KR101055540B1 - 압출기의 바렐 슬리브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압출기의 바렐 슬리브에 관한 것으로, 스크류가 두개 삽입되어 압출성형하는 트윈 압출기는 스크류가 바렐에 감싸진 형태로 장착되어 바렐 내부에서 스크류를 회전시켜 원료를 가압하여 압출성형을 하게 되는데, 이때 바렐의 내경 보호를 위하여 트윈 스크류의 외경과 동일한 형상을 갖는 8자형의 슬리브를 끼워 사용하게 된다.
하지만 이러한 것의 문제가 바렐 슬리브는 매우 높은 강도가 요구되므로 통쇠를 절삭가공하여 C자형의 환봉을 제작하고 두 개의 환봉을 접합하여 8자 형태의 슬리브를 제작하는데, 장기간 지속적으로 압출기를 사용하면 슬리브의 접합부가 벌어짐되면서 수지가 틈새로 끼거나 치수안정화가 저하되어 스크류의 회전을 간섭하게 되는 등의 문제가 있는 것이다.
따라서 본 발명은 통쇠로 이루어진 금속체의 외경을 원가공으로 테두리 형태를 가공하고 그 내경을 파서 8자형태로 가공함으로써 슬리브를 일체형으로 제작하여 접합부분이 없도록 하여 높은 압출압에서 장기간 사용될 경우에도 형태가 쉽게 변형되지 않으며 치수안정화를 유지토록 한 것이다.

Description

압출기의 바렐 슬리브{barrel sleeve of extruding machine}

본 발명은 압출기의 바렐 슬리브에 관한 것으로, 트윈스크류를 이용하여 압출 성형하는 압출기의 바렐에 삽입되어 바렐의 내벽이 손상되지 않도록 보호하는 슬리브에 관한 것이다.

일반적으로 압출기는 압출용 다이로부터 열가소성 수지를 가열연화(加熱軟化)하여 압출, 파이프, 막대, 프로파일, 시트, 필름, 섬유, 피복전선 등과 같은 제품을 연속적으로 압출 성형하기 위한 기계로써, 그 구조는 원료를 공급하기 위한 호퍼와, 공급된 원료를 압축·팽화시키는 스크류, 스크류를 감싸면서 가열 및 냉각장치가 부착된 바렐, 스크류에 의해 압축·팽화된 원료를 원하는 형태로 성형하는 다이장치로 구성되어진다.

이러한 압출기에 장착되는 바렐은 트윈 스크류가 내장된 상태에서 스크류의 회전시 간섭되지 않도록 매우 정밀하게 제작되고, 열처리를 통해 표면 경도를 향상시키면서도 연마 후 조립, 검사, 출고의 단계를 거치게 되며, 매우 고가(高價)로 제작되는 것이다.

또한, 바렐의 내측으로는 도 5에 도시된 바와 같이 8자형의 슬리브를 내장하여 바렐의 내경을 보호하도록 하면서 강한 압력에 의하여 내경이 손상되거나 치수변화가 발생된 경우에 슬리브만을 교체하여 사용할 수 있도록 하는 것이다.

특히, 바렐에 내장되는 슬리브는 압출시 발생하는 압력 때문에 형태의 변형 및 마모가 발생할 수 있으므로 매우 높은 강도와 정밀도가 요구되는 것이고, 이를 위하여 기존의 슬리브 제작방식은 원형특수강을 길이방향으로 절개하여 8자의 형태로 슬리브를 제작하여 사용하고 있는 것이다.
즉, 종래의 슬리브는 도 5a에 도시된 바와 같이 통쇠로 이루어진 금속체를 재료로 하여 내,외부를 가공하여 파이프의 형태로 이루어지도록 하면서 그 일단을 절삭하여 C자형의 환봉을 제작하고 두 개의 환봉을 접합하여 8자 형태의 슬리브를 제작하게 되는데, 이에 따라 슬리브의 제작을 위해서는 환봉을 매우 정밀하게 가공하여 접합하는 공정을 거치게 되는 것이고, 특히 접합이 제대로 되지 않은 경우 수지가 새는 문제가 발생할 수 있으므로 고도의 기술력이 요구되는 것이다.

뿐만 아니라, 매우 강도가 높은 재질로 슬리브를 제작하였다 하더라도 장기간 지속적으로 압출기를 사용하게 되면, 도 5b와 같이 슬리브의 접합된 부분이 미세하게 오그라드는 현상이 발생되는 것이고, 따라서 접합부분의 내측으로 틈새가 발생되며 그 틈새에 수지가 밀려들어가 잔류하게 되는 문제가 있는 것이고, 다른 제품을 성형하고자 할 때 슬리브의 내경은 세척이 가능하지만 그 틈새까지는 세척이 불가능하므로 다른 성질의 제품을 성형할 때 수지가 미세하게 섞여나오게 되어 품질이 저하되는 문제가 있는 것이다.

또한, 이 경우 슬리브가 안으로 오그라들어 있기 때문에 스크류와의 간격이 좁아지게 되고, 압출기는 수지의 배출량에 비례하여 생산성이 결정되는데 이에 따라 생산성이 저하되는 문제가 있는 것이다.

특히 슬리브의 내입된 정도가 심각해지면 스크류의 회전시 스크류의 외주면과 슬리브의 내경이 마찰되는 것이고, 이는 스크류의 손상이나 슬리브의 손상 및 압출기 전체의 심각한 고장을 초래하게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 압출기 바렐에 내장되는 슬리브가 높은 압출압에서 장기간 사용될 경우에도 그 형태가 쉽게 변형되지 않으며 치수안정화를 유지토록 하여 스크류의 회전작동시 간섭이 발생하지 않으면서도 생산량을 일정하게 유지할 수 있도록 한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 통쇠로 이루어진 금속체의 외경을 원가공으로 테두리 형태를 가공하고 그 내경을 파서 8자형태로 가공함으로써 슬리브를 일체형으로 제작하여 접합부분이 없도록 함으로써 형태가 변형되지 않고 치수안정화를 유지할 수 있도록 한 것이다.

또한, 그 외경의 양변을 원형으로 가공하거나 외경 전체를 내경과 동일한 8자 형태로 가공하여 압출방향의 직렬도를 한층 높게 얻을 수 있도록 하고, 또한 외경의 양변을 원형으로 가공하면서 타측의 양변은 일자형태로 가공하여 상하좌우의 공차를 정밀하게 가공하면서도 슬리브와 바렐이 긴밀히 밀착되도록 한 것이다.

따라서 본 발명은 압출기를 장기간 사용할 경우에도 슬리브의 형태가 변형되지 않으면서 내구성을 향상시킬 수 있고, 치수안정화를 유지함으로 인하여 스크류의 회전시 간섭이 발생되지 않으며, 이에 따라 슬리브의 수명을 현저하게 향상시킬 수 있어서 압출기의 유지 보수비용을 절감할 수 있게 되는 것이다.

또한 생산중이던 제품과는 성질과 성분, 색상이 다른 수지를 투입하여 다른 제품을 제작할 경우에도 압출성형과정에서 수지가 섞이는 일이 없어 제품의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예를 나타낸 바렐 슬리브의 단면도
도 1a는 도 1의 바렐 슬리브의 단면도
도 2는 바렐 슬리브와 바렐 본체의 결합구조를 나타낸 사시도
도 3는 본 발명의 바렐 본체 및 바렐 슬리브의 압출기 장착상태도
도 4는 본 발명의 바렐 슬리브의 또 다른 실시 예를 나타낸 단면도
도 5는 종래의 바렐 슬리브의 단면도
도 5a는 종래의 바렐 슬리브의 제작공정을 나타낸 개략도
도 5b는 종래의 바렐 슬리브의 벌어짐 상태를 나타낸 단면도

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바렐 슬리브(1)는 압출기로 투입된 원료에 압력을 가하는 스크류(100)가 바렐 본체(200)에 삽입되어질 때 스크류(100)의 외경과 바렐 본체(200)의 내경이 직접 마찰되지 않으면서 평활도와 강도를 유지하도록 바렐 본체(200)에 끼우는 것으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 외경(1a)은 바렐 본체(200)에 삽입할 수 있도록 바렐 본체(200)의 내경과 동일한 형상으로 만곡되어지게 절삭 가공하고, 그 내경(1b)이 8자의 형태로 이루어져 두 개의 스크류, 즉 트윈 스크류가 서로 맞물리도록 삽입될 수 있도록 형성되는 것이고, 그 바렐 슬리브(1)의 외경(1a)과 내경(1b)을 하나의 통쇠로 이루어진 금속체에서 절삭 가공하므로 바렐 슬리브(1) 전체가 접합되는 부분이 없이 일체로 이루어지도록 한 것이다.

이때, 상기 슬리브(1)는 외경(1a)을 8자 형태로 절삭가공하면 기존의 제작방식으로 제작되어진 슬리브를 삽입하여 사용하고 있는 바렐 본체(200)에 끼울 수 있도록 되어 바렐 본체(200)를 다시 제작하지 않고도 호환성 있게 조립할 수 있도록 되는 것이고, 저렴한 비용으로도 치수안정성이 높은 바렐 슬리브(1)를 사용할 수 있게 되는 것이다.

따라서 도 3에서와 같이 바렐 본체(200)에 바렐 슬리브(1)가 끼워져 그 내부에 스크류(100)가 내장되어진 상태에서 압출기의 작동에 따라 바렐 내부에서 강한 압력이 지속적으로 발생 될 경우에도 슬리브의 형태 변형이 방지되면서 외경(1a)과 내경(1b)의 치수안정화를 유지할 수 있게 되고, 이에 따라 스크류(100)의 회전시 스크류의 외경과 바렐 슬리브의 내경간에 간섭이 발생되지 않으면서도 슬리브의 수명을 현저하게 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 바렐 슬리브(1)가 일체로 형성됨으로 인하여 바렐 슬리브 내부를 세척하면 원료 수지가 잔류하지 않은 상태로 다음 원료를 압출 가공할 수 있게 되어 서로 다른 제품을 생산함에 있어서 수지가 혼합되는 일이 없이 제품의 순도를 높여 품질을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 바렐 슬리브(1)는 여러 개의 바렐 본체(200)를 관통하여 끼워질 수 있도록 길게 형성함으로써 바렐 내부의 직진도를 향상시키고 가공공차 범위 내에서 스크류(100)가 안정적으로 회전작동이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 바렐 슬리브(1)는 도 4에 도시된 바와 같이 외경(1a)의 양변을 원형으로 가공하고, 수직된 부분에 있는 타측의 양변은 일자형태로 가공하면 외경(1a)과 내경(1b)의 사이에 보강부(1c)가 형성되는 것이고, 이에 따라 바렐 슬리브(1)의 내구성을 더욱 향상되며 슬리브가 변형되는 것을 더욱 방지할 수 있게 되는 것이다.

1: 바렐 슬리브 1a: 외경
1b: 내경 1c: 보강부
100: 스크류 200: 바렐 본체

Claims (3)

1. 공급된 원료에 압력을 발생시키는 스크류(100)가 바렐 본체(200)에 내장되고, 스크류(100)와 바렐 본체(200)의 사이에는 스크류(100)의 외경과 바렐 본체(200)의 내경이 직접적으로 마찰되것을 방지토록 바렐 슬리브(1)가 내장되는 압출기의 바렐에 있어서,
   상기 바렐 슬리브(1)는 통쇠로 이루어진 금속체의 외경(1a) 테두리가 만곡되게 절삭가공되고, 그 내경(1b)은 8자 형태로 절삭가공되어 슬리브 전체가 접합된 부분이 없이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 압출기의 바렐 슬리브.
2. 제 1항에 있어서, 상기 슬리브(1)는 외경(1a)이 8자 형태로 절삭가공된 것을 특징으로 하는 압출기의 바렐 슬리브.
3. 제 1항에 있어서, 상기 슬리브(1)는 양변이 원형으로 가공되고, 타측의 양변은 일자형태로 가공되어 보강부(1c)가 형성됨을 특징으로 하는 압출기의 바렐 슬리브.

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