KR100642880B1 - 사출 성형된 부분을 추출하기 위한 전기적으로 구동되는장치 - Google Patents

Abstract

몰드부 추출 시스템(103)은 역전가능한 서보모터(240)를 갖는 구동 메커니즘을 포함한다. 상기 추출 시스템을 위한 구동 메커니즘은 캠 및 팔로어 배열을 포함하고, 이에 의해 원형의 캠 부재(252)는 상기 캠 부재(252)와 연결되고 원형의 캠 트랙(254)의 중심으로부터 오프셋이 형성되어 있는 구동축(250)을 통해 서보모터(240)에 의해 구동된다. 캠 팔로어(260)는 추출 구동로드(238)와 연결되고, 상기 캠 팔로어(260)는 캠 트랙(254)에 장착되어, 캠 팔로어(260)가 비 원형의 움직임 경로를 통해 원형의 캠을 따르는 것과 같이 추출 구동 로드(238)의 직선움직임을 야기하게 된다.

일방향으로 회전하는 서보모터(240)의 회전은 부분 추출 시스템을 작동시키고, 반대의 회전방향으로의 서보모터의 회전은 코어-풀 시스템과 같은 성형기 작동 사이클의 다른 부분에 동력을 제공하게 된다. 서보모터 구동축(241)은 모터 구동축(241)의 다른 회전 방향 내에서 각각 작동할 수 있는 한 쌍의 일방향 클러치를 포함한다. 하나의 회전 방향에서, 상기 모터(240)는 부분 추출 메커니즘을 작동시키고, 다른 회전 방향에서는, 상기 모터(240)는 성형기의 다른 시스템을 구동하도록 동력을 제공할 수 있다. 그러므로 본 발명은 하나의 모터가 사출 성형기의 구동 사이클 동안 다른 횟수로 두개의 기능을 형성하는 것을 가능하게 한다.

사출, 인젝션, 몰딩, 몰드, 구동축, 클러치, 추출, 이젝트, 서보모터

Description

사출 성형된 부분을 추출하기 위한 전기적으로 구동되는 장치{ELECTRICALLY DRIVEN APPARATUS FOR EJECTING INJECTION MOLDED PARTS}

본 발명은 성형 플라스틱들을 위한 사출성형기(INJECTION MOLDING MACHINE)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사출 성형기에서의 몰드 클램프 시스템에 관한 것이며, 상기 클램프 시스템은 몰딩 표면으로부터 성형된 부분을 분리하고 몰드로부터 추출하는 전기적으로 구동되는 추출 메커니즘을 포함한다.

사출 성형기는 간단한 것에서부터 상당히 복잡한 구조의 몰딩 플라스틱부에 사용된다. 사출 성형(infection molding)에서는, 성형될 부분에 대응하는 몰드 공동을 형성하는 두개의 대응하는 몰드 절반부들이 접촉하는 방식으로 사용된다. 상기 몰드 절반부들은 용융 플라스틱 재료가 몰드 공동 내로 주입될 때, 몰드 공동의 형상을 형성하는 성형된 부분이 생산되도록 압력하에서 서로 고정유지하게 된다. 종종 상기 성형된 부분은 몰드 공동의 표면에 부착되고, 몰드가 부수적인 몰드 사이클 동안 부가되는 부분을 형성하도록 사용될 수 있기 위하여 물리적으로 표면으로부터 분리되어야 한다.

통상적으로, 하나 또는 그 이상의 추출핀들이 사출 몰드 공동으로부터 성형된 부분을 제거하는 것을 보조하여왔다. 상기 추출핀들은 하나의 몰드 절반부 내에 미끄러질 수 있도록 들어가고, 그들은 몰드 공동 안으로 또한 밖으로 움직일 수 있어서, 그들은 성형된 부분과 접촉 하에서 삽입될 수 있고 그에의해 몰딩 표면으로부터 성형된 부분을 밀어낼 수 있게된다. 과거 대부분의 사출 성형기가 유압으로 작동된 때, 추출핀들은 추출 작업동안 몰드 공동으로 신장되도록, 또한 성형된 부분이 몰딩 표면으로부터 분리되고 몰드 절반부로부터 추출된 후에 몰드 공동으로부터 수축하도록 하는 유압 선형 액튜에이터에 의해 작동되어왔다.

완전히 전기적으로 작동되는 사출 성형기의 도래와 함께, 전기 모터 및 기계적인 구동 시스템들은 유압 펌프, 유압 실린더 등의 유압 작동 시스템을 대체하였다. 상기와 같은 모터 및 구동 시스템들은 사출 성형기의 작동부의 필요한 회전 및 선형 운동을 위한 동력을 제공한다. 그러므로, 모든 전기적 기기에서 다른 메커니즘들이 추출핀을 작동시키기 위해 사용되어야 한다. 이러한 점에서, 추출핀을 전기적으로 작동시키기 위한 한 방법은 전기 모터의 회전 출력을 직선의 움직임으로 변환하는 나사 및 너트 배열을 제공하는 것이고, 그에 의해 상기 추출핀이 몰드 공동 내로 뻗고 또한 몰드 공동으로부터 수축되게 한다.

그러나, 이러한 방법의 추출 기능을 위한 동력을 제공하기 위해 추출핀을 움직이는 나사 메커니즘을 작동시키기 위한 별도의 전기모터를 필요로하게 된다. 상 기와 같은 구동 배열은 모터가 (a) 제1방향으로 회전하도록 가속되고, 상기 추출핀이 몰드 공동 내로 뻗도록 하고, (b) 성형된 부분의 추출이 발생한 후에 감속하고 정지하며, (c) 성형된 부분 추출이 행해진 다음에 추출핀이 몰드 부재로 수축되도록 역방향으로 회전하도록 가속되고, 그리고나서 (d) 상기 핀이 적절히 수축되도록 감속하고 정지시키는 것을 요구하게 된다.

이러한 타입의 추출 시스템을 위한 추출 구동 모터의 가속, 감속, 정지 및 회전방향의 역전의 필요에서, 그 작동은 추출 구동 모터가 활성화되여야 할 시간을 불필요하게 연장시키는 "데드(dead)"(생산력이 없는) 타임을 포함하게 된다. 그러므로, 상기와 같은 데드 타임을 최소화하는 것이 바람직하다.

추가적으로는, 사출 성형 사이클의 추출 시간은 장치의 사이클에 비해 상당히 짧은 시간이기 때문에, 또한 별도의 한정되는 전기 모터를 필요로하지 않는 추출핀 메커니즘을 제공하는 것이 바람직하고, 그에의해 전체 사출 셩형기 구동 시스템을 간소화하고 그 비용을 줄이게 된다.

그러므로, 본 발명의 목적은 부분 추출동안에 추출 시스템의 구동 모터의 정지 및 역전을 요구하지 않는 추출핀 구동 메커니즘을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 몰딩 사이클 동안 부분 추출 시스템이 작동 중이 지 않을 때와 같은 시간동안에 부가적인 기능을 형성하도록 사용될 수 있는 전기모터에 의해 성형된 부분의 추출 시스템을 구동시키는 추출핀 구동 메커니즘을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 특징은, 몰딩 표면으로부터 성형된 부분을 분리하고 한쌍의 몰드 부재에 의해 형성되는 몰드 공동으로부터 성형된 부분을 추출하는 것을 제공하는 부분 추출 장치가 제공되는 것이다. 상기 장치는 몰드 공동 내로 또한 몰드 공동 밖으로 움직이도록 몰드 부재 내에서 미끄러지도록 전달되는 적어도 하나의 추출핀을 사용하도록 구성된 추출핀 액튜에이터를 포함한다. 특히, 상기 추출핀은 몰드 부재 내의 수축위치로부터, 몰딩 표면을 지나 몰드 공동 내로 추출핀의 신장부분이 신장되도록 하는 신장위치까지 축방향으로 움직이는 것에 의해 몰딩 표면으로부터 성형된 부분을 분리하고 공동으로부터 성형된 부분을 추출하도록 작동할 수 있다.

상기 장치는 추가적으로 가이드 표면을 따라 추출핀 액튜에이터를 움직이는 전기적으로 구동되는 추출핀 구동 시스템을 포함한다. 상기 추출핀 구동 시스템은 회전가능한 출력축을 갖는 전기모터, 및 모터 출력축과 추출핀 액튜에이터와 연결되는 캠 및 팔로어(follower)를 포함하여, 몰드 공동 안으로 또한 밖으로, 몰드 부재에 대해 직선으로 추출핀 액튜에이터를 움직이도록 모터 구동 축 회전 운동을 직 선 운동으로 변환하고, 상기 모터는 추출핀 액튜에이터를 작동시키기 위해 단지 한 방향으로만 회전하게 된다.

캠 부재는 모터 출력축에 대해 그 중심위치가 변화하는 것이 허용되도록 구성되고, 이에의해 추출 스트로크의 길이의 조정을 가능하게 한다. 이에 더하여, 바람직하게는, 캠 부재에 의해 팔로어(follower)에 부과되는 운동은 캠 부재의 단일회전동안 추출핀이 맥동되도록 구성되어질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 부분 추출 시스템을 갖는 전체 전기적 사출 성형기를 도시한, 부분적으로 절개된 측면도이다.

도 2는 추출핀이 몰딩 표면을 넘어 뻗기 전에 도 1에 도시한 사출 성형기의 부분 추출 시스템의 부분을 도시한, 확대된 부분 단면도이다.

도 3은 도 2에 유사한 확대된 부분 단면도인데, 여기서 추출핀은 추출판이 몰딩 표면에 대해 가장 전방 위치에 있으면서, 몰딩 표면을 넘어서 신장된 위치에 있다.

도 4는 추출핀이 완전히 수축된 위치에 있고, 추출판 및 관련된 녹-아웃(knock-out) 바(bar)가 몰딩 표면에 대해 최후방위치에 있는 것을 도시한 도 2 및 도 3에 유사한 확대된 부분 단면도이다.

도 5는 몰드 공동을 향해서 또한 몰드 공동으로부터 녹-아웃 바 및 추출핀을 움직이는 본 발명에 따른 추출 시스템의 구동 메커니즘을 도시한 부분 측면도이다.

도 6은 도 5에 도시한 구동 메커니즘의 부분 평면도이고, 또한 추출 시스템 전기 구동 모터 및 그에 관련된 동력 전달 메커니즘을 도시한다.

도 7은 추출핀이 몰딩 표면을 넘어 신장되기 전에, 도 1에 도시한 사출 성형기의 부분 추출 시스템의 선택적인 실시례를 도시한, 도 2에 유사한 확대된 부분 단면도이다.

도 8은 도 7에 유사한 확대된 부분 단면도로서, 추출핀은 추출판이 몰딩 표면에 대해 최전방 위치에 있으면서, 몰딩 표면을 넘어 신장된 위치에 있게 된다.

도 9는 본 발명에 따른 추출 시스템의 구동 메커니즘 내의 캠 부재에 대한 다른 실시예를 도시한 부분 측면도이다.

도 10은 도 9에 도시한 구동 메커니즘의 캠 부재에 대한 다른 실시예의 부분 평면도이다.

이하 도면을 참고하여 보면, 특히 도 1에는 본 발명과 관련된 사출 성형기(99)가 도시되어 있다. 상기 장치는 전체 전기적인 사출 성형기이고, 장치의 다양한 부분의 각각의 움직임(회전이든 직선이든)이 하나 또는 그 이상의 전기 모터들에 의해 구동되고, 유압의 모터 또는 액튜에이터를 사용하지는 않는다. 장치(99)는 성형되는 부분을 형성하는 몰드 공동(122)을 같이 형성하는 상호작동하는 한쌍의 몰드 부재들(118,120)을 지지하고, 또한 열고 닫기 위한 몰드 클램프 유닛(100)을 포함한다.

소성화 및 사출 유닛(102)은 몰드 재료를 소성화하고, 몰드 공동(cavity) 내로 용융된 몰드 재료를 사출하기 위하여 제공된다. 부분 추출 유닛(103)은 몰드 재료가 충분히 식은 다음, 그리고 몰드가 성형된 부분의 제거를 허용하며 열리게 된 후에 몰드로부터 성형된 부분(molded part)을 추출하기 위하여 클램프 유닛(100) 내에 제공된다. 몰드 클램프 유닛(100) 각각 및 추출 유닛(102)은 베이스(105)에 지지되어 고정된다.

몰드 클램프 유닛(100)은 서로 거의 평행한 대응면을 갖고 있고 각각으로부터 간격을 두고 배치되는 한쌍의 대략 직사각형이고 고정된 플라텐(platen) (108,110)을 포함한다. 도 1에서 단지 2개(112,114) 만이 보이는, 4개의 평행 타이 바(tie bar)가 사각형으로 배열되어 있고, 각각의 플라텐(108,110)의 구석에서 고정되게 움직인다. 상기 타이 바는 고정된 플라텐(110)을 향해 또한 그로부터 미끄러지면서 움직이도록 거의 사각형의 움직이는 플라텐(116)을 미끄러지면서 지지하기 위한 각각의 가이드 부재로서의 역할을 한다.

움직일 수 있는 플라텐(116)은 하나의 몰드 절반부(118)를 전달하고, 고정된 플라텐(110)은 몰드 클램프 유닛(100)이 도 1에 도시한 바와 같이 닫혀진 상태에 있을 때처럼, 몰드 절반부들이 접촉 관계로 서로 이동될 때, 몰드 공동(122)을 형성하도록 몰드 절반부(118)과 상호작동하는 두번째 몰드 절반부(120)를 전달한다. 게이트 출구(도시되지 않음)는 몰드 절반부(120) 내에 제공되어 몰드 공동(122)과 사출 유닛(102) 사이에서 연결을 허용하게 되고, 용융된 플라스틱 재료를 몰드 공 동(122) 내로 사출하는 것을 가능하게 한다.

상기 움직일 수 있는 플라텐(116)을 고정된 플라텐(110)에 대하여 전후로 움직이도록 하는 동력은 고정된 플라텐(108)에 운반되는 전기모터(124)에 의해 제공될 수 있다. 모터(124)는 벨트 커플링(127)에 의해 나사(126)와 작동가능하게 연결된다. 나사(126)는 고정된 플라텐(108)에 의해 제공되는 베어링(도시하지 않음) 내에 회전가능하게 지지되는 축부분(126a)을 포함한다. 비록 벨트 구동 배열이 모터(124)로부터 나사(126)까지 회전 동력을 전달하도록 도시되어 있지만, 바람직하게는 기어 구동 또는 다른 형식의 기계적인 커플링이 대신 사용될 수도 있다.

나사(126)와 연결되는 너트(128)는 토글의 암 및 링크 메커니즘(130)과 연결되는 중앙 링크 부재(129)에 회전할 수 없도록 체결되고, 이것은 나사(126)과 함께 모터(124)로부터의 회전 출력 동력을 몰드 클램프 유닛(100)의 작동 동안에 움직일 수 있는 플라텐(116)의 직선움직임으로 변환하게 된다.

사출 유닛(102)은 몰드 재료를 소성화하고 사출하기 위한 소성화 나사(142)를 회전가능하도록 지지하는 튜브형의 배럴(140)에 의해 형성되는 소성화 챔버(134)를 포함한다. 배럴(140) 내에서의 회전움직임에 더하여, 소성화 나사(142)는 또한 배럴(140) 내에서 축방향으로 직선으로 움직일 수 있다. 소성화 나사(142)는 배럴(140)을 또한 지지하는 제 1 정지 지지부재(144) 내에 부분적으로 지지된다. 배럴(140)의 바깥쪽으로 신장되는 소성화 나사(142)의 최외곽의 끝단은 움직일 수 있는 지지부재(146)에 회전가능하게 전달된다.

소성화 나사(142)의 회전 운동은 벨트 커플링(150)에 의해 나사(142)와 기계적으로 구동하도록 연결되는 전기모터(148)에 의한 것이다. 다시말하면, 벨트 구동으로 도시되었지만, 바람직하게는 기어 구동 또는 다른 기계적인 커플링의 형식이 대신 사용될 수도 있다. 움직일 수 있는 지지부재(146)는 단지 하나만이 도 1에서 볼 수 있는 한쌍의 평행한 가이드 바(152)에 의해 미끄러질 수 있도록 지지되고, 운반된다. 가이드바(152)는 제1 고정 지지 부재(144) 및 제2 고정 지지부재(154) 사이에서 신장되고 고정되도록 연결된다. 전기모터(156)는 제2 고정 지지부재(154)에 고정되어 지지되고, 제 2 고정 지지부재(154)에 의해 회전가능하게 운반되는 나사(158)에 구동하도록 연결된다. 도시된 구동 배열은 벨트(160)이나, 바람직하게는 기어 구동이나 다른 형태의 기계적인 커플링이 대신 사용될 수도 있다. 스크류 너트(162)는 움직일 수 있는 지지부재(146)에 체결된다. 모터(156)는 움직일 수 있는 지지 부재(146)에 직선 운동을 가하도록 작동되고, 또한 결과적으로 소성화 나사(142)에도 가하게 된다. 움직일 수 있는 지지부재(146)의 직선 움직임은 제 1 고정 지지부재(144)를 향하고, 또한 지지부재로부터 나오는 방향에 있다.

고정 플라텐(110)으로, 및 그로부터의 소성화 챔버(134)의 움직임은 적절한 트랙(도시되지 않음) 위의 베이스(105)를 따라 움직일 수 있는 사출 슬레드(sled)(180)위에 사출 유닛(102)을 체결하는 것에 의해 달성될 수 있다. 사 출 슬레드(180)의 움직임은 적절한 기계적인 구동 배열을 통해 슬레드(180)와 구동하도록 연결되는 전기모터(182)에 의해 달성될 수 있다. 유사하게, 고정 플라텐(108)은, 다른 크기의 몰드들을 수용하도록, 적절한 구동 시스템(174)을 통해 고정 플라텐(108)과 연결되는 전기적 구동 모터(176)을 제공함으로써 고정 플라텐(110)에 대해 이동될 수 있다.

도 2에서는 부분 추출 유닛(103) 및 몰드 절반부(118)의 부분이 도시되어 있다. 복수개의 추출핀(200)은 몰드 절반부(118)에 의해 형성되는 몰딩 표면(202)에 대해서 간격을 두고 배열된다. 각각의 추출핀(200)들은 몰드 절반부(118) 내에서 제공되는 보어(204) 내에 미끄러질 수 있도록 전달되어서, 각각의 추출핀들이 미끄러지면서 움직이는 것을 가능하게 한다. 추출핀(200)들의 움직임은 몰드 사이클 동안 도 2에 도시한 바와 같이, 각각의 추출핀들이 몰딩 표면(202)과 거의 일치하는 수축된 위치로부터, 도 3에 도시한 바와 같이 각각의 추출핀들이 몰딩 표면(202)에 의해 부분적으로 형성되는 몰드 공동(122)의 체적 내로 뻗는 신장 위치까지 발생한다. 추출핀(200)은 그들이 고정되어 부착되는, 추출판(216)과 같은 추출핀 캐리어의 전방 표면(214)로부터 평행하게 신장된다.

추출판(216)은 추출판이 도 2에 도시된 바와 같이 최후방위치에 있을 때 추출판 후방 멈춤부(220)와 연결되는 후방 표면(218)을 갖는다. 복수개의 추출 로드(222)는 추출판(216)의 후방 표면(218)으로부터 후방으로 신장되고, 움직일 수 있는 플라텐(116)에 의해 미끄러질 수 있도록 전달되고, 추출판(216)과 체결되도록 연결되어서, 추출로드(222) 및 추출판(216)이 움직일 수 있는 플라텐(116)에 대해, 또한 몰딩 표면(202)에 대해 함께 움직이도록 한다.

추출로드(222)는 움직일 수 있는 플라텐(116)을 통해 완전히 신장되며, 녹-아웃 바(knock-out bar, 230)의 최전방의 표면(228)이 접하여서 멈춤표면을 형성하는 숄더(shoulder,226)로부터 신장되는 감소되는 직경 외부 끝단(224)을 보유하여, 녹-아웃 바(230)가 몰드 절반부(118)을 향해 도 2에 도시된 방향으로부터 움직일 때, 녹-아웃 바(230)의 전방 표면은 각각의 추출 로드(222)의 숄더(226)들과 접하게 되어 추출판(216) 및 추출핀(200)의 움직임을 일으키게 된다. 추출 로드(222)의 바깥 끝단은 멈춤 부재(232)와 녹-아웃 바(230)의 후방 표면(236)을 지탱하는 각각의 압축 스프링(234)을 위해 멈춤 표면으로서 역할을 하는 멈춤부재(232)를 포함한다. 추출 구동 로드(238)는 녹-아웃 바(230)로부터 후방으로 뻗어있어 추출핀(200)의 축방향 움직임을 초기화하기 위해 직선 추력의 동력원으로부터 근원력을 전달한다.

몰드 절반부(118)로의 추출 구동 로드(238)의 움직임은 추출 시스템의 각각의 부분이 도 2에 도시된 그들의 위치로부터 도 3에 도시된 위치로 이동하도록 한다. 도 3의 위치에서, 추출판(216)은 최전방의 위치에 있고, 추출핀(200)은 몰드부(도시되지 않음)에 접촉하도록 몰딩 표면(202)을 넘어 뻗어있도록 이동되며, 그 에의해 몰딩 표면(202)으로부터 몰드부를 분리하고, 몰드로부터 몰드부를 추출한다. 도 3에 도시한 위치에서 있을 때, 추출판(216)은 추출판 후방 멈춤부(220)로부터 이동하고, 그에의해 추출핀(200)의 헤드(206)를 몰딩 표면(202) 너머로 이동시키고, 몰드부를 추출한다.

몰드 절반부(118)로부터 나오는 방향으로의 구동 로드(238)의 움직임은 추출 시스템의 많은 부분이 도 4에 도시한 위치에 있게 될 때까지 움직이게 한다. 구동 로드(238)는 녹-아웃 바(230) 위에서 당겨져서, 후방 표면(236)이 멈춤 부재(232)에 의해 억눌러지는 스프링(234)에 힘을 가한다. 그러나, 스프링(234)은 녹-아웃 바(230)의 초기 후방 움직임시에는 압축되지 않는데, 이는 추출 로드(222)를 움직이고 추출판(216)을 몰드 절반부(118)로부터 끌어들이는데 필요한 힘이 스프링(234)을 압축하는데 필요한 힘보다 적기 때문이다. 추출판(216)의 후방 표면(218)은 추출핀(200)이 몰드 절반부(118)로 각각의 수축된 위치에 놓인 후에 멈춤 부재(220)와 접촉하여서, 끝단(206)이 몰딩 표면(202)과 동일 표면에 있게 된다. 이러한 점에서, 녹-아웃 바(230)의 추가적인 후방 움직임은 쿠션효과를 제공하도록 스프링(234)의 압축을 일으키게 된다.

몰드부의 제거 후에, 새로운 몰딩 사이클이 시작되고, 몰드 절반부는 몰드 공동을 형성하고 몰드 공동 내로 몰드 재료가 사출되도록 다시 합쳐진다. 사출된 재료가 충분히 냉각되었을 때, 몰드 절반부가 몰드부가 사이클을 반복하도록 노출 되며 각각으로부터 분리되는 것처럼, 추출 시스템은 다시 몰드부의 추출을 일으키도록 작동된다.

추출 구동 로드(238)는 도 5 및 도 6에 도시된 타입의 구동 메커니즘에 의해 몰드 절반부(118)을 향해 또한 절반부로부터 축방향으로 움직일 수 있다. 서보모터(240)는 제1 피동풀리(246) 주위를 통과하는 제1 구동 벨트(244)를 구동하기 위해 제 1구동풀리(242)를 지지하는 축(241)을 갖고, 이는 적당한 동력 트랜스미션 또는 "기어박스"(248)와 연결될 수 있다. 기어박스(248)는 모터(240)의 회전속도를 단계적으로 감속하기 위해 제공되고, 또한 서보모터의 출력 토크를 출력 구동 축(250)을 구동하는데 필요한 레벨로 증폭하기 위해 제공된다. 부분 추출 유닛(103)의 몇몇 적용례에서는 기어박스(248)가 필요하지 않을 수 있다는 것을 주의해야 한다. (a) 요구되는 추출력, (b) 모터(240)의 RPM 및 토크, 및 (c) 구동 풀리에 사용되는 공간과 같은 인자들에 의하면, 모터축(241)과 출력 구동축(250) 사이의 직접 커플링을 제공하는 것이 바람직하다. 이는 적당한 크기의 풀리 및 벨트와 같은 많은 공지의 방법에 의해 얻어질 수 있다.

캠 부재(252)는 출력 구동축(250)에 지지되고, 일반적으로 원형의 캠 트랙(254)을 형성하는 캠 홈(cam groove)을 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 캠 트랙(254)은 허브(258)에 의해 조인트 회전을 위해 상호 연결되는 서로 대향하면서 배열되는 한 쌍의 평행 캠 플레이트(256) 각각 내에 형성되는 홈에 의해 형성 된다. 캠 팔로어(260)은 캠 트랙(254) 내에 수용되고, 가이드 슬리브(262) 내에 미끄러질 수 있도록 지지되는, 추출 구동 로드(238)의 최후방 끝단에 체결된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 출력 구동 축(250)은 캠 부재(252)의 중심 및 원형의 캠 트랙(254)의 중심으로부터 오프셋(offset) 되어있다. 결과적으로, 출력 구동축(250)의 회전은 캠 트랙(254)이 비 선형 경로를 그리도록 하고, 캠 팔로어(260)가 출력 구동축(250)의 중심축으로 또한 중심축으로부터 직선적으로 움직이도록 한다. 따라서, 추출 구동 로드(238)는 축방향으로, 움직일 수 있는 플라텐(116) 및 몰드 절반부(118)를 향해, 또한 그로부터 움직인다. 구동축(250)의 중심축 주위로의 캠 부재(252)의 일회전은 추출 구동 로드(238)에 하나의 작동 사이클을 제공하고, 결과적으로 구동 로드(238)가 전술한 추출 구동 시스템 요소에 의해 작동하도록 연결되는, 추출 핀(200)에 또한 제공하게 된다.

명백하게, 추출 구동 로드(238)의 스트로크의 길이는 출력 구동 축(250)의 중심축에 대한 캠 트랙 중심축의 오프셋 배열의 함수이다. 그러므로, 오프셋 배열이 커질 수록, 추출 구동 로드(238)의 스트로크의 길이가 길어진다. 다른 추출 스트로크는 녹-아웃 바(230)의 후방 이동량을 흡수하는 스프링(234)의 압축량과 조합하여서, 각각의 사이클에서 캠 부재(252) 및 구동 로드(238)의 상대적인 출발/멈춤 위치에 의해 조정될 수 있다. 스트로크의 전길이를 조정하기 위한 출력 구동축(250)의 중심축의 상대적인 위치가 도 5의 "A" 및 "B"로 도시되어 있다.

본 발명에 의하면, 제1 구동풀리(242)는 제1 일방향 기계적 클러치(도시하지 않음)를 포함하는 서보모터 출력 축(241)에 의해 수용되어서, 추출 메커니즘의 작동이 서보모터(240)의 단지 일 회전 동안 일어나도록 한다. 전술한 바와 같이, 서보모터(240)는 몰드부 추출 시스템을 작동시키기 위해 몰딩 사이클을 완성하는 매우 짧은 시간 간격동안만 작동된다. 결과적으로, 몰딩 사이클의 나머지 동안은, 서보모터(240)는 작동하지 않으며, 그로부터의 유용한 동력이 사용되지 않게 된다. 따라서, 서보모터(240)의 전체적인 사용을 위해서는, 서보모터 출력 구동축(241)은 또한 제2 구동 풀리(264)를 수용해야 하는데, 이러한 제2 구동풀리는 부분 추출 메커니즘을 작동시키기위해 회전하는 방향으로부터 서보모터가 역방향으로 동작하는 때에 작동이 가능한 제 2의 일방향 기계적 클러치(도시하지 않음)를 포함한다. 제2 구동 풀리(264)는 제2 피동 풀리(268) 주위로 통과하는 제2 구동 벨트(266)를 구동하는데, 이는 추출 메커니즘이 작동중에 있지 않을 때의 몰딩 머신 작동 사이클의 일정 부분동안 회전 동력을 제공하게 된다.

예를 들면, 제2 구동풀리(268)로부터의 출력은 나사 메커니즘과 같은, 직선 액튜에이터(도시하지 않음)에 사용될 수 있다. 선택적으로는, 상기 출력은 예를 들면 몰드로부터 코어를 뽑아내는 코어-풀(core-pull) 배열과 같은 다른 장치들을 작동시키기 위한 압축 공기 또는 비 석유제 유체(non-petroleum-based fluid)를 사용할 수 있는 부가적인 몰딩 머신의 기능을 수행하기 위하여 어큐뮬레이터(accumulator)를 재충전시키기 위해 구동 펌프(도시되지 않음)로 사용 될 수 있다. 그러므로, 서보모터(240)로부터의 유용한 동력은 장치의 작동 사이클 동안 많은 기능들을 수행하도록 사용될 수 있다:즉 (ⅰ)사이클의 부분 추출 기간 동안, 서보모터(240)가 한 방향으로 회전하도록 작동되는 반면에, 몰드부의 추출을 야기할 수 있고; 또한 (ⅱ) 추출 시스템 작동이 완성된 다음에, 서보모터는 몰딩 머신이 장치의 작동 사이클 동안에 수행해야 하는 다른 기능을 위해서 동력을 제공하도록 역방향의 회전으로 작동될 수 있다. 그러므로, 부분 추출 시스템 서보모터는 보다 큰 시간 주기를 위해, 그리고 몰딩 장치 작동 사이클 동안 많은 기능을 수행하기 위해 보다 효과적으로 사용될 수 있다.

도 7에서는, 부분 추출 유닛(103)의 선택적인 실시예가 도시되어 있다. 상기 두 실시예 사이에서 공통적인 부분을 나타내기 위해 공통적인 도면 부호가 사용된다. 전술한 바와 같이, 복수개의 추출 핀(200a)들이 몰드 절반부(118)에 의해 형성되는 몰딩 표면(202)에 대해 일정하게 배열되어 있다. 각각의 추출 핀(200a)들은 각각의 추출핀들이 미끄러지면서 움직일 수 있도록 몰드 절반부(118)에 제공되는 보어(204)내에 미끄러질 수 있도록 전달된다. 추출핀(200a)의 움직임은 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 추출핀들의 전방 끝단(206)이 거의 몰딩 표면(202)과 일치하는 수축된 위치에서부터, 도 8에 도시된 바와 같은, 부분적으로 몰딩 표면(202)에 의해 형성되는 몰드 공동 체적 내에서 신장하는 각각의 추출핀들의 신장위치까지 몰딩 사이클 동안 일어난다.

추출핀(200a)은 전방 끝단(206)으로부터 핀(200)의 반대 끝단에 배열되는 확 대된 끝단 멈춤 부재(208)를 포함한다. 추가적으로, 각각의 추출핀(200a)들은 핀의 끝단 사이에 위치하는 중간의, 외부로 신장되는 플랜지(210)를 포함하고, 이는 그 안에서 추출핀(200a)이 미끄러지면서 제공되는 추출판(216)의 플랜지(210) 및 전방 표면(214) 사이에서 제공되는 압축 스프링(212)을 위한 스프링 멈춤부로서 기능한다.

추출판(216)의 후방 표면(218)은 추출판이 도 7에 도시된 최후방 위치에 있을 때 추출판 후방 멈춤 부재(220a)와 맞닿는다. 종전 실시예에서와 같이, 복수개의 추출 로드(222)는 추출판(216)으로부터 후방으로 신장되고, 움직일 수 있는 플라텐(116)에 의해 미끄러질 수 있도록 제공된다.

몰드 절반부(118)를 향한 추출 구동 로드(238)의 움직임은 추출 시스템 각각의 부분이 도 7에 도시한 위치에서부터 도 8에 도시한 위치까지 움직이도록 한다. 도 8의 위치에서는, 추출판(216)은 그 최전방의 위치에 있으며, 추출핀(200a)은 몰드부(도시하지 않음)에 접촉하도록 몰딩 표면(202)을 넘어 신장되도록 움직이게 되며, 그에의해 몰딩 표면(202)으로부터 그 부분을 분리하고, 몰드로부터 추출하게 된다. 도 8에 도시한 위치에 있을 때에는, 추출판(216)은 추출판 후방 멈춤부(220a)으로부터 떨어져 움직이고, 추출핀(200)을 둘러싸는 각각의 압축 스프링(212)들은 중간 플랜지(210)를 지지하도록 압축되고, 그에의해 몰드부로 추출핀을 내보낸다.

추출핀(200a)이 몰딩 표면(202)을 넘어 신장되는 거리는 추출판(216)의 이동길이에서 스프링(212)의 압축량을 뺀 것과 같게 된다. 추출핀(200a)에 스프링(212)을 사용하는 것은 녹아웃 파트의 이동이 끝나기 전에 전방으로의 추출을 감속사키는 필요를 제거하게 되고, 통상적인 유압 추출 시스템에서의 쿠션 효과와 같이, 과부하로부터 추출 시스템을 효과적으로 보호하게 된다.

구동 로드(238)의 몰드 절반부(118)로부터 한방향으로의 움직임은 추출 시스템의 많은 부분이 도 7에 도시한 위치에서 뒤로 움직이도록 만든다. 구동 로드(238)는 추출 로드(222)를 후방으로 움직이고 추출판(216)을 몰드 절반부로부터 떨어지게 끌어당기도록 녹-아웃 바(230)를 당긴다. 추출판(216)의 이러한 움직임은 추출판(216)의 후방 표면(218)이 각각의 추출핀(200a)의 끝단 멈춤 부재(208)에 접할 때까지 스프링(212)의 압축을 느슨하게 하고, 핀(200a)을 몰드 절반부(118) 내로 또한 몰드 공동으로부터 각각의 수축 위치에로 끌어당긴다. 녹-아웃 바(230)의 과도 이동은 전술한 실시예에서와 같이 추출 로드(222)의 스프링(234)에 의해 조정된다.

캠 부재(252)의 선택적인 실시예가 도 9 및 도 10에 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 출력 구동축(250)은 캠 부재(252)의 중심 및 원형의 캠 트랙(254)의 중심으로부터 오프셋(offset)이 형성되어 있어서, 출력 구동 로드(238)의 스트로크의 길이가 출력 구동축(250)의 중심축에 대한 캠 트랙 중심축의 오프셋 배열의 함수가 되도록 한다. 추출 구동로드(238)의 스트로크의 길이의 더욱 정확한 조정을 위해, 출력 구동축(250)은 캠 플레이트(256)들 사이에서 수용되고 캠 부재(252)의 중심에 대해 변화가능하게 위치할 수 있는 베어링 블록(270) 내에 지지된다. 신장된 축 출구(272)는 출력축(250)을 조정하도록 캠 플레이트(256) 내에 제공된다. 평행 지지 슬롯(274)은 축 출구(272) 외부에 제공되어서, 지지 볼트(276)를 수용한다. 볼트(276)는 각각의 캠 플레이트(256)를 통해 통과하고 블록(270)에 맞닿게 된다. 캠 플레이트(256)의 배열을 유지하고 베어링 블록(270)의 조정동안 안정성을 제공하기 위해서, 스페이서(278)들이 캠 플레이트(256)를 상호 연결하도록 사용된다.

이러한 지지 배열은 구동 축(250)의 위치가 출구(272)를 따라 임의의 원주 위치에 놓이도록 하고, 바람직한 추출 스트로크 길이의 정확한 세팅의 수단을 제공한다. 스트로크 길이를 정확하게 조정하는 것과 함께, 추출 스트로크의 출발 위치는 캠 부재(252)의 각각의 회전과 같은 지점에 있게 되는데, 이는 최대 힘이 스트로크의 길이에 관계없이 스트로크의 시작에 적용된다는 것을 의미한다.

추출핀이 맥동하는 것이 종종 바람직한데, 즉 몰드 공동으로부터 부분을 효과적으로 추출하기 위해서 한번 이상 스트로크하는 것이 바람직하다는 것이다. 이러한 것이 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 일반적으로 회전형의 캠 트랙(254)을 가진 캠 부재(252)의 다중 회전에 의해 달성되지만, 도 9에 도시된 캠 부재(252)의 실시예는 한번 회전에서 추출핀이 맥동하게 될 것이다. 맥동은 전술한 바와 같이, 균등하게 원형을 형성하지 않도록 캠 트랙(254)의 구성을 조정하는 것에 의해 얻어진다. 특히, 트랙(254)에는 일반적인 원형의 경로에서 벗어나는 하나 또는 그 이상의 오목부(280)가 제공된다. 이러한 구성에서, 캠 부재(252)가 회전하고 캠 팔로어(260)가 캠 트랙(254) 내의 오목부(280)와 만날때, 추출 구동 로드(238)는 보통의 추출 스트로크를 계속하기 보다는 약간 수축하게 된다.(또는 오프셋(280)의 윤곽에 따라, 일정한 전방 움직임으로부터 변동하게 된다.)

도 9에 도시한 실시예에서, 캠 트랙(254)은 캠 부재(252)의 일 회전에 의해 생성되는 추출 구동 로드(238)의 스트로크의 과정동안 두번의 맥동을 일으킬 것이다. 트랙(254) 내의 오목부(280)의 갯수, 위치 및 구성은 특정의 몰딩 적용에 있어서 가장 잘 들어맞는 맥동 또는 진동을 일으기도록 변화할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 몰드부를 몰딩 표면으로부터 분리하기위한, 그리고 몰드부를 한쌍의 몰드 부재들에 의해 형성되는 몰드 공동으로부터 추출하기 위한 부분 추출 장치에 관한 것이다. 특히, 상기 장치는 전기모터의 회전 입력을 추출핀 액튜에이터의 직선 움직임으로 변환하기 위한 편심의 캠 및 팔로어 메커니즘을 사용하는 전기적으로 구동되는 추출핀 구동 시스템을 포함한다. 캠 배열은 추출 스트로크의 길이가 응용에 최적화되는 것이 가능하게끔 조정될 수 있다. 이에 더하여, 캠 부재에 의해 팔로어에 부가되는 움직임은 캠 부재의 일 회전동안 추 출핀이 맥동하도록 맞춰질 수 있다.

본 발명의 특정한 실시예에 대하여 서술되었지만, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 다양한 변화와 수정이 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 가능하다는 것이 명백할 것이다. 예를 들면, 베어링 블록(270)을 위치시키기 위해 지지 슬롯(274) 및 볼트(276)를 사용하는 것 대신에, 잭 스크류와 같은 다른 조정 수단이 블록(270)을 위치시키기 위해 사용될 수 있고 그에의해 추출 스트로크의 길이를 조정할 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술의 범위 내에 들어가는 상기와 같은 모든 변화 및 수정이 첨부된 청구항 내에 포함되도록 하였다.

Claims (17)

1. 사출 성형기(99)의 몰드 어셈블리 내의 한쌍의 상호작동하는 몰드 부재(118,120)에 의해 형성되는 몰드 공동(122)의 몰딩 표면(202)으로부터 몰드부를 분리하고, 상기 몰드 어셈블리는 몰딩 표면(202)에 대해 움직이도록 추출판(216) 내에 장착되는 적어도 하나의 추출핀(200)을 포함하고, 추출 로드(222)는 추출판(216)으로부터 신장되고 하나의 몰드 부재(118)를 이동시키는 움직일 수 있는 플라텐(116) 내에 미끄러지도록 지지되고, 상기 추출 로드(222)는 녹-아웃 바(knock-out bar)(230)에 연결되고, 회전할 수 있는 출력축(241)을 갖는 전기모터(240)와 함께 몰딩 표면(202)에 대해 추출판(216)을 움직이기 위해 전기적으로 구동되는 추출 구동 시스템을 포함하는 추출 장치에 있어서,

   상기 추출 장치는 상기 모터 출력 축(241)과 연결되는 캠 부재(252), 상기 녹-아웃 바(230)와 작동하도록 연결되는 캠 팔로어(260)를 추가적으로 포함하고,

   상기 추출 로드(222)는 제한된 상대적인 움직임을 위해 녹-아웃 바(230)에 의해 미끄러질 수 있도록 연결되고, 스프링(234)은 추출 로드(222)의 끝단(232)과 녹-아웃 바(230)의 사이에 위치하며, 상기 스프링은 상기 녹-아웃 바(230)의 과도한 이동(over-travel)으로 압축되어 상기 캠 팔로어(260)는 상기 캠 부재(252)와 상호작동하여, 상기 모터(240)가 단지 일방향으로만 회전하는 경우, 모터 구동축(241)의 회전을 상기 추출판(216)의 직선 움직임으로 변환하여 몰딩 표면(202)으로 향하거나 멀어지도록 하는 것을 특징으로 하는 추출 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 추출핀(200a)은 상기 추출판(216)에 의해 미끄러질 수 있도록 이송되는 것을 특징으로 하는 추출 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 추출핀(200a)은 추출판(216)에 대해 추출핀(200a)의 외측으로의 이동을 제한하도록 그 내부 끝단에 확대된 끝단 멈춤 부재(208)를 포함하는 것을 특징으로 하는 추출 장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 추출핀(200a)은 중간의 외측으로 신장된 플랜지(210), 및 상기 추출판(216)에 대해 신장된 위치로 상기 추출핀(200a)을 편향시키도록 상기 플랜지(210)와 상기 추출판(216)의 사이에 위치하는 압축 스프링(212)을 포함하는 것을 특징으로 하는 추출 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 캠 부재(252)는 원형의 캠 트랙(254)을 포함하고, 상기 캠 트랙(254) 축은 상기 캠 부재(252)를 회전시키는 구동축(250)의 중심축으로부터 오프셋이 형성되어서, 상기 캠 팔로어(260)가 직선 방향으로 움직이는 것을 특징으로 하는 추출 장치.
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7. 제 5항에 있어서, 상기 캠 부재(252)는 상기 구동축(250)의 중심축에 상기 캠 트랙(254) 축의 상대적인 오프셋을 조정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 추출 장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 캠 트랙(254) 축의 상대적인 오프셋을 조정하기 위한 수단은 상기 캠 부재(252) 내의 구동축(250)을 위한 불연속적인 대체 지지위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 추출 장치.
9. 제 7항에 있어서, 상기 캠 트랙(254)의 상대적인 오프셋을 조정하는 수단은 상기 캠 부재(252)의 중심축에 대해 구동축(250)의 위치를 가변적으로 변위시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 추출 장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 구동축(250)의 위치를 캠 부재(252)의 중심축에 대해 가변적으로 변위시키는 수단은 구동축(250)을 수용하기 위한 베어링 블록(270) 및 상기 캠 부재(252) 내의 베어링 블록(270)의 장착 위치를 조정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 추출 장치.
11. 제 5항에 있어서, 상기 캠 부재(252)의 상기 캠 트랙(254)은 상기 캠 부재(252)가 회전할 때, 상기 추출판(216)의 직선 움직임 내에서 맥동을 발생하도록 상기 캠 트랙(254)의 회전경로로부터 변화하는 적어도 하나의 부분(280)을 포함하는 것을 특징으로 하는 추출 장치.
12. 제 1항에 있어서, 상기 모터(240)는 상기 모터(240)가 단지 일방향으로만 회전할 때, 상기 몰딩 표면(202)을 향해 또한 그로부터 멀어지도록 상기 추출핀(200)을 움직이기 위해 상기 추출 구동 시스템과 작동하도록 연결되는 제1 일방향 클러치를 포함하는 제1 구동 풀리(242)를 구동하고,

    상기 모터(240)는 또한 상기 사출성형기(99)의 제 2 구동 시스템과 작동하도록 연결되는 제2 일방향 클러치를 포함하는 제2 구동 풀리(264)를 구동하여, 상기 제2 구동 시스템이 상기 모터(240)가 상기 추출 구동 시스템을 작동하는 방향으로부터 반대 방향으로 회전할 때만 작동하도록 하는 것을 특징으로 하는 추출 장치.
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