KR101800603B1 - 오프-비율 물질을 분리시키기 위한 동심 채널을 구비한 게이트 설계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반적으로 타이어 또는 다른 제조 물품의 일부를 주조하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 오프-비율 물질이 상기 타이어 또는 다른 제조 물품의 일부를 형성하는 공동으로 들어가기 전에 오프-비율 물질을 분리시키기 위해 원형 러너와 동심 채널 또는 폐기물 저장소를 구비하는 게이트 설계를 구비하는 장치에 관한 것이다. 상기 설계는 상기 러너를 상기 폐기물 저장소에 연결하는 통로뿐만 아니라 폐기물 물질을 저장소에 충전할 때 트랩된 가스 또는 에어를 상기 폐기물 저장소에서 배출시키는 에어 벤트, 상기 통로에 동작가능하게 연관되어 적절한 시간에 상기 통로를 개폐하는 밸브, 및 물질을 상기 폐기물 저장소에 초기에 도입하고 나서 이후 러너에 도입하는 노즐을 더 포함할 수 있다.

Description

오프-비율 물질을 분리시키기 위한 동심 채널을 구비한 게이트 설계{GATE DESIGN WITH CONCENTRIC CHANNEL FOR SEPARATING OFF-RATIO MATERIAL}

본 발명은 일반적으로 타이어 또는 다른 제조 물품의 일부를 주조하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 오프-비율 물질(off-ratio material)이 타이어 또는 다른 제조 물품의 일부를 형성하는 공동(cavity)으로 들어가기 전에 오프-비율 물질을 분리시키기 위해 원형 러너(circular runner)와 동심 채널 또는 폐기물 저장소(waster reservoir)를 구비하는 게이트 설계(gate design)를 가지는 장치에 관한 것이다. 상기 설계는 상기 러너를 상기 폐기물 저장소에 연결하는 통로(passage)뿐만 아니라 폐기물 물질을 폐기물 저장소에 충전할 때 트랩된 가스 또는 에어를 폐기물 저장소에서 배출시키는 에어 벤트(air vent), 상기 통로와 동작가능하게 연결되어 적절한 시간에 상기 통로를 개폐하는 밸브, 및 초기에 물질을 상기 폐기물 저장소에 도입하고 나서 이후 상기 러너에 도입하는 노즐을 더 포함할 수 있다.

타이어는 펑크날 가능성이 있고, 이 경우 표준 공압 타이어들이 동작하지 못할 수 있기 때문에, 타이어 개발에서 새로운 분야는 타이어를 구조적으로 지지하는데 가스에만 의존하지 않는 비-공압 또는 하이브리드 타이어(non-pneumatic or hybrid tire)를 제조하고 사용하는 것을 수반한다. 이러한 타이어의 일례는 본 출원의 출원인이 공동으로 소유하는 미국 특허 제7,201,194호에 개시되어 있다. 이 특허 문헌의 전체 내용은 모든 목적을 위해 본 명세서에 병합된다. '194 특허 문헌의 예시적인 실시예에서, 비-공압 타이어는 외부 환형 전단 밴드(annular shear band), 및 이 환형 전단 밴드를 가로질러 횡방향으로 및 이 환형 전단 밴드로부터 방사상 내부쪽으로 연장되고 휠(wheel) 또는 허브(hub)에 앵커링되는 복수의 웹 스포크(web spoke)를 포함한다. 특정 실시예에서, 환형 전단 밴드는 전단 층(shear layer), 상기 전단 층의 방사방향 내부쪽 부분에 부착된 적어도 제1 멤브레인, 및 상기 전단 층의 방사방향 외부쪽 부분에 부착된 적어도 제2 멤브레인을 더 포함할 수 있다. 요구되는 팽창 압력 없이 동작하는 능력에 더하여, 미국 특허 제7,201,194호의 발명은 지면 접촉 압력이 접촉 영역의 길이에 걸쳐 보다 균일한 장점을 또한 제공한다. 그리하여, 이 타이어는 공압 타이어의 성능을 흉내낸다.

도 1은 방사방향 방향(R)을 한정하는 타이어를 도시한다. 참조를 위해, 본 명세서에 사용되는 100 단위의 모든 참조 부호는 타이어 특징을 말하는 반면, 본 명세서에 사용된 200 단위의 모든 참조 부호는 이러한 타이어를 제조하는 몰딩 장치를 말하고, 본 명세서에 사용된 300 단위의 참조 부호는 본 발명의 제1 실시예에 따른 게이트, 러너 및 폐기물 저장소 설계의 특징을 말하며, 본 명세서에 사용된 400 단위의 참조 부호는 본 발명의 제2 실시예의 특징을 말한다. 타이어(100)는 스포크(106)의 외부쪽 부분(104)에 부착된 트레드(tread)(102)를 포함하고, 이 스포크는 예를 들어 폴리우레탄에 적절히 접합되도록 준비된 스포크를 허브(108)와 트레드(102) 사이에 몰딩하는 것에 의해 이 기술 분야에 알려진 수단에 의해 내부쪽 부분(110)에서 허브 또는 휠(108)에 연결된다. 외부 환형 밴드(105)는 스포크의 외부쪽 부분과 트레드 사이에 위치되고, 내부 환형 밴드(107)는 스포크의 내부쪽 부분에 위치되어, 스포크들을 서로 연결한다. 이 내부 환형 밴드(107)는 타이어를 허브 또는 휠에 부착시키는데 사용될 수 있다.

도시된 타이어(100)의 버전을 위하여, 환형 밴드(105, 107)와 스포크(106)는 폴리우레탄 액체를 회전 몰드에 부어서 형성되고 이 회전 몰드에서 액체는 원심력(centrifugation)을 통해 확산되고 나서 경화된다(cured or hardened)(예를 들어, 특허 출원 공개 WO 2012094005 A1 참조). 스포크(106)는 쌍으로 그룹지어지고, 각 쌍에서 각 스포크(106', 106")는 일관적으로 서로 이격되어 있고, 각 쌍은 일관적으로 타이어의 외주 주위에 인접한 쌍으로부터 이격되어 있는 것을 또한 볼 수 있다. 각 쌍 내 간격과, 각 인접한 쌍 사이의 간격은 동일할 필요가 없다. '194 특허 문헌의 요약서와 칼럼 2, 라인 28-41에 기술된 바와 같이, 스포크(106)는 타이어(100)의 상부 부근에 압축된 상태가 아니라 인장된 상태로 타이어(100)를 지지한다. 대신, 타이어(100)의 트레드(102)가 도로와 접촉하는 곳인 접촉 패치(contact patch) 부근 타이어의 하부(bottom)에 있는 스포크(106)는 용이하게 압축되거나 또는 휘어진다. 이것은 타이어가 공압 타이어의 공압 지지 기능을 시뮬레이팅하는 것을 도와준다.

환형 밴드(105, 107)가 기능하는 민감하고 중요한 기능으로 인해, 즉 트레드와 허브 또는 휠 사이에 접합을 생성하기 위해, 및 미적인 관점으로 인해, 밴드의 두께는 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 도 2를 참조하면, 하부 몰드 절반(234)에 위치된 몰드 코어(238")는 스포크를 형성하고 환형 밴드의 내부 표면(101)을 형성하는 것으로 도시된다. 이 몰드 코어는 드래프트(draft)가 존재하는 경우에도 스포크의 두께가 일정하게 유지될 수 있도록 몰드의 일측으로부터 오는 몰드 코어가 타측 절반으로부터 오는 유사하게 구성된 몰드 코어와 상호 관절식(interarticulate)으로 연결되어서 스포크 그 자체를 형성하는 것으로 표면(237)에 드래프트된다. 그러나, 이 몰드 코어는 환형 밴드의 내부 표면을 형성하는 표면(235)에는 드래프트되어 있지 않다. 외부 환형 밴드(105)의 내부 표면의 경우에, 트레드의 내부 표면은 실질적으로 원통형이므로, 이에 따라 환형 밴드의 두께를 유지하고 타이어의 일측으로부터 타측으로 외부 환형 밴드에 미적인 불일관성을 회피하기 위해서는 외부 환형 밴드의 내부 표면이 또한 원통형일 것을 요구한다. 유사한 상황은 내부 환형 밴드에도 존재한다.

스포크와 환형 밴드의 구조적 요구조건으로 인해, 버블(bubble), 싱크(sink), 빈 공간(void), 또는 다른 몰딩 또는 주조 결함은 타이어의 성능에 악영향을 미칠 수 있으므로, 버블, 싱크, 빈 공간, 또는 다른 몰딩 또는 주조 결함 없이 이들 스포크와 환형 밴드가 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 타이어의 일부를 형성하는 폴리우레탄의 품질이 우수하여, 일단 경화되면, 타이어가 사용될 때 이 구조물이 고장나지 않는 것이 바람직하다. 다시 말해, 타이어의 스포크와 환형 밴드의 구조는 이 영역에서 사용되는 모든 폴리우레탄이 최소 특성을 충족할 것을 요구한다. 대부분 상업적으로 이용가능한 기계 또는 혼합헤드(mixhead)로부터 분배되는 폴리우레탄은 오늘날 샷(shot)의 시작 시에 짧은 시간 기간 동안 불량한 품질 또는 일정량의 오프-비율 물질을 고유하게 초기에 출력한다. 이것에 의해 샷의 초기 일부가 폐기된다. 일반적으로, 이것에 의해 몰드 외부에 별개의 용기로 물질을 분배하고 나서, 분배 동안, 몰드 공동 위로 주입 노즐(injection nozzle)을 되 이동시키는 것이 수행되는데, 이는 성사신 일(messy)일 수 있다.

추가적으로, 낮은 압력 혼합헤드를 사용할 때, 혼합헤드가 샷을 분배한 후 이동되기 때문에, 혼합헤드가 몰드로부터 멀리 이동할 때 폴리우레탄을 드립(dripping)하는데 문제가 있다. 이것은 혼합헤드가 차단 밸브(shutoff valve) 없이 중력으로 공급되는 노즐을 가지기 때문에 일어난다. 예를 들어 볼 밸브(ball valve)가 사용될 때 몰드를 충전하는데 사용되는 혼합헤드와 연관된 일부 유형의 밸브가 존재하는 응용에서, 흐름이 순간적으로 중지하거나 또는 흐름 방향이 없어서(dead headed), 흐름에 분열(disruption)을 초래하여, 분배 기계의 계측 부정확성을 야기할 수 있다. 다시 말해, 물질 성분의 비율이 원치 않게 영향을 받아서 부정확해질 수 있다.

상업적으로 이용가능한 주입 시스템을 사용하는 것에 따른 또 다른 문제는 하부 충전 구조를 사용하는 경우와 같이, 게이트가 폴리우레탄의 최종 레벨 미만일 때, 몰드 공동으로부터 게이트를 통해 및 다시 공급 시스템(feed system)을 통해 역류(flow back)를 방지할 필요가 있다는 것이다.

따라서, 혼합헤드를 움직여 물질 또는 임의의 다른 유형의 재료를 드립하는 것을 요구함이 없이, 불량한 품질의 물질을 분리하고 나서 폐기한 후 폴리우레탄 또는 다른 물질을 몰드 공동으로 공급할 수 있는 공급 시스템을 사용하여 이 타이어 또는 다른 제조 물품을 만들 수 있는 장치 및 방법을 찾는 것이 바람직하다. 몰드 공동이 충전된 후 게이트를 통해 역류를 방지하는 장치 및 방법이 설계될 수 있다면 특히 유리할 수 있다. 마지막으로, 제안된 장치 및 방법이 회전 또는 비-회전 주조 또는 몰딩과 함께 사용될 수 있다면 이상적일 수 있다.

본 발명의 특정 실시예는 몰드 공동과, 상기 몰드 공동에 유체 물질을 충전하는 공급 시스템을 구비하는, 제조 물품을 몰딩 또는 주조하는 장치를 포함한다. 상기 공급 시스템은 폐기물 저장소, 러너, 상기 폐기물 저장소를 상기 러너에 연결하여, 상기 폐기물 저장소와 상기 러너 사이에 유체 연통을 제공하는 통로를 포함하는 일련의 빈 공간(series of voids)을 한정하는 구조적 부재를 구비할 수 있다. 또한 유체를 폐기물 저장소에 도입하기 위한 주입점(injection point)이 제공될 뿐만 아니라 러너와 몰드 공동 사이에 유체 연통을 제공하는 게이트가 제공될 수 있다.

일부 경우에, 상기 통로의 빈 공간 볼륨은 폐기물 저장소, 러너, 또는 이들 둘 모두의 볼륨 미만이다. 대부분의 경우에, 상기 주입점은 차단 노즐(shut off nozzle)을 수용한다.

다른 실시예에서, 상기 주입점으로부터 상기 통로까지 상기 폐기물 저장소의 흐름 경로를 따라 취해진 상기 주입점으로부터의 선형 거리는 상기 통로로부터 상기 폐기물 저장소의 흐름 경로를 따라 취해진 상기 폐기물 저장소의 단부까지의 선형 거리 이하이다. 일부 경우에, 상기 주입점으로부터 상기 통로까지의 거리는 상기 통로로부터 상기 폐기물 저장소의 단부까지의 거리의 적어도 절반이다.

추가적인 실시예에서, 상기 러너와 게이트는 중심 축 주위에 회전하는 환형 형태를 구비한다. 일부 경우에, 이 환형 형태는 상기 중심 축 주위로 전체 360도 회전을 한다. 유사하게, 상기 폐기물 저장소는 중심 축 주위로 회전하는 환형 형태를 더 구비할 수 있고, 중심 축 주위로 적어도 270도 초과, 360도 미만으로 회전할 수 있다. 상기 게이트, 러너 및 폐기물 저장소를 위한 중심 축은 모두 3개의 빈 공간에 대해 동일할 수 있다.

본 발명의 특정 실시예는 몰드 공동과 공급 시스템을 포함하는 빈 공간을 한정하는 구조적 부재를 갖는 장치를 제공하는 단계를 포함하는, 물품을 제조하는 방법을 포함한다. 상기 공급 시스템은 주입점, 폐기물 저장소, 러너, 상기 폐기물 저장소를 상기 러너에 연결하는 통로, 및 상기 러너를 상기 몰드 공동에 연결하는 게이트를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 폐기물 저장소가 부분적으로 충전될 때까지 유체 물질을 상기 폐기물 저장소에 주입하는 단계, 및 이후 상기 폐기물 저장소가 완전히 충전되기 전에 상기 폐기물 저장소의 충전을 중지하는 단계를 더 포함할 수 있다. 신호를 수신, 처리, 및 송신할 수 있는 제어 시스템이 또한 제공될 수 있다. 신호는 특정 이벤트가 발생한 후 신호를 생성하는 센서에 의해 제어 시스템으로 송신될 수 있고, 신호는 제어 시스템에 의해 개방과 폐쇄를 제어하는 밸브로 송신될 수 있다.

특정 실시예에서, 상기 방법은 상기 폐기물 저장소가 완전히 충전되기 전에 상기 폐기물 저장소와 상기 러너 사이에 유체 연통을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 많은 경우에, 상기 저장소는 대부분 충전된다. 센서는 상기 폐기물 저장소가 부분적으로 적절한 양으로 충전될 때 신호를 생성할 수 있는데 이는 우수한 물질만이 통로를 통해 흐르고 나서 상기 러너로 이어지는 것을 의미한다. 신호는 상기 밸브를 폐쇄하기 위해 상기 폐기물 저장소와 연통하는 에어 벤트와 연관된 밸브로 송신될 수 있다. 동시에, 상기 통로와 연관된 밸브는 상기 폐기물 저장소와 상기 러너 사이에 유체 연통을 생성하도록 개방될 수 있다. 일부 경우에, 상기 에어 벤트로 가는 밸브가 흐름 지체를 방지하는 것을 도와주기 위해 폐쇄되기 전에 상기 통로로 가는 밸브가 개방된다.

유사하게 다른 실시예에서, 상기 방법은 상기 몰드 공동이 충전될 때를 나타내는 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이후, 상기 통로와 연관된 밸브는 차단되어, 일반적으로 상기 몰드 공동으로부터 상기 게이트와 상기 공급 시스템으로 역류를 방지할 수 있다. 또한, 상기 주입점으로 수용되거나 배치된 차단 노즐이 제공될 수 있다. 이 노즐은 상기 통로와 연관된 밸브가 폐쇄된 후 차단될 수 있다. 이후 물품을 제조하는 몰딩 공동에 있는 유체 물질과 상기 공급 시스템에 있는 물질이 경화될 수 있다. 마지막으로, 경화된 물품 또는 경화된 공급 시스템이 장치로부터 제거될 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 장점은 동일한 참조 부호가 본 발명의 동일한 부분을 나타내는 첨부 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 특정 실시예의 이하 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치를 사용하여 몰딩될 수 있는 스포크를 구비하는 비-공압 타이어의 사시도;
도 2는 도 1의 타이어의 스포크를 형성하는 몰드 절반 및 연관된 코어의 사시도;
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 방법 및 장치를 구현하는 테스트 장치의 사시도;
도 4는 러너로부터 게이트를 통해 몰드 공동으로 물질의 흐름을 도시하는, 도 3의 라인 4- 4를 따라 취한 본 발명의 제1 실시예의 폐기물 저장소, 러너 및 게이트의 확대 단면도;
도 5는 명확화를 위해 도시된 상부 부재와 하부 부재에 의해 한정된 게이트와 러너에 폐기물 저장소를 연결하는 통로를 폐쇄하는 차단 밸브 조립체만을 갖는 도 4로부터 취한 사시도;
도 6은 폐기물 저장소를 러너에 연결하는 통로 및 리지(ridge) 또는 가스킷에서 통로 밸브 차단을 보다 명확히 도시하는 도 5의 확대도;
도 7은 상부에 기계 가공된 러너 및 팬 형상의 통로를 도시하는 도 5의 상부 부재의 사시도;
도 8은 상부에 기계 가공된 폐기물 저장소와 가스킷 채널을 도시하는 도 5의 하부 부재의 사시도;
도 9는 이들 부재에 의해 한정된 게이트를 보다 상세히 도시하는 상부 부재와 하부 부재의 확대 단면도;
도 10은 불량한 물질이 주입 장치로부터 제거될 때까지 폐기물 저장소의 충전을 도시하는 테스트 장치의 방사방향 평면을 따라 취한 본 발명의 제1 실시예의 부분 단면도;
도 11은 폐기물 저장소와 유체 연통하는 에어 벤트가 폐쇄된 후, 물질이 통로로 흘러가 개방된 차단 밸브를 통과하여, 러너, 게이트 및 몰드 공동에 물질을 순차적으로 충전시킬 수 있는 정압(hydrostatic pressure)을 생성하는 도 10의 부분 단면도;
도 12는 플런징 노즐(plunging nozzle)과 다이아프램 유형 밸브를 사용하는 본 발명의 제2 실시예의 단면도:
도 13은 불량한 품질의 물질을 폐기물 저장소에 충전할 수 있는 형태와 위치에 있는 도 12의 노즐을 도시하는 도면;
도 14는 폐기물 저장소와 통로, 러너, 게이트 및 몰드 공동에 우수한 품질의 물질을 충전할 수 있는 형태와 위치에 있는 도 12의 노즐을 도시하는 도면;
도 15는 폐기물 저장소의 충전을 차단하고 우수한 물질이 통로, 러너, 게이트 및 몰드 공동으로만 흐를 수 있게 하는 형태와 위치에 있는 도 12의 노즐을 도시하는 도면;
도 16은 몰드 공동이 충전된 후 통로, 러너, 게이트 및 몰드 공동의 충전을 차단하는 형태와 위치에 있는 도 12의 노즐을 도시하는 도면;
도 17은 노즐이 몰딩 장치의 상부 측으로부터 플런징된 본 발명의 제2 실시예의 대안적인 하부 충전 옵션을 도시하는 도면; 및
도 18은 노즐이 몰딩 장치의 하부 측으로부터 플런징된 본 발명의 제2 실시예의 다른 하부 충전 옵션을 도시하는 도면.

도 3을 참조하면, 도 1 및 도 2를 참조하여 앞서 도시되고 설명된 바와 같이 5개의 스포크만을 형성하도록 본 발명을 형성하는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법 및 장치를 사용하는 테스트 장치(300)의 사시도를 명확히 볼 수 있다. 이 테스트 장치는 플랫폼(302), 타이어의 스포크들을 연결하는 내부 환형 밴드를 형성하는 것을 도와주는 중심 허브(304), 상기 스포크의 내측 표면을 형성하는 상호 관절식으로 연결된 코어를 구비하는 몰드(306)의 섹터(sector), 및 상기 타이어의 스포크들을 또한 연결하는 외부 환형 밴드를 형성하는 환형 스커트(308)를 포함한다. 중심 허브, 몰드 섹터 및 환형 스커트는 플랫폼에 연결된다. 직각 암(310)은 스포크를 형성하는 아래쪽으로 연장되는 몰드 코어를 플랫폼에 부착하는데 사용되는 반면, 위쪽으로 연장되는 몰드 코어는 도 4에 보다 명확히 도시된 바와 같이 플랫폼(302)에 직접 부착된다. 밸브 조립체(312)의 일부는 또한 나중에 더 설명되는 바와 같이 폐기물 저장소를 공급 시스템의 러너에 연결하는 통로를 선택적으로 개폐하는 중심 허브(304)로부터 연장되는 것으로 도시된다. 이 테스트 장치는 스핀 또는 회전하지 않으나, 임의의 축 또는 다수의 축 주위로 회전하는 몰딩 또는 주조 장비와 함께 사용될 수 있는 것으로 고려된다.

도 4는, 타이어의 내부 환형 밴드와 외부 환형 밴드를 형성하는 공동뿐만 아니라 스포크를 형성하는 코어에 대해 공급 시스템의 위치를 도시하는, 도 3의 라인 4-4를 따라 취한 단면도이다. 공급 시스템은 상부 충전 옵션과 하부 충전 옵션을 모두 구비하는 것으로 도시되고, 어느 하나 또는 둘 모두가 동시에 또는 일정 종류의 타이밍 방식으로 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 상부 충전 옵션과 하부 충전 옵션을 위한 공급 시스템은 서로에 대해 분할된 2개의 부재를 포함한다. 제1 부재(314)는 러너(320)뿐만 아니라 내부에 기계 가공된 폐기물 저장소 또는 채널(318)의 일부를 구비한다. 제2 부재(316)는 부재 사이에 폴리우레탄이 누설되는 것을 방지하는 o-링 또는 가스킷 그루브(322)뿐만 아니라 상부에 기계 가공된 저장소(318)의 나머지 부분이다. 바람직하게는, o-링 또는 가스킷 그루브는 하부 부재에 기계 가공되어서, o-링 또는 가스킷을 내부에 배치할 수 있게 하여, 조립을 용이하게 한다. 공급 시스템은 게이트(324)로 기능하는 부재들 사이에 얇은 갭을 더 포함한다. 폐기물 저장소, 러너 및 게이트를 포함하는 공급 시스템의 모든 특징은 허브의 원형 주변(perimeter) 주위에 실질적으로 연장되어, 나중에 더 설명되는 바와 같이 몰드 공동(326)이 실질적으로 환형 방식으로 충전될 수 있게 한다. 화살표는 러너로부터 게이트를 통해 몰드의 공동으로 흐르는 것을 도시한다.

이제 도 5를 참조하면, 도 4에 도시된 하부 충전 옵션의 공급 시스템의 제1 또는 상부 부재(314), 제2 또는 하부 부재(316)뿐만 아니라 밸브 조립체(312)의 사시 단면도가 도시되어 있다. 상부 부재(314)는 반투명한 상태로 도시되어서, 상부 부재의 절반의 원형 주변 주위에 완전히 연장되는 러너(320)와 게이트(324)를 대시 라인으로 볼 수 있다. 폐기물 저장소(318)는 러너 및 게이트와 동심이고 이들 특징의 방사방향 내부에 있고 상부 부재(도 6에 최상으로 도시)의 원형 주변 주위로 완전히 연장되지 않는 채널인 것으로 볼 수 있다. 밸브 조립체(312)는 공압 또는 유압 수단에 의해 동력 공급되는 종래의 플런저 설계인 것으로 볼 수 있다. 대안적으로, 밸브는 솔레노이드에 의해 동력 공급될 수 있다. 회전하여 개방 및 폐쇄되는 볼 밸브 또는 다른 밸브를 포함하는 다른 유형의 밸브들이 사용될 수 있다. 나아가, 나중에 설명되는 본 발명의 제2 실시예의 특징에 대하여 도시되고 설명된 것과 유사하게 밸브는 일정 종류의 멤브레인을 사용할 수 있는 것으로 고려된다. 밸브의 기능은 도 6에 대하여 그 다음에 설명된 바와 같이 폐기물 저장소로부터 러너로 통로(328)를 개방하거나 폐쇄하는 것이다.

이제 도 6에 초점을 두면, 이 특정 밸브 조립체는 외부 o-링 또는 가스킷 채널과 폐기물 저장소를 분리시키는 리지(332)에 도달하는 차단 스템(shut off stem)(330)을 구비하는 것을 볼 수 있다. 차단 스템(330)의 일부는 또한 설계에 따라 o-링 또는 가스킷 그 자체를 차단할 수 있다. 나아가, 공급 시스템의 상부 부재에 있는 폐기물 저장소의 상부 부분은 폐기물 저장소와 러너 사이에 통로를 개방하거나 폐쇄하는 밸브 조립체로부터 미리 결정된 거리(334)만큼 이격되어 시작되는 것을 볼 수 있다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 공급 시스템을 수용하는 상부 부재와 하부 부재(314, 316)의 구성을 보다 명확히 볼 수 있고 또한 폐기물 저장소(318)로부터 러너(320)까지 이어지는 통로(328)는 팬 형상을 구비하는 것을 볼 수 있다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 통로는 폐기물 저장소의 상부 표면(338) 아래에 있고, 상부 표면으로부터 직각으로 아래쪽으로 연장되는 표면(340)으로부터 미리 결정된 거리(S)만큼 이격되어 있다. 이들 표면은 가스 또는 버블 캐처(catcher)로 기능하여, 폐기물 저장소가 충전될 때 야기된 트랩된 에어 또는 가스가 통로에 들어가는 것과 러너를 통해 흘러 종국적으로 게이트를 통해 몰드 공동으로 들어가는 물질을 오염시키는 것을 방지할 수 있게 한다. 물질을 공급 저장소(feed reservoir)에 주입하는 주입 노즐 또는 다른 수단을 포함하는 애퍼처(aperture)(336)의 일부만이 도시되어 있는 것이 주목된다.

도 9는 0.5 mm의 최종 두께(T)로 아래쪽으로 이어지는 두께를 구비하고, 여기에 도시된 바와 같이 하부 충전 시나리오에서는 위쪽 방향이고 상부 충전 시나리오에서는 아래쪽 방향인 러너로부터, 타이어의 내부 환형 밴드를 형성하는 공동의 하부 또는 상부 표면으로 각각 굴곡진 게이트의 상세도를 도시한다. 단차진 분할선(stepped split line)(346)은 상부 부재(314)를 하부 부재(316)로 중심 잡는 것을 도와주는 반면, 다월 핀(dowel pin)과 함께 배향 홀(348)은 상부 부재와 하부 부재 사이에 적절한 각도 배향을 수립하는 것을 도와준다.

도 10 및 도 11은 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 물질을 공급 시스템으로 도입하는 주입점(336), 폐기물 저장소(318)와 러너(320) 사이에 있는 통로(328)를 개방하거나 폐쇄하는 밸브(342), 및 이 폐기물 저장소의 단부에 위치된 에어 벤트(344)의 상대적인 배치 관계(placement)를 볼 수 있게 하는 공급 시스템을 도시하는 부분 상부 단면도이다. 에어 벤트는 이 기술 분야에 알려진 임의의 간단한 밸브를 포함할 수 있거나 또는 또한 사출 성형 산업에서 일반적으로 사용되는 바와 같이 물질 그 자체가 아니라 물질에서 에어를 통과시킬 수 있는 다공성 매체를 더 포함할 수 있다. 물질을 주입하는 것은 압축 밀봉재(compression seal) 또는 테이퍼진 밀봉재(tapered seal)를 사용하는 것을 포함하는 이 기술 분야에 사용되는 주입 노즐을 사용하여 달성될 수 있다.

대안적으로, 주입 노즐은 본 발명의 제2 실시예에 대해 나중에 설명된 바와 같이 유사한 구성으로 이루어질 수 있다. 오프-비율 물질을 홀딩하기 위한 폐기물 저장소와 러너를 사이에 통로를 개방하거나 폐쇄하는데 사용될 수 있는 밸브 조립체의 여러 형태는 이미 설명되었다. 통로 경로가 적절히 사이즈 조절되어 우수한 물질이 폐기물 저장소의 시작 부분에 도입될 때까지 폐기물 물질이 러너에 너무 조속히 들어가지 않도록 한다면 이 밸브 조립체는 특정 경우에 생략될 수 있는 것으로 이해된다. 이러한 설계는 몰드 공동이 충전되면 역 흐름이 문제시 되지 않는 상부 충전 상황 또는 다른 시나리오에서 특히 적절할 수 있다. 대부분의 경우에, 밸브 조립체는 불량한 품질의 물질이 러너에 들어가지 않는 것을 보장하고, 몰드 공동이 충전되면, 역류를 방지하는 것을 도와주는 것이 바람직하다.

이제 도 10에 초점을 두면, 폐기물 저장소(318)의 초기 충전은 화살표로 표시된다. 제일 먼저, 물질은 폐기물 저장소로 주입되고 에어 벤트(344)는 개방된다. 이 단계는 주입점(336)에 있는 노즐과 연관된 밸브를 개방하는 것을 포함할 수 있고, 폐기물 저장소(318)와 러너(320) 사이에 위치된 밸브(342)를 이전에 차단하는 것을 포함할 수 있다. 이 물질은 충분한 물질이 폐기물 저장소에 충전되어 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 불량한 품질의 물질이 러너와 폐기물 저장소 사이의 통로를 통과하여 종국적으로 몰드 공동에 들어가지 않을 것이라는 확신이 들게 할 때까지 폐기물 저장소를 계속 충전한다. 충분한 초기 물질이 폐기물 저장소에 들어가면, 에어 벤트(344)는 폐쇄되고, 만약 존재한다면, 폐기물 저장소(318)와 러너(320) 사이에 있는 밸브(342)가 개방된다. 이것으로 폐기물 저장소에 압력이 생성되어 폐기물 저장소와 러너에서 물질 흐름이 더 이상 충전을 시작하지 않는다.

일부 경우에, 폐기물 채널(318)과 러너(320) 사이에 밸브(342)는 에어 벤트(344)의 폐쇄 이전에 개방되고, 다른 경우에 에어 벤트에는 밸브가 없어서 벤트를 폐쇄하는 일이 없다. 에어 벤트를 폐쇄하여 흐름 지체를 회피하기 전에 폐기물 저장소와 채널 사이에 밸브를 개방하는 것이 바람직하다. 화살표의 종단점(terminal point)에 도시된 바와 같이, 이것의 타이밍은 물질이 에어 벤트(344)에 이르지 못하여, 잠재적으로 벤트를 방해하여 이 벤트가 제조 공정의 차후 사이클 또는 샷에서 동작하는 것을 방지할 수 있는 것을 도와주기 위해 수행된다.

이 실시예에서, 물질을 폐기물 저장소에 충전하고 이 물질 흐름을 중지하는 타이밍은 타이머를 사용하는 것에 의해 달성된다. 본 발명자는 100g의 물질을 폐기물 저장소에 충전하는데 필요한 시간의 양을 계산하였으나 이 시간은 응용에 따라 변할 수 있다. 이 타이밍은 압력 스위치, 온도 센서 및 커패시턴스 센서를 포함하는 이 기술 분야에 알려진 다른 수단을 사용하여 트리거될 수 있는 것으로 고려된다. 온도 센서의 사용에 관해, 본 발명자는 일반적인 몰드 온도가 100℃이고 폴리우레탄의 온도는 80℃인 것에 주목한다. 그래서, 센서가 에어 온도를 초기에 검출하는 경우, 온도의 증가를 사용하여 에어 벤트 밸브를 차단하거나 및/또는 밸브를 개방하여 물질이 러너로 흐르게 할 수 있다. 한편, 센서가 몰드 온도를 초기에 검출하면, 온도의 감소를 사용하여 에어 벤트 밸브를 차단하거나 및/또는 밸브를 개방하여 물질이 러너로 흐르게 할 수 있다.

이제 도 11을 참조하면, 러너(320), 게이트(324) 및 이후, 몰드 공동을 충전하는 공정이 도시된다. 러너(320)로 이어지는 밸브(342)가 개방되고 에어 벤트(344)가 폐쇄된 후, 우수한 물질이 (도 11에서 크로스 해치된 영역으로 도시된) 정압으로 완전히 원형 주변을 따라 러너로 흐르면 물질이 통로(328)를 더 이상 통해 흐르지 않는다. 게이트가 러너에 비해 크게 제한되므로, 전체 러너가 충전될 때까지 물질이 공동으로 거의 내지 전혀 흐르지 않고, 충전된 시점에서 물질이 타이어의 전체 외주를 따라 본질적으로 환형 방식으로 공동으로 흐를 수 있다. 몰드 공동, 게이트, 러너, 통로 및 폐기물 저장소(318)에 있는 물질이 경화된 후, 타이어 및 부착된 공급 시스템이 몰딩 장치로부터 제거되고 여기서 게이트가 트리밍(trimmed)되고 나서 공급 시스템이 타이어로부터 분리된다. 테스트 장치에서, 이것은 수동으로 수행될 필요가 있으나, 공급 시스템을 형성하는 부재가 자동적으로 개방될 수 있고, 이 부분과 공급 시스템이 수동 개입 없이 공정이 수행될 수 있도록 사출 성형 산업에서 일반적으로 수행되는 바와 같이 자동적으로 제거되거나 배출될 수 있는 것으로 이해된다. 거의 동시에, 물질을 공급 시스템으로 주입하는 노즐은 그 다음 사이클 또는 샷을 준비하기 위해 드럼 위 용매와 동일 높이에 있을 수 있다.

응용에 따라 본 발명의 이 실시예에 조절이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 게이트, 러너, 폐기물 저장소 및 이 폐기물 저장소와 러너 사이의 통로의 단면 형상뿐만 아니라 흐름 경로를 포함하는 길이, 배치 관계, 사이즈 및 형태가 공급 시스템을 형성하는 빈 공간을 수용하는 구조적 부재에 한정되거나 또는 이에 기계 가공되는 방식과 함께 원하는 대로 조절될 수 있다. 마찬가지로, 이들 특징이 위치된 구조적 부재가 어떤 것인지 및 이들 특징이 서로 관련되어 배치된 상황은 변경될 수 있다. 대부분의 경우에, 러너와 폐기물 저장소 사이의 통로는 폐기물 저장소의 단부에보다 주입점에 더 가까이 위치된다. 사실, 대부분의 응용에서 통로로부터 에어 벤트가 일반적으로 있는 곳인 폐기물 저장소의 단부까지의 선형 거리는 주입점으로부터 흐름 경로를 따라 통로까지의 선형 거리의 적어도 2배이어서, 상당한 물질이 폐기물 저장소에 홀딩될 수 있게 하여 불량한 품질의 물질이 러너로 들어가지 않게 하고 나중에 게이트를 통해 몰드 공동으로 들어가지 않게 하는 것을 도와준다. 유사하게, 러너, 게이트 및 폐기물 저장소는 굴곡된 흐름 경로를 가질 필요가 없으나, 제조되는 물품의 응용 또는 형상에 따라 변경될 수 있고, 직선이나 또는 임의의 원하는 흐름 경로를 따라 흐를 수 있다.

불량한 물질이 통로를 통과하였다면 폐기물 저장소의 흐름 경로를 따라 통로를 바로 지나 위치된 차단 밸브를 사용하여 폐기물 저장소로 흐르는 것을 차단할 수 있는 것이 더 고려된다. 이러한 경우에, 폐기물 저장소와 유체 연통하는 에어 벤트와 동작가능하게 연관된 차단 밸브는 불필요할 수 있다.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 몰딩 장치(400)를 도시한다. 이 장치는, 수직 방향으로 앞뒤로 플런징할 수 있고 주입점(436)을 통해 장치에 삽입되는 2개의 주입 노즐(446), 이 노즐 주위에 동심으로 및 중심 허브(404)(도 13에 도시)와 몰드 공동(426)(또한 도 13에 도시) 상에 위치된 폐기물 저장소(418), 경사진 밸브 부재(442), 및 타이어를 몰딩하는데 사용된 폴리우레탄과 양립할 수 있고 동일한 물질로 만들어질 수 있는 경화된 물질로 만들어지는 멤브레인(448)을 포함한다. 멤브레인의 두께는 2.6 mm일 수 있으나, 응용에 따라 변할 수 있다. 멤브레인은 경사진 밸브 부재(442)의 굴곡된 표면과, 폴리우레탄을 금속에 부착하기 위한 프라이머(primer)를 사용하여 하부 부재(416)의 굴곡된 표면에 부착되어, 액체 폴리우레탄이 장치의 이음매(seam) 내로 침투하고 장비를 오염시켜 전통적인 밀봉재 또는 가스킷을 사용하는 것을 곤란하게 하는 것을 방지하면서, 경사진 밸브 부재(밸브 부재(442)와 멤브레인(448)의 위치는 실선으로 도시된 폐쇄된 위치에 있는 반면, 개방된 위치는 참조 부호(442' 및 448')를 사용하여 점선으로 표시됨)를 통해 위와 아래로 이동할 수 있는 다이아프램 유형 밸브를 형성한다.

압축 스프링(미도시)은 밸브 부재를 바이어스시켜 상부 차단 표면(454)이 상부 부재(414)를 밀봉하여 러너(420)로부터 게이트(424)를 효과적으로 폐쇄시킨다. 물론, 러너는 밸브 부재(442)가 설명된 바와 같이 하강될 때 더 커지게 되지만, 밸브 부재와 상부 부재 사이에는 항상 갭이 있어서 밸브 부재(442)의 상부 표면이 상부 부재(414)를 차단하는 것을 보장한다. 이 스프링 힘은 이하 설명되는 바와 같이 밸브의 개방을 수행하도록 대응될 수 있다. 러너 두께는 변할 수 있으나, 본 발명자는 응용에 따라 예를 들어 0.5 mm 내지 1 mm의 두께가 적절한 것을 발견하였다. 물론, 게이트는 흐름을 공동으로 제한하는 사이즈로 감소시킨다.

이제 도 13을 참조하면, 2개의 노즐(446)은 또한 슬라이딩 내부 부재(450)와, 이 내부 부재와 독립적으로 병진이동할 수 있는 외부 슬리브(452)를 포함한다. 몰드 공동(426)을 충전하기 위한 이 실시예를 위한 공정에서 제1 단계는 외부 슬리브 부재(452)가 위쪽으로 이동하는 반면, 내부 부재(450)는 폐기물 저장소(418)를 러너(420)에 연결하는 통로(428)로의 개구와 동일 높이에 있어, 러너로 임의의 흐름을 차단하면서도 노즐(446)로부터 폐기물 저장소로 환형 개구를 생성한다. 이것에 의해 에어 벤트(444)가 에어를 변위시키도록 제공되기 때문에 불량한 품질의 물질이 폐기물 저장소의 대야(basin)를 충전할 수 있다. 이것은 미리 결정된 양의 물질이 폐기물 저장소로 주입될 때까지 계속된다. 이것은 제1 실시예에 대해 이미 설명된 것과 유사하게 폐기물 저장소에서 전략적 높이에 배치된 타이머, 압력 스위치, 커패시턴스 스위치, 또는 온도 센서를 사용하여 달성될 수 있다. 본 발명자는 이 단계를 물질 흐름을 폐기물 저장소로 전환하기 위해 부분적인 노즐 삽입이라고 언급한다. 노즐의 움직임은 공압, 유압, 솔레노이드 등을 포함하는 이 기술 분야에 일반적으로 알려진 수단에 의해 수행될 수 있다.

노즐의 외부 슬리브(452)와 내부 부재(450)를 독립적으로 이동시키기 위하여, 백 스템(back stem) 부분이 외부 슬리브의 엘보우(elbow) 부분의 상부 표면을 통해 연장되고, 각 컴포넌트의 상대적인 움직임이 랙과 피니언, 유압, 공압 및 솔레노이드 수단을 포함하여 이 기술 분야에 알려진 수단을 사용하여 달성될 수 있는, 도 13에서 점선(452' 및 450')으로 도시된 대안적인 형태를 사용할 수 있는 것으로 이해된다. 나아가, 유체가 가이드 부재에 의해 통과하기 위해 가이드 부재의 주변 주위에 배열된 오리피스를 가지는 핀의 움직임을 가이드하는 가이드 부재의 사용을 포함하여 몰딩 산업에서 차단 핀을 이동시키기 위해 이 기술 분야에 알려진 다른 수단을 사용할 수도 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 충분한 물질이 폐기물 저장소(418)로 전환되었다면, 노즐(446)의 내부 부재(450)와 외부 슬리브(452)는 폐기물 저장소와 노즐 사이에 환형 개구를 감소시켜, 물질 흐름을 폐기물 저장소로 핀치오프(pinch off)하기 시작할 때까지 수직으로 이동된다. 동시에, 노즐의 내부 부재(450)는 밸브 부재(442)를 아래로 가압하여, 밸브 부재를 폐쇄 상태로 바이어스시키는 스프링 힘을 극복하여, 통로(428)와 노즐(446) 사이에 환형 개방을 초래하여, 물질이 러너(420)로 흐르기 시작하게 할 수 있다. 노즐과 밸브 부재의 여러 부분의 움직임 타이밍은 임의의 흐름 지체를 회피할 뿐만 아니라 물질에 버블이 형성되는 것을 방지하는 것을 도와준다.

다음으로 도 15에 도시된 바와 같이, 노즐의 외부 슬리브(452)와 내부 부재(450)는 장치(400) 안으로 가장 멀리 전진하여, 노즐(446)로부터 통로(428)와 러너 시스템(420)으로 큰 환형 개방을 생성하면서, 외부 슬리브(452)가 폐기물 저장소(418)로의 모든 흐름을 차단하게 한다. 러너는 동심 방식으로 자연적으로 충전되고, 동심으로 형성된 게이트를 동일한 방식으로 공급하여, 타이어의 스포크와 환형 밴드(몰드 공동(426)으로 지정된 것)를 대칭적으로 및 일관적으로 충전할 수 있게 한다. 볼 수 있는 바와 같이, 2개의 노즐과, 내부 부재와 외부 슬리브의 상대적인 움직임에 의해 장치는 경사진 밸브 부재와 함께 통로를 러너로 개방하거나 폐쇄할 수 있는 차단 밸브로 동작하면서도 폐기물 저장소로 흐르는 것을 중지시킬 수 있는 차단 밸브로 동작할 수 있다.

도 16에 도시된 바와 같이, 몰드 충전의 종단에, 물질 흐름은 노즐(446)의 내부 부재(450)를 외부 슬리브(452)의 안착된 위치로 완전히 수축하는 것에 의해 중지되고 이에 의해 밸브 부재(442)를 스프링 힘의 바이어스로 인해 폐쇄되게 하여, 러너(420)로부터 통로(428)를 밀봉한다. 동시에, 노즐(446)의 외부 슬리브(452)의 위치는 동일하게 유지되어 불량 물질이 폐기물 저장소(418)를 떠나 통로(428)로 다시 들어가는 것을 방지할 수 있다.

밸브 부재가 폐기물 저장소로부터 러너로 통로를 차단함과 거의 동시에 또는 약간 후에, 노즐은 내부 부재가 외부 슬리브에 도달할 때 차단된다. 또한, 멤브레인은 일부 나머지 물질을 러너로부터 게이트를 통해 공동으로 가압하여, 폐기되는 물질의 양을 감소시킨다. 물질이 경화되기 전에, 노즐은 그 다음 사이클 또는 샷을 준비하기 위하여 용매와 동일 높이에 있을 수 있다. 폐기물 저장소에 있는 물질은 수동으로 제거될 필요가 있다. 마찬가지로, 게이트에 있는 물질은 타이어의 내부 환형 밴드의 외주를 따라 방사방향 내부 쪽으로 연장되는 우산(umbrella)과 유사하고, 타이어로부터 트리밍될 필요가 있다. 이 장치는 각 사이클 또는 샷 후 타이어와 공급 시스템이 자동적으로 제거되거나 배출되도록 자동화될 수 있는 것으로 이해된다.

이 실시예에서, 폐기물 저장소와 게이트에 있는 물질과, 타이어 그 자체의 물질은 사출 성형 산업에 사용된 종래의 3개의 판 스타일 몰드에서 사용된 것과 유사한 방식으로 장치로부터 및 서로로부터 배출될 수 있다. 이전의 실시예와 같이, 서로에 대해 여러 빈 공간의 형태, 사이즈 조절 및 상대적인 배치 관계와 노즐의 유형, 예를 들어 그 형태, 단일 피스인지 또는 다중-피스인지 여부, 및 충전 단계의 타이밍과 이를 달성하는 방법은 응용에 맞게 변경될 수 있다. 예를 들어, 플런징된 단일 피스 노즐을 사용하여 밸브가 개방되어 물질이 러너, 게이트 및 몰드 공동을 충전하기 전에 폐기물 저장소를 제일 먼저 충전할 수 있는 것으로 고려된다.

도 17은 이 실시예를 위한 하부 충전 버전을 도시하고 노즐(446)이 몰딩 장치(400) 위로부터 플런징된 것을 제외하고는 본질적으로 동일한 방식으로 작동한다. 모든 다른 컴포넌트와 노즐(446) 및 그 여러 부분의 움직임이 동일하게 작동한다. 본질적인 차이는, 러너(420)가 게이트(424) 내로 위쪽으로 굴곡되고 폐기물 저장소(418)의 배치 관계와 형태가 몰딩 공동(426)의 하부 부근에 위치되도록 변한다는 것이다. 한편, 도 18은 노즐(446)이 위쪽으로 수직 방향으로 플런징하여 밸브 부재(442)와 노즐(446)의 컴포넌트를 개방시키고, 경사진 밸브 부재(442)와 멤브레인(448)이 지금까지 설명된 제2 실시예의 임의의 다른 버전에 비해 수평 축 주위로 180도 회전된 배향을 가지는 것을 제외하고는, 도 17과 본질적으로 동일한 제2 실시예의 하부 충전 버전을 도시한다. 또한, 몰딩 공동(426) 아래에 있는 폐기물 물질을 홀딩하는 대야(456)로 동작하는 추가적인 컴포넌트가 제공된다.

임의의 실시예에서, 노즐은 플런징할 능력을 가질 수 있지만, 내부 부재가 외부 슬리브에 억지 끼워맞춰진 경우에서와 같이 내부 부재와 외부 슬리브가 서로에 대해 병진이동하는 능력을 구비하지 않을 수 있는 것으로 더 이해된다. 이러한 경우에, 흐름에서 더 많은 교란이 폐기물 저장소로의 흐름이 핀치오프되고 러너로의 흐름이 증가될 때 생성될 수 있다. 또한, 일부 약간 드립이 몰딩 사이클들 사이에 동일 높이에 있는 드럼으로 노즐을 이동시킬 때 발생할 수 있다. 다시 말해 플런징 노즐이라는 용어는 노즐의 외측 하우징이 유체 연통이 노즐과 공급 시스템의 하나 이상의 빈 공간 사이에 수립될 수 있도록 일 축을 따라 이동할 수 있다는 것을 의미한다.

비-공압 타이어의 일부인 스포크를 갖게 형성된 트레드만이 본 명세서에 구체적으로 설명되었으나, 이 공정은 (종종 하이브리드 타이어로 지칭되는) 스포크와 함께 가스를 사용하는 타이어에 사용되어 이 타이어에 가해지는 부하를 지지할 수 있는 것으로 이해된다. 이 타이어는 전단 층을 갖게 구성될 필요가 없거나 또는 미국 특허 제7,201,194호에 포함된 타이어와 다른 특성 또는 특징을 구비할 수 있다. 또한, 적절히 내구성 있는 및 강한 임의의 열경화성 물질과 같은 폴리우레탄 대신에 다른 물질을 사용하여 타이어에 가해지는 부하를 지지할 수 있다. 나아가, 본 명세서에 설명된 실시예는 스포크를 타이어에 추가하는 것에 초점을 두었으나, 본 발명은 또한 타이어의 다른 구역을 형성하는데 적용될 수도 있다. 두 실시예를 테스트하면 두 해법이 불량한 품질의 물질을 적절한 정도로 도입함이 없이 우수한 품질의 물질을 몰드 공동에 제공하기에 적절하다는 것을 보여주었다.

본 발명은 특정 실시예를 참조하여 설명되었으나, 이러한 상세한 설명은 예시를 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하려고 의도된 것이 아닌 것으로 이해된다. 예를 들어, 수직 몰딩 프레스가 설명되었으나, 수평 몰딩 프레스도 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 동일한 방식으로, 몰드는 원통형 형상을 가지는 것으로 설명되었으나, 이 몰드는 정사각형 또는 직사각형 입방체와 같은 다른 형상을 구비할 수 있다. 또한, 본 발명은 타이어에 더하여 다른 제조 물품에 사용될 수도 있고, 이 물품은 원통형 또는 원형과는 다른 형상을 구비할 수 있다. 나아가, 본 발명의 실시예의 특징의 크기와 형태는 응용에 맞게 변경되거나 최적화될 수 있다.

마지막으로, 본 명세서에 설명된 실시예의 일부의 상이한 측면 및 특징은 다른 실시예의 다른 특징으로 대체되어 이미 언급된 다른 실시예를 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위와 내용은 첨부된 청구범위의 용어에 의해서만 한정되어야 한다.

Claims (28)

1. 몰드 공동(mold cavity)과, 상기 몰드 공동에 유체 물질을 충전하는 공급 시스템을 구비하는, 제조 물품을 몰딩 또는 주조하는 장치로서, 상기 공급 시스템은,
   폐기물 저장소, 러너(runner), 상기 폐기물 저장소를 상기 러너에 연결하여, 상기 폐기물 저장소와 상기 러너 사이에 유체 연통을 가능하게 하는 통로(passage), 유체를 상기 폐기물 저장소에 직접 도입하기 위한 주입점(injection point), 및 상기 러너와 상기 몰드 공동 사이에 유체 연통을 제공하는 게이트(gate)를 포함하는 일련의 빈 공간(void)들을 한정하는 구조적 부재들을 포함하는, 상기 제조 물품을 몰딩 또는 주조하는 장치에 있어서,
   상기 폐기물 저장소는 상기 러너 및 상기 게이트의 방사방향 내부에 있고,
   상기 주입점은 초기에 상기 폐기물 저장소 내로 유체를 도입할 수 있고 이후 상기 통로를 통해 상기 러너 내로 유체를 도입할 수 있으며,
   유체는 상기 러너를 통해 흘러서 상기 게이트를 통해 상기 몰드 공동으로 들어갈 수 있는, 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 주입점은 차단 노즐(shut off nozzle)을 수용하는, 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 폐기물 저장소와 유체 연통하는 에어 벤트(air vent)를 더 포함하는 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 통로와 동작가능하게 결합되어 상기 통로를 개폐하는 차단 밸브를 더 포함하는 장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 에어 벤트는 차단 밸브를 포함하는, 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 주입점으로부터 상기 통로까지의 선형 거리는 상기 통로로부터 상기 폐기물 저장소의 단부까지의 선형 거리 이하인, 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 통로로부터 상기 폐기물 저장소의 단부까지의 선형 거리는 상기 주입점으로부터 상기 통로까지의 선형 거리의 적어도 2배인, 장치.
8. 물품을 제조하는 방법으로서,
   몰드 공동과, 폐기물 저장소, 유체를 상기 폐기물 저장소에 직접 도입하기 위한 주입점, 러너, 상기 폐기물 저장소를 상기 러너에 연결하는 통로, 및 상기 러너를 상기 몰드 공동에 연결하는 게이트를 포함하는 공급 시스템을 포함하는 빈 공간들을 한정하는 구조적 부재들을 갖는 장치를 제공하는 단계;를 포함하는 방법에 있어서,
   상기 폐기물 저장소는 상기 러너 및 상기 게이트의 방사방향 내부에 있고,
   상기 주입점은 초기에 상기 폐기물 저장소 내로 유체를 도입할 수 있고 이후 상기 통로를 통해 상기 러너 내로 유체를 도입할 수 있으며,
   유체는 상기 러너를 통해 흘러서 상기 게이트를 통해 상기 몰드 공동으로 들어갈 수 있으며,
   상기 방법은,
   상기 폐기물 저장소가 부분적으로 충전될 때까지 상기 폐기물 저장소에 유체 물질을 직접 주입하는 단계; 및
   상기 폐기물 저장소가 완전히 충전되기 전에 상기 폐기물 저장소의 충전을 중지하는 단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 폐기물 저장소가 완전히 충전되기 전에 상기 폐기물 저장소와 상기 러너 사이에 유체 연통을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 폐기물 저장소의 단부 부근에 에어 벤트를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 통로와 동작가능하게 결합되어 상기 통로를 개폐하는 차단 밸브를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
12. 제 8 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 폐기물 저장소가 부분적으로 충전될 때를 나타내는 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 폐기물 저장소가 부분적으로 충전된 것을 나타내는 상기 신호가 생성된 후에 상기 에어 벤트를 폐쇄하는 단계를 더 포함하는 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 통로와 동작가능하게 결합되는 상기 밸브를 개방하여 상기 폐기물 저장소와 상기 러너 사이에 유체 연통을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 통로와 동작가능하게 결합되는 상기 밸브를 개방하는 상기 단계는 상기 에어 벤트를 폐쇄하여 흐름 지체를 방지하는 것을 도와주는 단계 전에 일어나는, 방법.
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