KR100426145B1 - 타이어 벨트부의 검 엣지 인장력 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어의 구성 부품중 벨트의 양쪽 테두리부를 감싸주는 고무로 된 스트립을 일정한 인장력으로 풀어주는 타이어 벨트부의 검 엣지 인장력 제어장치에 관한 것으로, 기술적 요지는 스트립-비닐 권취 롤(1)과, 상기 스트립-비닐 권취 롤(1)에 설치되어 상기 권취 롤(1)에 마찰력을 조절하여 주는 브레이크(2)와, 상기 스트립-비닐 권취 롤(1)에 권취되어 있는 스트립-비닐의 권취량을 감지하여 주는 권취량 감지수단(3)과, 상기 스트립-비닐 권취 롤(1)에서 풀려지는 비닐을 다시 권취하여 주며 클러치 모터(4)에 의해 회전 속도가 조절되는 공비닐 회수 롤(5)과, 상기 브레이크(2)와 권취량 감지수단(3) 및 클러치 모터(4)를 전기적으로 제어하여 주는 제어부(6)와, 콘베이어 회전축 기어(11)의 구동으로 연동되는 전자 클러치(7)와, 상기 전자 클러치(7)에 의해 연동되는 비닐 분리 드라이브 롤(8) 및 스트립 분리 유도 롤(9)로 구성된다.

Description

타이어 벨트부의 검 엣지 인장력 제어장치{Gum Edge Tension Controll Device for Tire Belt Component}

본 발명은 타이어의 구성 부품중 벨트의 양쪽 테두리부를 감싸주는 고무로 된 스트립을 일정한 인장력으로 풀어주는 타이어 벨트부의 검 엣지(Gum Edge) 인장력 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 타이어 구성부품으로 들어가는 벨트에는 내구력을 보강하기 위해 벨트의 양쪽 테두리부에 고무로 된 검 엣지 스트립을 부착시킨다(도 4참조). 검 엣지 스트립은 고무로 형성되면서 그 내면에 접착제가 포함되어 있기 때문에 보관하기 위해 롤에 권취할 때 검 엣지 스트립만을 권취하지 못하고, 비닐과 동시에 권취하는 것이 필요하다(도 2참조). 그런데, 벨트에 스트립을 부착하기 위해 스트립-비닐을 권취한 롤을 풀 경우에, 스트립과 비닐을 정해진 속도에 따라 일정하게 풀리도록 인장력을 제어하는 것이 매우 중요하다.

종래의 타이어 벨트부의 검 엣지 인장력 제어장치는, 검 엣지 유도 자동화를위해 덴서 롤과 힌지축에 근접하여 부착된 거리변위 측정센서에 의해 권취 롤의 감소를 측정해 내고, 이 데이타를 이용하여 비례제어 공기압력밸브를 조절하여 권취 롤이 풀리는 샤프트쪽의 브레이크 힘을 조절하여 검 엣지에 걸리는 인장력을 자동으로 유지하고 있다.

그런데, 재단공정에서 검 엣지 유도장치가 자동화되어 있으나, 공(空)비닐을 감는 쪽의 구동 에어 모터의 장시간 불가동시 내부로 공급되는 드라이 에어의 응축수에 의한 오작동, 그리고 수명이 다해 갈 때의 간헐적인 오작동, 권취 롤쪽의 덴서 롤에 의한 권취 롤 직경 감지 센서의 직경 감지 데이타 값의 헌팅으로 권취 롤쪽의 브레이크 압력의 부정확한 콘트롤이 이루어지고 있어, 운전자의 감각에 의한 반자동 개념으로 에어 레귤레이터를 조절하고 있다.

따라서, 에어 레귤레이터를 운전자의 수동으로 감각에 의하여 조절하게 됨으로써, 검 엣지 스트립에 걸리는 인장력이 일정하지 못하여 표준 작업이 이루어지지 않는 문제가 발생하며, 검 엣지 스트립을 감은 권취 롤쪽에서는 직경이 감소되는 정도를 측정하는 덴서 롤의 측정 오차 즉 권취 롤이 완전이 진원이 안되고 쳐져 있을 때 덴서 롤이 감지하는 직경의 크기가 감소되었다가 커지는 현상이 발생하고, 이 때 브레이크 힘도 커졌다 작아졌다 하는 문제가 발생한다.

뿐만 아니라, 덴서 롤이 감겨진 스트립의 연결부위를 만나거나 감긴 위치의 변화로 비닐만 있는 부위를 통과할 때에도 직경 변화 값이 순간적으로 변해서 동일한 문제점이 발생한다. 그리고 덴서 롤 힌지축에 근접하여 거리 측정 변위 센서는 그 측정 변위거리가 5mm로 너무 작아 조그마한 편차가 비례 제어 밸브에 의해 제어되는 공기 압력 변화량에 심하게 반영되고, 결국 브레이크 힘을 심하게 변동시켜 검 엣지 스트립의 인장력을 일정하게 유지하는데 실패하게 되며, 그 결과 검 엣지 스트립 유도시 폭 변화를 초래하거나 끊기는 현상이 종종 발생하였다.

본 발명의 목적은, 타이어 벨트의 양쪽 테두리부에 검 엣지 스트립을 부착시켜 줄 때 간헐적으로 발생되는 스트립의 폭 변형을 방지하고, 안정된 상태에서 검 엣지 스트립이 유도되고 부착되도록 스트립을 일정한 인장력으로 풀어주는 타이어 벨트부의 검 엣지 인장력 제어장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 인장력 제어장치를 나타내는 예시도,

도 2는 도1의 위에서 내려다본 예시도,

도 3은 도1의 우측에서 본 것으로 초음파 센서가 부가된 예시도,

도 4는 본 발명에 따른 권취량 감지수단의 상세도,

도 5는 본 발명의 장치로 벨트에 검 엣지를 부착하는 작업공정을 나타내는 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1:스트립-비닐 권취 롤 2:파우더 브레이크

3:권취량 감지수단 3a:힌지축

3b:터치 롤 3c:포텐션 메타

3d:실린더 3e:회전판

3f:초음파 센서

4:클러치 모터 5:공비닐 회수 롤

6:제어부 7:전자 클러치

8:비닐 분리 드라이브 롤 9:스트립 분리 유도 롤

10:콘베이어 11:콘베이어 회전축 기어

12:콘베이어 구동모터 13: 압착 롤

14:수평유도 롤 a:비닐

b:검 엣지 스트립 c:벨트

이하, 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 타이어 벨트부품의 검 엣지 인장력 제어장치는, 도 1 내지 도 3에서 도시하는 바와 같이, 스트립-비닐 권취 롤(1)과, 상기 스트립-비닐 권취 롤(1)에 설치되어 권취 롤(1)에 마찰력을 조절하여 주는 파우더 브레이크(2)와, 상기 스트립-비닐 권취 롤(1)에 권취되어 있는 스트립-비닐의 권취량을 감지하여 주는 권취량 감지수단(3)과, 상기 스트립-비닐 권취 롤(1)에서 풀려지는 비닐을 다시 권취하여 주며 클러치 모터(4)에 의해 회전 속도가 조절되는 공비닐 회수 롤(5)과, 상기 파우더 브레이크(2)와 권취량 감지수단(3) 및 클러치 모터(4)를 전기적으로 제어하여 주는 프로그램어블 콘트롤러(PLC) 제어부(6)와, 콘베이어 회전축 기어(11)의 구동으로 연동되는 전자 클러치(7)와, 상기 전자 클러치(7)에 의해 연동되는 비닐 분리 드라이브 롤(8) 및 스트립 분리 유도 롤(9)로 구성된다.

여기에서, 스트립-비닐의 권취량 감지수단(3)은 2가지 실시예를 보여준다. 제1 실시예는 도 1 및 도 4에서 도시하는 바와 같이, 힌지축(3a)으로 연결되고 일측 끝부분에는 터치 롤(3b)이 부착되고, 타측 끝부분에는 권취량에 따라 기울기를 측정하는 포텐션 메타(3c)가 부착되며, 상기 포텐션 메타(3c)를 원래의 위치로 이동시켜 주는 실린더(3d) 및 회전판(3e)이 설치된다. 따라서 스트립-비닐 권취 롤(1)에 스트립-비닐이 모두 풀리면 실린더(3d)가 작동되어 회전판(3e)을 밀어주면 회전판이 회전되면서 감지수단(3)을 원래의 위치로 이동시켜 준다.

또한, 제2 실시예는 도 3에서 도시하는 바와 같이, 초음파를 보내서 거리를 측정하여 스트립-비닐의 권취량을 알 수 있는 초음파 센서(3f)로 구성될 수도 있다.

한편, 본 장치를 나타내는 도 1은 좌우 대칭을 나타낸 것이다.

이와 같이 구성되는 본 장치는 컨베이어(10) 벨트와 연동되도록 설치된다. 즉, 도 1 및 도 5에서 같이, 컨베이어 벨트의 동작과 연동되도록 컨베이어 회전축 기어(11)에 체인으로 전자 클러치(7)와 연결되어 있고, 전자 클러치(7)는 체인으로 비닐 분리 드라이브 롤(8) 및 스트립 분리 유도 롤(9)에 각각 연결되어 있다.

이와 같이 구성되는 본 장치의 작동을 설명하면 도 1 및 도5 에서와 같이, 컨베이어 구동모터(12)의 속도에 따라 재단된 타이어 부품인 벨트가 동일 속도로 움직이고, 또한 클러치 모터(4)의 연동 구동으로 공비닐을 다시 권취하여 주는 회수 롤(5)이 회전하는데, 이 때 일정한 힘으로 파우더 브레이크(2)에 의해서 마찰되어 있는 스트립-비닐 권취 롤(1)이 풀린다. 즉, 회수 롤(5)은 클러치 모터(4) 또는 토오크 모터에 의해 일정속도로 회전하고, 컨베이어의 동작 및 정지에 따라 구동 및 정지가 연동되게 된다.

또한, 스트립은 벨트의 전진으로 비닐로부터 동일 속도로 풀려 나오는데, 스트립 분리 유도 롤(9)과 비닐 분리 드라이브 롤(8) 사이를 거쳐 나오면서 비닐에 붙어 있던 스트립을 분리시키며, 콘베이어(10)와 연동되어 돌게 되어 있다.

그와 동시에 비닐 분리 드라이브 롤(8)은 일정한 힘으로 잡아 당기는 클러치모터(4) 또는 토오크 모터에 의해 감기는 공비닐을 "V"자 형태로 누르도록 되어 있어 클러치 모터(4)측과 마찰에 의해 연동되도록 되어 있다. 그리고, 점차적으로 권취 롤(1)의 직경이 작아지면 이것을 감지하는 포텐션 메타(3c) 또는 초음파 센서(3f)에 의해 직경 감소량을 거리 변위 전류신호로 바꾸어 이 신호를 파우더 브레이크(2)와 클러치 모터(4)에 동시에 보내어, 롤 직경이 작아지는 만큼 브레이크(2) 힘 및 클러치 모터(4)의 속도와 토오크를 PLC 제어부(6)에 의해 상호 비교하여 제어한다. 권취 롤(1)의 직경이 작아지면 파우더 브레이크(2) 힘을 느슨하게 하여 권취 롤(1)이 더 빨리 풀리게 하고, 공비닐 회수를 위해 감는 회수 롤(5)쪽은 롤 직경이 커짐에 따라 선속도가 빨라지게 됨으로 토오크와 속도를 낮추는 방식으로 스트립의 풀림 과정에서 일정한 인장력을 유지하면서 풀리도록 한다.

한편, 권취 롤(1)의 크기를 등간격으로 세분화하여, 초음파 센서(3f)에 의해 측정된 스트립-비닐 권취 롤(1)의 직경에 의한 제어값이 간격 내의 임의의 한 허용범위 간격 안에 포함될 때 그 간격 내의 평균값을 적용하도록 초음파 센서의 노이즈 영향으로 잘못 읽은 값을 PLC 제어부(6)에서 제어하도록 한다. 이렇게 걸러준 안정된 권취 롤(1) 직경 감소 값을 파우더 브레이크(2)와 클러치 모터(4)에 보내어 안정된 동작이 이루어지도록 되어 있다.

도 5에서는 본 발명의 장치로 벨트에 검 엣지를 부착하는 작업공정을 개략적으로 나타내는 것이다. 스트립-비닐 권취 롤(1)에서 권취된 스트립과 비닐이 풀리면 공비닐(a)은 비닐 분리 드리이브 롤(8)을 통하여 공비닐 회수 롤(5)에 감기게 되고, 검 엣지 스트립(b)은 스트립 분리 유도 롤(9) 및 수평유도 롤(14)을 거쳐 압착 롤(13)을 통과하면서 벨트(c)에 압착된다. 그리고 검 엣지 스트립(b)이 부착된 벨트(c)는 콘베이어(10)에 의해 다음 공정으로 넘어가게 된다.(도1 참조).

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 검 엣지 스트립의 정밀한 인장력 유지에 의한 검 엣지 스트립의 치수변형 방지가 가능해 스트립 유도 및 부착 품질의 향상이 가능하고, 또한, 간헐적인 설비(에어모터 및 직경감지 유니트) 오작동으로 인한 규격불량의 발생 제거 및 그에 따른 재단기 설비 불가동 시간을 단축할 수 있으며, 또한, 안정된 설비 동작에 따른 설비의 사용수명 향상과 보전 유지를 위한 소모시간을 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 스트립-비닐 권취 롤(1)과;

   상기 스트립-비닐 권취 롤(1)에 설치되어 그 권취 롤(1)에 마찰력을 조절하여 주는 브레이크(2)와;

   상기 스트립-비닐 권취 롤(1)에 권취되어 있는 스트립-비닐의 권취량을 감지하여 주는 권취량 감지수단(3)과;

   상기 스트립-비닐 권취 롤(1)에서 풀려지는 비닐을 다시 권취하여 주며 클러치 모터(4)에 의해 회전속도가 조절되는 공비닐 회수 롤(5)과;

   상기 브레이크(2)와 권취량 감지수단(3) 및 클러치 모터(4)를 전기적으로 제어하여 주는 제어부(6)와;

   콘베이어 회전축 기어(11)의 구동으로 연동되는 전자 클러치(7)와;

   상기 전자 클러치(7)에 의해 연동되는 비닐 분리 드라이브 롤(8) 및 스트립 분리 유도 롤(9)로 구성되고,

   상기 권취량 감지수단(3)은, 힌지축(3a)에 연결되고, 그 일측 끝부분에 터치 롤(3b)을 가지며, 타측 끝부분에 포텐션 메타(3c)를 갖는 것을 특징으로 하는 타이어 벨트부의 검 엣지 인장력 제어장치.
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