KR102015047B1 - 쇼트 캐터필러 피스톨 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 자동차 구조물 안에 접착제 또는 밀봉제를 도포하기 위한 쇼트 캐터필러 피스톨(SHORT CATERPILLAR PISTOL)에 관한 것으로, 상기 피스톨은 통합된 폐쇄용 밸브를 구비하고, 상기 폐쇄용 밸브는 밸브를 폐쇄하기 위한 밸브 니들(18)을 포함하며, 이 경우 상기 밸브 니들(18)은 자신의 종축을 중심으로 이루어지는 회전에 의해서 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 조정될 수 있으며, 상기 밸브 니들(18)은 원통형의 몸통 및 상기 몸통 안에 삽입된 채널을 외부 면에 구비하고, 상기 채널은 폐쇄 위치에서는 측면에서 밸브 하우징 안으로 삽입되는 공급 라인(24, 26, 28, 30)으로부터 다른 쪽을 향하는 위치에 도달하게 되며, 그리고 상기 밸브 하우징의 단부에서 노즐 헤드(34) 안에는 배출 노즐(38)이 배치되어 있으며, 상기 배출 노즐은 개방 위치에서는 상기 채널(32)과 일직선상에 놓이게 되고, 밸브 니들이 회전된 상태에서 폐쇄 위치에서는 상기 채널에 대하여 편심으로 배치되어 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.

Description

쇼트 캐터필러 피스톨 {SHORT CATERPILLAR PISTOL}

본 발명은 특히 자동차 구조물 안에 접착제 또는 밀봉제를 도포하기 위한 쇼트 캐터필러 피스톨에 관한 것으로서, 상기 피스톨은 통합된 폐쇄용 밸브를 구비하고, 상기 폐쇄용 밸브는 밸브를 폐쇄하기 위한 밸브 니들을 포함한다.

상기 본 발명에 따른 피스톨에 의해서는, 예를 들어 연속하는 캐터필러가 필요치 않은 경우에 일련의 연속하는 다소 짧은 섹션들의 받침대 상에 재료의 양을 조절할 수 있는 접착제 또는 밀봉제를 도포하는 것이 가능해진다. 상기와 같은 시스템에 의해서는, 원하는 경우에 폭을 변경시켜서도 연속하는 캐터필러가 마찬가지로 가능해진다.

상기와 같은 목적을 위해서는 20 msec 미만의 범위 안에 있는 매우 신속하고도 재생 가능한 개방- 및 폐쇄 시간을 갖는 피스톨이 필요하다. 압축 공기식 구동 장치를 이용한 몇 가지 해결책들은 상기와 같은 목적을 위해서는 지나치게 느리거나 혹은 너무나 부정확하다. 이 경우에는 코브웨빙(cobwebbing) 현상이 가급적 적게 발생해야만 한다. 다시 말해, 피스톨은 가급적 신속하게 그리고 밀봉 방식으로 폐쇄 작용을 하는 밸브를 구비해야만 한다.

현재로서는 다른 무엇보다도 접착제 캐터필러를 제공하기 위한 두 가지 타입의 피스톨이 공지되어 있다.

한 가지 실시 예에서는 축을 따라 이동할 수 있는 밸브 니들에 의해서 축 방향으로 폐쇄가 이루어진다. 이와 같은 실시 예에서의 문제점은, 매우 긴 스위칭 시간이다. 압축 공기식 버전(version)에서는 반응 시간을 줄이기 위해서 재료의 폭을 조절하는 것이 불가능하다. 밸브 시트를 향하여 축 방향으로 폐쇄하는 방식은 마모 정도를 높인다.

볼 코크(ball cock)에 상응하게 방사 방향으로 폐쇄되는 피스톨의 경우에도 마찬가지로 코브웨빙과 관련해서 문제점이 있다. 이 경우에는 접착제 재료가 보어(bore)를 통해서 노즐 출구로 이송되어야만 한다. 상기 보어 안에 있는 접착제 재료가 코브웨빙 현상을 야기할 수 있다.

본 발명의 과제는, 개방 및 폐쇄 시간이 매우 짧으면서도 그와 동시에 가급적 밀봉 상태의 폐쇄를 보증해 주며 그리고 재료 흐름을 선택적으로 제어할 수 있게 해 주는, 밸브가 통합된 피스톨을 제조하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 피스톨은, 밸브 니들이 자신의 종축을 중심으로 이루어지는 회전에 의해서 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 조정될 수 있으며, 상기 밸브 니들이 원통형의 몸통 및 상기 몸통 안에 삽입된 채널을 외부 면에 구비하고, 상기 채널이 폐쇄 위치에서는 측면에서 밸브 하우징 안으로 삽입되는 공급 라인 보어로부터 다른 쪽을 향하는 위치에 도달하게 되며, 그리고 상기 밸브 하우징의 단부에서 노즐 헤드 안에 배출 노즐이 배치되어 있으며, 상기 배출 노즐이 개방 위치에서는 상기 채널과 일직선상에 놓이게 되고, 밸브 니들이 회전된 상태에서 폐쇄 위치에서는 상기 채널에 대하여 편심으로 배치되어 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로는, 본 발명에 따른 접착제 또는 밀봉제를 도포하기 위한 쇼트 캐터필러 피스톨은 밸브 하우징, 노즐 헤드, 자신의 종축을 중심으로 이루어지는 회전에 의해서 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 조정될 수 있고 그리고 원통형 몸통 및 채널을 구비하고, 폐쇄 위치에서는 공급 라인 보어로부터 이격된 위치에 도달하게 되는 것으로 구성된 폐쇄용 밸브 니들을 가지는 통합형 폐쇄용 밸브, 개방 위치에서는 채널과 정렬되고 그리고 밸브 니들이 회전된 상태에서 폐쇄 위치에서는 채널에 대하여 편심으로 배치되어 폐쇄되게끔 구성된 노즐 헤드 안에서 밸브 하우징의 단부에 배치된 배출 노즐을 포함하며, 상기 채널은 밸브 니들의 원통형 몸통의 외부면에 구비되고, 상기 공급 라인 보어는 측면에서 밸브 하우징 안으로 도입되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 쇼트 캐터필러 피스톨에 의해, 방사 방향 밀봉이 신속하게 폐쇄 작용을 할 수 있고, 주재료(主材料)의 흐름을 즉시 중단시킬 수 있으며, 추가의 축 방향 밀봉도 코브웨빙 현상의 억제에 기여를 한다.

도 1은 본 발명에 따른 쇼트 캐터필러 피스톨 전체를 도시한 개략적인 종단면도이고;
도 2는 측면 부분을 바라보고 도시한 개략도이며; 그리고
도 3은 도 2의 좌측으로부터 바라보고 도시한 개략도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예들은 첨부된 도면들을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.

도 1에 도시되어 있는 구조물 전체는 본 발명과 관련하여 '쇼트 캐터필러 피스톨'로 표기되거나 또는 간략히 '피스톨'로서 표기된다. 도면의 아래 부분은 피스톨의 밸브 혹은 밸브 하우징과 관련이 있다. 상응하는 도면 부호는 각각 피스톨은 10, 밸브는 12이다.

피스톨 상에는 바람직하게 회전류-싱크로너스 모터의 형태로 형성된 구동 모터(14)가 배치되어 있다.

이하에서는 단지 본 발명에 중요한 도 1의 특징들만 더 정확하게 기술되는 한편, 본 경우에 실시예 전체는 단지 예시적일 뿐이다. 상기 구동 모터(14)에 의해 도면에 상세하게 도시되어 있지 않은 형태의 전달 샤프트(16)가 밸브(12) 내부에 있는 밸브 니들(18)까지 주행한다. 상기 밸브 니들(18)은 도면에 도시된 바와 같이 원통형 몸통 형상으로서 밸브 보어(20) 안에 밀봉 상태로 배치되어 있고, 상기 밸브 보어(20) 안으로 회전 삽입될 수 있다. 상기 밸브 또는 밸브 하우징의 하단부에는 밸브 헤드(22)가 고정되어 있다.

상기 밸브(12)의 하우징 안으로는 도면상의 우측 측면에서 팩 보어(24)(pack bore)가 제공된다. 상기 팩 보어(24)로부터 하나의 추가 보어(26)가 비스듬하게 아래 쪽으로 진행하며, 상기 추가의 보어는 결국에 밸브 하우징의 축 평행한 보어(28)로 연통된다. 상기 보어(28)로부터 출발하여 비스듬하게 아래 쪽으로 향하는 또 하나의 추가 보어(30)가 뻗으며, 상기 추가의 보어(30)는 상기 밸브 보어(20)로 연통된다.

상기 밸브 니들(18)에는 표면에 축 평행한 개방된 채널(32)이 구비되며, 상기 채널은 상기 비스듬하게 삽입되는 보어(26)의 입구로부터 실제로 밸브 니들의 하단부까지 연장된다.

밸브 니들이 도 1의 위치에 있으면, 채널(32)이 상기 비스듬하게 삽입되는 개구(30) 쪽을 향하게 됨으로써, 결과적으로 접착제는 공급 라인의 보어 열(24, 26, 28, 30)을 통해서 밸브 니들(18)의 채널 안으로 유입될 수 있게 된다.

상기 채널(32) 내부에서는 접착제가 밸브 니들(18)의 하단부까지 이동한다.

상기 밸브(12)의 하단부에는 노즐 헤드(34)가 있으며, 상기 노즐 헤드 안에는 경질 합금-삽입부(36)가 존재한다. 상기 경질 합금-삽입부(36)는 배출 노즐(38)을 형성하고, 상기 배출 노즐의 통로는 노즐 헤드(34) 안에 있는 배출 보어와 일직선상에 놓여 있다.

도 1에서 밸브 니들(18)은 개방 위치에 있다. 상기 개방 위치에서는 밸브 니들의 채널(32)이 배출 노즐(38) 및 배출 개구(40) 위에 놓임으로써, 결과적으로 접착제 재료는 배출될 수 있다. 상기 밸브 니들(18)이 회전되면, 채널(32)의 하단부는 상기 배출 노즐(38) 외부에 놓인 영역에 도달하게 된다. 상기 영역에서는 출구가 폐쇄되어 있다.

다시 말하자면, 2중의 폐쇄가 이루어진다. 한편으로는 밸브 니들(18)이 상부 영역에서 자신의 폐쇄된 측을 보어(30) 쪽으로 대향하게 함으로써, 결과적으로 접착제 재료는 보어(30)로부터 밸브 보어(20) 내부에 도달할 수 없게 된다. 이와 같은 방식에 의해서는 소위 방사 방향의 폐쇄동작부가 형성된다. 다른 한편으로는 밸브 니들(18)의 하단부에 제공된 채널(32)은 배출 노즐(38) 옆에 있는 영역 내부에 도달한다. 이와 같은 방식에 의해서는 축 방향의 폐쇄동작부가 형성된다. 즉, 상기 밸브 니들(18)은 상기 공급 라인 보어(24, 26, 28, 30)와 함께 방사 방향 폐쇄동작부를 형성하고, 상기 채널(32)은 상기 배출 노즐(38)과 함께 축 방향 폐쇄동작부를 형성하고, 그리고 상기 축 방향 폐쇄동작부와 방사 방향 폐쇄동작부는 밸브 니들(18)의 회전에 의해 동시적으로 수행(폐쇄)된다는 것이다. 이러한 두 가지 폐쇄 동작은 오로지 본 발명에 따른 밸브 니들(18)의 회전에 의해서만 동시에 폐쇄 작용을 한다.

채널(32)을 구비한 밸브 니들(18)을 외부에서 바라보고 도시한 도면은 도 2 및 도 3에 더 정확하게 도시되어 있다. 밸브 니들(18) 안에 있는 채널(32)의 형태는 접착제 재료에 따라 구조 및 크기에 있어서 변경된다.

도 2에는 밸브 니들(18)이 측면도로 도시되어 있다. 본 도면은 도 1을 기준으로 밸브 니들(18)의 하단부를 보여준다. 상기 영역에서 밸브 니들(18)은 비스듬한 계단(42)을 가지며, 상기 계단은 도 1에서도 확인할 수 있지만 구체적으로 기술되지는 않았다. 상기 계단(42)은 노즐 헤드(34)의 더 가느다란 형태를 가능하게 한다. 하지만, 가공품 접근 용이성에 따라서는 실린더로서 구현하는 것도 가능하다.

밸브 니들(18)의 둘레에서는 도 1에도 마찬가지로 도시되어 있는 채널(32)을 확인할 수 있다. 밸브 작동부가 개방되면, 접착제의 양이 상기 채널(32)을 통과하게 된다. 밸브 니들(18)이 폐쇄 위치로 설정되면, 상기 채널(32)이 밸브의 벽에 각각 마주 놓이게 됨으로써, 결과적으로 접착제는 유입될 수도 없고 배출될 수도 없게 된다.

도 3은 도 2의 좌측으로부터 밸브 니들을 바라보고 도시한 도면을 보여주고 있다.

이미 앞에서 언급한 바와 같이, 재료 흐름의 제어 동작은 밸브 니들의 상이한 개방 각을 통해서 이루어진다. 다시 말해, 본 발명에 따른 밸브는 신속하게 동작을 하는 폐쇄 밸브를 형성할 뿐만 아니라, 밸브 니들의 단순한 회전에 의해서 접착제의 양 혹은 캐터필러의 폭도 조절할 수 있다.

재료 흐름이 많은 경우에는 밸브 니들의 채널이 상황에 따라 공급 라인과 완전히 겹치게 된다. 그에 비해 재료 흐름이 상대적으로 더 적은 경우에는 공급 라인 및 채널과 상대적으로 더 적게 겹쳐진 상태에서 동작이 이루어질 수 있다.

상기 본 발명에 따른 쇼트 캐터필러 피스톨은 자신의 밸브 니들의 상부 영역에서 밸브 하우징 안으로 측면에서 삽입되는 접착제 재료에 대하여 방사 방향의 폐쇄 동작을 형성하게 되는데, 그 이유는 밸브 니들 안에 있는 개방된 채널이 측면에서 삽입되는 공급 채널에 대하여 마주 놓인 측으로 회전되기 때문이다. 그렇기 때문에 이와 같은 폐쇄 동작은 밸브 니들의 부피가 큰 재료에 의해서 이루어진다. 상기 니들의 회전은 매우 신속하게 이루어질 수 있고, 적은 파워를 소비해서 이루어진다. 선택적으로는 모터 위치들을 통해서 피스톨의 폐쇄 시간 그리고 개방 시간을 모니터링 할 수 있다. 다른 시스템에서는 이와 같은 모니터링 동작이 추가의 센서들을 통해서 실현될 수밖에 없다.

한 가지 추가의 밀봉은 하부 영역에서 이루어진다. 이때 밸브 하우징에는 예컨대 경질 합금으로 이루어진 배출 노즐을 구비한 노즐 헤드가 존재한다. 개방 위치에서는 채널이 상기 배출 노즐과 일직선상에 놓이게 된다. 그와 달리 밸브 니들이 폐쇄 위치로 회전되면, 채널도 배출 노즐에 대하여 회전된다. 이로써 축 방향의 폐쇄도 이루어진다.

상기와 같은 2중 밀봉에 의해서는 피스톨 내부에 단지 적은 양의 접착제만이 남게 된다. 남아 있는 접착제는 누출될 수 있고, 강한 코브웨빙 현상을 야기할 수 있다. 이와 같은 코브웨빙 현상을 제거하기 위하여 본 발명에 따른 방사 방향 밀봉은 현저한 장점들을 갖는데, 그 이유는 이와 같은 방사 방향 밀봉이 신속하게 폐쇄 작용을 할 수 있고, 주재료(主材料)의 흐름을 즉시 중단시키기 때문이다. 상기 추가의 축 방향 밀봉도 또한 코브웨빙 현상의 억제에 기여를 한다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하지만, 첨부 특허청구의 범위에 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

10: 쇼트 캐터필러 피스톨 12: 밸브
14: 구동 모터 16: 샤프트
18: 밸브 니들 20, 24, 26, 28, 30: 보어
22: 밸브 헤드 32: 채널
34: 노즐 헤드 38: 노즐

Claims (6)

1. 접착제 또는 밀봉제를 도포하기 위한 쇼트 캐터필러 피스톨에 있어서,
   a) 밸브 하우징,
   b) 노즐 헤드(34),
   c) 하기 c1) 및 c2) 기재의 폐쇄용 밸브 니들(18)을 가지는 통합형 폐쇄용 밸브,
   c1) 상기 밸브 니들(18)은 자신의 종축을 중심으로 이루어지는 회전에 의해서 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 조정될 수 있으며,
   c2) 상기 밸브 니들(18)은 원통형 몸통 및 채널(32)을 구비하고, 폐쇄 위치에서는 공급 라인 보어(보어 24, 보어 26, 보어 28, 보어 30)으로부터 이격된 위치에 도달하게 되며,
   d) 하기 d1) 및 d2) 기재의 상기 노즐 헤드(34) 안에서 상기 밸브 하우징의 단부에 배치된 배출 노즐(38)을 포함하며,
   d1) 상기 배출 노즐(38)은 개방 위치에서는 상기 채널(32)과 정렬되고,
   d2) 상기 배출 노즐(38)은 밸브 니들(18)이 회전된 상태에서 폐쇄 위치에서는 상기 채널(32)에 대하여 편심으로 배치되어 폐쇄되며,
   e) 상기 채널(32)은 밸브 니들(18)의 원통형 몸통의 외부면에 구비되고,
   f) 상기 공급 라인 보어(24, 26, 28, 30)은 측면에서 밸브 하우징 안으로 도입되고,
   g) 상기 채널(32)은 상기 배출 노즐(38)과 함께 축 방향 폐쇄동작부를 형성하고,
   h) 상기 밸브 니들(18)은 상기 공급 라인 보어(24, 26, 28, 30)와 함께 방사 방향 폐쇄동작부를 형성하고, 그리고
   i) 상기 축 방향 폐쇄동작부와 방사 방향 폐쇄동작부는 밸브 니들(18)의 회전에 의해 동시적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 쇼트 캐터필러 피스톨.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 쇼트 캐터필러 피스톨이 구동 모터(14)를 구비하고, 상기 구동 모터는 회전류-싱크로너스 모터의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 쇼트 캐터필러 피스톨.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 배출 노즐(38)이 경질 합금-삽입부(36) 안에 형성된 것을 특징으로 하는 쇼트 캐터필러 피스톨.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 공급 라인은 위로부터 비스듬하게 밸브 하우징 안으로 유입되어 축 방향 보어(28)로 변형되고, 상기 축 방향 보어로부터 비스듬하게 아래 쪽으로 뻗는 보어(30)로 변형되며, 그리고 상기 보어로부터 출발하여 밸브 보어(20) 내부와 연통되는 것을 특징으로 하는 쇼트 캐터필러 피스톨.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   재료 흐름을 조절하기 위하여 밸브 니들(18)의 각도 위치 그리고 그와 더불어 공급 라인 보어(24, 26, 28, 30)와 채널(32) 간의 겹쳐진 상태가 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 쇼트 캐터필러 피스톨.
   
6. 제 2 항에 있어서,
   추가 센서 없이도 상기 구동 모터 그리고 상기 구동 모터의 작동을 통해서 폐쇄 및 개방 시간 그리고 피스톨의 개방 위치가 모니터링 될 수 있는 것을 특징으로 하는 쇼트 캐터필러 피스톨.
   

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