KR100354375B1 - 보강섬유재료절단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분사기 노즐(19)과 관련하여 섬유 보강 재료(10)를 절단하는 장치에 관한 것이다. 그 장치는 적어도 2개의 이송 롤러(11,12) 및, 복수의 나이프 수단(22)용 부착부를 구비한 실질적으로 원통형인 맨틀 표면이 제공된 회전형 커터(16)를 구비한다. 이들은 탄성 표면층(17a)을 구비하는 지지 롤러(17)와 상호 작용하여 섬유사 닙을 형성한다. 커터(16)의 맨틀 표면에는 섬유사(10)를 위한 슬롯형의 요홈(24)이 마련되어 있는데, 그 요홈은 맨틀의 표면을 따라 둘레 방향으로 나이프 수단(22) 사이에서 연장한다. 요홈들은, 섬유사의 절단 길이의 적합화를 위하여, 섬유사들이 이송 롤러(11,12)에 의하여 커터(16)의 속력으로부터 벗어난 이송 속도로 이송될 수 있게 한다.

Description

보강 섬유 재료 절단 장치

로봇으로 제어되는 생산에 있어서, 원료의 공급에는 특히 정밀도가 요구된다. 예를들면, 섬유사를 로봇 제어식의 섬유 공급 장치로 공급하는 경우, 그 공급 속도는 초당 약 10 미터일 수 있다. 공급시에 급작스럽게 당겨지는 일이 발생하면 섬유사가 끊어지거나 손상될 수 있는 데, 이는 생산에 있어서 심각한 손실을 초래하게 된다.

섬유사의 절단에는, 전술한 형태의 절단 장치가 일반적으로 사용된다. 섬유사가 나이프 수단의 예리한 날에 닿을 때마다, 섬유사는 지지 롤러의 탄성층으로 압입되면서 그 날 주위로 V자 형상으로 굴곡된다. 이러한 동작은 1초의 수분의 1의 시간 간격 중에 매우 빈번하게 발생한다. 이러한 기계적인 변형에 의해 섬유사의 단섬유(單纖維)가 손상된다.

섬유를 어떤 길이로 절단할 수 있도록 한 전술한 용도의 장치가 공지 되어 있다. 2개의 절단 지점들 사이의 거리는 보통 회전 커터의 나이프 수단 사이의 거리에 따라 변한다. 그러므로, 회전 커터와 공급 롤러들의 공급 속도는 동기화(同期化)된다.

절단된 섬유들의 길이는 무제한으로 변화되는 것이 바람직하다. 더욱이, 그러한 방법을 이용할 때의 결점은, 섬유사가 나이프의 날에 닿을 때마다 예리한 날주위로 굴곡되면서 순간적으로 가속되기 때문에, 섬유사가 급작스럽게 당겨지는 일이 발생한다는 데에 있다. 이렇게 급작스럽게 당겨짐으로써, 섬유사가 부적절한 위치에서 끊길 수 있다.

본 발명은 분사 노즐과 관련하여 보강 섬유 재료를 절단하는 섬유 재료 절단 장치에 관한 것으로서, 특히 적어도 2개의 공급 롤러와, 섬유사 닙(nip)을 형성하도록 탄성 표면층을 갖는 지지 롤러와 협동하며, 또한 복수의 나이프 수단이 부착된 실질적으로 원통형의 외피면이 마련되어 있는 회전 커터를 구비하는 보강 섬유재료 절단 장치에 관한 것이다.

도 1은 섬유 공급 장치의 개략적 측면도,

도 2는 커터와 지지 롤러 사이의 닙을 약간 확대하여 도시한 평면도.

도 3은 도 2의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취한 사시도.

기술적 문제

따라서, 본 발명의 한 가지 목적은 절단되는 섬유의 길이를 무한으로 변화시킬 수 있으며, 나이프 수단의 날이 섬유사에 닿을 때 발생되는 급작스런 당김 현상을 억제할 수 있는 절단 장치를 제공하는 것이다. .

해결 수단

전술한 목적을 위하여, 본 발명은 커터의 외피면(mantle surface)에 섬유사용의 슬롯형 요홈이 마련되어 있고, 그 요홈은 나이프 수단 사이의 외피면을 따라 둘레 방향으로 연장하여, 섬유사의 절단 길이에 맞춰 공급 롤러가 섬유사를 상기 회전 커터의 속도로부터 벗어난 공급 속도로 전방으로 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면에 도시된 실시예를 참고로, 본원 발명을 설명하기로 한다.

도 1에 개략적으로 도시된 공급 장치는, 도시되지 않은 로봇 아암에 탑재되어 섬유사(10)와 분말상의 결합재를, 도시되지 않은 매거진으로부터, 예컨대 플라스틱 제품 성형용 주형으로 공급하기 위하여 사용된다.

그 로봇 아암은 실내에서 자유롭게 이동할 수 있고, 프로그램될 수 있는 마이크로 프로세서에 의해 제어될 수 있는 것이 바람직하다.

섬유사(10)는 그 섬유사의 매거진으로부터 인출되어 2개의 공급 롤러(11,12)에 의해 공급 장치로 공급된다. 2개의 공급 롤러는 모터 구동 롤러인 제1 공급 롤러(11)와 종동 롤러인 제2 공급 롤러(12)로 이루어진다.

제2 공급 롤러(12)는 압축 스프링(13)에 의하여 제1 공급 롤러(11)를 향한 방향으로 가압되는 가변위(可變位) 베어링을 구비한다. 그 제1 공급 롤러(11)는 도시되지 않은 구동 모터에 의하여 가변 속도로 구동된다.

상기 공급 롤러(11,12)는 섬유사(10)를 압축 공기 분사기(14) 및 튜브(15)를 거쳐 전방으로 공급하는데, 그 섬유사는 약 90°굴곡되어 나이프 롤러(16)와 지지 롤러(17) 사이의 닙으로 도입된다.

나이프 롤러(16)에 의하여 절단된 섬유사 단편(18)은 분사기 파이프(19)를 통해서 흡출(吸出)될 수 있는데, 상기 분사기 파이프에는 압축 공기용 연결부(20)가 마련되어 있다. 또한, 분사기 파이프(19)에는 분말상 결합재를 공급하는 도관과의 연결부(21)가 마련되어 있다.

회전 커터(16)에는 롤러의 둘레에 등간격으로 3개의 나이프 블레이드(22)가 배치되어 있다. 회전 커터(16)는 도시되지 않은 구동 모터에 의해 구동될 수 있다. 지지 롤러(17)는 탄성을 갖는 표면층(17a)으로 덮혀 있고 공압 피스톤(23)에 의하여 이동 가능하다. 피스톤(23)이 지지 롤러(17)를 커터(16)를 향하여 이동시킴에 의하여 섬유사(10)의 절단이 시작된다. 절단되지 않은 섬유사(10)는 지지 롤러(17)가 회전 커터(16)로부터 멀리 이동될 때 노즐(19)을 통해서 공급될 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 회전 커터(16)의 외피면에는 섬유사(10)용의 슬롯형 요홈(24)이 마련되어 있는데, 이들 요홈은 각 나이프 블레이드(22)의 이면에 인접한 지점(25)에서, 도시된 바와 같은 회전 방향으로 후속 나이프 블레이드(22)의 어느 정도 전방에 있는 지점(26)까지 외피면을 따라 둘레 방향으로 연장한다.

이들 요홈을 마련함에 의해, 지지 롤러(17)를 회전 커터(16)에서 이동시키지 않고 섬유사(10)를 공급하는 것이 가능해진다. 이로써, 섬유사의 단편은 비교적 넓은 범위에 걸쳐서 길이가 변할 수 있게 된다. 예를 들면, 공급 롤러(11,12)가 절단 장치보다 느리게 구동되면, 매우 짧은 섬유 단편을 형성할 수 있다. 반대로, 공급 롤러(11)를 절단 장치보다 더 높은 속도로 구동시키면, 매우 긴 섬유 단편을 형성할 수 있다.

섬유사(10)는 절단될 때마다 그 섬유사의 정규의 공급 속도 보다 빠른 속도로 짧은 거리에 걸쳐 전방으로 간헐적으로 인출된다. 슬롯형 요홈에 의해, 섬유사를 절단한 시점으로부터 섬유사의 자유단에서 소정의 거리를 두고 다음의 나이프 블레이드가 닿는 시점까지의 사이에 섬유사의 말단 근처에서 짧은 이완(slack)이 발생되게 하는데, 이러한 이완에 의해 제어 불가능한 섬유사의 끊김 또는 공급 롤러(11,12)의 높은 마모를 초래할 수 있는 섬유사의 급작스런 당김 현상을 확실히 방지할 수 있다. 이러한 섬유사의 이완 길이는 요홈의 깊이에 의해 조절되며, 나이프가 섬유사에 닿아 섬유사를 굴곡시켜, 그 섬유사가 지지 롤러(17)의 탄성 표면층(17a)으로 압입되도록 가압될 때의 인장력의 변동을 충분히 보상할 수 있다.

상기 지점(25)의 후속의 나이프 블레이드(22) 앞에 약간의 거리를 두고 위치하고 있으므로, 나이프 블레이드가 섬유사(10)에 닿기 전에 회전 커터(16)와 지지 롤러(17) 사이의 닙에 상기 섬유사의 자유단이 걸린다.

상기 피스톤(23)은 마이크로 프로세서에 접속하여 지지 롤러(17)의 탄성 표면층(17a)의 마모를 보상할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 전술한 실시예로 한정되지 않으며, 첨부된 특허 청구의 범위 내에서 몇 가지 변형예들이 인식될 수 있다. 예를들면, 회전 커터에는 2개 이상의 섬유사(10)용의 평행한 요홈(24)이 마련될 수 있으며, 그에 상당하는 개수의 개별적으로 조작할 수 있는 지지 롤러(17)를 가질 수 있다.

Claims (4)

1. 분사기 노즐(19)과 관련하여 보강 섬유 재료를 절단하는 장치로서, 공급 롤러(11,12)와, 섬유사 닙을 형성하도록 탄성 표면층(17a)을 갖는 지지 롤러(17)와 협동하고, 또한 나이프 수단(22)용 부착부를 갖춘 원통형의 외피면을 갖는 회전 커터(16)를 구비하는 보강 섬유 재료 절단 장치에 있어서,

   상기 회전 커터(16)의 외피면에 섬유사(10)용의 슬롯형 요홈(24)이 마련되어 있으며, 이들 요홈은 나이프 수단(22) 사이에서 외피면을 따라 둘레 방향으로 연장하고 있고, 공급 롤러(11,12)에 의해 섬유사의 절단 길이를 맞도록 회전 커터(16)의 속도에서 벗어난 공급 속도로 상기 섬유사를 전방으로 공급할 수 있도록 구성한것을 특징으로 하는 보강 섬유 재료 절단 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 요홈(24)은 각 나이프 수단(22)의 이면으로부터 회전 방향으로 후속되는 나이프 수단(22)의 전방에 있는 지점(26)까지 연장하고 있는 것을 특징으로 하는 보강 섬유 재료 절단 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 지지 롤러(27)는 제어 수단(23)에 의하여 상기 커터(16)의 외피면을 지지하는 방향 또는 그 반대 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 보강 섬유 재료 절단 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제어 수단(23)은 지지 롤러(17)의 탄성 표면층(17a)의 마모를 보상하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 보강 섬유 재료 절단장치.

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