KR20190117729A - 과부하 보호 장치를 갖는 핫 러너 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 니들 밸브 노즐(1)과 니들 밸브 노즐(1) 내에서 이동 수단에 의해 움직일 수 있는 차단 니들(3)을 포함하고, 차단 니들(3)을 위한 과부하 보호 장치를 가지며, 과부하 보호 장치는 다음과 같이 구현됨: 차단 니들은 직접적 또는 간접적으로 임계력이 초과되는 경우 해제될 수 있는 적어도 하나의 마찰 연결부(21)에 의해 적어도 하나의 제1 이동 방향으로 이동 수단에 연결되는 핫 러너 장치에 관한 것이다.

Description

과부하 보호 장치를 갖는 핫 러너 장치

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 차단 니들을 위한 과부하 보호 장치를 포함하는 핫 러너 장치에 관련된 것이다.

양의 연결부(positive connection) 또는 파손 메커니즘을 갖는 과부하 보호 장치를 포함하는 핫 러너 장치를 제공하는 것은 알려져 있고, 이는 구동 장치의 동력 흐름에 의한 과부하 시, 폐쇄 동작 동안에 핫 러너의 움직일 수 있는 차단 니들을 중지시켜, 차단 니들에 손상을 주는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 알려진 과부하 보호 장치는 구조적으로 상대적으로 복잡한 방식으로 설계되나, 제한된 기능적 신뢰성만을 제공할 수 있다. 예를 들어, DE 10 2015 216 059를 참조하면, 과부하 보호 장치로써 방사상의 움직일 수 있는 볼 바디(ball bodies) 방식으로 양의 결합을 나타내는 공지된 과부하 장치가 나와있으며, 이때 이 과부하 보호 장치를 트리거(trigger)하거나 활성화하기 위해 차단 니들의 상대적으로 긴 이동 거리가 커버되어야 한다. 차단 니들이 개방 또는 폐쇄되는 동안 막히고 과부하 보호 장치를 작동시키기 위한 거리가 충분하지 않은 경우, 차단 니들은 손상되거나 허용되지 않은 위치로 예고 없이 이동될 수 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하는 것이 목적이다. 간단하계 설계되고 신뢰할 수 있는 과부하 보호 장치가 포함된 핫 러너 장치가 생성되어야 한다.

본 발명은 청구항 1의 내용에 의해 본 목적을 달성할 수 있다. 유리한 실시예는 종속항에 주어질 수 있다.

청구항 1에 따르면, 하기와 같은 내용이 제공된다: 핫 러너 장치는 적어도 하나의 니들 밸브 노즐과 니들 밸브 노즐 상에서 이동 수단으로 움직일 수 있는(바람직하게는 전후 한 방향으로만) 차단 니들과 차단 니들을 위한 과부하 보호 장치를 갖고, 과부하 보호 장치는 하기와 같이 구현된다: 차단 니들은 적어도 하나의 이동 방향으로 직접적 또는 간접적으로 제한된 힘을 초과할 때 해제 가능한 마찰 연결부에 의해 이동 수단에 연결된다.

이 경우에 과부하 보호를 위한 보호 메커니즘은 기존에 공지된 해결 방법과 같이 양의 연결부 또는 파손 메커니즘를 통하는 것이 아니고, 트리거(trigger) 제한력을 마찰 연결부를 통해 조정하는 것은 상대적으로 정확하게 간단한 방식으로 과부하 보호 장치가 차단 니들을 해제하도록 밝혀졌기 때문에, 바람직하게 마찰 연결부를 통해서만 이루어지는 것이 유리하다. 또한 마찰 연결부는 적은 공간만을 필요로 하는 간단한 설계 수단에 의해 구현될 수 있다. 이는 바람직한 실시예와 종속항을 참조하여 보다 상세하게 후술될 것이나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 경우, 작동 경로는 바람직하게는 준 제로(zero) 또는 사실상 관련된 범위까지 접근한다.

유리하게 구현되고 또한 가능하게 결합될 수 있는 대체 실시예에 따르면, 마찰 연결부는 한편으로는 수축, 신장 및/또는 신장-수축 조립체로, 및/또는 다른 한편으로는 셀프-로킹을 통해 구현된다. 두 가지 원리는 유리한 실시예 및 잘 작동하는 청구항 1의 주제의 추가적인 발전 사항을 형성한다.

이러한 방식의 트리거 제한력은 특별히 잘 조절될 수 있으므로, 과부하 보호 장치는 마찰 원리 상에 기초한 바람직한 변형 예에 의하여 제공될 수 있다.

일 변형 예에 따르면, 예를 들어, 차단 니들과 함께 니들 밸브 노즐의 출구 개방부를 폐쇄하는 경우, 트리거 제한력을 초과할 때, 구동되는 것의 오직 하나의 단일 방향으로 차단 니들의 해제를 발생시키는 오직 하나의 단일 마찰 연결부가 제공된다.

그러나, 니들 밸브 노즐의 출구 개방부의 개방 또는 폐쇄를 위한 차단 니들이 개방 구동 및 폐쇄 구동하는 동안의 손상으로부터 효과적으로 니들 밸브 노즐을 보호하기 위해 제한력을 초과하는 동안 해제될 수 있는 적어도 하나의 마찰 연결부에 의한 이동 수단에 차단 니들은 직접적 또는 간접적으로 구동의 서로 다른 두 방향으로- 특히 반대 방향으로 - 연결되는 것 또한 제공될 수 있다.

구조적으로, 본 발명은 일 변형예가 하나 또는 둘의 각각의 경우에 해제 가능한 셀프-로킹 콘 프레스-핏 연결부 또는 두 개의 분리 가능한 콘 프레스-핏 연결부로 해제할 수 있는 마찰 연결부가 구현되는 것에 따른 예시의 방법 - 그리고 또한 유리하게 - 에 의해 시행될 수 있다.

제1 해제할 수 있는 콘 프레스-핏 연결부가 밸브 니들 상의 외부 콘 및 이에 대응하는 이동 수단 내의 내부 콘 또는 제1 마찰 파트너로서, 특히 핀인, 차단 니들의 접합부, 제2 마찰 파트너로서 내부 콘을 갖는 슬리브 및 이동 수단 상의 다른 슬리브로 구현될 수 있는 구조적으로 단순한 방법으로 실현될 수 있는 변형 예에 따른 것이 제공될 수 있다.

구조적으로 유리한 추가적인 변형 예에 따르면, 특히 제2 콘 프레스-핏 연결부를 구현하기 위해, 제1 마찰 파트너로서 차단 니들에 의해 관통된 슬리브 상의 외부 콘 및 제2 마찰 파트너로서 이동 수단 또는 이동 수단 내부로 삽입된 추가적인 슬리브 상의 내부 콘으로 형성된 것이 제공될 수 있다.

차단 니들이 배타적으로 이동 수단과 함께 선형적으로 전후로 구동될 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 차단 니들이 내부로 및/또는 대향하는 방향 또는 이러한 방향들이 이동 수당과 마찰력으로만 결합되는 것이 유리하게 제공될 수 있다. 일 변형 예에 따르면, 마찰 결합은 또한, 양의 연결부에 예를 들어 래칭(latching)의 방법으로, 다른 부분(이동 수단 또는 차단 니들)의 원주 홈에 대응하도록 결합되는 하나의 부분(차단 니들 또는 이동 수단) 내의 작은 원주 홈에 의해서 보완될 수 있다. 그러나, 트리거 힘은 실질적으로 마찰 결합에 의해 결정되는 것이 바람직하며, 즉 마찰 결합에 의해 50% 이상으로 결정된다.

이 경우에, 마찰 또는 셀프 로킹 연결부 중 하나 또는 둘 다는 차단 니들 또는 차단 니들의 접합부가 마찰 결합 및 셀프 로킹 방식으로 차단 니들이 마찰 연결부의 정지 마찰력 보다 큰 축력 도입 시 셀프 로킹을 초과하고 자동적으로 결합을 해제하는 이동 수단으로 연결되는 것이 제공된다.

특히, 해제된 후 어떠한 탄성 편형도 허용되지 않는 마찰 결합이 선택되기 때문에, 과부하에 도달하기 전에 이동 수단에 관계된 차단 니들의 축의 변위가 발생하지 않음에 따라 실시예는 또한 유리하게 구현될 수 있다.

일 변형예에 따르면, 제한력이 소진된 장착력(차단 니들을 이동 수단 내부로 가압하기 위한)보다 작은 경우에도 유리하다. 또한, 제한력의 레벨을 장착력의 레벨에 따라 설정하는 것이 유리하다. 바람직하게는, 제한력의 설정은 장착력을 통한 단순한 방식으로 추가적으로 이루어진다.

마지막으로, 수축 조립체로 형성된 본 발명의 실시예와 관련하여, 수축 조립체는 예를 들어, 가열된 슬리브가 차단 니들의, 특히 구동 단부 상의 원통형 부분 상으로 냉각에 의해 수축되는 원통형 수축 조립체로 설계되도록 제공될 수 있다.

신장 조립체로서의 본 발명의 실시예와 관련하여, 신장 조립체는 예를 들어, 냉각된 차단 니들이 주변 온도로 가열됨에 따라 원통형 부분, 슬리브 또는 리셉터클 상으로 팽창되는 원통형 신장 조립체로 형성되는 것이 제공될 수 있다.

변형예에 따라, 수축 조립체와 신장 조립체를 조합하여 신장-수축 조립체를 형성하는 것 또한 유리하게 가능하다. 가열 및/또는 냉각에 의해 형성되는 조합체들은 교차-프레스(cross-press) 조립체라고 불리기도 한다.

바람직하게는, 과부하 보호 장치는 과부하 보호 장치의 트리거를 검출하고 사출 성형기의 제어기로 신호를 전달하는 센서를 가질 수 있다.

전반적으로, 과부하 보호를 위한 보호 메커니즘은 양의 연결부 또는 파손 메커니즘이 아닌 마찰 연결부를 통해 일어나는 것이 유리하고, 이에 따라 공지된 솔루션에서와 같이 트리거 힘은 쉽게 조절 가능하고, 트리거는 힘이 도달한 경우 어떠한 변형이 일어나거나 반응 경로를 커버할 필요 없이 직접적으로 이루어진다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참조하여 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다:
도 1 a), b) 및 c) 각각은 핫 러너 장치의 일부를 통한 단면을 보여주며; 한 편으로는 도면의 부분 a), b 및 d)와 다른 한 편으로 a), c) 및 d)는 가상의 병치된 상태에서 각각의 경우의 핫 러너 장치 의 두 개의 다른 작동 상태를 나타낸다;
도 2의 a)에서는 과부하가 없는 작동 상태에서의 도 1 b)의 핫 러너 장치의 구성 요소의 확대된 단면도이고 b)에서는 제1 과부하 상황의 발생 이후의 a)의 구성 요소를 도시한다;
도 3의 a)에서는 과부하가 없는 제1 작동 상태에서의 도 1의 타입의 핫 러너 장치의 제1 변형예의 구성 요소의 단면도이고 b)에서는 제1 과부하 상황의 발생 이후(양의 X 방향으로 이동 중의 과부하)의 a)의 구성 요소를 도시한다;
도 4의 a)에서는 과부하가 없는 제2 작동 상태에서의 도 3a)에 따른 핫 러너 장치의 제1 변형에의 구성요소이고 b)에서는 다른 과부하 상황의 발생 이후(음의 X 방향으로 이동 중의 과부하)의 a)의 구성 요소를 도시한다;
도 5의 a)에서는 도2의 원리에 따른 다른 실시예 - 구조적으로 간단한 - 의 구성 요소, b)에서는 도 3 및 4의 원리에 따른 니들의 헤드가 원뿔형으로 형성된 구조적으로 매우 간단한 다른 실시예의 구성 요소 및 c)에서는 도 3 및 4의 원리에 따른 니들의 헤드가 원통형으로 형성되고 원뿔형 핀은 니들의 접합부를 형성하는 구조적으로 매우 단순하게 구성된 실시예의 구성 요소를 도시한다;
도 6의 a)에서는 효과적인 장착력을 설명하기 위한 힘의 벡터들과 각도의 기재를 갖는 셀프 로킹 구성 요소의 조립된 상태에서의 도 1 타입의 핫 러너 장치의 변형예의 단순화된 단면도와 b)에서는 제1 과부하 상황의 발생 이후 작용력을 설명하기 위한 힘의 벡터들과 각도의 기재와 함께 a)의 구성요소를 도시한다;
도 7은 도 2-5에 따른 셀프 로킹 콘 연결부의 마찰 계수 μ와 콘의 측면 각도 α 를 파라미터로 하는 함수로 하는 해제력/장착력 사이의 힘의 비율의 도표를 도시하고, 이때 도 6의 구조적인 실시예는 단순화된 형태로 도시되어 있다.

이하에서 사용되는 상의(above) 및 아래의(below) 또는 오른쪽(right) 및 왼쪽(left)과 같은 용어 각각은 도면에 도시된 위치와 관련되어 있다. 설치 위치는 이로부터 벗어날 수 있으며, 이에 따라 용어는 상대적으로 이해되어야 할 것이다.

도 1은 니들 밸브 노즐(1)을 갖는 핫 러너 장치의 일 부분에 대한 각각의 단면도인 a), b) 및 d) 또는 a), c) 및 d) 부분의 상호 작용을 도시한다. 이 장치는 사출 성형 플라스틱 구성 요소를 위해 설계되었다. 플라스틱 구성 요소는 몰드 내에서 사출 성형되고, 여기서는 개방부를 갖는 몰드 플레이트로서 라인 S에 의해서만 표시되며 다른 경우에는 도시되지 않고(예를 들어 DE 10 2015216 059 A1 참조), 주로 게이트 보어를 갖는 몰드 플레이트를 갖는다.

여기서, 도 1은 단순화를 위해 서로 이격되어 배치된 4 개의 부분으로 나뉘어져 있고, 가상 병치 상태에서의 a), b) 및 d) 부분은 폐쇄 위치에서의 핫 러너 장치를 나타내고, 가상 병치 상태에서의 a), c) 및 d) 부분은 개방 상태에서의 핫 러너 장치를 나타낸다.

몰드 플레이트를 향해 정렬된 니들 밸브 노즐(1)의 유출 단부는 차단 니들(3)의 폐쇄 단부 2에 의해 폐쇄 위치로 폐쇄될 수 있어서, 니들 밸브 노즐(1) 로부터 또는 몰드 내부로 플라스틱이 더 이상 유입될 수 없다.

도 1b에서 차단 니들3은 몰드의 방향(여기서, 아래쪽 방향)에 따라서 이동되어 니들 밸브 노즐(1)은 폐쇄된다. 반면에, 도 1c의 개방 위치에서, 차단 니들은 몰드로부터 멀어지게(여기서, 위쪽 방향) 이동되어 니들 밸브 노즐(1)은 개방된다. 이 상태에서 플라스틱은 몰드 내부로 유입될 수 있다.

니들 밸브 노즐(1)과 차단 니들(3)은 주 연장 방향 X를 갖는다. 차단 니들(3)은 니들 밸브(1)을 그것에 따른 상대적인 방향 X로 향하거나 멀어지게 개방하고 폐쇄할 때 제한적인 방식으로 움직인다.

*차단 니들(3)은 이러한 목적을 위해 리프팅 장치의 이동 수단에서 자유 단부(2)(이하, 구동 단부라고도 함) 4로부터 대향하는 - 구동 된 - 단부에 유지된다. 이러한 이동 수단은 리프팅 플레이트(5)로써 형성될 수 있다. 이동 수단은 구동 장치(6)에 의해 X 방향으로 이동될 수 있거나 또는 그 자체가 구동 장치(예를 들어 피스톤)의 일부이다.

이동 수단 (여기서 리프팅 플레이트(5)) 는 이들에 대해 X 방향으로 다수의 플레이트들 (8), (9), (10)을 갖는 핫 러너 사출 몰드의 박출 용적(33)에서 전후로 이동 가능하고, 이들 플레이트들의 내외에서 핫 러너 플로우 엘리먼트 (12), (13), (14), (15)를 갖는 핫 러너 부(11)가 형성된다. 소위 분배기 - 플로우 엘리먼트 (15) - 에서, 니들 밸브 노즐(1)은 여기에 부착된다.

핫 러너 플로우 엘리먼트 (12) 내지 (15) 및 니들 밸브 노즐(1)은 각각 채널부를 가지고, 이들 채널부는 그들의 상호 작용으로 니들 밸브(1)의 폐쇄 단부와 차단 니들(3) 사이와 차단 니들의 구동 단부(4) 주변의 고리 모양의 공간 내부로 개방되고 이는 니들 밸브 노즐(1)의 개방 출구 단부로 연장되어, 차단 니들(3)을 이동시킴으로써 융해물이 몰드 플레이트(S 에서) 내부로 흐르는 것을 해제하거나 폐쇄할 수 있는 융해 가이드 채널(16)을 형성한다. 갭은 핫 러너 엘리먼트들 (12), (13), (14), (15)과 툴(7)의 나머지 사이에 형성되어 뜨겁거나 따뜻한 영역을 그와 관련하여 상대적으로 차가운 영역으로부터 분리한다. 플라스틱 융해물을 게이트 시스템에서 유동성을 유지하기 위해, 어떠한 경우에라도 섹션에서 가열될 수 있도록 설계될 수 있다(히터(17) 참조).

예를 들어, 차단 니들(3)의 이동은 구동 장치(6)으로서의 유체 작동식 구동 실린더(18)의 도움으로 이루어질 수 있고, 이는 직접적 또는 간접적으로(즉, 중간에 연결된 수단을 통해) 이동 수단(여기서, 리프팅 플레이트(5))에 체결된 피스톤 로드(20)을 갖는 이동 가능한 피스톤(19)을 가질 수 있다. 또한 구동 장치는 예를 들어, 전기 모터 또는 전자기 또는 유압 실린더로, 다르게 구성될 수 있다. 또한 피스톤(19)이 그 자체로 차단 니들(3)이 해제 가능하게 부착되는 이동 수단을 형성하는 것도 고려될 수 있다.

복수의 차단 니들(3)을 리프팅 플레이트(5)에 부착하고, 여전히 하나의 구동 장치만으로 리프팅 플레이트(5)를 움직이는 것 또한 가능하다.

여기서 도시된 차단 니들(3)은 과부하 보호 장치를 통해 구동 단부(4)와 분리 가능하게 체결되어 있고, 이는 여기서 (제1) 마찰 연결부로서 또는 여기서 리프팅 플레이트(5)인 이동 수단의 내외의 마찰 연결부(21)(도 2 참조)로서 설계된다. 과부하 보호 장치는 특히 다음과 같이 구현된다: 차단 니들(3)은 제한력을 초과할 때 해제 가능한 적어도 하나의 마찰 연결부(21)을 통해 특히 직접적 도는 간접적으로 이동 수단, 특히 리프팅 수단에 적어도 하나의 제1 이동 방향으로 연결된다. 이 경우, 마찰 연결부(21)는 여기서 셀프 로킹 연결부로서 유리한 변형예에 따라 형성된다.

이를 위해, 적어도 하나의 마찰 연결부(21)은 니들 밸브 노즐(1)을 개방하고 폐쇄하기 위한 이동 수단의 왕복운동 동안 정상 작동에서의 이동 수단에 단단하고 견고하게 차단 니들이 유지되도록 설계된다. 제한력을 초과하는 과부하의 경우에만 마찰 연결부(21)의 마찰력은 극복되어, 차단 니들(3)과 그 이동의 단부 4는 이동 수단 내에서 단단한 핏(예를 들어 핀(23), 슬리브(24) 및 제2 슬리브(28)로 형성됨)으로부터 해제되고, 이에 따라 이동 수단은 상대적인 차단 니들(3)의 X 방향으로 이동될 수 있다. 그러므로, 과부하 보호 기능/장치는 단순한 설계 수단으로 구현된다.

이하에서는, 본 발명의 다양한 유리한 실시예가 상세하게 고려되며, 본 발병은 이에 제한되지 않는다.

바람직한 제1 변형예에서, 이 경우에 리프팅 플레이트(5)인 이동 수단은 나삿니를 부분적으로 가질 수 있는 끼워진 보어(22)에 의해 관통된다(도 1 내지 5). 차단 니들(3)의 구동 단부(4)는 이러한 보어(22)에 결합된다. 이 경우, 핀 24은 그것의 축 방향 연장으로, 차단 니들(3)의 구동 단부(4)에 부착된다. 또한 핀(23)은 대안적으로 (예를 들어, 도 5a 및 5b 참조) 차단 니들(3)의 구동 단부(4) 상에 일체로 형성될 수 있다.

핀(23)은 원뿔형 외부 형상을 가지고, 이는 원뿔형 보어(22')에서 마찰 결합을 통해 직접적으로 해제 가능하게 유지되고 고정된다. 이를 위해, 핀(23)은 이의 조립 동안 보어(22') 내부로 미리 정해진 힘으로 가압된다. 따라서 마찰 연결부(21)은 여기서 외부 콘 A와 적어도 부분적으로 제공된 내부 콘 I를 갖는 보어(22') 를 갖는 핀(23)과, 핀(23)과 보어(22') 사이의 마찰에 의해 형성된다(도 5 및 6 참조).

바람직하게, 보어(22')는 핀(23)의 원뿔 형상에 대응되는 방식의 내부가 원뿔형인 적어도 하나의 섹션으로 형성된다(도 5 및 6 참조). 여기서, 핀은 상단에서 하단으로, X 방향으로 좁아지고, 차단 니들(3)은 폐쇄 동작으로 도 1 c)의 위치 내부로 이동한다.

대안적으로, 또한 핀(23)은 특히 리프팅 플레이트(5)(여기에는 도시되지 않았으나, 도 5a와 유사함)인 이동 수단의 보어(22)의 내부로 직접적으로 삽입될 수 있거나 또는 특히 리프팅 플레이트(5)(도 2 내지 4)인 이동 수단 내부로 삽입되는 구성 요소 내부로 삽입될 수 있다.

바람직하게는, 이 구성 요소는 슬리브(24)/(31)일 수 있다. 추가적인 바람직한 실시예에서, 슬리브(24)는 외부 나삿니를 갖는 나사로 구성될 수 있고, 이는 보어(22)의 내부적으로 홈이 파인 내부로 삽입되고, 그 자체가 보어(22)와 중심이 같은 내부 보어(22')를 가질 수 있다. "보어"라는 용어는 여기에서 그리고 본 명세서 전체에서 구멍 특히 관통 구멍에 대한 의미로 이해되어야 하며, 이는 반드시 드릴에 의해 생성될 필요는 없다.

이 경우, 이동 수단(5)는 니들 밸브 헤드(27) 및 차단 니들(3)의 자유 단부 4상에서 폐쇄 이동을 하는 동안 X 방향으로 축 방향 선형 방식으로 차단 니들(3)을 움직이도록 핀(23)을 통해 가압한다.

구성요소 특히 슬리브(24)내에서 바람직하게는 중심이 동일한 보어(22') 또는 이동 수단의 보어(22)와 핀(23) 각각은 적어도 섹션들 또는 X 방향에서의 그들의 전체 길이를 넘는, 대응하는 외부 콘 A와 내부 콘 I를 포함한다.

핀 (23)은 주변 몸체(슬리브(24) 또는 직접 이동 수단)의 내부 원뿔 (I)에 한정된 힘을 갖는 외부 원뿔 (A)을 통해, 이동 수단 (5) 또는 이 경우 슬리브 (24)에 조립되는 동안 가압된다.

일 변형예에 따르면, 차단 니들(3)은 그 일 단부에 직접적으로 핀(23)을 분리하는 대신 외부 콘 A을 갖고, 이동 수단(5)(또는 그의 슬리브(24))에 마찰식으로 직접적으로 연결되는 것이 제공될 수 있다. 이에, 차단 니들(3)은 별도의 핀을 갖지 않으나, 이 핀을 그 자체로 이의 단부로 형성한다. 이 변형예는 도 5에 도시되어 있다. 도 5의 a)는 이는 리프팅 플레이트(5) 내의 보어(22)는 직접적인 원뿔형의 수단으로 형성되고, 차단 니들(3)의 구동 단부(4)는 핀과 같은 원뿔형에 대응하는 방식으로 형성되는 도 2의 원리에 따른 실시예의 구성 요소를 도시한다.

전반적으로, 핀(23)은 마찰로 결합되고 셀프 로킹 수단으로 주변 몸체 - 바람직하게는 슬리브(24) 또는 몰드 플레이트(5) - 에 연결되어 이동 수단(5)의 직선 움직임은 핀을 움직이고 그러므로 X 방향 또는 반대 방향인 -X로 차단 니들(3)이 움직인다. 이러한 방식으로, 연결 니들(3)은 폐쇄 위치(예를 들어, 도 1b 참조)와 개방 위치(예를 들어, 도 1c 참조) 사이에서 전후로 이동할 수 있다.

이동 수단 (여기서는 리프팅 플레이트(5))이 -X 방향으로 이동되는 폐쇄 이동 동안에, 폐쇄 니들(3)이 핀(23) 또는 내부 콘 I와 외부 콘 A의 사이인 마찰 결합 영역 상에 축력을 가한다. 이 축력이 마찰 연결부의 정지 마찰을 초과하면, 핀(23)은 주변 몸체로부터 해제(바람직하게는 슬리브(24) 또는 리프팅 플레이트(5))되고 차단 니들(3)은 몸체 또는 구동 장치에 의해 폐쇄 방향인 -X로 더 이상 이동되지 않는다.

다시 말해, 이는 핀(23)이 트리거되고 더 이상 차단 니들(3)을 위한 접합부 역할을 수행하지 않는 것을 의미한다. 예를 들어, 이는 도 2b에 도시되어 있다. 여기서, 마찰 연결부(21)은 이동 수단을 이동한 이후(여기서, 이러한 이동은 미도시되어 있음) 해제되고, 차단 니들(3)은 이동 수단과 관련하여 이동할 수 있다. 차단 니들(3)의 손상은 이러한 방식으로 방지될 수 있다.

장착력의 적절한 조정의 결과로, 핀(23)이 트리거 되는 제한력 또는 임계력 또한 조정될 수 있다. 이러한 방식으로, 차단 니들(3)은 과부하에 따른 손상으로부터 쉽게 보존된다.

이동 수단은 다르게 구성될 수 있다. 이는 예를 들어, 직접적인 피스톤이거나 또는 예를 들어, 앞서 설명된 리프팅 플레이트(5)일 수 있다. 리프팅 플레이트(5) (그러나, 리프팅 플레이트만은 아닌)는 차단 니들 중 하나 이상이 그 안에 설치되는 경우 선택되는 것이 바람직하다.

선택적으로, 커버 캡(26)은 차단 니들(3)(도 2a)로부터 멀어지는 방향의 이의 단부에서 슬리브(24) 상에 위치할 수 있고, 이는 유리하게 보어(22)를 커버하고 해제된 핀(23)이 리프팅 플레이트의 박출 용적 내부로 떨어지는 것으로부터 보호한다.

일 변형예에 따르면, 차단 니들(3)이 단부(4)에 차단 니들(3)의 다른 직경과의 관계에서 넓어진 직경을 갖는 헤드(27)을 가지는 경우와 함께 핀(23) 상에 축 방향으로 놓여있고 및/또는 그에 따라 고정되어, 핀(23)과 차단 니들(3) 사이에서 특히 일체로 형성되지 않은 경우, 좋은 전력 전달이 보장되는 것이 더 유리하다.

다른 선택적인 추가 개발에 따르면, 슬리브(24) 아래에 제2 슬리브(28)이 보어(22)로 삽입되는 것이 유리하게 제공된다. 이 추가 슬리브(28)은 이동 수단의 끼워진 보어(22)의 숄더와 제1 슬리브(24) 사이에 고정될 수 있고, - 특히 이 슬리브(24)는 나사로 형성된다. 제2 슬리브(28) 자체는 바람직하게는 끼워진 내부 보어(29)를 갖는다. 이 경우에, 니들의 헤드(27)은 내부 보어(29) 내에 이동 가능하게 가이드 된다. 이 경우, 내부 보어(29)의 칼라에 부딪혀, 내부 보어(29)로부터 벗어날 수 없다. 일반적으로, 치수 조정은 핀(23)과 끼워진 보어(29)의 칼라 사이의 니들의 헤드(27)는 약간의 간극을 가지도록 선택되어, 니들(3)은 열 스트레스를 회피하기 위해 주 이동 방향 X로 직선으로 움직일 수 있다.

핀(23)이 슬리브(24)의 내부 콘 내부로 이의 외부 콘 A와 함께 가압되는 것이 도 2a에 명확하게 도시되어 있다. 차단 니들(3)은 여기서 니들 밸브 노즐(1) 상의 개방 위치에 대응하는 위쪽 방향(도 1c 참조)으로 이동된다. 도 2b에서 차단 니들(3)과 핀(23)이 리프팅 플레이트(5)와 관련되어 이동한 것이 도시되었다(리프팅 이동은 각각의 박출의 도 2a와 도 2b 사이의 리프팅 플레이트(5)의 오프셋으로부터 각각의 경우에서 볼 수 있음). 리프팅 플레이트(5)는 아래쪽 방향으로 이동된다. 방해력이 인식할 수 없는 방식으로 작용하고, 이는 핀(3)을 특히 제1 슬리브(24)인, 이동 수단에 장착하기 위한 가압력보다 더 크므로, 차단 니들(3)은 이러한 움직임을 따르지 않았다. 핀(23)은 이의 프레스 핏/마찰 핏으로부터 해제되었고 이동 수단의 움직임을 따르지 않는다.

도 3과 4의 변형 예는 과부하 보호 장치가 +X 와 -X 두 방향으로 트리거될 수 있게 설계된 것에서 도 2의 변형예와 다르다.

이를 위해, 과부하 보호 장치는 유리하게 두(여기서, 국소적으로 분리됨) 마찰 결합 연결부(21a) 및 21b를 갖는다.

구조적으로, 이는 다양한 방법으로 달성될 수 있다. 도 3 및 4에서 도시된 변형예에 따르면, (여기서, 제2 인)스크루 슬리브(30)는 이 경우 끼워진, 보어(22)의 하단 부분, 추가적으로 마찰 연결부(21a) 에 삽입된다. 이 스크루 슬리브(30)은 제1 슬리브(24)에 대향하는 리프팅 플레이트(5)의 측면에 장착된다. 스크루 슬리브(30)은 내부 콘 I를 갖는다. 내부 슬리브(31)은 언급된 코어 내로 가압되고, 이 슬리브는 외부 콘 A를 갖는다. 동시에, 이 콘 프레스-핏 연결부(21b)는 제1 콘 프레스 핏 연결부(21a)와 같이 반대 방향(여기서, -x 방향)으로 점점 작아진다.

차단 니들(3)은 내부 슬리브(31)을 통과한다. 이는 제2 슬리브(28)이 위쪽으로 놓이도록 여기서 차례대로 설계된다. 이러한 구성 요소의 적어도 하나 또는 둘 모두의 직경이 내부 슬리브(31)의 보어(32)의 내부 직경보다 크기 때문에, 핀(23) 및/또는 헤드(27)은 하부 슬리브(28)로부터 아래쪽 방향으로 떨어지거나 빠져 나올 수 없다.

과부하 보호 장치의 일부로서의 제2 마찰 연결부(21b)의 기능은 다음과 같다:

차단 니들(3)은 이동 수단이 아래쪽 방향으로 도 4a에서 이동되었고, 이는 여기서 니들 밸브 노즐(1)의 폐쇄 위치에 대응한다. 차단 니들(3)이 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동되면, 헤드(27)은 제2 슬리브(28)의 하부 환형 칼라에 대해 지지되어, 차단 니들(3)은 그곳에 나사로 조여지고 삽입되는 슬리브들과 핀(23), (24), (28), (30), (31)과 함께 이동 수단의 이동에 의해 함께 들어 올려진다.

도 4b에서, 차단 니들(3) 또는 헤드(27), 제2 슬리브(28) 및 내부 슬리브(31)이 리프팅 플레이트(5)와 관련되어 움직인 것이 도시되어 있다. 리프팅 플레이트(5)는 위쪽 방향으로 이동되었다. 방해력이 인식할 수 없는 방식으로 작용하고, 이는 특히 스크루 슬리브(30)인 이동 수단의 외부 원뿔형 슬리브(31)을 장착하기 위한 가압력보다 크므로, 차단 니들(3)은 이러한 움직임을 따르지 않았다. 외부에서 원뿔형인 내부 슬리브(31)은 특히 내부 원뿔형 스크루 슬리브(30)인 장착 수단에서 프레스 핏/마찰 핏으로부터 해제되었고, 이동 수단의 움직임을 따르지 않는다.

도 5b 및 5c에 따르면, 또한 두 과부하 보호 장치는 다른 방향으로 작용하는 두 개의 콘 프레스-핏 연결부(21a), (21b)와 함께 차단 니들(3)을 들어 올리거나 낮출 때 각각 과부하 보호 장치로 구현된다. 그러나, 구조적 설계는 특히 단순하고, 이는 본 발명의 기능에 유리하지만 필수는 아니다.

또한 도 5b 및 5c에 따르면, 원뿔형 구동 단부(4) 또는 원뿔형 핀(23) 중 하나는 핀(23)에 대해 원뿔형으로 대응되게 형성된 보어(22')를 갖는 슬리브(31)의 내부로 삽입된다. 이러한 방식으로, 차례대로 콘 프레스-핏 연결부(21a)가 구현된다. 내부 콘 및 외부 콘은 제1 방향인 "상향"(-X 방향)으로 팽창된다. 이는 도 5a에 따른 제1 과부하 보호 장치에 대응한다. 그러므로, 슬리브(31)는 여기서 또한 각각의 경우에 도 2 내지 4의 슬리브(24)에 대응한다.

그러나, 추가적으로 리프팅 플레이트에서 슬리브(31)의 외부 윤곽과 보어(22)의 내부 윤곽은 대응하는 원뿔형으로 설계된다. 내부 콘 및 외부 콘은 제2 방향인 "하향"(X 방향)으로 팽창된다. 도 5b 및 c에 따르면, 보어(22)는 리프팅 플레이트 하향에서 X 방향으로 갈수록 원뿔형으로 넓어져서, 슬리브(31)은 아래쪽 방향에서 도 5b의 마찰 핏으로부터 과부하 상태에서 해제될 수 있다. 이는 각각 제2 과부하 보호장치이다.

도 5b에 따르면 차단 니들(3)의 구동 단부(4)는 원뿔형의 방식으로 일체로 형성될 수 있고, 그러므로 핀(23) 그 자체를 형성한다. 그러나, 도 5c에 따르면, 핀(23)은 구동 단부(4)에 위치될 수 있다(이는 여기서 원통형 헤드(27)로 형성됨).

이러한 변형예는 구조적으로 단순하나, 여전히 잘 작동한다.

도 3 내지 5에 따른 두 마찰 연결부의 결과로, 과부하 보호 장치는 니들 밸브 노즐의 움직임의 모두의 가능한 방향 각각의 경우에 확실하게 트리거될 수 있다.

이하에서, 과부하 보호 장치의 동작 모드는 다시 도 6 및 7을 참조하여 보다 더 상세히 설명될 것이고, 이는 구조적으로 단순화 되었으나, 이론적으로 기능적인 설계를 도시한다.

초기 장착 동안, 원뿔형 핀(23)은 힘 F_M (도 6a 참조)과 함께 적절한 장치의 수단에 의해 슬리브(24)의 원뿔형 보어(22') 내부로 가압된다. 결과적으로, 수직력 F_N 은 원뿔형 마찰 연결부의 콘의 측면(측면 각도 α)을 통해 형성된다. 마찰(마찰의 상수 μ = tanρ)는 장착력 F_M에 대향하여 작용하고, 마찰력 F_R을 발생시킨다. 그러므로, 이론적으로 달성 가능한 수직력 F_N(th)은 감소되고 합력 F_E 의 x 성분은 나머지 분산력 F_S으로 감소된다. 수직력 F_N의 y 성분 F_{N (y)}가 마찰력 F_R의 y 성분 F_{R (y)}보다 작은 한, 셀프 로킹이 있고 원뿔형 핀은 해제력 F_L만으로 다시 밀려 나올 수 있다(도 6b 참조).

도 7의 힘 도표는 다음과 같은 경우 셀프 로킹이 존재하는 것을 보여준다:

조립 분해 과정 동안의 힘의 관계가 도 6b에 도시되어 있다. 정확한 해제력 F _L 은 도7에 도시되어 있다. 이를 위해, 장착력 F _M 이 제거된 경우, 마찰력 F _R 의 방향은 역전되고, 마찰력의 x 성분 F _R(x) 가 이제 분산력 FS에 대응하기 때문에, 동일한 분산력 F _S 를 갖는 수직력 F _N 은 작아지는 것을 유의해야 한다. 필요한 해제력 F _L 은 주로 장착력 F _M 에 의해 결정되고, 힘 도표에 도시된 것과 같이 측면 각도 α와 마찰의 상수 μ = tanρ 모두에 의존한다.

요인들이 해제력에 영향을 미치는 것(질적으로)은 도 7에 도시되어 있다. 이하가 적용된다:

니들 밸브 노즐 1
폐쇄 단부 2
차단 니들 3
구동 단부 4
리프팅 플레이트 5
구동 장치 6
툴 7
플레이트 8, 9, 10
핫 러너 부 11
핫 러너 플로우 엘리먼트 12, 13, 14, 15
융해 가이드 채널 16
히터 17
구동 실린더 18
피스톤 19
피스톤 로드 20
마찰 연결부 21, 21a, 21b
보어 22
보어 22'
핀 23
슬리브 24
커버 캡 26
헤드 27
제2 슬리브 28
내부 보어 29
스크루 슬리브 30
내부 슬리브 31
보어 32
박출 용적 33
외부 콘 A
내부 콘 I
방향 X
몰드 플레이트 S
각도 α
마찰각 ρ
장착력 FM
수직력 FN
마찰력 FR
합력 FE
분산력 FS
해제력 FL
마찰계수 μ

Claims (16)

1. 적어도 하나의 니들 밸브 노즐과 니들 밸브 노즐 내의 이동 수단과 같이 움직일 수 있는 차단 니들 및 차단 니들을 위한 과부하 보호 장치를 갖는 핫 러너 장치에 있어서,
   상기 과부하 보호 장치는 다음과 같이 구현되는 것을 특징으로 함:
   상기 차단 니들은 직접적 또는 간접적으로 제한된 힘을 초과하는 경우 해제될 수 있는 적어도 하나의 마찰 연결부에 의해 적어도 하나의 제1 이동 방향으로 상기 이동 수단에 연결되는,
   핫 러너 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 마찰 연결부는,
   셀프-로킹(self-locking) 연결부로 설계되는 것을 특징으로 하는,
   핫 러너 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 마찰 연결부는,
   교차-프레스(cross-press) 조립체로 형성되는 것을 특징으로 하는,
   핫 러너 장치.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 과부하 보호 장치는 마찰 원리에만 기초하는 것을 특징으로 하는,
   핫 러너 장치
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 과부하 보호 장치는 다음과 같이 구현됨:
   상기 차단 니들은 제한된 힘을 초과할 때 각각 해제될 수 있는 적어도 두 개의 마찰 결합 연결부에 의해 각각 직접적 또는 간접적으로 두 개의 다른 이동의 방향(X;-X)으로 상기 이동 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는,
   핫 러너 장치.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   단일 또는 양자의 상기 마찰 관여 연결부는 해제될 수 있는 셀프-로킹 콘 프레스-핏(press-fit) 연결부에 의해 각각 구현되는 것을 특징으로 하는,
   핫 러너 장치.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 해제될 수 있는 셀프-로킹 콘 프레스-핏 연결부는 상기 차단 니들 상의 외부 콘 또는 상기 차단 니들의 상기 접합부, 특히 상기 제1 마찰 파트너로서의 핀에 의해 구현되고,
   상기 이동 수단 상의 보어 내의 내부 콘 또는 제2 마찰 파트너로서 특히 슬리브인, 상기 이동 수단으로 삽입된 요소에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는,
   핫 러너 장치.
   
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 해제될 수 있는 셀프-로킹 콘 프레스-핏 연결부는,
   제1 마찰 마트너로서 상기 차단 니들에 의해 관통된 슬리브 상의 외부 콘에 의해 구현되고,
   제2 마찰 파트너로서 상기 이동 수단으로 삽입된 상기 이동 수단 또는 추가 슬리브 상의 내부 콘에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는,
   핫 러너 장치.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 차단 니들은 방향 (X)로 선형적으로만 이동할 수 있는 상기 이동 수단과 함께 왕복하는 방식으로 선형적으로 이동할 수 있고,
   상기 차단 니들은 상기 이동 수단 내 및/또는 상기 방향(X)에 대항하는 방향으로 마찰력으로만 연결되어 있는 것을 특징으로 하는,
   핫 러너 장치.
   
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 수단은 구동 장치에 의해 움직일 수 있는 리프팅 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    핫 러너 장치.
    
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    단일 또는 양자의 상기 마찰 및/또는 셀프-로킹 연결부는,
    상기 차단 니들 또는 상기 차단 니들의 상기 접합부는 상기 이동 수단에 마찰력으로 관여되고, 셀프-로킹 방식으로 상기 이동 수단에 연결되고,
    상기 차단 니들은 상기 마찰 연결부의 상기 정지 마찰력보다 큰 축력 도입 시 셀프-로킹을 초과하고 자동적으로 해제되어 구현되는 것을 특징으로 하는,
    핫 러너 장치.
    
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 과부하에 도달하기 전에,
    상기 마찰 결합은 해제된 동안 탄성 변형을 허용하지 않으므로,
    상기 마찰 상기 차단 니들의 축 방향 변위가 발생하지 않는 것을 특징으로 하는,
    핫 러너 장치.
    
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수축 연결부는,
    원통형 수축 연결부로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    핫 러너 장치.
    
14. 제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제한된 힘은,
    소진된 장착력 이하인 것을 특징으로 하는,
    핫 러너 장치.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 제한된 힘의 상기 레벨은,
    상기 장착력의 상기 레벨에 의존적이고, 상기 제한된 힘의 조정은 상기 장착력을 통해 이뤄지는 것을 특징으로 하는,
    핫 러너 장치.
    
16. 제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 교차-프레스 조립체는 수축, 신장 및/또는 신장-수축 조립체로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    핫 러너 장치.
    
    

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