KR100881160B1 - Double roller type extruder for manufacturing tires - Google Patents
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Abstract
본 발명은 타이어 제조 공정에 있어서 고무 등의 원재료를 대상(帶狀)으로 연속 성형하는 압출장치에 관한 것으로, 압출장치 실린더 선단의 노즐 전방에 성형요부가 형성된 한 쌍의 로울러를 설치하여 압출장치에서 토출된 압출물이 이들 로울러 사이를 통과하면서 일정한 형상의 단면을 가지는 대상체(帶狀體)로 성형될 수 있도록 한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an extrusion apparatus for continuously molding raw materials such as rubber into a target in a tire manufacturing process. The discharged extrudate can be formed into an object having a cross section of a predetermined shape while passing between these rollers.
본 발명을 통하여, 타이어 제조용 압출물의 정밀도를 확보하고 제조공정의 효율성을 제고할 수 있을 뿐 아니라, 압출물의 조직을 치밀하게 구성하며 기포의 형성을 방지하여, 최종 완성된 타이어의 품질을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.Through the present invention, not only can secure the precision of the extruded product for tire production and improve the efficiency of the manufacturing process, but also the structure of the extrudate is precisely structured and prevents the formation of bubbles, thereby improving the quality of the finished tire. Can be obtained.
타이어(tire), 압출, 로울러(roller) Tires, Extrusions, Rollers
Description
본 발명은 타이어 제조 공정에 있어서 고무 등의 원재료를 대상(帶狀)으로 연속 성형하는 압출장치에 관한 것으로, 압출장치 실린더 선단의 노즐 전방에 성형요부가 형성된 한 쌍의 로울러를 설치하여 압출장치에서 토출된 압출물이 이들 로울러 사이를 통과하면서 일정한 형상의 단면을 가지는 대상체(帶狀體)로 성형될 수 있도록 한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an extrusion apparatus for continuously molding raw materials such as rubber into a target in a tire manufacturing process. The discharged extrudate can be formed into an object having a cross section of a predetermined shape while passing between these rollers.
고무를 주성분으로 하는 타이어의 제조공정은 타이어의 종류에 따라 세부적인 부분에서 다소 차이가 있으나, 기본적인 제조공정으로서 원재료를 정련 및 배합하고 압출장치를 통하여 소정의 단면을 가지는 대상체(帶狀體)로 성형하는 압출공정, 상기 대상체를 드럼 등에 권취하여 기본적인 형상을 구성하는 중간성형공정 및 중간성형된 타이어를 몰드(mold)에 넣고 가열가압하여 형체를 완성하고 탄성을 부여하는 가황(加黃)성형공정을 들 수 있다.The manufacturing process of a rubber-based tire differs in detail depending on the type of tire. However, as a basic manufacturing process, an object having a predetermined cross section through an extrusion apparatus is refined and blended with raw materials. An extrusion process for molding, an intermediate molding process for forming a basic shape by winding the object in a drum, and a vulcanization molding process for placing the intermediate molded tire in a mold and heating and pressing to complete the mold and impart elasticity. Can be mentioned.
타이어의 기본적인 형상을 구성하는 중간성형공정에서는 압출된 대상체(帶狀體)를 드럼에 권취하여 타이어의 환상(環狀) 구조를 형성하게 되는데, 이때 권취되는 대상체에는 추후 완성될 타이어의 부위에 따라 각기 다른 소재 및 단면형상이 소요된다.In the intermediate molding process constituting the basic shape of the tire, the extruded object is wound on a drum to form an annular structure of the tire. Different materials and cross-sectional shapes are required.
즉, 전형적인 자동차용 타이어의 단면인 도 1을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 타이어의 기본 골격 또는 보강재 역할을 수행하는 강선 또는 섬유제의 카카스(Carcass), 비드(Bead) 및 벨트(Belt)를 제외한 트레드(Tread), 사이드월(Side Wall), 벨트에지(Belt Edge), 비드필러(Bead Filler) 및 림쿠션(Rim Cushion) 등의 부위는 공히 고무를 주제로 압출된 대상체가 권취되어 구성되는데, 이들은 완성된 타이어에서는 단일체로서 거동하지만 압출시에는 각기 다른 형상의 단면으로 압출되어 권취된다.That is, as can be seen through the cross-section of a typical automotive tire, Figure 1, except for carcass, beads and belts made of steel wire or fiber serving as a basic skeleton or reinforcement of the tire Tread, Side Wall, Belt Edge, Bead Filler and Rim Cushion are all composed of a rubber-extruded object. They behave as a monolith in finished tires, but during extrusion they are extruded and wound into cross sections of different shapes.
따라서 타이어를 제조하기 위해서는 다양한 형상의 압출물(101)이 필요하며, 소요되는 압출물(101)의 종류에 따라 별도의 압출장치를 구비하거나 압출장치 실린더(100) 선단의 노즐(110)을 교체함으로써 다양한 형상의 압출물(101)을 제조하게 된다.Accordingly, in order to manufacture a tire, extrudates 101 having various shapes are required, and according to the type of
압출장치에서 토출되는 압출물(101)의 단면형상은 노즐(110)의 단면형상에 의하여 결정되는데 고무를 주제로 하는 타이어 제조용 압출물(101)은 그 재료 특성상 압출직후 경화되지 않고 상당기간 소성상태를 유지하므로 노즐(110) 통과하며 성형된 단면이 압출 직후 변형될 수 있을 뿐 아니라, 압출물(101)의 표면 또는 내부에 균열이나 기포가 형성되는 등의 문제점이 있었다.The cross-sectional shape of the
따라서, 압출물(101)의 정밀도 및 품질의 관리에 많은 애로점이 있었으며, 이를 해결하기 위하여 별도의 성형 및 후처리 공정이 추가되는 심각한 문제점이 있었다.Therefore, there were many difficulties in managing the precision and quality of the
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 선단에 노즐(110)이 설치된 실린더(100)가 구성되어 타이어 제조용 대상(帶狀) 압출물(101)을 압출하는 압출장치에 있어서, 노즐(110) 전방에는 서로 인접하여 회전하는 한 쌍의 로울러(210)가 설치되고, 이들 로울러(210) 중 적어도 하나의 외주면에는 성형요부(221)가 형성되어, 노즐(110)에서 압출된 압출물(101)이 상기 로울러(210)들 사이를 통과하여 배출됨을 특징으로 하는 타이어 제조용 이중 로울러 성형식 압출장치이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and in the extrusion apparatus for extruding a target extrudate 101 for tire manufacture, the
또한, 상기 로울러(210)의 압출물(101) 배출측에는 이송로울러(320)가 설치 되고, 이송로울러(320)의 외주면에 접하여 회전하는 한쌍의 절단원반(310)이 설치되되, 로울러(210)에서 배출된 압출물(101)이 이들 절단원반(310) 사이를 통과함을 특징으로 하는 타이어 제조용 이중 로울러 성형식 압출장치이다.In addition, the
본 발명을 통하여, 타이어 제조용 압출물의 정밀도를 확보하고 제조공정의 효율성을 제고할 수 있을 뿐 아니라, 압출물의 조직을 치밀하게 구성하며 기포의 형성을 방지하여, 최종 완성된 타이어의 품질을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.Through the present invention, not only can secure the precision of the extruded product for tire production and improve the efficiency of the manufacturing process, but also the structure of the extrudate is precisely structured and prevents the formation of bubbles, thereby improving the quality of the finished tire. Can be obtained.
본 발명의 상세한 구성 및 작동원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.The detailed configuration and operation principle of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
우선 도 2는 본 발명의 외관을 도시한 사시도로서, 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 압출장치의 노즐(110) 전방에 서로 인접하여 회전하는 한 쌍의 로울러(210)가 설치되어 구성된다.First, Figure 2 is a perspective view showing the appearance of the present invention, as can be seen through the figure, the present invention is a pair of rollers 210 to rotate adjacent to each other in front of the
본 발명의 실린더(100)에는 원료가 투입되는 호퍼(120) 및 압출물(101)이 토출되는 노즐(110)이 설치되며, 회전하는 스크류가 내장되어 가열 및 용융된 원료를 이송, 압출하게 된다.In the
도 3은 본 발명의 핵심 요소인 로울러(210)들의 설치상태를 예시한 것으로, 레일(401) 상부에 거치되어 조정핸들(402)을 회동함에 따라 압출물(101)의 토출방 향에 직각으로 수평이동되는 설치대(200)의 일 측면에는 한 쌍의 로울러(210)가 인접하여 설치되고, 설치대(200)의 타 측면에는 이들 로울러(210)를 구동하는 구동모터(230)가 설치된다.Figure 3 illustrates the installation state of the rollers 210, which is a key element of the present invention, mounted on the
즉, 도면에는 도시되지 않았지만 압출물(101)의 토출방향에 직각으로 설치된 레일(401)에 설치대(200)를 거치하고 이 설치대(200) 하부에는 너트(nut) 내지 볼스크류(ball screw) 등의 이송수단을 설치하여 이와 연결된 조정핸들(402)을 조작함에 따라 설치위치를 수평으로 조정할 수 있도록 한 것이다.That is, although not shown in the drawings, the mounting table 200 is mounted on the
도 3에 도시된 실시예에서는 구동모터(230)가 하측 로울러(210b)만을 구동하고 상측 로울러(210a)는 하측 로울러(210b)에 밀착되어 종동체로서 회전하도록 구성되어 있으나, 이와 같은 구동대상 로울러(210)의 위치 또는 개수 등은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 선택 실시할 수 있는 사항이므로 청구범위의 구체적인 한정은 하지 않는다.In the embodiment shown in FIG. 3, the driving
도 4는 각 로울러(210)의 설치상태를 예시한 것으로, 도시된 실시예에서는 상측 로울러(210a)를 설치함에 있어서 설치대(200)에 일단 편심반(201)을 설치한 후 이 편심반(201)에 로울러(210a)의 축을 결합하는 방식을 취하고 있는데, 이는 상, 하 로울러(210)간 거리 조정 또는 상측 로울러(210a)의 교체를 용이하게 하기 위한 것이다.4 illustrates an installation state of each roller 210. In the illustrated embodiment, the
즉, 도 5에서와 같이 중심부에 로울러(210a)의 축이 결합되고 외곽에 편심된 기어치가 형성된 편심반(201)과, 이 편심반(201)의 기어치에 결합되는 조정기어(202)를 설치하여 조정기어(202)를 회전하여 편심반(201)을 회동시킴에 따라 로 울러(210a)의 중심이 이동되도록 한 것이다.That is, as shown in Figure 5 the shaft of the
또한 도 4에 도시된 실시예에서는 조정기어(202)와 동축으로 결합되는 고정핸들(203)을 구성하여 조정기어(202)의 회전을 구속함으로써 편심반(201)의 각도를 고정하고 있으나 이러한 조정기어(202)의 구속방식 또한 당업자에 의한 다양한 변형이 가능한 것이다.In addition, in the embodiment shown in Figure 4 is configured to fix the angle of the
한편, 도 4를 비롯한 도면에 도시된 실시예에서는 상측의 로울러(210a)에만 성형요부(221)가 형성되어 있으나 성형 대상 압출물(101)의 계획 단면에 따라 하측 로울러(210)에도 성형요부(221)를 형성할 수 있다.On the other hand, in the embodiment shown in the drawings shown in Figure 4 including the forming
즉, 도시된 실시예는 등변제형(等邊梯形) 단면을 가지는 트레드(Tread)용 압출물(101)을 성형하기 위한 것으로서, 도 6에서와 같이 노즐(110)을 통하여 토출된 압출물(101)이 로울러(210)들 사이를 통과하여 배출되면서 성형되는 바, 하측 로울러(210b)의 외주면이 평활하여도 소기의 단면을 성형할 수 있는 것이다.That is, the illustrated embodiment is for molding an
특히 도 6에서와 같은 본 발명의 성형과정은 단순한 단면성형 역할 외에도 밀착된 로울러(210)들 사이를 통과하는 과정에서 압출물(101)이 압축되면서 조직이 치밀화되고 기포가 제거되는 효과 또한 발현하게 된다.In particular, the molding process of the present invention as shown in Figure 6, in addition to the simple cross-sectional molding role in the process of passing between the closely adhered rollers 210, while compacting the
한편, 도 7 내지 도 10은 스크랩(scrap)(109) 제거수단이 설치된 본 발명의 일 실시예를 도시한 것으로 동 실시예를 통하여 더욱 정교한 압출물(101) 성형이 가능하다.Meanwhile, FIGS. 7 to 10 illustrate an embodiment of the present invention in which a
즉, 도 7에서와 같이 로울러(210)의 압출물(101) 배출측에 이송로울러(320) 및 이송로울러(320)의 외주면에 접하여 회전하는 한쌍의 절단원반(310)을 설치하여 로울러(210)에서 배출된 압출물(101)이 이들 절단원반(310) 사이를 통과하도록 함으로써 압출물(101)의 양 측단에 형성될 수 있는 스크랩(109)을 절단 및 제거할 수 있도록 한 것이다.That is, as shown in FIG. 7, the roller 210 is installed on the discharge side of the
도 8은 이송로울러(320)와 절단원반(310)의 구체적인 설치구조를 도시한 것으로, 이들 이송로울러(320) 및 절단원반(310)은 설치대(200)의 전방측에 돌출 부착되는 브래킷(330)에 설치되며, 도시된 실시예에서는 이송로울러(320)에 이송모터(321)가 연결되어 회전력을 인가하고 있으나 압출물(101)의 진행에 따라 별도의 회전력 없이도 이송을 유도할 수도 있으므로 이송모터(321)에 대한 청구범위의 구체적인 한정은 하지 않는다.FIG. 8 illustrates a specific installation structure of the
도 9 및 도 10은 이송로울러(320)와 절단원반(310)을 통과하면서 압출물(101)에 형성된 스크랩(109)이 제거되는 과정을 도시한 것으로, 이들 도면과 도 8을 통하여 알 수 있는 바와 같이 절단원반(310)을 설치함에 있어서 다수의 관절을 가지는 링크구조를 구성하고 공압 실린더(100) 등을 통하여 절단원반(310)이 이송로울러(320)에 밀착되도록 함으로써 효과적인 스크랩(109)의 절단 및 제거가 가능하도록 하였다.9 and 10 illustrate a process in which the
이러한 스크랩(109) 제거수단을 통하여 별도의 사상(仕上)공정 없이도 정교한 타이어 제조용 대상체(帶狀體)를 제조할 수 있다.Through the
도 1은 타이어의 대표단면도1 is a representative cross-sectional view of a tire
도 2는 본 발명의 사시도2 is a perspective view of the present invention
도 3은 본 발명의 요부 발췌 사시도Figure 3 is a perspective view of the main portion of the present invention
도 4는 본 발명의 요부 발췌 분해사시도Figure 4 is an exploded perspective view of the main portion excerpt of the present invention
도 5는 본 발명의 편심반 작동 설명도5 is an explanatory diagram of eccentric operation of the present invention;
도 6은 본 발명의 작동상태 대표단면도Figure 6 is a representative cross-sectional view of the operating state of the present invention
도 7은 스크랩 제거수단이 설치된 본 발명의 일 실시예 요부 발췌 사시도Figure 7 is a perspective view of the main portion of an embodiment of the present invention the scrap removal means is installed
도 8은 도 7 실시예의 분해사시도8 is an exploded perspective view of the embodiment of FIG.
도 9는 도 7 실시예의 작동상태 대표단면도9 is a representative cross-sectional view of an operating state of the embodiment of FIG.
도 10은 도 7 실시예의 작동상태 요부 발췌 부분절단 사시도Figure 10 is a perspective view of the main portion of the excerpt of the operating state of Figure 7 embodiment
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
100 : 실린더100: cylinder
101 : 압출물101: extrudate
109 : 스크랩(scrap)109 scrap
110 : 노즐110: nozzle
120 : 호퍼(hopper)120: hopper
200 : 설치대200: mounting table
201 : 편심반201: eccentric disc
202 : 조정기어202: adjusting gear
203 : 고정핸들203: fixed handle
210 : 로울러210: roller
221 : 성형요부221: molding parts
230 : 구동모터230: drive motor
310 : 절단원반310: cutting disc
320 : 이송로울러320: feed roller
321 : 이송모터321: feed motor
330 : 브래킷330: Bracket
401 : 레일401: rail
402 : 조정핸들402: adjusting handle
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