KR100363509B1 - 주조장치및주조장치용어뎁터 - Google Patents

Abstract

열경화성 플라스틱을 가열가능한 주형(1)내로 도입함으로써, 주형으로 부터 방출될 수 있는 방법으로 최소한 주조물이 주조될 수 있을 정도의 주형내에서 상기 플라스틱이 열적으로 경화되는 본 발명의 주조 장치는, 열경화성 플라스틱을 저장부와 상기 저장부 내로 주형(1)내로 플라스틱을 공급하기 위한 공급수단을 포함하고, 상기 주형은 적어도 주조될 주조물의 길이부를 따라 연장되는 흡힙구를 가지며, 상기 주조 장치는 플라스틱용 공급수단(20, 221, 23)이 정렬되고, 어뎁터가 연결될 때 어뎁터(2)에 제공된 방출구(23)가 주형(1)의 흡입구에 밀봉되고 일체화되도록 정렬될 수 있는 방법으로 주형(1)에 연결될 수 있는 분리 어뎁터(2)를 포함한다.

Description

주조 장치 및 주조 장치용 어뎁터

상기 종류의 주조 장치는 광범위한 각종 주조물 제조용으로 공지되어 있다. 특히 플라스틱 물통 또는 이와 유사한 물질과 같은 비교적 박벽의 주물을 제조하기 위한 상기 장치는, 예를 들면 유럽 특허원 제 0 629 483호로부터 공지되어 있으며, 이는 상기 박벽 주조물, 예를 들면 장식성 패널 및 적합한 주형의 제조방법을 기술하고 있다. 상기 주조물을 성형하는 주형의 성형영역내로 있는 유입구는 성형영역 및 주조물 길이의 주부분(30% 내지 100%)에 걸쳐 유사하게 연장된다. 이것은 주형 내로 도입될 때 플라스틱의 현저한 교란이 없다는 점에서 장점이 있으며, 결국 경화될 플라스틱에 함유된 장식성 입자는 뚜렷한 장식성입자의 불균질 분포가 주조물 내에 생기는 교란의 결과가 있을 정도로 소용돌이치는 것을 방지된다.

상기 방법 및 이와 관련된 주형은 원칙적으로 조작상 효율적이지만 여전히 특정한 단점을 갖는다. 열경화성 플라스틱, 예를 들면 에폭시 수지가 주형의 성형 영역내로 공급되는 공급 수단은 채널을 통해 주형내로 통합된다. 주형온도가 에폭시 수지의 겔화 온도 이상이어야 하기 때문에, 주조물 제조시(열경화시)에, 공급수단의 에폭시 수지는 열적 경화되어, 주조물이 주형으로 부터 방출될 때 주조물에 부착된 다음, 폐기물로서 제거된다. 상기 채널이 유입구의 길이 이상 및 보다 그 이상으로 연장된다는 사실의 관점에서, 상기 폐기물은 몇몇 경우에 매우 심각하다.

또한 주형내로 통합되는 공급 수단이 차단될 수 있는데, 이는 열경화 과정이 역시 공급 수단에서 발생되기 때문이며, (주형의 일체된 성분으로서) 또한 겔화 온도 이상의 온도로 가열되기 때문이다. 주형의 성형 영역에서 플라스틱이 열경화할때, 통상의 경화중에 수축이 생긴 다음, 이 수축은 액체 에폭시 수지에 가해지는 대응 압력에 의해 공급 수단(채널)을 통해 공급되는 에폭시 수지의 요구량으로 보상된다. 상기 채널이 완전히 차단되거나 부분적으로 차단된다면, 에폭시 수지의 보충 공급은 불충분할 수 있으며, 이는 표면의 수축 공동(cavity) 또는 단지 불완전하게 부은 주조물을 초래할 수 있다. 그러나, 비록 이것이 상기 경우가 아닐지라도, (차단된) 상기 공급 수단은 각각 주조물을 제조한 후 세척되어야 함에도 불구하고, 이는 한편으로는 고비용을 초래하며 다른 한편으로는 사용되지 않은 주형이 이 시간 동안 방치된다. 또한, 주형의 제조가 더욱 어렵고 주형의 구성부품으로서 공급 수단이 주형내에 리세스되어야 할 정도로 더욱 고비용이다.

US-A-4,097,928은 주형에 합성재료를 공급하기 위한 장치를 설명하고 있는데, 여기에서 혼합헤드와, 혼합실을 형성하는 블록은 주형에 연결된다. 탕구 런너(sprue runner)는 상기 블록을 통하여 주형 캐비티로 연장되고, 차단 슬라이드 밸브가 제공되어 이것은 상기 탕구런너에 연결된 공간내로 연장된다. 상기 블록이 주형 캐비티내로 삽입될 때, 상기 블록은 주형과 동일한 온도까지 가열될 것이다.

본 발명은 각각 독립항인 특허청구의 범위 전문에 다른 주조장치 및 주조장치용 어뎁터에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 주조장치의 실시예의 필수부분을 도시하는 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 어뎁터의 실시예의 1/2을 도시하는 도면이며,

도 3은 본 발명에 따른 주형 어뎁터의 실시예의 다른 1/2을 도시하는 도면이고,

도 4는 조립상태에서의 어뎁터의 평면도이며,

도 5는 도 4의 선 V-V(연결관이 없음)을 따른 단면을 도시하는 단면도이다.

그러므로 본 발명의 목적은 상기 언급된 단점을 제거하는 것이며, 즉 가능한 한 작은 폐기물이 주조물 제조시 생성되고, 공급 수단의 차단 및 연속 세척이 가능한한 완전히 회피되며, 주형 제조가 가능한한 단순한 주조장치를 제안하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 각각 특허청구의 범위의 독립항의 후부분에 기술된 바와같은 주조장치 및 어뎁터에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 주조장치는 플라스틱 공급수단이 배열된 분리 어뎁터를 포함한다. 상기 어뎁터는 접촉면에 의하여 주형에 연결될 수 있는데, 상기 접촉면은 어뎁터에 제공된 배출구를 둘러싸고 어뎁터의 외부치수에 대하여 감소되며, 상기 배출구는 주형의 유입구와 거의 일치되고 유입구에 밀봉되게 배열된다. 공급 수단이 분리 어뎁터에 배열된다는 사실의 결과로서, 어뎁터에서의 공급 수단의 온도는 공급 수단에서 플라스틱의 겔화가 발생하지 않도록 낮게 유지될 수 있다. 어뎁터의 공급 수단의 물질이 겔화되지 않기 때문에, 사실상 주조물에 접착되는 경화 플라스틱 폐기물이 생성되지 않거나 단지 소량의 경화 플라스틱 폐기물이 생성된다. 또한, 공급 수단의 차단이 상기 방법으로 회피되므로, 경화시 발생되는 수축 보상의 관점에서 특히 큰 장점이 있는 추가의 플라스틱의 확실한 공급이 이루어지는데, 이는 수축에 대한 보상을 위해 추가의 플라스틱이 주형내로 공급되어야 하기 때문이다. 또한, 주형의 제조는 실질적으로 상기 방법에 의해 단순화시되는데, 이는 공급 수단이 주형의 구성 부품으로서 주형내로 더 이상 리세스되어서는 않되기 때문이다.

본 발명에 따른 어뎁터는 어뎁터가 연결된 경우, 어뎁터의 배출구가 주형의 유입구에 밀봉되어 있고 실질적으로 주형의 유입구와 일치하도록 성형되는 배출구를 갖는다. 또한 상기 어뎁터는 배출구와 비교하여 크기가 큰 완충 채널(buffer channel)을 가지며, 이 완충 채널은 작업 위치에서 여기에 대략 평행한 배출구 아래로 연장된다. 완충 채널의 이러한 특정 배열의 결과로서, 특히 플라스틱이 장식성 입자를 함유하는 경우, 이들 입자의 분포가 뚜렷하게 불균일성이 아니되도록 하기 위해 주형이 충전되는 경우 플라스틱에 교란이 발생하지 않는다.

특히 본 발명에 따른 주조장치 및 본 발명에 따른 어뎁터의 유리한 추가의 개선점은 특허청구의 범위의 종속항에 기술되어 있다. 또한, 추가의 특별한 점은 어뎁터가 분리냉각 채널을 가지며 이를 통해 냉각 매체(예 : 액체 또는 기체)를 순환시킬 수 있는 추가의 개선점이 있다. 상기 추가의 개선점은 부가적으로 상기 언급된 본 발명의 양성 효과를 증가시킨다. 냉각 매체 대신에 냉각 채널을 통해 순환되는 매체을 예열시킬 수 있으며, 이는 어뎁터를 주조공정시 최적 온도로 예열시키는 것이 편리한 경우 예열 채널로서 작용한다.

본 발명은 도면을 참조로 하여 하기에 더욱 상세히 설명된다. 이들 도면들에 있어서, 부분도 및/또는 단면도는 다음과 같다 :

도 1은 플라스틱용 저장소 뿐만 아니라 펌프 및 관련 제어수단이 도시를 명료하게 하기 위하여 생략된 본 발명에 따른 장치의 실시예의 필수부분을 도시한다. 주형 (1)은 이의 작업 위치에서 주형(1)에 연결된 어뎁터(2)위에 배열됨을 알수 있다. 아직 경화되지 않은, 액체 플라스틱(유동시 에폭시 수지는 상기 열경화성 플라스틱의 실례로서 고려된다)은 어뎁터(2)내로 관(20)을 통해 저장소에서 돌출된 공급관(도시되지 않음)을 이용하여 통과한다. 사실상 전체 공급 수단(공급 수단이 다른 성분의 상세한 설명은 후에 기술된다)은 처음에 에폭시 수지로 완전히 충진된 다음 수지가 어뎁터의 배출구를 통해 통과하고 주형(1)내로 주형(1)의 유입구를 통해 통과할 수 있는 어뎁터(20)에 제공된다.. 작동시, 주형(1)은 아래로부터 수지로 충진된다. 도 1에 있어서, 제조되는 주형의 외형에서, 물통(10)의 침하단위(sink unit)는 파단선을 사용하여 실시예의 수단으로 나타냈다.

어뎁터(2)의 반쪽부(21)는 도 2에 도시되며, 다른 반쪽부(22)의 도시는 도 3에 도시된다. 도 3에서 반쪽부(22)는 완충 채널(221)내로 개방되는 공급구(220)을 갖는다. 완충 채널(221)의 다른 반쪽부 도 2에 나타난 어뎁터(2)의 반쪽부에 제공된다. 이의 중심 양측면에서(즉, 도 3에서, 공급구(220)의 양측면에서), 완충채널(221)은 외부 방향으로 완만하게, 예를들면α= 2.5 °의 각으로 상승된다. 완충 채널(221)의 완만한 기울기의 함수는 하기에 추가로 상세하게 설명될 것이다.

또한 도 2에서, 어뎁터가 밀봉부(D1)에 장착된 후 및 2개의 반쪽부(21 및 22)는 (분리적으로)연결된 후(예를들면, 나사용으로 처리된 구멍을 기호로 나타냄으로써), 2개의 반쪽부(21) 및 (22) 사이에 밀봉 결합되도록 조립되는 경우에 장착된다. 또한 도 2 및 도 3은 각각의 경우에 파단선으로 나타냈으며, 분리된 냉각 채널(222)은 예를 들면 가스 또는 액체의 냉각 매체를 위한 유입구(222a) 및 출구(222b)를 가진다. 상기 냉각 채널(22)과, 어뎁터(2)를 냉각시키는 가능성은 상기 어뎁터(2)가 바람직한 온도에서 유지될 수 있는 방법에 대하여 장점을 가지게 된다. 이러한 점을 지원하기 위하여, 상기 어뎁터는 사용되지 않을 주기 동안에 미리 냉각될 수 있다. 이러한 방법에서, 어뎁터에서 수지 겔화의 문제점을 회피할 수 있으며, 겔화 또는 경화에서 주형내에서 수축에 특히 필요한 수지의 부가 공급을 방지할 수 있다. 각각의 주물 작동사이에서 어뎁터를 청소시키는 것은 이러한 경우에 필요가 없는데, 왜냐 하면 어뎁터에서 발생되는 수지의 경화의 침착물이 없기 때문이다.

조립된 상태에서, 상기 어뎁터(2)는 완충 채널(221)의 상부를 어느 정도 결합시키는 출구 개구(23)를 가진다. 이러한 점은 도 2 및 도 3에 잘 도시되어 있지 않지만, 이것은 도 4에서 평면도로 보다 명확하게 도시되어 있으며, 도 5에서 조립된 어뎁터의 단면도로 도시되어 있다. 상기 2개의 도면중에서, 특히 도 5의 단면도에서, 상기 좁은 출구 개구(23)를 도시하는 것이 가능하다. 이러한 도면에서, 출구개구(23)주위에서 주물 주형을 결합시키는 주물 어뎁터의 외면위에는, 밀봉부(D2)가 주형에 연결되기 이전에 결합되는 홈(230)이 제공됨으로써, 상기 어뎁터를 주형에 연결한 이후에, 상기 어뎁터와 주형사이에 밀봉된 결합이 있게 된다. 그다음, 출구 개구(23)는 주형의 유입구 개구와 적합하게 된다. 이러한 수지는 출구 개구(23)와, 주형(1)내로 주형의 대응되는 유입구 개구를 통과하게 되고, 여기에서 상기 주물이 형성도니다. 장식적인 부품이 상기 수지에 포함되는 경우에(예를 들면 "대리석 무늬의 효과"(marbled effect), 상기 출구 개구의 폭은 장식 제품의 직경에 적어도 2개의 효과가 있게 된다.

또한, 도 5는 상기 완충 채널(221)(이것의 직경(221a)에서, 상기 경사부에 대하여 상승되는 채널의 단부는 파선으로 도시됨)은 출구 개구(23)폭(23b)과 비교하여서 큰 크기이다. 이러한 매우 큰 크기의 완충 채널(221)의 결과로서, 수지의 수직방향의 난류흐름이 없는 흐름은 주형이 충전될 때에 출구 개구(23)를 통해서 흐르게된다. 이러한 점은 난류를 발생시킬 수 있는 캐비티의 형성 및 공기 버블의 포함을 방지할 뿐 만아니라, 상기 수지가 장식품(예를 들면, "대리석 무늬 효과")을 포함할 때에만 특히 중요하다. 난류가 이러한 경우에 발생된다면, 이러한 난류의 결과는 발생되는 주물의 장식품의 균일하지 못하고 시각적으로 보아서 바람직하지 못하게 될 수 있다.

이미 설명한 바와 같이, 상기 완충 채널(221)의 완만한 경사(도 2에선α)는 출구 개구(23)를 통하여 주형내로의 에폭시 수지의 균일한 흐름(출구 개구(23)의 길이에 걸쳐서 고려됨)을 보장함으로써, 공급되는 상기 수지는 완충 채널(221)의길이에 걸쳐서 어떠한 "벨형상"의 분포를 나타내지 않는데, 왜냐 하면 상기 공급 개구(220)는 완충 채널의 중심에서 정렬되고, 어떠한 자리만에서도 완충 채널(221) 내로 새로운 수지를 통과시킬 수 있다. 이러한 점은 장식품이 수지내에 포함되는 경우에 특히 장점을 가지게 된다.

이미 설명한 바와 같이, 상기 어뎁터의 공급수단에서의 재료가 겔상태가 아니기 때문에, 주형에 부착되어 발생되는 새롭게 경화되는 플라스틱은 없게 된다. 또한, 상기 어뎁터(2)에 의하여, 공급 수단(파이프(20), 완충 채널(221), 출구 채널(223)의 차단은 피하게 되며, 따라서, 주형내로 부가의 플라스틱을 안정성이 있게 공급할 수 있으며, 이러한 점은 특히 수지가 겔상태로 될 때에 발생되는 수축에 대한 보상의 견지에서 볼 때에 특히 장점을 가지게 된다. 또한, 상기 주물 주형의 제조는 이러한 방법에 의하여 기본적으로 간략하게 되는데, 왜냐 하면 공급 수단은 주물 주형의 구성 부분으로서 주물 주형내로 리세스될 필요가 거의 없기 때문이다.

본 발명의 장치의 또 다른 장치와, 본 발명에 따른 어뎁터(2)는 도 2를 참고로 하여서 다시 설명된다. 이러한 특징은 출구 개구(23)의 길이(23a)를 제한하는 기본적인 가능성이고, 완충 채널(221)의 오른쪽 반쪽부에서만 단지 도시된 도 2에서의 2개의 스톱퍼(223)를 완충 채널(221)내로 결합시키는 매우 간단한 방법으로 실행되는 것이 가능하다. 이러한 점은 상기 완충 채널(221)이 스톱퍼(223)만큼 멀리에서만 수지로 충전되는 결과를 발생시킨다. 상기 스톱퍼(223)은 스톱퍼(223)이 완충기 채널(221)을 밀봉하는 길이와 동일한 길이(224)에서 출구 개구를 밀봉시키는 리브(rib)를 구비한다. 그래서, 상기 출구 개구(23)의 길이는 구조적으로 가장간단한 방법으로 보다 작게 제조될 수 있고, 이것은 보다 많은 비용이 필요없이 서로 다른 유입구 개구의 주물 주형용과 동일한 어뎁터(2)를 사용하는 것을 가능하게 한다.

상기 어뎁터(2)는 예를 들면, 알루미늄 또는 다른 열 전도성 재료로 구성될 수 있다. 상기 밀봉부(D1 및 D2)의 적절한 재료는, 예를 들면 실리콘이다. 상기 출구 개구의 길이를 제한하기 위한 스톱퍼(223)는 Teflon으로 보다 잘 알려진 폴리테트라플루오로에틸렌으로 제조될 수 있다.

Claims (11)

1. 열경화성 플라스틱을 가열 가능한 주물 주형(1)내로 도입시켜, 상기 플라스틱이 주형으로 부터 방출될 수 있는 방법으로 주조물이 주조될 정도로 상기 주형내에서 열적으로 경화되고, 열경화성 플라스틱용 저장소와 이 저장소로 부터 주형(1) 내로 플라스틱을 공급하기 위한 공급수단을 가지며, 상기 주형은 주조될 주조물 대부분의 길이를 따라 연장되는 유입구를 가지는 주조장치에 있어서,

   상기 주조장치는 플라스틱용 공급수단(20, 221, 23)이 배열되고 접촉면에 의하여 주형(1)에 연결될 수 있는 분리 어뎁터(2)를 포함하고, 상기 접촉면은 어뎁터(2)에 제공된 배출구(23)를 둘러싸고 어뎁터의 외부치수에 대하여 감소되며, 상기 배출구(23)는 주형(1)의 배출구와 일치되고 주형의 배출구에 밀봉되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 주조 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 어뎁터(2)는 배출구(23)와 비교하여 크기가 크고, 어뎁터(2)가 주형(1)에 연결되는 경우 대략 평행한 배출구(23) 아래로 연장되는 완충 채널(221)을 구비하는 것을 특징으로 하는 주조 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 완충 채널(221)은 이의 중심에 대해 대칭적으로 상승되도록 형성되고, 완충 채널의 최저점에서 열경화성 플라스틱이 작동시 완충 채널(221)내로 통과하여 들어가는 공급구(220)가 제공되는 것을 특징으로 하는 주조장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 완충 채널(221)의 길이를 제한하기 위한 수단은 완충 채널이 제공되는 것을 특징으로 하는 주조 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 완충 채널의 길이를 제한하기 위한 수단은 완충 채널내에 결합될 수 있는 스톱퍼(223)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 주조 장치.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 어뎁터(2)는 어뎁터(2)를 통해 순환될 수 있는 냉각 매체용의 분리 냉각 채널(222)를 구비하는 것을 특징으로 하는 주조 장치.
7. 열경화성 플라스틱을 가열된 주형내로 도입시킴으로써, 주조물을 플라스틱의 열적 경화에 의해 제조한 다음 주형으로 부터 방출시키는 방법을 구비한 주형(1), 특히 가열가능한 주형을 포함하는 주조 장치용 어뎁터에 있어서,

   상기 주형(1)은 성형될 주조물의 길이의 대부분을 따라 연장되는 유입구를 가지며, 상기 어뎁터(2)는 어뎁터(2)가 연결된 경우 주형(1)의 유입구에 밀봉되고 실질적으로 주형(1)의 유입구와 일체되도록 형성된 배출구를 가지며, 상기 어뎁터(2)는 배출구와 비교하여 크기가 크고 작업위치에서 평행하게 배출구(23) 아래로 연장되는 완충 채널(221)을 구비하고, 상기 배출구(23)는 접촉면이 어뎁터의 외부 치수에 대하여 감소되는 주형과 연결하기 위해 접촉면에 의하여 둘러싸여 있으며, 상기 어뎁터(2)는 출구 개구의 비교하여서 크기가 크며 작동위치에서 거의 평행한 배출구(23)아래로 연장되며, 상기 배출 개구(23)는 어뎁터의 외부 크기에 대하여 접촉면이 감소되는 주형과 연결하기 위하여 접촉면에 의하여 둘러싸여 있는 주조장치용 어뎁터.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 완충 채널(221)은 이의 중심에 대해 대칭적으로 상승되도록 형성되고, 완충 채널의 최저점에서 열경화성 플라스틱이 통과하여 작동시 완충 채널(221)내로 통과하여 들어가는 공급구(220)가 제공되는 것을 특징으로 하는 주조 장치용 어뎁터.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 완충 채널(221)의 길이를 제한하기 위한 수단은 완충 채널내에 제공되는 것을 특징으로 하는 주조 장치용 어뎁터.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 완충 채널(221)의 길이를 제한하기 위한 완충 수단은 완충 채널내에 결합될 수 있는 스톱퍼(223)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 주조 장치용 어뎁터.
11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 분리된 냉각 채널(222) 또는 예열채널은 어뎁터(2)를 통하여 각각 순환될 수 있는 냉각 매체 또는 예열매체용으로 제공되는 것을 특징으로 하는 주조 장치용 어뎁터.

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