KR100388567B1 - 윈도우형인장프레임을가진프레스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 윈도우형 인장 프레임을 가진 프레스에 관한 것으로, 상기 프레임은 윈도우형 인장 프레임을 형성하도록 서로 연결된 2개의 측방향 인장 걸쇠를 가진 상부와 하부 크로스헤드를 가진다. 상기 크로스헤드와 인장 걸쇠는 인장 볼트를 사용하는 클램핑 시스템에 의해 서로 제거가능하게 결합되어 있다.

Description

윈도우형 인장 프레임을 가진 프레스{Apress with a window-type tension frame}

발명의 배경

본 발명은 단일단(single-tier) 또는 다중단(multiple-tier) 프레스(또한 다중 스테이지 프레스)용 "윈도우(window)"형 인장 프레임에 관한 것으로서, 특히 칩보드, 섬유 보드 또는 그 외에 우드 보드(wood board)와 플라스틱 보드를 제조하는데 사용되는 프레스에 관한 것이다.

관련 기술의 설명

일반적인 "윈도우 프레임"형의 단일단 또는 다중단 프레스는 다양하고 서로 다른 설계들이 공지되어 있다. 이러한 설계 종류는 다중단 프레스에 적합하게 사용된다. 그 이유는 윈도우 프레임의 수직 인장 영역내에 사용되는 I 비임 또는 박스형 단면은 주로 프레스될 재료의 방향에 의해 생기는 측면 전단력에 저항하는 기하학적인 최적의 모멘트를 제공하기 때문이다. 더우기, 이것은 판 및 용접된 판 구조의 화염 절단(flame cutting)의 가능성에 의해 비용면에서 가장 효과적인 설계이다. 그러나, 다수의 단(예를들어 20 단 이상)을 가진 프레스는 프레스의 높이로 인해 큰 길이를 가진 윈도우 프레임을 요구한다. 이러한 대형 프레임은 기계적으로 가공될 수 없고 수송도 불가능하다. 동일한 것이 매우 넓은 단일단 프레스의 경우에 약 6500 밀리미터의 재료 매트로 적용된다. 이러한 크기의 프레스는 프레임당 중량이 약 120 메트릭 톤(metric ton) 정도의 크기가 되는 외측폭을 가진 프레스 프레임을 요구한다. 이와 같이 큰 칫수를 가진 구성품은 특히 먼거리로 운송될 수 없다. 매우 크고 무거운 다중단 프레스의 경우에, 프레스 프레임 구조는 상술한 이유 때문에 운송가능한 부분으로 분할된다.

DE-AS 1528345 에 따른 컬럼 설계의 종래의 단일단과 다중단 프레스에 있어서, 주기적으로 작동되는 프레스에서 제로부터 Pmax 까지 일정하게 발생하는 반복응력에 의해 컬럼 너트의 어떠한 느슨함도 방지하기 위해서 인장 컬럼에 예비 응력을 주는 것은 일반적인 것이다. 인장 컬럼내의 예비응력은 프레스 프레임의 상부현(upper chord)과 하부현 양쪽으로, 하중에 의한 신장으로 인해 접촉면(너트와 컬럼 오프셋)에서 떨어진 어떠한 상승도 방지하기 위해서 Pmax 작동 하중보다 더 커야 한다. 그렇지 않으면, 특히 산성 증기(예를들어 칩보드 또는 OSB 보드의 생산에서)가 있는 경우에, 서로 클램핑된 표면에서 마모(galling)가 매우 빠르게 일어난다. 이것은 가압 가열판 공간의 정확성에 제어 불가능하게 변화를 일으켜, 최종 마무리된 보드에서 수용불가능한 변화를 발생시킨다. 매우 크고 무거운 가압에 있어서, 인장 컬럼은 "하중으로서" 가압력에 견디어야 한다. 이는 인장 컬럼의 예비응력이 대응되는 기술적 노력과 비용을 요구하는 것을 의미한다.

그러나, 가압력을 견디기 위해서 인장 컬럼의 단면이 동일하다면, 주로 프레스의 공급 방향에서 측면 전단력에 대한 저항의 모멘트는 낮고, 따라서 전단 또는 휨(flexure)에 대한 저항의 모멘트는 용접된 프레임 단면 설계에서 약 5:1 만큼 더 크므로, 일반적으로 전단에 대해 더 안정적이고 저항적이다. 또한 조립이 한층 더 힘든데, 그 이유는 컬럼 단부(상부와 하부)가 크로스헤드내에 있는 길이에 걸쳐서 예비 응력을 주어야 하므로(수축), 제로로부터 Pmax' 까지 각 작동 사이클에서 발생된 연장된 반복 응력의 경우에, 클램핑면이 항상 밀접 접촉해야 되기 때문이다.그럼에도 불구하고, 실제로 나사부내의 침강 현상(settling phenomena)에 의해 컬럼 샤프트의 예비 응력은 최소가 되므로, 접합은 클램핑면에서 느슨하게 되고, 이것은 다시 마모를 발생시킨다.

그 결과 최종 마무리된 보드내에서 칫수 정확도는 나빠지고 프레스는 분해되거나 서비스를 받아야 한다. 이것은 특히 컬럼으로부터 컬럼축이 크로스헤드에 클램핑되는 위치까지의 전이부에서 특히 결정적인 것이 된다. 이러한 오목부에서, 컬럼은 크로스 헤드의 휨 변형에 의해 꼬인다. 이러한 휨 변형은 몇년후 종종 특히마모와 조합해서 일정한 응력에 의해 파괴가 일어난다. 따라서, 대부분의 적용 분야에서의 손상을 보호하기 위해서, 이런 무거운 컬럼 프레스는 후수축된다. 제조비용 즉, 투자비용은 프레임 단면 설계에 비해서 높게 된다.

연속적인 작동 프레스에 주로 사용되는 DE-OS 40 17 791 에 따른 단일단 프레스의 경우에, 상부와 하부 크로스헤드를 상호 연결하는 인장 걸쇠(shackle)는 보다 양호한 측면 접근성을 위해 사용된다. 전단력은 이들 설계에 의해 견딜 수 없다. 이 때문에, 분리 지지 설계가 이들 가압에 제공된다. 크로스헤드와 인장 걸쇠 사이의 힘 전달 표면은 연속 작동의 경우에 서로 일정하게 결합되어 있으므로, 동기 가압(synchronous presses)에 대한 컬럼 설계의 경우와 같이, 예비응력이 필요하지 않다. 이러한 개념은 종방향과 횡방향 전단력 뿐만 아니라 수직 또는 수평 이동에 대한 안내 기능이 가정되어 있지 않으므로 다중단 프레스에 기술 및 기능적으로 사용하기에는 적합하지 않다.

발명의 목적

본 발명의 목적은 특히 여러 부품으로 조립될 수 있는 모듈러(modular) 프레스 프레임 시스템을 가지는, 대형이고 큰 중량의 기계에 적합한 인장 프레임형의 프레스를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 수송과 취급이 용이한 개별적인 모듈을 가지는 프레스를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 완전히 조립될 때 기계적인 접합부에서 최대 임계 하중 상태하에서도 수직 가압력을 고정적으로 수용하고, 그리고 기계적으로 발생되고 불규칙하게 배향된 전단력에 대한 인장 전달 작동 부품의 저항의 최대 이용가능한 모멘트를 구비한 모듈러 프레스를 제공하는 것이다.

본 발명의 장점은 다른 윈도우 프레임 단면 설계와 비교해서 각각의 요소가 그 중량의 25% 만을 가지기 때문에, 취급 및 수송이 용이한 비교적 경량의 개별 요소로 이루어진 프레스를 제공하는 것이다.

이들 목적은 본 발명에 따라서 인장 프레임 설계가 용접된 강판으로 제조되고 인장하에서 고정 볼트에 의해 발생된다는 점에서 성취된다. 이 장치는 큰 신뢰성을 가지며 접합 표면에서 당겨지거나 느슨하게하는 것을 방지함으로써, 상술된 단점은 일어나지 않는다. 이는 편향 시스템상의 수집된 하중이 컬럼 프레스 설계내에 있을 때 보다 약 10배 작은 동력이기 때문이다.

본 발명에 따른 가압의 부가의 잇점 실시예는 하기의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 본 발명의 양호한 실시예를 설명하는 상세한 설명은 단지 설명을 위해서 한 것이고, 본 발명의 정신과 범위내의 다양한 변경과 개량이 당업자에 의해 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.

발명의 요약

상술한 목적을 본 발명에 따라서 성취하기 위해서, 칩보드, 섬유보드 또는 다른 우드 보드와 플라스틱 보드의 제조를 위한 단일단 또는 다중단 프레스는 하부 크로스헤드와 상부 크로스헤드를 가진다. 각각의 크로스 헤드에는 2개의 측방향 인장 걸쇠에 결합된 4개의 가압 수용 코너 영역이 제공된다. 가압 가열판을 가진, 프레스 크로스 부재는 하부 크로스 헤드위에 배치된다. 또한, 상부 크로스헤드에는 가압 가열판을 가진 프레스 크로스 부재가 제공된다. 유압잭 압력 장치는 하부 프레스 크로스 부재위에 장착된 가압 가열판을 상승 및 하강시키기 위한 하부 크로스헤드내에 제공된다.

2개의 측방향 인장 걸쇠에는 단일의 클램핑 프레임을 형성하도록 제 1 및 2 인장 볼트에 의해 2개의 크로스헤드의 4개의 가압 수용 코너 영역의 각각과 상호결합하는 제 1 및 제 2 클램핑 표면이 제공된다.

이하에, 첨부도면을 참조로 본 발명의 양호한 실시예와 본 발명의 원리를 설명한다.

양호한 실시예의 상세한 설명

본 발명에 따른 프레스는 하중방향에서 본 제 1 도에 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 상기 프레스는 동일한 배열이 단일단 프레스에 사용될지라도 다중단 프레스이다.

상기 프레스에는 인장 걸쇠(5)에 의해 인장하에 연결된 상부 크로스헤드(2)와 하부 크로스헤드(1)가 제공되어 있다. 상부 프레스 크로스부재(10)와 하부 프레스 크로스부재(9)는 상기 상부 및 하부 크로스헤드(1, 2) 사이에 배치된다. 상기 하부 프레스 크로스 부재(9)는 피스톤(6' 및 7')을 가진 유압 잭 시스템(6, 7)에 의해 상승 및 하강될 수 있다.

상기 하부 프레스 크로스 부재(9)의 상부쪽에는 가압 가열판(11)을 가진다. 상기 상부 프레스 크로스 부재(10)의 하부쪽에는 가압 가열판(12)을 가진다. 동시적인 폐쇄 시스템(8)의 부가의 가열판(13)은 2개의 가압 가열판(11, 12) 사이를 상승 및 하강하기 위해서 단으로 배열된다.

상기 하부 크로스헤드(1)는 돌출부(3)를 가지고, 상부 크로스헤드(2)는 돌출부(4)를 가진다. 이들 돌출부들은 프레스의 폭을 설정한다. 제 2 도에 도시된 바와 같이, 앞뒤로 일렬 배치된 크로스 헤드(1, 2)의 두께는 프레스의 길이를 설정한다. 각 크로스 헤드(1, 2)의 길이는 크로스 헤드를 포함하는 2개의 판을 연결하는 보강 리브(14)에 의해 설정된다. 제 5 도에 도시된 바와 같이, 상부 크로스헤드(2)내의 리브(14)는 판(2a, 2b)에 용접된다.

제 3 도 내지 제 5 도는 프레임의 하나의 코너를 상세히 도시하며, 도시한 것은 인장 걸쇠(5)와 상부 크로스헤드(2) 사이의 접속부이다. 이것은 제 1 도와 제 2 도에 도시된 바와 같이, 인장 걸쇠(5)와 하부 및 상부 크로스헤드(1, 2) 사이의 각 접속부에 사용된 결합부의 한 예를 도시한다.

이 실시예에서 I 비임과 같은 형상의 인장 걸쇠(5)는 하부 및 상부 크로스헤드(1, 2) 사이에 연결된다. 대안적으로, 인장 걸쇠(5)는 박스 단면으로 제조될 수있다.

제 4 도와 제 5 도에 도시된 바와 같이, 인장 걸쇠(5)의 각 단부에는 용접된 크로스판(25), 겹침판(22) 및, 클램프 크로스부재(17)가 제공되어 있다. 상기 크로스판(25), 겹침판(22) 및 클램프 크로스 부재(17)는 인장 걸쇠의 단부를 크로스헤드(1, 2)에 록킹하기 위한 장치를 제공한다.

그러므로 인장 걸쇠(5)위에 형성된, 2개의 겹침판(22)은 그 클램핑 표면(24a)이 외향으로 도달하는 돌출부(4)의 수평 클램핑 표면(24b)과 접촉하도록 놓여진다.

인장 볼트(15)는 겹침판(22)에 용접된 크로스 부분(17)과 돌출부(4)위에 용접된 크로스 부분(18)을 함께 클램핑하므로써, 크로스 헤드(2)와 인장 걸쇠(5)를 수직으로 함께 유지하는데 사용된다.

수평 인장과, 돌출부 또는 노우징(19: nosing)의 수직 클램핑 표면(23b)과 인장 걸쇠의 수직 클램핑 표면(23a)의 결합을 제공하기 위해서, 겹침판(22)은 크로스링크(25)중 하나와 강화 리브(14: stiffening rib)중 하나 사이에 연결된 인장 볼트(16)에 의해서 상부 크로스 헤드(2)와 결합하여 유지된다.

각 접속부에 제공된 장치와 더불어, 2개의 하부 및 상부 크로스헤드(1, 2)가 프레스의 작동 때에 가해지는 가압력에 견디도록 허용한다.

제 1 도 내지 제 5 도에 도시되고 본원에서 설명된 장치에 의해 하부 및 상부 크로스헤드(1, 2)에 클램프된 인장 걸쇠(5)의 각 측면에서는, 인장 고정 볼트(15, 16)가 클램핑 표면(23a, 23b, 24a, 24b)을 함께 유지한다. 용접이 클램핑표면에 적용되어 프레임이 가압력에 견디도록 허용하는 부가의 지지체를 제공한다. 프레스 그 자체는 기초부(21)에 의해 지지된 베이스(20)상에 놓인다.

본 발명에 따른 "윈도우" 프레임 설계는 기밀한 클램핑 설계를 가진 프레스를 제공한다. 이 목적을 위해, 수직 인장 볼트(15)의 편향력은 상부 크로스헤드(2)와, 상부 크로스 부재(10)와, 상부 가압 가열판(12), 동시 폐쇄 시스템(8), 유압 피스톤(6', 7'), 가압될 재료와 동적인 힘의 고유 중량(inherent weight)에 대해서만 설계할 필요가 있다.

상부와 하부 크로스헤드(1, 2)의 최대 굽힘력의 경우에서도, 수직 클램핑 표면(23a, 23b)에서 서로에 대해서 안내 목적을 제공하는 인장 걸쇠(5)의 기계적 위치는 자유로운 작동 상태로 되지 않도록 편향력을 만드는 것이 중요하다.

제 6 도에 도시된 다른 실시예에서, 2개의 인장 걸쇠(5)가 직사각형 박스 거더(girder) 형상(30)으로 이루어지면, 90˚떨어진 그 수직 안내 트랙은 신속한 수직 이동을 위해 가압 가열판(11) 및 부가의 판(13)을 가진 하부 프레스 크로스 비임(9)을 위한 안내 트랙으로 작용하고, 프레스의 개방 및 폐쇄 운동은 중심 맞추어지고 규칙적으로 전개된 재료에 의한 측방향 추력(lateral thrust)은 최대 가압력하에서의 압축동안 길이방향과 교차 방향으로 상쇄 될 것이다.

제 7 도는 본 발명의 또다른 실시예(동시적인 폐쇄 시스템이 없는 실시예)를 도시한 것으로, 여기서 동일 도면 부호는 본 발명의 제 1 실시예와 유사한 부재를 나타내는데 사용된다. 이 실시예에서, 크로스헤드(1' 및 2')는 4 변형 형상을 구비하고 있다. 또한, 이 실시예에는 크로스헤드(1', 2')를 인장 걸쇠(5)에 클램프하기위해 인장 볼트(15, 16)를 사용하지만, 인장 볼트와 그 관련 크로스부분(17, 18, 25)은 명료하게 도시하기 위하여 도면으로부터 생략되어 있다.

양호한 실시예에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 형태의 다양한 개량은 하기 청구 범위와 그 발명 정신으로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

제 1 도는 본 발명에 따른 프레스의 정면도.

제 2 도는 제 1 도의 프레스의 길이방향의 측면도.

제 3 도는 제 1 도에 3 으로 도시한 프레스의 좌측 부분을 상세히 도시한 도면.

제 4 도는 제 3 도의 4-4 선을 따라 취한 측면도.

제 5 도는 제 3 도의 5-5 선을 따라 취한 사시도.

제 6 도는 프레스의 변경 실시예의 단면도.

제 7 도는 프레스의 변경 실시예의 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:하부 크로스헤드 2:상부 크로스헤드

5:인장 걸쇠 9:하부 프레스 크로스 부재

11, 12:가압 가열판 15, 16:인장 볼트

22:겹침판 23a, 23b:클램핑 표면

Claims (9)

1. 칩보드, 섬유보드 또는 다른 우드 보드 및 플라스틱 보드의 제조를 위한 적어도 하나의 단을 가진 프레스에 있어서,

   2개의 측방향 인장 걸쇠에 결합되어 있는 4개의 가압수용 코너 영역이 각각 제공된 하부 크로스헤드와 상부 크로스 헤드와,

   상기 하부 크로스헤드와 상부 크로스헤드의 각각에 배치된 하부 및 상부 프레스 크로스부재와,

   상기 하부와 상부 프레스 크로스 부재위에 장착된 가압 가열판과,

   상기 하부 프레스 크로스 부재상에 장착된 가압 가열판을 상승 및 하강하기 위해 상기 하부 크로스헤드내에 제공된 유압잭 압력 장치를 포함하며,

   상기 2개의 측방향 인장 걸쇠의 각 단부에 제공된 제 1 및 제 2 클램핑 표면은 일체된 클램핑 프레임을 형성하기 위하여, 제 1 및 제 2 인장 볼트에 의해 2개의 크로스헤드의 4개의 가압 수용 코너 영역 각각에 상호 결합되어 있는 프레스.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 인장 볼트의 편향력은 상부 크로스헤드와, 프레스 크로스부재와, 가압 가열판과, 프레스내에 제공된 동시 폐쇄 시스템과, 유압 잭 수단과, 가압될 재료와, 프레스상의 동적인 힘의 조합된 고유 중량에 따라서 선택되는 프레스.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 인장 볼트의 편향력은 하부와 상부 크로스 헤드의 최대 굽힘 변형 동안에, 안내 목적으로 제공되는 제 1 클램핑 표면에서 하부 및 상부 크로스헤드에 대해 인장 걸쇠의 기계적 위치가 자유로운 작동 상태없이 유지되도록 선택되는 프레스.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 2개의 측방향 인장 걸쇠는 서로 90˚에서 2개의 안내 트랙을 형성하기 위하여 직사각형 외측 단면 형상을 가지며, 상기 하부 프레스 크로스 부재와 가압 가열판이 프레스의 폐쇄와 개방 운동의 신속 행정으로 중심으로 안내되고, 가압되려고 배향되고 펴진 재료의 측방향 전단력은 재료의 압축동안에 인장 걸쇠에 의해 길이방향 및 교차 방향으로 흡수되는 프레스.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 하부 크로스헤드와 상부 크로스헤드는 2개의 측방향 인장 걸쇠의 클램핑 표면에 대응하는 제 1 및 제 2 클램핑 표면을 가진 4개의 가압 수용 코너 영역 각각에 제공되며,

   상기 제 1 클램핑 표면은 가압력을 흡수하기 위해서 프레스내에 수평으로 배열되어 있는 클램핑 표면을 포함하며,

   상기 제 2 클램핑 표면은 상부 및 하부 크로스헤드에 2개의 측방향 인장 걸쇠의 확고한 측면 결합을 위해서 프레스내에 수직으로 배열되어 있는 클램핑 표면을 포함하는 프레스.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 2개의 측방향 인장 걸쇠는 2개의 측방향 인장 걸쇠의 각 단부에 있는 제 1 및 제 2 클램핑 표면과, 하부 및 상부 크로스헤드에 제공된 제 1 및 제 2 클램핑 표면에 의해 하부 및 상부 크로스 헤드로부터 설치 및 제거되는 프레스.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 및 하부 크로스헤드는 2개의 측방향 인장 걸쇠의 클램핑 표면과 상호 관련된 제 1 및 제 2 클램핑 표면을 포함하며,

   상기 대응되는 클램핑 표면은 함께 용접되어, 정확한 끼움 수축 고정 접합이 인장 걸쇠와 크로스헤드 사이에 직각으로 형성되도록 인장 볼트의 가압력과 편향력을 흡수하는 접합부를 형성하는 프레스.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 2개의 측방향 인장 걸쇠는 프레스내의 길이방향과 교차 방향으로의 전단력과 굽힘력의 최적의 흡수를 위한 저항의 상승 모멘트를 발생하기 위해 I 비임 단면을 가지는 프레스.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 하부 및 상부 크로스헤드(1', 2') 모두는 4 변형 형상을 가지는 프레스.