KR20030080042A - 착탈식 노즐 본체 및 방법 - Google Patents

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Abstract

용융된 플라스틱 재료를 주입하는 장치 및 방법은 플라스틱 재료가 통과되는 노즐 조립체(10)를 포함하고 히터가 부착된 노즐 본체(12)를 포함한다. 주형 공동판(36)은 노즐 본체(12)에 인접하게 위치되고 노즐 본체(12)로부터 분리될 수 있으며, 주형 공동판(36)이 노즐 본체(12)로부터 분리되면 노즐 본체(12)가 노출되어 노즐 본체 및 히터(24)를 제거할 수 있다.

Description

착탈식 노즐 본체 및 방법{DETACHABLE NOZZLE BODY AND PROCESS}
통상적인 고온의 러너 노즐 조립체는 노즐 조립체와 열교환하는 히터를 구비한다. 히터를 교체하거나 수리하기 위해 일반적으로 주형을 조립 해제하는 것이 요구된다. 이는 시간이 소요되고 비용이 많이 드는 공정이다. 이러한 시스템에서 신속하고 용이한 수리는 매우 바람직하다.
본 발명은 사출 성형 플라스틱 재료를 주입하는 장치 및 방법에 관한 것이며, 특히 고온의 러너 조립체 시스템에 사용되고 플라스틱 재료가 통과되는 노즐 조립체에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 노즐 조립체를 통과하는 단면도이다.
도2는 본 발명의 노즐 조립체의 양호한 실시예를 통과하는 단면도이다.
도3은 본 발명의 노즐 조립체의 다른 실시예의 단면도이다.
도4a 및 도4b는 본 발명의 노즐의 또 다른 실시예의 단면도이며, 도4a는 완전한 노즐 조립체를 도시하고 도4b는 제거된 주형 공동판을 도시한다.
본 발명은 주형을 조립 해제시키지 않고 노즐 본체 및 히터를 편리하게 제거하여 교체 또는 수리를 할 수 있는 개선된 시스템 및 방법을 제공한다.
게스너에게 허여된 미국 특허 제5,374,182호는 노즐 하우징 외부에 클램핑된 히터를 구비한 노즐 조립체를 개시하며, 히터를 교체하는 수단을 제공한다. 주형판은 성형 기계 위에서 래칭되어 노즐 본체에서 제거되면 히터를 노출시켜서 접근을 가능케한다.
슈미트에게 허여된 미국 특허 제4,768,945호는 노즐 본체 내에 매립된 히터를 갖는 노즐 조립체를 개시한다. 사출 성형 작업 중에 노즐 히터가 타버리는 것은 공지되었다. 그러나, 새로운 히터를 설치할 수 있도록 노즐 본체를 제거하여 히터를 교체하려면, 주형은 조립 해제되어 노즐 조립체 전체가 제거되어야 한다. 이는 시간이 소요되고 고비용의 공정이어서, 주형의 생산성에 심각한 문제가 된다.
푸코스키에게 허여된 미국 특허 제3,553,788호는 고온 러너 매니폴드 및 게이트 패드에 활주 결합 연결부를 구비한 노즐 본체를 갖는 고온의 러너 노즐 조립체를 사용한다. 하우징은 그 외부에 클램핑된 외부 히터를 갖는다. 활주 결합은 노즐 본체가 가열될 때, 노즐 본체의 열팽창을 수용하도록 구성된다. 구성은 용융 채널 내부의 높은 플라스틱 주입 압력 하에서 플라스틱이 누출되지 않는 활주 결합에 의존한다. 그러나, 고온의 러너 매니폴드 주변의 공기층을 통해 히터의 배선이 이루어져 있고, 공동판을 제거하여 접근할 수 없기 때문에 주형을 분해하지 않고 히터를 교체하는 것은 어렵다. 또한, 활주 결합식 고온 러너는 가압되었을 때 플라스틱을 누출시키는 경향이 있다.
미국 특허 제4,095,931호는 외장 및 내부 슬리브 모두가 노즐 헤더로부터 해제되어 히터를 노출시킴으로써 제거될 수 있는 가열된 노즐 조립체를 구비한 고온 러너 노즐 조립체를 개시한다. 그러나, 히터의 배선이 노즐 헤더를 둘러싸기 때문에 비용 소모 없이 히터를 교체하는 것이 어렵고 노즐 조립체의 더 분해하는 것이 불편하다.
모슬로에게 허여된 미국 특허 제3,295,169호는 외부로 나사가 형성되어 클램핑된 히터를 구비하는 가열된 기계 노즐을 개시하며, 이는 외부 노즐 슬리브를 제거 할 수 있다. 하지만, 이러한 노즐을 주형 구조물에 조립되는 방법에 대한 교시가 없다. 또한, 이러한 히터는 내부 가열 소자와 동일한 효율로 열을 전달할 수 없다. 또한, 크기가 커짐에 따라 기밀한 공간에 히터를 위치시키는 것이 문제가 된다.
미국 특허 제4,303,169호는 가열된 본체 상에 나사 형성된 노즐 팁부를 개시한다. 절연 부싱은 노즐을 주형판 중심에 위치시킨다. 그러나, 가열부 또는 노즐 팁을 제거하기 위해, 주형판은 고온 러너로부터 조립 해제되어야 한다.
따라서, 노즐 본체 및 가열 수단을 구비한 노즐 조립체를 포함하는 개선된 장치 및 방법을 제공하는 것이 본 발명의 주 목적이며, 노즐 본체 및 가열 수단은 단순화될 수 있어서 신속하고 용이하게 가열 수단을 교체 또는 수리하기 위해 제거될 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 이후에 설명될 것이다.
본 발명에 따르면, 위에 말한 목적 및 장점이 용이하게 얻어질 수 있다.
본 발명에 따라 플라스틱 재료를 사출 성형하는 장치는,
플라스틱 재료가 통과되며, 전방 단부, 후방 단부 및 상기 플라스틱 재료가 통과하는 노즐 채널를 갖는 제거 가능한 노즐 본체를 포함하는 노즐 조립체와,
노즐 본체에 부착되고, 일반적으로 내부에 매립된 가열 수단을 포함하고,
노즐 본체의 전방 단부로부터 성형 공동판을 분리하여 전방 단부 및 가열 수단을 노출시키고 노즐 본체 및 가열 수단을 노즐 조립체로부터 제거 할 수 있다. 노즐 헤더는 일반적으로 노즐 본체의 후방 단부에 결합되고, 노즐 본체는 노즐 헤더로부터 제거될 수 있다.
본 발명의 방법에 따라, 노즐 조립체는 플라스틱 재료가 통과하도록 제공되고, 상기 노즐 조립체는 전방 단부, 후방 단부 및 플라스틱 재료가 통과하는 노즐 채널을 구비한 제거 가능한 노즐 본체를 포함하며,
가열 수단을 노즐 본체에 부착하고 일반적으로 가열 수단을 노즐 본체에 매립하는 단계와,
주형 공동판을 노즐 본체의 전방 단부에 인접하게 위치시키는 단계를 포함하고,
주형 공동판은 전방 단부로부터 분리 가능하며,
상기 전방 단부 및 상기 가열 수단을 노출시키도록 주형 공동판을 노즐 본체의 전방 단부로부터 분리시켜서, 노즐 본체 및 가열 수단을 노즐 조립체로부터 제거 할 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 이후에 설명될 것이다.
도1은 전방 단부(14) 및 후방 단부(16)를 갖는 노즐 본체(12)를 포함하는 본 발명의 노즐 조립체(10)를 도시한다. 후방단부는 노즐 조립체에서 제 위치에 노즐 본체(12)를 고정하도록 노즐 헤드(22) 상에 대응 나사(20)와 나사식으로 결합하기 위한 나사(18)를 포함한다. 노즐 본체는 노즐 본체(12)의 전방 단부(14)가 다음 실시예에서 도시될 것과 같이 노출될 때 영향을 받기 쉽게 와이어되도록 와이어링으로 매립된 히터(24)를 포함한다. 팁 단부(28)를 갖는 노즐 팁(26)은 노즐 본체의 전방 단부에 나사 결합된다. 도1은 노즐 본체가 헤더로 나사 결합될 때 스프링 수단(32)에 의해 매니폴드판(30)으로부터 이격되고 헤더의 회전을 방지하도록 도웰(34)에 의해 위치된 노즐 헤더(22)를 도시한다. 주형 공동판(36)은 노즐 본체(12)의 전방 단부에 인접하여 위치된다. 주형 공동판(36)은 스크류(38) 또는 복수개의 스크류에서와 같이, 임의의 바람직하고 통상적인 수단에 의해 노즐 본체의 전방 단부로부터 분리된다. 노즐 본체는 또한 모든 통상적인 방식으로, 플라스틱 재료가 고온 러너 매니폴드(44)의 매니폴드 채널(42)로부터 (도시되지 않은)주형로 유동하는 노즐 채널(40)을 포함한다.
도1의 실시예에 따라, 노즐 본체(12)는 노즐 헤더(22)로 체결되고 노즐 본체 및 헤더 사이의 경계면에서 밀봉된다. 이는 매니폴드 및 헤더 사이의 경계면(46)에서 활주 마모를 견디기에 적합한 단단하고 내구성 있는 재료로 구성된 헤더를 구성하도록 한다. 또한, 헤더는 티타늄 등 낮은 열 전도성 재료로 구성될 수 있으므로, 노즐 또는 매니폴드로부터 인접 매니폴드판까지 열이 전달하지 않을 것이다. 노즐 본체는 베릴륨 구리, 카바이드 또는 임의의 적합한 공구 철 등, 열 전도성 재료로 구성될 수 있다.
따라서, 도1의 실시예에 따르면, 주형 공동판(36)은 주형이 노즐 조립체로부터 이격될 때, 스크류(38)를 해제함으로써 노즐 본체(12)의 전방 단부(14)로부터 분리된다. 이는 히터의 수리 및 교환 시에 노즐 조립체로부터 노즐 본체 및 히터를 용이하고 편리하게 제거할 수 있게 한다.
도2의 양호한 실시예는 환형 절연 슬리브(52)에 의해 매니폴드판(30)으로부터 분리된 노즐 헤더(50)를 도시한다. 노즐 본체(12)는 노즐 헤더(50)에 나사 결합되므로, 노즐 본체는 매니폴드(44)에 대해 직접 밀봉되고, 따라서 도1에 도시된 바와 같이 제2 밀봉면에 대한 필요성을 제거한다. 도2는 또한 노즐 본체에서 매립될 수 있는 배선(56)과 합체된 열전대(thermocouple)를 도시한다. 히터(24)는 또한 이와 합체된 히터 배선(58)을 포함한다. 열전대 및 히터 배선은 공동판에서 기계 가공된 채널 또는 홈(60)에서 연장하므로, 노즐 본체, 히터 및 열전대가 쉽게 영향을 받음에 따라서, 공동판(36)의 제거 또는 래치 해제가 쉽게 될 수 있고 노즐 본체가 결합 해제됨에 따라서 배선은 회전하기 쉽다. 렌치(wrench) 플랫(62) 또는 다른 적합한 수단은 노즐 조립체에서 노즐 본체의 나사결합을 조이거나 느슨하게 하기에 적합한 도구와 결합하기 위해 노즐 본체 상에 제공된다.
작동 중에, 매니폴드(44)는 매니폴드의 열 팽창으로 인해 노즐 본체(12)와의 경계면을 가로질러 활주한다. 노즐 헤더 또는 절연 칼라(50)는 매니폴드가 노즐 본체를 가로질러 활주하는 동안 매니폴드판(30)에서 소정의 위치에서 노즐 본체를 위치하고 중심 위치를 유지한다. 노즐 헤더는 또한 노즐 본체 채널(40) 및 매니폴드 채널(42) 사이의 경계면에서 소성 밀봉력을 유지하도록 매니폴드에 대해 노즐 본체를 밀도록 한다. 노즐 본체는 매니폴드판 보어(64)로 노즐을 위치하기 전에 헤더로 조립될 수 있거나 매니폴드판(30)의 대향 측면으로부터 조립될 수 있다. 주형이 제조될 때, 히터가 노즐 본체 상에 작동하지 않으면 주형 공동판은 쉽게 제거될 수 있거나 노즐 본체의 전방 단부(14)를 노출하는 노즐 본체로부터 이격될 수 있다. 노즐 본체는 매니폴드 및 매니폴드판을 해제하지 않고 노즐 조립체로부터 쉽게 해제될 수 있다. 유용한 일체의 히터 및 노즐 본체는 고온 러너 시스템의 추가 해제 없이 편리하게 제거될 수 있다.
도1 및 도2에서 도시된 바와 같이, 노즐 팁(26)은 본 발명의 구성으로써, 노즐 본체로부터 착탈식 분리부로써 구성된다. 이는 지금까지 노즐 팁(26)이 노즐 팁 단부(28)에서 특히 마모 및 손상되기 쉽기 때문이다. 노즐 본체에 노즐 팁을 나사결합하는 것은 노즐 본체를 교환하지 않고 노즐 팁을 교환할 수 있지만, 만약 노즐 팁이 노즐 본체의 일부라면, 이는 노즐 팁을 만드는 것보다 더 불편하다. 본 발명에 따르면, 납땜함으로써 도2에서 도시된 예와 같이 또는 노즐 본체(66) 및 노즐 팁(68)을 일체로 구성함으로써 도3에서 도시된 바와 같이, 만약 노즐 팁부가 노즐 본체로 영구히 고정된다면, 노즐 팁부는 더욱 단단하고 수리 보수하기 쉽게 구성될 수 있다. 또한, 도3의 실시예에 따라, 배선 채널(70)은 주형 공동판(36) 및 매니폴드판(30) 사이에 위치되고 주형 공동판의 제거 또는 래치 해제를 쉽게 할 수 있다.
도4a는 도3에서와 같이 한 편의 노즐 본체 및 노즐 팁(72)을 도시하지만, 히터(74) 상의 슬립을 포함한다. 도4a는 스크류(38)에 의해 매니폴드판(30)에 고정된 주형 공동판(36)을 도시하고, 도4b는 노즐 본체 및 히터로의 접근 및 제거에 대해 제거된 또는 래치 해제된 주형 공동판을 도시한다.
따라서, 본 발명에 따라, 노즐 본체는 공동판 또는 공동 삽입체의 제거없이 주형 구조의 분해를 필요로 하지 않고 신속하고 편리한 방식으로 고온 러너 조립체 시스템으로부터 착탈할 수 있는 일체형 히터를 포함하여 제공된다. 또한, 본 발명은 노즐 본체가 제거될 때 고온 러너 시스템에 조립되어 있는 노즐 본체 중심 구성요소를 포함하는 노즐 조립체를 제공하고, 고온 러너 매니폴드로 밀봉하는 노즐 조립체는 활주 및 밀봉 작용을 제공한다. 또한, 본 발명에 따라, 노즐 본체 히터 및 열전대 배선은 루트되므로 노즐 본체가 제거하기 위해서 회전될 수 있다. 또한, 상기 특징 및 이점들은 매우 유리한 구조에서 간단하고 편리하게 얻어질 수 있다.
본 발명은 본 발명을 수행하는 단지 가장 우수한 형태의 실시예인, 여기서 상술되고 도시된 실시예에 제한되지 않으며, 부품의 형태, 크기와 배열 및 작동 부재의 변형을 수용할 수 있다. 본 발명은 청구범위에 의해 한정된 기술 사상 및 범위 내에 있는 이러한 모든 변형을 포함한다.

Claims (19)

  1. 플라스틱 재료를 사출 성형하기 위한 장치이며,
    플라스틱 재료가 유동하며, 전방 단부, 후방 단부 및 상기 플라스틱 재료가 유동하는 노즐 채널을 갖는 제거가능한 노즐 본체를 포함하는 노즐 조립체와,
    노즐 본체에 부착된 가열 수단과,
    노즐 본체의 전방 단부에 인접하며 상기 전방 단부로부터 분리가능한 주형 공동판을 포함하며,
    상기 노즐 본체의 상기 전방 단부로부터 주형 공동판의 분리는 전방 단부 및 가열 수단을 노출시켜서 노즐 조립체로부터 노즐 본체 및 가열 수단을 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 노즐 채널과 연통하는 매니폴드 채널을 갖는 매니폴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 노즐 본체는 상기 매니폴드에 대해 밀봉되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제2항에 있어서, 노즐 본체와 매니폴드 사이에 노즐 헤더를 포함하고, 상기 노즐 본체는 노즐 헤더와 밀봉 결합하며 상기 노즐 헤더는 매니폴드와 밀봉 결합하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가열 수단은 노즐 본체에 매립되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 노즐 본체에서 매립된 열전대를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 노즐 본체가 제거를 위해 회전되도록 상기 히터 및 열전대로부터 연장하는 히터 및 열전대 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 노즐 본체를 제 위치에 나사식으로 고정하기 위해서 상기 노즐 본체의 후방 단부 상에 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 조임 공구로 결합되도록 상기 노즐 본체 상에 결합 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제2항에 있어서, 노즐 본체의 후방 단부와 결합한 노즐 헤더를 포함하고, 상기 노즐 본체는 노즐 헤더로부터 제거가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 플라스틱 재료가 유동하며, 전방 단부, 후방 단부 및 상기 플라스틱 재료가 유동하는 노즐 채널을 갖는 제거가능한 노즐 본체를 포함하는 노즐 조립체를 구비하는 단계와,
    노즐 본체에 가열 수단을 부착하는 단계와,
    주형 공동판을 상기 노즐 본체의 전방 단부에 인접하게 위치설정하는 단계와,
    상기 전방단부 및 가열 수단을 노출시켜서 노즐 조립체로부터 노즐 본체 및 가열 수단을 제거시킬수 있도록 상기 노즐 본체의 상기 전방 단부로부터 주형 공동판을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 내부에 매니폴드 채널을 구비한 매니폴드를 제공하는 단계 및 상기 노즐 채널과 상기 매니폴드 채널을 연통하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 매니폴드에 대해 상기 노즐 본체를 밀봉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  14. 제12항에 있어서, 상기 노즐 본체 및 매니폴드 사이에 노즐 헤더를 제공하는 단계와, 상기 헤더에 대해 상기 노즐 본체를 밀봉하는 단계 및 상기 매니폴드에 대해 상기 노즐 헤더를 밀봉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 노즐 본체에 가열 수단을 매립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 노즐 본체에 열전대를 매립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 노즐 본체가 제거를 위해 회전되도록 상기 히터 및 열전대로부터 히터 및 열전대 배선을 연장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제12항에 있어서, 상기 노즐 본체를 제 위치에 나사식으로 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제11항에 있어서, 노즐 헤더와 노즐 본체의 후방 단부를 제거가능하게 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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