KR101335220B1

KR101335220B1 - 투롤 루프 방식의 고무압출장치

Info

Publication number: KR101335220B1
Application number: KR1020110124951A
Authority: KR
Inventors: 윤석수
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2013-11-29
Also published as: KR20130058940A

Abstract

본 발명은 압출품(11)과 압연품(12)을 거쳐 고무 반제품을 생성하는 장치에 있어서: 투입된 배합고무를 구금(22)으로 밀어내는 압출기(20); 상기 압출기(20)의 하류측에 설치되고, 반제품의 균일한 치수의 유지하는 압연기(30); 및 상기 압출기(20)와 압연기(30)의 하류측에 설치되고, 반제품의 연속 이송을 안내하는 루프기(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 타이어 반제품의 압출기에서 고무 인입량의 변동이 발생하여도 공정 에러를 최소화하고 반제품 스트립 형상의 변형을 방지하면서 최종 생산품인 타이어의 중량 편차와 성능 불량 원인을 최소화하는 효과가 있다.

Description

투롤 루프 방식의 고무압출장치{Rubber extruder apparatus with two roll loop}

본 발명은 투롤 루프 방식의 고무압출장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 압출기 전단에 루프를 설치하여 최종 압연 고무의 형상을 균일하게 유지하는 투롤 루프 방식의 고무압출장치에 관한 것이다.

일반적으로 타이어는 배합, 혼련, 압연, 비드제조, 재단, 성형, 가황, 검사 등 복잡한 공정을 거쳐 제조된다. 특히 트레드나 사이드와 같은 타이어의 반제품은 배합고무에 열을 가하여 연속적으로 압출하는 방식으로 생성되며, 연속적인 공정에서 반제품의 치수를 일정하게 유지하는 것이 공정설계의 중요한 요소이다. 이와 관련되어 한국 등록특허공보 제0449823호의 "타이어 반제품 두께 조절 장치", 한국 공개특허공보 제2004-0092638호의 "승용차용 래디얼 타이어의 압출물 저장 및 이송장치" 등이 알려져 있다.

한국 등록특허공보 제0449823호는 성형 드럼 상에 부착하도록 압연 과정을 통해 완성된 반제품을 이송시키는 이송 컨베이어; 및 상기 반제품이 통과하도록 상기 이송 컨베이어의 이송라인 상에 설치되어, 상기 반제품의 두께를 조절하는 두께 조절기를 포함하고, 상기 두께 조절기는 고정 설치되는 고정날과 설정 두께 이상인 부분을 절삭하는 회전날을 포함하고, 상기 회전날은 상기 고정날로부터 상기 반제품을 사이에 두고 높이 방향으로 간격 조절 가능하게 고정되는 구성을 제안한다. 이에 따라, 반제품들의 두께 값을 일정하게 조절함으로써 타이어의 단품 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 기대한다.

한국 공개특허공보 제2004-0092638호는 압출기에서 공급되는 고무재질의 압출물을 성형기의 공급콘베이어로 공급하는 승용차용 래디얼 타이어의 압출물 이송장치에 있어서, 상기 압출기와 성형기의 공급콘베이어 사이에는 롤들을 갖춘 제 1, 2 저장루프 콘베이어가 이격되어 설치되되, 이 제 1, 2 저장루프 콘베이어들은 프레임을 매개로 서로 연결되어 센서들의 작동에 따라 승하강 이동됨과 더불어, 제 1, 2 저장루프 콘베이어의 승하강시 압출물의 공급속도가 조절되어 압출물을 공급하도록 이루어진 구성을 제안한다. 이에 따라, 압출라인내에서 압출물을 저장하여 압출기의 정지를 방지하고 공급 압출물의 지속적인 이동으로 재료의 변형을 방지하는 효과를 기대한다.

그러나, 전자의 선행특허에 의하면 절삭에 의존하므로 재료 손실이 크고 회수에 따른 비용이 증가되며, 후자의 선행특허에 의하면 고무의 수축과 팽창에 따라 치수 안정성을 확보하기 곤란한 단점을 지니고 있다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 고무 인입량의 변동이 발생하여도 압연에서의 고무 끊김 현상을 방지하여 공정 에러를 최소화하고 반제품 스트립 형상의 변형을 방지하면서 최종 생산품인 타이어의 중량 편차와 성능 불량 원인을 최소화하는 투롤 루프 방식의 고무압출장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 압출품과 압연품을 거쳐 고무 반제품을 생성하는 장치에 있어서: 투입된 배합고무를 구금으로 밀어내는 압출기; 상기 압출기의 하류측에 설치되고, 반제품의 균일한 치수의 유지하는 압연기; 및 상기 압출기와 압연기의 하류측에 설치되고, 반제품의 연속 이송을 안내하는 루프기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 압연기는 상부롤과 하부롤을 이용하여 반제품의 단면 치수를 20~30% 축소하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 루프기는 압연기를 기준으로 전방루프기와 후방루프기로 구분되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 전방루프기는 반제품을 압출기로 리턴하는 경로를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 루프기 상에 두께센서와 마커를 지닌 제어기를 구비하고, 반제품의 치수를 실시간으로 검출하여 불량부분을 표시하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 타이어 반제품의 압출기에서 고무 인입량의 변동이 발생하여도 압연에서의 고무 끊김 현상을 방지하여 공정 에러를 최소화하고 반제품 스트립 형상의 변형을 방지하면서 최종 생산품인 타이어의 중량 편차와 성능 불량 원인을 최소화하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 요부를 개략적으로 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 장치에서 반제품의 상태를 나타내는 단면도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 압출품(11)과 압연품(12)을 거쳐 고무 반제품을 생성하는 장치에 관련된다. 반제품은 타이어의 경우 트레드, 사이드월, 바디플라이 등을 의미하지만 반드시 타이어에 국한되는 것은 아니라 산업 전반의 고무 제품을 포함한다. 반제품은 압출품(11)과 압연품(12)을 거쳐 연속적인 스트립의 상태로 생성된다.

본 발명에 따르면 투입된 배합고무를 구금(22)으로 밀어내는 압출기(20)가 구비된다. 압출기(20)는 압력제어가 아닌 속도제어 방식이 바람직하지만, 제어의 간편성을 위하여 일정한 속도로 제어한다. 압출기(20)의 구금(22)은 타이어의 종류에 따라서 교체가 가능한 구조이다. 압출기(20)는 배합고무를 투입하기 위한 호퍼(25)를 구비한다. 물론 배합고무의 원료는 타이어의 구조에 따라 정상(FM)고무와 회수고무를 적절한 비율로 사용할 수도 있다.

또, 본 발명에 따르면 반제품의 균일한 치수의 유지하는 압연기(30)가 상기 압출기(20)의 하류측에 설치된다. 압출기(20)에 의한 압출 후 압연기(30)에서 압연을 거치는 동안 반제품 고무의 조직이 치밀해지고 냉각 후 변형이 적어 치수 안정성을 유지하는데 유리하다.

이때, 상기 압연기(30)는 상부롤(31)과 하부롤(32)을 이용하여 반제품의 단면 치수를 20~30% 축소하는 것이 좋다. 상부롤(31)과 하부롤(32)은 반제품의 종류에 대응하여 설정된 단면 형상을 유지하도록 교체가 가능하면서 각각 독립적인 속도제어가 가능한 방식을 택한다. 도 2(a)처럼 압출품(11)의 폭과 두께가 20㎜ x 2㎜이면, 도 2(b)처럼 압연품(12)의 폭과 두께가 15㎜ x 1.5㎜로 되도록 한다. 반제품의 단면 치수의 변화가 적정치를 초과하면 조직의 변형이 발생하고, 적정치에 미달하면 냉각에 따른 추가적 수축으로 치수 안정성이 저하된다.

또, 본 발명에 따르면 반제품의 연속 이송을 안내하는 루프기(40)가 상기 압출기(20)와 압연기(30)의 하류측에 설치된다. 루프기(40)는 다수의 롤러(패스툰)를 구비하여 연속적인 반제품을 루프 형태로 이송한다. 루프기(40)의 롤러는 연동적 또는 독립적인 속도제어가 가능할 수도 있다.

이때, 상기 루프기(40)는 압연기(30)를 기준으로 전방루프기(41)와 후방루프기(42)로 구분되어 설치되는 것이 바람직하다. 특히 압출기(20)에 인접하여 설치되는 전방루프기(41)는 최종 압연된 반제품 고무의 형상을 균일하게 유지시킨다. 만일 압출기(20)에 압연기(30)를 인접시킨다면 압연기(30)의 속도제어를 위한 PLC 프로그램의 어려움이 있고, 압출기(20)에 투입되는 배합고무의 종류와 양에 따라 압출속도가 변동되면서 압연기(30)와 속도를 맞추기가 용이하지 않다. 결국 압연기(30)에서 반제품의 치수 불량이나 절단이 발생하여 품질과 생산성을 저하시킨다. 반면 본 발명은 전방루프기(41)를 통하여 압출품(11)을 적절하게 서냉시킨 후에 압연기(30)를 거치면서 조직의 안정화를 도모한다. 도시에는 생략되나 전방루프기(41) 상에 반제품 루프의 길이를 검출하는 센서를 구비할 수도 있다.

한편, 상기 전방루프기(41)는 반제품을 압출기(20)로 리턴하는 경로를 더 구비하는 것도 가능하다. 전방루프기(41)를 구성하는 다수의 롤러 중에서 하류단에 별도의 경로(도시 생략)를 더 구비하여 이송되는 반제품의 잔량이나 불량품을 압출기(20)의 호퍼(25)로 리턴한다. 이러한 방식으로 배합고무 원료의 회수와 재사용이 신속하여 생산성 향상에 기여한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 루프기(40) 상에 두께센서(52)와 마커(55)를 지닌 제어기(50)를 구비하고, 반제품의 치수를 실시간으로 검출하여 불량부분을 표시하는 구성도 가능하다. 두께센서(51)(52)는 각각 압출기(20) 및 압연기(30)에 인접하여 설치되어 이송되는 반제품의 두께와 폭을 검출한다. 마커(55)는 두께센서(51)(52)에 인접하게 설치되어 반제품의 치수 불량을 표시한다. 제어기(50)는 PLC 프로그램제어 방식을 적용하지만 마이컴 방식으로 구현할 수도 있다. 이에 따라, 압출기(20)와 압연기(30)를 거치는 동안 발생되는 반제품의 치수 불량을 신속하고 정확하게 파악하고 조치할 수 있다.

그리고, 본 발명에 의하면 압출기(20)의 속도변동과 무관하게 루프의 잔량으로 압연기(30)의 속도를 제어함으로서 PLC 프로그램의 용이함을 얻을 수 있고 반제품의 스트림 형상을 일정하게 유지할 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

11: 압출품 12: 압연품
20: 압출기 22: 구금
25: 호퍼 30: 압연기
31: 상부롤 32: 하부롤
40: 루프기 41: 전방루프기
42: 후방루프기 50: 제어기
51, 52: 두께센서 55: 마커

Claims

압출품(11)과 압연품(12)을 거쳐 고무 반제품을 생성하는 장치에 있어서:
투입된 배합고무를 구금(22)으로 밀어내는 압출기(20);
상기 압출기(20)의 하류측에 설치되고, 반제품의 균일한 치수의 유지하는 압연기(30); 및
상기 압출기(20)와 압연기(30)의 하류측에 설치되고, 반제품의 연속 이송을 안내하는 루프기(40);를 포함하여 이루어지되,
상기 루프기(40)는 압연기(30)를 기준으로 전방루프기(41)와 후방루프기(42)로 구분되어 설치되며,
상기 루프기(40) 상에 두께센서(52)와 마커(55)를 지닌 제어기(50)를 구비하고, 반제품의 치수를 실시간으로 검출하여 불량부분을 표시하는 것을 특징으로 하는 투롤 루프 방식의 고무압출장치.
제1항에 있어서,
상기 압연기(30)는 상부롤(31)과 하부롤(32)을 이용하여 반제품의 단면 치수를 20~30% 축소하는 것을 특징으로 하는 투롤 루프 방식의 고무압출장치.
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제1항에 있어서,
상기 전방루프기(41)는 반제품을 압출기(20)로 리턴하는 경로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 투롤 루프 방식의 고무압출장치.
삭제