KR100470624B1 - 컨베이어 시스템, 및 관련 스트립 요소를 반송 및 조종하는 방법 - Google Patents

Abstract

관련 스트립 요소를 소망하는 횡방향 위치로 조종 및 반송하는 컨베이어 시스템 및 방법은 관련 스트립 요소(28)의 횡방향 위치를 검지하는 센서(46)와, 스트립 요소의 이동 방향에 대해 대체로 직교하는 축을 중심으로 회전가능한 샤프트(64)와, 상기 샤프트에 고정되는 슬리브 베어링상에 나란하고 회전가능하게 장착되는 복수개의 가이드 디스크(70)를 포함한다. 각각의 가이드 디스크는 내주면과 관련 스트립 요소의 바닥면과 결합되는 외주면을 구비한다. 각각의 가이드 디스크는 샤프트 축에 대해 고정 각도로 경사져 있다. 또한, 샤프트는 축방향으로 이동가능하다. 컨베이어 시스템은 샤프트를 축방향으로 이동시킴과 동시에, 샤프트를 샤프트 축선을 중심으로 회전시켜서, 가이드 디스크를 스트립 재료에 결합시키고 또 스트립 재료를 스트립 요소의 위치에 대해 센서로부터의 신호에 응답하여 이동시키는 각도로 변화시키는 장치를 포함한다.

Description

컨베이어 시스템, 및 관련 스트립 요소를 반송 및 조종하는 방법{ACTIVE DISK GUIDE}

본 발명은 컨베이어 시스템상에서 스트립 요소를 안내하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 스트립 요소를 전자적으로 검지하여 소망의 횡방향 위치로 동적으로 반송하며 조종하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래에는, 스트립 요소를 컨베이어에 의해 반송할 때, 컨베이어 시스템은 스트립 요소를 컨베이어와 정렬하도록 안내하지 않았으며, 또한 스트립 요소를 컨베이어와 정렬된 상태로 유지하는 가이드를 구비하지도 않았다. 스트립 요소가 안내되지 않으면, 스트립 요소가 그의 목적 장소에 도달할 때 스트립 요소가 컨베이어와 정렬되지 않을 가능성이 있었다. 측면 가이드 레일과 같은 물리적인 가이드를 사용한다면, 요소의 측면은 가이드 레일과 접촉함으로 인해 손상을 받게 된다.

컨베이어에 의해 운반되는 스트립 요소를 안내하는 것은 벨트를 안내하는 것과 동일하지 않지만, 더스톤(Thurston)의 미국 특허 제 3,273,696 호에 개시되어 있는 벨트 롤러는 회전가능한 샤프트상에 회전가능하게 장착된 경사진 디스크의 조립체를 이용하여 벨트의 위치를 유지시켰다. 샤프트가 회전할 때, 벨트 표면과 디스크의 결합 각도는 변화된다. 상기 미국 특허 제 3,273,696 호의 일 실시예는 벨트의 변위를 측정하기 위한 검지 장치를 사용한다. 그러나, 문제는 이러한 경사진 디스크 조립체가 순간적인 횡방향 조절을 제공하기가 불가능하다는 것이었다. 벨트가 디스크의 상당한 부분 주위를 감싸고 있어, 벨트를 조종하기 위한 디스크와 벨트간의 접촉 시간이 보다 길기 때문에, 조립체의 횡방향 이동은 필요치 않았다. 스트립 요소용 컨베이어 시스템에 있어서, 이러한 장치는 안내될 스트립 요소를 각각의 디스크의 작은 부분을 따라서 접촉시켜 안내를 위한 접촉 시간이 감소되고 시스템의 조종 능력이 상당히 제한된다.또한, 경사진 디스크의 조립체를 이용하는 타이어 트레드와 같은 스트립 요소를 안내하는 것은 영국 특허 공개 제 954 9756 호에 개시되어 있는데, 상기 특허에서 경사진 디스크는 트레드의 측방향 위치를 조절하기 위해 컨베이어의 경로를 따라 위치된다.에지 검출에 응답하여 이송 롤을 조절하기 위한 다른 수단은 미국 특허 제 3,244,418 호에 도시되고 개시되어 있는데, 상기 특허에서 이송 롤은 가역 전기 모터에 의해 구동되는 모터 샤프트의 나사 단부에 의해 축방향으로 이동된다.

대부분의 기타 안내 시스템에 있어서, 안내될 시트 또는 스트립은 웹 장력(web tension)상태로 있을 필요가 있는 바, 상기 웹 장력은 타이어의 제조에 사용되는 탄성중합재(elastomeric material)의 압출된 비보강 시트 또는 스트립의 경우에는 특히 바람직하지 않게 된다. 또한, 안내 시스템은 넓은 공간을 차지하는 설비를 필요로 하는 반면에, 타이어 제조 설비의 공간은 제한된다.

본 발명자는 반송되는 스트립 요소를 손상시킬 수 있는 가이드 레일을 이용하지 않고 연장된 조종 작동뿐만 아니라 즉각적인 이동 조정을 제공할 수 있는 조종 장치의 필요성을 인식하였다.

본 발명은, 소형이고 구조가 단순하며 사용이 효율적이고, 또 상기 문제들 및 기타의 장해를 극복하는 것에 의해 종래의 문제를 해결하는 한편, 양호하고 보다 이로운 총제적인 결과를 제공하는 신규하고 개량된 안내 시스템을 의도한다.

발명의 요약

본 발명에 따르면, 스트립 요소를 광학적으로 검지하고 소망의 위치에 동적으로 조종하는 신규하고 개량된 가이드 시스템이 제공된다.

특히, 본 발명에 따르면, 관련된 스트립 요소를 초기의 종방향 및 횡방향 위치로부터 소망의 횡방향 위치로 반송하고, 또 관련된 스트립 요소를 종방향으로 운반하는 컨베이어 장치와, 상기 컨베이어 대한 관련된 요소의 위치를 검지하는 센서와, 상기 컨베이어 장치와 소망의 위치 사이에 배치되며, 상기 컨베이어 장치의 이동 방향에 수직인 축을 중심으로 회전가능하고 상기 축에 대해 위치된 샤프트와, 상기 샤프트를 중심으로 회전가능하게 장착되고 내주면과 외주면을 각각 갖는 복수의 가이드 디스크를 구비하며, 상기 관련된 요소가 상기 외주면 위를 통과하며, 상기 내주면은 상기 샤프트상에서 회전가능하고, 상기 각각의 가이드 디스크는 직경방향 축을 구비하고, 상기 각각의 가이드 디스크는 직경방향 축이 상기 샤프트의 축에 대해 고정 각도에 위치하도록 장착되는, 관련 스트립 또는 시트 요소를 소망의 횡방향 위치로 조종하기 위한 컨베이어 시스템에 있어서, 상기 샤프트는 컨베이어 시스템과 함께 축방향으로 이동가능하며, 상기 컨베이어 시스템은 상기 센서에 의해 검출되는 관련 스트립 또는 시트 요소의 위치에 응답하여 샤프트를 축방향으로 이동시키고 또 샤프트 축을 중심으로 회전시키는 조종장치를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 컨베이어 장치, 센서, 가이드 디스크 제어부, 샤프트 및 상기 샤프트 주위에 고정 각도로 각각 회전가능하게 장착된 복수개의 가이드 디스크를 구비한 컨베이어 시스템에 의해 관련된 요소를 초기의 횡방향 위치로부터 소망의 횡방향 위치로 조종하는 방법으로서, 센서에 의해 관련된 요소의 위치를 검지하는 단계와, 관련 요소의 위치를 센서로부터 가이드 디스크 제어부로 이동시키는 단계와, 가이드 디스크가 가이드 디스크 제어부로부터의 신호에 응답하여 관련된 요소의 표면에 대해 소정 각도로 경사진 각도 위치로 샤프트를 회전시킴으로써 관련된 요소를 소망의 횡방향 위치에 의해 관련된 요소를 정렬하는 단계를 포함하는 방법에 있어서, 샤프트를 축방향으로 즉시 이동시켜 관련된 요소를 가이드 디스크 제어로부터의 신호에 응답하여 소망의 위치에 정렬함으로써 관련된 요소를 소망의 횡방향 위치에 정렬하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 관련된 요소의 위치를 검지하기 위한 센서와, 상기 센서 하측에 위치하며 샤프트 축을 중심으로 회전가능한 샤프트와, 상기 샤프트를 중심으로 회전가능하게 장착되고 내주면과 외주면을 각각 구비하는 복수개의 가이드 디스크를 구비하며, 상기 관련된 요소는 외주면 위를 통과하고, 내주면은 상기 샤프트에 접촉하며, 상기 각각의 가이드 디스크는 직경방향 축(diametrical axis)을 가지며, 상기 각각의 가이드 디스크는 각각의 직경방향 축이 샤프트 축에 대해 고정 각도에 위치하도록 장착되는 관련된 요소를 소망하는 횡방향 위치로 조종하기 위한 디스크 가이드 장치에 있어서, 상기 샤프트는 축방향으로 이동가능하며, 상기 디스크 가이드 장치는 센서에 의해 검지되는 관련된 요소의 위치에 응답하여 샤프트를 축방향으로 이동시키고 또 축을 중심으로 샤프트를 회전시키기 위한 조종 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스크 가이드 장치가 제공된다.

본 발명의 하나의 이점은 샤프트의 축방향 이동에 의해 스트립 요소의 위치의 즉각적인 횡방향 조종을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 이점은 요소가 요소의 바닥으로부터만 안내되므로, 요소의 측면이 손상되지 않는다는 것이다.

본 발명의 다른 이점은 요소의 에지에 접촉하거나 그 에지를 손상시킴이 없이 요소의 위치가 결정되는 것이다.

본 발명의 다른 이점은 요소를 손상시키지 않고 연속적인 요소를 안내할 수 있는 것이다.

본 발명의 다른 이점은 샤프트 회전 장치가 소형이고, 또 디스크 가이드의 조종 및 이동 양자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 이점은 디스크 가이드가 일련의 개별적 요소를 안내할 수 있는 것이다.

본 발명의 다른 이점은 스트립 또는 시트 요소가 최소의 웹 장력(web tension)에서 작동 가능하다는 것이다.

본 발명의 다른 이익 및 이점은 당업자가 다음의 상세한 설명의 읽고 이해함에 의해 명백해질 것이다.

본 발명은 어떤 부품 및 부품의 배열로 된 물리적 형태를 취할 수 있고, 본 발명의 바람직한 실시예는 본 명세서에 상세히 설명되고 본 발명의 일부분을 형성하는 첨부도면에 도시될 것이다.

도 1은 관련된 스트립 요소를 조종하는, 본 발명을 구체화한 작동 디스크 가이드를 수용하는 컨베이어 시스템의 일부의 평면도,

도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 절취한 작동 디스크 가이드의 단면도,

도 3은 도 1의 선 3-3을 따라 절취한 작동 디스크 가이드의 정면도.

이하 도면을 참조하면, 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니며, 도 1은 작동 디스크 가이드(16)를 포함하는 컨베이어 시스템(10)의 평면도를 도시한 것이다. 컨베이어 시스템은 고무제의 스트립 또는 시트와 같은 스트립 또는 시트 요소(28)를 압출기로부터 애플리케이터(applicator)로 운반하기 위한 컨베이어 벨트(22)를 구비하는 것이 바람직하다. 컨베이어 벨트(22)의 단부(34)를 지난 위치에 배치된 작동 디스크 가이드(16)는 요소(28)를 광학식 에지 센서(an optical edge sensor)(46)에 의해 컨베이어 벨트(22)의 중심선(40)을 따라 중앙에 위치설정한다. 요소(28)가 컨베이어 벨트(22)를 따라 운반될 때, 광학 센서(46)는 컨베이어에 대한 요소의 에지(52)의 위치를 검지한다. 바람직하게는, 광학 센서(46)는 요소(28)의 에지(52)가 요소의 폭에 기초한 소정 위치를 벗어나 있는지의 여부를 검지하도록 배치된다. 광학 센서(46)는 작동 디스크 가이드(16)를 작동시키는 제어 장치에 접속되어 있다. 작동 디스크 가이드(16)는 요소(28)를 조종하여 그 요소를 컨베이어 벨트(22)의 중심선(40)에 정렬시키도록 이용될 수도 있다. 이러한 에지의 안내는 요소(28)의 반대쪽 에지에 다른 광학 센서를 필요로 하는 중심 가이드 시스템으로 교체될 수도 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 작동 디스크 가이드(16)는 샤프트(64)와 일련의 디스크(70)를 포함한다. 각각의 디스크(70)는 베어링(88)상에 회전 가능하게 장착되고 90˚보다 약간 작은 각도(76)로 경사지거나 기울어져 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 디스크(70)는 샤프트(64)의 축(A-A)에 대해 85˚의 각도로 경사져 있지만, 보다 광범위한 각도를 이용할 수도 있다. 샤프트(64)가 회전할 때, 디스크(70)의 배향은, 도 2에 도시된 바와 같이 우측으로 경사진 상태로부터 반대 방향으로 경사진 상태의 범위로 변화된다. 디스크(70)는 샤프트 축(A-A)에 대하여 고정된 각도(76)를 유지하고 있으나, 디스크의 방향은 샤프트가 그 축(A-A)를 중심으로 회전함에 따라 변화된다. 각각의 디스크(70)는 내측 베어링(88) 및 외측 디스크(94)를 포함하는 것이 바람직하다. 내측 베어링(88)은 샤프트와 함께 회전하도록 키(도시하지 않음)에 의해 샤프트(64)상에 장착되고, 외측 디스크(94)는 내측 베어링(88)상에 회전가능하게 지지되어 있다. 베어링(88)은 샤프트(64)를 중심으로 외측 디스크(94)의 자유 및 독립된 회전을 가능하게 한다.

도 2 및 도 3에 대해서, 샤프트(64)의 일 단부(106)에 나사가 형성되는 것이 바람직하다. 나사 단부(106)는 프레임 부재(114)에 장착된 고정 나사 부싱(bushing)(110)내로 나사결합된다. 다른 프레임 부재(116)에 장착된 서보 모터(servo motor)(118)는 샤프트(64)상에 장착된 제 2 풀리(112) 둘레에 권취된 벨트(124)를 이동시키기 위한 풀리를 구비한다. 모터(118)의 회전에 의해서 샤프트(64)가 회전하여 디스크(70)의 방향이 변화되며, 또 스트립 요소(28)를 일정 방향으로 향할 수 있게 한다. 샤프트(64)가 부싱(110)내에 나사결합되기 때문에, 풀리(112)의 회전은 나사 단부(106)가 풀리의 회전에 의해 이동되는 거리만큼 샤프트를 축방향으로 이동시킨다. 샤프트(64)의 나사 단부(106)에서의 나사산은 1˚피치로 되어 있는 것이 바람직하다. 샤프트(64)는 중립 위치에서 시작하여, 각각의 방향에서 90˚로 축(A-A)을 중심으로 회전함으로써, 디스크 가이드(16)를 중립 위치로부터 완전한 우방향 조종 위치(full steer right) 또는 완전한 좌방향 조종 위치(full steer left)로 이동시키는 것이 바람직하다. 샤프트 단부(106)가 부싱(110)내에 나사결합되기 때문에, 샤프트(64)를 90˚이상의 각도로 회전시켜 샤프트를 축방향으로 1/4 인치 이동시킨다. 샤프트(64)의 축방향으로의 즉각적인 이동은, 스트립 요소가 작동 디스크 가이드(16) 위를 통과할 때 스트립 요소(28)가 횡방향으로 이동하는 것을 가능하게 한다. 서보 모터(118)는 광학 센서(46)에 의해 측정되는 요소(28)의 위치에 기초한 제어 장치로부터의 신호에 응답하여 작동한다.

컨베이어 벨트(22)가 도 1에 도시되어 있지만, 작동 디스크 가이드(16)는 스트립 요소(28)를 중력에 의해 좌우요동(roll)시키는 롤러 만으로 이루어진 컨베이어 시스템(10) 또는 임의의 다른 적절한 컨베이어 시스템과 함께 이용될 수도 있다.

대표적인 실시예 및 세부사항은 본 발명을 설명하기 위해 도시한 것으로, 당업자라면 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 변화 및 변형이 이루어질 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (13)

1. 스트립 요소(28)를 컨베이어 시스템(10)의 종방향으로 반송하기 위한 반송 수단(22)과, 상기 스트립 요소(28)를 지지하고 조종하기 위해 상기 반송 수단(22)의 하류에 배치된 작동 디스크 가이드(16)를 포함하는, 관련된 스트립 요소를 반송 및 조종하는 컨베이어 시스템(10)에 있어서,

   복수개의 가이드 디스크(70)를 갖는 샤프트(64)로서, 상기 가이드 디스크는 샤프트(64)상에 회전가능하게 장착되고 또 상기 샤프트(64)의 축(A-A)에 대해 소정의 각도(76)로 경사져 있는, 샤프트(64)와, 상기 스트립 요소(28)와 상기 디스크(70)간의 결합 각도(76)를 선택하도록 상기 샤프트(64)를 회전시키는 수단과, 상기 샤프트(64)를 회전시키는 수단에 부가하여 상기 스트립 요소(28)를 횡방향으로 즉시 이동시키도록 상기 샤프트(64)를 축방향으로 이동시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는

   컨베이어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 샤프트(64)를 축방향으로 이동시키는 수단은 상기 샤프트(64)의 회전시에 상기 샤프트(64)를 축방향으로 이동시키기 위해 고정 나사 부싱(110)과 결합가능한 상기 샤프트(64)상의 나사부(106)를 포함하는 것을 특징으로 하는

   컨베이어 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 반송 수단(22)에 대한 상기 관련 스트립 요소(28)의 위치를 검지하는 센서(46)와, 상기 센서(46)와 상기 샤프트(64)를 회전시키는 수단(118)에 접속된 상기 샤프트(64)의 축방향 이동 및 회전 이동을 제어하기 위한 가이드 디스크 제어 수단(58)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는

   컨베이어 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 센서(46)는 상기 반송 수단(22)의 출구 단부(34)에 인접하게 위치된 것을 특징으로 하는

   컨베이어 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 센서(46)는 상기 스트립 요소(28)의 에지(52)의 위치를 검지하기 위해 배치된 것을 특징으로 하는

   컨베이어 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 반송 수단(22)은 상기 스트립 요소(28)를 반송하기 위한 컨베이어 벨트(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는

   컨베이어 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 가이드 디스크(70)는 상기 샤프트(64)의 축(A-A)에 대해 30˚내지 89˚의 각도(76)로 경사진 것을 특징으로 하는

   컨베이어 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 각도(76)는 85˚인 것을 특징으로 하는

   컨베이어 시스템.
9. 관련 스트립 요소(28)를 반송 수단(22)상의 횡방향 위치로부터 다수의 가이드 디스크(70)를 갖는 샤프트(64)를 구비한 활동 디스크 가이드(16)상의 예정된 횡방향 위치로 반송 및 조종하는 방법으로서, 상기 가이드 디스크(70)는 상기 샤프트(64)상에 회전 가능하게 장착되고 또 상기 샤프트(64)의 축(A-A)에 대해 각도(76)로 경사져 있는, 방법에 있어서,

   상기 관련된 스트립 요소(28)와 상기 디스크(70)간의 결합 각도(76)를 선택하도록 상기 샤프트(64)를 회전시키는 동시에, 상기 관련된 스트립 요소(28)를 횡방향으로 즉시 조종하기 위해 상기 샤프트(64)를 축방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는

   관련 스트립 요소를 반송 및 조종하는 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 반송 수단(22)상의 횡방향 위치는 센서(46)에 의해 측정되고, 상기 반송 수단상의 스트립 요소(28)의 횡방향 위치에 관한 상기 센서(46)로부터의 신호에 응답하여 상기 샤프트(64)를 회전시키는 것을 특징으로 하는

    관련 스트립 요소를 반송 및 조종하는 방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 샤프트(64)는, 상기 샤프트의 회전시에 상기 샤프트를 축방향으로 이동시키는, 고정 나사 부싱(110)과 결합가능한 나사부(106)를 구비하며, 결합 각도(76)에 부가하여 상기 샤프트(64)의 축방향 이동을 제공하도록 상기 샤프트(64)를 소정 각도로 회전시키는 것을 특징으로 하는

    관련 스트립 요소를 반송 및 조종하는 방법.
12. 삭제
13. 삭제