KR101032755B1 - 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치에 관한 것으로서, 그립퍼에 의해 고정된 카카스 밴드를 포밍 유닛으로 포밍하여 중심부를 기준으로 양측 단부로 갈수록 폭이 점차 작아지게 형성하여 성형 드럼의 원주 방향을 따라 서로 맞대어져 부착되는 카카스 밴드에 의해 타이어의 반경 차에 의해 서로 오버랩 되거나 또는 이들 사이에 갭이 발생하는 것을 방지하여 타이어의 내구력 및 외관 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

카카스 밴드, 폭 가변형, 포밍, 성형 드럼, 오버랩, 캡

Description

폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치{DEVICE OF MANUFACTURRING A WITH-VARIABLE CACASE BAND}

본 발명은 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 그린 타이어 성형시 원주 방향을 따라 서로 맞대어져 부착되는 카카스 밴드들의 가장자리 일부가 서로 중첩되거나, 사이가 벌어지는 것을 방지할 수 있도록 하는 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 타이어는 성형 드럼에 인너 라이너를 감고, 인너 라이너 상에 카카스 밴드들을 부착하며, 그 위에 순차적으로 추가적인 반제품들을 적층시켜 완성된 그린 타이어를 가류시켜 완제품 타이어를 완성한다.

그러나, 원통형의 성형 드럼을 통해 얻어진 타이어는 드럼의 상태에 따라 그린 케이스의 품질이 좌우되며, 또한 팽창 과정을 겪으면서 내부 스틸이나 패브릭 코드들의 배열이 흐트러질 경우가 발생하며 타이어의 성능에 좋지 않은 결과를 가져다 준다.

따라서 최적의 타이어를 얻기 위해서는 될 수 있으면 최종타이어의 형상과 같은 구조물 상에 변형 없이 각종 반제품을 적층하여 성형하는 것이 타이어의 성능 에 좋다.

기출원된 유럽 특허 공보 제1124699호에서는 상기한 타이어 제조 방법에 대해 개시하고 있다. 그러나, 타이어 내부 형상을 가진 코어 드럼(5) 상에서 카카스 밴드와 같이 축방향의 보강재를 서로 맞대어 붙이는 데는 필수적으로 반경 방향으로 오버랩이 생기게 된다.

오버랩은 타이어의 유니포미티에 좋지 않은 영향을 주며 마찰이 발생하고 열을 발생시키므로 내구력에도 좋지 않다.

또한, 미국 특허 공보 제5705007호에서는 가변형 카카스를 제조하고자 가변형의 금형에 개개의 카카스 코드를 배열하고 내부에 난 작은 구멍을 통해 타이어 카카스 밴드를 제조하지만, 다수개의 타이어 카카스 제조시 시간과 물적 손실이 막대하다. 또한 규격의 변화에 따른 유연함이 제한되는 단점을 갖는다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 카카스 밴드의 길이 방향을 따라 서로 가변 폭을 갖도록 제조하여, 성형 드럼의 원주 방향을 따라 서로 맞대어져 부착되는 카카스 밴드들이 서로 오버랩 되거나, 이들 사이에 갭이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치는, 고정 프레임; 고정 프레임 상측에서 전, 후방으로 이송 가능하게 고정되는 제1 이송 가이드; 제1 이송 가이드의 길이 방향으로 간격을 두고 설치되며, 기설정 길이로 제단되어 이송된 카카스 밴드를 잡아 고정하는 복수의 그립퍼; 제1 이송 가이드와 평행하게 고정 프레임의 전방에 체결 고정되는 제2 이송 가이드; 제2 이송 가이드에서 폭방향으로 이송 가능하게 고정되며, 그립퍼에 의해 고정된 카카스 밴드의 길이 방향을 따라 가압 및 가열하여 카카스 밴드의 중심부에서 양단부로 갈수록 폭이 감소하게 포밍하는 복수의 포밍 유닛을 포함하여 구성된다.

여기서, 제1 이송 가이드에서 길이 방향으로 이송 가능하게 고정되는 복수의 이송 브래킷을 구비되고, 그립퍼는 각 이송 브래킷의 하단에서 설치되는 그립 에어척에 의해 핑거에 연장 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 포밍 유닛은 그립퍼들 사이에서 제2 이송 가이드의 길이 방향을 따라 이송 가능하게 고정되며, 카카스 밴드가 상하 방향으로 물리도록 핑거가 형성되는 수직 에어척; 수직 에어척의 하측 핑거에 연장 형성되는 베이스 플레이트; 베이스 플레이트에 대응되게 수직 에어척의 상측 핑거에 연장 형성되어 베이스 플레이트 사이의 카카스 밴드의 두께 방향으로 가압하는 포밍 플레이트; 포밍 플레이트 상에 고정되며 포밍 플레이트와 베이스 플레이트 사이의 카카스 밴드를 폭 방향으로 가압하도록 가압 핑거가 구비되는 수평 에어척을 포함하여 구성될 수 있다.

베이스 플레이트는, 카카스 밴드가 안착되도록 안착홈이 구비되고, 안착홈 주위로 가열 히터 및 온도 센서가 내설되는 것이 바람직하다.

가열 히터에 의한 카카스 밴드의 포밍 온도 범위는 50℃ 내지 65℃ 범위 이내이고, 카카스 밴드의 포밍 시간은 0.5 초 내지 5초 범위 이내인 것을 포함할 수 있다.

베이스 플레이트와 포밍 플레이트 사이의 최소 간격은 카카스 밴드 두께의 135%인 것을 포함할 수 있다.

수평 에어척의 양측 핑거의 하단부에는 카카스 밴드를 폭방향으로 가압하기 위한 가압 브래킷이 구비되고, 가압 브래킷의 두께는 베이스 플레이트와 포밍 플레이트 사이의 최소 간격의 95% 인 것을 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치를 따르면, 그립퍼에 의해 고정된 카카스 밴드를 포밍 유닛으로 포밍하여 중심부를 기준으로 양측 단부로 갈수록 폭이 점차 작아지게 형성하여 성형 드럼의 원주 방향을 따라 서로 맞대어져 부착되는 카카스 밴드에 의해 타이어의 반경 차에 의해 서로 오버랩 되거나 또는 이들 사이에 갭이 발생하는 것을 방지하여 타이어의 내구력 및 외관 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치를 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1의 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치의 평면도이다.

도 1 및 도 2을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치(1)는 고정 프레임(10), 제1 이송 가이드(20), 그립퍼(40), 제2 이송 가이드(50), 포밍 유닛(60)을 포함하여 구성된다.

먼저, 고정 프레임(10)은 제1 이송 가이드(20)와 제2 이송 가이드(50)를 고정하도록 폭 방향으로 기설정된 길이를 가지고 연장 형성된다.

제1 이송 가이드(20)는 고정 프레임(10) 상측에서 전방으로 이송 가능하게 가동 실린더(15)에 의해 고정된다.

가동 실린더(15)는 제1 이송 가이드(20)를 전방으로 이동시켜 후술하는 그립퍼(40)가 타이어의 사이즈에 따라 제단되어 이송된 카카스 밴드(100)를 중심부와 양측 단부를 각각 물어 고정할 수 있도록 하고, 이후 그립퍼(40)에 고정된 카카스 밴드(100)가 후술하는 포밍 유닛(60)에 의해 길이 방향을 따라 가변 폭을 갖도록 포밍할 수 있도록 후방으로 이송시킨다.

한편, 제1 이송 가이드(20)에는 좌, 우 길이 방향을 따라 이송 가능하게 3개의 이송 브래킷(30)이 각각 설치된다.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라서 본 측단면도이다.

도 3을 참조하여 설명하면, 그립퍼(40)는 카카스 밴드(100)를 물어 고정하도록 각각의 이송 브래킷(30)의 하단에서 설치되는 그립 에어척(35)의 상, 하측 핑거(35a, 35b)에 각각 연장 설치된다.

따라서, 그립퍼(40)는 압출기를 통해 스트립 형태로 압출된 후, 타이어의 사이즈에 따라 기설정된 길이로 제단되어 이송된 카카스 밴드(100)의 중심부와 양단부를 물어 고정하도록 한다.

한편, 이송 브래킷(30)은 제1 이송 가이드(20)의 좌우 길이 방향을 따라 이송 가능하게 고정됨에 따라, 제조하고자 하는 타이어의 사이즈에 따라 좀더 다양한 길이로 재단된 카카스 밴드들(100)을 그립퍼(40)로 잡아 이후 포밍 과정을 수행할 수 있도록 한다.

다시 도 1 및 도2를 참조하여 설명하면, 제2 이송 가이드(50)는 제1 이송 가이드(20)와 평행하게 고정 프레임(10)의 전방에 체결 고정된다.

그리고, 포밍 유닛(60)은 2개가 각각 제2 이송 가이드(50)의 좌, 우측에서 각 그립퍼(40)들 사이를 이송 가능하게 고정되며, 그립퍼(40)에 의해 고정된 카카 스 밴드의 길이 방향을 따라 가열 및 가압하며 포밍하도록 구성된다.

도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라서 본 측단면도이고, 도 5는 도 4의 Ⅴ방향에서 바라 본 가압 브래킷평면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 포밍 유닛(60)은 수직 에어척(61), 베이스 플레이트(62), 포밍 플레이트(63), 수평 에어척(64), 및 가압 브래킷(65)을 포함하여 구성된다.

수직 에어척(61)은 그립퍼(40)들 사이에서 제2 이송 가이드(50)이 길이 방향을 따라 이송 가능하게 고정되고, 카카스 밴드를 수직 방향으로 가압 하도록 2개의 상, 하측 핑거(61a, 61b)가 형성된다.

베이스 플레이트(62)는 수직 에어척(61)의 하측 핑거(61a)에 연장 형성된다. 그리고 포밍 플레이트(63)는 베이스 플레이트(62)에 대응되게 수직 에어척(61)의 상측 핑거(61b)에 연장 형성된다.

카카스 밴드(100)는 실적으로 베이스 플레이트(62)와 포밍 플레이트(63) 사이에 개재되며 수직 방향으로 가압된다.

한편, 베이스 플레이트(62)는, 카카스 밴드(100)가 안착되도록 안착홈(62a)이 구비되고, 안착홈(62a) 주위로 가열 히터(66) 및 온도 센서(67)가 내설되는 것이 바람직하다.

따라서, 베이스 플레이트(62)는 카카스 밴드(100)의 포핑 과정에서 카카스 밴드(100)가 안착되어 고정될 수 있도록 하는 역할을 수행함과 동시에 카카스 밴드의 포밍이 용이하게 이루어지도록 가열 가열 히터(66)를 통해 열을 가해주는 역할 을 수행한다.

한편, 가열 히터(66)에 의해 가해지는 포밍 온도는 온도 센서(67)를 통해 감지되어. PLC 등의 제어기를 통해 기설정 온도로 일정하게 가열될 수 있도록 자동 제어될 수 있다.

본 실시예에서 베이스 플레이트(62)와 포밍 플레이트(63) 사이의 최소 간격(h)은 카카스 밴드 두께(t1)의 135%인 것을 포함할 수 있다.

한편, 포밍 플레이트(63)는 후술하는 수평 에어척(64)을 좌, 우측 핑거(64a, 64b)에 하측 단부에 고정되는 가압 브래킷(65)의 이송을 가이드 하는 리니어 가이드 역할도 수행한다.

수평 에어척(64)은 포밍 플레이트(63)에 고정되며, 좌, 우측 핑거(64a, 64b)가 구비되어, 포밍 플레이트(63)와 베이스 플레이트(62) 사이의 카카스 밴드(100)를 폭 방향으로 가압하도록 한다.

그리고, 가압 브래킷(65)은 수평 에어척(64)의 좌, 우측 핑거(64a, 64b)의 하단부에 설치되어 카카스 밴드(100)를 폭 방향으로 가압할 수 있도록 한다.

가압 브래킷(65)이 두께(t2)는 베이스 플레이트(62)와 포밍 플레이트(63) 사이의 최소 간격의 95% 인 것이 바람직하다.

따라서, 포밍 유닛(60)은 그립퍼(40)에 의해 물려 고정된 카카스 밴드(100)의 중심부로부터 양단부로 점차 이동하면서 가압 및 가열하며 점차 폭이 작아지게 포밍한다.

이때, 가열 히터(66)에 의해 가해지는 포밍 온도는 50℃ 내지 65℃ 인 것이 바람직하다. 이는 본 실시예에서 포밍 유닛(60)의 베이스 플레이트(62)와 포밍 플레이트(63), 그리고 양측 가압 브래킷들(65)에 의해 가해지는 가압력은 대략 7kgf/cm²으로 고정되기 때문이다.

여기서, 포밍 온도가 50℃ 미만인 경우, 포밍 유닛(60)에 의해 가해지는 7kgf/cm²하에서 적절한 포밍이 이루어지지 못하게 된다.

그리고, 포밍 온도가 65℃ 초과인 경우 베이스 플레이트(62)에 카카스 밴드 (100)가 눌러 붙게 되고, 특히 95도 이상에서는 카카스 밴드(100)를 구성하는 고무 컴파운드가 가류되기 시작하게 된다.

한편, 포밍 시간은 0.5초 내지 5초 범위가 바람직하다. 포밍 시간이 0.5초 미만인 경우 설정 최대 포밍 온도를 65℃를 초과해 가열해야 하기 때문에 상기한 카카스 밴드(100)가 눌러 붙게 되는 단점을 갖는다. 그리고, 포밍 시간이 5초를 초과하는 경우 카카스 밴드(100)의 포밍 속도가 저하되어 결국 타이어의 생산성을 저하시키게 되는 단점을 갖는다.

따라서, 포밍 유닛(60)에 카카스 밴드(100)를 가압한 상태로 가열 히터(66)에 의해 포밍 온도를 가장 높은 65℃로 가열한 상태에서, 0.5초의 최소 포밍 시간을 갖도록 하는 것이 가장 바람직하다.

이처럼, 본 실시예의 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치(1)는 에어척(35, 61, 64)을 사용함으로써, 카카스 밴드의 그립 센터 및 포밍 센터의 일치가 용이하고, 카카스 밴드의 포밍을 이루기 위한 구성 및 동작이 간단하게 이루어지는 장점을 갖는다.

도 6은 본 발명의 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치에 의해 제조된 폭 가변형 카카스 밴드를 도시한 평면도이고, 도 7은 폭 가변형 카카스 밴드의 부착된 상태를 도시한 성형 타이어의 사시도이다.

도 6 및 도 7를 참조하여 설명하면, 상기한 본 실시예의 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치(1)에 의해 포밍된 폭 가변형 카카스 밴드(100)는 중심부를 기준으로 양단부를 갈수록 점차 폭(W1>W2)이 감소하게 형성된다.

이후, 폭 가변형 카카스 밴드(100)는 본 도면에서는 표시되지 않은 스티칭 장치로 이송되어 타이어 내면 형상을 가지는 성형 드럼의 외주면상에서 원주 방향을 따라 연속적으로 맞대어져 부착된다.

이때, 폭 가변형 카카스 밴드(100)는 타이어의 트레드부를 이루는 중심부를 기준으로 숄더부, 사이드월부, 및 비드부를 이루는 양측부가 각 단부를 갈수록 폭이 좁아지게 형성됨에 각 부분의 직경차에 의해 중첩되는 오버랩(over-lap)이 발생하거나 및 이들 사이가 벌어져 갭(gap)이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한다.

따라서, 폭 가변형 카카스 밴드(100)는 상기한 오버랩 및 갭이 발생하지 않도록 함으로써, 타이어의 내구성을 향상시킴과 아울러 외관 형상을 향상시킬 수 있도록 한다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치를 도시한 정면도이다.

도 2는 도 1의 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치의 평면도이다.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라서 본 측단면도이다.

도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라서 본 측단면도이다.

도 5는 도 4의 Ⅴ방향에서 바라 본 가압 브래킷평면도다.

도 6은 본 발명의 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치에 의해 제조된 폭 가변형 카카스 밴드를 도시한 평면도이다.

도 7은 폭 가변형 카카스 밴드의 부착된 상태를 도시한 성형 타이어의 사시도이다.

<주요 도면 부호의 설명>

10: 고정 프레임 15: 가동 실린더

20: 제1 이송 가이드 30: 이송 브래킷

35: 그립 에어척 40: 그립퍼

50: 제2 이송 가이드 60: 포밍 유닛

61: 수직 에어척 62: 베이스 플레이트

63: 포밍 플레이트 64: 수평 에어척

65: 가압 브래킷

Claims (8)

1. 고정 프레임;

   상기 고정 프레임 상측에서 전, 후방으로 이송 가능하게 고정되는 제1 이송 가이드;

   상기 제1 이송 가이드의 길이 방향으로 간격을 두고 설치되며, 기설정 길이로 제단되어 이송된 카카스 밴드를 잡아 고정하는 복수의 그립퍼;

   상기 제1 이송 가이드와 평행하게 상기 고정 프레임의 전방에 체결 고정되는 제2 이송 가이드;

   상기 제2 이송 가이드에서 폭방향으로 이송 가능하게 고정되며, 상기 그립퍼에 의해 고정된 상기 카카스 밴드의 길이 방향을 따라 가압 및 가열하여 상기 카카스 밴드의 중심부에서 양단부로 갈수록 폭이 감소하게 포밍하는 복수의 포밍 유닛을 포함하는 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치.
2. 제1항에서,

   상기 제1 이송 가이드에서 길이 방향으로 이송 가능하게 고정되는 복수의 이송 브래킷을 구비되고,

   상기 그립퍼는 상기 각 이송 브래킷의 하단에서 설치되는 그립 에어척의 핑거에 연장 설치되는 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치.
3. 제1항에서,

   상기 포밍 유닛은,

   상기 그립퍼들 사이에서 상기 제2 이송 가이드이 길이 방향을 따라 이송 가능하게 고정되며, 상기 카카스 밴드를 상하 방향으로 가압하도록 핑거가 형성되는 수직 에어척;

   상기 수직 에어척의 하측 핑거에 연장 형성되는 베이스 플레이트;

   상기 베이스 플레이트에 대응되게 상기 수직 에어척의 상측 핑거에 연장 형성되어 상기 베이스 플레이트 사이의 카카스 밴드의 두께 방향으로 가압하는 포밍 플레이트;

   상기 포밍 플레이트 상에 고정되며 상기 포밍 플레이트와 상기 베이스 플레이트 사이의 카카스 밴드를 폭 방향으로 가압하도록 가압 핑거가 구비되는 수평 에어척; 및

   상기 수평 에어척의 양측 핑거의 하단부에는 상기 카카스 밴드를 폭방향으로 가압하기 위한 가압 브래킷;을 포함하는 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치.
4. 제3항에서,

   상기 베이스 플레이트는,

   상기 카카스 밴드가 안착되도록 안착홈이 구비되고, 상기 안착홈 주위로 가열 히터 및 온도 센서가 내설되는 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치.
5. 제4항에서,

   상기 가열 히터에 의한 의한 상기 카카스 밴드의 포밍 온도 범위는 50℃ 내지 65℃ 범위 이내인 것을 포함하는 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치.
6. 제4항에서,

   상기 카카스 밴드의 포밍 시간은 0.5 초 내지 5초 범위 이내인 것을 포함하는 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치.
7. 제3항에서,

   상기 베이스 플레이트와 상기 포밍 플레이트 사이의 최소 간격은 상기 카카스 밴드 두께의 135%인 것을 포함하는 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치.
8. 제7항에서,

   상기 가압 브래킷의 두께는 상기 베이스 플레이트와 상기 포밍 플레이트 사이의 최소 간격의 95% 인 것을 포함하는 폭 가변형 카카스 밴드 제조 장치.

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