KR101328576B1

KR101328576B1 - 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치

Info

Publication number: KR101328576B1
Application number: KR1020120083984A
Authority: KR
Inventors: 홍현철; 정금성
Original assignee: (주)세화아이엠씨
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2013-11-12

Abstract

본 발명은 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치에 관한 것으로서, 구동 모터와 제1 및 제2 타이밍 벨트를 연결되는 제1 및 제2 종동 풀리들을 회전시켜 이에 연동하며 직선 이동 가능하게 설치되는 가동 스크류들을 통해 가동 프레임을 드럼 샤프트의 길이 방향을 이동 시키고, 가동 프레임의 이동 거리에 따라 드럼 세그먼트들이 가동 프레임의 외주 경사면을 따라 이동하며 직경이 확장 및 축소되도록 구성하여, 제조하고자 하는 완제품타이어의 규격에 따라 성형 드럼의 드럼 세그먼트들이 이루는 직경의 크기의 조절이 좀더 쉽고 간편하게 이루어질 수 있도록 함과 아울러 성형 드럼에 장착되는 가동 장치의 구성을 단순화시켜 제조 단가를 절감하고 유지 관리가 쉬워지도록 하는 효과를 갖는다.

Description

타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치{OPRERATING DEVICE OF BUILDING DRUM FOR MANUFACTTURING TIRE}

본 발명은 타이어 제조용 성형 드럼의 가동 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 완제품 타이어의 규격에 따라 성형 드럼의 드럼 세그먼트들이 이루는 직경의 크기를 좀더 쉽고 간편하게 조작할 수 있도록 함과 아울러 성형 드럼의 구성을 단순화시켜 제조 단가를 절감하고 유지 관리가 용이하도록 하는 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 완제품 타이어는 원료를 혼합하여 컴파운드(Compound)를 만드는 정련 공정, 컴파운드를 시트 형태로 반제품으로 제조하는 압출/압연/재단 공정, 반제품들을 그린 케이스(Green Case)로 성형하는 성형 공정, 및 상기한 그린 케이스를 가류시키는 가류 공정을 거쳐 완성된다.

상기한 성형 공정에서 성형된 그린 케이스는 가류전 완제품 타이어의 형상에 가깝게 성형한 것을 의미하며, 대부분 1차 성형 공정을 통해 제조된 1차 그린 케이스와, 2차 성형 공정을 통해 제조된 2차 그린 케이스를 조립하여 완성된다.

상기한 1차 그린 케이스는 통상 시트 형태의 인너 라이너(Inner Liner)와 카카스 플라이(Body Ply), 사이드 월(Side Wall), 비드(Bead) 및 체퍼(Nylon Chafer) 등을 감아 적층 성형한 것이고, 2차 그린 케이스는 시트 형태의 벨트(Belt)와 캡 플라이(Cap Ply) 및 트레드(Tread) 고무 반제품 등을 감아 적측 성형한 것이다.

상기한 1 그린 케이스 및 2차 그린 케이스를 성형하기 위한 각각의 성형 공정에서는 이들을 이루는 각각의 반제품들을 순차적으로 감아 적층하며 압착 성형되도록 하기 위한 성형 드럼을 사용한다.

성형 드럼은 제조하고자 하는 완제품 타이어의 규격에 따라 이를 이루는 다수의 드럼 세그먼트들이 가동 수단에 의해 드럼 샤프트를 중심으로 직경을 팽창 및 축소가 가능하도록 설치되어 구성된다.

종래 성형 드럼의 경우 제조하고자 하는 완제품 타이어의 규격에 따라 상기한 드럼 세그먼트들의 직경을 수동으로 조절하고 드럼 세그먼트들이 이루는 직경을 확인하는 수동 조작 방식이 사용되었다.

따라서, 종래 수동 조작 방식의 성형 드럼의 경우 완제품 타이어의 규격 변경시 드럼 세그먼트들이 이루는 직경을 매번 수동으로 변경하고 확인해야 하는 복잡한 과정을 반복함에 따라 생산성을 저하시키게 되는 단점을 갖는다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 일환으로 완제품 타이어의 규격에 따라 드럼 세그먼트의 직경을 자동으로 팽창 및 축소 시키도록 공기를 이용한 공기압 구동 방식이나 볼 스크류를 이용한 전동 구동 방식의 성형 드럼이 개발되어 사용되었다.

그러나, 종래 공기압 구동 방식의 성형 드럼의 경우 공기압을 이용해 각각의 드럼 세그먼트들이 이루는 직경을 팽창 및 축소시키기 위해서는 다수의 공압 배관들과 공압 실린더들이 설치되어 구성이 복잡해지고 제조 단가가 상승하게 되는 단점을 갖는다.

또한, 종래 볼 스크류를 이용한 전동 구동 방식의 성형 드럼 역시 드럼 샤프트 내에 드럼 세그먼트들을 조작하기 위한 정밀도가 높고 고가의 볼 스크류를 사용하기 때문에 구성이 복잡하고 제조 단가가 상승하게 되는 단점을 갖는다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 제조하고자 하는 완제품타이어의 규격에 따라 성형 드럼의 드럼 세그먼트들이 이루는 직경의 크기를 좀더 쉽고 간편하게 조작할 수 있도록 함과 아울러 성형 드럼의 구성을 단순화시켜 제조 단가를 절감하고 유지 관리가 용이하도록 하는 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치 는 드럼 샤프트 상에서 길이 방향을 따라 이송 가능하게 고정 설치되는 가동 프레임; 상기 가동 프레임 상에서 외주 경사면을 따라 이동하며 상기 드럼 샤프트의 직경 방향으로 확장 및 축소 가능하게 설치되는 복수의 드럼 세그먼트; 및 상기 가동 프레임을 상기 드럼 샤프트의 길이 방향을 이동시켜 상기 드럼 세그먼트들이 이루는 직경을 제조하고자 하는 완제품 타이어의 규격에 맞게 조절하는 세그먼트 가동 수단을 포함하고, 상기 세그먼트 가동 수단은 상기 가동 프레임의 일측에서 이격되며 상기 드럼 샤트프의 외주면 상에 베어링 고정되는 고정 브래킷; 상기 고정 브래킷 일측에 고정 설치되어 구동력을 제공하는 구동 모터; 상기 고정 브래킷에서 상기 드럼 샤프트 주위로 제1 타이밍 벨트를 통해 상기 구동 모터의 구동 풀리에 연동하도록 설치되는 제1 종동 풀리; 상기 고정 브래킷 상에서 상기 드럼 샤프트 주위로 제2 타이밍 벨트를 통해 상기 제1 종동 풀리와 연동하도록 설치되는 복수의 제2 종동 풀리; 및 일측이 상기 제1 종동 풀리 및 상기 제2 종동 풀리들을 각각 관통하며 회전 방향에 따라 상기 드럼 사프트의 길이 방향을 따라 이송 가능하게 나사 결합되고, 타일측이 상기 가동 프레임에 베어링 고정되어 상기 가동 프레임을 상기 드럼 샤프트의 길이 방향으로 이송시키는 가동 스크류들;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 고정 브래킷 상에 설치되어 상기 가동 스크류의 이송 거리를 감지하여 상기 드럼 세그먼트의 확장 및 축소된 직경의 크기를 제어 가능하도록 하는 스크류 이송 감지 센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 종동 풀리들은 상기 제1 종동 풀리와 함께 상기 드럼 샤프트를 중심으로 서로 등각을 이루며 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구동 모터는 전기 구동 방식의 서보 모터 또는 스텝 모터로 구성될 수 있다.

상기한 본 발명의 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치에 따르면, 구동 모터와 제1 및 제2 타이밍 벨트를 연결되는 제1 및 제2 종동 풀리들을 회전시켜 이에 연동하며 직선 이동 가능하게 설치되는 가동 스크류들을 통해 가동 프레임을 드럼 샤프트의 길이 방향을 이동 시키고, 가동 프레임의 이동 거리에 따라 드럼 세그먼트들이 가동 프레임의 외주 경사면을 따라 이동하며 직경이 확장 및 축소되도록 구성하여, 제조하고자 하는 완제품타이어의 규격에 따라 성형 드럼의 드럼 세그먼트들이 이루는 직경의 크기의 조절이 좀더 쉽고 간편하게 이루어질 수 있도록 함과 아울러 성형 드럼에 장착되는 가동 장치의 구성을 단순화시켜 제조 단가를 절감하고 유지 관리가 용이해지도록 하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치를 도시한 정단면도이다.
도 2는 도 1의 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치를 도시한 측단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ 부분을 잘라서 본 스크류 이송 감지 센서의 단면 확대도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치의 작동 상태를 도시한 정단면도이다.
도 6 및 도 7은 도 4 및 도 5의 드럼 세그먼트들의 축소 및 확장된 상태를 도시한 측단면도이다.

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 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치를 도시한 정단면도이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치(1)는 가동 프레임(20), 복수의 드럼 세그먼트(30) 및 세그먼트 가동 수단(100)을 포함하여 구성된다.

여기서, 가동 프레임(20)은 성형기의 드럼 샤프트(10) 외주면 상에 끼워져 고정 설치되는 고정 프레임(11) 상에서 드럼 샤프트(10)의 길이 방향을 따라 이송 가능하게 고정 설치된다.

상기한 가동 프레임(20)은 드럼 세그먼트(30)들이 이루는 직경 확장 및 수축을 위해 드럼 샤프트(10)의 길이 방향으로는 직선 이동 가능하나, 그린 케이스의 1차 성형 케이스 또는 2차 성형 케이스를 이루는 각각의 반제품들을 감는 와인딩 과정에서는 드럼 사프트(10)와 함께 회전하도록 원주 방향으로만 고정되게 설치된다.

드럼 세그먼트(30)들은 각각 드럼 샤프트(10)의 원주 방향을 따라 상기한 가동 프레임(30) 상에서 외주 경사면을 따라 이동하며 드럼 샤프트(10)의 직경 방향으로 확장 및 축소 가능하게 설치된다.

즉, 상기한 드럼 세그먼트(30)들은 제1 엘엠 가이드(21)를 통해 가동 프레임(20)의 외주 경사면을 따라 이동할 수 있게 가이드 됨과 동시에 그 이동 거리에 따라 제2 엘엠 가이드(22)를 통해 드럼 샤프트(10)의 직경 방향으로 확장 및 축소되도록 가이드 되며 이동할 수 있게 설치된다.

그리고, 세그먼트 가동 수단(100)은 상기 가동 프레임(20)을 상기 드럼 샤프트(10)의 길이 방향을 이동시켜 결국, 상기 드럼 세그먼트(30)들이 이루는 직경의 크기를 제조하고자 하는 완제품 타이어의 규격에 맞게 조절할 수 있도록 구성된다.

도 2는 도 1의 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치를 도시한 측단면도이다.

도 1과 함께 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 세그먼트 가동 수단(100)은 고정 브래킷(150), 구동 모터(110), 제1 종동 풀리(120), 제2 종동 풀리 (130)들 및 가동 스크류(140)들을 포함하여 구성된다.

고정 브래킷(150)은 상기 가동 프레임(20)의 일측으로부터 이격되며 상기 드럼 샤트프(10)의 외주면 상에서 설치되는 고정 프레임(11) 상에서 베어링(23)을 통해 고정 설치된다.

이처럼, 고정 브래킷(150)이 고정 프레임(11) 상에서 베어링을 통해 고정 설치됨에 따라 반제품들의 와인딩을 위해 드럼 샤프트(10)가 회전하더라고 그 외주면 상에 구동 모터(110)을 포함하는 상기한 세그먼트 가동 수단(100)을 이루는 각각의 부품들이 드럼 샤프트와 함께 회전하지 않고 고정된 상태를 유지하며 설치될 수 있게 한다.

따라서, 구동 모터(110)로 전원을 공급하는 전원 공급선(미도시)들이 성형 드럼의 가동 중에도 꼬이지 않고 가설될 수 있기 때문에 성형 드럼 장치를 이루는 구성을 단순화시켜 제조 단가를 절감시킬 수 있게 된다.

구동 모터(110)는 상기 고정 브래킷(150) 일측에 고정 설치되어 드럼 세그먼트(30)들이 이루는 직경을 크기를 완제품의 타이어 규격에 맞게 직경을 확장 및 축소하는데 필요한 가동력을 제공하도록 구성된다.

여기서, 본 실시예에서 구동 모터(110)는 전원 공급선을 통해 공급되는 전기에너지를 이용해 성형기 컨트롤러(미도시)의 제어 신호에 따라 드럼 세그먼트(30)들을 가동시키는 전기 구동 방식의 서보 모터로 구성되는 것을 예시한다.

그러나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 성형기 컨트롤러(미도시)로부터 입력된 펄스 방식의 제어 신호에 따라 일정 각도씩 회전시켜 드럼 세그먼트(30)들이 이루는 직경 크기의 조절이 가능한 스텝 모터를 포함하여 다양한 형태의 전기 구동 방식의 모터들이 적용될 수 있음은 당연하다.

제1 종동 풀리(120)는 상기 고정 브래킷(150) 상에서 구동 모터(110)에 인접하는 상기 드럼 샤프트(10) 주위로 제1 타이밍 벨트(111)를 통해 상기 구동 모터(110)의 구동 풀리(112)에 연동하도록 설치된다.

그리고 제2 종동 풀리(130)들은 각각 상기 고정 브래킷(150) 상에서 상기 드럼 샤프트(10) 주위로 등 간격을 이루며 제2 타이밍 벨트(121)를 통해 상기 제1 구동 풀리(120)와 연동하도록 설치된다.

본 실시예에서는 상기 제1 종동 풀리(120)와 함께 상기 드럼 샤프트(10)를 중심으로 서로 120°등각을 이루며 배치되게 2개의 제2 종동 풀리(130)들이 구비되는 것을 예시한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제2 타이밍 벨트(121)가 드럼 샤프트에 의해 간섭 받지 않고 연결하는 제2 종동 풀리(130)을 연결함과 아울러 제1 종동 풀리(120)와 함께 드럼 세그먼트(30)들을 확장 및 축소시키도록 구동 모터(110)로부터 전달되는 가동력을 분산시켜 드럼 샤프트(10)를 중심으로 좀더 균형 있게 가동 프레임(20)에 전달될 수 있도록 하는 한 2개 이상으로 더 많이 구성될 수 있음은 당연하다.

가동 스크류(140)들은 각각 일측이 상기 제1 종동 풀리(12) 또는 상기 제2 종동 풀리(130)들을 각각 관통하며 이들의 회전 방향에 따라 상기 드럼 사프트(10)의 길이 방향으로 이송 가능하게 나사 결합되고, 타일측이 상기 가동 프레임(20)에 베어링(23)으로 고정되며 설치된다.

도 3은 도 2의 Ⅲ 부분을 잘라서 본 스크류 이송 감지 센서의 단면 확대도이다.

도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치(1)는 스크류 이송 감지 센서(160)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기한 스크류 이송 감지 센서(160)는 상기 고정 브래킷(150) 일측에 설치되어 상기 가동 스크류(140)의 이송 거리를 감지하여 상기 드럼 세그먼트(30)들이 이루는 직경의 크기를 제어 가능하도록 한다.

이하, 상기한 본 실시예의 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치의 작동 과정을 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4 및 도 5는 도 1의 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치의 작동 상태를 도시한 정단면도이고, 도 6 및 도 7은 도 4 및 도 5의 드럼 세그먼트들의 축소 및 확장된 상태를 도시한 측단면도이다.

도 4 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치(1)는 서보 모터(110)에서 발생된 구동력이 제1 타이밍 벨트(111)를 통해 서보 모터(110)의 구동 풀리(112)와 연결되는 제1 종동 풀리(120)로 전달된 후, 제2 타이밍 벨트(121) 통해 제1 종동 풀리(120)와 연결되는 제2 종동 풀리(130)들로 전달되도록 하여 제1 종동 풀리(120)와 함께 제2 종동 풀리(130)들을 구동시킨다.

이와 동시에 제1 종동 풀리(120)와 제2 종동 풀리(130)들의 회전 방향에 따라 제1 종동 풀리(120)와 제2 종동 풀리(130)들을 관통하며 나사 결합되는 가동 스크류(140)들을 통해 가동 프레임(20)을 밀거나 당기 드럼 샤프트(10)의 길이 방향을 따라 이동시킨다.

드럼 세그먼트(30)들은 가동 프레임(20)의 이동 거리에 따라 제1 및 제2 엘엠 가이드(21, 22) 의해 가동 프레임(20)의 외주 경사면을 타고 이동하며 드럼 샤프트(10)의 직경 방향으로 확장되거나 축소되게 된다.

즉, 가동 스크류(140)들에 의해 가동 프레임(20)이 고정 브래킷(150)쪽으로부터 밀려 도면상 드럼 샤프트(10)의 우측으로 이동하는 경우 드럼 세그먼트(30)들이 이루는 직경의 크기가 이동 거리에 비례하여 확장되고, 반대로 가동 스크류(140)들에 의해 가동 프레임(20)이 고정 브래킷(150)쪽으로 당겨지며 도면상 드럼 샤프트(10)의 좌측으로 이동하는 경우 드럼 세그먼트(50)들이 이루는 직경의 크기가 이동 거리에 비례하여 축소되게 된다.

이때, 드럼 세그먼트(30)들에 의해 확장 및 축소된 성형 드럼의 직경 크기는 스크류 이송 감지 센서(160)에 감지되는 가동 스크류(140)의 이동 거리에 의해 결정되며, 이를 통해 제조하고자 하는 완제품 타이어의 규격에 맞춰 드럼 세그먼트들이 이루는 성형 드럼의 직경 크기를 조절할 수 있게 된다.

따라서, 상기한 본 실시예의 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치(1)는 구동 모터(110), 제1 및 제2 종동 풀리(120, 130)들, 및 가동 스크류(140)들로 이루어지는 세그먼트 가동 수단(100)에 의해 제조하고자 하는 완제품 타이어의 규격에 따라 드럼 세그먼트(30)들이 이루는 성형 드럼의 직경 크기를 좀더 쉽고 간편하게 조작할 수 있도록 함으로써, 성형 드럼의 세그먼트 가동 장치의 구성을 단순화시켜 제조 단가를 절감하고 유지 관리가 용이하도록 하는 효과를 가지게 된다.

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.

1: 성형 드럼 가동 장치 10: 드럼 샤프트
11: 고정 프레임 20: 가동 프레임
21: 제1 엘엠 가이드 22: 제2 엘엠 가이드
23: 베어링 30: 드럼 세그먼트
100: 세그먼트 가동 수단 110: 구동 모터
111: 제1 타이밍 벨트 112: 구동 풀리
120: 제1 종동 풀리 121: 제2 타이밍 벨트
130: 제2 종동 풀리 140: 가동 스크류
150: 고정 브래킷

Claims

드럼 샤프트 상에서 길이 방향을 따라 이송 가능하게 고정 설치되는 가동 프레임;
상기 가동 프레임 상에서 외주 경사면을 따라 이동하며 상기 드럼 샤프트의 직경 방향으로 확장 및 축소 가능하게 설치되는 복수의 드럼 세그먼트; 및
상기 가동 프레임을 상기 드럼 샤프트의 길이 방향을 이동시켜 상기 드럼 세그먼트들이 이루는 직경을 제조하고자 하는 완제품 타이어의 규격에 맞게 조절하는 세그먼트 가동 수단을 포함하고,

상기 세그먼트 가동 수단은,
상기 가동 프레임의 일측에서 이격되며 상기 드럼 샤트프의 외주면 상에 베어링 고정되는 고정 브래킷;
상기 고정 브래킷 일측에 고정 설치되어 구동력을 제공하는 구동 모터;
상기 고정 브래킷에서 상기 드럼 샤프트 주위로 제1 타이밍 벨트를 통해 상기 구동 모터의 구동 풀리에 연동하도록 설치되는 제1 종동 풀리;
상기 고정 브래킷 상에서 상기 드럼 샤프트 주위로 제2 타이밍 벨트를 통해 상기 제1 구동 풀리와 연동하도록 설치되는 복수의 제2 종동 풀리; 및
일측이 상기 제1 종동 풀리 또는 상기 제2 종동 풀리들을 각각 관통하며 회전 방향에 따라 상기 드럼 사프트의 길이 방향을 따라 이송 가능하게 나사 결합되고, 타일측이 상 타일측이 상기 가동 프레임에 베어링 고정되어 상기 가동 프레임을 상기 드럼 샤프트의 길이 방향으로 이송시키는 가동 스크류들;를 포함하는 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치.
제1항에서,
상기 고정 브래킷 상에 설치되어 상기 가동 스크류의 이송 거리를 감지하여 상기 드럼 세그먼트의 확장 및 축소된 직경의 크기를 제어 가능하도록 하는 스크류 이송 감지 센서를 더 포함하는 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치.
제1항에서,
상기 제2 종동 풀리들은 상기 제1 종동 풀리와 함께 상기 드럼 샤프트를 중심으로 서로 등각을 이루며 배치되는 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치.
제1항에서,
상기 구동 모터는 전기 구동 방식의 서보 모터 또는 스텝 모터로 구성되는 타이어 제조용 성형 드럼 가동 장치.