료로부터 만들어진다. 부싱 시트(78)가 길이 방향으로 또한 팽창함에 따라 종방향 저온 클리어런스는 바람직하게는 팽창 부싱(93)이 용융물 도관(70, 70')을 분리하도록 작용하지 않도록 용융물 도관(70, 70')이 작동 온도에 있을 때에도 갭의 일부가 유지될 정도로 시트의 대응 단부 및 팽창 부싱의 단부 사이에 제공된다.
5. 오프셋 적용에서의 사용
도6 및 도7을 참조하면, 오프셋 드롭을 갖는 단일 드롭 고온 러너(26) 및 공동 판 조립체(27)를 포함하는 사출 주형 고온 반부(25)가 도시된다. 고온 반부(25)는 바람직하게는 공동 성형 삽입체(도시 생략)를 포함하도록 구성된다. 고온 러너(26)는 사출 성형 기계용으로 저온 챔버 다이 캐스팅 기계에 사용하도록 의도되었던 주형을 개조하는 데 유용하다. 특히, 많은 이러한 주형은 저온 챔버로부터 공기를 퍼지하는 초기 "저속 샷(slow shot)" 동안 주형 공동 내로의 용융물의 자유 유동을 방지하는 데 필요했던 오프셋 사출부(도시 생략)를 포함한다. 따라서, 다이캐스팅 기계 내에서 공동을 중심 맞추기 위하여 사출 지점은 주형의 중심으로부터 오프셋되어 위치된다. 또한, 오프셋 사출부는 외측으로부터 내부로 채워질 부분을 위해 필요할 수 있다. 고온 러너는 용융물 도관 구성부품 및 다른 보조적인 구성부품이 그 내부에 수용되는 지지 판(62)과 매니폴드 판(64)을 포함한다. 고온 러너(26)는 2개의 용융물 도관, 즉 공급 매니폴드(170) 및 드롭 매니폴드(172)를 포함한다. 공급 및 드롭 매니폴드(170, 172) 모두는 도8A, 도8B, 도9A 및 도9B에 상세하게 도시된 것과 같이 그 내에 직각 용융물 통로를 포함하도록 구성된다.
공급 및 드롭 매니폴드(170, 172)는 바람직하게는 용융물 도관 커플러(180)와 상호연결된다. 바람직하게는, 매니폴드 그 자체가 도7을 참조하여 도시된 것과 같이 매니폴드 판(64) 내에 제공된 매니폴드 포켓(65)에 위치된다. 매니폴드(170, 172)는 또한 비교적 차가운 판으로부터 가열된 매니폴드를 실질적으로 분리시키는 측면 단열체(106) 및 축방향 단열체(108, 104)를 수용하도록 그리고 그에 축방향 부하를 전달하도록 구성된다. 용융물 도관 커플러(180) 상에 냉각제 포트(184, 184')와 연결되도록 구성된 냉각제 도관(104)이 도6에 또한 도시된다. 매니폴드(170, 172)의 부분을 위한 클리어런스, 열전대 및 히터를 위한 배선, 냉각제 도관 및 다른 보조적인 구성부품을 제공하는 서비스 포켓(63)이 또한 지지 판(62) 내에 도시된다.
공급 매니폴드(170)의 입구 부분을 냉각하는 냉각 링(185)이 도6에 또한 도시된다. 입구 부분을 냉각하는 것은, 공급 매니폴드(172)의 입구 부분을 통해서 구성되고 이하에서 상세하게 설명되는 노즐 시트의 스피곳 커플링부(174)와 기계 노즐(44) 상에 제공된 상보적인 스피곳 부분(45) 사이에서 스피곳 연결부를 형성하는 것을 도울 것이다. 이러한 구성은 일반적으로 미국 특허 제6,357,511호를 참조하여 알려져 있다. 냉각 링(185)은 그 내부에 냉각제 통로가 형성된 환형 커플링 몸체를 포함한다.
기계 노즐(44)(도2)과 공급 매니폴드(170)의 노즐 시트를 정렬하기 위한 사출 성형 기계 클램프(12)(도1)의 정지 플래튼(16)(도1)에 제공된 상보적인 위치설정 링(도시 생략)과 협동하도록 구성된 주형 위치설정 링(54)이 도6에 또한 도시된다. 공동 판 조립체(27)는, 보다 구체적으로, 공동판(66)과 스페이서판(68)을 포함한다. 공동 성형 삽입체(도시 생략)는 공동 판(66)의 전방면에 연결될 수도 있다. 그를 통한 용융물의 배출을 위하여 외향으로 테이퍼진 탕구 통로(153)가 구성된 탕구 부싱(151)을 포함하는 매니폴드 주형 저온 탕구(150)가 또한 공동 판(66)에 제공된다. 주형 저온 탕구(150)는 도10을 참조하여 후에 설명되는 것과 같이 드롭 노즐 조립체(250)일 수 있다. 스페이서 판(68)은 간단히 배출부의 길이(도9A 및 도9B를 참조하여 도시된 엘보우 세그먼트(308))에 의해서 다르게는 지시되는 고온 러너(26)와 공동판(66) 사이의 갭을 연결하는 중간 판이다. 배출부의 길이는 드롭 노즐 조립체(250)(도11)에 사용하기 위한 다용도를 보장하도록 확립되었다. 바람직하게는 매니폴드 판(64)에는 드롭 매니폴드(172)의 배출부를 이를 통해 연장시키는 드롭 통로(67)가 제공된다.
도8A 및 도8B를 참조하여, 공급 매니폴드(170)가 보다 상세하게 도시된다. 공급 매니폴드(170)는 바람직하게는 십자형 형상을 갖고 4개의 구조적인 부분; 제1 엘보우부(206), 제2 엘보우부(208), 제3 엘보우부(210) 및 제4 엘보우부(212)를 갖는다. 엘보우부(206, 208, 210, 212)의 각각은 특유한 기능을 하도록 구성된다. 제1 엘보우부(206)는 본래 사용시에 제1 엘보우부(206)의 용융물 통로(148A)와 기계 노즐 용융물 통로(48C)를 연결하기 위하여 기계 노즐(44)과 상호연결되도록 구성된 입구부이다. 제1 및 제2 엘보우부(206, 208)는 서로 실질적으로 직교하도록 구성된다. 따라서, 제2 엘보우부(208)는 그를 통해 이동하는 용융물을 실질적으로 재안내하기 위하여 제1 엘보우부(206)의 용융물 통로(148A)와 협동하도록 구성된 그를 따라 연장하는 용융물 통로(148B)를 포함한다. 제2 엘보우부(208)는 용융물 도관 커플러(80)의 이용을 통해서 인접하는 드롭 매니폴드(172)와 상호연결되도록 더 구성된다. 일반적으로 제1 엘보우부(206)와 정렬된 제3 엘보우부(210)는 또한 제1 축을 따라 판(62, 64) 내부에서 공급 매니폴드(170)를 위치시키고 이에 하중을 전달하도록 구성된다. 제3 엘보우부(210)에 실질적으로 직각인 제4 엘보우부(212)는 제2 엘보우부(208)와 일반적으로 정렬되고, 또한 제2 축을 따라 판(62, 64) 내부에 공급 매니폴드(170)를 위치설정하고 그리고 다시 그에 하중을 전달하도록 구성된다. 바람직하게는 엘보우부의 각각은 대체로 원통형 몸체로서 구성된다.
도8B를 참조하면, 제1 엘보우부(206)는 제1 엘보우부의 길이를 따라 제1 엘보우부(206)의 자유 단부로부터 연장하는 용융물 통로(148A)를 포함하고 여기서 제2 엘보우부(208)를 따라 제공된 용융물 통로(148B)와 상호연결된다. 기계 노즐(44)의 스피곳 팁을 수용하는 시트를 제공하는 얕은 원통형 보어가 제1 엘보우부(206)의 자유 단부에 또한 제공된다. 따라서, 시트의 내주연 표면은 스피곳 정합부(174)를 제공한다. 바람직하게는 시트 내부에서 완전히 결합된 때 시트의 기부에서 견부(175)와 스피곳부(45)의 정면 사이에 갭이 구성된다. 따라서, 제1 엘보우부(206)의 자유 단부에 제공된 환형면(218)은 시트 내부로 기계 노즐(44)의 스피곳부(45)의 종방향 결합을 제한하기 위하여 기계 노즐(44) 상에 제공된 상보적인 정합면과 협동하도록 구성된 스피곳 정합면(218)을 제공하고, 다르게는 성형 재료의 용융물의 누설을 방지하기 위한 보충적인 면 시일을 제공할 수도 있다. 냉각 링(185)을 수용하기 위하여 자유 단부에 바로 인접하여 제1 엘보우부(206)의 외주연 표면에 제공된 얕은 직경 방향 릴리프를 따라 구성된 시트가 또한 도시된다. 전술된 것과 같이, 냉각 링(185)은 기계 노즐(44)의 스피곳부(45) 상에서 상보적인 스피곳 커플링 표면과 스피곳 시일을 제공하기 위하여 시트의 스피곳 커플링부(174)와의 사이에 경계부를 냉각하는 기능을 한다.
냉각 링 시트는 정합부(200)와 위치설정 견부(201)를 포함한다. 정합부(200)는 바람직하게는 냉각 링(185) 상에 제공된 상보적인 정합부와 협동하여, 공급 매니폴드와 스피곳 결합부(174)를 냉각하는 냉각 링 사이에서 열을 전달한다. 바람직하게는, 위치설정 견부(201)는 제1 엘보우부(206)의 자유 단부에 인접하여 냉각 링(185)을 보유한다.
냉각 링(185)은 도6 및 도7에 도시된다. 이는 바람직하게는 그 내부에 형성된 냉각제 채널을 갖는 환형 몸체를 포함한다. 냉각제 채널은 전술된 것과 같이 용융물 도관 커플러(80)와 같은 방식으로 냉각제의 공급원에 결합된다. 냉각 링은 기계 노즐(44)의 스피곳 팁(45)과 공급 매니폴드의 스피곳 커플링부(174) 사이의 경계부가 용융물의 용융 온도에 또는 그 이하로 유지되어 경화된 또는 반경화된 용융물 재료를 성형하는 시일이 그 사이에 제공되는 것을 보장하도록 공급 매니폴드(170)의 자유 단부를 냉각하도록 구성된다.
제1 엘보우부(206)의 나머지 외주연 표면은 히터(50)를 수용하도록 구성된다. 히터는 용융물 통로(148A) 내의 용융물의 온도를 미리 정해진 작동 온도로 유지한다. 제어기(도시 생략)는 열전대 설치 공동(186) 내에 위치되어 용융물 통로(148A)의 온도를 감시하는 하나 이상의 열전대로부터 피드백을 통해 히터(50)를 제어한다. 열전대로부터의 피드백은 또한 냉각 링(185) 내의 온도를 제어하는 데 이용될 수도 있다. 열전대 클램프 리테이너(188)가 개별 열전대 설치 공동(186) 내에서 하나 이상의 열전대를 보유하는 데 이용될 수도 있다.
제2 엘보우부(208)는 일반적으로 제1 엘보우부에 직각이고, 또한 이의 자유 단부를 통해 연장하고 실질적으로 직각으로 제1 엘보우부의 용융물 통로(148A)와 상호연결되는 용융물 통로(148B)를 포함한다. 제2 엘보우부(208)의 자유 단부에서 환형 평면 전방면은 이하에서 설명되는 것과 같이 드롭 매니폴드(172) 상에서 상보적인 정합면과 협동하도록 구성된 정합 공간(220)을 제공한다. 용융물 도관 커플러(180)를 수용하는 시트를 제공하는 제2 엘보우부(208)의 외측 표면에 얕은 직경 방향 릴리프가 또한 도시된다.
보다 상세하게, 용융물 도관 커플러 시트는 제2 엘보우부(208)의 자유 단부에 인접하여 용융물 도관 커플러를 보유하는 위치설정 견부(79)와 릴리프부의 외주연 표면을 따라 제공된 스피곳 커플링부(76)를 포함한다. 제1 엘보우부(206)와 같이, 제2 엘보우부(208)는 용융물 통로(148B) 내부의 용융물의 온도를 미리 정해진 작동 온도로 유지하기 위한 히터(50)를 수용하도록 구성된다. 또한, 바람직하게는 용융물 도관 커플러(180)를 위한 온도 제어기 및 히터 제어기에 온도 피드백을 제공하기 위하여 제2 엘보우부(208)를 따라 제공된 열전대 설치 공동이 있다.
제3 엘보우부(210)는 또한 바람직하게는 제2 엘보우부(208)에 실질적으로 직각이고 제1 엘보우부(206)와 일반적으로 동축이다. 제3 엘보우부(210)는 도7에 도시된 것과 같이 축방향 단열체(108)를 수용하도록 구성된 시트(214)를 제공하는 얕은 원통형 보어를 포함한다. 축방향 단열체(108)는 저온 매니폴드 판(64)으로부터 공급 매니폴드(172)를 열적으로 단열하는 기능을 한다. 축방향 단열체(108)는 또한 제1 축 상에서 공급 매니폴드(172)를 실질적으로 위치설정하는 것을 돕도록 구성되고, 또한 매니폴드 판(62) 내부로 기계 노즐로부터 종방향으로 인가되는 압축력을 안내하도록 구성된다. 따라서, 축방향 단열체는 바람직하게는 캐리지 실린더에 의해서 생성된 캐리지 힘 및 용융물 압력에 기인한 분리력을 견디도록 설계된 다. 제3 엘보우부(210)는 바람직하게는 외측 표면 상에 위치된 히터(50)에 의해서 가열되어 냉각된 매니폴드 판(62)으로 손실된 열을 보상한다.
제4 엘보우부(212)는 또한 제3 엘보우부(210)에 대하여 일반적으로 직각이고 제2 엘보우부(208)와 실질적으로 동축이다. 제4 엘보우부(212)는 제4 엘보우부의 자유 단부의 단부면 상에 형성된 단열체 스탠드(216)를 포함하고 도7에 도시된 것과 같은 측면 단열체(106)와 상보적인 슬롯과 협동하도록 구성된 일반적으로 평행한 측벽을 포함한다. 측면 단열체(106)는 또한 공급 매니폴드(170)를 위치설정하는 것을 돕고 열적으로 차단시키기 위하여 매니폴드 판(64) 내에 제공된 상보적인 시트와 협동하도록 구성된다. 제4 엘보우부(212)는 바람직하게는 이의 외측 표면 상에 위치된 히터(50)에 의해서 가열되어 냉각된 매니폴드 판(62)으로 손실된 열을 보상한다.
앞에서 소개한 것과 같이, 공급 매니폴드(170)의 제1 엘보우부(206)(즉 입구부)의 위치는 바람직하게는 제1 축에 대하여 실질적으로 고정된다. 도7을 참조하면, 공급 매니폴드(170)의 위치가 그들 자체가 지지 판(62) 내에 그리고 매니폴드 판(64) 내에 각각 제공된 시트들 내부에 위치된 냉각 링(185)과 축방향 단열체(108) 사이에서 제1 축을 따라 실질적으로 고정된다. 바람직하게는, 원통형 보어는 지지 판(62)을 통해 제공되고 기계 노즐(44) 및 공급 매니폴드(170)의 제1 엘보우부(206)를 위한 클리어런스를 제공하는 통로(59)를 제공한다. 게다가, 통로(59)의 내주연 표면은 냉각 링(185)을 위치시키고 그에 따라 공급 매니폴드(170)의 제1 엘보우부(206)를 위치시키는 냉각 링 시트(204)를 제공한다. 마찬가지로, 매니폴드판(64) 내에는 단열체 포켓(69)을 제공하고 공급 매니폴드(170)의 제3 엘보우부(210)를 위한 클리어런스를 제공하는 얕은 원통형 보어가 있다. 바람직하게는 축방향 단열체(108)를 수용하는 시트(114)를 제공하는 단열체 포켓(69)과 동축인 다른 얕은 원통형 보어가 있다. 축방향 단열체(108)는 바람직하게는 단열체 시트(114) 내부에 고정 또는 보유되고, 단열체 시트(제3 엘보우부 내의 상보적인 단열체 시트와 협동하는)는 공급 매니폴드의 제3 엘보우부(206)를 실질적으로 위치설정한다.
도7에서, 측면 단열체(106)가 매니폴드 포켓(65)에 바로 인접하여 매니폴드 판(64)에 제공된 단열체 시트(114) 내에 설치되어 도시된다. 측면 단열체(106)는 냉각된 매니폴드 판(64)으로부터 공급 매니폴드(170)를 바람직하게는 열적으로 분리하도록 제4 엘보우부(212) 상에서 단열체 스탠드(216)와 협동하도록 추가로 구성되어, 사용 시에 공급 및 드롭 매니폴드(170, 172) 사이에서 임의의 분리력(예를 들면, 용융물 통로(148B) 내부의 용융물 유동으로부터의 반력)을 상쇄하고 공급 매니폴드(170)를 위한 제한된 범위의 정렬을 제공한다.
드롭 매니폴드(172)가 도9A 및 도9B에 도시된다. 드롭 매니폴드(172)는 공급 매니폴드(170)와 구성에서 아주 유사하고 제1, 제2, 제3 및 제4 엘보우부(306, 308, 310, 312)와 각각 유사한 십자형 구성을 갖는다. 제1 엘보우부(306)는 공급 매니폴드(170)의 제2 엘보우부(208)에 결합되도록 구성된다.
따라서, 제1 엘보우부(306)는 이의 자유 단부를 통해서 그리고 제1 엘보우부(306)의 길이를 따라 연장하는 용융물 통로(148C)를 포함하고 제2 엘보우부(308) 를 따라 연장하는 용융물 통로(148D)와 상호연결된다. 공급 매니폴드의 제2 엘보우부(208)와 같이, 드롭 매니폴드의 제1 엘보우부(306)는 용융물 도관 커플러(180)를 위한 시트를 제공하는 자유 단부에 인접하여 직경 방향으로 해제된 부분을 포함한다. 전술된 것과 같이, 시트는 바람직하게는 스피곳 커플링부(76) 및 위치설정 견부(79)를 포함한다. 제1 엘보우부(306)의 자유 단부에서 환형 평면은 공급 매니폴드(170) 상에서 상보적인 정합면과 협동하는 정합면(220)을 제공한다. 제1 엘보우부(306)의 나머지 외측 부분은 전술된 것과 같이 히터(50) 및 하나 이상의 열전대 설치부(186)를 수용하도록 구성된다.
제2 엘보우부(308) 또는 배출부는 제1 엘보우부(306)에 실질적으로 직교한다. 제2 엘보우부(308)는 제2 엘보우부(308)의 자유 단부를 통해 연장하고 제1 엘보우부(306)의 용융물 통로(148C)와 상호연결되는 용융물 통로(148D)를 포함한다. 제2 엘보우부(308)의 자유 단부는 바람직하게는 스피곳 팁 삽입체(154)를 수용하는 시트를 포함하도록 구성된다. 물론, 스피곳 팁 삽입체는 다르게는, 드롭 매니폴드(172, 172')의 다른 실시예가 도시되어 있는 도11을 참조하여 도시된 것과 같은 제2 엘보우부와 일체로 형성될 수 있다. 도7에 도시된 것과 같이 이 스피곳 팁 삽입체(145)는 저온 탕구(150)의 탕구 부싱(151)과 드롭 매니폴드(172)를 상호연결하도록 구성된다. 제2 엘보우부(308)의 자유 단부를 통해서 제공된 시트는 얕은 원통형 보어에 의해서 제공되고, 얕은 보어의 내주연 표면은 스피곳 팁 삽입체(145) 상에서 외주연방향 상보적인 스피곳 커플링부(176')와 협동하는 스피곳 커플링 표면(176)을 제공한다. 또한, 얕은 원통형 보어의 기부에 제공된 환형 견부는 시트 내부에 스피곳 팁 삽입체(145)를 위치시키기 위한 위치설정 견부(177)를 제공한다. 스피곳 팁 삽입체(145)의 외주연 표면은 또한 탕구 부싱(151) 내에 제공된 상보적인 스피곳 커플링부(147')와 협동하도록 구성된 스피곳 커플링부(147)를 제공한다. 냉각된 공동 판 조립체(66)로의 열 전도를 통해, 스피곳 시일은 상보적인 스피곳 경계부(147, 147') 사이에서 그리고 또한 스피곳 커플링부(176, 176') 사이에서 유지된다. 제2 엘보우부(308)의 나머지 외측 표면이 바람직하게는 히터(50)를 수용하도록 구성되고, 전술된 것과 같이 히터(50)의 온도 피드백 제어를 위하여 하나 이상의 열전대 설치 공동(186)을 포함한다.
제3 엘보우부(310)는 공급 매니폴드(170)의 제4 엘보우부(212)에 유사하게 구성되고 따라서 도7에 도시된 것과 같이 측면 삽입체(106)를 수용하는 삽입체 스탠드(216)를 포함한다. 측면 삽입체(106)는 매니폴드 판(64)에 제공된 단열체 시트(114) 내에 설치되어 도시된다.
제4 엘보우부(312)는 공급 매니폴드(170)의 제3 엘보우부(210)에 유사하게 구성되고 따라서 단열체 시트(214)를 포함한다. 단열체 시트(214)는 바람직하게는 도7에서 볼 수 있는 축방향 단열체(110)의 단부를 수용하도록 구성된다. 축방향 단열체(110)는 지지 판(62)에 제공된 단열체 시트(114) 내부에 보유된다. 드롭 매니폴드(172)의 제4 엘보우부(312) 주위에 클리어런스를 제공하기 위하여 단열체 포켓(69)을 제공하는 얕은 원통형 보어가 지지 판(62) 내에 형성되어 도시된다. 단열체 시트(114)는 바람직하게는 단열체 포켓(69)의 기부에 형성된 동심형 얕은 원통형 보어로서 구성된다. 앞에서와 같이, 축방향 단열체(110)는 지지 판(62)으로 부터 드롭 매니폴드(72)를 열적으로 단열하고, 매니폴드 판(62)에 축방향 하중을 전달하고, 그리고 저온 탕구(150)의 입구 주위에 드롭 매니폴드(172)의 위치설정을 돕는 기능을 한다. 특히, 도7을 참조하면, 드롭 매니폴드(172)의 위치가 그들 자체가 공동 판(66) 및 지지 판(62) 내에 각각 제공된 시트 내부에 위치된 탕구 부싱(151)과 축방향 단열체(110) 사이에서 제1 축을 따라 실질적으로 고정된 것을 알 수 있다.
도7에 또한 도시된 것과 같이, 용융물 도관 커플러(180)가 매니폴드 판(64) 내에 제공된 시트(178) 내부에 위치된다. 전술된 것과 같이, 용융물 도관 커플러(180)는 바람직하게는 용융물 도관 커플러(180) 내의 원통형 보어(194)를 통해 지나가고 매니폴드 판(64) 내에서 상보적인 부분과 협동하는 패스너의 사용을 통해서 시트(178) 내부에 보유된다.
도3A, 도3B 및 도5를 참조하여 이전에 설명된 것과 같이, 용융물 도관 커플러의 내주연 표면 상에 제공된 스피곳 커플링부(76)는 공급 및 드롭 매니폴드(76)의 자유 단부의 상보적인 스피곳 커플링부(76')와 협동하여 그 사이에 스피곳 시일을 제공한다. 저온 조건에서, 바람직하게는 드롭 매니폴드(172) 및 공급 매니폴드(70)의 정합면(220) 사이에 저온 클리어런스 갭(116)이 있다. 작동 온도에서, 그러나 매니폴드의 열 팽창에 의해서 매니폴드의 정합면들은 바람직하게는 그 사이에 보충적인 면 시일을 제공하도록 만난다.
도7에는 또한 기계 클램프(12)의 비교적 저온 정지 플래튼(16)(도1)으로부터 고온 러너(26)를 열적으로 단열하는 선택적인 단열 판(60)이 도시된다.
도10 및 도11을 참조하면, 본 발명에 따른 다른 실시예가 도시된다. 특히, 고온 반부(25)는 다중 드롭 고온 러너(26)를 포함하도록 구성된다. 다중 드롭 고온 러너(26)의 드롭은 대형 성형 공동 또는 다중 공동 주형에 사용하기 위하여 사용될 수도 있다. 비록 본 발명이 2개의 수직으로 배향된 드롭을 포함하도록 구성되지만 다른 수량 및 구성의 드롭이 가능하다. 본 실시예에서 성형 삽입체는 도시되지 않지만, 다르게는 공동 판 조립체(27)의 전방면에 장착되거나 또는 그 내부에 리세스될 것이다. 공동 판 조립체(27)는 2개의 주형 드롭 노즐 조립체(250)를 포함하도록 구성되고, 이들의 각각은 드롭 매니폴드(172, 172')와 성형 공동(도시 생략)을 결합하도록 구성된다. 이러한 드롭 노즐 조립체(250)의 구조 및 작동은 일반적으로 계류중인 PCT 출원 PCT/CA03/00303호의 탕구 장치의 설명을 참조하여 설명된다. 중요한 차이점은 기계 노즐(44) 대신에 드롭 노즐 조립체(250)가 드롭 매니폴드(172)와 결합하도록 현재 구성된다는 점이다.
도11을 참조하여 도시된 것과 같이, 드롭 노즐 조립체(250)는 전방 하우징(250)과 냉각 삽입체(256) 사이에 수용되고 본질적으로 관형 용융물 도관인 탕구 부싱(252)을 포함한다.
탕구 부싱(252)은 탕구 부싱(252)의 전방에 구성된 스피곳 링부(288)가 전방 하우징(254)의 전방부(290) 내에 제공된 상보적인 스피곳 커플링부 내부에 수용되도록 전방 하우징(254) 내부에 배열된다. 탕구 부싱(252)의 후방부는 전방 하우징(254)의 후방부 내부에 위치된 냉각 삽입체(256) 내부에 수용된다. 냉각 삽입체(256)는 탕구 부싱(252)의 단부를 통해 형성된 얕은 원통형 보어의 내주연 표면 을 따라 구성된 스피곳 커플링부(174)와 드롭 매니폴드(172) 상에 배치된 상보적인 스피곳 커플링부 사이에서 스피곳 연결부가 유지되도록 탕구 부싱(252)의 입구부를 냉각하는 기능을 한다.
그 내부에서 용융물 통로 내부의 용융물의 온도를 미리 정해진 작동 온도로 유지하도록 탕구 부싱(252)의 길이를 따라 배열된 복수의 히터가 또한 도시된다.
도7을 참조하면 매니폴드 판(64)과 매니폴드 지지판(62) 사이에 배열되어 도시된 공급 매니폴드(270) 및 드롭 매니폴드(172, 172')의 구성은 고온 러너 구성(도7)을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일하다. 도12A 및 도12B를 참조하여 도시된 것과 같이 이전에 설명되고 도8A 및 도8B에 도시된 것에 비해서 공급 매니폴드(270)에 대한 주목할 만한 차이점은 제4 엘보우부(412)가 제2 엘보우부(408)와 동일하게 구성되어 부가적인 용융물 통로(148B')를 포함하고, 따라서 이에 인접하여 부가적인 드롭 매니폴드(172')와 상호연결되게 구성된다는 점이다. 도11에 도시된 것과 같이 여분의 드롭 매니폴드(172')를 수용하기 위하여 부가적인 용융물 도관 커플러(180), 드롭 통로(67), 단열체 포켓(69) 및 단열체 설치부(114)가 제공된다.
전술된 것과 같이, 고온 러너(26)는 임의의 수 및/또는 구성의 드롭을 포함하도록 재구성될 수 있다. 따라서, 매니폴드의 수 및 형상에 대한 많은 변경이 가능하다. 예를 들면, 중간 매니폴드(도시 생략)가 공급 및 드롭 매니폴드 사이에 형성될 수 있다.
예를 들면, 임의의 형태의 제어기 또는 처리기가 전술된 것과 같은 용융물의 온도 및 구조를 제어하기 위하여 사용될 수도 있다. 예를 들면, 하나 이상의 범용 컴퓨터, 특수 용도의 집적 회로(ASCIs), 디지털 신호 처리기(DSPs), 게이트 어레이, 아날로그 회로, 전용 디지털 및/또는 아날로그 처리기, 하드 와이어 회로(hard-wired circuits) 등이 여기에서 설명된 열전대로부터 입력을 수용할 수도 있다. 하나 이상의 이러한 제어기 또는 처리기를 제어하기 위한 명령이 플로피 디스켓, 하드 드라이브, CD-ROMs, RAMs, EEPROMs, 자기 매체, 광학 매체, 자기-광학 매체 등과 같은 임의의 원하는 컴퓨터 판독가능한 매체 및/또는 데이터 구조체에 기억될 수도 있다.
6. 결론
이와 같이, 설명된 것은 구성부품의 열팽창을 허용하는 동시에 향상된 밀봉을 제공하는 성형 기계 구조의 결합을 위한 방법 및 장치이다.
첨부된 도면에서 윤곽선으로 도시되거나 블록에 의해 표시된 개별 구성요소들은 모두 사출 성형 분야에 공지되어 있으며, 그들의 특정 구성 및 작동은 본 발명을 수행하기 위한 작동 또는 최적 모드에 대해 중요하지 않다.
본 발명은 양호한 실시예로 현재 고려되는 것에 대해 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 대조적으로, 본 발명은 첨부된 청구범위의 기술 사상 및 범위 내에 포함되는 다양한 변형 및 등가의 배열을 포함하도록 의도된다. 다음의 청구범위의 범주는 모든 그러한 변형 및 등가의 구조 및 기능을 포함하도록, 가장 넓게 해석되어야 한다.

Claims (88)

  1. 러너 시스템(26)에서 구성될 수 있는 연결부이며,
    용융물 도관 커플러(80, 180)와 용융물 도관(70, 70', 145, 150, 170, 172, 250, 270) 사이의 경계부와,
    경계부를 냉각하여 경계부에서 성형 재료의 적어도 부분적으로 응고된 유출물의 시일을 형성하도록 구성된 용융물 도관 커플러(80, 180)
    를 포함하는 연결부.
  2. 제1항에 있어서, 경계부는 용융물 도관 커플러(80, 180) 상에 구성된 상보적인 커플링부(76, 76', 147, 174, 176, 176')와 용융물 도관(70, 70', 145, 150, 170, 172, 250, 270) 사이에 형성된 연결부.
  3. 제1항에 있어서, 용융물 도관 커플러(80, 180)는 용융물 도관(70, 70', 145, 150, 170, 172, 250, 270) 상에 일체로 형성된 연결부.
  4. 제2항에 있어서, 커플링부(76, 76', 147, 174, 176, 176')는 스피곳 연결부를 제공하도록 구성된 연결부.
  5. 제4항에 있어서, 커플링부(76, 76', 147, 174, 176, 176')는 중첩하고, 밀접하게 이격되며, 서로 평행한 관계로 협동하도록 구성되고,
    작동 온도에서,
    그 사이에 작은 직경 방향 갭,
    그 사이에 정확하고, 밀착된 맞춤, 및
    그 사이에 약간의 간섭
    중 하나가 존재하는 연결부.
  6. 제2항에 있어서, 커플링부(76, 76', 147, 174, 176, 176')는 원통형 면을 따라 구성된 연결부.
  7. 제1항에 있어서, 용융물 도관(70, 70', 145, 150, 170, 172, 250, 270)의 단부에 배치된 상보적인 환형 정합면(120) 사이에 구성된 면 시일(face-seal)을 더 포함하는 연결부.
  8. 러너 시스템 용융물 도관(70)이며,
    성형 재료의 용융물을 운반하도록 구성되고 경계부에서 다른 러너 시스템 구성부품(70', 80)과 결합하도록 구성된 몸체(71)를 포함하고,
    경계부의 냉각에 응답하여, 성형 재료의 적어도 부분적으로 응고된 유출물의 시일이 경계부에서 형성되는 러너 시스템 용융물 도관.
  9. 제8항에 있어서, 몸체(71)는 커플링부(76)를 갖고, 경계부가 다른 러너 시스템 구성부품(70', 80)의 상보적인 커플링부(76')와 협동식으로 형성되는 러너 시스템 용융물 도관.
  10. 제9항에 있어서, 다른 러너 시스템 구성부품(70', 80)은 냉각 구조물(82)을 포함하는 용융물 도관 커플러(80, 180)인 러너 시스템 용융물 도관.
  11. 제9항에 있어서, 커플링부(76)는 몸체(71)의 원통형 단부에 배열된 주연 표면 상에 제공되는 러너 시스템 용융물 도관.
  12. 제9항에 있어서, 용융물 도관 커플러(80, 180)를 위치설정하기 위하여 커플링부(76)에 인접하여 견부(79)를 더 포함하는 러너 시스템 용융물 도관.
  13. 제8항에 있어서, 몸체(71)의 단부 상에 구성된 환형 정합면(120)을 더 포함하는 러너 시스템 용융물 도관.
  14. 제8항에 있어서, 러너 시스템 용융물 도관(70)은 경계부를 냉각하기 위한 냉각 구조물(82)을 갖는 일체로 형성된 용융물 도관 커플러(80, 180)를 더 포함하는 러너 시스템 용융물 도관.
  15. 제8항에 있어서, 팽창 부싱(93)과 협동하기 위하여 몸체(71)의 단부를 통한 부싱 시트(78)를 더 포함하는 러너 시스템 용융물 도관.
  16. 제9항에 있어서, 몸체(71)는 팁 삽입체(145), 탕구(150), 매니폴드(170, 172, 270), 또는 노즐(250)을 포함하는 러너 시스템 용융물 도관.
  17. 제16항에 있어서, 매니폴드(170, 172, 270)는 단열체(106, 108, 114)와 협동하도록 구성된 러너 시스템 용융물 도관.
  18. 제16항에 있어서, 매니폴드(170, 172, 270) 및 노즐(250) 중 적어도 하나는 경계부를 냉각하는 냉각 링(185)과 협동하도록 구성된 러너 시스템 용융물 도관.
  19. 제16항에 있어서, 매니폴드(170, 172, 270)는 복수의 엘보우부(206, 208, 210, 212, 306, 308, 310, 312, 406, 408, 410, 412)를 포함하도록 구성된 러너 시스템 용융물 도관.
  20. 제19항에 있어서, 복수의 엘보우부(206, 308, 406) 중 하나는 이의 내주연 표면을 따라 형성된 커플링부(174, 176)를 포함하는 러너 시스템 용융물 도관.
  21. 제20항에 있어서, 복수의 엘보우부(206, 406) 중 하나는 냉각 링(185)을 수용하기 위한 시트(200)를 포함하는 러너 시스템 용융물 도관.
  22. 제19항에 있어서, 복수의 엘보우부(208, 306, 408, 412) 중 하나는 그 상에 배치되어 용융물 도관 커플러(80, 180)의 상보적인 커플링부와 협동하도록 구성된 커플링부(76)를 포함하는 러너 시스템 용융물 도관.
  23. 제19항에 있어서, 복수의 엘보우부(210, 212, 310, 312, 410) 중 하나는 단열체(106, 108, 114)와 협동하도록 구성된 러너 시스템 용융물 도관.
  24. 러너 시스템 용융물 도관 커플러(80, 180)이며,
    용융물 도관(70)과 경계부를 형성하도록 구성된 몸체(81, 181)를 포함하고,
    성형 재료의 적어도 부분적으로 응고된 유출물의 시일이 냉각되는 경계부에 응답하여 경계부에 형성될 수 있는 러너 시스템 용융물 도관 커플러.
  25. 제24항에 있어서, 몸체(81, 181)는 커플링부(76')를 갖고, 경계부는 용융물 도관(70)의 상보적인 커플링부(76)와 협동식으로 형성된 러너 시스템 용융물 도관 커플러.
  26. 제24항에 있어서, 경계부의 냉각을 위한 냉각 구조물(82)을 더 포함하는 러너 시스템 용융물 도관 커플러.
  27. 제26항에 있어서, 냉각 구조물(82)은 몸체(81, 181) 내에 구성된 냉각제 통로(182)를 포함하는 러너 시스템 용융물 도관 커플러.
  28. 제26항에 있어서, 상기 냉각 구조물(82)은 그로부터 수동적인 열 전달을 위해 구성된 상기 몸체(81, 181)를 포함하는 러너 시스템 용융물 도관 커플러.
  29. 제25항에 있어서, 몸체(81, 181)는 그를 통해 연장하는 원통형 통로를 포함하고, 커플링부(76')는 이의 내주연 표면을 따라 구성된 러너 시스템 용융물 도관 커플러.
  30. 제29항에 있어서, 원통형 통로는 용융물 도관(70) 상에서 상보적인 커플링부(76) 주위에 커플링부(76')를 위치설정하도록 견부(192)를 포함하는 러너 시스템 용융물 도관 커플러.
  31. 제24항에 있어서, 경계부에 근접하여 열전대 설치부(86, 186)를 더 포함하는 러너 시스템 용융물 도관 커플러.
  32. 성형 기계와 함께 사용하기 위한 러너 시스템(26)을 구성하는 방법이며,
    인접하는 러너 시스템 구성부품(70, 80)들 사이에 경계부를 구성하는 단계를 포함하고,
    성형 재료의 적어도 부분적으로 응고된 유출물의 시일이 이의 냉각에 응답하여 경계부에 구성될 수 있는 러너 시스템의 구성 방법.
  33. 제32항에 있어서, 용융물 도관(70) 및 용융물 도관 커플러(80, 180) 상에 구성된 상보적인 커플링부(76, 76') 사이에 경계부를 위치시키는 단계를 더 포함하는 러너 시스템의 구성 방법.
  34. 제33항에 있어서, 용융물 도관(70)은, 팁 삽입체(145), 탕구(150), 매니폴드(170, 172, 270), 또는 노즐(250)을 포함하는 러너 시스템의 구성 방법.
  35. 성형 기계를 갖는 러너 시스템(26)을 작동시키는 방법이며,
    인접한 러너 시스템 구성부품(70, 80) 사이에 형성된 경계부를 냉각하는 단계를 포함하고,
    냉각된 후, 경계부에서 성형 재료의 적어도 부분적으로 응고된 유출물의 시일을 형성하도록 경계부가 열을 제거하는 러너 시스템의 작동 방법.
  36. 제35항에 있어서, 용융물 도관(70)과 용융물 도관 커플러(80, 180) 상에 구성된 상보적인 커플링부(76, 76') 사이에 경계부를 위치시키는 단계를 더 포함하는 러너 시스템의 작동 방법.
  37. 제36항에 있어서, 경계부를 냉각하기 위하여 수동적인 열 전달을 이용하는 단계를 더 포함하는 러너 시스템의 작동 방법.
  38. 제36항에 있어서, 경계부를 냉각하기 위하여 능동적인 열 전달을 이용하는 단계를 더 포함하는 러너 시스템의 작동 방법.
  39. 제37항에 있어서, 상보적인 커플링부(76)에 인접하여 용융물 도관에 구성된 용융물 통로(148) 내의 성형 재료를 미리 정해진 처리 온도로 유지하는 단계를 더 포함하는 러너 시스템의 작동 방법.
  40. 러너 시스템(26)의 제어기에 사용하기 위한 컴퓨터 판독가능 매체이며,
    제어기에 의해서 실행가능한 명령을 구현하는 제어기 이용가능 프로그램을 포함하고,
    상기 명령은 인접하는 러너 시스템 구성부품(70, 80)에 의해 형성된 경계부를 냉각하기 위한 냉각 구조물(82)을 제어기가 제어하도록 명령하기 위한 제어기 실행가능 명령을 포함하며, 성형 재료의 적어도 부분적으로 응고된 유출물의 시일이 경계부의 냉각에 응답하여 경계부에서 형성가능한 컴퓨터 판독가능 매체.
  41. 제40항에 있어서, 상기 명령은 제어기가 러너 시스템 구성부품(70, 80) 내의 온도를 측정하도록 명령하기 위한 추가적인 제어기 실행가능 명령을 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  42. 제40항에 있어서, 상기 명령은 경계부에 인접하여 러너 시스템 구성부품(70, 80) 중 적어도 하나에 구성된 용융물 통로(148)의 일부분을 가열하는 히터(50)를 제어기가 제어하도록 명령하기 위한 추가적인 제어기 실행가능 명령을 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  43. 러너 시스템(26)의 제어 시스템이며,
    제어기와,
    제어기에 작동가능하게 결합되고 제어기에 의해 실행가능한 명령을 구현하는 제어기 이용가능 프로그램을 포함하고,
    상기 명령은 인접하는 러너 시스템 구성부품(70, 80)에 의해서 형성된 경계부를 냉각하는 냉각 구조물(82)을 제어기가 제어하도록 명령하기 위한 제어기 실행가능 명령을 포함하며, 성형 재료의 적어도 부분적으로 응고된 유출물의 시일이 경계부의 냉각에 응답하여 경계부에서 형성될 수 있는 러너 시스템의 제어 시스템.
  44. 제43항에 있어서, 상기 명령은 제어기가 경계부에 인접하여 러너 시스템 구성부품(70, 80) 내의 온도를 측정하도록 명령하기 위한 제어기 실행가능 명령을 더 포함하는 러너 시스템의 제어 시스템.
  45. 제43항에 있어서, 상기 명령은 경계부에 인접하여 러너 시스템 구성부품(70, 80) 중 적어도 하나에 구성된 용융물 통로(148)의 일부분을 가열하는 히터(50)를 제어기가 제어하도록 명령하기 위한 제어기 실행가능 명령을 더 포함하는 러너 시스템의 제어 시스템.
  46. 성형 기계(10)의 러너 시스템(26)이며,
    그 상에 배치된 상보적인 커플링부(76, 76', 147, 174, 176, 176')를 따라 그 사이에 형성된 연결 경계부를 갖는 러너 시스템 구성부품(70, 70', 80, 145, 150, 170, 172, 180, 250, 270)의 설비를 포함하고,
    상기 커플링부(76, 76', 147, 174, 176, 176')는 이의 냉각에 응답하여 연결 경계부에서 성형 재료의 적어도 부분적으로 응고된 유출물의 시일을 형성하도록 구성된 러너 시스템.
  47. 성형 기계(10)의 러너 시스템(26)이며,
    그 상에 배치된 상보적인 커플링부(76, 76', 147, 174, 176, 176')를 따라 그 사이에 형성된 연결 경계부를 갖는 러너 시스템 구성부품(70, 70', 80, 145, 150, 170, 172, 180, 250, 270)을 포함하고,
    상기 커플링부(76, 76', 147, 174, 176, 176')는 이의 냉각에 응답하여 경계부에서 성형 재료의 적어도 부분적으로 응고된 유출물을 밀봉하도록 구성되며,
    러너 시스템 구성부품(70, 70', 80, 145, 150, 170, 172, 180, 250, 270)은 제8항 내지 제23항 중 어느 한 항의 러너 시스템 용융물 도관(70, 70', 145, 150, 170, 172, 250, 270)을 포함하는 러너 시스템.
  48. 성형 기계(10)의 러너 시스템(26)이며,
    그 상에 배치된 상보적인 커플링부(76, 76', 147, 174, 176, 176')를 따라 그 사이에 형성된 연결 경계부를 갖는 러너 시스템 구성부품(70, 70', 80, 145, 150, 170, 172, 180, 250, 270)을 포함하고,
    상기 커플링부(76, 76', 147, 174, 176, 176')는 이의 냉각에 응답하여 경계부에서 성형 재료의 적어도 부분적으로 응고된 유출물을 밀봉하도록 구성되며,
    러너 시스템 구성부품(70, 70', 80, 145, 150, 170, 172, 180, 250, 270)은 제24항 내지 제31항 중 어느 한 항의 러너 시스템 용융물 도관 커플러(80, 180)를 포함하는 러너 시스템.
  49. 제46항에 있어서, 러너 시스템 구성부품(70, 70', 80, 145, 150, 170, 172, 180, 250, 270)을 수용하도록 구성된 판(62, 64)을 더 포함하는 러너 시스템.
  50. 제46항에 있어서, 러너 시스템(26)은,
    단일 드롭 고온 러너,
    다중 드롭 고온 러너, 및
    오프셋 드롭 고온 러너
    중 임의의 하나로서 구성되는 러너 시스템.
  51. 러너 시스템(26)의 팽창 부싱이며,
    용융물 도관(70)과 협동하도록 구성된 부분을 갖는 몸체(93)를 포함하고,
    상기 몸체(93)는 용융물 도관(70)에 대하여 몸체(93)의 열 팽창에 응답하여 용융물 도관(70)에 대항하여 밀봉하는 팽창 부싱.
  52. 사출 성형 기계(10)이며,
    제46항 내지 제50항 중 어느 한 항의 러너 시스템(26)을 포함하는 사출 성형 기계.
  53. 금속 성형 기계 용융물 도관 커플러(80, 180)이며,
    제1 용융물 도관(70)과 결합하도록 구성되고 제2 용융물 도관(70')과 결합하도록 또한 구성된 적어도 하나의 표면(76')을 갖는 커플링 구조물(81, 181)과,
    상기 적어도 하나의 표면(76')과 제1 용융물 도관(70) 및 제2 용융물 도관(70') 사이의 경계부에서 성형 재료의 적어도 부분적으로 응고된 유출물의 시일을 형성하기 위하여 상기 커플링 구조물(81, 181)을 냉각하도록 구성된 냉각 구조물(82)
    을 포함하는 용융물 도관 커플러.
  54. 주형 고온 러너 시스템(26)이며,
    제1 용융물 운반 도관(70)을 지지하도록 구성된 판(62, 64)과,
    상기 제1 용융물 운반 도관(70)과 제2 용융물 운반 도관(70')을 결합하도록 구성된 커플링(80, 180)과,
    상기 커플링을 냉각하도록 구성된 냉각 구조물(82)
    을 포함하는 주형 고온 러너 시스템.
  55. 사출 성형 기계(10)이며,
    성형 재료의 용융물을 주조된 물품으로 성형하도록 구성된 주형(23, 25)과,
    고온 러너(26)를 포함하며,
    상기 고온 러너(26)는, 상기 주형(23, 25)에 성형 재료의 용융물을 운반하도록 구성된 제1 용융물 도관(70) 및 제2 용융물 도관(70')과, 제1 용융물 도관(70)을 제2 용융물 도관(70')에 결합시키도록 구성된 용융물 도관 커플러(80, 180)를 포함하고,
    상기 용융물 도관 커플러(80, 180)는 상기 용융물 도관 커플러(80, 180)로부터 열을 제거하도록 된 냉각제를 운반하도록 구성된 냉각제 채널(82, 182)을 포함하는 사출 성형 기계.
  56. 오프셋 드롭을 갖는 단일 드롭 고온 러너(26)이며,
    적어도 하나의 엘보우 형상부를 갖는 제1 성형 재료 도관(170)과,
    적어도 하나의 다른 엘보우 형상부를 갖는 제2 성형 재료 도관(270)과,
    제1 성형 재료 도관(170)의 적어도 하나의 엘보우 형상부를 제2 성형 재료 도관(270)의 적어도 하나의 다른 엘보우 형상부와 함께 결합하도록 구성된 냉각 커플러(180)를 포함하고,
    상기 냉각 커플러(180)는 상기 냉각 커플러(180)로부터 열을 제거하도록 구성된 적어도 하나의 냉각제 구조물(82)을 구비하며,
    상기 냉각 커플러(180)는 스피곳 연결부를 포함하는 단일 드롭 고온 러너.
  57. 다중 드롭 고온 러너(26)이며,
    하나의 입구(406)와 제1 및 제2 출구(408, 412)를 갖는 제1 성형 재료 도관(270)과,
    상기 제1 성형 재료 도관 제1 출구(406)에 결합된 제2 성형 재료 도관(172)과,
    상기 제1 성형 재료 도관 제2 출구(412)에 결합된 제3 성형 재료 도관(172)과,
    상기 제2 성형 재료 도관(172)과 상기 제1 성형 재료 도관 제1 출구(406)를 함께 결합하도록 구성된 제1 냉각 커플러(180)와,
    상기 제3 성형 재료 도관(172)과 상기 제1 성형 재료 도관 제2 출구(412)를 함께 결합하도록 구성된 제2 냉각 커플러(180)를 포함하고,
    상기 제1 냉각 커플러(180)는 상기 제1 냉각 커플러(180)로부터의 열을 제거하여 상기 제1 냉각 커플러(180)와 상기 제2 성형 재료 도관(172)과 상기 제1 성형 재료 도관 제1 출구(406) 사이에서 누설된 용융된 재료가 적어도 부분적으로 응고되게 하는 제1 냉각 구조물을 구비하며,
    상기 제2 냉각 커플러(180)는 상기 제2 냉각 커플러(180)로부터 열을 제거하여 상기 제2 냉각 커플러(180)와 상기 제3 성형 재료 도관(172)과 상기 제1 성형 재료 도관 제2 출구(412) 사이에서 누설된 재료의 임의의 용융물이 적어도 부분적으로 응고되게 하는 제2 냉각 구조물을 구비하는 다중 드롭 고온 러너.
  58. 용융 재료 성형 도관(70, 70') 사이의 연결부를 밀봉하는 방법이며,
    커플링 구조물(80)을 사용하여 용융 재료 성형 도관(70, 70')의 단부들을 함께 결합시키는 단계와,
    상기 커플링 구조물(80)과 용융 재료 성형 도관(70, 70')의 상기 단부들 사이에서 누설되는 성형 재료가 적어도 부분적으로 응고되도록 냉각제로 커플링 구조물(80)을 냉각하는 단계를 포함하는 밀봉 방법.
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