KR20050103501A

KR20050103501A - 가용성 재료 처리용 사출 장치

Info

Publication number: KR20050103501A
Application number: KR1020057015389A
Authority: KR
Inventors: 거하르트 에들러; 한스-요아힘 카임
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2003-02-22
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2005-10-31
Also published as: JP2006520702A; BRPI0407716A; CN1753770A; CZ2005602A3; DE10307616A1; ATE431775T1; DE502004009505D1; WO2004073950A1; US20060134253A1; EP1594669B1; EP1594669A1; TW200418627A

Abstract

본 발명은 예를 들어, 열가소성 물질, 세라믹 또는 금속 조성물 등과 같은 가용성 재료를 처리하기 위한 사출 장치에 관한 것으로, 이 장치에 있어서는 적어도 2개의 용융류가 채널 시스템을 통해서 하나 또는 이상의 몰드 캐비티에 시간에 따라 변하는 순서로 공급된다. 본 발명에 따르면, 몰드 캐비티에 연결되고 적어도 2개의 공급 채널(6, 7)로 구성된 각각의 채널 시스템에 단 하나의 회전형 밸브 요소가 제공된다. 상기 밸브 요소는 중공 스핀들(11)로 구성되고, 중공 스핀들은 용융물의 압력 채널(20)에 연결되고, 몰드 캐비티로 이어진 공급 채널(6, 7)의 평면에 적어도 하나의 분배 채널(21)을 포함하며, 이 분배 채널은 반경방향 외측으로 연장되고 압력 채널(20)에 연결된다.

Description

가용성 재료 처리용 사출 장치{INJECTION UNIT WITH A ROTATING VALVE FOR PROCESSING MELTABLE MATERIALS}

본 발명은 청구범위에 기재된 바와 같이, 예를 들어, 열가소성 물질(thermoplastics), 세라믹 또는 금속 조성물 등과 같은 가용성 재료(fusible materials) 처리 설비(plants)용 사출 장치에 관한 것이다.

이러한 유형의 처리 설비로는, 예를 들어, 플라스틱 처리 설비 영역에서의 사출 성형(injection-molding), 또는 변형예로서의 압출(extrusion) 설비와, 세라믹과 금속 조성물을 위한 사출 성형 설비가 알려져 있다. 이러한 성형 제조의 원리에서는, 성형될 주조품에 상응하게 형성된 몰드 캐비티(mould cavities)가 용융물(melt)로 채워진다. 사출 장치는 고온 채널의 일부로서, 이 고온 채널을 통해서는 특정 물질에 필요한 처리 온도로 용융물이 저압 또는 고압으로 반송되어서 노즐을 통해 몰드 캐비티로 진입한다. 높은 제품 품질을 얻기 위해, 즉 주조품 전체를 통한 충분한 강도와 광학적 균일성을 얻기 위해서는, 유동선(flow line)에서, 즉 이전에 분리된 용융류들이 다시 서로 만나는 성형 지점에서 용융류가 긴밀하게 혼합할 필요가 있다. 이것을 달성하기 위해서 개별적인 용융물 스트랜드(strand)가 적어도 단면에서는 진동 또는 맥동(pulsation)하도록 설정되어서, 유동물이 진동 차이로 인해 유동선의 영역을 통과하여, 용융물 스트랜드들이 만나는 영역에서 유동선들이 서로 강렬하게 접합되도록 하는 것이 이미 공지되어 있다(DE 100 52 841 A1). 또한 이 공보는, 플라스틱 사출 성형기를 갖는 플라스틱 처리 설비를 개시하는데, 사출 성형 장치는 사출 성형용 캐비티와 적어도 두 개의 사출 밸브를 가지며, 이 사출 밸브의 각각에는 캐비티로 개방되는 대응하는 사출 노즐을 위한 제어 메카니즘이 제공된다. 밸브는 서로 동기화된 개별적 밸브의 제어 기구에 의해, 사출 압력과 무관하게 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 밸브의 가장 단순한 형태는 밸브의 외측 표면에 정렬된 경사진 홈(groove)을 갖는 밸브 니들(valve needle)이다. 그러나, 기술된 바와 마찬가지로, 롤러 베어링 및 T-형상의 제어 채널을 구비한 회전식 슬라이드(rotary slides)를 사용하는 것이 기능 관점에서 보다 좋다. 이러한 해결책의 단점은 이러한 사출 장치에 의해 요구되는 상대적으로 높은 복잡성에 있다. 결국, 3000 바(bar)까지의 압력이 사출 장치에서 극복된다. 회전 밸브 니들 또는 회전식 슬라이드는 케이싱(casing)으로부터 밀봉되어야 하는데, 이것은 또한 사출 장치의 비용을 증대시킨다. 추가로, 모든 경우에 기어박스(gearbox)를 필요로 하는 동기의 복잡성이 있다. 또한, 이러한 설계 구조를 위한 공간적 필요 조건도 단점이다. 고온 채널 내의 공간 용량은 제한된다. 마지막으로, 각각의 경우에 2개의 회전 부품을 위해 작동되어야 하는 단열의 복잡성이 있다.

발명의 요약

청구항 1에 기재된 특징을 갖는 본 발명에 따른 사출 장치는 몰드 캐비티 당 단 하나의 회전 요소만을 제공하는 채널 시스템에서 밀봉, 단열 및 구동의 복잡성을 감소시킨다. 또한, 동일한 몰드 캐비티에 용융물을 공급하는 2개의 밸브 니들 또는 회전식 슬라이드의 회전 동기는 불필요하다. 이것은, 용융물이 중공 스핀들에 바로 진입해서, 반경방향 외측으로 연장되는 적어도 하나의 분배 채널을 통과하여, 몰드 캐비티 내로 개방된 노즐로 반송되도록 하는 설계 구조에 의해 달성된다. 이것은, 관련 용융물 스트랜드의 각각에, 즉 채널 시스템을 형성하고 하나의 동일한 몰드 캐비티 내에서 다시 결합하는 용융물 스트랜드에, 단 하나의 회전 밸브, 즉 중공 스핀들이 제공되는 것을 의미한다. 그에 따라, 중공 스핀들은 2개의 역할을 하는데, 즉 용융 유동을 적어도 2개의 채널로 반송하는 역할과, 맥동을 발생시키기 위해 용융 유동을 차단하는 역할을 한다. 물론 하나의 중공 스핀들에 복수의 채널 시스템이 제공되는 것도 생각할 수 있다. 여기에서 채널 시스템이 하나 또는 그 이상의 몰드 캐비티에 용융물을 공급하는 지의 여부는 중요치 않다.

본 발명의 유익한 실시예에 따르면, 중공 스핀들은 반경방향 외측으로 연장되고 용융물을 공급하도록 의도된 공급 채널과 동일한 각도로 서로 배열되지 않은 2개의 분배 채널을 갖는다. 예를 들어, 2개의 분배 채널이 서로 정확하게 반대에 위치하는 경우, 2개의 채널의 충전이 시간면에서 계속적으로 발생하도록 하기 위해서는 2개의 분배 채널 사이의 각도가 180°이어서는 안 된다. 하나 이상의 분배 채널의 배열은 중공 스핀들의 회전 속도를 변경하지 않고 맥동을 빈번하게 증가시킬 수 있다는 장점을 가진다.

본 발명의 또 다른 유익한 실시예에 따르면, 하나의 채널이 다른 채널의 상부 위에 배열되는 경우에도 분배 채널은 중공 스핀들의 높이에서 하나가 다른 하나의 위에 놓이도록 배열된다.

본 발명의 또 다른 장점 및 유익한 실시예는 하기의 예시적인 설명, 도면 및 청구범위에 의해 나타난다.

본 발명의 예시적인 실시예는 도면에 도시되고 하기의 상세한 설명에 기술된다.

도 1은 노즐 측에서 사출 성형기용 플래튼(platen)으로서의 역할을 하는 사출 장치를 역방향 설치 위치에서 도시하는 단면도.

본 발명의 장치는 플래튼(1)과 중간 판(intermediate plate)(2)으로 구성되고, 이들은 안내 기둥(guide columns)(3)과 캡 스크루(cap screws)(4)에 의하여 서로 확실하게 연결된다. 사출 장치는 단열 판(insulation plate)(5)에 의하여 사출 성형기의 인접부로부터 단열된다. 본 도면에 있어서, 2개의 공급 채널(6, 7)에 대해 개방되어 있는 몰드 캐비티(보다 상세히 기재하지는 않음)가 중간 판(2)의 아래에 위치한다. 카트리지(cartridges)(9, 10)를 가열하는 것에 의해 용융점(melting point)에 유지되는 가열 블록(heating block)(8)이 중간 판(2)의 내부에 위치된다. 사출 장치의 중앙 구성 요소는 마모 슬리브(wear sleeve)(12)와 베어링 링(bearing ring)(13)에 의하여 가열 블록(8) 내에서 안내되는 중공 스핀들(11)이다. 플래튼(1)의 영역에서는, 체인 휠(chain wheel)(14)이 홈 이음(tongue-and-groove joint)을 통해 중공 스핀들(11)에 회전 고정 방식으로 연결된다. 플래튼(1) 내의 중공 스핀들(11)과 체인 휠(14)은 베어링 판(15)과 홈 볼 베어링(groove ball bearings)(16)에 의하여 지지된다. 중공 스핀들(11)은 안내 슬리브(17), 지지 링(support ring)(18) 및 마모 링(19)을 통한 플래튼(1)으로부터 중간 판(2)으로의 이행 영역(transition region)에 추가의 안내부를 갖는다. 중공 스핀들의 캐비티가 사출 성형기의 압력 채널에 연결되어서 용융물을 후자로 진입시킨다. 본 단면도에서, 이것은 압력 채널(20)로 나타내는데, 이 채널에 있어서는 짧은 축방향 안내부 다음에, 반경방향 분배 채널(21)이 이어진다.

본 발명의 작동 방식을 하기에 보다 상세히 설명하기로 한다. 체인 휠(14)과 중공 스핀들(11)은, 본 예시에서, 기어 모터(도시되지 않음)의 체인(마찬가지로 도시되지 않음)에 의해 구동된다. 그에 따라 중공 스핀들(11)의 분배 채널(21)은 2개의 공급 채널(6, 7)을 압력 채널(20)에 교호적으로 연결해서, 2개의 부분적인 용융류로 분할된 용융류를 펄스 방식(pulsed manner)으로 몰드 캐비티에 진입시킨다. 따라서, 중공 스핀들(11)은 두 가지 기능, 즉 적어도 2개의 공급 채널 위로 용융물을 분배하는 기능과, 맥동의 발생 기능을 가진다. 본 예시에서, 중공 스핀들(11)은 하나의 반경방향 분배 채널(21)만을 갖는데, 즉 중공 스핀들(11)의 회전시, 각각의 공급 채널(6, 7)은 압력 채널(20) 한 곳에만 연결된다. 따라서 공급 채널(6, 7)의 맥동 주파수는 중공 스핀들(11)의 회전 속도에 대응하며, 각 경우에 있어서 압력 펄스는 180°위상 전이된다. 하나 이상의 분배 채널(21)이 일 평면에 제공된다면, 이 채널은 이러한 평면에 위치된 공급 채널(6, 7)과 다르게 항상 서로 상이한 각도를 가져야 한다. 다시 말해서 하나의 공급 채널(6, 7)이 압력 채널(20)에 연결될 때마다, 다른 채널은 중공 스핀들(11)의 인벨럽(envelope)에 의해 폐쇄된다.

본 명세서, 하기의 청구범위 및 도면에 표현된 모든 특징은, 개별적으로든 및 서로에 대한 임의의 조합이든 간에 본 발명에 중요한 것일 수 있다.

Claims

시간에 따라 변하는 순서로 적어도 2개의 용융류(melt streams)가 채널 시스템을 통해 하나 또는 그 이상의 몰드 캐비티(mould cavities)에 공급되며, 시간에 따른 용융류의 공급 변화는 몰드 캐비티로 이어지는 공급 채널(feed channels)(6, 7)의 일시적인 개폐에 의해 발생하고, 회전하는 밸브 요소의 일시적인 개폐 수단으로서, 상기 공급 채널(6, 7)이 상기 용융물(melt)의 압력 채널(20)에 교호적으로 연결되는 가용성 재료 처리용 사출 장치에 있어서,

상기 몰드 캐비티에 연결되고 적어도 2개의 공급 채널(6, 7)로 구성된 각각의 채널 시스템에 단 하나의 밸브 요소가 제공되며, 상기 밸브 요소는 중공 스핀들(hollow spindle)(11)로 구성되고, 이 중공 스핀들은 상기 용융물의 압력 채널(20)에 연결되며, 상기 몰드 캐비티로 이어진 상기 공급 채널(6, 7)의 평면에 적어도 하나의 분배 채널(21)을 구비하고, 이 분배 채널은 반경방향 외측으로 연장되어서 상기 압력 채널(20)에 연결되는 것을 특징으로 하는

가용성 재료 처리용 사출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 중공 스핀들(11)이 반경방향 외측으로 연결되고 용융물을 공급하도록 의도된 상기 공급 채널(6, 7)과 동일한 각도로 서로 배열되지 않은 2개의 분배 채널(21)을 갖는 것을 특징으로 하는

가용성 재료 처리용 사출 장치.
제 2 항에 있어서,

반경방향 외측으로 연장된 상기 분배 채널(21)들이 상기 중공 스핀들(11)에서 상이한 평면에 있는 것을 특징으로 하는

가용성 재료 처리용 사출 장치.