KR102486279B1 - 발포립 성형장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발포립 성형장치(1)에 관한 것이다. 그러한 발포립 성형장치(1)는 프레임(2)의 선단에 고정되는 고정 금형부(3)와; 프레임(2)의 후단에 이동가능하게 배치되며, 고정 금형부(3)로부터 일정 거리 떨어지는 이동 금형부(5)와; 프레임(2)상에 배치되어 이동 금형부(5)를 전후진 방향으로 안내하는 한 쌍의 가이드 부재(4)와; 이동 금형부(5)와 고정 금형부(3)를 연결하는 연결부재(9)와; 이동 금형부(5)에 구비되어 연결부재(9)를 회전시킴으로써 이동 금형부(5)를 전후진 시키는 구동부(7)와; 그리고 구동부(7)에 일체로 구비되어 연결부재(9)의 풀림을 방지함으로써 고정 및 이동 금형부(3,5)가 결합하여 형체가 닫힌 상태를 유지할 수 있는 제동부(8)를 포함한다.

Description

발포립 성형장치{Apparatus for forming expanded grain}
본 발명은 발포립 성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동금형이 구비된 형체를 스크류 방식에 의하여 전후진시키는 구조로 개선하고, 또한 제동부를 적용함으로써 증압시 형체가 밀리는 것을 방지함으로써 보다 효과적으로 발포립을 발포성형할 수 있는 발포립 성형장치에 관한 것이다.
일반적으로, 스티로폼(STYROFOAM)은 발포폴리스티렌(Expandable PolyStyrene: EPS)에 펜탄(Pentane)이나 부탄(Butane)과 같은 발포제를 첨가하여 가열 경화시킴과 동시에 기포를 발생시킨 발포수지이다.
스티로폼 성형물은 가벼울 뿐 아니라, 내수성, 단열성, 방음성, 완충성이 우수하기 때문에 포장용 완충재, 건축재료, 장식품, 절연재 등으로 널리 쓰인다.
스티로폼 성형물을 제조할 때는 발포제가 함입된 폴리스티렌 입자를 가열을 통해 예비적으로 발포시킨 상태에서 소정시간 숙성시킨다. 이후 예비발포 및 숙성된 폴리스티렌 입자(이하 "원료수지"라 함)를 금형 내에 투입하는 충진공정, 스팀으로 금형을 가열하여 성형물을 성형하는 공정, 성형물을 금형으로부터 분리하기 위해 성형물 및 금형을 냉각시키는 공정, 금형의 분리를 통해 냉각된 성형물을 배출시키는 공정을 거친다.
이러한 발포수지의 성형은 본 특허출원인이 선 등록한 특허 등록 제10-1401390호(명칭: 발포수지 성형장치)에 제안된 성형장치에 의하여 이루어질 수 있다.
즉, 발포립 성형장치는, 고정 금형부와; 고정 금형부로부터 일정 거리 떨어져 배치되는 하우징과; 고정 금형부와 하우징의 사이에 이동가능하게 배치되며, 고정 금형부와 결합함으로써 발포 수지의 성형이 진행되는 이동 금형부와; 하우징과 이동 금형부를 연결하여 전개시 이동 금형부를 고정금형부 방향으로 밀거나, 수축시 이동 금형부를 하우징 방향으로 당기는 링크부와; 그리고 링크부를 밀거나 당기는 크랭크부로 구성된다.
그리고, 이동 금형부는 4개의 타이바가 각 구석을 관통하여 배치되며, 이동 금형부는 타이바를 따라서 전후진하는 구조이다.
그러나, 이동 금형틀을 고정 금형틀에 근접시키는 과정에서, 금형에 형성된 캐비티에 원료 비즈(발포성 수지 원료)를 충전하기 위하여, 이들 사이에 소정의 크래킹 간극(cracking clearance)을 확보하여 일단 정지시키고, 원료 충전 후에 더 근접시켜서 금형을 체결한다. 이때, 크래킹 간극은, 에어의 흐름에 의해 원료를 금형 내에 투입할 때, 에어의 후퇴 경로로서 중요하다.
그러나, 유압 실린더를 사용하는 경우에는, 이동 금형틀의 이송속도, 중량 등의 변수에 의하여 가압력이 변동하므로 위치의 제어가 불안정하여 크래킹 간극이 설정값에 대하여 오차가 생겨서, 성형 조건이 불균일해지는 문제가 있다.
특허 등록 제10-1401390호(명칭: 발포수지 성형장치)
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이동금형이 구비된 형체를 스크류 방식에 의하여 전후진시키는 구조로 개선하고, 또한 제동부를 적용함으로써 증압시 형체가 밀리는 것을 방지함으로써 보다 효과적으로 발포립을 발포성형할 수 있는 발포립 성형장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는
프레임(2)의 선단에 고정되는 고정 금형부(3)와;
프레임(2)의 후단에 이동가능하게 배치되며, 고정 금형부(3)로부터 일정 거리 떨어지는 이동 금형부(5)와;
프레임(2)상에 배치되어 이동 금형부(5)를 전후진 방향으로 안내하는 한 쌍의 가이드 부재(4)와;
이동 금형부(5)와 고정 금형부(3)를 연결하는 연결부재(9)와;
이동 금형부(5)에 구비되어 연결부재(9)를 회전시킴으로써 이동 금형부(5)를 전후진 시키는 구동부(7)와; 그리고
구동부(7)에 일체로 구비되어 연결부재(9)의 풀림을 방지함으로써 고정 및 이동 금형부(5)가 결합하여 형체가 닫힌 상태를 유지할 수 있는 제동부(8)를 포함하는 발포립 성형장치(1).
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 발포립 성형장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 이동금형이 구비된 형체의 전후진 구조를 종래의 4개의 타이바를 대체하여 볼 스크류 방식을 적용하여 전후진시킴으로써 2 플래튼 구조를 적용하여 보다 간편화할 수 있고, 작업성을 높일 수 있다.
둘째, 볼 스크류에 제동부를 적용함으로써 증압시 형체가 밀리는 것을 방지함으로써 발포립의 발포성형품질을 높일 수 있다.
셋째, 이동 다이에 LM 방식의 가이드 부재를 적용함으로써 이동 다이의 안정적인 전후진이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 발포립 성형장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발포립 성형장치의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 발포립 성형장치의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 발포립 성형장치의 정면도이다.
도 5는 도 4의 "A"부분을 확대하여 보여주는 부분 확대 평면도이다.
도 6은 도 4의 "B" 부분을 확대하여 보여주는 부분 확대 평면도이다.
이하, 본 발명에 따른 발포립 성형장치를 첨부된 도면에 의하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 발포립 성형장치(1)는, 프레임(2)과, 프레임(2)의 선단에 고정되는 고정 금형부(3)와; 프레임(2)의 후단에 이동가능하게 배치되며, 고정 금형부(3)로부터 일정 거리 떨어지는 이동 금형부(5)와; 프레임(2)상에 배치되어 이동 금형부(5)를 전후진 방향으로 안내하는 한 쌍의 가이드 부재(4)와; 이동 금형부(5)와 고정 금형부(3)를 연결하는 연결부재(9)와; 이동 금형부(5)에 구비되어 연결부재(9)를 회전시킴으로써 이동 금형부(5)를 전후진 시키는 구동부(7)와; 구동부(7)에 일체로 구비되어 연결부재(9)의 풀림을 방지함으로써 고정 및 이동 금형부(5)가 결합하여 형체가 닫힌 상태를 유지할 수 있는 제동부(8)를 포함한다.
이러한 구조를 갖는 발포립 성형장치(1)에 있어서,
고정 금형부(3)는 고정 다이(11)가 구비되며, 이 고정 다이(11)의 일측면에는 고정금형(15)이 배치된다.
그리고, 고정 다이(11)의 양측은 프레임(2)의 내측에 각각 고정적으로 배치된다.
이동 금형부(5)는 이러한 프레임(2)에 이동가능하게 배치됨으로써 필요시 고정 금형부(3) 방향으로 전후진할 수 있다.
이러한 이동 금형부(5)는 이동 다이(13)가 구비되며, 이 이동 다이(13)의 일측면에는 이동금형(17)이 배치된다.
따라서, 이동 다이(13)가 프레임(2)을 따라 전진하여 고정 다이(11)에 접근하는 경우, 이동금형(17)이 고정금형(15)과 결합하게 된다.
그리고, 고정금형(15)과 이동금형(17)이 결합되는 경우, 내부에 캐비티가 형성된다. 이때, 고정금형(15)에는 이젝트핀, 물, 스팀, 에어 등을 공급하기 위한 배관들이 연결된 상태이다.
따라서, 이동 금형(17)과 고정금형(15)에 의하여 형성된 캐비티(Cavity) 내에 충진된 발포수지를 스팀 등으로 가열하여 성형하게 된다.
그리고, 이동 다이(13)는 연결부재(9)에 의하여 고정 다이(11)와 연결되고, 연결부재(9)가 회전함으로써 이동 다이(13)가 고정 다이(11) 방향으로 전후진하게 된다.
이러한 연결부재(9)는 볼 스크류로서, 일단은 이동 다이(13)에 회전가능하게 체결되고, 타단은 고정 다이(11)에 회전가능하게 체결된다.
그리고, 연결부재(9)는 한 쌍으로서 이동 다이(13)의 양측과 고정 다이(11)의 양측을 각각 연결하는 구조이다.
따라서, 연결부재(9)가 구동부(7)에 의하여 정방향으로 회전하는 경우, 이동 다이(13)가 전진하여 고정 다이(11)에 접근하게 되고, 반대로 역방향으로 회전하는 경우, 이동 다이(13)가 후진하여 고정 다이(11)로부터 이탈하여 반대방향으로 이동하게 된다.
이러한 볼 스크류 방식은 종래의 4개의 타이바 방식에 비교하여 보다 효율적으로 이동다이(13)를 전후진시킬 수 있다.
한편, 구동부(7)는 이동 다이(13)에 배치된 서보모터(23)와; 한 쌍의 볼 스크류(12)에 각각 장착되는 종동풀리(27)와; 일단은 서보모터(23)의 회전축(24)에 연결되고, 타단은 한 쌍의 연결부재(9)에 장착된 종동풀리(27)에 각각 연결되어 회전력을 전달하는 벨트(25)를 포함한다.
이러한 구조를 갖는 구동부(7)에 있어서,
서보모터(23)는 정역방향의 회전이 가능하고, 또한 회전각도의 제어가 가능한 모터(23)이다.
그리고, 이러한 서보모터(23)의 회전축(24)의 원동풀리(26)에는 2개의 벨트(25)의 일단이 각각 걸린 상태이고, 타단은 볼 스크류(12)의 종동풀리(27)에 걸린 상태이다.
삭제
따라서, 서보모터(23)가 구동하는 경우, 회전축(24)이 회전함으로써 원동풀리(26)에 각각 걸린 2개의 벨트(25)를 통하여 회전력이 양방향으로 전달되고, 이 회전력이 종동풀리(27)에 전달됨으로써 2개의 볼 스크류(12)를 각각 회전시키게 된다.
그리고, 볼 스크류(12)가 회전함으로써 이동 다이(13)가 고정 다이(11) 방향으로 전후진하게 된다.
이때, 이동 다이(13)는 한 쌍의 가이드 부재(4)에 의하여 고정 다이(11) 방향으로 안정적으로 전후진할 수 있다.
이러한 한 쌍의 가이드 부재(4)는 이동 다이(13)의 양측부에 구비된 브래킷(19)과; 브래킷(19)의 하부에 장착된 슬라이더(20)와; 프레임(2)의 상면에 길이방향으로 각각 배치되며 상측에는 슬라이더(20)가 이동가능하게 안착되는 한 쌍의 레일(R)을 포함한다.
따라서, 이동 다이(13)가 구동부(7) 및 볼 스크류(12)에 의하여 전후진하는 경우, 이동 다이(13)의 양측에 각각 구비된 슬라이더(20)가 한 쌍의 레일(R)을 따라 안정적으로 전후진할 수 있다.
한편, 이동 다이(13)가 한 쌍의 가이드 부재(4)를 따라 전진하여 고정 다이(11)에 일체로 결합된 후 증압공정시에는 내부 압력에 의하여 이동 다이(13) 및 고정 다이(11) 사이에 간극이 발생할 수 있는 바, 제동부(8)에 의하여 이동 다이(13)를 정위치에 고정시킬 수 있다.
이러한 제동부(8)는 볼 스크류(12)의 후단에 장착되는 디스크(30)와; 이동 다이(13)의 후면에 장착된 지지 브래킷(28)에 배치되어 디스크(30)를 가압하여 고정시킬 수 있는 패드(32)를 포함한다.
디스크(30)는 원판형상으로서 볼 스크류(12)와 일체로 구비되어 볼 스크류(12)의 회전시 같이 회전한다.
그리고, 패드(32)는 내측에 제동홀(36)이 형성되어 디스크(30)의 원주 테두리가 삽입된다. 이때, 패드(32)는 유압팩(34) 등과 실린더(37)에 의하여 연결됨으로써 유압이 전달되는 경우 패드(32)가 제동홀(36)의 내측방향으로 전후진할 수 있는 구조를 갖는다.
따라서, 디스크(30)가 패드(32)의 제동홀(36)에 삽입되어 회전하는 상태에서 증압공정을 실시하는 경우 유압팩(34)이 작동함으로써 패드(32)가 내측방향으로 가압되어 디스크(30)의 표면에 마찰접촉함으로써 디스크(30)의 회전을 정지시킬 수 있다.
이와 같이, 이동 다이(13)를 전후진시키는 볼 스크류(12)의 회전을 제동부(8)에 의하여 정지시킴으로써 증압공정시 고압에 의하여 이동 다이(13)가 밀리는 것을 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발포립 성형장치의 작동과정을 보다 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 발포립 성형장치(1)를 이용하여 발포수지를 성형하는 경우, 먼저 구동부(7)의 서보모터(23)를 구동시킨다.
서보모터(23)가 구동하는 경우, 회전축(24)에 구비된 2개의 원동풀리(26)가 회전하게 되고, 원동풀리(26)에 연결된 벨트(25)가 회전력을 종동풀리(27)에 전달함으로써 한 쌍의 볼 스크류(12)를 각각 회전시킨다.
볼 스크류(12)가 회전함으로써 이동 다이(13)가 고정 다이(11) 방향으로 전진하게 되고, 이동금형(17)이 고정금형(15)에 일체로 합체된다. 이때, 이동 다이(13)는 한 쌍의 가이드 부재(4)에 의하여 안정적으로 전진할 수 있다.
이와 같이 이동금형(17)과 고정금형(15)이 합체된 상태에서 발포 공정이 진행되는 바, 증압공정에서는 이동금형(17)과 고정금형(15)의 내부 압력이 증가하게 되므로 이동금형(17)과 고정금형(15) 사이에 간극이 발생할 수 있음으로 이동금형(17)을 정 위치에 고정시킬 필요가 있다.
따라서, 제동부(8)의 패드(32)에 구비된 유압팩(34)을 구동시킴으로써 실린더(37)에 의하여 패드(32)가 제동홀(36)의 내측방향으로 가압되도록 하고, 가압된 패드(32)가 볼 스크류(12)에 구비된 디스크(30)의 표면에 마찰접촉함으로써 볼 스크류(12)의 회전이 방지될 수 있다.
이와 같이, 볼 스크류(12)는 디스크(30)가 패드(32)에 의하여 제동됨으로써 증압시 정위치에 고정될 수 있다.
발포 공정 후, 이동 다이(13)를 후진시켜서 원위치로 복귀시키는 경우에는, 먼저 패드(32)에 전달된 유압을 해제시킴으로써 패드(32)를 디스크(30)로부터 이탈시킨다.
그리고, 서보모터(23)를 역회전 방향으로 구동시킴으로써 볼 스크류(12)도 역방향으로 회전되도록 한다.
따라서, 볼 스크류(12)의 역회전에 의하여 이동 다이(13)가 후진하여 원위치로 복귀하게 된다.
이와 같이, 이동 다이(13)가 고정 다이(11)로부터 분리된 후, 성형품을 금형으로부터 취출할 수 있다.

Claims (6)

  1. 프레임(2)의 선단에 고정되는 고정 금형부(3)와;
    프레임(2)의 후단에 이동가능하게 배치되며, 고정 금형부(3)로부터 일정 거리 떨어지는 이동 금형부(5)와;
    프레임(2)상에 배치되어 이동 금형부(5)를 전후진 방향으로 안내하는 한 쌍의 가이드 부재(4)와;
    이동 금형부(5)와 고정 금형부(3)를 연결하는 연결부재(9)와;
    이동 금형부(5)에 구비되어 연결부재(9)를 회전시킴으로써 이동 금형부(5)를 전후진 시키는 구동부(7)와; 그리고
    구동부(7)에 일체로 구비되어 연결부재(9)의 풀림을 방지함으로써 고정 및 이동 금형부(3,5)가 결합하여 형체가 닫힌 상태를 유지할 수 있는 제동부(8)를 포함하며,
    연결부재(9)는 볼 스크류(12)로서, 일단은 이동 다이(13)에 회전가능하게 체결되고, 타단은 고정 다이(11)에 회전가능하게 체결됨으로써 회전시 이동 다이(13)를 전후진 시키고,
    구동부(7)는 이동 다이(13)에 배치된 서보모터(23)와; 한 쌍의 볼 스크류(12)에 각각 장착되는 종동풀리(27)와; 일단은 서보모터(23)의 회전축(24)에 연결되고, 타단은 한 쌍의 연결부재(9)에 장착된 종동풀리(27)에 각각 연결되어 회전력을 전달하는 벨트(25)를 포함하는 발포립 성형장치(1).
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    한 쌍의 가이드 부재(4)는 이동 다이(13)의 양측부에 구비된 브래킷(19)과; 브래킷(19)의 하부에 장착된 슬라이더(20)와; 프레임(2)의 상면에 길이방향으로 각각 배치되며 상측에는 슬라이더(20)가 이동가능하게 안착되는 한 쌍의 레일(R)을 포함하는 발포립 성형장치(1).
  5. 제 1항에 있어서
    제동부(8)는 볼 스크류(12)의 후단에 장착되는 디스크(30)와; 이동 다이(13)의 후면에 장착된 지지 브래킷(28)에 배치되어 디스크(30)를 가압하여 고정시킬 수 있는 패드(32)를 포함하는 발포립 성형장치(1).
  6. 제 5항에 있어서,
    패드(32)는 유압팩(34)에 연결됨으로써 유압작용시 제동홀(36)의 내측방향으로 가압되어 디스크(30)의 표면에 마찰접촉함으로써 디스크(30)의 회전을 정지시키는 발포립 성형장치(1).
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