KR100661394B1 - 타이어 제조용 믹싱밀의 과부하 방지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 믹싱밀에 기계적 과부하가 걸리는 경우 이동롤을 순간적으로 후퇴시킴으로서 롤 자체 또는 베어링 등 기타 기계적 부품의 파손을 확실하게 방지할 수 있도록 하는 믹싱밀의 과부하 방지 시스템에 관한 것으로,

본 발명에 따른 타이어 제조용 믹싱밀의 과부하 방지 시스템은, 프레임과; 상기 프레임에 회전 가능하게 고정되어 모터에 의해 회전 구동되는 고정롤과; 상기 프레임상에 슬라이드 가능하게 설치되는 베어링 블록에 양단이 회전 가능하게 지지되어 상기 베어링 블록의 위치를 조절함으로서 고정롤에 대한 상대 위치가 조절되는 이동롤과; 피스톤 로드의 선단이 상기 베어링 블록에 결합되어 피스톤이 이동함에 따라 상기 이동롤의 위치를 조절하는 유압 실린더와; 상기 유압 실린더의 헤드쪽 및 로드쪽으로의 오일의 유입/유출을 조절하는 서보 밸브와; 상기 유압 실린더의 피스톤 위치를 검지하는 변위 센서와; 상기 유압 실린더의 헤드쪽의 오일 압력을 검지하는 압력 센서와; 상기 이동롤의 위치를 설정하는 위치입력수단과; 상기 위치입력수단에 의해 설정된 위치로 상기 이동롤을 이동시켜 가압력을 유지하도록 하기 위해 상기 변위 센서에 의해 검지된 피스톤의 위치를 피드백 받아 상기 서보 밸브를 제어하며, 상기 압력센서에 의해 감지된 유압 실린더의 압력이 일정치 이상인 경우, 상기 유압 실린더의 로드쪽으로 오일 펌프로부터 토출되는 오일이 유입되고 상기 유압실린더의 헤드쪽의 오일이 상기 서보밸브를 통해 오일 탱크로 복귀되도록 상기 서보 밸브를 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

믹싱밀, 변위 센서, 압력 센서, 서보 밸브

Description

타이어 제조용 믹싱밀의 과부하 방지 시스템 {Overload Preventing System for Mixing Mill}

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 제조용 믹싱밀 과부하 방지 시스템의 요부 구성을 나타내는 블록도로,

도 1은 롤사이의 갭이 일정치로 유지되는 정상 작동 상태를 나타내는 블록도.

도 2는 과부하시의 작동 상태를 나타내는 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 고정롤 2 : 이동롤

3 : 유압 실린더 4 : 서보 밸브

5 : 제어부 6 : 위치입력수단

7 : 변위 센서 8 : 압력 센서

본 발명은 타이어 제조용 믹싱밀의 과부하 방지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 믹싱밀에 기계적 과부하가 걸리는 경우 이동롤을 순간적으로 후퇴시킴으로서 롤 자체 또는 베어링 등 기타 기계적 부품의 파손을 확실하게 방지할 수 있도록 하는 믹싱밀의 과부하 방지 시스템에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 믹싱밀(Mixing Mill)은 고정롤과 이동롤로 구성되어, 고정롤에 대한 이동롤의 상대적인 위치, 다시 말해, 양측 롤 사이의 갭(Gap)을 필요에 따라 조절한 후, 모터 및 감속기에 의해 고정롤을 회전시킴으로서, 반죽 상태의 고무를 양측 롤 사이의 갭을 통해 일정 두께로 압출하여 다음 공정인 캘린더로 공급하는 역할을 하는 장치로, 종래에는 이동롤의 위치를 조절하기 위해 래치휠과 수동 레버를 이용하거나 구동 모터 및 스핀들을 이용하는 등 기구적 방식이 일반적으로 사용되었으나, 최근 들어 서보 밸브를 통해 유압 실린더의 위치를 제어함으로서 롤 사이의 갭을 정밀하게 제어하는 유압 실린더 방식이 점차 그 사용 범위를 넓혀가고 있다.

롤 사이의 갭은 배출되는 고무의 물성에 매우 중요한 영향을 미치며, 따라서 조절된 갭은 부하에 관계없이 일정치로 유지되어야 하는 데, 이를 위해 이동롤은 부하에 의해 뒤로 밀리지 않도록 정위치에 견고히 유지되어야 한다.

그런데, 고무 반죽 내부에 단단한 이물질이 들어있거나 믹싱밀 작동 중 이물질이 혼입되어 믹싱밀을 통과하는 경우, 믹싱밀에 과부하가 걸려 베어링 등의 기계 부품이 파손되거나 롤 자체가 손상되는 바, 이를 방지하기 위한 장치로, 종래 기구 적 방식의 경우에는 이동롤 이송기구와 이동롤 사이에 안전 블록(Safety Block)을 삽입 설치하여 과부하시 안전 불록이 파괴됨으로서 기타 부품의 파손을 방지하도록 하고 있으나, 과부하로 인해 안전 불록이 파괴된 경우, 이를 새 것으로 교체하기 위해 부품비 뿐만 아니라 작업을 정상화 시키는 데 시간 및 인건비가 많이 소요된다는 문제점이 있었다.

한편, 유압 실린더 방식의 경우, 국내 공개특허공보 제2004-34642호에 개시되어 있는 바와 같이, 이동롤에 가해지는 부하를 검지할 수 있도록 피스톤 로드와 이동롤 사이, 즉 기구적 방식의 안전 블록에 해당하는 위치에 로드셀(Load Cell)을 설치하고, 서보 밸브와 인접하게 안전 밸브를 설치하여, 로드 셀에 의해 검지된 값이 일정치를 초과하는 경우 안전 밸브를 개방하여 실린더 내부의 압력을 감소시킴으로 이동롤이 뒤로 후퇴하도록 한 과부하 방지 장치가 제안되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 과부하 방지 장치는, 고가의 로드셀을 필요로 할 뿐만 아니라 유압 실린더를 정위치로 이동시켜 유지시키는 역할을 하는 서보 밸브외에 안전 밸브를 별도로 설치해야 했으므로 부품비가 많이 소요된다는 문제점이 있었으며, 과부하시 실린더 내부의 오일이 안전 밸브의 좁은 통로를 통해 수동적으로 배출됨으로 인해 짧은 시간 내에 다량의 오일이 배출되지 못하며, 따라서, 이동롤의 회전 속도에 비해 후퇴 속도가 늦어, 다시 말해 응답성이 낮아, 과부하에 의한 부품의 파손을 확실하게 방지하지 못한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 타이어 제조용 믹싱밀 과부하 방지장치의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구조가 간단하면서도, 응답성이 우수하여 믹싱밀에 기계적 과부하가 걸리는 경우 이동롤을 순간적으로 후퇴시킴으로서 롤 자체 또는 베어링 등 기타 기계적 부품의 파손을 확실하게 방지할 수 있도록 하는 믹싱밀 과부하 방지 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 타이어 제조용 믹싱밀의 과부하 방지 시스템은, 프레임과; 상기 프레임에 회전 가능하게 고정되어 모터에 의해 회전 구동되는 고정롤과; 상기 프레임상에 슬라이드 가능하게 설치되는 베어링 블록에 양단이 회전 가능하게 지지되어 상기 베어링 블록의 위치를 조절함으로서 고정롤에 대한 상대 위치가 조절되는 이동롤과; 피스톤 로드의 선단이 상기 베어링 블록에 결합되어 피스톤이 이동함에 따라 상기 이동롤의 위치를 조절하는 유압 실린더와; 상기 유압 실린더의 헤드쪽 및 로드쪽으로의 오일의 유입/유출을 조절하는 서보 밸브와; 상기 유압 실린더의 피스톤 위치를 검지하는 변위 센서와; 상기 유압 실린더의 헤드쪽의 오일 압력을 검지하는 압력 센서와; 상기 이동롤의 위치를 설정하는 위치입력수단과; 상기 위치입력수단에 의해 설정된 위치로 상기 이동롤을 이동시켜 가압력을 유지하도록 하기 위해 상기 변위 센서에 의해 검지된 피스톤의 위치를 피드백 받아 상기 서보 밸브를 제어하며, 상기 압력센서에 의해 감지된 유압 실린더의 압력이 일정치 이상인 경우, 상기 유압 실린더의 로드쪽으로 오일 펌프로 부터 토출되는 오일이 유입되고 상기 유압실린더의 헤드쪽의 오일이 상기 서보밸브를 통해 오일 탱크로 복귀되도록 상기 서보 밸브를 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 바.

믹싱롤 사이에 단단하고 크기가 큰 이물질이 삽입되는 경우 이동롤이 미소량 뒤로 밀려 유압 실린더 헤드쪽의 압력이 상승하게 되며, 압력 센서에 의해 유압 실린더 헤드쪽의 압력이 일정값 이상 상승하는 것이 검지되는 경우 과부하가 걸리는 것으로 판단하여, 유압 실린더의 로드쪽으로는 오일 펌프로부터 토출되는 오일이 유입되어 피스톤에 대해 후진 방향의 힘을 가해지도록 하고, 헤드쪽의 오일은 오일탱크로 신속히 배출되도록 서보 밸브를 제어함으로서 이동롤을 순간적으로 후퇴시켜, 롤이나 베어링 등 기타 기계적 부품의 파손을 확실하게 방지할 수 있게 되며, 이동롤을 이동시켜 설정 위치에 유지될 수 있도록 하기 위해 기 사용되는 서보 밸브 및 실린더의 헤드쪽 압력을 검지하는 압력 센서를 이용해 간단히 구성될 수 있으므로 응답성이 우수한 과부하 방지 시스템을 저렴한 비용으로 구현할 수 있게 된다.

한편, 서보 밸브와 오일펌프를 연결하는 관로에 어큐뮬레이터를 설치하는 경우, 유압 실린더의 로드쪽에 공급되는 오일을 보다 신속히 공급할 수 있게 되며, 서보 밸브와 오일 탱크를 연결하는 관로에 어큐뮬레이터를 설치하면 헤드쪽의 오일을 보다 신속히 배출시킬 수 있게 되므로, 전체적인 관로의 직경을 크게 하지 않고도 우수한 응답성을 얻을 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 타이어 제조용 믹싱밀의 과부하 방지 시스템의 바람직 한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 제조용 믹싱밀 과부하 방지 시스템의 요부 구성을 나타내는 블록도로, 도 1은 롤사이의 갭이 일정치로 유지되는 정상 작동 상태, 도 2는 과부하 상태를 나타내는 바, 고정롤(1)은 프레임(도시 안함) 상에 회전 가능하게 고정되어 모터(11) 및 감속기(12)를 통해 회전 구동되며, 프레임 상에 슬라이드 가능하게 설치되는 베어링 블록(21)에 이동롤(2)의 양단이 회전 가능하게 지지되어 베어링 블록(21)의 위치를 조절함으로서 고정롤(1)에 대한 이동롤(2) 상대적인 위치 즉, 양 롤사이의 갭이 조절된다.

이동롤(2)을 원하는 위치에 가압 상태로 유지하기 위해, 유압 실린더(3)의 피스톤 로드(32) 선단이 베어링 블록(21)에 결합되어 있어서, 피스톤(31)이 전진 또는 후진함에 따라 베어링 블록 및 이동롤의 위치를 조절할 수 있게 되는 바, 본 실시예는 이동롤(2)의 양단이 각각 별개의 베어링 블록에 설치되고, 각각의 베어링 블록이 유압실린더에 의해 위치 조절되는 실시예를 나타내고 있으나, 이동롤의 양단을 폭이 넓은 하나의 베어링 블록에 설치하는 것도 가능하다.

유압 실린더(3)의 헤드쪽(33) 및 로드쪽(34)으로의 오일의 유입/유출을 조절하기 위해 서보 밸브(4)가 설치되는 바, 제어부(5)는 이동롤의 위치 즉, 롤 사이의 갭을 설정하는 위치입력수단(6)의 입력 신호에 대응되는 위치로 피스톤(31)을 이동시킨 후 부하의 미세한 변동에 관계없이 일정 위치에 가압 상태로 유지되도록 하기 위해, 변위센서(7)에 의해 검지되는 피스톤의 위치 신호를 피드팩 받아 서보 밸브(4)를 지속적으로 제어하게 된다.

변위 센서(7)는 피스톤의 위치를 검지할 수 있는 센서면 어느 것이나 무방하나, 본 실시예의 경우, 실린더 내부에 검지봉(7a)을 설치하고, 피스톤 및 피스톤 로드를 중공형으로 형성하여 검지봉 외부에 슬라이드 가능하게 설치한 후, 피스톤의 일단부에 자석(7b)을 설치함으로서, 자석의 이동 상태를 검지봉(7a)에 의해 검지하도록 구성되어 있다.

한편, 본 출원인의 실험 결과에 따르면, 믹싱롤 사이에 단단하고 크기가 큰 이물질이 삽입되는 경우 이동롤이 미소량 뒤로 밀리게 되며, 이와 같이 과부하가 걸리는 경우, 피스톤의 변위가 극히 작더라도 유압 실린더의 헤드쪽(33) 압력이 급격히 상승함을 확인할 수 있었으며, 따라서, 유압실린더의 헤드쪽 또는 유압실린더의 헤드쪽과 서보 밸브를 연결하는 관로 중에 압력 센서(8)를 설치함으로서 과부하 상태를 신속 정확하게 검지할 수 있음을 확인할 수 있었다.

이와 같이, 믹싱롤에 과부하가 걸린 것이 압력 센서(8)에 의해 검지되는 경우, 제어부(5)는 변위 센서(7)의 피드백 신호에 상관없이, 유압 실린더의 로드쪽(34)으로는 오일 펌프(9)로부터 토출되는 오일이 유입되어 피스톤(31)에 대해 후진 방향의 힘을 가해지도록 하고, 헤드쪽(33)의 오일은 오일탱크(10)로 배출되도록 서보 밸브를 개방 루프 제어함으로서 이동롤을 순간적으로 후퇴시켜, 롤이나 베어링 등 기계적 부품의 파손을 확실하게 방지하게 된다.

본 실시예는, 서보 밸브(4)와 오일펌프(9)를 연결하는 관로 및 서보 밸브(4)와 오일 탱크(10)를 연결하는 관로 각각에 어큐뮬레이터(9a, 10a)를 설치하여, 어큐뮬레이터 9a에 저장되어 있던 오일은 유압 실린더의 로드쪽(4)에 순간적으로 공 급되고, 헤드쪽(33)의 오일은 어큐뮬레이터 10a로 순간적으로 배출되도록 한 실시예를 나타내는 바, 이와 같은 구성에 의해 관로의 직경을 전체적으로 크게 형성하지 않고도 우수한 응답성을 얻을 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 타이어 제조용 믹싱밀의 과부하 방지 시스템에 따르면, 고가의 로드셀이나 실린더 내부의 오일을 수동적으로 배출 시키는 별도의 안전 밸브를 필요로 하지 않고, 이동롤을 이동시켜 설정 위치에 유지될 수 있도록 하기 위해 기 사용되는 서보 밸브 및 실린더의 헤드쪽 압력을 검지하는 압력 센서를 이용해 간단히 구성될 수 있으므로, 응답성이 우수하여 부품의 파손을 확실하게 방지할 수 있는 과부하 방지 시스템을 저렴한 비용으로 구현할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 프레임과;

   상기 프레임에 회전 가능하게 고정되어 모터에 의해 회전 구동되는 고정롤과;

   상기 프레임상에 슬라이드 가능하게 설치되는 베어링 블록에 양단이 회전 가능하게 지지되어 상기 베어링 블록의 위치를 조절함으로서 고정롤에 대한 상대 위치가 조절되는 이동롤과;

   피스톤 로드의 선단이 상기 베어링 블록에 결합되어 피스톤이 이동함에 따라 상기 이동롤의 위치를 조절하는 유압 실린더와;

   상기 유압 실린더의 헤드쪽 및 로드쪽으로의 오일의 유입/유출을 조절하는 서보 밸브와;

   상기 유압 실린더의 피스톤 위치를 검지하는 변위 센서와;

   상기 유압 실린더의 헤드쪽의 오일 압력을 검지하는 압력 센서와;

   상기 이동롤의 위치를 설정하는 위치입력수단과;

   상기 압력센서에 의해 감지된 유압 실린더의 압력이 일정치 이하인 경우, 상기 위치입력수단에 의해 설정된 위치로 상기 이동롤을 이동시켜 부하의 미세한 변동에 관계없이 일정 위치에 가압 상태로 유지되도록 상기 변위센서에 의해 검지되는 피스톤의 위치 신호를 피드팩 받아 상기 서보 밸브를 제어하며, 상기 압력센서에 의해 감지된 유압 실린더의 압력이 일정치 이상인 경우, 상기 유압 실린더의 로드쪽으로 오일 펌프로부터 토출되는 오일이 유입되고 상기 유압실린더의 헤드쪽의 오일이 상기 서보밸브를 통해 오일 탱크로 복귀되도록 상기 서보 밸브를 개방 루프 제어함으로서 상기 이동롤이 후퇴되도록 상기 서보 밸브를 제어하는 제어부와;

   상기 서보 밸브의 개방루프 제어에 의해 오일 탱크로 복귀되는 오일이 상기 서보 밸브를 통해 신속히 배출되도록 상기 서보 밸브와 상기 오일 탱크를 잇는 관로에 설치되는 어큐뮬레이터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조용 믹싱밀의 과부하 방지 시스템.
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