KR20130068164A - 회전 교체식 가열 실린더를 구비한 사출 성형기의 사출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사출 성형기의 사출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 금형에 여러 개의 가열 실린더를 구비하여 신속하게 교체할 수 있도록 하면서 수지의 소비 없이 교체가 이루어지도록 함으로써 색상이 다른 동일 제품을 신속 간편하게 생산할 수 있는 회전 교체식 가열 실린더를 구비한 사출 성형기의 사출장치에 관한 것이다.
본 발명의 구조는 형체장치와 동력 제어부 사이에 위치하며 슬라이드 공을 여러 개 원형 배열한 회전체와, 상기 회전체의 슬라이드 공에 각각 끼워져 전후방향으로 이송함에 따라 전방의 노즐이 금형에 선택적으로 밀착되는 가열 실린더와, 상기 회전체가 축 결합되어 회전하도록 하는 축받이와, 상기 회전체의 상부에 위치되어 가열 실린더로 수지를 공급하는 호퍼로 구성된다.
이와 같은 구조에 의해 다른 색상의 제품을 생산하고자 할 경우 해당하는 색상의 수지가 채워진 가열 실린더로 교체하여 생산하면 되고 이전에 사용하던 가열 실린더는 다음 제품 생산시 단순히 가열하여 사출하면 되므로 가열 실린더 내의 수지를 제거할 필요가 없어 수지가 낭비되지 않아 기존 사출 성형기 대비 같은 재료의 양을 가지고 훨씬 많은 제품을 생산할 수 있는 효과가 있다.

Description

회전 교체식 가열 실린더를 구비한 사출 성형기의 사출장치{INJECTION APPARATUS FOR INJECTION MOLDING MACHINE}
본 발명은 사출 성형기의 사출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 금형에 여러 개의 가열 실린더를 구비하여 원료와 색상을 신속하게 교체할 수 있도록 하면서 수지의 소비 없이 교체가 이루어지도록 함으로써 색상이 다른 동일 제품을 신속 간편하게 생산할 수 있는 회전 교체식 가열 실린더를 구비한 사출 성형기의 사출장치에 관한 것이다.
일반적으로 사출 성형기는 플라스틱 재료에 열과 압력을 가해 용해시켜 유동상태로 되었을 때 폐쇄된 금형의 공동부에 가압 주입하여 금형 내에서 냉각시킴으로써 금형의 공동부에 상당하는 성형품을 생산하는 기계이다.
이러한 사출 형성기의 구조를 살펴보면 크게 사출장치, 형체장치, 프레임, 유압장치, 전기제어장치 등으로 구성된다.
사출장치는 성형품을 좌우하는 중요한 부분으로서 플라스틱 재료를 담아두는 호퍼와, 호퍼를 통해 유입된 플라스틱 재료가 스크루에 의해 이송되면서 가소화 하는 가열 실린더와, 가소화된 재료를 금형 안으로 주입하는 노즐로 이루어지고, 형체장치는 사출된 수지가 고화하면 금형을 열고 성형품을 빼낼 수 있도록 한 장치로서, 금형 설치판, 타이바, 형체 실린더, 이젝터, 안전문 등으로 이루어지며, 프레임은 상기 사출장치, 형체장치, 유압장치 등이 조립되어 있는 것으로, 진동에 견디고 오랫동안 정밀도를 유지하도록 충분한 강도와 강성을 가져야 한다.
유압장치는 각종 실린더를 구동시키는 것으로 유압펌프, 유압모터, 제어밸브, 기름 탱크, 배관 등으로 구성되고, 전기제어 장치는 사출장치나 형제장치의 동작과 가열 실린더 및 노즐의 온도를 제어하고, 스퀀스 제어, 피드백 제어, 프로그램 제어, 적응제어 등이 채용되어 성형 사이클의 각 공정을 자동으로 진행시키는 장치이다.
이와 같은 구조로 이루어진 사출 성형기는 호퍼에서 자체 무게에 의하여 가열 실린더 내로 낙하 된 수지가 스크루의 회전에 의해 혼합이 이루어지면서 스크루 홈을 따라 실린더의 선단부로 보내진다. 이때, 수지는 가열 실린더의 히터와 스크루의 혼련 작용에 의해 발생하는 마찰열로 인하여 비교적 균일한 가소화가 이루어진다. 스크루의 선단부에서 용융재료를 저장함에 따른 반발력에 의해 스크루는 후방으로 되돌려지는데, 그 후퇴량을 리밋 스위치로 규제하여 스크루의 회전을 일정한 위치에서 정지시킴으로써 사이클이 사출용량을 결정한다. 용융 수지를 가열 실린더 앞 부분에 모아서 사출시에는 스크루가 전진해서 사출하면 폐쇄된 금형의 공동부에 주입되고 금형 내에서 냉각되면 금형의 공동부에 상당하는 성형품이 생산된다.
이러한 종래의 사출 성형기는 다른 색상의 제품을 생산하고자 할 경우 가열 실린더 내에 내장된 수지를 모두 제거해야 한다. 가열 실린더 내의 수지를 제거하기 위해서는 호퍼 내의 수지를 교체한 후 가열 실린더 내에 유입시켜 스크루를 회전시킴으로써 기존의 수지가 배출됨과 동시에 새로운 수지가 가열 실린더 내에 채워지도록 한다. 이 과정에서 새로 유입된 수지와 기존의 수지가 혼합되며 배출되는데, 새로 유입된 수지만 배출될 때까지 이러한 작업이 반복되어야 하므로 많은 양의 수지가 버려지고 시간이 소요되어 생산력에 큰 영향을 끼치게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 한 대의 사출 성형기에 여러 개의 가열 실린더를 구비하고 원하는 색상의 가열 실린더를 신속하게 교체하고 수지의 소비 없이 교체가 이루어짐으로써 생산량이 극대화되도록 하는 회전 교체식 가열 실린더를 구비한 사출 성형기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전 교체식 가열 실린더를 구비한 사출 성형기의 사출장치는,
형체장치와 동력 제어부 사이에 위치하며, 슬라이드 공을 여러 개 원형 배열한 회전체;
상기 회전체의 슬라이드 공에 각각 끼워져 전후방향으로 이송함에 따라 전방의 노즐이 금형에 선택적으로 밀착되는 가열 실린더;
상기 회전체가 축 결합되어 회전하도록 하는 축받이; 및
상기 회전체의 상부에 위치되어 가열 실린더로 수지를 공급하는 호퍼를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기 호퍼는 배출구가 수직 방향으로 신장되도록 하여 가열 실린더의 수지 투입구와 선택적으로 연결되도록 함을 특징으로 한다.
또한, 상기 호퍼는 가열 실린더와 동일한 개수로 구비하되 원형(회전식) 또는 직선으로 배열하여 각각의 실린더에 선택적으로 연결되도록 함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 회전 교체식 가열 실린더를 구비한 사출 성형기는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 다른 색상의 제품을 생산하고자 할 경우 해당하는 색상의 수지가 채워진 가열 실린더로 교체하여 생산하면 되고 이전에 사용하던 가열 실린더는 다음 제품 생산시 단순히 가열하여 사출하면 되므로 가열 실린더 내의 수지를 제거할 필요가 없어 수지가 낭비되지 않아 기존 사출 성형기 대비 같은 재료의 양을 가지고 훨씬 많은 제품을 생산할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 가열 실린더 교체시 가열 실린더 내의 수지를 제거할 필요 없이 회전체를 회전시켜 결합하고, 호퍼 또한 회전시켜 교체함으로써 호퍼 내의 수지를 교체할 필요 없어 매우 신속하게 교체작업이 진행되므로 일당 생산량이 증가하는 효과가 있다.
셋째, 하나의 사출 성형기에 가열 실린더를 여러 개 구비함으로써 여러 대의 사출 성형기를 구비하는 것보다 훨씬 저렴하게 운영할 수 있고 장소 또한 좁게 차지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 사출 성형기의 구조를 도시한 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 사출장치의 가열 실린더 교체상태를 도시한 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 사출장치의 구조를 도시한 요부 확대 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 사출장치의 회전체를 도시한 측면도.
도 5a, 5b는 본 발명에 따른 가열 실린더와 구동 제어부의 연결 구조를 도시한 요부 확대 단면도.
이하, 본 발명에 따른 회전 교체식 가열 실린더를 구비한 사출 성형기의 사출장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 사출 성형기의 구조를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 사출장치의 가열 실린더 교체상태를 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 사출장치의 구조를 도시한 요부 확대 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 사출장치의 회전체를 도시한 측면도이며, 도 5a, 5b는 본 발명에 따른 가열 실린더와 구동 제어부의 연결 구조를 도시한 요부 확대 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 회전 교체식 가열 실린더를 구비한 사출 성형기의 사출장치는 형체장치(1)와 동력 제어부(2) 사이에 위치하며, 슬라이드 공(11)을 여러 개 원형 배열한 회전체(10)와, 상기 회전체(10)의 슬라이드 공(11)에 각각 끼워져 전후방향으로 이송함에 따라 전방의 노즐(21)이 금형에 선택적으로 밀착되는 가열 실린더(20)와, 상기 회전체(10)가 축(31) 결합되어 회전하도록 하는 축받이(30)와, 상기 회전체(10)의 상부에 위치되어 가열 실린더(20)로 수지를 공급하는 호퍼(40)로 구성된다.
상기 축받이(30)는 프레임(3)의 상부에 설치되는 것으로 형체장치(1)와 동력 제어부(2) 사이에 한 쌍이 설치된다. 축받이(30)는 상부에 축공(32)이 형성되어 축(31)의 양단이 결합되고, 이러한 축(31)에는 소정의 간격을 두고 한 쌍의 회전체(10)가 각각 설치된다.
상기 회전체(10)는 원형의 판 형상으로 이루어지며 다수의 슬라이드 공(11)이 원형으로 배열되는데 축(31)과 일체화 되도록 키로 고정설치하며, 양 회전체(11)는 슬라이드 공(11)이 동일 축 선상에 위치하도록 설치한다. 여기서 상기 회전체(11)는 원통으로 형성할 수도 있다. 원통으로 형성할 경우 원통의 양면에 동일 축 선상의 슬라이드 공(11)을 형성하고 원통 둘레로 각 가열 실린더(20)의 투입구만 노출된다.
상기 가열 실린더(20)는 그 후방에 원통 형상의 슬라이더(22)가 결합된다. 슬라이더(22)는 양단에 플랜지(23)가 형성되고 플랜지(23)에 다수의 볼트공(H)이 형성되어 가열 실린더(20)와 볼트(B) 및 너트(N)에 의해 체결되고 그 타측은 동력 제어부 본체(2a)와 연결된다. 여기서 동력 제어부 본체(2a)와 연결되는 플랜지(23)를 슬라이더(22)와 탈부착 되도록 하여 슬라이더(22)를 회전체(10)의 슬라이드 공(11)에 끼운 후 조립할 수 있도록 한다. 그리고 가열 실린더(20) 내의 스크루(25)는 동력 제어부(2)의 구동축(2b)과 연결되는데, 스크루(25)의 말단은 사각의 단면적을 갖는 결합돌부(26)가 돌출형성되고 구동축(2b)의 말단은 결합돌부(26)가 삽입되는 결합홈부(2c)가 형성되어 끼워 맞춤에 의한 조립이 이루어지도록 한다. 아울러 결합돌부(26)와 결합홈부(2c)는 수직으로 관통하는 볼트공(H)을 형성하고 머리가 묻히는 볼트(B)를 체결함으로써 스크루(25)와 구동축(2b)이 탈착되는 것을 방지한다. 이와 같은 가열 실린더(20)는 그 선단과 슬라이더(22)가 회전체(10)의 슬라이드 공(11)에 각각 삽입되어 전후 방향으로 이송되도록 한다. 여기서 상기 슬라이드 공(11)의 내주연에는 회전 방지턱(13)이 돌출 형성되어 슬라이드 공(11)의 외주연에는 회전 방지턱(13)이 삽입되는 요홈(27)이 길이 방향으로 형성되어 슬라이드 공(11)으로부터 슬라이더(22)가 회전하지 않도록 한다. 또한, 가열 실린더(20)의 초입에 수지가 유입되는 수지 투입구(28)를 구비하고 수지 투입구(28)에 마개(28')를 설치하여 미사용시 수지 투입구(28)를 차단하여 가열 실린더 내의 수지가 배출되는 것을 방지한다.
상기 회전체(10)는 프레임(3) 상부에 설치된 모터(M)와 연결되어 회전한다. 즉, 모터(M)에 감속기를 설치하고 감속기와 축(31)의 일단에 스프로킷을 설치하며 양 스프로킷을 체인(C)으로 연결하여 모터(M)가 회전체(30)를 회전하도록 한다. 여기서 모터(M)의 구동을 동력 제어부(2)에서 제어하도록 함으로써 자동으로 회전하도록 한다. 물론 축(31)에 설치된 스프로킷을 동력 제어부(2)와 연결하여 별도의 모터 없이 회전시킬 수도 있다. 이와 같은 구조에 의해 회전체(10)가 회전되고 가열 실린더(20)가 슬라이딩함으로써 가열 실린더(20)의 교체가 손쉽게 이루어진다.
한편, 상기 호퍼(40)는 그 하부에 배출구(41)를 수직 형성하되 개폐도어를 설치한다. 배출구(41)는 주름 관 또는 슬라이딩 관으로 형성하여 수직 방향으로 신장됨에 따라 가열 실린더(20)의 수지 투입구(28)와 결합되도록 한다. 이러한 호퍼(40)는 회전체(10)의 상부에 위치하는 것으로 프레임(3)의 상부 또는 동력 제어부(2)에 브라켓(45)을 이용하여 설치된다.
또한, 상기 호퍼(40)는 회전하는 축(41) 둘레에 가열 실린더(20)와 동일한 개수로 원형 배열하여 지정된 가열 실린더(20)와 한 조를 이루도록 세팅한다. 각 조의 가열 실린더(20)와 호퍼(40)는 동일한 색상의 수지만 이용하도록 함으로써 호퍼(40) 내의 수지 교체 없이 바로 공급할 수 있다. 여기서 상기 호퍼(40)의 배열은 직선으로 배열할 수 있음을 밝혀둔다.
이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 회전 교체식 가열 실린더를 구비한 사출 성형기의 가열 실린더 교체 과정을 상세히 설명한다.
도 1과 같이 하나의 가열 실린더를 이용하여 제품을 생산하다가 다른 색상의 제품을 생산하고자 할 경우 호퍼(40)의 개폐 도어를 회전시켜 수지의 낙하를 차단하고 배출구(41)와 가열 실린더(20)의 수지 투입구(28)를 분리한 다음 수지 투입구(28)의 마개(28')를 덮어 수지 투입구(28)를 폐쇄한다.
그리고 호퍼(40)의 배출구(41)를 승강시켜 수지 투입구(28)로부터 충분히 이격시킨 후 가열 실린더(20)를 후퇴시킨다. 이때, 가열 실린더(20)는 회전체(10)의 슬라이드 공(11)으로부터 후퇴하면서 전방의 노즐(21)이 금형과 이격된다. 이러한 상태에서 슬라이더(22)의 플랜지(23)와 동력 제어부 본체(2a)를 체결한 볼트(B) 및 너트(N)를 해체한 후 구동 제어부(2)를 후퇴시켜 슬라이더(22)와 충분히 이격시키면 가열 실린더(20)의 말단과 구동축(2b)의 말단이 결합된 상태로 노출된다. 노출된 구동축(2b)의 측단에 체결된 볼트(B)를 해체한 후 구동축(2b)을 후퇴시키면 스크루(25)와 구동축(2b)이 분리된다.
이와 같이 구동축(2b)과 가열 실린더(20)가 완전히 분리되면 회전체(10)가 회전하여 교체할 가열 실린더(20)가 제일 상부에 위치한다. 이때 가열 실린더(20)는 센서에 의해 정확히 위치한다. 이러한 상태에서 스크루(25)의 결합돌부(26)를 구동축(2b)의 결합홈부(2c) 삽입시킨 후 구동축(2b)의 볼트공(H)에 볼트(B)를 체결하여 스크루(25)와 구동축(2b)이 탈착되는 것을 방지한다. 다음으로 슬라이더(22)의 플랜지(23)와 동력 제어부 본체(2a)의 플랜지를 볼트(B) 및 너트(N)를 체결하여 일체화한다. 그리고 가열 실린더(20)가 전진하여 선단의 노즐(21)이 금형에 밀착되어 사출을 준비한다.
아울러 상기 회전체(10)가 회전함과 동시에 호퍼(40)가 설치된 축도 같이 회전한다. 즉, 선택된 가열 실린더(20)가 제일 상부로 위치할 때 같은 조로 세팅된 호퍼(40)도 제일 선단으로 위치하여 가열 실린더(20)의 상부에 위치한다. 이와 같이 호퍼(40)의 배출구(41)와 가열 실린더(20)의 수지 투입구(28)가 동일 수직 선상에 위치하면 수지 투입구(28)의 마개(28')를 개방하고 호퍼(40)의 배출구(41)를 하향시켜 수지 투입구(28)와 결합시킨 다음 호퍼(40)의 개폐도어를 개방함으로써 호퍼(40) 내의 수지가 가열 실린더(20) 내로 낙하하여 공급됨으로써 가열 실린더(20) 및 호퍼(40)의 교체가 완료된다.
상기 가열 실린더(20) 및 호퍼(40)가 교체되는 과정에서 교체될 가열 실린더(20)의 가열 히터(29)를 구동시켜 가열 실린더(20) 내에 경화된 수지가 용해되도록 하여 교체 완료 후 바로 사출할 수 있도록 한다.
1 : 형체장치 2 : 구동 제어부 2a : 구동 제어부 본체
2b : 구동축 2c : 결합홈부 3 : 프레임
10 : 회전체 11 : 슬라이드 공 20 : 가열 실린더
21 : 노즐 22 : 슬라이더 23 : 플랜지
25 : 스크루 26 : 결합돌부 27 : 요홈
28 : 수지 투입구 29 : 가열 히터 30 : 축받이
31 : 축 32 : 축공 40 : 호퍼
41 : 배출구 B : 볼트 C : 체인
H : 볼트공 N : 너트

Claims (3)

  1. 형체장치(1)와 동력 제어부(2) 사이에 위치하며 슬라이드 공(11)을 여러 개 원형 배열한 회전체(10);
    상기 회전체(10)의 슬라이드 공(11)에 각각 끼워져 전후방향으로 이송함에 따라 전방의 노즐(21)이 금형에 선택적으로 밀착되는 가열 실린더(20);
    상기 회전체(10)가 축(31) 결합되어 회전하도록 하는 축받이(30); 및
    상기 회전체(10)의 상부에 위치되어 가열 실린더(20)로 수지를 공급하는 호퍼(40)를 포함함을 특징으로 하는 회전 교체식 가열 실린더를 구비한 사출 성형기의 사출장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 호퍼(40)는 그 하부의 배출구(41)가 수직 방향으로 신장되도록 하여 가열 실린더(20)의 수지 투입구(28)와 연결되도록 함을 특징으로 하는 회전 교체식 가열 실린더를 구비한 사출 성형기의 사출장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 호퍼(40)는 가열 실린더(20)와 동일한 개수로 구비하되 원형 또는 직선으로 배열하여 가열 실린더(20)의 수지 투입구(28)와 연결되도록 함을 특징으로 하는 회전 교체식 가열 실린더를 구비한 사출 성형기의 사출장치.
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