KR20160062071A - 용융 가능한 재료를 압출하기 위한 이축 스크류를 수용하기 위한 마모 본체 - Google Patents

용융 가능한 재료를 압출하기 위한 이축 스크류를 수용하기 위한 마모 본체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용융 가능한 재료, 특히 플라스틱을 압출하기 위한 이축 스크류를 수용하기 위한 축방향 이축 보어 구멍(ZB)을 갖는 마모 본체 또는 부싱에 관한 것이다. 크래킹을 회피하고 재료를 절약하기 위해, 본 발명에 따른 마모 본체는, 전체 원주에 걸쳐 볼록하게 곡선형이고 난형의 형태인 외부 윤곽(AK), 그리고 서로에 대하여 수직으로 뻗어있고 그 표차 지점(E)이 압출 축선(EA)에 놓이는 2 개의 대칭 축선들(SA1, SA2)을 갖는 방사상의 횡단면을 갖고, 제 1 대칭 축선(SA1)의 난형의 폭(a)이 제 2 대칭 축선(SA2)의 난형의 높이(b)보다 더 크다. 본 발명은 또한 마모 본체에 대해 상보적인 하우징 본체 그리고 또한 이러한 마모 본체 및/또는 하우징 본체를 갖는 이축 스크류 압출기를 위한 압출 원통 그리고 또한 이러한 압출 원통을 갖는 이축 스크류 압출기에 관한 것이다.

Description

용융 가능한 재료를 압출하기 위한 이축 스크류를 수용하기 위한 마모 본체 {WEARING BODY FOR RECEIVING A TWIN SCREW FOR EXTRUDING MELTABLE MATERIAL}
본 발명은 용융 가능한 재료, 특히 플라스틱(plastic)을 압출하기 위한 이축 스크류(twin screw)를 수용하기 위한 축방향 이축 보어 구멍(borehole)을 갖는 마모 본체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 마모 본체에 대해 상보적인(complementary) 하우징(housing) 본체 그리고 또한 이러한 마모 본체 및/또는 하우징 본체를 갖는 이축 스크류 압출기를 위한 압출 원통(cylinder) 그리고 또한 이러한 압출 원통을 갖는 이축 스크류 압출기에 관한 것이다.
작동 시에, 이축 스크류들은 이들을 둘러싸는 이축 보어 구멍의 재료의 마모의 높은 정도를 야기한다. 전체 압출 원통을 정기적으로 교체하지 않아도 되도록, 압출 원통에 직접적으로 이축 보어 구멍을 가하는 대신, 또한 부싱(bushing)으로 지칭되는, 마모 본체에는 이축 보어 구멍이 제공되고 압출 원통 안으로 삽입된다. 따라서 이축 보어 구멍의 재료가 따라서 마멸될 때, 전체 압출 원통이 아니라, 단지 마모 본체가 교체되어야 한다. 원형, 직사각형 또는 스타디움 형상(stadium-shaped)(직선들에 의해 연결되는, 2 개의 반원들) 횡단면을 갖춘 공지된 마모 본체들은, 하중 하에서 크랙(crack)들을 형성하려는 경향을 갖고, 이를 통하여 예컨대 냉각수가 나올 수 있고, 그리고/또는 높은 비용의 재료들을 요구할 수 있다.
따라서 본 발명은 더 큰 안정성을 갖고, 동시에 더 낮은 재료 요구 사항들을 갖는 그러한 마모 본체를 제공하는 문제를 기본으로 한다.
이 문제는 청구항 제 1 항에 따른 특징들을 갖는 마모 본체에 의해 해결된다. 유리한 다른 개량들은 종속 청구항들에 설명된다.
본 발명은 축방향 이축 보어 구멍 및 난형(oval) 방사상의 횡단면을 갖춘 직원통(straight cylinder)의 형태의 마모 본체를 제공하는 아이디어를 기본으로 한다. 방사상의 횡단면의 외부 윤곽은 전체 원주에 걸쳐 볼록하게 곡선형이고 제 1 대칭 축선상의 난형의 폭은 제 2 대칭 축선상의 난형의 높이보다 더 크고, 대칭 축선들은 서로 직각으로 뻗어있고 이들의 교차 지점은 압출 축선에 놓인다.
제 2 대칭 축선은 바람직하게는 2 개의, 특히 평행한 채널(channel)들 또는 이축 보어 구멍의 각각의 보어들 사이에서 뻗어있고, 즉 스크류들이 서로 맞물리는, 채널들의 겹침(overlapping) 영역을 따라 뻗어있다.
바람직하게는, 난형의 높이에 대한 난형의 폭의 비(ratio)는 1.3 내지 1.6 이다.
또한, 난형은 4 개의 원호(circular arc)들을 갖고, 즉 제 1 대칭 축선에 대해 대칭인 2 개의 제 1 원호들 그리고 제 2 대칭 축선에 대해 대칭인 2 개의 제 2 원호들을 갖는 것이 바람직하며, 제 1 원호들의 반경은 제 2 대칭 축선에 놓이고 제 2 원호들의 반경은 제 1 대칭 축선에 놓인다.
바람직한 구성에서, 제 1 원호들의 반경은 제 2 원호들의 반경보다 더 크다. 바람직하게는, 제 2 원호들의 반경에 대한 제 1 원호들의 반경의 비는 2.3 내지 3.5 사이에 놓인다. 이축 보어 구멍의 채널들의 반경에 대한 제 2 원호들의 반경의 비가 바람직하게는 1.25 내지 1.55 인 것이 또한 바람직하다. 바람직하게는, 제 1 원호들의 반경은 제 1 대칭 축선과 교차한다.
바람직한 구성에서, 4 개의 원호들은 폐쇄된 난형을 형성하며, 즉 4 개의 원호들이 교대로 서로 바로 인접하여서, 이들의 반경들은 원호들의 접촉 지점들에서 서로의 위에 놓인다. 제 2 대칭 축선에 대한, 서로의 위에 놓이는, 이들의 반경들의 각도가 각각 15° 내지 25° 사이인 것이 여기서 바람직하다. 다시 말하면, 제 2 대칭 축선 그리고 제 1 원호들의 중심점 및 제 2 원호들의 중심점을 통하여 뻗어있는 축선 사이의 각도는 15° 내지 25° 사이에 놓인다.
공지된 바와 같이, 반경이 중심점으로부터 원주로 연장하는, 제 2 원호들의 중심점은 제 1 대칭 축선을 따라 다양한 위치들에 놓일 수 있다. 바람직한 구성에서, 제 2 원호들의 중심점은 각각 이축 보어 구멍의 채널들의 중심점에, 특히 제 2 대칭 축선의 동일한 측에 놓인다.
다른 바람직한 구성에서, 난형은 타원(ellipse)이고, 타원의 메인 축선은 제 1 대칭 축선에 놓이고 타원의 제 2 축선은 제 2 대칭 축선에 놓인다. 이러한 경우, 제 1 원호의 직경은 난형의 높이에 대응하고 제 2 원호들의 직경은 난형의 폭에 대응한다. 타원의 정의에 따르면, 원호들은 타원의 꼭지점들에서 점 모양이고(punctiform) 타원형 경로에 의해 연결된다.
난형이 타원형 및 비-타원형 단면들을 갖는 다른 구성들이 가능하다.
또한, 원통이 축방향 단부에서 방사상의 돌출부를 갖는 것이 바람직하다. 돌출부는 압출 축선으로부터 외측으로 지향되고, 따라서 횡단면을 증가시킨다. 돌출부는 완전하게 원주로 또는 세그먼트(segment)들로, 적어도 하나의 세그먼트로 제공될 수 있다. 돌출부의 방사상의 높이는 일정할 수 있거나 가변적일 수 있다. 이러한 돌출부는 원통의 안정성을 증가시키고 마모 본체를 둘러싸는 하우징 내의 마모 본체의 축방향 고착을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 마모 본체의 구성에 의해, 더 큰 안정성이 달성되고 크래킹이 회피될 뿐만 아니라, 재료들의 비용이 또한 감소된다.
본 발명은 예시의 실시예들의 도움에 의해 그리고 도면들을 참조하여 이하에 더 상세하게 설명된다.
도 1a는 방사상의 횡단면도(A-A)로 난형 마모 본체를 도시한다.
도 1b는 대칭 축선을 따라 단면도(B-B)로 도 1a에 따른 난형 마모 본체를 도시한다.
도 1c는 다른 대칭 축선을 따라 단면도(C-C)로 도 1a에 따른 난형 마모 본체를 도시한다.
도 2a는 방사상의 횡단면도(A-A)로 타원형 마모 본체를 도시한다.
도 2b는 대칭 축선을 따라 단면도(B-B)로 도 2a에 따른 타원형 마모 본체를 도시한다.
도 2c는 다른 대칭 축선을 따라 단면도(C-C)로 도 2a에 따른 타원형 마모 본체를 도시한다.
이후의 실시예들에서, 대칭 요소들 및 참조 부호들은, 모든 곳에 분명하게 명시되지 않더라도, 함께 읽어져야 한다.
도 1a는 예시의 제 1 실시예에 따른 난형 마모 본체의 방사상의 횡단면을 도시한다. 마모 본체는 직원통(Z)으로서 축방향으로 구성되고 2 개의 축방향 채널들 또는 각각 보어들(K, K')을 갖춘 축방향 이축 보어 구멍(ZB)을 갖는다. 이축 보어 구멍(ZB)은 제 1 대칭 축선(SA1) 및 제 2 대칭 축선(SA2)에 대하여 축방향으로 대칭이다. 제 1 대칭 축선(SA1) 및 제 2 대칭 축선(SA2)은 서로에 대해 직각으로 위치하고 이들의 교차 지점(E)은 압출 축선(EA)에 놓인다. 제 2 대칭 축선(SA2)은 채널들(K, K') 사이에 뻗어있다. 채널들(K, K')은 각각 반경(r3)을 갖고, 이는 이들 각각의 중심점(MK, MK')으로부터 이들의 원주로 연장한다.
원통(Z)의 방사상의 횡단면은, 2 개의 제 1 원호들(KB1, KB1') 및 2 개의 제 2 원호들(KB2, KB2')을 갖추고, 원통(Z)의 전체 원주에 걸쳐 볼록하게 곡선형인, 외부 윤곽(AK)을 갖는다. 제 1 원호들(KB1, KB1')은 제 1 대칭 축선(SA1)에 대해 축방향으로 대칭이다. 제 2 원호들(KB2, KB2')은 제 2 대칭 축선(SA2)에 대해 축방향으로 대칭이다.
제 1 원호들(KB1, KB1')은 반경(R1)을 갖고, 이는 이들 각각의 중심점(M1, M1')으로부터 외부 윤곽(AK)의 이들의 원주까지 연장한다. 제 1 원호들(KB1, KB1')의 중심점들(M1, M1')은 제 2 대칭 축선(SA2)에 놓인다.
제 2 원호들(KB2, KB2')은 반경(r2)을 갖고, 이는 이들 각각의 중심점(M2, M2')으로부터 외부 윤곽(AK)의 이들의 원주까지 연장한다. 제 2 원호들(KB2, KB2')의 중심점들(M2, M2')은 제 1 대칭 축선(SA1)에 놓인다.
제 1 원호들(KB1, KB1')의 반경(r1)은 제 2 원호들의 반경(r2)보다 더 크다. 제 1 원호들(KB1, KB1')의 반경(r1)은 제 1 대칭 축선(SA1)과 교차한다.
제 1 원호들(KB1, KB1') 및 제 2 원호들(KB2, KB2')은 교대로 서로 직접 인접하고 폐쇄 난형을 형성한다. 각각의 원호들의 접촉 지점들(KP)에서, 이들의 반경들(r1, r2)은 서로의 위에 놓이고, 즉 제 1 원호들(KB1, KB1')의 중심점들(M1, M1'), 제 2 원호들(KB2, KB2')의 중심점들(M2, M2') 및 각각의 접촉 지점들(KP)은 축선을 형성한다. 이러한 축선 및 제 2 대칭 축선(SA2)은 각도(g)에 걸쳐있다.
이러한 예시의 실시예에서, 제 2 원호들(KB2, KB2')의 중심점들(M2, M2')은 각각 채널들(K, K')의 중심점들(MK, MK')에 놓인다. 대안적인 예시의 실시예들에서, 채널들의 중심점들 및 제 2 원호들의 중심점들은 일치하지 않는다.
원통(Z)은 제 1 대칭 축선(SA1)을 따른 방사상의 폭 그리고 제 2 대칭 축선(SA2)을 따른 방사상의 높이를 갖는다. 방사상의 폭(a)은 방사상의 높이(b)보다 더 크다.
원통(Z)은 축방향 단부에 방사상으로 외측으로 지향된 돌출부(V)를 갖는다. 이러한 예시의 실시예에서, 돌출부(V)는 원통(Z)의 전체 원주에 걸쳐 연장한다. 대안적인 예시의 실시예들에서, 돌출부가 제공되지 않거나, 또는 돌출부가 단지 단면들에 제공되고 그리고/또는 돌출부의 가변적인 높이가 제공된다.
도 1b는 도 1a의 단면도(B-B)로 예시의 제 1 실시예에 따른 마모 본체를 도시하고, 도 1c는 도 1a의 단면도(C-C)로 예시의 제 1 실시예에 따른 마모 본체를 도시한다. 도 1b 및 도 1c는 원통(Z)이 축방향 길이(e)를 갖는 반면, 돌출부(V)는 더 짧은 축방향 길이(f)를 갖는 것을 도시한다. 돌출부(V)는 게다가 방사상의 높이(h)를 갖는다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 예시의 제 2 실시예에 따른 마모 본체를 도시한다. 동일한 요소들에는 여기서 예시의 제 1 실시예(도 1a, 도 1b 및 도 1c)에서와 동일한 참조 부호들이 주어졌다. 예시의 제 1 실시예에 관한 설명들은, 이들이 이후의 설명들에 모순되지 않는 한, 예시의 제 2 실시예에 또한 적용된다.
이러한 예시의 실시예에서, 원통(Z)은 타원형 횡단면을 갖는다. 결과적으로, 제 1 및 제 2 원호들(KB1, KB1', KB2, KB2')은 타원의 꼭지점들에 점 모양의 방식으로 각각 배열되고 타원형 경로에 의해 서로와 연결된다. 타원의 메인 축선은 제 1 대칭 축선(SA1)에 놓인다. 타원의 제 2 축선은 제 2 대칭 축선(SA2)에 놓인다. 제 1 원호들(KB1, KB1')은 원에 놓이고, 이 원의 직경은 원통(Z)의 방사상의 높이(b)에 대응한다. 제 2 원호들(KB2, KB2')은 마찬가지로 원에 놓이고, 이 원의 직경은 원통(Z)의 방사상의 폭(a)에 대응한다. 이러한 예시의 실시예에서, 제 2 원호들(KB2, KB2')의 반경(r2)은 제 1 원호들(KB, KB1')의 반경(r1)보다 더 크다.
예시의 실시예들은, 마모 본체에 대해 상보적인 하우징 본체, 대응하는 마모 본체 및/또는 하우징 본체를 갖춘 압출 원통 및 대응하는 압출 원통(예시되지 않음)을 갖춘 이축 스크류 압출기에 의해 각각 보충된다.
Z 원통
e 원통의 길이
ZB 이축 보어 구멍
K, K' 이축 보어 구멍의 채널들
AK 외부 윤곽
SA1 제 1 대칭 축선
SA2 제 2 대칭 축선
E 대칭 축선들의 교차 지점
EA 압출 축선
a 난형/원통의 방사상의 폭
b 난형/원통의 방사상의 높이
KB1, KB1' 제 1 원호들
KB2, KB2' 제 2 원호들
r1 제 1 원호들의 반경
r2 제 2 원호들의 반경
r3 이축 보어 구멍의 채널들의 반경
KP 각각의 원호들의 접촉 지점
MK, MK' 이축 보어 구멍의 채널들의 중심점
M1, M1' 제 1 원호들의 중심점
M2, M2' 제 2 원호들의 중심점
g 제 2 대칭 축선(SA2)에 대한 제 1 및 제 2 원호들의 각각의 중심점을 통하는 축선의 각도
V 방사상의 돌출부
f 돌출부의 길이
h 돌출부의 높이

Claims (15)

  1. 용융 가능한 재료를 압출하기 위한 이축 스크류(twin screw)를 수용하기 위한 축방향 이축 보어 구멍(ZB)을 갖는 직원통(cylinder)(Z) 형태의 마모 본체(wearing body)로서,
    상기 원통(Z)은, 전체 원주에 걸쳐 볼록한 곡선형이고 난형(oval)의 형태인 외부 윤곽(AK), 그리고 서로에 대해 직각으로 뻗어있고, 그 교차 지점(E)이 압출 축선(EA)에 놓이는 2 개의 대칭 축선들(SA1, SA2)을 갖춘 방사상의 횡단면을 갖고, 상기 제 1 대칭 축선(SA1)의 난형의 폭(a)은 제 2 대칭 축선(SA2)의 난형의 높이(b)보다 더 큰,
    마모 본체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 대칭 축선(SA2)은 이축 보어 구멍(ZB)의 2 개의 채널(channel)들(K, K') 사이에 뻗어있는,
    마모 본체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 난형의 높이(b)에 대한 난형의 폭(a)의 비(ratio)는 1.3 내지 1.6 인,
    마모 본체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 난형은 제 1 대칭 축선(SA1)에 대해 대칭인 2 개의 제 1 원호들(KB1, KB1') 및 제 2 대칭 축선(SA2)에 대해 대칭인 2 개의 제 2 원호들(KB2, KB2')을 포함하고, 상기 제 1 원호들(KB1, KB1')의 반경(r1)은 제 2 대칭 축선(SA2)에 놓이고 상기 제 2 원호들(KB2, KB2')의 반경(r2)은 제 1 대칭 축선(SA1)에 놓이는,
    마모 본체.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 원호들(KB1, KB1')의 반경(r1)은 제 2 원호들(KB2, KB2')의 반경(r2)보다 더 큰,
    마모 본체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 원호들(KB2, KB2')의 반경(r2)에 대한 제 1 원호들(KB1, KB1')의 반경(r1)의 비는 2.3 내지 3.5 사이인,
    마모 본체.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 이축 보어 구멍(ZB)의 채널들(K, K')의 반경(r3)에 대한 제 2 원호들(KB2, KB2')의 반경(r2)의 비는 1.25 내지 1.55 사이인,
    마모 본체.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 4 개의 원호들(KB1, KB1', KB2, KB2')은 폐쇄된 난형을 형성하여서, 원호들(KB1, KB1', KB2, KB2')의 접촉 지점들(KP)에서, 이들의 반경들(r1, r2)은 각각 서로의 위에 놓이는,
    마모 본체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 대칭 축선(SA2)에 대한, 서로의 위에 놓이는, 상기 원호들(KB1, KB1', KB2, KB2')의 반경들(r1, r2)의 각도(g)는 각각 15° 내지 25° 사이인,
    마모 본체.
  10. 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 원호들(KB2, KB2')의 중심점들(M2, M2')은 이축 보어 구멍(ZB)의 채널들(K, K')의 중심점들(MK, MK')에 놓이는,
    마모 본체.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 난형은 타원(ellipse)인,
    마모 본체.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원통(Z)은 축방향 단부에 방사상의 돌출부(V)를 갖는,
    마모 본체.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 마모 본체를 수용하기 위한 원통형 수용 보어를 갖춘 하우징 본체로서,
    상기 수용 보어는 원통(Z)의 외부 윤곽(AK)에 대해 상보적인 내부 윤곽을 갖는,
    하우징 본체.
  14. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 마모 본체 및/또는 제 13 항에 따른 하우징 본체를 갖춘,
    이축 스크류 압출기를 위한 압출 원통.
  15. 제 14 항에 따른 압출 원통을 갖춘,
    이축 스크류 압출기.
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