KR101646411B1 - 가변 압출금형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변 압출금형장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압출금형장치는, 압출소재가 투입되는 제1다이; 상기 제1다이와 결합되고 압출제품의 단면 형상의 압출구가 형성된 제2다이; 및 상기 압출구에 삽입되고 회전 가능하게 배치되어 상기 압출구의 크기를 조절하는 스위블코어를 포함한다.

Description

가변 압출금형장치 {Variable extrusion die apparatus}

본 발명은 가변 압출금형장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 가변단면 압출시스템의 복잡한 구조를 단순화, 경량화 및 저가화한 가변 압출금형장치에 관한 것이다.

일반적으로, 압출성형은 압출용 소재(素材)를 컨테이너에 넣고 다이의 압출구로부터 밀어냄으로써, 단면적을 소재보다도 작고 일정한 긴 제품으로 만드는 금속 가공방법의 하나로, 그 소재로는 융점이 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금재 또는 고무가 주로 사용이 된다.

이러한, 알루미늄재 또는 고무재를 이용한 압출성형은 내구성과 재활용성의 우수성으로 인해 최근 승용차나 트럭 등과 같은 차량의 샤시 부재, 차체 부재, 범퍼 등과 같은 부품 가공에 채용되고 있는 실정이다.

이와 같은 압출성형법은 크게 정압출법과 역압출법으로 분류되는데, 먼저 정압출법은 압출되는 금속의 방향이 외부로부터 압력을 가하는 방향과 동일한 경우의 압출방법이고, 역압출법은 압출되는 금속의 방향이 외부로부터 압력을 가하는 방향과 반대의 경우의 압출방법을 말한다.

그리고, 고온 하에서 하는 압출을 열간 압출가공이라 하고, 실온에서 하는 압출을 냉간 압출가공이라고 한다.

이 중, 상기한 정압출법에 의한 압출성형방법에 대해 간략하게 설명하면, 컨테이너의 선단부에 제조하고자 하는 단면 형상의 압출구를 갖는 압출용 다이를 고정하고, 상기 컨테이너 내부에 가열한 압출소재를 삽입함과 동시에, 상기 압출소재를 가압기(메인램)에 의해 상기 압출용 다이측으로 가압하여 상기 압출구로부터 압출함으로써, 원하는 단면 형상의 제품을 압출 성형할 수 있게 된다.

즉, 압출용 다이의 압출구가 일정한 단면 형상을 갖고 있기 때문에, 압출 생산되는 제품 역시 길이 방향에 대하여 수직한 방향으로 일정한 단면 형상을 가질 수 있도록 성형되는 것이다.

여기서, 상기 제품의 단면 형상은 압출용 다이의 압출구 형상과 같으므로 압출용 다이의 압출구 모양을 적당히 바꿈으로써, 환봉, 각봉, 형재, 관 및 기타 임의의 것을 만들 수 있게 된다.

이와 같은 압출 가공은 금속재료 또는 고무재료로 이루어진 압출소재를 압출구로부터 밀어내야 하는 특성상 매우 큰 힘이 소요됨으로써, 대규모의 기계설비와 함께 고온 및 고압에 견딜 수 있는 공구 등이 필요한 특징이 있다.

그러나, 상기와 같은 압출 가공을 통해 제조된 제품의 경우, 일정한 단면 형상만을 갖고 길게 형성되기 때문에 자동차용 도어프레임과 같이 굴곡이 필요하거나 제품의 단면 형상이 가변되는 제품 생산에는 어려움이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.

첫째, 유량조절기 및 유량제어장비가 없어도 가변압출이 가능하도록 하는 것이다.

둘째, 기존 금형을 최대한 유지하여 새로운 개발 및 투자를 최소화 하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압출금형장치는, 압출소재가 투입되는 제1다이; 상기 제1다이와 결합되고 압출제품의 단면 형상의 압출구가 형성된 제2다이; 및 상기 압출구에 삽입되고 회전 가능하게 배치되어 상기 압출구의 크기를 조절하는 스위블코어를 포함한다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 유량조절기 및 유량제어장비가 없어도 가변압출이 가능하다.

둘째, 기존 금형을 최대한 유지하여 새로운 개발 및 투자를 최소화 할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압출금형장치의 사시도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압출금형장치의 분해 사시도이다.
도3은 도2의 코어휠과 스포크의 확대도이다.
도4는 코어휠을 구동하는 구성을 자세히 표현한 사시도이다.
도5a는 모터를 일 방향으로 회전한 경우 스위블코어의 회전을 표현한 것이고, 도5b는 도5a의 경우 압출구의 형상을 표현한 것이다.
도6a는 모터를 일 방향으로 회전한 경우 스위블코어의 회전을 표현한 것이고, 도6b는 도6a의 경우 압출구의 형상을 표현한 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시 예들에 의하여 가변 압출금형장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압출금형장치의 사시도이다. 도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압출금형장치의 분해 사시도이다.

도1내지 도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압출금형장치는, 압출소재가 투입되는 제1다이(1); 제1다이(1)와 결합되고 압출제품의 단면 형상의 압출구(5)가 형성된 제2다이(2); 및 압출구(5)에 삽입되고 회전 가능하게 배치되어 압출구(5)의 크기를 조절하는 스위블코어(10)를 포함한다.

스위블코어(10)는, 압출소재의 배출방향과 동축을 이루며 회전 가능하게 배치된다.

도3은 도2의 코어휠(25)과 스포크(23)의 확대도이다. 도4는 코어휠(25)을 구동하는 구성을 자세히 표현한 사시도이다.

도3내지 도4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압출금형장치는, 스위블코어(10)와 연결되고 제1다이(1)를 관통하여 제1다이(1)의 외부로 연장된 컨트롤샤프트(20)를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압출금형장치는, 컨트롤샤프트(20)의 반경방향으로 연장형성되고, 제1다이(1)의 외부에 배치된 스포크(23)(spoke); 및 컨트롤샤프트(20)와 동축을 이루며, 스포크(23)와 연결된 코어휠(25)을 포함한다. 스포크(23)는 복수로 형성되고, 압출소재는 복수의 스포크(23)들 사이로 유동한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압출금형장치는, 동력을 생성하는 모터(30); 모터(30)에 의해 회전하고, 모터(30)의 회전축과 이격된 크랭크축(31); 및 크랭크축(31)과 코어휠(25)을 연결하는 커넥팅로드(33)를 포함한다.

도5a는 모터(30)를 일 방향으로 회전한 경우 스위블코어(10)의 회전을 표현한 것이고, 도5b는 도5a의 경우 압출구(5)의 형상을 표현한 것이다. 도6a는 모터(30)를 일 방향으로 회전한 경우 스위블코어(10)의 회전을 표현한 것이고, 도6b는 도6a의 경우 압출구(5)의 형상을 표현한 것이다.

도5내지 도6을 참조하면, 모터(30)의 회전방향과 코어휠(25)의 회전방향은 서로 반대이다.

스위블코어(10)는, 곡률이 서로 상이한 적어도 두 부분이 모여 형성된다. 압출구(5)의 형상은 스위블코어(10)로 인해 두께가 상이하다. 압출구(5)의 면적은 스위블코어(10)의 회전에 무관하게 동일하다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 의한 가변 압출금형장치에 의하면, 압출구(5)의 두께를 달리할 수 있어 압출물의 두께를 달리할 수 있다. 따라서, 저반력 부위는 두께를 얇게하고, 도어프레임 등 고반력 부위는 두께를 두껍게 하는 등 최적화가 가능하다.

또한, 종래에 비하여 압출물질의 유량을 변화시킬 필요가 없으므로, 별도의 유량조절 장치나 유량 제어장비등이 불필요하다. 따라서, 구성이 줄어들어 기존 장비에 비하여 설비투자 비용이 감소한다. 또한, 두께의 크고 작음에 따른 유량조절이 불필요하거나 유량 편차가 매우 작으므로, 가변구간 설계 자유도가 증가한다. 또한, 압출구(5)의 단면적이 동일하므로 기존 금형과 T/O 기간이 동일하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

1: 제1다이
2: 제2다이
5: 압출구
10: 스위블코어
20: 컨트롤샤프트
23: 스포크
25: 코어휠
30: 모터
31: 크랭크축
33: 커넥팅로드

Claims (10)

1. 압출소재가 투입되는 제1다이;
   상기 제1다이와 결합되고 압출제품의 단면 형상의 압출구가 형성된 제2다이;
   상기 압출구에 삽입되고 회전 가능하게 배치되어 상기 압출구의 크기를 조절하는 스위블코어;
   상기 스위블코어와 연결되고 상기 제1다이를 관통하여 상기 제1다이의 외부로 연장된 컨트롤샤프트;
   상기 컨트롤샤프트의 반경방향으로 연장형성되고, 상기 제1다이의 외부에 배치된 스포크(spoke); 및
   상기 컨트롤샤프트와 동축을 이루며, 상기 스포크와 연결된 코어휠을 포함하는 가변 압출금형장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 압출구의 형상은 상기 스위블코어로 인해 두께가 상이한 가변 압출금형장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 스위블코어는, 곡률이 서로 상이한 적어도 두 부분이 모여 형성된 가변 압출금형장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 압출구의 면적은 상기 스위블코어의 회전에 무관하게 동일한 가변 압출금형장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 스위블코어는,
   압출소재의 배출방향과 동축을 이루며 회전 가능하게 배치된 가변 압출금형장치.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 스포크는 복수로 형성되고,
   압출소재는 상기 복수의 스포크들 사이로 유동하는 가변 압출금형장치.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   동력을 생성하는 모터;
   상기 모터에 의해 회전하고, 상기 모터의 회전축과 이격된 크랭크축; 및
   상기 크랭크축과 상기 코어휠을 연결하는 커넥팅로드를 더 포함하는 가변 압출금형장치.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 모터의 회전방향과 상기 코어휠의 회전방향은 서로 반대인 가변 압출금형장치.

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