KR100419994B1

KR100419994B1 - 섬유절단장치

Info

Publication number: KR100419994B1
Application number: KR1019950046128A
Authority: KR
Inventors: 다께하라가쓰오미
Original assignee: 가부시끼가이샤.다께하라기까이겡규쇼
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 2004-04-21
Also published as: US5704266A; IT1276255B1; GB2296508B; KR960021419A; ITRM950828A0; DE19547963B4; ITRM950828A1; FR2728497B1; NL1001985C2; GB2296508A; NL1001985A1; GB9526199D0; FR2728497A1; DE19547963A1; CH690123A5

Abstract

본 발명은 축방향으로 일정한 거리를 왕복 운동하는 동안 한 방향으로 회전 운동하는 회전축에 원주(圓柱)형의 로터를 고정시키고, 원주방향으로 간격을 두며 축선과 평행하도록 반지름 방향으로 설치된 다수의 칼날을 상기 로터의 원주상에 설치하고, 길게 연결된 섬유를 로터의 원주에 공급하여 감고, 감긴 섬유를 상기 설치된 칼날들의 간격에 대응하는 짧은 길이로 섬유층의 안쪽으로부터 연속적으로 절단하는 섬유 절단 장치에 있어서, 상기 로터의 원주를 둘러싸고, 원형의 안쪽면을 서로 마주보게 위치시켜서 그 사이의 상기 로터의 원주상에 섬유 공급 위치를 형성하고, 미끄러짐을 구속하지 않는 방식으로 상기 회전축을 측면에서 지지하고, 상기 로터와 하나의 몸체로서 고정된 위치에서 함께 회전하는 좌우 한쌍의 대경 로터를 갖고; 대경 로터의 상기 안쪽면 상에 위치하고, 로터 주위에 감긴 섬유를 지지하기 위한 한쌍의 원판형 안내판; 및 두개의 안내판들의 바깥쪽에 설치되고, 스크레이퍼들과 안내판들 사이에 절단된 섬유의 배출부를 각각 형성하고, 로터의 원주를 따라 이동하는 스크레이퍼의 돌출부가 칼날들 사이에 끼워 지게 하고, 절단된 섬유들을 상기 돌출부로 밀어 내어 상기 배출부로 유도하는 한쌍의 원판형 스크레이퍼가 설치되고; 바깥쪽으로부터 두개의 안내판들 사이에 끼워 지고, 로터 주위에 감겨 칼날의 왕복 운동에 의해 안쪽으로부터 절단되는 섬유층들의 바깥쪽으로부터 안쪽을 향해 팽팽하게 지지하는 가압체가 두개의 안내판에 의해 형성된 섬유 감김 위치의 바깥쪽에 설치되는 것을 특징으로하는 섬유 절단 장치를 제공한다.

Description

섬유 절단 장치{Fiber cutting apparatus}

본 발명은 로터의 원주상에 다수의 칼날을 반지름 방향으로 설치하고, 로터가 축방향으로 왕복운동하는 동안 로터의 회전운동을 하게 하고, 로터 주위를 층층이 감기 위해 길게 연결된 섬유를 공급하고, 칼날의 간격에 대응하는 길이만큼 안쪽으로부터 섬유를 절단하도록 하는 섬유 절단 장치와 관련된 것으로, 로터의 원주를 따라 설치된 칼날 사이로부터 로터의 원주상에 쌓인 절단된 섬유들을 배출하는 것을 특징으로 한다.

다수의 칼날을 로터의 원주상에 반지름 방향으로 설치하되 칼날의 엣지(edge)는 축선을 따라 향하게 하며 원주방향으로의 절단 길이에 대응하는 칼날들의 공간을 남기도록 칼날들을 설치하고, 절단될 길게 연결된 섬유를 로터 주위에 층층이 감고, 안쪽으로부터 섬유를 절단하도록 하는 섬유 절단 장치에 관하여는 미국특허 제 3,915,042호, 제 3,942,401호, 제 3,945,280호 및 제 4,083,276호가 있으며 또한 일본공개특허공보 소50-116,723호, 소56-73,118호, 소56-73,119호 및 소57-95,314호가 있다.

상기 종래의 섬유 절단 장치는 서로 평행하게 맞서 있는 두개의 원판에 원주 방향으로 간격을 둔 다수의 길고 가는 벨트형 칼날을 걸치고 양단을 고정함으로서 중공의 원주(圓柱)형 로터를 구성하고, 또한 상기 로터 주위에 층층이 감겨서 안쪽으로부터 절단되는 섬유를 연속적으로 안쪽을 향해 밀어 내는 한편, 가압 롤러(press roller)가 섬유의 감김 및 밀어 냄을 보조하기 위해 섬유를 누르도록 설계되었다.

이러한 상기 종래의 장치는 구조상 단순하다는 이점이 있었으나, 절단된 섬유들이 칼날들 사이에 축적될 여지가 있는 단점이 있었다. 특히 짧은 길이로 섬유를 절단할 때, 이 장치는 반지름 방향으로 설치된 칼날들의 간격이 칼날들의 밑부분에서 좁아지기 때문에 쉽게 과도한 축적을 유발하는 기술적인 문제를 갖고 있었다.

따라서 이러한 종류의 섬유 절단 장치가 로터로부터의 정확한 섬유 배출을 수행하는 한편, 칼날들 사이의 간격이 좁을 때에도 이러한 과도 축적을 방지하는 것이 해결 과제였다.

도 1은 본 발명의 실시예 1의 구성을 도시하는 부분적으로 단면처리된 정면도

도 2는 실시예 1 의 측면도

도 3은 섬유의 절단 상태를 설명하는 부분적으로 단면처리된 확대 단면도

도 4는 로터(rotor) 원주상의 칼날(blade)과 스크레이퍼(scraper)간의 결합 상태를 설명하는 부분적으로 단면처리된 확대 단면도

도 5는 실시예 2의 구성을 도시하는 부분적으로 단면처리된 단면도

도 6은 실시예 2를 원칙적으로 설명하는 측면도

도 7은 실시예 2의 벨트(belt)형 가압체의 압접구간을 부분적으로 단면처리한 확대 단면도

본 발명의 장치에서는 절단된 섬유들은 로터 원주상의 칼날들 사이에 축적되고, 축방향의 로터 운동에 따라, 측면으로부터 칼날들 사이에 끼워 지는 스크레이퍼에 의해 로터의 축방향으로 강제로 밀어내 진다. 즉, 로터가 우측으로 이동하면서 한 방향으로 회전할 때는 상부가 칼날들 사이에 끼워 져서 원주를 따라 이동하는 우측 스크레이퍼는 절단된 섬유들을 상대적으로 좌측을 향해 밀어 내고, 로터가 좌측으로 이동할 때는 좌측 스크레이퍼가 절단된 섬유들을 우측으로 밀어 낸다. 이러한 방식으로 두개의 스크레이퍼가 절단된 섬유들을 좌우로부터 교대로 칼날을 따라 밀어 내고, 이에 따라 칼날들의 설치 간격이 좁을 때조차도 과도한 축적은 발생하지 않는다.

게다가 칼날들 사이를 횡단하여 밀어 내어진 절단된 섬유들은 스크레이퍼와 안내판사이의 배출부를 통해 대경 로터들의 내측 사이로부터 배출된다.

본 발명에서 감긴 섬유의 회전을 따라 회전하는 하나 이상의 롤러(roller)가 로터 주위에 층층이 감긴 섬유의 바깥쪽으로부터 지지하는 가압체로서 설치될 때, 섬유층의 바깥쪽으로부터 안쪽까지의 두께가 원주를 따라 균일하게 감소된다. 이것은 섬유의 느슨해짐을 감소시키고, 절단 길이를 향상시킨다.

로터의 원주를 따라 적당한 길이의 압접부를 형성하며 로터 주위에 감긴 섬유의 바깥쪽으로부터 누르게 하기 위해 벨트형 가압체가 사용될 때, 상기의 롤러에 의한 부분적인 지지는 벨트형 가압체에서 더 길고 넓게 확장될 수 있고 섬유층들의 느슨해짐이 감소될 수 있다. 따라서 향상된 정밀도를 가지고 균일한 절단을 수행하는 것이 가능해 진다.

게다가 하나 이상의 보조 롤러들이 상기 벨트형 가압체의 바깥쪽에 설치될 때, 섬유가 느슨해지기 쉬운 곳에 위치한 벨트형 가압체가 더욱 균일하게 섬유를 누르게 하는 것이 가능해 진다.

본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

먼저 가압체로서 롤러를 사용하는 실시예 1을 도 1을 참조하여 설명한다.

본 발명의 절단 장치는 절단 길이에 대응하는 간격을 두고 로터의 축선과 평행하게 로터의 원주상에 설치한 다수의 수직한 칼날들(2,2)을 갖는 로터(1) 및 상기 로터(1)의 외측면에 위치하고, 원형의 안쪽면(3a', 3b')을 서로 마주보도록 위치시켜서 그 사이의 중앙부에 섬유 공급 위치를 형성하고, 미끄러짐을 구속하지 않는 방식으로 측면(3a", 3b")에 의해 로터(1)의 회전축(4)을 지지하고, 고정된 위치에 있는 하나의 몸체로서 로터(1) 및 회전축(4)과 함께 회전하는 대경 로터(3a, 3b)로 구성되어 있다.

대경 로터(3a, 3b)는 각각 하부를 갖는 두개의 실린더(cylinder)가 좌우로부터 서로 마주보도록 위치하는 방식으로 설치된다. 로터(1)는 대경 로터(3a, 3b)의 안쪽에서 대경 로터(3a, 3b)와 함께 동일한 방향으로 하나의 몸체로서 회전하고, 또한 도면에 도시되지는 않았지만 회전축(4)의 끝단과 연결되고, 공급되는 섬유(5)의 폭에 대응하는 거리만큼 도면에 도시된 방향으로 왕복 운동을 수행하는 축-미끄러짐 장치(shaft-sliding device)에 의해 구동된다.

도 1에 도시된 것처럼 좌우 한쌍의 원판형 안내판(6, 6)이 대경 로터(3a, 3b)의 안쪽 면(3a', 3b')에 설치되고, 상기 안내판(6, 6)은 각각 링(ring)형상이고, 안내판의 안쪽면은 로터(1)의 외측면을 따라 이동하고, 섬유(5)의 폭에 대응하는 공간을 안내판 사이에 형성하고, 로터(1) 주위에 감긴 섬유(5)를 로터(1)의 왕복 운동에 대하여 양측면으로부터 지지한다.

유사하게, 좌우 한쌍의 스크레이퍼(9, 9)가 상기 안쪽 면(3a', 3b')에 설치되고, 상기 스크레이퍼(9, 9)는 각각 링 형상이고, 상기 안내판(6, 6)의 바깥쪽에 위치하고, 스크레이퍼(9, 9)와 안내판(6, 6) 사이에 절단된 섬유들을 위한 배출부(7,7)를 형성하고, 로터(1)의 외측면을 따라 각각 링 형상을 갖는다.

상기 스크레이퍼(9, 9)는 도 1에 도시된 것처럼 로터(1)의 원주를 따라 위치하고, 도 4에 도시된 것처럼 로터(1)의 원주상에 설치된 칼날들(2, 2) 사이에 끼워지는 돌출부(9', 9'; scraping point)를 갖는다.

게다가 도 2에 도시된 것처럼 롤러형 가압체(12a)가 안내판(6, 6)에 의해 형성되는 섬유 감김 위치의 바깥쪽에 설치되며, 상기 롤러형 가압체(12a)는 암(10; arm)상에 회전을 구속하지 않는 방식으로 설치되고, 상기 암(10)의 한쪽 끝단은 기계 프레임(F)에 의해 지지되고 스프링(11)에 의해 눌려진다.

도 3에 도시된 것처럼 상기 가압체(12a)는 로터(1) 주위에 층층이 감긴 섬유(5)를 바깥쪽으로부터 누르고, 왕복 운동하는 칼날(2, 2)에 의해 안쪽으로부터섬유가 절단될 때 섬유가 느슨해 지는 것을 방지하기 위해 섬유 층들을 바깥쪽으로부터 안쪽을 향해 지지한다.

도 1 내지 4에서 도면 부호 13은 도 1에 도시된 회전 축(4)의 양 끝단에 고정되고, 상기의 축-미끄러짐 장치의 왕복 운동에 의해 방해받지 않으며 도면에 도시되지 않은 회전 구동 시스템의 회전을 회전축(4)에 전달하는 키(key)이다. 도면 부호 14는 로터(1)의 미끌어짐을 허용하기 위해서 대경 로터(3a, 3b)를 지지하도록 사용되는 선형 베어링(linear bearing)이다. 도면 부호 15는 링(15a, 15b), 베어링(15b, 15b) 및 커플링 핀(15c, 15c; coupling pin)으로 구성된 회전 전달 수단이며, 상기 회전 전달 수단(15)은 회전축(4)의 양 끝단에 설치되고, 대경 로터(3a, 3b)에 회전축(4)의 회전을 전달한다. 도면 부호 16은 기계 프레임(F)이 회전을 구속하지 않는 방식으로 대경 로터(3a, 3b)를 지지하도록 하는 베어링이다.

다음에는 도 5내지 7을 참조하여 실시예 2를 설명한다.

도 5에 도시된 것처럼 실시예 2는 기본적으로 상기 실시예 1의 장치와 같은 구성을 갖는다. 즉, 축방향으로 왕복 운동을 하면서 회전을 하는 로터(1); 로터(1)의 원주 상에 설치된 다수의 칼날(2, 2); 로터(1)의 외주를 둘러싸고, 안쪽면(3a', 3b')이 중앙부에서 서로 마주 보도록 위치시키며, 하나의 몸체로서 로터(1)와 함께 회전하는 회전축(4)의 양 끝단을 미끄러짐을 구속하지 않는 방식으로 지지하고, 고정된 위치에 있는 하나의 몸체로서 회전축(4) 및 로터(1)와 함께 회전하는 좌우 한쌍의 대경 로터; 대경 로터(3a, 3b)의 안쪽 면(3a', 3b')에 각각 설치되고, 섬유(5)를 감기 위한 공간을 형성하는 한 쌍의 안내판(6, 6); 안쪽 면(3a', 3b')에설치되는 스크레이퍼(9, 9); 로터(1)의 원주를 따라 위치하고, 칼날들(2, 2) 사이에 끼워 지는, 스크레이퍼(9, 9)의 돌출부(9', 9'); 및 스크레이퍼(9, 9)의 밑부분과 안쪽에 위치한 안내판(6, 6) 사이에 형성된 절단된 섬유들을 위한 배출부(7, 7)와 같은 구성요소로 구성되어 있다.

실시예 2는 로터(1)의 주위를 감은 섬유(5)를 바깥쪽으로부터 누르고, 왕복 운동하는 칼날(2, 2)의 절단 동작을 돕는 가압체로서 벨트형 가압체(12b)를 설치한다.

도 6에 도시된 것처럼 상기 가압체(12b)는 로터(1)의 일측으로부터 칼날(2, 2)에 걸치고, 층층이 감긴 섬유(5)를 바깥쪽으로부터 누르고, 누르는 힘에 의해 로터(1)의 회전에 따라 회전한다.

도면에 도시된 실시예 2에서 로터(1)의 원주를 따라 적당한 길이를 갖는 압접 구간(18)은 복수의 롤러들(17, 17) 사이에 형성되며, 상기 롤러들(17, 17)은 로터(1)의 회전방향 전후에 배치되고, 축선은 상호 평행하나, 로터(1)에 감기는 섬유(5)의 바깥쪽에 위치한다.

롤러들(17', 17')을 로터(1) 전후에 배열함으로서 상기 압접 구간(18)은 섬유(5)를 공급하기 위한 공간을 남겨두고, 로터(1)의 원주 상에 원주의 반 이상의 길이로 형성될 수 있다.

또한, 상기 롤러들(17', 17')은 압접 구간(18)에 원하는 압력을 가하기 위해서 벨트형 가압체(12b)에 텐션(tension)을 주는 텐션 롤러이다.

게다가 도 5에서 도시된 것처럼 압접 구간(18)의 바깥쪽으로부터 벨트형 가압체(12b)를 더 누르고, 함께 회전하는 보조 롤러들(19, 19)을 배치함으로서 벨트형 가압체(12b)의 텐션이 증가되어 섬유(5)를 더 강하게 누르고 더 정밀하게 절단을 하는 것이 가능하다.

도 6에서 도시된 것처럼 실시예 2는 로터(1)를 통과하여 대경 로터(3a, 3b)의 측면(3a", 3b')을 볼 스프라인 베어링(20, 20)을 거쳐 지나는, 좌우로 돌출한 회전축(4)의 양 끝단을 지지함으로서 회전축(4)의 왕복 운동을 자유롭게 만든다.

실시예 2의 회전축(4)은 대경 로터(3a)의 측면(3a")와 연결된 회전 구동 시스템(23)에 의해 상기 볼 스프라인 베어링(20, 20)을 거쳐 회전되도록 구동되는 동안, 왕복 운동을 만들기 위해 회전축(4)의 한쪽 끝단(도면의 오른쪽)에 설치된 커플링(21; coupling)을 거쳐 크랭크형 축-미끌어짐 장치(22)와 연결되어 있다.

좌우 한쌍의 대경 로터(3a, 3b)는 외측면에 설치된 래디알 베어링(24, 24; radial bearing)을 거쳐 기계 프레임(F)에 의해 지지되고, 고정된 위치에 있는 로터(1)와 동일한 속도로 회전한다.

이상과 같이, 롤러형 가압체(12a) 대신에 벨트형 가압체(12b)를 사용하는 실시예 2는 로터(1)의 원주를 따라 섬유(5)를 누르는 긴 압접 부분을 형성할 수 있고, 이에 따라 누르는 효과는 실시예 1의 경우보다 더 커지고, 상당히 정밀하게 절단된 섬유들을 얻기 위해서 더 팽팽해진 상태에서 섬유의 절단이 수행되고, 따라서 절단 능력은 현저하게 향상될 수 있다. 게다가 벨트형 가압체를 따라 자동적으로 섬유를 공급하도록 설계될 수 있는 이점이 있다.

길게 연결된 절단될 섬유를 로터 주위에 감고 상기 로터 원주상에 간격을 두고 설치된 칼날에 의해 소정 길이로 섬유를 절단하도록 설계된 장치에 관한 것으로 로터의 축방향 왕복 운동에 따라 칼날들 사이에 축적된 절단된 섬유들을 긁어내기 위해서 고정된 위치에서 하나의 몸체로서 로터와 함께 회전하는 스크레이퍼를 설치하는 본 발명에 따르면, 종래 장치의 경우처럼 칼날들 사이에 절단된 섬유들이 과도하게 축적되는 것을 방지하고, 절단된 섬유들을 강제로 배출하는 것이 가능해 진다. 따라서 절단 능력이 현저하게 향상되고, 특히 섬유를 짧게 절단하는 경우에 상당히 우수한 효과를 얻을 수 있다.

Claims

축방향으로 일정한 거리를 왕복 운동하는 동안 한 방향으로 회전 운동하는 회전축(4)에 원주형의 로터(1)를 고정시키고, 원주방향으로 간격을 두며 축선과 평행하도록 반지름 방향으로 설치된 다수의 칼날(2)을 상기 로터의 원주상에 설치하고, 길게 연결된 섬유(5)를 로터의 원주에 공급하여 감고, 감긴 섬유를 상기 설치된 칼날들의 간격에 대응하는 짧은 길이로 섬유층의 안쪽으로부터 연속적으로 절단하는 섬유 절단 장치에 있어서,

상기 로터(1)의 원주를 둘러싸고, 원형의 안쪽면(3a', 3b')을 서로 마주보게 위치시켜서 그 사이의 상기 로터의 원주상에 섬유 공급 위치를 형성하고, 미끄러짐을 구속하지 않는 방식으로 상기 회전축(4)을 측면(3a", 3b")에서 지지하고, 상기 로터(1)와 하나의 몸체로서 고정된 위치에서 함께 회전하는 좌우 한쌍의 대경 로터(3a, 3b)를 갖고;

대경 로터의 상기 안쪽면(3a', 3b') 상에 위치하고, 로터(1) 주위에 감긴 섬유(5)를 지지하기 위한 한쌍의 원판형 안내판(6,6); 및 두개의 안내판들의 바깥쪽에 설치되고, 스크레이퍼들과 안내판들 사이에 절단된 섬유의 배출부(7)를 각각 형성하고, 로터(1)의 원주를 따라 이동하는 스크레이퍼의 돌출부(9')가 칼날(2)들 사이에 끼워 지게 하고, 절단된 섬유들을 상기 돌출부로 밀어 내어 상기 배출부(7)로 유도하는 한쌍의 원판형 스크레이퍼(9)가 설치되고;

바깥쪽으로부터 두개의 안내판(6,6)들 사이에 끼워 지고, 로터 주위에 감겨칼날의 왕복 운동에 의해 안쪽으로부터 절단되는 섬유층들의 바깥쪽으로부터 안쪽을 향해 팽팽하게 지지하는 가압체가 두개의 안내판에 의해 형성된 섬유 감김 위치의 바깥쪽에 설치되는 것을 특징으로하는 섬유 절단 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 가압체는 상기 로터(1) 주위에 층층이 감긴 섬유(5)의 외측면을 누르고, 로터(1)와 함께 하나의 몸체로 회전하는 섬유를 따라 회전하는 하나 이상의 롤러인 것을 특징으로 하는 섬유 절단 장치.
제 1항에 있어서, 상기 가압체는 상기 로터(1) 주위에 감긴 섬유(5)를 바깥쪽으로부터 접촉하고, 로터(1)의 원주를 따라 일정한 길이의 압접부(18)를 형성하고, 끊김없이 순환하는 벨트형 가압체인 것을 특징으로 하는 섬유 절단 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 벨트형 가압체에는 바깥쪽으로부터 상기 압접부(18)에서 가압체의 누름을 더 강하게 하는 하나 이상의 보조 가압 롤러(19)가 포함되는 것을 특징으로 하는 섬유 절단 장치.