KR20200007825A - 사출 성형 장치 - Google Patents

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KR20200007825A
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nut
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KR1020197033709A
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데니스 바빈
발테즈 파누
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몰드-마스터즈(2007) 리미티드
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Abstract

사출 성형 장치는 주입 유닛; 클램핑 유닛; 몰드 플레이트, 매니폴드, 매니폴드의 상류에 장착된 액추에이터, 및 매니폴드에 연결되고 매니폴드의 하류에 있는 적어도 하나의 노즐을 포함하는 몰드 어셈블리를 포함하며, 상기 액추에이터는 용융물이 노즐을 통과하도록 허용하는 개방 위치와 용융물이 노즐을 통과하는 것을 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 밸브 핀을 왕복 이동시키고, 상기 몰드 어셈블리는 액추에이터를 몰드 플레이트를 향해 상류로 바이어스 하는 바이어싱 메커니즘을 또한 포함한다.

Description

사출 성형 장치
본 발명은 일반적으로 사출 성형 장치에 관한 것이며, 특히 몰드 플레이트에 대해 바이어스 되는 액추에이터를 가진 사출 성형 장치에 관한 것이다.
사출 성형은 재료(예를 들어, 플라스틱)를 용융물로 가열하고, 용융물을 몰드 내에 주입하며, 몰드에서 용융물이 냉각되고 고체 물품을 형성한 후, 물품을 몰드로부터 배출한다. 일반적으로, 사출 성형 장치는 용융물의 작동 온도에서 유지되는 가열된 구성요소를 포함하며, 구성요소가 용융물의 작동 온도보다 낮은 작동 온도를 갖게 하는 요건에 대한 과제가 있다.
예시된 실시예에서, 사출 성형 장치가 제공된다. 사출 성형 장치는 주입 유닛; 클램핑 유닛; 몰드 플레이트, 매니폴드, 매니폴드의 상류에 장착된 액추에이터, 및 매니폴드에 연결되고 매니폴드의 하류에 있는 적어도 하나의 노즐을 포함하는 몰드 어셈블리를 포함하며, 상기 액추에이터는 용융물이 노즐을 통과하도록 허용하는 개방 위치와 용융물이 노즐을 통과하는 것을 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 밸브 핀을 왕복 이동시키고, 상기 몰드 어셈블리는 액추에이터를 몰드 플레이트를 향해 상류로 바이어스 하는 바이어싱 메커니즘을 또한 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 도 1의 몰드 어셈블리의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 도 2의 액추에이터의 사시도이다.
도 4는 도 3의 액추에이터의 평면도이다.
도 5는 몰드 플레이트가 제위치에 고정된 상태에서, 라인 A-A를 따라 취해진 도 4의 액추에이터의 단면도이다.
도 6은 몰드 플레이트없이, 라인 A-A를 따라 취해진 도 4의 액추에이터의 단면도이다.
도 7은 라인 B-B를 따라 취해진 도 4의 액추에이터의 단면도이다.
도 8은 라인 B-B를 따라 취해진 도 4의 액추에이터의 단면도이다.
도 9의 본 발명의 다른 실시예에 따른 측면 연장부를 포함하는, 라인 A-A를 따라 취해진 도 4의 액추에이터의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열 반사기를 포함하는, 라인 A-A를 따라 취해진 도 4의 액추에이터의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 라인 A-A를 따라 취해진 도 4의 액추에이터의 단면도이다.
본 발명의 특정 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명된다. 이하의 상세한 설명은 본질적으로 단지 예시적인 것이며, 개념 및 개념의 사용을 제한하려는 것이 아니다. 또한, 본 개시 내용에서 표현되거나 암시된 이론에 의해 제한하려는 의도는 없다. 설명에서, "하류"는 인젝터로부터 몰드 캐비티에 성형 가능한 액체 유동의 방향과 관련하여 그리고 또한 성형 재료가 그곳을 통해 인젝터로부터 몰드 캐비티에 유동하게 하는 구성요소 또는 특징부의 순서와 관련하여 사용되는 것인 반면에, "상류"는 반대 방향에 대해 사용된다.
도 1은 주입 유닛(15), 몰드 어셈블리(20) 및 클램핑 유닛(25)을 포함하는 사출 성형 장치(10)의 개략적인 측면도이다. 도 2를 참조하면, 몰드 어셈블리(20)는 이동 절반부(30) 및 고정 절반부(35)를 포함한다. 클램핑 유닛(25)은 몰드 어셈블리(20)를 폐쇄하기 위하여 이동 절반부(30)를 고정 절반부(35) 쪽으로 이동시키며 몰드 어셈블리(20)를 개방하기 위하여 고정 절반부(35)로부터 멀어지게 이동시키도록 구성된다. 고정 절반부(35)는 캐비티 플레이트(50), 매니폴드(60)를 수용하는 매니폴드 플레이트(55), 및 사출 성형 장치(10)의 적용에 따라 다른 플레이트(62)를 포함한다. 몰드 어셈블리(20)는 그 각각의 끝에서 클램프 플레이트(72)에 의해 경계진다(도 2 참조). (당업자는 적용에 따라 일부 플레이트들이 하나의 플레이트로 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 클램프 플레이트(72)는 코어 플레이트(40)와 결합될 수 있다.)
몰드 어셈블리(20)는 복수의 노즐(68)을 포함한다(따라서 이하에서 개별적으로 노즐(68) 및 집합적으로 노즐(68)들로 지칭될 것이다). 매니폴드(60)는 사출 성형 장치(10)의 적용에 따라 주입 유닛(15)으로부터 노즐(68)로 용융물을 분배하기 위한 용융물 채널의 네트워크(미도시)를 포함할 수 있는 용융물 전달 본체이다. 코어 플레이트(40)는 복수의 코어(65)를 포함한다. 캐비티 플레이트(50)는 복수의 캐비티(70)를 포함한다(따라서 이하에서 개별적으로 캐비티(70) 및 집합적으로 캐비티(70)들로 지칭될 것이다).
작동시, 클램핑 유닛(25)은 몰드 어셈블리(20)를 폐쇄하며 주입 유닛(15)에 의해 캐비티(70) 내로 주입되는 용융물의 압력 하에서 몰드 어셈블리(20)가 개방되는 것을 방지하기 위하여 몰드 어셈블리(20)를 폐쇄 위치에서 닫친 채로 클램핑한다. 몰드 어셈블리(20)가 폐쇄 위치에서 클램핑된 상태에서, 코어(65)와 대응하는 캐비티(70) 사이에서 물품(미도시)을 생성하기 위하여 용융물이 공간(75)에 주입되고, 성형되어 크기를 갖는다. 물품이 몰드 어셈블리(20)를 빠져나갈 수 있게 준비가 될 때, 물품은 코어(65)에 부착되어 있다. 코어(65)로부터 물품을 제거하기 위해, 스트리퍼 플레이트(45)가 코어(65)로부터 물품을 배출하기 위해 상류로 이동할 수 있도록 몰드 어셈블리(20)가 개방된다.
몰드 어셈블리(20)는 매니폴드 플레이트(55)에 수용된 매니폴드(60), 매니폴드 플레이트(55)의 상류에서 매니폴드 플레이트(55)와 접촉하는 몰드 플레이트(100), 및 몰드 플레이트(100)와 매니폴드(60) 사이에서 매니폴드(60)의 상류에 설치된 액추에이터(64)를 포함한다. 몰드 플레이트(100)는 냉각 라인(101)에 의해 적극적으로 냉각된다. 일부 실시예에서, 몰드 플레이트(100)는 클램프 플레이트(72)이다. 일부 실시예에서, 몰드 어셈블리(20)는 복수의 액추에이터(64)를 포함한다(따라서 이하에서 개별적으로 액추에이터(64) 및 집합적으로 액추에이터(64)들로 지칭될 것이다).
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터(64)의 사시도 및 평면도이다. 액추에이터(64)는 하우징(80) 및 하우징(80)에 수용된 피스톤(85)(도 8 참조)을 포함한다. 액추에이터(64)는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 밸브 핀(97)(도 8 참조)을 왕복 이동시키기 위한 것이다. 개방 위치에서, 밸브 핀(97)은 용융물(미도시)이 노즐(68)을 통과하게 한다. 노즐(68)은 매니폴드(60)의 하류에 서 매니폴드(60)에 결합된다(도 8 참조). 폐쇄 위치에서 밸브 핀(97)은 용융물이 노즐(68)을 통과하는 것을 방지한다. 하우징(80)은 상류 표면(105)을 갖는 캡(102)을 포함한다(도 3 및 도 5 참조). (일부 실시예에서, 상류 표면(105)은 하우징(80)과 일체일 수 있다.) 몰드 어셈블리(20)는 몰드 플레이트(100)를 향해 상류 쪽으로 상류 하우징(80)을 바이어스 하는 바이어싱 메커니즘(110)을 또한 포함한다. 도 5에 도시된 실시예에서, 상류 하우징(80)을 몰드 플레이트(100)를 향해 상류 쪽으로 바이어스 하는 것은 표면(105)을 몰드 플레이트(100)와 접촉하게 바이어스 하는 것을 포함한다.
하우징(80)은 하우징(80)의 길이에 걸쳐있는 복수의 보어(115)를 포함한다. 몰드 어셈블리(20)는 하우징(80)을 매니폴드(60)에 연결하는 복수의 파스너(120)를 또한 포함하며, 각각의 파스너(120)는 각각의 보어(115)를 통과한다. 파스너(120)는 보어(115)의 벽(122)으로부터 방사상으로 이격되는 크기로 되어 있다(즉, 파스너(120)의 원주 표면은 보어(115)의 벽(122)에 접촉하지 않는다). 결과적으로, 하우징(80)은 파스너(120)에 대해 종방향으로 변위 가능하다. 각각의 파스너(120)는 너트(125) 및 볼트(130)을 포함하며, 볼트(130)는 헤드(135) 및 너트(125)에 나사식으로 고정되는 헤드(135)로부터 원위의 나사 단부(140)를 구비하고 있다. 바이어싱 메커니즘(110)은 너트(125)와 하우징(80) 사이에 위치된 바이어싱 부재(145)를 포함하며, 볼트(130)는 바이어싱 부재(145)를 관통한다. 너트(125)는 밸브 디스크 플랜지(150)를 통해 매니폴드(60)에 의해 지지된다. 밸브 디스크 플랜지(150)는 볼트(155)를 통해 너트(125)에 연결된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 볼트(130 및 155)는 밸브 디스크(150)에 나사식으로 연결된 숄더 볼트(157)로 대체된다.(도시된 실시예들에서, 바이어싱 부재(145)는 디스크 스프링이지만 당업자는 바이어싱 부재(145)가 압축 스프링과 같은 다른 형태의 바이어싱 메커니즘일 수 있다는 것을 이해할 것이다.)
보어(115)는 각각의 너트(125)를 부분적으로 수용하고, 매니폴드(60)에 근접한 개구(165)를 갖는 단부(160)와 숄더(170)를 포함한다. 각각의 바이어싱 부재(145)는 숄더(170)와 너트(125) 사이에 유지된다(즉, 모든 보어(115)는 숄더(170)와 너트(125) 사이에 위치된 바이어싱 부재(145)를 수용한다).
하우징(80)은 바이어싱 부재(145)를 통해 파스너(120)와 접촉한다. 작동시, 매니폴드(60)로부터의 열은 파스너(120)를 통해 상류로 이동할 수 있다. 이어서, 열은 바이어싱 부재(145)의 적어도 상류 표면(172)을 통해 하우징(80)에 전달될 수 있다(도 5 참조). 액추에이터(64)의 상류 표면(105)을 몰드 플레이트(100)와 접촉하게 하는 것은 특히 몰드 플레이트(100)가 예를 들어 냉각 라인(101)(워터 라인과 같은)에 의해 적극적으로 냉각되는 경우 하우징(80)의 열을 몰드 플레이트(100)로 전달함으로써 하우징(80)에 축적된 열을 감소시킬 수 있다. 액추에이터(64)의 온도를 감소시키는 것은 액추에이터(64)에서 피스톤 O-링(174)과 같은 구성요소의 수명을 증가시킬 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 몰드 플레이트(100)가 제자리에 고정되면, 상류 표면(105)은 바이어싱 부재(145)를 통해 몰드 플레이트(100)와 접촉하도록 바이어스 된다. 도 6은 간극 "D"에 의해 매니폴드 플레이트(55)의 상류에 상류 표면(105)을 갖는 몰드 플레이트(100)를 설치하기 전의 상태를 도시한다. 매니폴드 플레이트(55)에 몰드 플레이트(100)를 설치하는 것은 바이어싱 부재(145)를 압축하고, 몰드 플레이트(100)에 대해 상류 표면(105)을 가압하는 바이어싱 부재(145)와 함께 연장부에 의해 하우징(80)을 도 5에 도시된 상태로 매니폴드 플레이트(55) 내로 압축한다.
도 7은 밸브 핀 커플러(175)를 포함하는 액추에이터(64)의 실시예를 도시한다. 밸브 핀 커플러(175)는 피스톤 인서트(180), 고정 나사(185), 너트(190), 그리고 제1 단부(197)와 제2 단부(199)를 포함하는 밸브 핀 홀더(195)를 포함한다. 밸브 핀 홀더(195)는 제1 단부(197)에서 피스톤 인서트(180)에 나사식으로 연결되고 제2 단부(199)에서 밸브 핀(97)에 결합된다. 고정 나사(185)는 피스톤 인서트(180)의 내부 나사식 보어(200)에 나사식으로 연결된다. 너트(190)는 피스톤 인서트(180)의 외부 나사식 단부(205)에 나사식으로 연결된다. 피스톤 인서트(180)는 피스톤(85)의 중공 연장부(207)에 수용되고 중공 연장부(207)에 대해 회전 가능하다. 피스톤 인서트(180)는 내부 나사식 보어(200)와 연통하는 외부 나사식 단부(205)에 비원형 보어(210)를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 비원형 보어(210)는 육각형 단면을 갖는다. 그러나, 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 다른 형상(D 형상과 같은)이 또한 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
피스톤(85)에 대한 밸브 핀(97)의 축방향 거리는 예를 들어 비원형 보어(210)에 삽입된 공구의 회전을 통해, 밸브 핀 홀더(195)에 대해 피스톤 인서트(180)를 회전시킴으로써 변경될 수 있다. 피스톤(85)으로부터 원하는 거리에 있으면, 밸브 핀 홀더(195)가 피스톤 인서트(180)에 대해 회전하는 것을 방지하기 위하여 고정 나사(185)가 밸브 핀 홀더(195)에 대해 조여질 수 있고, 다음에 피스톤 인서트(180)가 연장부(207)에 대해 회전하는 것을 방지하기 위하여 너트(190)가 피스톤(80)의 연장부(207)에 대해 조여질 수 있다. 연장부(207)에 대한 너트(190)의 조임은 또한 연장부(207)의 숄더(220)에 대해 피스톤 인서트(180)의 하부(215)를 당긴다.
도 9는 액추에이터(64a)로 참조되는, 도 3의 액추에이터(64)의 다른 실시예를 도시한다. 도 3에 사용된 참조 번호가 도 9에서 유사한 구성요소를 식별하는데 사용된다. 액추에이터(64)의 각각의 구성요소에 대응하는 대안적인 액추에이터(64a)의 구성요소들은 접미어 문자 "a"로 끝나는 것을 제외하고는 대응하는 구성 요소와 동일한 참조 번호를 갖는다. 액추에이터(64a)는 하우징(80a)의 하류 단부(227)에 측면 연장부(225)를 포함한다는 점에서 액추에이터(64)와 상이하다. 측면 연장부(225)는 하우징(80a)과 일체형이다. 바이어싱 메커니즘(110a)은 몰드 플레이트(100a)의 하류 표면(235)에 대해 상류 표면(230)을 바이어스 한다. 도 10에 도시된 실시예와 같은 일부 실시예에서, 하우징(80a)은 주위 열로부터 하우징(80a)에 의한 열 흡수를 감소시키는 하우징(80a)의 하류 표면(245)에 열 반사기(240)를 포함한다. 열 반사기(240)는 고도의 연마 표면을 생성하도록 크롬 도금 또는 니켈 도금될 수 있다.
위에서 본 발명에 따른 다양한 실시예들이 설명되었지만, 이들은 제한하는 것이 아니라 예 및 예시의 방식으로 나타낸 것임을 이해하여야 한다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부 사항의 다양한 변경이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 본 명세서에서 논의된 각각의 실시예의 각각의 특징은 임의의 다른 실시예의 특징과 조합하여 사용될 수 있으며, 예를 들어 열 반사기(240)가 또한 도 5에 도시된 실시예에 포함될 수 있고 숄더 볼트(157)가 또한 도 9 및 도 10에 도시된 실시예에도 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 예시적인 실시예에 의해서 제한되지 않아야하고, 첨부된 청구 범위 및 그 등가물에 따라 정해져야 한다.

Claims (14)

  1. 사출 성형 장치에 있어서,
    주입 유닛;
    클램핑 유닛;
    몰드 플레이트, 매니폴드, 매니폴드의 상류에 장착된 액추에이터, 및 매니폴드에 연결되고 매니폴드의 하류에 있는 적어도 하나의 노즐을 포함하는 몰드 어셈블리를 포함하며,
    상기 액추에이터는 용융물이 노즐을 통과하도록 허용하는 개방 위치와 용융물이 노즐을 통과하는 것을 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 밸브 핀을 왕복 이동시키고, 상기 몰드 어셈블리는 액추에이터를 몰드 플레이트를 향해 상류로 바이어스 하는 바이어싱 메커니즘을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상류 표면을 갖는 액추에이터 하우징을 포함하고, 액추에이터를 몰드 플레이트를 향하여 바이어스 하는 것은 하우징의 상류 표면을 몰드 플레이트와 접촉하게 바이어스 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터는 액추에이터 하우징의 하류 단부에 측면 연장부를 갖는 액추에이터 하우징을 포함하고, 액추에이터를 몰드 플레이트를 향하여 상류 쪽으로 바이어스 하는 것은 측면 연장부의 상류 표면을 몰드 플레이트와 접촉하게 바이어스 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    하우징은 하우징의 길이에 걸쳐있는 복수의 보어를 포함하고, 몰드 어셈블리는 하우징을 매니폴드에 결합시키는 복수의 파스너를 또한 포함하고, 각각의 파스너는 각각의 보어를 통과하며, 상기 하우징은 파스너에 대해 종방향으로 변위 가능한 것을 특징으로 하는 사출 성형 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    각각의 파스너는 너트 및 볼트를 포함하고, 상기 볼트는 헤드 및 너트에 나사식으로 고정되는 헤드로부터 원위에 있는 나사식 단부를 구비하며, 바이어싱 메커니즘은 너트와 하우징 사이에 위치된 각각의 파스너를 위한 바이어싱 부재를 포함하며, 상기 너트는 매니폴드에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 사출 성형 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    복수의 보어 각각은 각각의 너트를 부분적으로 수용하고, 매니폴드에 근접한 개구를 갖는 단부와 숄더를 포함하며, 각각의 바이어싱 부재는 숄더와 너트 사이에 유지되는 것을 특징으로 하는 사출 성형 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    몰드 플레이트는 클램프 플레이트인 것을 특징으로 하는 사출 성형 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    하우징은 하우징의 하류 단부에 열 반사기를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    열 반사기는 크롬 도금된 것을 특징으로 하는 사출 성형 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    열 반사기는 니켈 도금된 것을 특징으로 하는 사출 성형 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    바이어싱 메커니즘은 디스크 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 장치.
  12. 제3항에 있어서,
    액추에이터는 피스톤 및 피스톤에 밸브 핀을 결합하기 위한 핀 커플러를 또한 포함하고, 밸브 핀 커플러는 피스톤에 대한 밸브 핀의 축방향 거리를 조정하는한 것을 특징으로 하는 사출 성형 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    밸브 핀 커플러는 피스톤 인서트, 고정 나사, 너트 및 제1 단부와 제2 단부를 포함하는 밸브 핀 홀더를 포함하고; 밸브 핀 홀더는 제1 단부에서 피스톤 인서트에 나사식으로 연결되고 제2 단부에서 밸브 핀에 결합되며; 고정 나사는 피스톤 인서트의 내부 나사식 보어에 나사식으로 연결되며; 너트는 피스톤 인서트의 외부 나사식 단부에 나사식으로 연결되며; 피스톤 인서트는 피스톤의 중공 연장부에 수용되고 피스톤의 중공 연장부에 대해 회전 가능한 것을 특징으로 하는 사출 성형 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    피스톤 인서트는 내부 나사식 보어와 연통하는 외부 나사식 단부에 비원형 보어를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 장치.
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