KR960015294B1 - 성형장치 - Google Patents

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KR960015294B1
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쥬니어 루셀 에프. 웨이마우스
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젠텍스 코오포레이숀
레오나드 피. 프리더, 쥬니어
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Abstract

내용없음.

Description

성형장치
제 1 도는 본 발명의 일실예를 보여주며 절단부를 갖는 부분 단면도.
제 2 도는 다양한 부품의 전기작동 사이의 시간관계를 도시하는 그래프.
제 3 도는 다양한 배율을 갖는 일련의 렌즈의 상대질량을 도시하는 그래프.
제 4 도는 다양한 배율을 갖는 일련의 렌즈의 대표적인 압축 성형압력을 도시하는 그래프.
제 5 도는 높은 음의 배율을 갖는 렌즈를 성형하기 위하여 비교적 낮은 압축압력을 제공하는 본 발명의 제 2 실시예의 부분 단면도.
제 6 도는 약간 음의 배율 또는 양의 배율을 갖는 렌즈를 성형하기 위하여 비교적 높은 압축압력을 제공하는 본 발명의 제 2 실시예의 부분 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 호퍼 12 : 스크류컨베이어
14 : 서어보모터 16 : 바렐
20, 26 : 기준원 22, 24 : 차동증폭기
18, 24 : 감지기 30 : 히터
32 : 탕구 34 : 탕구히터
36 : 통로 38 : 노즐
40 : 로드 42 : 작동기
44 : 노즐히터 46 : 고정형틀부재
48 : 교배구멍 55 : 형틀부재
56 : 냉각탕로 60 : 가동피스톤
66 : 유압작동기 70 : 요크
76 : 공기압원 80 : 시간간격조절자
90 : 유압원 92 : 레귤레이터
본 발명은 서로 다른 광학배율을 갖는 일련의 광학렌즈 같은 다양한 부피의 형상의 하나이상의 물품을 성형하기 위한 장치에 관한 것이다. 완성된 물품에서 표시선을 없애기 위하여 용융플라스틱의 파리손(parison)덩어리가 배압없이 다양한 채적의 형틀공동(cavity)속에 주입되고 그후에 공동은 압축되어 형틀공동내에 압력을 만든다. 성형재료를 용융시키는 충분한 높은 온도와 소정의 높은 압력에서 성형재료를 공급하여 파리손덩어리가 가장 효과적으로 조절되는 것이 발견되었다.
용융된 재료는 밸브를 통하여 형틀공동에 연결되며 유동하는 성형재료의 덩어리는 밸브가 개방되는 동안의 시간에 위하여 조절된다. 또한 압축성형의 압력은 물품의 형상 또는 질량의 함수로서 변화하여야 하는 것이 발견되었다. 예를들어 높은 배율의 오목렌즈는 낮은 성형압력을 가져야 하며 높은 배율의 볼록렌즈는 높은 성형압력을 가진다. 가변적으로 작동되는 작동기에 의하여 이들 다양한 성형압력을 제공할 수도 있다. 다른 방법으로 고정된 작동의 작동기에 의하여 구동된 가변적인 기계적 이점을 갖는 기계를 이용하여 이들 다양한 성형압력을 얻을 수도 있다.
본 발명의 한 목적은 소정의 고압에서 용융된 성형재료의 파리손동어리의 유동이 밸브의 작동시간을 조절하여 조절되는 성형장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가변체적의 형틀공동내의 파리손덩어리에의 압축압력이 성형될 물품의 형상 또는 부피에 따라서 조절되는 압축성형장치에 관한 것이다.
본 발명의 또다른 목적들은 다음의 설명으로부터 나타날 것이다.
일반적으로 본 발명은 가동피스톤을 포함하는 가변체적의 형틀공동을 제공한다. 소정의 고온과 소정의 고압에서 용융된 성형재료의 공급은 작동밸브를 통하여 형틀공동에 연결된다. 이 밸브는 소정의 시간동안 작동하여 일반적으로 대기압의 일정압력을 갖는 형틀공동속으로 파리손덩어리의 자유점성 유동을 만든다. 형틀공동내에 용융된 재료의 계속되는 압축은 가변기계적 이점을 갖는 기계를 통하거나 직접 피스톤에 결합된 작동기에 의하여 얻어진다. 첫번째 경우에서 압축압력은 작동기의 여기를 변화시켜 조절된다. 두번째 경우에서 작동기는 고정된 여기를 갖는 반면 기계의 기계적 이점이 변화할 수 있다. 가변기계적 이점을 갖는 하나의 이런 기계는 편심기 또는 크랭크를 피스톤에 결합하는 커텍팅로드와 함께 편심기 또는 크랭크로 구성될 수도 있다.
랄리버트(Laliberte)의 특허 제 4364878호는 형틀공동 속으로 소정체적의 용융된 성형재료를 주입하는 보조피스톤과 실린더에 의하여 파리손덩어리가 제공되는 파리손 압축성형장치를 보여준다. 이런 장치는 단일 물품을 성형하는데에도 기계적으로 복잡하며 서로다른 형상과 부피를 갖는 다수의 물품의 성형되는 경우는 더욱 복잡해진다.
바카라(Bakalar)의 특허 제 4664854호는 바리손덩어리가 가체변적의 형틀공동 위에 있는 한계 스톱에 의하여 조절되는 다수의 서로다른 부피와 형상의 물품을 성형하기 위한 장치를 보여준다. 형틀공동내의 배압이 주입압력과 같아지고 더이상의 용융플라스틱의 유동이 없는 상태에 한계 스톱이 도달할 때까지 용융플라스틱이 주입된다. 한계스톱은 공동이 주입된 플라스틱보다 큰 체적을 갖는 것을 막아 형틀공동내의 압력이 일정하게 유지되므로 바카라의 장치는 오목렌즈에 표시선을 만든다. 이 장치는 서로 같거나 서로 다른 부피 또는 형상을 갖는 것에 상관없이 각각의 형틀공동에 같은 압력을 제공한다.
도면의 제 1 도에 관하여 호퍼(10)속으로 폴리카보네이트 같은 플라스틱 입자가 장입된다. 이 입자는 스크류(12)에 의하여 챔버 또는 바렐(16)속으로 운반된다. 스크류 컨베이어(12)는 변속 서어보모터(14)에 의하여 회전된다. 바렐(16)은 전기히터(30)에 의하여 가열된다. 바렐온도감지기(24)는 수동으로 조정가능한 기준원(26)으로부터 전기신호가 공급되는 차동증폭기 또는 비교기(28)의 입력에 연결되어 457 내지 625℉를 나타낸다. 차동증폭기(28)의 출력은 히터(30)을 여기시켜 기준값에서 바렐(16)내의 용융플라스틱의 온도를 유지시킨다. 전류는 증폭기(28)로부터 히터(30)을 통하여 회로접지로 흐른다. 바렐(26)에는 또한 비교기 또는 차동증폭기(22)의 한 입력에 연결된 압력감지기(18)이 제공된다. 비교기(22)에는 수동으로 조절가능한 기준원(20)으로부터의 전기신호가 제공되어 인치당 200 내지 1200파운드를 나타낸다. 차동증폭기(22)의 출력은 서어보모터(14)를 구동시켜 바렐(16)내의 압력을 기준값으로 유지시킨다. 전류는 증폭기(22)로부터 모터(14)를 통하여 회로접지로 흐른다. 기준원(20)과 (26), 감지기(18)과 (24), 증폭기(22)와 (28)에는 또한 도시되지 않은 회로접지 연결부가 제공된다. 용융플라스틱은 탕구히터(34)가 제공된 탕구(32)를 통하여 4개의 해당형틀의 각각에 대한 (36), (36a), (36b)를 포함한 4개의 통로가 제공된 매니폴드(47)속으로 유동한다. 통로(36)은 노즐(38)과 공기작동기(42)의 수직이동조절로드(40)을 포함하는 밸브에 연결된다. 조절로드(40)의 하부위치에서 밸브가 폐쇄된다. 로드(40)은 이 위치로 탈력적으로 기울어질 수도 있다. 공기압력이 파이프(79)를 통하여 받아들여져 조절로드(40)을 일으키고 용융플라스틱이 유동하게 한다. 노즐(38)에는 노즐히터(44)가 제공된다.
고정형틀부재(46)은 오목렌즈의 외부 또는 볼록표면을 이루는 오목삽입체 위에 설치된다. 노즐(38)은 형틀부재(46)속에 형성된 교배구멍(48)을 통하여 뻗는다. 형틀부재(46)은 히터(52)에 의하여 고온유지된다. 매니폴드(47)에는 다수의 즉(37)과 (37b) 같은 4개의 의존핀이 제공된다.
이 부품들은 형틀의 고정 또는 "A"측을 구성하여 P는 수평분리 평면을 나타낸다.
형틀의 "B" 또는 가동측은 파이프(100)을 통하여 유압에 의하여 유지되는 위치로부터 떨어져 탄력적으로 하부로 기울어진 유압작동기(74)의 로드(75)에 설치된 스파이더(spider) 또는 사각부재를 포함한다. 핀(37)과 (37b)는 부재(53)같은 해당구멍들을 통과하여 뻗는다. 형틀부재(55)는 스파이더(53)에 고정된다. 냉각탕도 (56)은 부재(55)내에 형성되어 노즐(38)로부터 분리평면(P) 아래의 형틀공동으로 뻗는다. 냉각탕도(56)은 어떤 적당한 단면을 가질 수 있으며 예를들어 2mm깊이를 갖는 직사각형이 된다. 부재(55)내부에는 오목렌즈의 내부 또는 오목표면을 형성하는 볼록형틀삽입체에 고정되는 가동피스톤(60)이 설치된다. 부재(55)는 히터(57)에 의하여 고온으로 유지된다. 부재(55)에는 요크(70)이 설치된 브래킷(68)이 고정된다. 요크(70)은 핀(72)에 의하여 피봇가능한 유압작동기(66)을 지지한다. 유압작동기(66)에는 하방으로 수직하게 움직이는 출력로드(64)가 제공된다. 로드(64)는 핀(62)에 의하여 실린더(60) 피봇연결된다. 라인(97) 위의 유압은 로드(64)를 상부로 도시된 위치까지 이동시킨다. 피봇(62)와 (72)는 피스톤(60)의 토오킹(torquoing) 또는 콕킹(cocking)없이 로드(64)와 피스톤(62)의 축이 중심을 벗어나게 한다. 공기압력원(76)은 라인(78), (78a), (78b), (78c)에 압축공기를 제공한다. 라인(78)은 밸브(D)를 통하여 라인(79)에 연결된다. 라인(78a), (78b), (78c)는 다른 3개의 형틀에 대한 하당밸브에 연결된다. 시간간격조절기(80)에는 수동조절기(82), (82a), (82b), (82c)가 제공되어 3 내지 18초 동안의 작동신호를 각각의 라인 (84), (84a), (84b), (84c)에 제공한다. 라인(84)는 밸브(D)를 전기적으로 작동한다. 라인(84a), (84b), (84c)는 다른 3개의 형틀에 대한 해당밸브들을 전기적으로 작동한다.
유압원(90)은 수동조정기(94), (94a), (94b), (94c)가 제공된 레귤레이터(92)에 연결되어 각각의 라인(96), (96a), (96b), (96c)에 조절된 압력을 부여한다. 라인(96)은 밸브(E)를 통하여 라인(97)에 연결된다. 라인(96a), (96b), (96c)는 다른 3개의 형틀에 대한 해당밸브들에 연결된다. 유압원(90)은 또한 밸브(C)를 통하여 라인(100)에 결합된 라인(86)에서의 신호는 밸브(E)를 작동시킨다. 라인(86a), (86b), (86c)는 다른 3개의 형틀에 대한 해당밸브를 작동시킨다. 또한 조절기(80)은 밸브(C)를 전기적으로 작동시키는 라인(88)에 신호를 제공한다.
유압작동기(74)는 기초 부재(45)에 고정된다. 기초부재(45)와 고정부재(46)과 모터(14)는 모두 도시된 바와같이 공통프레임 또는 기계접지에 고정된다. 히터(52)와 (57)은 삽입체(50)과 (58)을 성형재료의 용융점보다 약간 낮은 온도로 편리하게 유지시킨다. 예를들어 폴리카보네이트는 305℉의 유리천이온도를 가지며 성형삽입체의 전이온도는 210 내지 295℉의 범위를 갖는다.
성형부재가 분리하는 것을 개시점으로 추측할 수 있다. 라인(100)에 유압이 없는 경우에서 로드(75)는 하부로 탄력적으로 이동하여 형틀의 전체 B측이 폐쇄된 위치로부터 하부로 이동하게 한다. 동시에 라인(97)에 유압이 없는 경우 로드(64)는 도시된 위치로부터 형틀부재(55)에 대하여 하부로 이동하여 피스톤(60)과 삽입체(58)을 운반한다. 조절기 (80) 뿐만아니라 밸브(C), (D), (E)에는 도시되지 않은 회로접지 연결부가 제공된다.
제 2 도에서 시간 0초에서 조절기(80)은 라인(98)과 (100)을 통하여 유압원(90)으로부터 작동기(74)로 유압을 연결하는 밸브(C)에 전기적 신호를 제공한다. 이것은 로드(70)을 도시된 위치까지 상부로 이동시켜 형틀을 폐쇄시킨다. 동시에 형틀공동은 그 최종크기보다 약간 커진다. 3초의 시간에서 조절기(80)은 밸브(D)를 개방하는 라인(84)에 신호를 제공한다. 공기압력원(76)으로부터의 공기압력은 라인(78)과 (79)를 통하여 조절로드(40)을 일으키는 공기작동기(42)에 연결된다. 소정의 온도와 압력에서 용융플라스틱은 노즐(38)과 냉각탕도(56)을 통하여 형틀공동 속으로 유동하여 부분적으로 공동을 채운다. 밸브(D)의 3초간의 개방은 점선으로 나타내고 18초 동안의 개방은 실선으로 나타내었다. 밸브(D)은 6초 내지 21초 사이에 폐쇄될 것이다. 24초에서 조절기(80)은 밸브(E)를 작동하는 라인(86)에 신호를 제공한다. 라인(96)에서 조정된 유압은 라인(97)을 통하여 유압작동기(66)에 연결되어 피스톤(60)을 도시된 위치까지 상부로 이동시킨다. 이것은 일정하게 유지되는 소정의 압력까지 형틀내의 플라스틱을 압축하는 동안 물품은 냉각된다. 밸브(E)의 유압출력이 레귤레이터(92)에 의하여 서로다른 다양한 값으로 조정될 수 있는 것을 도시하기 위하여 밸브(E)의 낮은 유압출력은 점선으로 나타내고 밸브(E)의 높은 유압출력은 실선으로 나타내었다. 냉각중에 물품의 크기가 약간 수축할 것이며 피스톤(60)이 상부로 이동하여 형틀내의 일정압력을 유지할 갓이다. 66초에서 조절기(80)은 도체(88)에 신호를 제공하지 않게 되어 밸브(C)를 폐쇄한다. 형틀부재(B)는 하부로 이동하여 형틀을 개방한다. 밸브(E)는 여전히 개방되어 있기 때문에 피스턴(60)은 도시된 위치로부터 형틀부재(55)에 대하여 상부로 이동하여 렌즈 또는 완성된 물품을 방출시킨다. 다음 도시되지 않은 로봇이나 다른 장치가 분리된 형틀부(A)와 (B)로부터 완성된 물품을 제거한다. 69초의 시간에서 조절기 (80)은 라인(86)에서 신호를 제공할 수 없다. 벨브(E)는 폐쇄되고 피스톤(60)은 형틀부재(55)에 대하여 하부로 도시된 위치까지 이동한다. 그후에 72초의 시간에서 하나의 완전한 사이클의 완료되고 조절기(80)은 라인(88)에서의 신호틀 밸브(C)에 제공하여 형틀부(B)를 다시 상부로 이동시킨다.
주입된 파리손덩어리는 밸브(D)의 작동시간에 따라 선형으로 변화한다. 용융플라스틱은 높은 점성을 가지며 그 유동은 층상이다. 따라서 파리손덩어리는 기준원(20)에 의하여 조정된 압력에 따라 선형으로 변화하며 형틀공동속에 배압이 없게 한다. 성형시간은 형틀삽입체(56)과 (58)이 히터(52)와 (57)에 의하여 유지되는 온도에 크게 의존한다. 이 온도가 폴리카보네이트의 유리전이온도 305℉에 접근함에 따라 성형시간은 무한하게 증가한다. 전형적으로 성형사이클에 필요한 시간은 1 내지 3분이며 2분이 대표적이다. "냉각"탕도(56)속의 재료는 후에 절삭 또는 연마에 의하여 기계적으로 보통 제거되지만 성형된 물품의 파리손덩어리의 일부로 생각된다. 어떤 물품에 대하여 밸브(38)은 물품의 표면위에 직접 설치되어 성형된 물품의 계속적인 기계적 진행이 필요하지 않을 수 있다.
비중 1.2를 갖는 폴리카보네이트로 형성되고 2mm의 두께와 76mm의 지름을 갖는 다옵터 O의 렌즈는 대략 10.9그램이다. 제 3 도에서 2mm의 두께를 갖는 디옵터 O의 10.9그램 덩어리와 비교한 지름 76mm의 폴리카보네이트 렌즈의 덩어리가 도시된다. 이 도면에서 렌즈는 "평면"부분을 포함하며 전후방 표면을 같은 곡률을 가지며 배율부분은 볼록배율에 대하여 O의 모서리 두께 또는 오목배율에 대하여 O의 중심두께를 갖는 것으로 추측된다. 볼록렌즈는 디옵터 O의 (1)로부터 디옵터 +4의 (2)까지 선형으로 변화한다. 오목렌즈는 디옵터 O의 (1)에서 디옵터 -4의 (3)까지 선형으로 변환한다.
제 4 도에서 성형압력대 디옵터의 반로그도표가 도시되며 대표적인 압력은 디옵터 -4에서 75psi이고 디옵터 O에서 184psi이며 디옵터 +4에서 450psi인 것을 알 수 있다.
이 도표는 선형이며 디옵터가 선형으로 구성되고 평방인치당 파운드는 로그로 짜여 있다. 오목렌즈에 대하여 압력이 감소되는 것이 특히 중요하다. 만일 과도한 압력이 유지된다면 완성된 렌즈의 오목 또는 내부표면은 편평해지고 충분한 곡률을 갖지 못한다. 따라서 렌즈의 배율은 중심에서 감소되고 근시안에 대하여 부적절한 보정을 가져오고 배율의 변화에 기인하여 시야의 변형을 가져온다. 제 3 도와 제 4 도에서 배율 -2와 +4의 렌즈는 같은 상대질량은 2를 갖지만 완전히 다른 압축성형압력들을 필요로 한다. 만일 압력이 불충분하면 렌즈의 볼록 또는 외부표면에 오목부가 생긴다. 디옵터 -4에서 압력을 대략 67 내지 90psi의 범위에 있고 디옵터 O에서 165 내지 250psi이며 디옵터 +4에서 압력은 대략 405 내지 800psi 범위에 있으며 바렐(16)속에 용융플라스틱의 온도가 550℉가 된다. 성형압력은 기준원(26)에 의하여 조정된 온도에 역으로 변화한다. 평방인치당 성형압력 P는 대략 다음과 같다.
P
Figure kpo00001
Ue0.224D
여기서 U는 평방인치당 대략 165파운드의 하부한계와 평방인치당 파운드로 표시된 상부한계 L 시이의 값이며 L은 대략 다음과 같다.
L
Figure kpo00002
205+45e0.25D
여기서 D는 디옵터로 표시한 렌즈의 배율이고 e는 자연로그의 기수이다. 제 4 도에 도시되고 설명된 대표압력은 U
Figure kpo00003
184이다.
하부한계 U
Figure kpo00004
165는 대표압력의 약 90%에 해당한다. 상부한계는 매우 큰 음의 디옵터에서 L
Figure kpo00005
205로부터 디옵터 -4에서 L
Figure kpo00006
222까지, 디옵터 O에서 L
Figure kpo00007
250까지, 디옵터 +4에서 L
Figure kpo00008
328까지, 보다 큰 양의 디옵터에서 보다 큰 값까지 변화한다.
제 1 도는 본 발명의 실시예를 나타내며 각각의 4개의 형틀공동 피스톤은 해당하는 다수의 레귤레이터(92)에 의하여 다른 압력을 받는다.
제 5 도와 제 6 도는 본 발명의 실시예를 나타내며 각각의 유압작동기는 같은 조정압력을 받으며 서로다른 기계적 장점을 갖는 기계에 의하여 가변성형압력이 제공된다.
제 5 도에서 브래킷(68)과 요크(70)은 재위치하여 핀(72)에 피봇하는 유압작동기(66)의 축은 수평하게 된다. 피스톤(60)의 핀(62)는 커넥팅로드로서 작용하는 링크(106)의 한 단부에 연결된다. 링크(106)의 한 단부와 링크(108)의 다른 단부에 저널(journal)된다. 링크(108)의 다른 단부는 브래킷(112) 위에 설치된 핀(104)에 저널된다. 제 5 도에서 링크(106)과 (108)은 각각 수평에 대하여 대략 40°의 각을 만들며 로트(64)의 축은 수평위치로부터 시계역방향 회전된다.
제 6 도에서 다른 오목형틀삽입체(51)이 제공되어 볼록렌즈를 만든다. 비슷하게 다른 볼록삽입체(59)가 제공되어 볼록렌즈를 만든다. 각각의 링크(106)과 (108)은 수평에 대하여 약 50°의 각을 만들며 로드(64)의 축은 수평으로부터 시계방항으로 회전된다. 링크(106)과 (108)의 각 변화는 삽입체(58)과 비교하여 삽입체(59)를 가지게 되어 라인(96)을 통하여 밸브(E)에 가해지며 또한 각각의 라인(96a), (96b), (96c)를 통하여 다른 3개의 형틀에 대한 해당밸브에 가해지는 하나의 조정된 압력을 만든다.
유압작동기(66)의 각의 방향에서 작은 변화를 무시하고 핀(110)과 (72) 사이의 거리가 링크(106)과 (108)의 길이에 비교하여 크다고 가정하면 유압작동기의 힘은 수평방향과 좌측으로 취하여진다. 이런 가정하에 피스톤(60)에 수직력 V는 링크(106)과 (108)이 수평과 이루는 각 θ의 탄젠트로 곱해진 수평유압작동기힘 H의 1/2과 같다. 즉
V=1/2H tanθ
따라서 제 5 도에서 θ=40°이고 tanθ=0.893이며 피스톤(60)에서 수직력은 유압작동기 (66)에 의하여 제공된 수평력의 0.4195와 같다. 제 6 도에서 θ=50°이고 tanθ=1.192이며 피스톤(60)에서 수직력은 유압작동기(66)에 의하여 제공된 수평력의 0.596과 같다. 제 6 도와 제 5 도에서 피스톤(60)에서 수직력의 비율은 적어도 0.596/0.4195=1.42이다. 실제에서 힘의 비율은 이것보다 약간 크다. 제 5 도에서 작동기(66)의 수평으로 부터 약간의 시계반대방향회전은 결국 약간의 하부방향의 힘 성분을 만들며 피스톤(60)에서 상부방향힘은 하부방향의 힘성분의 1/2로 감소되며 피스톤(60)에서 상부방향의 힘은 이 상부방향힘의 1/2 만큼 증가된다. 각각의 링크(106)과 (108)이 수평에 대하여 45°의 각을 만들때 로드(64)의 축은 수평이 된다. 링크(106)과 (108)은 같이 길이를 가질 필요가 없으며 커텍팅로드(106)은 편심크랭크(108)보다 짧거나 길 수도 있다.
제 5 도와 제 6 도에서 보여진 힘의 넓은 변화는 다만 설명하기 위한 것이고 4개의 서로다른 렌즈의 성형에서 렌즈배율은 서로 매우 비슷하여 렌즈들이 모드 다른 반면에 적어도 같은 " 볼파크(ball park)"를 갖는다. 제 5 도와 제 6 도에서 압축압력의 비율은 1.42를 약간 초과하는 반면 제 4 도는 +4와 -4의 배율렌즈 시이의 압력비율이 6을 초과할 수도 있는 것을 나타낸다. 따라서 하나의 제조공정에서 4가의 형틀공동은 각각 배율 -3.25, -3.5, -3.75 및 -4의 렌즈를 제공할 수도 있다. 다른 제조공정에서 4개의 형틀공동은 각각 배율 +3.25, +3.5, +3.75 및 +4의 렌즈를 재공할 수도 있다. 어떤 배율은 수요가 거의 없거나 과잉공급되었기 때문에 형틀공동이 과잉공급되었다면 계속되는 제조공정에서 4개의 형틀공동은 각각 -0.5, +0.25, +0.5 및 +1의 배율을 갖는 렌즈를 제공할 수도 있다.
제 5 도와 제 6 도에서 적어도 1.42의 비율은 -4 내지 -2, -3 내지 -1, -2 내지 0, -1 내지 +1, 0 내지 +2, +1 내지 +3 또는 +2 내지 +4 같은 두개의 디옵터의 범위내에 4개의 렌즈를 동시 성형할 수 있을 것이다.
노즐(38)을 통한 덩어리와 유동은 기준압력(20)에 비례하며 노즐이 개방된 동안 밸브(D)의 작동시간은 바렐(16)에서 용융성형재료의 밀도에 비례하고 용융성형재료의 점성에 역비례한다. 밀도와 점성은 모두 기준온도(26)의 함수이고 온도의 증가에 따라 감소한다. 밀도에 대한 점성의 비율은 동적점성이며 이것은 온도에 덜 의존한다. 따라서 덩어리유동은 기준압력(20)에 비례하고 밸브노즐이 개방되는 동안의 시간에 비례하고 용융성형재료의 동적점성에 역비례한다. 노즐(38)과 냉각탕도(56)은 파리손덩어리의 유동에 두가지 구속을 제공한다.
본 발명의 목적을 성취한 것을 알 수 있을 것이다. 형틀공동 속으로의 소정의 파리손덩어리의 주입은 소정의 온도에서 용융성형재료의 공급에 연결된 밸브의 작동시간에 의하여 조절되며 따라서 소정압력에서 동적점성에 의하여 조절된다. 형틀공동 속으로 파리손덩어리가 유동하는 동안 그 속의 압력은 일정하게 유지되어 유동속도는 성형재료의 공급압력에 비례한다. 서로다른 질량과 형상을 갖는 다수의 물품의 압축성형에서 형틀공동들은 다른 압력을 받는다. 이런 다른 압력들은 서로 다르게 여기된 다수의 해당작동기에 의하여 구동된 가변기계적 장점을 갖는 기계를 이용하여 얻어진다. 가변기계적 장점을 갖는 기계는 한쌍의 링크를 제공하여 얻어지며 그중 한 링크는 피봇가능한 편심기 또는 크랭크로서의 기능을 갖고 다른 링크는 편심크랭크와 형틀피스톤을 상호 연결하는 커넥팅로드로서의 기능을 갖는다. 작동기의 피봇가능한 설치는 작동기의 힘 아래서 피스톤은 콕킹을 피한다.
어떤 특징과 이들 조합은 실용성이 있으며 다른 특징과 이들 조합과 관련없이 이용될 수 있다. 이것은 특허청구의 범위에 의하여 고찰되고 특허청구범위내에 있다. 또한 다양한 변화가 본 발명의 취지를 벗어나지 않고 특허청구의 범위내에서 상세히 만들어질 수 있다는 것은 명백하다. 예를들어 작동기(42)는 공기압 대신에 전기 또는 유압식이 될 수도 있다. 비슷하게 만일 전기작동기가 라인(86)에 의하여 직접 작동된다면 작동기 (66)은 공가압 또는 전기식이 될 수 있다. 라인(86)에서 전압의 변화는 전기작동기(66)의 여기를 직접 변화시킬 것이다. 라인(86a), (86b), (86c)에서 각각의 전압변화는 다른 3개의 형틀에 대한 전기작동기의 여기를 변화시킨다. 이런 전압변화는 제 2 도의 점선과 실선곡선(E)에 의하여 지시된다. 적기작동기가 라인(88)에 의하여 직접 작동된다면 유압작동기(74)는 공기압 또는 전기작동기가 될 수 있다. 탕구히터(34), 노즐히터(44), A측 형틀히터(52)와 B측이 수평으로 이동하고 분리평면(P)가 수직이 되는 보다 표준형상에서 형틀이 배향될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 작동기(42), (66), (74)는 탄력적인 반복운동과 함께 단일 작용하기 보다는 이중작용할 수 있다. 조절로드(40)에 의한 개방 및 폐쇄노즐(38)의 시간을 중요하기 때문에 작동기(42)는 이중작용을 갖는 것이 바람직하고 공기압원(76)을 다른 밸브를 통하여 작동기(42)의 상단부에 연결함으로 로드(40)을 하부로 이동시킬 수도 있다. 밸브(C)와 이런 다른 밸브는 조절기(80)에 의하여 조정되어 밸브(D)가 폐쇄될 때 다른 밸브는 개방되며 밸브(E)가 개방될 때 다른 밸브는 폐쇄된다. 피스톤(60)은 어떤 렌즈에 대하여는 원형윤곽을 가질 수 있지만 다른 물품에 대하여는 타원, 정방형 또는 장방형 같은 다른 윤곽을 가질 수도 있다.
토글-클램프는 기술상 잘 알려져 있으며 B측 스파이더 또는 플레이트(53)의 평행을 유지하는 한쌍의 서로 반대로 구동되는 토글로 구성된다. 직접 작용클램프로서 유압작동기(74)를 사용하기 보다는 한쌍의 토클을 구동하기 위하여 사용하여 토글이 제공할 수 있는 높이 배가된 힘때문에 낮은 유압을 갖는 A와 B형틀측 사이에 높은 조임력을 얻게 한다.
A 와 B형틀측을 같이 조일뿐 아니라 형틀공동을 압축하기 위하여 B형틀측에서 전체 힘이 사용되는 것이 제안되었다. 전형적으로 4개의 렌즈형틀에 대한 조임력은 100000파운드이다. 4개의 76mm 렌즈의 면적은 거의 28평방인치이다. 디옵터 -4의 렌즈에 대하여 압축압력은 75psi이고 총 압출력은 2100파운드이다. 따라서 B형틀츨에서 전체 힘은 100000+2100=102100파운드이다. 만일 ±1% 즉 1000파운드의 오차가 있다면 전체 힘과 조임력에서 압축력은 ±95%의 부적합안 상당한 오차의 2100±2000파운드가 될 것이다. 두개의 커다란 각각의 수에서 작은 오차는 그 차이가 점점 작아질수록 그 차이에서의 오차는 점점 커진다는 것을 알 수 있을 것이다. B형측에 가해진 힘에 의존하지 않고 각각의 형틀공동의 압축압력을 직접 조절하는 것이 훨씬 바람직하다는 것이 발견되었다.
본 발명은 다양한 질량과 배율을 갖는 일련의 렌즈를 성형하는데 특별한 용도를 갖는 반면 서로다른 질량과 형상을 갖는 다양한 물품의 성형에 응용할 수 있다. 그러므로 이해하기 위하여 본 발명은 도시되고 설명된 내용에 대하여 제한되어서는 안된다.

Claims (15)

  1. 제 1 물품을 형성하기에 적합한 제 1의 가변체적의 형틀공동과, 제 2 물품을 형성하기에 적합한 제 2의 가변체적의 형틀공정과 , 성형재료를 용융하기에 충분히 높은 소정의 온도와 소정의 고압에서 성형재료를 공급하기 위한 수단과, 제 1의 공동에 상기 공급수단을 연결하기 위한 제 1의 작동가능밸브를 포함하는 수단과, 상기 공급수단을 제 2의 공동에 연결하기 위한 제 2의 작동가능밸브를 포함하는 수단과, 제 1의 물품의 질량과 같은 용융재료의 파리손덩어리의 제 1공동속으로 균일한 속도로 유동하는데 필요한 시간동안 제 1 밸브를 작동하는 수단과, 제 2의 물품의 질량과 같은 용융재료의 파리손덩어리의 제 2 공동속으로 일정한 속도로 유동하기 위하여 필요한 제 2의 시간동안 제 2의 밸브를 작동하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 소정의 질량을 갖는 제 1 및 제 2 물품을 파리손성형하기 위한 장치.
  2. 물품을 형성하기에 적합한 가변체적의 형틀공동과, 성형재료가 용융하기에 충분히 높은 소정의 온도와 소정의 고압에서 성형재료를 공급하기 위한 수단과, 상기 공동에 상기 공급수단을 연결하기 위한 작동가능밸브를 포함하는 수단과, 상기 물품의 질량과 같은 용융재료의 파리손덩어리의 공동속에 균일한 속도로 유동하기 위하여 필요한 소정의 시간동안 밸브를 작동하는 수단과, 상기 공동속으로 파리손덩어리가 유동하는 동안 그 속에 압력이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 소정의 질량을 갖는 제 1 및 제 2 물품을 파리손성형하기 위한 장치.
  3. 제 1의 물품을 성형하기에 적합한 제 1의 가변체적의 형틀공동과, 제 2의 물품을 성형하기에 적합한 제 2의 가변체적의 형틀공동과, 제 1 및 제 2의 공동에 소정의 질량을 용융성형재료를 공급하기 위한 수단과, 형틀공동속에 상기 용융재료의 제 1 압력을 만들기 위하여 제 1 형틀공동을 압축하기 위한 제 1 작동기를 포함하는 수단과, 형틀공동속에 용융재료의 제 2 및 다른 압력을 만들기 위하여 제 2 형틀공동을 압축하기 위한 제 2의 작동기를 포함하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 서로다른 형성 또는 질량을 갖는 제 1 및 제 2 물품을 압축성형하기 위한 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 제 1 또는 제 2 작동기는 피봇설치된 것을 특징으로 하는 서로다른 형상 또는 질량을 갖는 제 1 및 제 2 물품을 압축성형히기 위한 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 또는 제 2 공동은 같은 면적을 갖는 제 1 및 제 2 피스톤을 포함하며, 제 1 및 제 2 피스톤은 유사하며, 상기 제 1 공동압축수단은 제 1의 힘을 만들기 위하여 제 1 작동기를 여기하기 위한 수단을 포함하며, 제 2 공동 압축수단은 제 2의 힘을 만들기 위하여 제 2 작동기를 다르게 여기하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 서로 다른 형상 또는 질량을 갖는 제1및 제2물품을 압축성형하기 위한 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 제 1 및 제 2 공동은 같은 면적의 제 1 및 제 2 피스톤을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 작동기는 유사하며 같은 힘을 만들기 위하여 비슷하게 여기되고, 상기 제 1 공동압축수단은 상기 제 1 피스톤에 제 1 작동기를 연결하기 위한 제 1 의 기계적 장점을 갖는 제 1의 기계를 포함하는 수단으로 구성되고, 상기 제 2 공동압축수단은 상기 제 2 피스톤에 제 2 작동기를 연결하기 위한 제 2 및 다른 기계적 장점을 갖는 제 2의 기계를 포함하는 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 서로다른 형상 또는 질량을 갖는 제 1 및 제 2 물품을 압축성형하기 위한 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 또는 제 2의 기계는 피봇가능한 편심기와 커넥팅로드로 구성되는 것을 특징으로 하는 서로다른 형상 또는 질량을 갖는 제 1 및 제 2 물품을 압축성형하기 위한 장치.
  8. 한쌍의 형틀측과, 상기 물품을 형성하기에 적합한 기변체적의 형틀공동을 제공하기 위하여 상기 양측을 서로 조이기 위한 수단 및 상기 형틀공동을 압축하기 위한 작동기를 포함하는 수단과, 상기 조임수단과 관계없이 작동가능한 수단으로 구성되고 상기 공동에 상기 작동기를 연결하기 위한 가변적 기계장점을 갖는 기계를 포함하는 압푹수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품을 압축성형하기 위한 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 기계는 피봇가능한 편심기와 커넥팅로드로 구성되는 것을 특징으로 하는 물품을 압축성형하기 위한 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 작동기는 피봇설치는 되는것을 특징으로 하는 물품을 압축성형하기 위한 장치.
  11. 소정의 질량을 갖는 물품을 성형하기 적합한 가변체적의 형틀공동과, 성형재료를 용융시키기에 충분한 소정의 고온과 소정의 고압에서 성형재료를 공급하기 위한 수단과, 상기 공동수단을 연결하기 위한 작동가능밸브를 포함하는 수단과, 상기 물품의 질량과 같은 용융재료의 파리손동어리의 공동속으로 균일한 속도로 유동하는데 필요한 소정의 시간동안 밸브를 작동하는 수단과, 상기 형틀공동을 압축하기 위한 작동을 포함하는 수단과, 상기 공동에 상기 작동기를 연결하기 위한 가변적 기계장점을 갖는 기계를 포함하는 수단으로 구성되는 압축수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 기계는 피봇가능한 편핌기와 커넥팅로드로 구성되는 것을 특징으로 하는 성형장치.
  13. 11 항에 있어서, 상기 작동기는 피봇설치되는 것을 특징으로 하는 성형장치.
  14. 제 11 항에 있어서 상기 물품은 음의 배율을 포함하는 일련의 렌즈중의 하나인 것을 특징으로 하는 성형장치.
  15. 일련의 렌즈의 형성하기에 적합한 가변체적의 형틀공동과 형틀공동속에 용융성형재료의 소정압력 P를 만들기 위하여 상기 형틀공동을 압축하기 위한 수단에서 상기 평방인치당 파운드는 대략
    P
    Figure kpo00009
    Ue0.224D
    이고 여기서 U는 평방인치당 대략 165파운드의 하한과 평방인치당 L파운드의 상한사이의 값을 가지며 L은 대략
    L
    Figure kpo00010
    205+45e0.25D
    이며 여기서 D은 디옵터로 표시한 렌즈의 배율이며 e는 자연로그의 기수인 것을 포함하는 음의 배율로 구성되는 일련의 렌즈들을 압축성형하기 위한 장치.
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