KR100988772B1

KR100988772B1 - 타이어 제조용 이동식 로울러 헤드 압출기

Info

Publication number: KR100988772B1
Application number: KR1020100039422A
Authority: KR
Inventors: 황구연
Original assignee: 주식회사 우성기공
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2010-10-20

Abstract

본 발명은 타이어 제조 공정에 있어서 고무 등의 원재료를 압출하는 압출실린더 전방에 한 쌍의 성형로울러를 설치하여 압출실린더에서 토출된 압출물이 이들 성형로울러 사이를 통과하면서 일정한 형상의 단면을 가지는 대상체(帶狀體)로 성형되는 타이어 제조용 압출기에 관한 것으로, 유체압실린더에 의하여 구동되는 왕복대에 성형로울러가 장착된 로울러프레임을 설치하여 압출실린더의 노즐 교체 및 분해소제시 로울러프레임을 분해하지 않고도 로울러프레임과 압출실린더를 이격시킬 수 있도록 한 것이며, 로울러프레임과 압출실린더의 재결합 또한 용이하게 수행할 수 있도록 한 것이다.
본 발명을 통하여 타이어 제조용 압출기의 운용상 편의성을 확보할 수 있으며, 성형로울러가 장착된 로울러프레임과 압출실린더의 분리 및 재결합 소요시간을 단축하여 해당 공정의 휴지기간을 단축함으로써 전체 생산설비의 생산성 및 효율을 제고하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

타이어 제조용 이동식 로울러 헤드 압출기{MOVING ROLLER HEAD EXTRUDER FOR MANUFACTURING TIRES}

본 발명은 타이어 제조 공정에 있어서 고무 등의 원재료를 압출하는 압출실린더 전방에 한 쌍의 성형로울러를 설치하여 압출실린더에서 토출된 압출물이 이들 성형로울러 사이를 통과하면서 일정한 형상의 단면을 가지는 대상체(帶狀體)로 성형되는 타이어 제조용 압출기에 관한 것으로, 유체압실린더에 의하여 구동되는 왕복대에 성형로울러가 장착된 로울러프레임을 설치하여 압출실린더의 노즐 교체 및 분해소제시 로울러프레임을 분해하지 않고도 로울러프레임과 압출실린더를 이격시킬 수 있도록 한 것이며, 로울러프레임과 압출실린더의 재결합 또한 용이하게 수행할 수 있도록 한 것이다.

고무를 주성분으로 하는 타이어의 제조공정은 타이어의 종류에 따라 세부적인 부분에서 다소 차이가 있으나, 기본적인 제조공정으로서, 원재료를 정련 및 배합하고 압출실린더를 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.

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.

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), 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.

압출실린더(10)에서 토출되는 압출물의 단면형상은 일차적으로 노즐(11)의 단면형상에 의하여 결정되는데 고무를 주제로 하는 타이어 제조용 압출물은 그 재료 특성상 압출직후 경화되지 않고 상당기간 소성상태를 유지하므로 노즐(11) 통과하며 성형된 단면이 압출 직후 변형될 수 있을 뿐 아니라, 압출물의 표면 또는 내부에 균열이나 기포가 형성될 수 있는 바, 도 2 및 도 3에서와 같이 압출실린더(10)에서 압출된 압출물이 인접하여 회전하는 한 쌍의 성형로울러(21)를 통과하도록 함으로써 균열 또는 기포의 형성을 억제하고 일정한 단면형상을 가지는 대상체(帶狀體)로 성형하게 되며, 이렇듯 인접 회전하는 한 쌍의 성형로울러(21)가 압출실린더(10) 전방에 설치된 압출기를 로울러 헤드 압출기(Roller Head Extruder)라 한다.

도 3에서와 같이, 로울러 헤드 압출기의 성형로울러(21)에는 성형 대상 압출물의 계획 단면 형상과 일치하는 성형요부(22)가 형성되는데, 도시된 실시예는 등변제형(等邊梯形) 단면을 가지는 트레드(Tread)용 압출물을 성형하기 위한 것으로서, 도면상 상측의 성형로울러(21) 외주면에는 등변제형의 성형요부(22)가 형성되고 하측의 성형로울러(21)는 평활한 외주면을 가진다.

로울러 헤드 압출기의 성형로울러(21)는 도 2에서와 같이, 압출실린더(10) 전방측에 설치되는 로울러프레임(23)에 장착되는데, 로울러프레임(23)에는 성형로울러(21)를 구동하고 위치를 미세하게 조정하는 등의 기능을 수행하는 부속장치가 동반 탑재된다.

성형로울러(21)가 장착되는 로울러프레임(23)은 도 2에 도시된 바와 같이, 압출실린더(10) 및 구동장치가 고정되는 압출기설치대(12)에 고정되는데, 압출실린더(10)의 노즐(11) 교체 및 분해소제시 압출실린더(10)와 로울러프레임(23)을 서로 분리하여야 하는 바, 압출기설치대(12)에 고정된 로울러프레임(23)을 분해하여 탈거하여야 하는 불편이 있었다.

또한 로울러프레임(23)의 분해 및 탈거는 압출실린더(10)의 노즐(11) 교체 및 분해소제 작업 시간을 지연시켜 해당 공정의 휴지기간을 연장함으로써 전체 생산설비의 생산성 및 효율을 저하하는 심각한 문제점을 야기하였다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 압출실린더(10) 노즐(11) 전방의 로울러프레임(23)에 한 쌍의 성형로울러(21)가 서로 인접하여 회전하도록 설치되어, 노즐(11)에서 압출된 압출물이 상기 한 쌍의 성형로울러(21) 사이를 통과하여 배출되면서 대상체(帶狀體)로 성형되는 타이어 제조용 로울러 헤드 압출기에 있어서, 압출실린더(10)가 고정되는 압출기설치대(12)의 전방측에는 한 쌍의 평행한 레일(51)이 설치되며, 상부에는 로울러프레임(23)이 설치되고 하부에는 다수의 주행로울러(41)가 설치된 왕복대(40)가 상기 레일(51)에 설치되며, 유체압실린더인 왕복실린더(31)의 일단은 압출기설치대(12)에 연결되고 타단은 왕복대(40)에 연결되어, 유체압이 인가된 왕복실린더(31)가 신장 및 단축됨에 따라 왕복대(40)가 레일(51)을 따라 이동함을 특징으로 하는 타이어 제조용 이동식 로울러 헤드 압출기이다.

또한, 압출실린더(10) 노즐(11) 전방의 로울러프레임(23)에 한 쌍의 성형로울러(21)가 서로 인접하여 회전하도록 설치되어, 노즐(11)에서 압출된 압출물이 상기 한 쌍의 성형로울러(21) 사이를 통과하여 배출되면서 대상체(帶狀體)로 성형되는 타이어 제조용 로울러 헤드 압출기에 있어서, 압출실린더(10)가 고정되는 압출기설치대(12)의 전방측에는 한 쌍의 평행한 레일(51)이 설치되며, 상부에는 로울러프레임(23)이 설치되고 하부에는 다수의 주행로울러(41)가 설치된 왕복대(40)가 상기 레일(51)에 설치되며, 왕복대(40)의 저면 중심부에는 유체압실린더인 왕복실린더(31)가 설치되고, 왕복실린더(31)의 피스톤로드에는 레일(51)과 직교하는 방향의 한 쌍의 압박실린더(32)가 설치되며, 상기 한 쌍의 압박실린더(32) 피스톤로드 선단에는 압박실린더(32)의 신장시 레일(51)의 내측면을 압박하는 압박판(33)이 형성되어, 왕복실린더(31) 및 압박실린더(32)가 각각 신장과 단축을 반복함에 따라 왕복대(40)가 레일(51)을 따라 간헐적으로 주행함을 특징으로 하는 타이어 제조용 이동식 로울러 헤드 압출기이다.

본 발명을 통하여 타이어 제조용 압출기의 운용상 편의성을 확보할 수 있으며, 성형로울러가 장착된 로울러프레임과 압출실린더의 분리 및 재결합 소요시간을 단축하여 해당 공정의 휴지기간을 단축함으로써 전체 생산설비의 생산성 및 효율을 제고하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 일반적인 타이어의 대표단면도
도 2는 종래의 로울러 헤드 압출기 측면도
도 3은 로울러 헤드 압출기의 성형원리 설명도
도 4는 본 발명의 일 실시예 측면도
도 5는 도 4 실시예의 로울러프레임이 압출실린더에서 이격된 상태 측면도
도 6은 도 4 실시예의 요부 발췌 부분절단 사시도
도 7은 본 발명의 자주식 실시예 측면도
도 8은 도 7 실시예의 요부 발췌 부분절단 사시도
도 9는 도 7 실시예의 요부 발췌 분해사시도
도 10은 도 7 실시예의 작동원리 설명도

본 발명의 상세한 구성 및 작동원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.

우선 도 4는 본 발명의 일 측면 외관을 도시한 것으로, 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 압출실린더(10)의 전방측에 한 쌍의 성형로울러(21)가 장착된 로울러프레임(23)이 설치되되, 로울러프레임(23)이 압출기설치대(12)에 고정되지 않고, 레일(51)을 따라 왕복 주행할 수 있도록 구성된다.

즉, 도 6에서와 같이, 압출실린더(10)가 고정되는 압출기설치대(12)의 전방측에 한 쌍의 평행한 레일(51)을 고정 설치하고, 상부에는 로울러프레임(23)이 결합 설치되고 하부에는 다수의 주행로울러(41)가 설치된 왕복대(40)를 레일(51)에 거치하며, 왕복대(40)와 압출기설치대(12)를 연결하는 왕복실린더(31)를 설치하여, 도 5에서와 같이 왕복실린더(31)가 신장됨에 따라 왕복대(40) 및 왕복대(40)에 설치된 로울러프레임(23)이 압출실린더(10)에서 이격될 수 있도록 한 것이다.

본 발명에 적용되는 왕복실린더(31)는 유압실린더 또는 공압실린더 등의 유체압실린더로서 도시되지는 않았지만 유압펌프 또는 컴프레서(compressor) 등의 유체압인가수단이 연결되어 유체압이 인가됨에 따라 작동한다.

또한, 도 4 내지 도 6에 도시된 실시예에서는 왕복실린더(31)의 본체 후단은 압출기설치대(12)에 체결되고, 피스톤로드(piston rod) 선단부는 왕복대(40)에 체결되었으나, 반대로 왕복실린더(31)의 본체 후단이 왕복대(40)에 체결되고 피스톤로드 선단부가 압출기설치대(12)에 체결되어도 작용효과는 동일하다.

왕복실린더(31)에는 복동식 유체실린더를 적용함으로써, 왕복실린더(31)가 단축되어 로울러프레임(23)이 압출실린더(10)에 결합된 상태에서 압출실린더(10)의 작동시 성형로울러(21)에 작용하는 압출물의 압력을 극복하고 견고한 고정상태를 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 도 7 내지 도 10은 왕복대(40)와 압출기설치대(12)를 왕복실린더(31)로 연결하지 않고, 왕복대(40) 저면에 왕복실린더(31) 및 압박실린더(32) 등을 설치하여, 이들 왕복실린더(31) 및 압박실린더(32)가 반복 작동함에 따라 왕복대(40)가 간헐적으로 주행하도록 한 것이다.

즉, 도 4 내지 도 6의 실시예는 왕복대(40)와 압출기설치대(12)를 왕복실린더(31)로 직접 연결하여 구동하는 방식으로서, 왕복실린더(31)의 피스톤로드 스트로크(stroke) 내에서만 왕복대(40)의 이동이 가능하므로, 로울러프레임(23)의 이동에 한계가 있을 수 밖에 없다.

따라서, 압출실린더(10) 내부의 스크류(screw)를 인출하여 교체하거나 보수하는 등의 작업시에는 압출실린더(10) 전방측에 압출실린더(10) 전체 연장 이상의 공간이 확보되어야 하는 바, 소요 작업공간을 확보하기 위하여 로울러프레임(23)을 분해하여 탈거하여야 하는 불편이 있을 수 있다.

이에, 왕복대(40)와 압출기설치대(12)를 연결하는 왕복실린더(31)에 대형 유체압실린더를 적용하여 피스톤로드의 스트로크를 확대하는 방안을 고려할 수 있으나, 유체압실린더는 그 규모에 따른 비용이 기하급수적으로 증대되므로 전체 압출기 제작비용이 대폭 증대될 수 밖에 없다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 자주식 실시예가 도 7 내지 도 10에 도시되어 있다.

본 발명의 자주식 실시예는 압출기설치대(12)와 독립적으로 작동하는 왕복실린더(31) 및 압박실린더(32)의 복합 작용으로 왕복대(40)가 자주식(自走式) 이동을 수행할 수 있도록 한 것으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 레일(51)의 연장을 대폭 확장할 수 있으며, 유체압을 인가할 수 있는 한 사실상 레일(51) 연장에 한계가 없다.

본 발명 자주식 실시예의 구체적인 구성은 도 8 및 도 9에 도시되어 있으며, 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 왕복대(40)의 저면 중심부에 설치된 왕복실린더(31)와, 왕복실린더(31)의 피스톤로드에 레일(51)과 직교하는 방향으로 설치된 한 쌍의 압박실린더(32) 등으로 구성된다.

왕복대(40) 저면 중심부의 왕복실린더(31)는 본체가 왕복대(40) 저면에 고정되고 피스톤로드는 자유롭게 왕복할 수 있도록 설치되며, 왕복실린더(31)의 피스톤로드에 설치되는 한 쌍의 압박실린더(32)는 왕복실린더(31)의 피스톤로드를 축으로 서로 대칭으로 설치되며, 압박실린더(32)의 피스톤로드 선단에는 압박판(33)이 형성된다.

따라서, 유체압이 인가되어 압박실린더(32)가 신장되면 도 8에서와 같이 압박판(33)이 레일(51)의 내측면을 압박하여 왕복대(40)가 레일(51)에 고정되고, 압박실린더(32)가 단축되면 왕복대(40)의 고정상태가 해제된다.

한편, 도시된 실시예에서는 왕복실린더(31)의 피스톤로드와 한 쌍의 압박실린더(32)를 연결하는 연결판(38)이 구성되어 각 압박실린더(32)가 레일(51)의 내측면에 근접하여 위치할 수 있도록 하였으며, 왕복실린더(31) 피스톤로드의 선단부는 왕복대(40)에 고정된 리니어부시(linear bush)(39)에 결합되어 피스톤로드가 불요(不要) 회전되거나 변형되는 것을 방지할 수 있도록 하였다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 자주식 실시예 작동원리가 도 10에 순차적으로 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 압박실린더(32)가 단축되어 압박판(33)이 레일(51) 내측면에서 이격되면 압박실린더(32)의 고정상태는 해제되고, 이 상태에서 왕복실린더(31)가 단축되면 압박실린더(32)는 도면상 좌측으로 이동하게 된다.

이후, 압박실린더(32)가 신장되어 압박판(33)이 레일(51) 내측면에 밀착된 상태에서 왕복실린더(31)가 신장되면 도 10의 하단 도면에서와 같이, 왕복대(40)가 도면상 좌측으로 이동하게 되며, 이러한 과정을 반복하면서 왕복대(40)가 간헐적인 자주식(自走式) 이동을 수행하는 것이다.

10 : 압출실린더
11 : 노즐
12 : 압출기설치대
21 : 성형로울러
22 : 성형요부
23 : 로울러프레임
31 : 왕복실린더
32 : 압박실린더
33 : 압박판
38 : 연결판
39 : 리니어부시(linear bush)
40 : 왕복대
41 : 주행로울러
51 : 레일

Claims

삭제
압출실린더(10) 노즐(11) 전방의 로울러프레임(23)에 한 쌍의 성형로울러(21)가 서로 인접하여 회전하도록 설치되어, 노즐(11)에서 압출된 압출물이 상기 한 쌍의 성형로울러(21) 사이를 통과하여 배출되면서 대상체(帶狀體)로 성형되는 타이어 제조용 로울러 헤드 압출기에 있어서,
압출실린더(10)가 고정되는 압출기설치대(12)의 전방측에는 한 쌍의 평행한 레일(51)이 설치되며;
상부에는 로울러프레임(23)이 설치되고 하부에는 다수의 주행로울러(41)가 설치된 왕복대(40)가 상기 레일(51)에 설치되며;
왕복대(40)의 저면 중심부에는 유체압실린더인 왕복실린더(31)가 설치되고, 왕복실린더(31)의 피스톤로드에는 레일(51)과 직교하는 방향의 한 쌍의 압박실린더(32)가 설치되며;
상기 한 쌍의 압박실린더(32) 피스톤로드 선단에는 압박실린더(32)의 신장시 레일(51)의 내측면을 압박하는 압박판(33)이 형성되어;
왕복실린더(31) 및 압박실린더(32)가 각각 신장과 단축을 반복함에 따라 왕복대(40)가 레일(51)을 따라 간헐적으로 주행함을 특징으로 하는 타이어 제조용 이동식 로울러 헤드 압출기.