KR20010062229A - 압출 성형 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압출 성형 장치를 제공하는데 이것은 구동축의 구동 회전을 위해 구동 모터와 작동할 수 있게 연결되는 구동축에 의해 회전할 수 있게 구동되고 나사산이 있는 외부 통로를 가지는 압출 성형 워엄(worm)을 포함한다. 압출 성형되는 스트립 형태의 물질을 공급하기 위한 장치 내 공급부는 회전 샤프트에 대해 배치되어서 장치 내 공급부에 의해 공급되는 스트립 재료는 압출 성형 워엄과 구동 샤프트의 회전 중에 회전 샤프트와 평행하게 앞으로 진행된다.

Description

압출 성형 장치{Extrusion Apparatus}
본 발명은 압출 성형 장치 및 압출 성형을 위한 방법에 관련된다.
압출 성형 장치는 재료, 특히 플라스틱을 이송하는 역할을 하여서, 상기 압출 성형 장치는 가열되고 입상 또는 스트립 형태로 공급되는 재료는 압출 성형 공정 중에 가소화 된다. 스트립 형태로 가소화 된 재료의 공급과 더불어, 압출 성형 워엄은 충분한 재료 공급 원료를 계속해서 공급받는데 왜냐하면 불충분한 재료 공급 원료는 불가피하게 공기를 함유하게 되는데 공기는 각각의 압출 성형된 재료의 의도된 용도에 따라 받아들일 수 없다. 재료 공급 원료에서 공급을 제어하기 위해서, 스트립 또는 입상 재료는 위쪽에서 수평으로 뻗어있는 워엄까지 공급된다. 이 해결책 예는 DE-OS 31 33 708에서 설명된다. 기술된 압출 성형 장치에서, 압출 성형 장치의 성능 변화는 압출 성형 워엄의 특정 저장 영역에 의해 취소된다.
전술한 해결책의 단점은, 한 장소의 한쪽 면에서만 혼합이 일어나서 압출 성형 워엄은 한쪽 면에서 방사상으로 적재된다는 것이다. 이 조건은 압출 성형 워엄을 구부릴 수 있고 이것은 방사상으로 적재된 면과 대향한 압출 성형 워엄의 측면의 금속끼리 마찰을 일으키며, 또다른 부가되는 단점을 가진다.
연구된 바에 따르면 공급 질은 압출 성형기 성능에 대해 결정적이다. 따라서, 압출 성형 워엄의 구동부와 스트립 공급 장치의 이송 로울러 사이에서 최대 동기화를 보장하려는 노력이 행해져 왔다. 그럼에도 불구하고, 방사상 공급부를 포함한 많은 예시에서 압출 성형 워엄 통로를 불균일하게 채우는데 따라서 가능할 때마다 여러 워엄 통로를 동시에 채우는 것이 제안되어 왔다. 이 방법의 해결책은 예를 들어 DE-PS 40 05 400에서 기술되는데 여기에서 계속해서 차단 로울을 유지하려는 노력이 행해져 왔다.
전술한 해결 방법은 실제로 흥미로운 접근 방법을 제공한다. 한편 실제 가소화 이전에 재료는 재료 특성에 해를 끼칠 수 있는 강한 전단력을 받는다.
본 발명은 압출 성형되는 재료 공급 제어에 대해 어려운 방법을 필요로 하지 않으면서 전체 성능면에서 개선되는 압출 성형 장치를 제공하는 방법을 제시한다.
본 발명에 따르면, 압출 성형기로 스트립 재료의 샤프트 방향 공급은 압출 성형 워엄에서 한 면에만 방사상 압력이 가해지는 것을 막을 수 있다. 또, 압출 성형 워엄은 전체 외주 둘레에서 공급 물질로 채워지는데, 이것은 압출 성형 질을 떨어뜨릴 수 있는 공기가 압출 성형 공정에 유입될 수 있는 가능성을 감소시키는 장점을 가진다.
스트립 재료는 구동 모터와 압출 성형 워엄 사이의 샤프트로 비스듬하게 공급될 수 있고 샤프트를 따라 끌어당기기 위해 샤프트에 의해 연결될 수 있다. 이 점에서, 샤프트의 연결 및 감기 요소가 마찰 결합에 의해 스트립 재료와 연결할 수 있도록 샤프트를 향하여 걸린 상태로 비스듬하게 스트립 재료가 배치된다면 충분하다.
본 발명의 해결책과 더불어, 압출 성형 워엄으로 계속 공급되도록 주의를 기울여야 한다. 만일 샤프트의 연결 및 감기 요소가 후크 형태로 구성된다면, 스트립 재료는 앞쪽 단부에서 수동으로 걸려 있을 수 있다. 그 후에, 후크 형태의 연결 및 감기 요소는 적절한 속도와 압출 성형 워엄에 대한 대응하는 적절한 공급 체적으로 스트립 재료를 자동으로 끌어당기고 재료는 전이 영역- 즉, 압출 성형 워엄의 개시 부분에서 압출 성형 워엄을 완전히 둘러싸고 있다고 기술된다. 재료의 전단 로딩과 관련된 문제점을 발생시키는 부분 역류의 필요성은 완전히 피할 수 있다는 장점을 얻을 수 있다. 차단 로울을 사용함으로써 얻을 수 있는 균일함 때문에 균일한 상태의 이송 재료가 압출 성형 워엄의 전체 외주 둘레에 존재하게 된다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 샤프트 둘레에 다수의 와인딩으로 감겨지는 대신에 스트립 재료는 감겨진 형태가 아니라 샤프트 방향으로 연장된 연속 와인딩으로 만들어진 파이프 방식으로 샤프트에 공급된다. 이 해결책은, 와인딩 소켓이 압출 성형 워엄의 회전에 대해 반대로 회전하여서 재료의 공급 균일도를 보장한다면 유리하다. 이 방법에서, 스트립 재료는 샤프트 원주의 약 3/4 부분에 대해 샤프트 영역에서 연장되고, 회전 및 역회전을 통하여 재료를 바람직하게 분배할 수있다.
개선된 압출 성형 워엄의 챔버 충전이 출력부에서 약 1/5로 개선시킨다면 유리하다.
본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 전이 영역은 압출 성형기 하우징의 전방 단부에서 압출 성형 워엄과 샤프트 사이에 형성되고 이 위치에서 압출 성형기 하우징은 확장되도록 구성되어서 재료의 흐름 방향으로 보았을 때, 전이 영역이 감소하거나 원뿔형으로 좁아진다. 이 방법에서, 비스듬하게 샤프트까지 아래로 걸려있는 스트립 재료는 동시에 샤프트에 의해 자동으로 연결되고 압출 성형 워엄에 의해 작동된다.
재료가 이송 영역으로 공급되는 각도는 광범위한 요구 조건을 충족시키도록 선택될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 스트립 재료를 위한 적합한 이송 로울러를 포함하는 재료 스트립 공급기는, 출력축의 각도가 샤프트에 대해 약 30도의 각도로 배향되어서, 출력축과 샤프트 사이의 교차점이 샤프트의 앞부분 바로 뒤에- 즉 구동 모터와 인접해 있도록 형성될 수 있다. 스트립은 그 후에 샤프트에 의해 연결될 때 방향적으로 재배향 되고 실제로 축과 평행하게 재배향 되어서 이 재료는 전이 영역에 도달했을 때 샤프트의 축과 평행하게 뻗어있다.
첨부 도면을 참고로 본 발명의 실시예에 대한 하기 상세한 설명에서 또다른 장점, 세부 사항 및 특징들을 알 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 압출 성형 장치의 한 가지 예를 나타낸 개략적인 측면도.
도 1은 본 발명에 따른 압출 성형 장치(10)의 한 가지 실시예를 나타낸다.이 압출 성형 장치(10)는, 구동 모터(14)가 지탱되는 베이스(12)를 포함한다. 상기 구동 모터(14)는 구동 장치(16)의 측면에 배치되는데 이 측면으로부터 구동 샤프트(18)가 뻗어있다. 상기 구동 샤프트(18)는 베이스(12) 위로 가로로 뻗어있고 압출 성형 워엄(20)으로 전이한다.
상기 압출 성형 워엄(20)은 브래킷(24,26)을 통하여 베이스(12)에서 유지되는 압출 성형기 하우징(22) 안으로 뻗어있다.
구동 샤프트(18)는 구동 모터(16) 및 압출 성형기 하우징(22)과 접경하고 있는 공급 영역(28) 위로 뻗어있다. 이 공급 영역(28)은 축 방향 운반 및 공급 전진 장치(30)의 일부분을 형성하는데 이 장치와 스트립 공급기(34)는 결합되는데, 이것은 도면에 개략적으로 나타나 있다. 스트립 공급기(34)는 고분자 및 특히 탄성중합체로 구성된 스트립(36)을 구동 샤프트(18)의 공급 영역(28)으로 공급한다. 스트립 공급기(34)는 알맞은 이송 로울러를 포함한다. 스트립(36)은 하나의 축(40)을 따라 배출구(38)에서 스트립 공급기(34)에서 배출된다. 이 축은 구동 샤프트(18)의 축(42)과 비스듬하게 뻗어있고 실제로 배출구(38)에서 배출될 때 압출 성형 워엄의 방향으로 스트립(36)이 옮겨지도록 배치된다.
스트립(36)이 구동 샤프트(18)의 자유 공급 영역(28) 위에서 다량 공급되도록 구동 모터(16)와 인접해 스트립 공급기(34)가 장착된다면 유리하다. 이런 식으로, 구동 샤프트(18)의 축(42)과 평행하게 운동이 이루어진다.
구동 샤프트(18)는 영역과 인접한 구동 모터에서 오목한 둥근 부분(43)을 포함하고, 다수의 연결 요소(44)는 공급 영역(28)에서 전체 구동 샤프트를 따라 분배되며, 이 연결 요소(44)는 스트립(36)과 연결하기에 적합하다. 도시된 실시예에서, 연결 요소(44)는 작은 못으로서 형성되고 끝 부분은 스트립(36) 안으로 뻗어있고 공급되는 띠가 미끄러지는 것을 방지한다. 또는, 매달려 있다면 옆으로 스트립을 샤프트의 영역에 고정할 수 있는 일정한 간격으로 배치된 후크 또는 적절히 거칠거칠한 상부면을 구동 샤프트(18)에 제공할 수 있다. 이 방법은, 스트립이 수동 개입 없이 압출 성형기에 공급될 수 있다는 장점을 부여한다.
도시된 실시예에서, 연결 요소(44)는 구동 샤프트(18)의 외주 둘레에서 나선형으로 배치된 가시와 같은 형태로 형성된다. 개조된 압출 성형기에서, 역 회전 프레스 로울러는 구동 샤프트(18)에서 스트립(36)의 교차점에 배치된다. 걸려있는 스트립은 프레스 로울러와 구동 샤프트(18) 사이의 공간에 자동-작동 방식으로 공급된다. 이것은, 구동 샤프트의 추가 회전 시에 스트립이 구동 샤프트(18)에서 유지되도록 스트립이 연결 요소(44)에 의해 연결되는 위치이다. 스트립은 구동 샤프트의 회전 시에 설정된 속도로 움직이는데 왜냐하면 압출 성형기 하우징(22)에 도달할 때까지 스트립이 구동 샤프트(18)에서 로울링 된 상태로 유지되고, 여기에서 재료는 압출 성형 워엄(20) 영역에 연결된다.
종래의 압출 성형 장치로 압출 성형 워엄과 재료 공급 사이에 동기화를 위한 특별한 조치가 취해지고, 이 동기화는 압출 성형 워엄(20)과 구동 샤프트(18)의 고정된 연결을 통하여 본 발명에 따른 압출 성형 장치에 의해 자동으로 달성된다. 처음에 구동 샤프트(18)에 재료를 공급하고 나면, 상기 구동 샤프트는 요구되는 양만큼 다음 재료를 끌어당길 수 있으므로, 스트립(36)의 장력을 측정하는 장력 센서를 통하여 스트립 공급기(34)를 제어할 수 있다.
본 발명의 특히 유리한 실시예에서, 와인딩 소켓(46)은 압출 성형기 하우징(22)의 재료 흡입부에 구비된다. 와인딩 소켓(46)은 내부 나사산 부분(48)을 포함하고 내부 나사산 부분(48)이 압출 성형 워엄(20)의 회전과 반대로 회전하도록 회전할 수 있다. 이런 식으로, 스트립(36)의 고정되거나 반-고정된 재료는 전이 영역(50)에서 반대로 움직여서 압출 성형 워엄 둘레에서 균일한 재료의 각 분배가 강화된다; 이와 더불어, 흡입 테이퍼(52)는 압출 성형 워엄의 흡입부에 제공된다. 이 방법은 구동 샤프트(18)의 영역에서 축과 평행한 푸시 운동을 통하여 공급된다면, 즉 샤프트 둘레에서 감아주지 않으면서 공급된다면 특히 중요하다. 이런 푸시 운동 방식으로 공급되는 스트립은 구동 샤프트(18)를 완전히 둘러싸지 않는다; 그 대신에 스트립은 구동 샤프트의 3/4만 둘러싼다. 역회전하는 내부 나사산 부분(48)에 의해, 균일한 재료 공급과 더불어 분류된 스트립의 외주에서 어떠한 역류 또는 차단 로울도 발생하지 않도록 보장된다.
본 발명에 따라, 압출 성형 장치(10)가 혼합 장치로서 작동한다면 개조할 필요 없이 서로 평행하게 다수의 스트립으로 공급할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 다수의 스트립 공급기(34)는 동일한 축 방향 높이에서 서로에 대해 연속적으로 배치되고 서로에 대해 각 분기한다.
본 발명의 실시예와 함께 설명된 구동 샤프트(18)와 압출 성형 워엄(20)은 일체 성형된 단일 구성 성분으로서 형성되고, 세척하기 위해 압출 성형기 하우징(22)으로부터 압출 성형 워엄(20)을 쉽게 분리할 수 있도록 전이 영역에서두 구성 요소를 분리할 수 있게 형성할 수도 있다.
본원 명세서는 1999년 12월 8일의 독일 우선권 199 59 174.1의 내용을 참고로 포함하고 있다.
본 발명은 첨부 도면 및 명세서의 상세한 설명에 국한되지 않고, 첨부된 청구항의 범위 내에서 다양하게 수정할 수 있다.

Claims (19)

  1. 압출 성형 워엄이 회전할 때 재료를 앞으로 움직이기 위해 나사산이 있는 외부를 가지고, 회전축 둘레에서 압출 성형 워엄과 구동 샤프트의 구동 회전을 위한 구동 모터와 작동할 수 있게 결합할 수 있는 구동 샤프트에 연결되는 압출 성형 워엄을 포함하고;
    압출 성형되는 재료를 스트립 형태로 공급하고, 공급부에 의해 공급되는 스트립이 압출 성형 워엄과 구동 샤프트의 회전 중에 회전축과 평행하게 앞으로 진행하도록 회전축에 대해 배치되는 공급부로 이루어진 압출 성형 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 스트립이 압출 성형 워엄과 구동 샤프트 둘레에 감겨지고 압출 성형 워엄의 회전에 의해 앞으로 진행되도록 회전축과 비스듬하게 재료를 공급하기 위한 장치를 공급부가 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 성형 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 압출 성형 장치는 구동 샤프트의 전체 외주 둘레에서 스트립을 앞으로 움직이도록 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 압출 성형 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 압출 성형 장치는 일부 역류가 감소되도록 구동 샤프트로부터 압출 성형 워엄까지 앞으로 재료를 옮기는 전이 영역에서 구동 샤프트의 전체 외주 둘레로 스트립을 앞으로 옮기도록 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 압출성형 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 압출 성형 장치는 구동 샤프트 직경의 5% 내지 200%, 구동 샤프트 직경의 30% 내지 150%인 너비를 가지는 스트립을 처리하도록 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 압출 성형 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 압출 성형 장치는 평활한 표면을 가지고 구동 샤프트 직경의 1/2보다 길거나 구동 샤프트 직경의 1/2보다 길고 구동 샤프트 원주보다 짧은 너비를 가지는 스트립을 처리하도록 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 압출 성형 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 공급부는 스트립이 스트립 공급기에서 배출되는 배출구를 가지고 축을 따라 스트립을 공급하도록 작동할 수 있는 스트립 공급기를 포함하고, 스트립 공급기의 배출구는 구동 샤프트 위에 배치되고 스트립 공급기는 구동 샤프트의 방향으로 구부릴 수 있는 배치로 스트립이 걸려있는 배향으로 구동 샤프트로 스트립을 공급하도록 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 압출 성형 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 구동 샤프트는 압출 성형 워엄 직경의 2배인 종방향 영역을 수용하는 스트립을 가지는 것을 특징으로 하는 압출 성형 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 구동 모터와 연결할 수 있는 구동 샤프트의 단부는 오목한 형태를 가지는 확대부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 성형 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 구동 샤프트는 압출 성형 워엄의 외주와 동일한 외주를 가지는 것을 특징으로 하는 압출 성형 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 구동 샤프트는 스트립이 구동 샤프트로 끌어당겨지도록 구동 샤프트가 회전할 때 스트립을 가지는 확대부를 유지하고 스트립을 연결하도록 작동할 수 있는 다수의 연결 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 성형 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 스트립이 구동 샤프트에서 배출되고 압출 성형 워엄으로 수용되는 전이 영역으로 전진할 때 스트립이 완전히 구동 샤프트를 둘러싸도록 압출 성형 워엄까지 스트립을 이동시키도록 구동 샤프트가 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 압출 성형 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 스트립이 구동 샤프트에서 배출되고 압출 성형 워엄으로 수용되는 전이 영역에서 압출 성형 워엄을 둘러싸고 있는 장치를 포함하고, 이 장치와 압출 성형 워엄은 사이에 공간을 형성하는데 이것은 재료의 전진 방향으로 크기가 감소하는 것을 특징으로 하는 압출 성형 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 압출 성형 워엄과 일주 장치 사이에 형성된 공간은 고리 모양이고 상기 일주 장치는 흡입 테이퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 성형 장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 스트립은 구동 샤프트 출구를 따라 앞으로 전진하고 전이 영역에서 압출 성형 워엄으로 수용되며, 전이 영역을 둘러싸고 있는 내부 나사산 부분을 가지는 소켓을 포함하며, 이 소켓은 압출 성형 워엄의 회전 속도와 다른 회전 속도로 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 압출 성형 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 소켓은 압출 성형 워엄의 회전과 반대 방향으로 회전하고 소켓의 내부 나사산 부분의 직경은 재료의 전진 방향으로 감소하는 것을 특징으로 하는 압출 성형 장치.
  17. 제 1 항에 있어서, 압출 성형 워엄과 구동 샤프트를 둘러싸고 있는 하우징을 포함하고 상기 구동 샤프트와 압출 성형 워엄은 단일 유닛으로서 파괴 선 없이 형성되고 구동 샤프트, 압출 성형 워엄 및 구동 모터의 조립체는 정비하기 위해 압출 성형 장치로 접근할 수 있도록 분해할 수 있게 형성되는 것을 특징으로 하는 압출 성형 장치.
  18. 구동 샤프트에 의해 스트립을 끌어당김으로써 스트립을 공급할 수 있게 회전구동 샤프트로 압출 성형되는 스트립을 공급하고;
    압출 성형 워엄의 회전 구동을 위해 구동 샤프트로부터 구동 샤프트에 작동할 수 있게 결합된 나사산이 있는 압출 성형 워엄으로 스트립 공급부를 앞으로 옮기는데, 이 스트립은 나사산이 있는 압출 성형 워엄의 축과 평행하게 전진하는 재료를 압출 성형하기 위한 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 스트립은 구동 샤프트 위의 한 곳에서 비스듬하게 구동 샤프트로 공급되는 것을 특징으로 하는 재료를 압출 성형하기 위한 방법.
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