KR101313777B1 - 강판 권취장치 - Google Patents

Abstract

강판에 물리적인 압력이 가해지지 않도록 하여 강판 표면이 손상되는 것이 방지되도록 하며, 강판 코일의 내주면에 잔류할 수 있는 이물질이 원활하게 제거되도록 한 강판 권취장치가 개시된다.
본 발명에 따른 강판 권취장치는 맨드릴, 탄성 재질로 이루어지고 상기 맨드릴의 외경부에 배치되는 슬리브, 상기 맨드릴과 상기 슬리브의 사이에 배치되는 세그먼트 및 상기 강판이 상기 슬리브의 외주면에 진공 흡착되도록 하는 진공 흡착부를 포함할 수 있다.

Description

강판 권취장치{APPARATUS FOR WINDING STEEL PLATE}

본 발명은 강판 권취장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강판을 코일 형태로 권취하는 강판 권취장치에 관한 것이다.

철강의 제조공정 중에서 일련의 처리공정을 마친 강판은 운반, 유통 등의 편의를 위해 코일 형태로 권취된다. 이와 같이 강판을 코일 형태로 권취하는 장치에 대해서는 이미 "대한민국 등록특허 제10-0514791;코일 권취장치"에 의해 개시된 바 있다. 상기 등록특허에 의한 코일 권취장치는 제품코일의 미단부가 설비에 부딛혀서 발생될 수 있는 설비의 오작동을 미연에 방지하고, 코일제품에 결함(찍힘, 파임, 긁힘 등)이 발생되는 것을 미연에 방지되도록 한다.

한편, 일반적인 강판(코일) 권취장치는 강판이 맨드릴에 원활하게 권취될 수 있도록, 강판의 선단부를 맨드릴에 밀착시킬 수 있도록 구성된다. 따라서 종래에는 맨드릴의 외경부에 롤러, 벨트 등과 같은 물리적인 가압수단을 설치하고 강판의 선단부가 맨드릴에 밀착되도록 하여 강판의 선단부가 맨드릴에 밀착된 상태가 유지되도록 하며 권취공정을 진행한다.

하지만, 종래의 강판 권취장치는 강판이 권취되는 동안에 롤러, 벨트 등과 같은 물리적인 가압수단에 의해 강판이 맨드릴에 밀착되는 동안 강판의 표면에는 자국이 남거나, 심하게는 강판의 표면에 상술된 바와 같은 찍힘, 파임, 긁힘 등이 발생되어 강판 코일 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0514791 (2002. 06. 27. 공개)

본 발명의 목적은 강판에 물리적인 압력이 가해지지 않도록 하여 강판 표면이 손상되는 것이 방지되도록 하며, 강판 코일의 내주면에 잔류할 수 있는 이물질이 원활하게 제거되도록 한 강판 권취장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 강판 권취장치는 맨드릴, 탄성 재질로 이루어지고 상기 맨드릴의 외경부에 배치되는 슬리브, 상기 맨드릴과 상기 슬리브의 사이에 배치되는 세그먼트 및 강판이 상기 슬리브의 외주면에 진공 흡착되도록 하는 진공 흡착부를 포함할 수 있다.

상기 진공 흡착부는 상기 세그먼트를 관통하여 상기 세그먼트의 외측을 향해 개방되는 배기관, 상기 배기관에 연결되는 진공펌프를 포함할 수 있다.

상기 진공 흡착부는 상기 세그먼트에 형성되고 상기 배기관에 연통되는 배기챔버를 더 포함하며, 상기 슬리브에는 상기 배기챔버에 연통되어 상기 슬리브의 외측으로 개방되는 배기홀이 형성될 수 있다.

상기 강판 권취장치는 상기 배기관의 관로에 설치되는 필터, 상기 배기관의 배기압력을 검출하는 압력센서 및 상기 압력센서에 의해 검출되는 상기 배기관의 배기압력에 따라 상기 진공펌프를 제어하여 상기 배기관의 배기압력이 조절되도록 하는 압력조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 세그먼트는 외경이 축소 또는 확대되도록 상기 맨드릴을 중심으로 하는 방사형으로 분리되고, 상기 배기관은 상기 복수의 세그먼트를 각각 관통하도록 복수로 분기되며, 상기 강판 권취장치는 상기 복수의 배기관에 각각 설치되어 상기 복수의 배기관이 개별 개폐되도록 하는 복수의 밸브 및 상기 복수의 밸브를 각각 제어하는 밸브제어부;를 더 포함할 수 있다.

상기 슬리브는 고무, 실리콘 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명에 따른 강판 권취장치는 강판 표면이 손상되는 것이 방지되고, 강판 코일의 내부면에 잔류하는 이물질이 효율적으로 제거되어 강판 코일 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 강판 권취장치를 길이방향으로 절단한 단면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 강판 권취장치를 도 1에 표기된 I-I'선을 기준으로 절단한 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 강판 권취장치의 외경 조절 동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 강판 권취장치의 강판 권취동작을 나타낸 도면이다.

이하, 본 실시예에 따른 강판 권취장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면 상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.

도 1은 본 실시예에 따른 강판 권취장치를 길이방향으로 절단한 단면도이며, 도 2는 본 실시예에 따른 강판 권취장치를 도 1에 표기된 I-I'선을 기준으로 절단한 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 권취장치(100)는 맨드릴(mandrel;110)을 포함한다. 맨드릴(110)은 강판(10)이 권취되어 강판(10)(도 5 참조.)이 코일 형태의 제품으로 포장될 수 있도록 하는 중심축 역할을 한다. 도시되지 않았지만, 맨드릴(110)에는 강판(10)이 맨드릴(110)에 권취되도록 맨드릴(110)을 회전시키는 권취용 회전모터(미도시)가 연결될 수 있다.

맨드릴(110)의 주변에는 강판(10)을 맨드릴(110)로 안내하는 적어도 하나의 가이드(120)가 설치될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 가이드(120)는 맨드릴(110)에 대한 각도가 조절가능한 판재 형태로 마련될 수 있지만, 롤러의 형태로 마련되어 판재를 구름 지지할 수 있도록 변형 실시 될 수 있다.

이러한 맨드릴(110)의 외주면에는 세그먼트(Segment;130)가 결합될 수 있으며, 세그먼트(130)의 외주면에는 슬리브(sleeve;140)가 결합될 수 있다.

세그먼트(130)는 금속과 같은 강체로 마련되고, 중공이 형성된 원통형상으로 마련될 수 있다. 세그먼트(130)에 형성되는 중공의 지름은 맨드릴(110)의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 세그먼트(130)는 맨드릴(110)을 중심으로 하는 방사형으로 분리될 수 있다. 이와 같이 분리되는 각 세그먼트(130)의 내주면에는 맨드릴(110)을 향해 경사지는 제 1경사면(151)이 형성될 수 있다. 이와 함께 맨드릴(110)의 외주면에는 제 1경사면(151)에 대응되는 제 2경사면(152)이 형성된다.

여기서, 맨드릴(110)은 리니어 액츄에이터(Linear Actuator)의 형태로 마련될 수 있다.

즉, 맨드릴(110)은 볼 스크류(111)와, 볼 스크류(111)에 나사 결합되는 이송관(112)과, 볼 스크류(111)에 연결되어 볼 스크류(111)를 회전시키는 외경조절용 회전모터(113)의 조합으로 이루어질 수 있다. 이때, 제 2경사면(152)은 이송관(112)의 외주면에 결합될 수 있다.

이와 같이 구성되는 맨드릴(110)은 볼 스크류(111)가 일방향으로 회전되면, 이송관(112)이 전진되고, 제 2경사면(152)이 제 1경사면(151)을 가압하도록 한다. 제 1경사면(151)이 제 2경사면(152)에 의해 가압됨에 따라 복수의 세그먼트(130)는 외측을 향해 이송될 수 있다. 따라서 복수의 세그먼트(130)의 전체 외경이 확장될 수 있다.

이와는 반대로, 맨드릴(110)은 볼 스크류(111)가 역방향으로 회전되면, 이송관(112)이 후진되고, 제 2경사면(152)에 지지되는 제 1경사면(151)이 제 2경사면(152)을 따라 볼 스크류(111)를 향해 슬라이딩되도록 한다. 제 2경사면(152)이 볼 스크류(111)를 향해 슬라이딩됨에 따라 복수의 세그먼트(130)는 내측을 향해 이송될 수 있다. 따라서 복수의 세그먼트(130)의 전체 외경이 축소될 수 있다.

상술된 설명에서 맨드릴(110)은 볼 스크류(111)와, 이송관(112)과, 외경조절용 회전모터(113)의 조합으로 이루어지는 것으로 설명하고 있으나, 다른 실시예로 가이드 축과, 이송관과, 유/공압실린더의 조합으로 이루어지도록 변형실시될 수 있을 것이다.

이와 같이 세그먼트(130)가 복수로 분리되고 그 내주면에 제 1경사면(151)이 형성되며, 맨드릴(110)의 외주면에 제 2경사면(152)이 형성되고 맨드릴(110)이 리니어 액츄에이터의 형태로 구성됨에 따라 세그먼트(130)의 전체 외경은 가변될 수 있다. 이러한 세그먼트(130)의 외경이 가변가능한 구성은 본 실시예에 따른 강판 권취장치(100)에 의해 권취되는 강판(10) 코일의 내경이 조절될 수 있도록 한다.

슬리브(140)는 중공이 형성된 원통형상으로 마련될 수 있다. 슬리브(140)는 세그먼트(130)의 외경의 가변에 따라 세그먼트(130)에 밀착상태를 유지할 수 있으며, 강판(10)의 표면이 손상되는 것을 방지하기 위한 연질의 재료로 이루어질 수 있다. 즉, 슬리브(140)는 탄성과 신축성을 겸비한, 고무, 실리콘 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 강판 권취장치(100)는 맨드릴(110)로 공급되는 강판(10)이 슬리브(140)에 진공 흡착되도록 하는 진공 흡착부(160)를 포함한다.

진공 흡착부(160)는 배기챔버(161), 배기관(162) 및 진공펌프(163)를 포함한다. 배기챔버(161)는 세그먼트(130)의 외주면에 형성되어 세그먼트(130)의 외측으로 개방된다. 배기관(162)은 세그먼트(130)를 관통하여 일단부가 배기챔버(161)에 연통되고 타단부가 세그먼트(130)의 외측으로 연장된다. 진공펌프(163)는 배기관(162)의 타단부에 연결된다.

이와 함께 슬리브(140)에는 배기챔버(161)에 연통되고 외측으로 개방되는 배기홀(141)이 형성된다. 배기챔버(161)는 배기홀(141)과 배기관(162)의 사이에서 감압공간이 형성되도록 함으로써, 슬리브(140)에 진공 흡착된 강판(10)이 슬리브(140)에 접촉된 상태를 원활하게 유지되도록 한다.

한편, 배기관(162)의 관로에는 진공펌프(163)로 유입될 수 있는 이물질을 걸러내는 필터(164)가 설치될 수 있다. 이와 함께 배기관(162)의 관로에는 배기관(162)의 배기압력을 검출하는 압력센서(171)가 설치될 수 있다. 압력센서(171)와 진공펌프(163)의 사이에는 압력조절부(172)가 배치될 수 있다. 압력조절부(172)는 압력센서(171)에 의해 검출되는 배기압력을 바탕으로 진공펌프(163)의 동작을 제어하여 배기관(162)의 배기압력이 일정하게 유지될 수 있도록 한다.

또한, 세그먼트(130)가 복수로 분리됨에 따라, 진공펌프(163)에 연결되는 배기관(162)은 각 세그먼트(130)를 관통할 수 있도록 복수로 분기될 수 있다. 따라서, 각 세그먼트(130)에 연결되는 각각의 배기관(162)의 관로에는 밸브(165)가 각각 설치된다. 복수의 밸브(165)는 각 배기관(162)을 개별적으로 개폐할 수 있도록 한다. 복수의 밸브(165)에는 밸브제어부(167)가 연결될 수 있다.

여기서, 강판(10)은 맨드릴(110)의 회전속도에 따라 시간차를 가지고 슬리브(140)의 표면에 접촉하게 된다. 따라서 밸브제어부(167)는 강판(10)이 접촉되지 않은 배기홀(141)이 폐쇄되고, 강판(10)이 배기홀(141)이 개방되도록 각 밸브(165)를 제어한다. 이와 같이 밸브제어부(167)는 각 밸브(165)가 개별 제어하여 배기압력이 손실되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 강판 권취장치의 작동에 대해 설명하도록 한다.

도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 강판 권취장치의 외경 조절 동작을 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 강판 권취장치(100)는 강판(10) 코일의 내경에 따라 슬리브(140)의 외경이 조절될 수 있다.

즉, 현재 슬리브(140)의 외경이 강판(10) 코일의 내경보다 작게 형성된 경우, 슬리브(140)의 전체 외경이 확장되기 위해 볼 스크류(111)가 일방향으로 회전될 수 있다. 볼 스크류(111)가 일방향으로 회전됨에 따라 이송관(112)이 맨드릴(110)의 길이방향으로 전진되며, 제 2경사면(152)은 제 1경사면(151)을 가압한다. 제 1경사면(151)이 가압됨에 따라 복수의 세그먼트(130)는 외측을 향해 이송되며, 복수의 세그먼트(130)의 전체 외경이 확장된다. 이때, 슬리브(140)는 신축성을 가지므로 복수의 세그먼트(130)의 확장되는 외경에 따라 신장된다.

이와 반대로, 현재 슬리브(140)의 외경이 강판(10) 코일의 내경보다 크게 형성된 경우, 슬리브(140)의 전체 외경이 축소되기 위해 볼 스크류(111)가 역방향으로 회전될 수 있다. 볼 스크류(111)가 역방향으로 회전됨에 따라 이송관(112)이 맨드릴(110)의 길이방향으로 후진되며, 제 1경사면(151)은 제 2경사면(152)을 따라 볼 스크류(111)를 향해 슬라이딩 된다. 제 1경사면(151)이 볼 스크류(111)를 향해 슬라이딩 됨에 따라 복수의 세그먼트(130)는 지름방향으로 이송되며 복수의 세그먼트(130)의 외경이 축소된다. 이때, 슬리브(140)는 신축성을 가지므로 복수의 세그먼트(130)의 축소되는 지름에 따라 압축된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 강판 권취장치(100)는 슬리브(140)의 외경이 확장 또는 축소되어 강판(10) 코일의 내경 조절이 용이하므로, 강판(10) 코일의 내경에 따라 슬리브(140)의 외경을 조절할 수 있다.

이어, 강판(10)은 맨드릴(110)을 향해 공급될 수 있다.

도 5는 본 실시예에 따른 강판 권취장치의 강판 권취동작을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 맨드릴(110)을 향해 공급되는 강판(10)은 가이드(120)에 의해 안내되고, 강판(10)의 선단부는 슬리브(140)의 외주면에 접촉될 수 있다. 이때, 슬리브(140)가 탄성 및 신축성을 가지는 재질로 이루어지므로 강판(10)의 표면이 손상되는 것이 방지된다.

이어, 강판(10)의 선단부가 슬리브(140)의 외주면에 접촉되면, 밸브제어부(167)는 강판(10)의 선단부가 접촉된 배기홀(141)에 연통되는 해당 배기관(162)이 개방되도록 해당 밸브(165)를 제어한다.

이어, 진공펌프(163)는 배기관(162)을 통해 배기챔버(161)를 진공배기시킨다. 배기챔버(161)가 진공배기됨에 따라 배기홀(141)이 함께 진공배기되며, 슬리브(140)에 접촉된 강판(10)은 슬리브(140)에 진공 흡착된다. 이와 같이 강판(10)이 슬리브(140)에 진공 흡착되면, 슬리브(140)에 접촉된 강판(10)의 일면과 슬리브(140)의 내벽과, 세그먼트(130)의 내벽에 의해 형성되는 배기챔버(161)가 밀폐되며, 배기챔버(161)의 내부의 진공압이 효율적으로 유지될 수 있다.

이때, 필터(164)는 배기관(162)을 따라 진공펌프(163)로 흡입될 수 있는 이물질을 걸러내는데, 필터(164)에 걸러지는 이물질의 양이 증가할수록 배기압력이 떨어질 수 있다. 압력센서(171)는 배기관(162)의 배기압력을 검출하고, 압력조절부(172)는 압력센서(171)에 의해 검출되는 배기관(162)의 배기압력에 따라 진공펌프(163)의 동작을 제어하여 배기압력이 조절되도록 한다.

계속해서, 맨드릴(110)은 강판(10)이 권취되도록 회전된다. 밸브제어부(167)는 맨드릴(110)의 회전속도에 따라 각 배기관(162)이 순차적으로 개방되도록 각 밸브(165)를 순차적으로 개방시키고, 강판(10)은 슬리브(140)의 외주면 전체에 흡착된다.

이와 같이 강판(10)은 맨드릴(110)에 권취되어 코일 형태로 포장된다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 강판 권취장치(100)는 탄성 및 신축성을 겸비한 재질로 이루어지는 슬리브(140)가 맨드릴(110)의 최외주면에 결합되며, 물리적 가압력이 아닌 진공 흡착력에 의해 강판(10)이 슬리브(140)에 흡착 유지되도록 한다.

따라서, 본 실시예에 따른 강판 권취장치(100)는 강판(10)의 표면이 손상되거나 강판(10)의 표면에 롤러 등에 의한 눌림 자국이 남는 것을 방지하여 강판(10) 품질의 신뢰성을 확보할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 강판 권취장치(100)는 강판(10)을 진공 흡착할 때, 강판(10) 표면에 잔류하는 이물질이 배기관(162)을 통해 흡입되어 제거될 수 있도록 한다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 될 것이다.

100 : 강판 권취장치 110 : 맨드릴
111 : 볼 스크류 112 : 이송관
113 : 외경조절용 회전모터 120 : 가이드
130 : 세그먼트 140 : 슬리브
141 : 배기홀 151 : 제 1경사면
152 : 제 2경사면 160 : 진공 흡착부
161 : 배기챔버 162 : 배기관
163 : 진공펌프 164 : 필터
171 : 압력센서 172 : 압력조절부

Claims (6)

1. 맨드릴;
   탄성 재질로 이루어지고 상기 맨드릴의 외경부에 배치되는 슬리브;
   상기 맨드릴과 상기 슬리브의 사이에 배치되며, 외경이 축소 또는 확대되도록 상기 맨드릴을 중심으로 방사형으로 분리되는 복수의 세그먼트;
   상기 복수의 세그먼트를 각각 관통하도록 복수로 분기되고 상기 복수의 세그먼트의 외측을 향해 개방되는 복수의 배기관;
   상기 복수의 배기관에 연결되는 진공펌프;
   상기 복수의 배기관에 각각 설치되어 상기 복수의 배기관이 개별 개폐되도록 하는 복수의 밸브;및
   상기 복수의 밸브를 각각 제어하는 밸브제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 권취장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 세그먼트에 형성되고 상기 배기관에 연통되는 배기챔버를 더 포함하며,
   상기 슬리브에는 상기 배기챔버에 각각 연통되어 상기 슬리브의 외측으로 개방되는 배기홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 강판 권취장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 배기관의 관로에 설치되는 필터;
   상기 배기관의 배기압력을 검출하는 압력센서;및
   상기 압력센서에 의해 검출되는 상기 배기관의 배기압력에 따라 상기 진공펌프를 제어하여 상기 배기관의 배기압력이 조절되도록 하는 압력조절부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 권취장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 슬리브는 고무, 실리콘 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 강판 권취장치.
5. 삭제
6. 삭제

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