KR950010636B1 - 성형재의 분사장치 및 그 방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

성형재의 분사장치 및 그 방법

제1도는 본 발명에 따른 성형재의 주입을 위한 장치의 개략 배면 사시도.

제1b도는 본 발명에 따른 성형재의 주입을 위한 장치의 개략 정면 사시도.

제2도는 제1도에 도시된 장치의 개략 측면도.

제2b도는 자기 조임 주형의 부분 단면도와 함께 제2도에 도시된 장치의 인젝터의 개략 부분 단면도.

제3도는 제1도에 도시된 장치의 개략 정면도.

제4도는 장치에 주형을 공급하기 위한 수송장치를 갖는 제1도에서 처럼 성형재를 주입하기 위한 장치의 개략 사시도.

제5도는 이 장치내에 도시된 주형을 가지며 제4도에 도시된 장치의 개략 단면도.

제6도는 제4도에 도시된 장치의 개략 정면도.

제7도는 이 장치에 주형을 공급하기 위한 수송장치의 선택적 실시예를 갖는 성형재를 주입하기 위한 장치의 개략 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 기부 프레임 12 : 지지프레임

13 : 수송 포트(port) 14 : 인젝터(injector)

16 : 압축기 18 : 리프트 장치

20 : 제어장치 21 : 유압유닛

22 : 온도 제어기 23 : 조정기

24 : 수송장치 28 : 지지봉

32 : 상부 고정압반 조립체 41 : 구동판

43 : 노즐 48 : 램(ram)

본 발명은 1990년 11월 30일에 출원된 미합중국 특허출원 제07/621,675호의 연속 출원이다.

본 발명은 성형재의 주입 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 자기 조임 주형내로 성형재를 주입하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

주형내로 성형재를 주입하기 위한 주입 성형 프레스는 기계 제조분야에서, 잘 알려져 있다. 고무 합성물과 같은 성형재는 특정온도와 압력하에 그 주형내에서 경화된다. 주형내로 성형재를 주입하기 전에 분사 프레스는 주형을 조이며, 이에따라 주형 공동은 주입 작업중 압력을 받는다. 주형내로 성형재를 주입한 후 주입 프레스는 성형재를 경화하기 위하여 필요한 압력과 온도를 계속 가한다.

종래 성형 프레스의 하나의 결점은 주형내로 성형재의 주입중에 주형에 외부로 가해진 작동압력과, 주형내로 성형재의 초기 경화와 성형재의 주입의 결과로서 주형에 내부로 가해진 분리력에 견딜 수 있는 조임력을 제공해야 한다는 것이다. 성형재의 주입에 기여하는 분리력의 구성성분은 주형 공동의 단면적에 비례한다. 필요한 조임력 또는 저항력은 작동력과 분리력 보다 커야 한다. 그러므로 주형되는 제품의 크기가 증가함에 따라 적용을 위하여 요구되는 조임력 또한 증가한다. 유용한 분사 프레스는 특별한 용도에 필요한 저항력을 증가시키면서 약 25톤 이상의 저항력을 제공한다. 명백하게 상기 저항력을 가할 수 있는 프레스는 치수, 무게, 비용에서 꽤 상당하며 이에 따라 이 프레스는 주입과 초기 경화중에 주형을 유지하는 지지구조를 포함해야 한다.

부분적인 결점은 각 주형 주기에 요구되는 시간이 6분 또는 그 이상일 수 있다는 것이다. 전형적으로 주형주기는 주형을 조이고, 주형내로 성형재를 주입하며, 경화를 개시하기 위하여 조인 조건에서 주형을 유지하고, 주입유닛에 성형재를 충전하는 단계를 포함하다. 주형이 전형적으로 주입 작업을 완료하고, 경화를 시작하며, 다음 주기동안 성형재로 주입 유닛을 충전하기 위하여 프레스내에 압력을 유지하여야 하므로 상시 주형 주기가 요구된다.

특정 시스템이 프레스에서 주형이 잔류하는 시간의 길이를 감소하기 위하여 시도하지만 이 시스템은 여전히 프레스에 의한 상당한 압력을 요구하며 각 주기의 시간은 여전히 상당히 길다. 예를들면 미합중국 특허 제3,973,891호에서는 주입과정이 10초내이며 주형 강화 요소가 경화과정의 나머지동안 강화조건에서 주형을 주입하기 위하여 사용되는 주입 프레스를 제공한다. 일단 강화 요소가 제위치에 있지만 주형은 주입 프레스에서 제거되며 경화 스테이션에 제공된다. 주형이 주입후 경화동안 주입 프레스내에서 유지되는 것이 필요하지 않지만 주입과정만은 10초의 시간이 필요하다. 주입기가 다음 주입을 위한 충전중 충전과정은 주형주기의 총시간을 증가시킨다.

본 발명은 장치내에서 주형을 조이고 자기 조임 주형내로 재료를 신속하게 주입하고 다음 주형 주기동안 장치를 충전하는 것을 포함하는 성형과정을 수행하는 신규의 개량된 장치를 제공한다. 이 장치는 특히 한정된 시간내에 처리되는 주형의 수를 증가시키고, 주입 작동중 가해지는 힘에 저항하기 위하여 요구되는 조임력 또는 저항력을 줄이며, 이에 의하여 장치의 전체 치수, 무게, 복잡성을 줄이도록 설계된다.

본 발명에 따른 장치는 리프트 장치를 지지하는 지지 프레임, 주입기, 압출기를 포함한다. 지지 프레임은 주형을 수용하기 위한 각 플레이트에 형성된 C형 개구부와 플레이트를 상호 접속하는 지지봉과 간격을 둔 플레이트를 포함한다. 이동 하부 압반을 가지는 수직 승강 장치와 고정 상부 압반 조립체는 프레임에 의하여 지지된다. 양 압반은 주형과 맞물린다. 상·하부 압반이 둘다 또는 이중의 하나는 성형재의 부가적인 온도제어를 위하여 가열가능하다. 고정 상부 압반 조립체는 특히 볼스터 플레이트, 절연 플레이트, 가열압반과 탕도 플레이트를 포함한다. 주입 작동중 주형은 주입기와 정렬된 지지 프레임에 형성된 C형 개구부내에 유지된다.

제공된 주입기는 주입 실린더와 주입 노즐을 포함하며, 압력하의 자기조임 주형내로 성형재를 주입하기 위한 프레임상에 지지된다. 성형재의 주입중 주입 노즐은 주형과 연결되는 상부 압반 조임체의 탕도 플레이트와 맞물리며, 주입 실린더는 약 25,000psi까지의 주입압을 받을 수 있다.

수직 승강 장치와 고정 상부 압반 조립체는 또한 주형과 조여서 맞물린다. 승강 장치는 주입기의 노즐과 승강 장치 하부 압반, 탕도 플레이트에 대향해서 조여지는 주형을 유지하기 위하여 조임력 또는 저항력을 제공한다.

승강장치는 탕도 플레이트에서 주형을 분리하는 주입력, 탕도에 있는 주입재에 의하여 발생되는 힘보다 더 큰 조임력이 가해진다.

종래의 주형기술에서 주형은 압력하에 있지 않으며 예비 하중을 받지도 않는다. 주입 프레스는 필요한 힘을 받는다. 상기 종래의 기술을 사용함으로서 전 주형 공동의 단면적은 드러나며 분리력의 주입력 성분으로 인하여 요구되는 조임력은 프레스에 주형체에 의하여 전달된다. 본 발명의 자기 조임 주형에 있는 공동을 형성하는 주형성분이 압력하에 있든지 예비부하를 받으므로 본 발명의 분리력의 주입력 성분은 주형에 포함된다. 자기 조임주형에 있는 주형 공동에 단지 탕도와 탕도 개구부가 승강장치에 의하여 조이거나 또는 함유되는 것이 요구된다.

성형재는 압출기에 의하여 인젝터에 제공되는데, 이 성형재는 바람직한 온도, 압력 및 속도에서 바람직한 양의 주조재료를 공급하고 압출기에 공급된 고무 스트립을 가소화 한다. 주조재료는 주입 주형과 정상적으로 연결된 압출을 보다 시간당 몇 파운드가 더 높은 압출기에 의하여 바람직하게 공급된다. 더 높은 압출율에서 다음 주조 주기동안 주형재를 인젝터에 충전하기 위하여 필요한 시간은 예를들면 약 6초로 아주적다. 차단 밸브는 인젝터가 충전됨에 따라 노즐을 거쳐 충전재의 방전을 방해하는 인젝터 노즐과 주입실린더 사이에 제공된다. 폐쇄 루프 유압유닛은 특히 승강장치, 인젝터, 압출기, 차단밸브를 작동하기 위하여 제공된다.

온도 제어 상·하부 압반 이외에 온도 제어 조정기는 주입되는 주형재료의 온도를 감지, 가열, 제어한다. 온도 제어 조정기는 바람직한 주형재의 유동율과 온도범위를 제어하기 위하여 압출기와 인젝터를 둘러싸는 재킷을 포함한다.

제어 시스템은 자동 또는 수동으로 주조 주기를 제어하기 위하여 제공되며, 특히 프로그램 가능한 컴퓨터를 포함한다. 제어 시스템은 이 장치의 시스템에 관한 작동조건에 제공된 피이드백 데이터 뿐만 아니라 주조 주기용의 바라는 데이터가 제공된다.

본 발명의 장치는 또한 상·하부 압반과 인젝터와 맞물리는 지지 프레임 C형 개구부내의 정렬 위치내로 자기 조임 주형을 공급하기 위한 수송장치를 포함한다. 상기 수송장치는 다수 주형 스테이션을 갖는 선형 또는 회전식 장치 컨베이어로 된다.

안전 스위치와 다른 센서는 특히 승강장치와 주입작동에 의하여 주형에 압력을 가하고 주형의 바람직하지 않는 이동을 방지하는 주형위치의 인식을 위하여 제공된다. 바람직한 미리 정해진 압력하에서 온도와 다른 장치 작동조건은 장치요소의 작동을 방지하고 검출하기 위한 안전 스위치와 다른 센서와 주입 시작전의 제어 시스템에 만족스럽지 않게 제공된다. 부가적으로 수동 안전 스위치는 작동자가 장치의 작동을 방지할 수 있도록 제공된다.

이하, 첨부 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

제1도, 제1b도, 제2도, 제3도를 참조로 하면, 이 장치는 본 발명의 자기 조임 주형(S)내로 주형재(M)를 주입하기 위하여 도시된다. 부호 10은 언급된 장치는 다른 위치에 수송중 장치의 각 요소를 지지하고 부착하기 위한 금속 지지비임의 기부 프레임(11)을 포함한다. 개구부(11a)는 장치와 기부 프레임(11) 사이에 부착을 위해 금속 지지비임에 제공된다. 수송 포트(13)는 금속 지지비임내에 제공되며, 이에따라 프크리프트는 바람직한 위치사이에 장치를 수송하기 위하여 사용가능하다.

지지 프레임(12)은 안젝터(14), 압출기(16), 승강장치(18)를 지지한다. 주입 작용과 장치(10)를 통한 자기 조임 주형(S)의 이동과 위치를 제어하기 위한 제어장치(20)가 또한 포함된다. 제어 시스템(20)은 작동중 장치(10)의 여러면을 작동시키는 유압유닛(21)과 작동자 제어 패널을 갖는 프로그램 가능한 컴퓨터를 포함한다. 온도 제어기(22)는 압출기(16)와 인젝터(14)내의 주형재(M)의 온도를 조정하기 위하여 제공된다. 제4도, 제5도, 제6도에서 더 잘 도시된 것처럼 수송장치(24)는 장치(10)를 통하여 자기 조임 주형(S)을 이동시키기 위하여 제공된다.

도시된 장치(10)의 지지 프레임(12)은 플레이트들을 상호 연결하는 지지봉(28)과 금속 지지 플레이트(26, 27)를 포함한다. 지지 프레임(12)은 승강장치(18), 압출기(16), 인젝터(14)를 지지하며, 25,000psi하에 주형을 유지하도록 설계된다. C형 개구부(30)는 각 플레이트(26, 27)에 제공되며 지지 프레임(12)내에 자기 조임 주형(S)를 배치하기 위한 개구부(31)를 형성한다. 도시된 실시예에서 약 21인치의 공차(C)는 각 C형 개구부(30)의 상·하부레그 사이에 제공된다. 종래기술을 가진 사람에 의하여 본 발명은 다양한 치수와 형상을 갖는 아이템을 주조하기 위한 다양한 주형재를 주입하기 위하여 채택된다. 본 발명의 바람직한 형상의 예가 상세하기 설명되지만, 종래기술중의 하나는 주조되는 바람직한 상기 아이템용 재료의 주입을 위해 필요한 발명요소의 상대 치수를 변경함에 의하여 더 크거나 또는 다른 아이템의 주형을 위하여 본 발명에 채택된다.

상부 고정 압반 조립체(32)는 지지 프레이트(26)(27) 사이에 종래의 조임구(29)에 의하여 고정된다. 상부 고정 압반 조립체(32)는 상부 볼스터 플레이트(32a), 절연 플레이트(32b), 가열 압반(32c), 탕도 플레이트(41)를 포함한다. 고정 압반 조립체(32)는 C형 개구부(30)의 상부와 맞물리거나 이에 인접하게 고정된다. 고정 압반 조립체(32)의 상부 볼스터 플레이트(32a), 상부 가열 압반(32c), 탕도 플레치트(41)는 금속 플레이트이다. 절연 플레이트(32b)는 특히 절연 또는 내열재로 된다. 각 볼스터 플레이트(32a), 절연 플레이트(32b), 상부 가열 압반(32c), 탕도 플레이트(41)는 자기 조임 주형(S)의 상부(T)와 맞물리는 인젝터(14)에 의하여 접근을 허용하는 중앙 개구부(33)를 갖는다. 플랜지(32d)는 C형 개구부와 맞물리지 않는 상부 고정 압반 조립체(32)의 수직이동에 저항하는 간격을 둔 플레이트(26)(27)의 C형 개구부(30)와 맞물리는 상부 볼스터 플레이트(32a) 상에 제공된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 고정 상부 압반 조립체(32)의 상부 가열 압반(32c)과 볼스터 플레이트(32a)는 바람직한 온도와 유동율로 주형과 주형재의 가열을 보조하기 위하여 정확하게 460볼트의 종래 히터(23)를 포함한다.

상부 볼스터 플레이트(32a)의 상면(35)은 수직 지지봉(36)과, 또한 금속 인젝터 지지부재(38)와 맞물린다. 인젝터 지지부재(38)는 수직 지지봉(35)에 의하여 지지되며 맞물린다. 수직 지지봉(36)은 강성의 금속 지지봉이거나 또는 선택적으로 인젝터(16)와 맞물릴때 주형(S)의 예비장전과 조정을 제공하도록 편향된 스프링일 수 있다. 부가적인 수직 인젝터지지대(39)는 인젝터 지지부재(38)의 상면(37)에 맞물린다. 상부 인젝터지지대(39)는 주입 지지부재(38) 위에 간격을 두고 이에 평행되는 금속 실린더 지지부재(40)에 부가적인 종래의 조임구(29)를 거쳐 고정된다.

인젝터(14)는 실린더 지지부재(40), 인젝터 지지부재(38), 상부 볼스터 플레이트(32a)상에 지지된다. 인젝터(14)는 주입 실린더(45)와 노즐 지지구(44), 노즐(43)을 갖는 인젝터 유닛(42)을 포함한다. 주입 실린더(45)는 실린더 지지부재(40)상에 지지되며, 자기 조임 주형(S)내로 성형재(M)를 주입하기 위한 램(48)을 작동시키는 종래의 유압 실린더(46)로 구성된다.

인젝터 유닛(42)은 성형재가 압출기(16)에 의하여 충전되는 내부 공동(50)을 갖는다. 내부 공동(50)은 실시예에서 약 1600cc의 성형재를 충전하며, 5cc~500cc 이상의 범위의 다소간의 체적을 갖는 내부공동은 다소간의 체적으로 성형되는 아이템의 경우에 사용가능하다. 일단 내부공동이 성형재로 채워지면 유압 실린더는 실시예에서 초당 약 40cc의 비율로 노즐(43)에 노즐 지지부(44)에 있는 통로(49)를 거쳐 주형(S)에 재료를 주입하는 램(48)을 작동한다. 주입 실린더가 주형내로 재료를 주입하는 예정된 압력은 자기 조임 주형(S)내에서 내부 주형공동(52)의 치수와 성형재의 형태와 온도에 근거를 두고 결정된다. 큰 내부 주형 공동이 사용되는 경우에 큰 인젝터와 유입 실린더는 서술된 주입의 급속율과 체적을 유지하는 것이 필요하다.

상술한 것처럼 성형재가 주입될때 과거에는 주형이 전체 주형 공동내의 재료의 경화를 시작하고 내부 주형 분리력을 극복하기 위하여 외부 조임력하에서 주입 프레스내에서 조여졌다. 주형의 내부 분리력은 초기 경화중 재료의 반응에 의하여 경화력과 재료의 주입중 가해진 내부 작동력에 기인한다. 종래기술의 주형이 노출되거나 또는 개방되고 자기 조임 또는 예비장전되지 않음에 따라 필요한 조임력은 주형되는 전체 아이템의 경화중 유지되어야 한다.

부가적으로 가해진 조임력은 주형의 전체 개방 내부 주형 공동의 주입압력과 단면적에 따라 분리력을 극복하기 위하여 계산되어진다.

본 발명의 장치는 주형이 자기 조임되고 주형에 가해진 분리력이 주형 그자체에 포함되므로 주형 주기중에 큰 조임력이 필요치 않다. 그러므로 개방되고 미리 장전되거나 또는 압력하에 있지 않는 주형의 영역만이 조여지거나 또는 포함되어야 한다. 성형재는 제2B도에서 도시된 것처럼 예를들면 1스퀘어 인치의 최대 주형 단면적과 4.5인치의 단면적을 갖는 내부 주형 공동(52)을 갖는 자기 조임주형(S)내로 본 발명을 사용하여 주입된다. 분리적의 외부로 가해진 작동력 성분은 자기 조임 주형(S)상의 주입압력에 노출되고 예비장전되지 않는 영역 또는 다른 외부 영역 또는 특정의 탕도 또는 탕구(54)의 단면적에 의하여 곱해진 주입압에 따라서 계산된다. 탕구(54)가 예비장전된 내부 주형 공동 보다 작으므로 필요한 조임력은 감소된다.

조임력은 4개의 요소에 의하여 감소되는데, 이에따라 승강장치는 전체 내부주형공동(52)의 단면적에 자기 조임주형 없이 요구되는 압력의인 압력으로 주형을 맞문다. 조임력이 감소할뿐 아니라 주형이 경화를 개시하기 위하여 압력하에 유지되는 시간은 감소되고 예비장전 주형공동에서 경화가 완전히 이루어질 필요가 없으므로 노출된 탕도에 있다.

제2b도에 도시된 것처럼 본 발명(10)을 사용하여 주입 작업중 노즐(43)은 자기 조임 주형(S)의 탕구(54)를 밀봉하고 커버하는 탕도 플레이트(41)와 밀봉관계로 맞물린다. 종래의 탕도 플레이트(41)는 상부 고정 압반 조립체(32)의 일부분을 형성하며 개수분(124, 125)를 갖는 제2의 통로(122)를 이끌면서 노즐(43)와 맞물리는 하나의 개구부(120)를 포함한다.

개구부(124, 125)는 자기 조임 주형(S)에 있는 복수의 탕구(54)를 커버하거나 또는 맞물리며, 이에따라 성형재의 충전은 탕구(54)에 노즐(43)과 탕도 플레이트 개구부(120)(124)(125)를 거쳐 공동(54)에 주입된다. 장치(10)에 약 14,000psi에서 23,000psi 사이의 주입압이 가해진다.

다시 제2b도를 참조로 하면 예시된 실시예의 압출기(16)는 L형 기구이다. 압출기(16)는 배럴내의 하우징(59)내에 배치된 하나의 압출기 스크류(58)를 갖는 배럴(56)을 포함한다. 개구부(60)는 배럴내로 성형재의 스트립을 이송하기 위한 압출기 배럴(56)에 제공된다. 바람직한 실시예에서 성형재의 스트립은 35~60의 경도와, 약 2인치의 폭과 0.5인치의 두께를 갖는다.

압출기 스크류(58)는 종래의 유압 모터(62)에 의하여 구동되며, 이는 압출기 배럴(56)에 고정되며 모터 커플링(64)를 거쳐 스크류에 상호 연결된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 압출기(16)는 시간당 약 120파운드의 가소화율을 갖는다. 이 높은 가소화율은 인젝터의 급속 충전을 가능하게 하며, 이에 의하여 증가된 체적의 재료의 주입을 가능하게 한다. 압출기에 의하여 공급된 재료의 증가율은 종래 압출기 보다 최소한 분당 3배 또는 3배 이상의 비율로 압출기에 의하여 내부 주형공동(52)이 채워지도록 한다.

압출기 스크류(58)는 인젝터(14)의 노즐 지지구(44)내에 공급 통로(66)에, 그리고 노즐(43)과 연통하는 노즐 지지구내의 통로(49)에 성형재를 공급한다. 압출기(16)는 인젝터 유닛(42)내로 미리 측정된 양의 성형재를 공급한다. 체크 밸브(68)는 통로(49)를 따라서 노즐(43)과 공급 통로(66) 중간의 노즐 지지구(44)내에 배치되고, 이에따라 성형재(M)는 자기 조임 주형(S)내로 성형재의 주입중 압출기(16)로 통과하는 것이 방지된다.

부가적으로 차단 밸브(70)는 체크 밸브(68) 아래에 통로(49)와 노즐(43) 중간에 배치되며, 이에 따라 성형재를 인젝터 유닛의 내부 공동에 충전하는 중에 성형재가 노즐(43)에 통과하는 것이 방지된다. 차단 밸브(70)는 제2b도에 도시된 것처럼 성형재의 주입중 노즐 지지구 통로(49)로 정렬을 위한 실린더를 통하여 유동 통로(128)와 노즐 지지구(44)내의 개구부(127) 내에 배치된 회전가능 실린더(126)를 가진다. 실린더(126)는 노즐 지지구(44)의 외부로 설치된 기어 휘일(130)을 가진다. 기어 휘일(130)은 랙(132)과 맞물린다. 랙(132)은 인젝터(14)에 고정된 밸브 지지 플레이트(136)상에 지지된 유압 실린더(134)에 의하여 작동되고 유압 실린더와 맞물린다.

성형 주기의 충전부에서 기어 휘일(130)은 유통 통로(128)가 노즐 지기구 통로(49)와 비정렬되는 위치에 실린더(126)를 회전시키는 유압 작동랙(132)에 의하여 회전된다. 이 비정렬 위치에서 차단 밸브(70)는 인젝터 유닛(42)이 충전됨에 따라 노즐 지지구 통로(49)를 통하여 성형재가 흐르는 것이 방지된다.

본 발명의 장치(10)의 수직 승강장치(18)는 노즐(43)과 연결되는 상부 고정 압반 조립체(32)의 탕도 플레이트(41)와 맞물리는 상부 주형부(T)를 수직으로 이동하며 주형(S)의 져부(B)와 맞물리기 위한 수직 이동 주형 지지대 또는 하부 압반(74)을 포함한다. 제2, 3도에 도시된 발명의 바람직한 실시예에서 주형 지지대(74)는 바람직한 온도와 유동율로 주형과 성형재의 가열하는 약 460볼트의 종래의 히터(76)를 포함한다. 금속 주형 지지대(74)는 주형 지지부재(78)에 종래의 고정구에 의하여 고정된다.

주형 지지부재(78)는 수직 지지봉(80)과 맞물리며 이 지지봉에 의하여 지지되며, 이 부재는 금속 실린더 지지부재(82)와 또한 맞물린다. 금속 실린더 지지부재(82)는 각각의 C형 개구부(30)의 하부에 고정된 플랜지 부재(84)와 맞물리며 이에 고정된다.

승강 실린더(86)는 실린더 지지부재(82) 상에 지지되며, 주형 지지대(74)를 수직으로 승강시키기 위한 주형 지지부재(82)와 맞물리며 부착 고정체(90)에 고정된 종래 유압 실린더(88)로 구성된다. 바람직한 실시예에서 승강 실린더(86)는 약 2인치의 행정을 가지며 주입 작동중 주형에 가해진 외부력에 저항하고 본 예에서 약 12~25톤의 저항력을 가할 수 있다.

승강 실린더는 가해진 외부력에 저항하기에 필요한 양의 힘을 가한다. 바람직한 실시예의 승강장치(18)이 승강속도는 초당 약 12인치의 속도를 갖는다. 이 승강 속도와 행정거리에 따라 승강장치(18)는 약 0.2초의 최대시간에서 탕도 플레이트(41)와 노즐(43)로부터 주형(S)을 맞물거나 또는 격리시킨다.

상술한 것처럼 상부와 하부 압반 히터(23)(76)를 각각 포함하는 온도제어기(22)는 가열 상부 압반 조립체(32)와 가열 주형 지지대(74) 사이에 맞물린 주형(S)의 온도를 조정하기 위하여 제공된다. 온도 제어기(22)는 인젝터(14)와 압출기(16)내의 성형재(M)의 온도와 유동율을 조정하기 위하여 제공된다. 제1도에서 온도 제어기(22)는 조정기 재킷(100)의 온도를 제어하기 위한 드라이브 모터를 갖는 종래의 열 매체 조정기(23)를 갖는다.

제2b도에서 도시된 것처럼 온도 조정기 재킷(100)은 인젝터 유닛(42)과 압출기 배럴(56)을 둘러싸도록 제공된다. 조정기 재킷(100)은 특히 조정기(23)과 유체로 연결되는 물을 이용한 열 교환기를 갖는 기름을 이용한 열 교환 장치이다. 상기 재킷(100)은 압출기 배럴, 내부 주입공동과 노즐지지구와 같은 하나의 구역에서 온도를 제어한다. 제어기(22)에 의하여 제공된 온도 범위는 약 275~400℉이나, 바람직한 범위는 330~350℉이다. 센서는 제어장치(20)를 거쳐 제어기(22)와 조정기(23)의 피이드백 제어를 제공하기 위하여 재킷내에 제공된다.

제4도, 제5도, 제6도에서 예시된 수송장치(24)로 돌아가서 주형(S)는 주형 지지대(74)에 주형을 수동으로 제공하는 것을 포함하며 다양한 방법으로 인젝터 노즐(43) 또는 탕도 플레이트(41)와 맞물리기 위하여 수직으로 정렬된 위치에 제공된다. 제4도, 제5도, 제6도에서 도시된 수송장치의 실시예는 자동의 종래 연속 선형 컨베이어 장치(24)를 도시한다. 수송장치의 제2의 자동 선택 실시예는 제7도에 도시되며 종래의 회전 테이블 장치(24)로서 도시된다.

수송장치(24, 24')의 요소가 유사함에 따라 제2장치(24')의 요소의 각각은 주요한 명칭으로 언급되고 상기 장치들 사이의 차이점만이 상세하게 서술된다.

자기 조임 주형(S)이 주입 작동중 인젝터(14) 하에서 정렬되는 위치에 있는 주형 스테이션(102, 102')을 각각의 수송장치가 포함한다. 주형 스테이션(102, 102')에서 개구부(104)는 주형(S)의 저부(B) 아래에 제공되며, 이에 따라 상기 장치의 작동중 주형 지지대(74)는 노즐(43)을 갖는 탕도 플레이트(41)와 상부 압반 조립체(32)와 맞물리는 주형을 들어올려서 맞물리도록 수직으로 승강된다. 수송장치(24)는 연속 체인 선형 컨베이어 장치(105)를 포함한다. 주형은 주형 스테이션(102)으로 이동을 위하여 참조 부호(106)(107)로 제4도에 개략적으로 도시되고 제5도에 도시된 두개의 거리를 두고 배치된 동기체인 상에 지지된다.

수송장치(24')의 제2의 실시예에서 주형은 둥근 테이블(108)을 둘러싸는 거리를 둔 간격에 배치된다. 개구부(104')는 테이블(108)이 지지프레임(12)과 맞물려서 회전함에 따라 주형과 주형 지지대(74)의 맞물림을 허용하는 테이블상에 배치된 각 주형 아래에 제공된다. 일단 주입 작용이 완전해진다면 수송장치(24, 24')는 다음 스테이션에 주형을 전달하기 위하여 사용된다.

장치(10)의 바람직한 실시예에서 본 발명의 제어장치(20)는 주입작용을 위한 위치내로 수송장치(24)를 거쳐 또는 수동으로 주형의 이동으로 좌표를 갖춘 온도 제어기(22)와 승강장치(18), 압출기(16), 인젝터(14)의 작용의 모든면을 제어하기 위하여 프로그램이 가능하다. 제어장치는 장치(10)용 주전원 공급장치(도시안됨)를 포함한다. 부가적으로 제어장치는 장치(10)의 작동중 주입 실린더(45), 승강 실린더(86), 차단 밸브(70), 체크 밸브(68), 압출기(16)를 작동하는 유압 유닛(21)을 포함한다. 유압유닛(21)은 2500psi의 최대 압력을 가지는 종래의 폐쇄 루프 유동 및 밸브 장치이다. 압력 및 온도 안전 스위치는 또한 제공된다.

제어장치(20)는 또한 상기 장치의 매일의 작동중 작동자에 의하여 사용을 위한 제어 패널(112)과, 상기 장치(10)의 작동을 위한 미리 에정된 바람직한 설정 및 작동조건을 프로그램하기 위한 종래의 프로그램 가능한 컴퓨터(110)를 포함한다. 바람직한 실시예에서 작동자 제어 패널(112)은 신시나티-일레트로 시스템(Cincinnati-Electro System) 4045이며, 이는 자동 사이클의 작동을 포함하며 모드 장치 기능을 제어하고 설정하나 제어 패널은 다수의 상업용 작동자-인터페이스 스테이션중의 하나일 수 있다. 안전 스위치와 센서는 주입 작용과 승강장치(18)에 의하여 주형에 압력을 가하고 주형(S)의 바람직하지 않은 이동을 방지하기 위하여 제어장치와 연결되어 제공된다.

예를들면 압출기 속도를 결정하기 위한 로울러(11a)를 갖는 센서(111)는 바라는 것처럼 유지된 압출기(16)의 작용을 보장하기 위하여 제공된다.

바람직한 예압의 경우에 온도와 작동조건은 주입 작용의 시작전 또는 작용중 제어장치(20)에 만족스럽게 제공되지 않으며 상기 안전 스위치는 장치의 작동을 방지하기 위하여 작동한다. 부가적으로 자동자 제어패널(112)은 이장치를 작동자가 차단할 수 있도록 수동 안전 스위치(D)를 포함한다.

이 장치(10)의 작동전에 성형되는 것이 바람직한 아이템의 작동 제어변수가 제어 장치(20)내로 프로그램된다. 상기 작동변수는 유압 유닛과 같은 작동요소에서 모니터되는 바람직한 온도와 압력, 행정거리, 분리력 또는 승강장치 저항압, 주입압, 주입작동전, 중, 후에 주형(S)의 위치, 인젝터 충전율, 주입율, 재료 경화시간, 여러요소를 위해 설정된 속도, 재료온도, 압력과 유동율을 인젝터(14), 압출기 스크류(58)내의 재료의 체적, 시간당 성형되는 아이템의 수, 성형되는 아이템의 치수를 포함한다.

제어장치(20)에 제공된 정보에 따르면 자동 사이클은 작동자의 간섭없이 장치(10)를 작동하기 위하여 개발가능하다. 선택적으로 작동자 제어 패널(112)은 필요하다면 사이클 사이에 장치를 기동 및 정지시키기 위하여 사용가능하다.

일단 제어장치(20)의 프로그래밍이 완료되면 주형(M)이 수송장치(24)를 거치거나 또는 수동으로 주형 스테이션(104)에 제공될때 주형 사이클이 시작된다. 주형은 수송장치 컨베이어(105)에서 방출되고 승강장치(18)는 노즐(43)과 상부 압반 조립체(32)와 맞물리는 주형 지지대(74) 상에 주형을 수직으로 들어올리기 위하여 작동된다. 승강장치(18)의 주형 지지대(74)는 성형재의 주입중 주형(S)의 위치와 주형을 유지하기에 필요한 힘으로 상부 압반 조립체(32)와 주형(S)이 맞물린다.

인젝터(14)는 성형재가 상술한 온도와 압력 변수내에 있을때 약 3~4초 동안 주형내로 인젝터 유닛(42)에서 성형재를 주입하기 위하여 작동한다. 성형재는 노즐(43), 실린더 통로(126), 노즐 지지구(44)에 있는 통로(49)를 통하여 인젝터 유닛(42)에 있는 내부 공동(50)에서 탕도 플레이트(41)까지 주입된다. 일단 탕도 플레이트(41)에서 성형재는 내부 주형 공동(52)까지 탕구(54)와 맞물리는 제2의 통로(122)와 개구부(124)(125)까지 개구부(120)를 통과한다.

주입 완료후, 주형은 상부 압반 조립체(32)와 노즐(43)의 탕도 플레이트(41)와 맞물리는 것에서 해제된다. 주입의 완료시 차단 밸브(70)는 노즐(43)까지 성형재의 유동을 방지하기 위하여 폐쇄위치로 작동된다. 인젝터 유닛(42)의 충전이 개시된다. 압출기(16)의 매개 변수가 상술한 바람직한 범위내에 있을때까지 충전이 계속된다. 바람직한 실시예에서 충전과정은 약 4~5초 동안 지속된다. 주형의 방출과 동시에 수송장치(24)는 다음 성형 주기동안 주형(S)을 제공하며 주형 스테이션(102)에서 완성된 주형을 이동함에 의하여 주형 주기를 완성하기 위하여 작동한다. 이 장치의 바람직한 실시예에서 각 주기의 시간은 정확하게 15초이다.

상기 장치의 바람직한 형상은 상술한 바와 같다. 그러나 다른 장치와 비교되는 특징과 이점을 얻기 위하여 바람직한 실시예로의 변경이 이 기술분야의 통상의 사람에게는 용이하다.

Claims (13)

1. 성형재를 자기 조임 주형내로 주입하는 장치에 있어서, 간격을 둔 플레이트들 중의 각각에 형성된 C형 개구부와 이 플레이트들을 상호 연결하는 지지봉과 상기 플레이트를 갖는 지지 프레임과, 압력하의 상기 자기 조임 주형의 내부 주형 공동내로 성형재를 주입하기 위한 인젝터와, 상기 인젝터에 성형재를 공급하기 위한 압출기와, 상기 성형재의 온도를 제어하기 위한 온도 제어기와, 상기 자기 조임 주형과 맞물리는 승강용 상기 프레임상에 지지되고, 상기 인젝터에 의하여 상기 자기 조임 주형의 상기 내부 성형 공동내로 성형재의 주입중 상기 주형에 가해진 힘에 저항하는 25톤 이하의 힘으로 상기 주형에 맞물리는 승강 장치로 구성되는 성형재의 주입장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 장치의 작동중 성형재의 주입을 자동적으로 제어하기 위한 프로그램가능 컴퓨터를 포함하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 승강장치는 상기 인젝터에 의한 성형재의 주입중 상기 주형의 전체의 내부 주형 공동의 단면적에 작용하기에 필요한 압력의 약 1/4의 압력으로 상기 주형과 맞물리는 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 압출기는 분당 최소 3배의 속도로 상기 내부 주형 공동을 채우기 위하여 상기 인젝터에 성형재를 공급할 수 있는 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 간격을 둔 플레이트에 의하여 형성된 상기 C형 개구부내에 상기 인젝터와 맞물리기 위하여 정렬위치에 자기 조임 주형을 공급하기 위한 수송장치로 또한 구성되는 장치
6. 제5항에 있어서, 상기 수송장치는 상기 인젝터와 정렬된 상기 C형 개구부내에 배치된 주형 스테이션을 갖는 장전 컨베이어로 구성되는 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 장전 컨베이어는 상기 인젝터와 정령되어 이동하는 복수의 주형 스테이션을 갖는 회전식 컨베이어로 구성되는 장치.
8. 제4항에 있어서, 상기 온도 제어기는 상기 인젝터와 상기 압출기의 부분을 둘러싸는 정규의 재킷으로 구성되는 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 온도 제어기는 또한 상기 주형과 맞물리는 고정 가열 압반 조립체로 또한 구성되는 장치.
10. 제9항에 있어서, 예정 압력과 온도, 작동 조건이 주형태로 성형재의 주입과 승강장치의 작동전에 만족되지 않는 경우에 상기 승강장치에 의하여 상기 주형에 압력을 가하는 것을 방지하기 위한 안전록을 포함하는 장치.
11. 자기 조임 주형내로 성형재를 주입하는 방법에 있어서, 승강장치를 사용하여 인젝터와 맞물리는 조여진 지지 프레임에 상기 주형을 지지하고, 상기 자기 조임 주형에 있는 노출된 탕구의 영역의 함수로서 성형재의 주입중 상기 자기 조임 주형의 위치와 조건을 유지하는 상기 승강장치에 의하여 적용되고 상기 자기 조임 주형내로 성형재를 주입하기에 필요한 압력을 예정하며, 상기 인젝터내로 성형재를 전달하고, 상기 자기 조임 주형에 전달된 성형재의 온도를 제어하며, 상기 주형 조건과 위치를 유지하는 승강장치를 사용하여 25톤 이하의 힘을 갖는 상기 프레임내의 상기 주형을 죄는 중에 상기 인젝터를 사용하여 상기 예정압하의 상기 자기 조임 주형내로 성형재를 주입하는 단계로 구성되는 성형재의 주입 방법.
12. 제11항에 있어서, 성형재를 주입하기 위하여 요구되는 압력을 예정하는 단계는 또한 주입 작용을 계산하고 제어하기 위한 프로그램 가능 컴퓨터를 사용하는 단계를 포함하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 인젝터에 성형재를 전달하는 단계는 또한 압출기에서 성형재를 압출하는 단계를 포함하는 방법.