KR20090008378A

KR20090008378A - 가열 채널 노즐

Info

Publication number: KR20090008378A
Application number: KR1020087028327A
Authority: KR
Inventors: 허버트 귄터
Original assignee: 귄터하이스카날테크닉게엠베하
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2009-01-21
Also published as: CA2649202A1; DE202006006671U1; EP2012995A1; TW200800562A; BRPI0709455A2; US20090311359A1; MX2008012680A; CN101426633A; JP2009534211A; WO2007121823A1

Abstract

본 발명은 사출 성형기를 위한 가열 채널 노즐(10)에 관한 것이며, 유동성의 재료를 위한 적어도 하나의 유동 채널(30)이 상기 사출 성형기의 재료관(20) 내에 형성된다. 또한 상기 가열 채널 노즐(10)은 유동성의 재료를 위한 가열기(40)와, 가열기(40) 영역에 배치되고 재료관(20)에 고정되는 온도 센서(50)를 구비한다.

가열 채널 노즐(10)의 온도는 가열 채널 노즐의 상기 배치와 간단한 구조를 통해 특히 재료관(20)의 단부 영역에서 지속적이며, 신뢰할 수 있고 저렴한 비용으로 측정 및 제어된다.

가열 채널 노즐, 유동 채널, 재료관, 가열기, 온도 센서

Description

가열 채널 노즐{HOT RUNNER NOZZLE}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 사출 성형기용 가열 채널 노즐에 관한 것이다.

가열 채널 노즐은 예를 들어, 플라스틱 용융물과 같은 유동성의 물질을 사전 설정 가능한 온도에서 고압 하에 분리 가능한 성형 삽입부에 공급하기 위해 사출 성형 장치에 사용된다. 상기 가열 채널 노즐은 대부분 유동 채널을 구비한 재료관을 가지며, 상기 재료관은 노즐 오리피스에서 마감된다. 상기 노즐 오리피스는 게이트 개구에 의해 성형 삽입부(몰딩 네스트)로 통하는 노즐 배출 개구를 단부측에 형성한다. 따라서 유동성의 물질이 재료관 내부에서 조기 냉각되지 않도록, 노즐 오리피스 내부까지 가능한 균일하게 온도를 분배할 가열기가 제공된다. 가열된 노즐과 냉각된 성형기 사이의 열적 분리는 노즐이 결빙되고 성형기 또는 성형 삽입부가 가열되는 것을 방지한다.

가공될 플라스틱은 종종 가공 범위가 매우 좁고 온도 변화에 극도로 민감하게 반응하기 때문에, 가열 채널 노즐 내의 온도를 안내하기 위한 요구 조건은 매우 까다롭다. 이와 같이 예를 들어 단지 몇 도의 온도 변화로도 분사 에러와 불량이 야기된다. 따라서 양호하게 기능하고 전자동으로 작동되는 가열 채널 공구를 위하 여 정확한 온도 제어가 중요하다. 또한, 예를 들어 24, 32 또는 64 공동을 구비한 다중 공구에서 모든 몰딩 네스트들을 위해 조절될 온도가 동일한 것이 중요하다. 이는 조절된 온도가 노즐 내의 실제 온도와 매우 정확하게 일치해야 함을 전제로 한다.

온도 제어와 모니터링을 위하여 보통 온도 센서가 사용된다. 이는 예를 들어 EP-A1-0 927 617호 또는 DE-U-201 00 840호에 공지되는 바와 같이, 노즐 본체 또는 가열기 내에 제공되는 별도의 요소로서 그루브 또는 보어 내에 제공된다. 그러나 온도 센서의 미세한 위치 변화만으로도 측정 에러가 야기될 수 있는 것이 문제인데, 이는 온도의 재현 가능성에 바람직하지 않은 영향을 준다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 이러한 단점과 추가의 단점을 방지하고, 온도를 정확히 측정하고 제어할 수 있는 가열 채널 노즐을 제공하는 것이다. 또한, 특히 재료관의 단부 영역에서 온도를 계속 신뢰할 수 있고 정확하게 측정할 수 있는 것이 요구된다. 상기 노즐은 대체로 간단하게 구성되어야 하고, 저렴한 비용으로 실현되어야 한다.

본 발명의 주요한 특징은 청구범위 제1항에 제시된다. 실시예들은 제2항 내지 제11항의 대상이다.

유동성의 재료를 위한 적어도 하나의 유동 채널이 형성되는 재료관과, 유동성의 재료를 위한 가열기와, 가열기 영역에 배치된 온도 센서를 구비한 사출 성형기를 위한 가열 채널 노즐에서, 온도 센서는 재료관에 고정된다. 이에 의해 노즐의 온도와, 이에 따른 유동성의 재료의 온도는 유동 채널 내부의 항상 동일한 위치에서 측정되는 것이 보장된다. 따라서 상기 전체 가열 채널 시스템은 정확하게 제어된다. 온도는 스스로 성형기 내의 복수의 노즐에서 정확히 동일한 수준으로 유지될 수 있다.

온도 센서는 재료관의 단부 영역에 고정되는 것이 중요하다. 이 방식으로 온도는 노즐 오리피스 또는 분사 노즐의 영역에서 측정된다. 즉, 온도는 가장 큰 열손실이 발생될 수 있는 곳에서 측정된다.

재료관에 고정되는 슬리브가 온도 센서의 단부측에 제공될 때, 구조상 용이하다. 따라서 온도 센서는 계속 신뢰할 수 있게 고정된다. 또한 센서 단부는 재료관 또는 가열기에 대해 더이상 상대적으로 이동할 수 없는데, 이는 더 확실한 프로세스 안내를 형성한다.

바람직하게 슬리브는 온도 센서와 가압되거나 납땜되거나 접착된다. 바람직하게 상기 슬리브는 전도율이 양호한 재료로 구성되므로, 항상 최적의 결과가 달성된다.

슬리브가 크림프 슬리브(crimp sleeve)이고, 상기 슬리브가 재료관과 용접, 납땜 또는 접착되는 본 발명의 추가의 중요한 구성이 제공된다. 이에 의해 전체적으로 간단한 구조가 제공되고, 노즐은 저렴한 비용으로 실현된다.

바람직하게 가열기는 온도 센서를 수용하며, 온도 센서의 측정 지점은 외부로부터 접근 가능하다. 이는 온도 센서가 신속하고 손쉽게 재료관에 고정될 수 있는 장점을 갖는다. 이를 위해 특히, 온도 센서의 측정 지점이 가열기 내에 형성된 리세스 영역에 위치할 때 유리하며, 온도 센서는 리세스 영역에서 재료관의 외주연에 항상 확실히 고정된다.

본 발명의 추가의 특징, 세부 사항 및 장점들은 청구범위로부터, 또한 도면에 의한 이하의 실시예의 상세한 설명으로부터 제시된다.

도1은 가열 채널 노즐의 단면도이다

도2는 도1의 가열 채널 노즐의 부분을 확대한 측면도이다.

도1에서 일반적으로 "10"으로 표시되는 가열 채널 노즐은 사출 성형기 내에서 사용된다. 상기 가열 채널 노즐은 상부 단부에 플랜지형 접속 헤드(22)가 제공되는 재료관(20)을 갖는다. 상기 접속 헤드(22)는 (도시되지 않은) 분배 플레이트에 하부로부터 고정 가능한 하우징(12) 내에 분리 가능하게 위치한다. 반경 방향으로 형성된 계단부(13)는 하우징(12)의 중심을 설정하고, 따라서 성형기 내에서 노즐(10)의 중심을 설정한다.

용융 재료를 위한 유동 채널(30)은 축방향(A)으로 연장되는 재료관(20)의 내부 중심에 제공된다. 바람직하게 보어로 형성되는 채널(30)은 접속 헤드(22) 내에 재료 공급 개구(32)를 갖고, 하부 단부에서 노즐 첨부로서 형성되는 노즐 오리피스(34)로 통한다. 상기 노즐 첨부는 유동성의 용융 재료가 (도시되지 않은) 몰딩 네스트에 도달할 수 있도록 하는 재료 배출 개구(35)를 갖는다. 바람직하게 전도율이 높은 재료로 제조된 노즐 오리피스(34)는 재료관(20)의 단부측 내부에서 사용 되고, 바람직하게 나사 고정된다. 그러나 이는 적용예에 따라 동일 조작시에 축방향으로 이동 가능하게 지지 되거나 재료관(20)과 일체형일 수도 있다.

분배 플레이트에 대해 가열 채널 노즐(10)을 밀봉하기 위해 재료관(20)의 접속 헤드(22) 내에 밀봉 링(25)이 재료 공급 개구(32)에 대해 동심으로 제공된다. 추가의 (표시되지 않은) 링형 스피것(spigot)의 형성도 고려할 수 있는데, 이로써 노즐(10)을 성형기에 용이하게 조립할 수 있다.

가열기(40)는 재료관(20)의 외주연(26)에 배치된다. 상기 가열기(40)는 예를 들어, 구리나 황동과 같이 전도율이 양호한 재료로 구성된 슬리브(42)에 의해 형성되며, 상기 슬리브(42)는 재료관(20)의 거의 전체 축방향 길이에 걸쳐 있다. 슬리브(42)의 (자세히 도시되지 않은) 벽부에, 유동 채널(30)에 대해 동축으로 (도시되지 않은) 전열선 나선부가 형성되며, 상기 전열선 나선부의 (마찬가지로 도시되지 않은) 연결부는 측방향에서 하우징(12)으로부터 안내되어 나온다. 전체 가열기(40)는 보호 파이프(43)로 둘러싸인다.

가열기(40)에서 발생된 온도를 측정하기 위하여, 가열기(40)를 관통하여 재료관(20)의 단부 영역(27)까지 안내되는 온도 센서(50)가 제공된다. 이를 위해 가열기(40)의 슬리브(42)는 바람직하게 유동 채널(30)에 대해 평행하게 연장된 보어(44)를 제공하며, 상기 보어(44)는 측정 센서(50)를 수용한다(도2 참조). 보어(44)의 하부 단부(45)는, 슬리브(42)의 벽부와 보호 파이프(43) 내에서 가장자리측으로 형성되는 U형 리세스(46) 내에서 단부를 형성한다.

도2에는 대체로 바아(bar)형인 온도 센서(50)가 슬리브(42)의 리세스(46) 내 에서, 측정 첨부를 형성하는 단부(52)와 함께 단부를 형성하는 것과, 재료관(20)의 외주연(26)에 고정되는 것이 도시된다. 이를 위해, 외부로부터 접근 가능한 측정 센서(50)의 자유 단부(52)는 예를 들어, 크림프 슬리브와 같이 전도율이 양호한 재료로 구성된 슬리브(54)를 지지하며, 상기 슬리브는 측정 센서(50)와 가압 고정된다. 크림프 슬리브(54)는 리세스(46) 내부에서, 바람직하게 레이저 용접에 의해 재료관(20)의 외주연(26)에 고정된다. 이를 위해 요구되는 접근은 바람직하게 리세스(46)를 관통하여 이루어진다.

따라서, 크림프 슬리브(54)의 위치와, 따라서 온도 센서(50)의 위치는 재료관(20)에 대해 비교적 정확하게 고정되므로, 온도 측정은 항상 동일한 점에서 이루어진다. 측정 센서(50)는 이동할 수 없으므로 온도 측정은 방해되지 않는다. 재료관(20)의 외부 단부와, 따라서 노즐 오리피스(34) 영역의 온도는 오히려 계속 정확하게 측정 가능하며, 이로 인해 전체 노즐(10)은 정확하게 제어 가능하다.

온도 센서(50)의 (표시되지 않은) 연결부는 측방향에서 가열기(40)를 위한 연결부와 공통으로 하우징(12)으로부터 안내되어 나온다.

본 발명은 상술된 실시예에 제한되지 않으며, 다양한 방식으로 적용 가능하다. 이와 같이 가열기(40)는 예를 들어 재료관(20)에 일체되거나 플랜지 가열 본체로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 전기 가열기가 요구되지 않거나 실현 불가능할 때, 대안적으로, 가열기(40) 내에서 사용되는 가열 요소는 예를 들어 물 또는 오일과 같은 가열 매체에 의하여 관류 가능한 파이프 라인 부재일 수 있다. 본 발명은 곧 냉각 채널 노즐에서도 적용 가능하다.

사출 성형 장치를 위한 가열 채널 노즐(10)이 재료관(20)을 갖는 것이 나타나며, 상기 재료관(20) 내에서 유동성의 재료를 위한 적어도 하나의 유동 채널(30)이 형성된다. 유동성의 재료를 위한 가열기(40)는 재료관(20) 상에 위치하며, 상기 가열기의 영역에 온도 센서(50)가 배치된다. 상기 온도 센서(50)는 특히 측정 첨부 또는 측정 지점을 형성하는 단부(52)와 함께 재료관(20)의 외주연(26)에 고정된다. 바람직하게 온도 센서(50)의 측정 지점은 재료관의 단부 영역(27)과, 가열기(40) 내에 형성되는 리세스(46) 영역에 위치한다. 온도 센서(50)는 향상된 위치 고정과 개선된 온도 전달을 위해 슬리브(54)를 단부측에 제공하며, 특히 상기 온도 센서(50)는 재료관(20)에 고정되는 슬리브(54)와 함께 가압된다. 상기 슬리브(54)는 전도율이 양호한 재료로 구성되며, 바람직하게는 크림프 슬리브이다.

구조적인 상세 사항과 공간적 배치 및 방법 단계를 포함하는 청구 범위, 상세한 설명 및 도면으로부터 제시된 전체 특징과 장점들은 그 자체로, 또한 다양한 결합 형태로 본 발명에서 중요할 수 있다.

<도면 부호 리스트>

A : 축방향

10: 가열 채널 노즐

12: 하우징

13: 계단부

20: 재료관

22: 접속 헤드

25: 밀봉 링

26: 외주연

27: 단부 영역

30: 유동 채널

32: 재료 공급 개구

34: 노즐 오리피스

35: 재료 배출 개구

40: 가열기

42: 슬리브

43: 보호 파이프

44: 보어

45: 단부

46: 리세스

50: 온도 센서

52: 단부/측정 첨부

54: 크림프 슬리브

Claims

유동성의 재료를 위한 적어도 하나의 유동 채널(30)이 형성되는 재료관(20)과, 유동성의 재료를 위한 가열기(40)와, 가열기(40) 영역에 배치된 온도 센서(50)를 구비한 사출 성형기용 가열 채널 노즐(10)에 있어서,

온도 센서(50)는 재료관(20)에 고정되는 것을 특징으로 하는 사출 성형기용 가열 채널 노즐.
제1항에 있어서, 온도 센서(50)는 재료관(20)의 단부 영역(27)에 고정되는 것을 특징으로 하는 사출 성형기용 가열 채널 노즐.
제1항 또는 제2항에 있어서, 온도 센서(50)의 단부측에는 재료관(20)에 고정되는 슬리브(54)가 제공되는 것을 특징으로 하는 사출 성형기용 가열 채널 노즐.
제3항에 있어서, 슬리브(54)는 온도 센서(50)와 가압되거나 납땜되거나 접착되는 것을 특징으로 하는 사출 성형기용 가열 채널 노즐.
제3항 또는 제4항에 있어서, 슬리브(54)는 전도율이 양호한 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 사출 성형기용 가열 채널 노즐.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 슬리브(54)는 크림프 슬리브인 것을 특징으로 하는 사출 성형기용 가열 채널 노즐.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 슬리브(54)는 재료관(20)과 용접, 납땜 또는 접착되는 것을 특징으로 하는 사출 성형기용 가열 채널 노즐.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 가열기(40)는 온도 센서(50)를 수용하는 것을 특징으로 하는 사출 성형기용 가열 채널 노즐.
제8항에 있어서, 온도 센서(50)의 측정 지점은 외부로부터 접근 가능한 것을 특징으로 하는 사출 성형기용 가열 채널 노즐.
제8항 또는 제9항에 있어서, 온도 센서(50)의 측정 지점은 가열기(40) 내에 형성된 리세스(46) 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 사출 성형기용 가열 채널 노즐.
제10항에 있어서, 온도 센서(50)는 리세스(46) 영역에서 재료관(20)의 외주연(26)에 고정되는 것을 특징으로 하는 사출 성형기용 가열 채널 노즐.