KR101374804B1 - Fiber tension adjusting device - Google Patents

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KR101374804B1
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강영길
임한석
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임한석
강영길
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Abstract

Provided is a fiber tension adjusting device (10) for maintaining the tension of various fibers (F) which are being drawn, wherein the fiber tension adjusting device (10) comprises: a guide roller (16) guiding the fiber (F), drawn out of a bobbin (F1), and which is installed at one side of a spool (11) having a motor (14) connected to the rear side thereof by a coupling (13); a rotary shaft (18) installed at a side of the guide roller (16) and capable of freely rotating; a rotary lever (19) installed to be fixed to the front side of the rotary shaft (18); a tension detecting lever (21) installed to be fixed to the rear side of the rotary shaft (18); a tension measuring roller (20) installed at the end part of the rotary lever (19), separated from the rotary shaft (18) at a predetermined distance, and capable of freely rotating; a load cell (22) having one end installed to be fixed to a fiber supplying apparatus (1), having an end part installed at the end part of the tension detecting lever (21) and elastically supported by a tension spring (23), and transmitting signals to a controller (24) after measuring the tension of the fiber (F) in real time; and the controller (24) receiving the signals from the load cell (22) and adjusting the tension of the fiber (F) by controlling the forward and the backward rotation of the motor (14). According to the present invention, the structure of the fiber tension adjusting device can be simplified; the tensile strength of a fiber (F) can be maintained; and the tension of the fiber (F) can be maintained all the time by minutely measuring the drawing tension of the fiber (F).

Description

섬유 장력조절장치{Fiber tension adjusting device}Fiber tension adjusting device

본 발명은 섬유 장력조절장치로서, 이를 보다 상세히 설명하면 다양한 압력용기의 제조 시 사용되는 필라멘트 와인딩머신에 유리섬유, 카본섬유, 케블라 등의 각종 섬유를 공급할 시 섬유가 일정한 장력을 유지토록 한 섬유 장력조절장치에 관한 것이다.
The present invention is a fiber tension control device, which will be described in more detail when the fiber tension to maintain a constant tension when supplying a variety of fibers, such as glass fiber, carbon fiber, Kevlar to the filament winding machine used in the production of various pressure vessels It relates to a control device.

일반적으로 내부에 고압의 유체가 내입되는 압력용기를 제조하기 위하여 용기의 외면에 유리섬유, 카본섬유, 케블라(kevlar) 등의 각종 섬유를 감아주도록 하는 필라멘트 와인딩머신과 함께 상기 각종 섬유를 등장력으로 공급하는 섬유공급기가 필요하며, 상기 섬유공급기에는 각종 섬유가 감긴 보빈을 각각 결합 구성한 스풀이 수개 구비되며, 와인딩머신의 구동에 의해 스풀에서 섬유를 풀어낼 시 섬유가 일정한 장력을 유지하면서 와인딩머신에 공급되도록 한 섬유의 장력조절장치가 부설되어 있는 실정이다.Generally, in order to manufacture a pressure vessel into which a high-pressure fluid is introduced, the various fibers may be used as an isolating force along with a filament winding machine for winding various fibers such as glass fiber, carbon fiber, kevlar, etc. on the outer surface of the container. A fiber feeder is required for supplying, and the fiber feeder is provided with several spools each of which combines bobbins wound with various fibers, and when the fiber is released from the spool by the driving of the winding machine, the fiber maintains a constant tension in the winding machine It is a situation that the tension control device of the fiber to be supplied is installed.

상기 섬유의 장력조절장치로는 하기의 선행기술문헌 중 본 발명자가 개발하여 특허로 출원한 대한민국 공개특허공보 10-2004-0053073호에 기재된 바와 같이 섬유가 권취된(=감긴) 섬유롤과 동축상에 설치되는 전자클러치와 축연결되어 해권(=풀림)방향과 역방향으로 구동되는 되감기모터를 구비하며, 섬유롤의 지름을 측정하여 지름 변화에 따른 토크를 전자클러치로 인가하는 지름측정기를 구비하며, 섬유의 절단 및 소진을 감지하기 위한 사절감지장치를 구비하며, 사절감지장치는 전후 안내롤러 상간에 감지롤러를 축설치한 감지레버를 시소운동이 가능하게 축핀으로 설치하고, 감지레버의 일측으로 감지센서를 설치한 것을 특징으로 하는 섬유 등장력 제어기가 구현되어 있으나, 이러한 종래 섬유 등장력 제어기는 감지레버와 감지센서 외에도 지름측정기 등을 구비해야 하므로 그 구조가 복잡하고, 고가의 전자클러치를 사용하여 제조원가가 앙등하게 되며, 감지레버에 축설치된 감지롤러의 전후로 안내롤러를 구비하므로 이러한 전후 안내롤러와 감지롤러 등 다수의 롤러에 섬유가 안내될 시 마찰에 의해 보풀이 일어나서 섬유의 인장강도를 저하시켜 압력용기의 내구성을 떨어뜨리는 문제점을 가지며, 감지레버의 시소운동에 의한 감지센서의 가압방식으로 감지하므로 섬유의 미세한 장력을 측정하기에 한계가 있는 등의 문제점을 가지고 있었던 것이다.
The tension control device for the fiber is coaxial with a fiber roll (= wound) fiber rolled as described in the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2004-0053073 filed by the present inventor in the prior art document It has a rewind motor which is connected to the electromagnetic clutch installed in the shaft and driven in the opposite direction to the sea area (= loosening) direction, and has a diameter measuring instrument for measuring the diameter of the fiber roll and applying torque according to the diameter change to the electronic clutch. It has a thread trimming detection device to detect the cutting and exhaustion of fibers.The trimming detection device is installed with a shaft pin to enable the seesaw movement between the front and rear guide rollers. The fiber isolating force controller is characterized in that the sensor is installed, the conventional fiber isotonicity controller in addition to the detection lever and the sensor sensor diameter side Since the structure is complicated, the manufacturing cost is increased by using expensive electronic clutch, and the guide rollers are provided before and after the sensing roller installed on the sensing lever. When the fiber is guided, the lint is generated by friction, which lowers the tensile strength of the fiber, thereby degrading the durability of the pressure vessel, and it detects the fine tension of the fiber by detecting the pressure by the sensing method by the seesaw movement of the detection lever. There was a problem such as a limitation to measure.

KR 10-2004-0053073 A 2004. 6. 23.KR 10-2004-0053073 A 2004. 23.

본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 본 발명은 필라멘트 와인딩머신에 섬유를 공급하는 섬유 장력조절장치에 있어서 보빈에 섬유가 감긴 지름을 측정할 필요가 없도록 하여 그 구조를 단순화시키며, 고가의 전자클러치를 사용하지 않아 제조원가를 절감시키며, 섬유의 인출 시 보풀이 일어나지 않도록 하여 섬유의 인장강도를 유지시킬 수 있으며, 섬유의 인출 장력을 미세하게 측정되도록 하여 항상 섬유의 장력을 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 섬유 장력조절장치를 제공함에 발명이 해결하고자 하는 과제를 두고 본 발명을 완성한다.
In the present invention, to solve the above problems of the prior art, a new technology was devised, and the present invention eliminates the need to measure the diameter of the fiber wound on the bobbin in the fiber tension control device for supplying the fiber to the filament winding machine. It simplifies the structure, saves manufacturing cost by not using expensive electronic clutch, maintains the tensile strength of the fiber by preventing lint from taking out of the fiber, and makes it possible to measure the pull out tension of the fiber minutely. The present invention completes the problem to be solved by the present invention to provide a fiber tension control device to maintain a constant tension of the.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 섬유 장력조절장치를 구성하되, 상기 섬유 장력조절장치는 섬유가 감긴 보빈이 고정 결합되는 스풀이 섬유공급기의 설치패널에 자유 회전되게 설치된 회전축에 축설치되며, 상기 회전축의 섬유공급기 설치패널의 후방으로는 회전축의 단부에 고정 설치된 커플링에 의해 스풀을 정역 회전시키는 모터의 구동축이 연결 구성되며, 스풀의 일측으로는 보빈에서 인출되는 섬유를 안내하는 가이드롤러가 섬유공급기에 고정 설치된 고정축에 자유 회전되게 축설치되며, 상기 가이드롤러의 측방에는 섬유공급기에 전후로 관통되어 자유 회전되게 회동축이 설치되며, 상기 회동축의 전방에 회동레버가 고정 설치되며, 상기 회동레버의 단부에는 회동축과 소정 간격으로 이격된 장력측정롤러가 자유 회전되게 설치되며, 회동레버가 고정 설치된 회동축의 섬유공급기 후방에는 회동축의 회전에 의해서 회동레버와 동일하게 회동하는 장력감지레버가 고정 설치되며, 상기 장력감지레버의 단부는 섬유공급기에 일단이 고정 설치된 로드셀(load cell)의 타단과 인장스프링으로 탄력 설치되며, 상기 로드셀은 섬유공급기의 일측에 설치된 컨트롤패널에 의해서 섬유의 장력을 조절할 수 있도록 컨트롤러가 전기적으로 배선 연결된 것을 특징으로 한다.In the present invention as a specific means for solving the above problems of the invention constitutes a fiber tension control device, the fiber tension control device is a rotating shaft installed freely rotated on the installation panel of the fiber feeder spool to which the bobbin wound the fiber It is installed in the shaft, the drive shaft of the motor for forward and reverse rotation of the spool by the coupling fixed to the end of the rotary shaft of the fiber feeder installation panel of the rotary shaft is configured, the fiber drawn from the bobbin to one side of the spool The guide roller is axially installed on a fixed shaft fixed to the fiber feeder, and the rotating shaft is installed on the side of the guide roller so as to pass freely back and forth through the fiber feeder. The rotating lever is provided in front of the rotating shaft. It is fixedly installed and at the end of the rotation lever is measured the tension spaced apart from the rotation axis at a predetermined interval The roller is installed to be freely rotated, and a tension sensing lever which is rotated in the same way as the rotation lever by the rotation of the rotation shaft is fixed to the rear of the fiber feeder of the rotation shaft in which the rotation lever is fixed. It is elastically installed at the other end of the load cell (load cell) and the tension spring is fixed to the load cell, the load cell is characterized in that the controller is electrically wired so as to control the tension of the fiber by a control panel installed on one side of the fiber feeder .

또한 상기 섬유공급기에서 필라멘트 와인딩머신으로 섬유가 인출되는 쪽에 종래 안내롤러 대신 가운데 섬유가 관통되는 인출공이 형성된 세라믹제 관통가이드가 섬유공급기의 스풀 개수와 동일한 개수로 고정 설치되도록 한다.
In addition, the through-fiber guide formed in the through hole through which the fiber penetrates instead of the conventional guide roller on the side where the fiber is drawn from the fiber feeder to the filament winding machine is fixed to the same number as the number of spools of the fiber feeder.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명의 섬유 장력조절장치는 스풀에 고정 결합되는 보빈의 섬유를 가이드롤러와 가이드롤러의 측방에 회동되게 설치된 장력측정롤러에 의해서 필라멘트 와인딩머신으로 안내하여 인출하면서 인출되는 섬유의 장력을 측정함으로써, 섬유의 인출 시 1차적으로 가이드롤러를 거쳐서 장력측정롤러에 안내되므로 장력측정롤러에는 보빈에 감긴 섬유다발의 직경에 상관없이 항상 일정한 각도로 섬유가 제공되어 토크의 변화가 없어서 종래 별도로 구비하던 섬유다발의 직경을 감지하는 지름측정기가 필요 없어 장치의 구성을 간소화시킬 수 있으며, 로드셀에서 섬유의 장력을 측정하여 스풀의 회전축에 커플링 연결된 정역 구동되는 모터에 의해서 스풀의 섬유를 풀었다 감았다를 하게 되므로 종래 고가의 전자클러치를 사용하지 않아도 되므로 제조원가를 절감할 수 있으며, 장력측정롤러의 경우 종래 전후로 안내롤러가 위치하여 섬유가 다수의 롤러를 거치면서 보풀이 일어나던 것에 반하여 장력측정롤러를 회동축에 고정 설치된 회동레버의 단부에 자유 회전되게 설치하여 하나의 롤러로 장력을 측정하므로 섬유의 인출 시 발생되던 마찰을 최소화시켜서 보풀의 발생을 급격히 줄이므로 보빈에서 인출되는 섬유의 인장강도를 유지시킬 수 있음과 더불어 압력용기에 섬유가 와인딩된 후에 압력용기의 내구성을 높일 수 있으며, 장력측정롤러가 설치된 회동레버의 회동축 후방에 장력감지레버를 고정 설치하여 로드셀과 인장스프링으로 탄력 지지토록 설치하므로 섬유 인출 시 섬유의 장력변화에 따른 장력측정롤러의 회동레버 회동과 함께 장력감지레버가 회동되어 섬유의 미세한 장력변화도 측정할 수 있어서 섬유의 장력을 항상 일정하게 유지시킬 수 있으며, 섬유공급기에서 필라멘트 와인딩머신으로 섬유가 인출되는 쪽에 섬유가 관통되는 세라믹제 관통가이드를 설치하여 안내롤러 없이도 필라멘트 와인딩머신으로 섬유를 흔들림 없이 부드럽게 공급할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명이다.
According to the specific means for solving the above problems, the fiber tension control device of the present invention guides the fiber of the bobbin fixedly coupled to the spool to the filament winding machine by the tension measuring roller installed to rotate on the side of the guide roller and the guide roller By measuring the tension of the fiber drawn out, it is first guided to the tension measuring roller through the guide roller when the fiber is drawn out. Therefore, the tension measuring roller is always provided with a constant angle regardless of the diameter of the fiber bundle wound on the bobbin. Since there is no torque change, a diameter measuring device that detects the diameter of the fiber bundle, which is conventionally provided separately, is not necessary. Therefore, the configuration of the device can be simplified, and the tension of the fiber is measured in the load cell. Because I unwound and wound the fiber of the spool by a high Since it is not necessary to use the electronic clutch, the manufacturing cost can be reduced.In the case of the tension measuring roller, the guide roller is positioned before and after the conventional, and the tension measuring roller is fixedly installed on the rotating shaft, while the fiber goes through many rollers. Since the tension is measured by one roller by freely rotating at the end of the rotation lever, it minimizes the friction generated when the fiber is pulled out, which drastically reduces the occurrence of fluff. After the fiber is wound in the pressure vessel, the durability of the pressure vessel can be increased, and the tension sensing lever is fixed to the rear of the rotation shaft of the rotation lever where the tension measuring roller is installed to be elastically supported by the load cell and the tension spring. Tension of the tension measuring roller according to the tension change The lever can be rotated to measure the minute tension change of the fiber, so that the tension of the fiber can be kept constant at all times. The fiber guide is installed through the ceramic penetrating guide through which the fiber penetrates from the fiber feeder to the filament winding machine. The filament winding machine can be used to smoothly feed fibers without shaking, and the expected effect is great.

도 1은 본 발명의 섬유 장력조절장치가 적용된 섬유공급기 및 필라멘트 와인딩머신의 실례를 보인 예시도
도 2는 본 발명의 섬유 장력조절장치의 바람직한 일례를 보인 사시도
도 3은 도 2에서 스풀이 돌출된 전방 쪽의 정면도
도 4는 도 2에서 스풀을 역회전시키는 모터가 설치된 후방 쪽의 정면도
도 5a는 본 발명에서 섬유의 장력 변화에 따른 장력측정롤러와 장력감지레버의 상태를 보인 예시도로서, 섬유의 장력이 낮을 때의 상태도
도 5b는 본 발명에서 섬유의 장력 변화에 따른 장력측정롤러와 장력감지레버의 상태를 보인 예시도로서, 섬유의 장력이 높을 때의 상태도1 is an exemplary view showing an example of a fiber feeder and a filament winding machine to which the fiber tension control device of the present invention is applied;
Figure 2 is a perspective view showing a preferred example of the fiber tension control device of the present invention
3 is a front view of the front side from which the spool protrudes from FIG.
4 is a front view of the rear side in which the motor for rotating the spool in FIG. 2 is installed;
Figure 5a is an exemplary view showing the state of the tension measuring roller and the tension detection lever according to the change in the tension of the fiber in the present invention, a state diagram when the tension of the fiber is low
Figure 5b is an exemplary view showing the state of the tension measuring roller and the tension sensing lever according to the tension change of the fiber in the present invention, a state diagram when the tension of the fiber is high

상기 도면들과 더불어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 내부에 고압의 유체가 내입되는 압력용기를 제조하기 위하여 용기의 외면에 유리섬유, 카본섬유, 케블라 등의 각종 섬유(F)를 감아주는 필라멘트 와인딩머신(2)으로 여러 가닥의 섬유(F)를 공급하는 일명 크릴박스라고 불리는 섬유공급기(1)에서 섬유(F)의 인출 시 섬유(F)의 장력을 실시간으로 측정하여 설정된 값으로 섬유(F)의 장력을 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 섬유 장력조절장치(10)에 관한 것이다.The present invention is a filament winding machine (2) winding various fibers (F) such as glass fiber, carbon fiber, Kevlar on the outer surface of the container to manufacture a pressure vessel in which a high-pressure fluid is introduced as shown in FIG. The tension of the fiber F to a set value is measured by measuring the tension of the fiber F in real time when the fiber F is taken out in the fiber feeder 1, which is called a krill box, which supplies several strands of fiber F). It relates to a fiber tension control device 10 to keep the constant.

상기 본 발명의 섬유 장력조절장치(10)는 필라멘트 와인딩머신(2)으로 공급되는 섬유(F)가 감긴 보빈(F1)이 고정 결합되는 스풀(11) 1개와 1개조로 이루어져서 섬유공급기(1)의 설치패널(1a)에 설치되는바, 통상적으로 1대의 섬유공급기(1)에 필라멘트 와인딩머신(2)에 공급되는 섬유(F)의 가닥수에 따라 1~24개의 스풀(11)과 1~24개조의 섬유 장력조절장치(10)가 설치되는바, 상기 섬유(F)가 감긴 보빈(F1)이 고정 결합되는 스풀(11)이 섬유공급기(1)의 설치패널(1a)에 자유 회전되게 설치된 회전축(12)에 축설치되며, 상기 회전축(12)의 섬유공급기(1) 후방으로는 회전축(12)의 단부에 고정 설치된 커플링(13)에 의해서 섬유(F)가 풀리는 방향과 반대방향으로 스풀(11)을 정역 회전시킬 수 있도록 정역 구동되는 모터(14)의 구동축(15)이 연결 구성된다.Fiber tension control device 10 of the present invention consists of one set and one spool (11) to which the bobbin (F1) wound to the fiber (F) supplied to the filament winding machine (2) and one set of fiber feeder (1) It is installed in the installation panel (1a) of the bar, usually 1 to 24 spools 11 and 1 ~ depending on the number of strands of the fiber (F) supplied to the filament winding machine (2) to one fiber feeder (1) Twenty-four sets of fiber tension adjusting devices 10 are installed, such that the spool 11 to which the bobbin F1 on which the fiber F is wound is fixedly coupled to the installation panel 1a of the fiber feeder 1. It is axially installed on the installed rotary shaft 12, the fiber feeder 1 of the rotary shaft 12 in the opposite direction to the direction in which the fiber F is released by the coupling 13 fixed to the end of the rotary shaft 12 The drive shaft 15 of the motor 14 which is driven forward and backward so that the spool 11 can be rotated forward and backward is connected.

상기 섬유공급기(1)의 내부에서 스풀(11) 1개와 1개조를 이루는 섬유 장력조절장치(10)는 도 2의 사시도 및 도 2의 전방과 후방 쪽 각 정면도인 도 3 내지 4에 도시된 바와 같이 스풀(11)의 일측으로 보빈(F1)에서 인출되는 섬유(F)를 안내하는 가이드롤러(16)가 섬유공급기(1)의 설치패널(1a)에 고정 설치된 고정축(17)에 자유 회전되게 축설치되며, 상기 가이드롤러(16)의 스풀(11) 반대편 측방에는 섬유공급기(1)에 전후로 관통된 회동축(18)이 자유 회전되게 설치되며, 상기 회동축(18)의 전방에는 회동레버(19)가 고정 설치되며, 회동레버(19)의 단부에는 회동축(18)과 소정간격으로 이격된 장력측정롤러(20)가 자유 회전되게 설치된다.The fiber tension adjusting device 10 constituting one set with one spool 11 in the fiber feeder 1 is shown in FIGS. 3 to 4, which are perspective views of FIG. 2 and front and rear sides of FIG. 2, respectively. Likewise, the guide roller 16 for guiding the fiber F drawn out from the bobbin F1 to one side of the spool 11 is freely rotated on the fixed shaft 17 fixed to the mounting panel 1a of the fiber feeder 1. It is axially installed so that the side opposite to the spool (11) of the guide roller 16, the rotating shaft 18 penetrated back and forth through the fiber feeder (1) is installed to rotate freely, the front of the rotating shaft (18) is rotated The lever 19 is fixedly installed, and at the end of the rotation lever 19, the tension measuring roller 20 spaced apart from the rotation shaft 18 at a predetermined interval is installed to freely rotate.

상기와 같이 전방으로 회동레버(19)가 고정 설치된 상기 회동축(18)의 후방, 즉 섬유공급기(1) 설치패널(1a)을 중심으로 회동레버(19)가 설치된 반대편인 후방으로는 회동축(18)의 회전에 의해서 회동레버(19)와 동일하게 회동하는 장력감지레버(21)가 고정 설치되며, 이때 섬유공급기(1)의 설치패널(1a)의 후방에서 회동축(18)을 중심으로 커플링(13)과 모터(14)가 연결 설치된 회전축(12)과 대칭되는 설치패널(1a) 일측에 섬유(F)의 장력을 측정하기 위한 막대형 로드셀(22)의 일단이 고정 설치되며, 상기 장력감지레버(21)의 단부와 로드셀(22)의 비(非)고정 부분인 타단에 인장스프링(23)의 양단이 고정 설치되어 장력감지레버(21)의 단부를 인장스프링(23)의 탄성력에 의해 로드셀(22) 쪽으로 탄력 지지토록 해서 장력감지레버(21)와 함께 회동축(18)의 전방에 고정된 회동레버(19)가 회동축(18)을 중심으로 스풀(11)과 대칭되는 쪽으로 탄력 지지되게 구성된다.As described above, the rotating shaft 18 is fixed to the front of the rotating shaft 18, that is, the rear side of the rotating shaft 19 is installed opposite the rotating lever 19 around the fiber feeder (1) installation panel (1a) By the rotation of the 18, the tension sensing lever 21, which is rotated in the same manner as the pivoting lever 19, is fixedly installed. In this case, the pivot shaft 18 is centered at the rear of the installation panel 1a of the fiber feeder 1. One end of the rod-shaped load cell 22 for measuring the tension of the fiber (F) is fixed to one side of the installation panel (1a) symmetrical to the rotary shaft 12 is connected to the coupling 13 and the motor 14 On both ends of the tension sensing lever 21 and the other end which is a non-fixed portion of the load cell 22, both ends of the tension spring 23 are fixedly installed, and the ends of the tension sensing lever 21 are tension springs 23. Rotating lever fixed to the front of the rotating shaft 18 together with the tension sensing lever 21 to elastically support the load cell 22 by the elastic force of the It is configured to be (19) elastically supporting the rotation shaft toward the center of symmetry and that the spool (11) to (18).

상기 로드셀(22)은 섬유공급기(1)의 일측에 설치된 컨트롤패널(24a)에 의해서 섬유(F)의 장력을 조절할 수 있도록 컨트롤러(24)에 전기적으로 배선 연결되어 로드셀(22)에서 측정된 섬유(F)의 장력 변화에 따라 컨트롤러(24)에서 스풀(11)의 회전축(12)과 커플링(13)으로 연결 구성된 모터(14)의 정역 구동을 제어해서 스풀(11)을 섬유(F)의 풀리는 방향 또는 역방향으로 회전시켜 일정한 장력을 유지토록 하는 것이다.The load cell 22 is electrically wired to the controller 24 so as to control the tension of the fiber F by the control panel 24a installed on one side of the fiber feeder 1 and measured in the load cell 22. According to the tension change of (F), the controller 24 controls the forward and reverse driving of the motor 14 which is connected to the rotary shaft 12 of the spool 11 and the coupling 13 so that the spool 11 is connected to the fiber F. The pulley is rotated in the direction or the reverse direction to maintain a constant tension.

상기 회동축(18)을 중심으로 회동되는 회동레버(19)의 스풀(11) 쪽과 스풀(11) 반대쪽으로는 각각 섬유공급기(1)의 설치패널(1a)에서 전방으로 돌출된 스토퍼(25)를 설치하여 섬유(F)의 장력이 낮아지더라도 장력감지레버(21)와 로드셀(22)이 최소의 간격을 유지하도록 하여 인장스프링(23)에 의해 탄력 지지되도록 하며, 섬유(F)의 장력이 높아져서 회동레버(19)가 스풀(11) 쪽으로 회동되더라도 스풀(11)에 고정 결합된 보빈(F1)의 섬유(F) 다발에 회동레버(19)나 회동레버(19) 단부의 장력측정롤러(20)가 접하지 않도록 구성된다.A stopper 25 protruding forward from the installation panel 1a of the fiber feeder 1 toward the spool 11 side and the spool 11 side of the pivoting lever 19 rotated about the pivot shaft 18, respectively. ) To maintain the minimum distance between the tension sensing lever 21 and the load cell 22 even if the tension of the fiber (F) is lowered to be elastically supported by the tension spring (23), Tension measurement of the end of the rotation lever 19 or the rotation lever 19 on the fiber F bundle of the bobbin F1 fixedly coupled to the spool 11 even though the rotation lever 19 is rotated toward the spool 11 due to the increased tension. It is comprised so that the roller 20 may not contact.

상기한 본 발명은 상기 섬유공급기(1)에서 필라멘트 와인딩머신(2)으로 섬유(F)가 인출되는 쪽에 종래 안내롤러 대신 가운데 섬유(F)가 관통되는 인출공(26a)이 형성된 세라믹제 관통가이드(26)가 섬유공급기(1)의 스풀(11) 개수와 동일한 개수로 고정 설치되어 섬유(F)를 필라멘트 와인딩머신(2)으로 공급 시 섬유(F)를 안내하면서 과도한 흔들림 등을 방지하도록 하며, 상기 섬유공급기(1)에서 필라멘트 와인딩머신(2)으로 섬유(F)의 공급 시 섬유공급기(1)와 필라멘트 와인딩머신(2) 사이에 도 1에서와 같이 섬유(F)를 수지경화제에 함침시킬 수 있도록 수지경화제가 저수되면서 경화를 위한 히터가 함께 설치된 수지함침기(3)가 구비된다.The present invention is a ceramic through guide formed with a lead hole (26a) through which the fiber (F) in the center instead of the conventional guide roller on the side from which the fiber (F) to the filament winding machine (2) in the fiber feeder (1) (26) is fixed to the same number as the number of spools 11 of the fiber feeder (1) to guide the fiber (F) when feeding the fiber (F) to the filament winding machine (2) to prevent excessive shaking, etc. When the fiber F is supplied from the fiber feeder 1 to the filament winding machine 2, the fiber F is impregnated with the resin hardener as shown in FIG. 1 between the fiber feeder 1 and the filament winding machine 2. Resin impregnator (3) provided with a heater for curing while the resin curing agent is stored so that it can be made.

상기와 같이 구성된 본 발명의 섬유 장력조절장치(10)는 도 1에서 보는 바와 같이 압력용기의 표면에 섬유(F)를 와이딩시키는 필라멘트 와인딩머신(2)으로 수지함침기(3)를 거쳐서 섬유(F)를 공급하는 섬유공급기(1)의 내부에 1개의 스풀(11)과 1개조로 이루어지게 설치하여 스풀(11)에 고정 결합된 섬유(F)가 감긴 보빈(F1)에서 풀려서 필라멘트 와인딩머신(2)으로 공급되는 섬유(F)의 장력을 측정하여 일정한 장력을 유지시킬 수 있도록 한 것이다.Fiber tension control device 10 of the present invention configured as described above is a filament winding machine (2) for winding the fiber (F) on the surface of the pressure vessel through the resin impregnator (3) as shown in FIG. (F) Filament winding by unwinding in the bobbin (F1) wound around the fiber (F) is fixed to the spool 11 is installed in one set with one spool (11) inside the fiber feeder (1) to supply By measuring the tension of the fiber (F) supplied to the machine (2) to maintain a constant tension.

상기 1개의 스풀(11)과 1개조를 이루는 섬유 장력조절장치(10)는 스풀(11)에 고정되는 보빈(F1)에 감긴 섬유(F)가 도 2 내지 4에서와 같이 가이드롤러(16)를 거쳐서 회동축(18)의 회동레버(19) 단부에 설치된 장력측정롤러(20)를 거친 후 섬유공급기(1)에서 섬유(F)가 인출되는 쪽에 고정 설치된 세라믹제 관통가이드(26)에 안내되어 수지함침기(3)를 거치면서 수지가 흡착된 후 필라멘트 와인딩머신(2)으로 공급되어 압력용기의 표면에 와인딩되는 것으로서, 필라멘트 와인딩머신(2)에서 와인딩되는 힘과 모터(14)의 정회전에 의해서 섬유공급기(1)의 스풀(11)에 고정 결합된 보빈(F1)의 섬유(F)가 풀어지게 되며, 이때 스풀(11)이 설치된 회전축(12)이 섬유공급기(1)의 설치패널(1a)에 자유 회전되게 설치되어 섬유(F)가 섬유공급기(1)에서 인출되는 것이다.The fiber tension adjusting device 10 constituting one set with the one spool 11 has a guide roller 16 wound around the fiber F wound on the bobbin F1 fixed to the spool 11 as shown in FIGS. 2 to 4. After passing through the tension measuring roller 20 installed at the end of the rotation lever 19 of the rotating shaft 18 through the guide to the ceramic through guide 26 fixed to the side from which the fiber (F) is drawn out from the fiber feeder (1) After the resin is adsorbed while passing through the resin impregnator (3) is supplied to the filament winding machine (2) is wound on the surface of the pressure vessel, the force wound in the filament winding machine (2) and the rotation of the motor (14) The fiber F of the bobbin F1 fixedly coupled to the spool 11 of the fiber feeder 1 is released by this, and the rotating shaft 12 in which the spool 11 is installed is the installation panel of the fiber feeder 1. It is installed so as to rotate freely in (1a) is to pull the fiber (F) from the fiber feeder (1).

상기와 같이 필라멘트 와인딩머신(2)의 와인딩과 모터(14)의 정회전에 의해서 섬유(F)가 공급될 시 섬유(F)의 장력이 낮아지게 되면 도 5a에 도시된 바와 같이 회동축(18)을 중심으로 장력측정롤러(20)가 단부에 설치된 전방의 회동레버(19)와 후방의 장력감지레버(21)가 인장스프링(23)의 복원탄성력에 의해서 로드셀(22) 쪽으로 회동되어 로드셀(22)에서 장력이 낮아졌음을 감지하여 컨트롤러(24)로 전기적인 신호를 보내게 되며, 컨트롤러(24)에서는 로드셀(22)에서 보내온 신호에 의해 현재의 섬유(F) 장력이 설정된 섬유(F)의 장력 값보다 낮을 시 모터(14)를 역회전되게 작동시켜서 모터(14)의 구동축(15)과 커플링(13)으로 연결된 회전축(12)과 회전축(12)에 고정 설치된 스풀(11)을 섬유(F)가 풀리는 방향의 반대방향으로 역회전되게 하여 섬유(F)가 보빈(F1)에 되감기도록 한다.When the tension of the fiber F is lowered when the fiber F is supplied by the winding of the filament winding machine 2 and the forward rotation of the motor 14, as shown in FIG. In the center of the tension measuring roller 20 is installed at the end of the rotation lever 19 and the rear tension detection lever 21 is rotated toward the load cell 22 by the resilient elastic force of the tension spring 23, the load cell 22 ) Senses that the tension is lowered and sends an electrical signal to the controller 24, the controller 24 of the fiber (F) of the current fiber (F) is set by the signal sent from the load cell 22 When it is lower than the tension value, the motor 14 is operated to be reversely rotated so that the rotating shaft 12 connected to the drive shaft 15 and the coupling 13 of the motor 14 and the spool 11 fixed to the rotating shaft 12 are fibers. (F) is rotated in the opposite direction to the release direction so that the fiber (F) rewinds to the bobbin (F1) do.

상기와 같이 모터(14)의 역회전 구동에 의해서 섬유(F)를 보빈(F1)에 되감을 시 섬유(F)는 필라멘트 와인딩머신(2)의 와이딩과 섬유공급기(1)의 스풀(11)의 되감기에 의해서 양측으로 당겨서 장력이 상승하게 되며, 이때 도 5b에 도시된 바와 같이 장력측정롤러(20)에 섬유(F)의 장력이 작용하여 장력감지레버(21)와 로드셀(22) 사이 인장스프링(23)의 복원탄성력보다 강한 힘에 의해서 회동축(18)을 중심으로 전방의 회동레버(19)와 후방의 장력감지레버(21)가 스풀(11) 쪽으로 회동되어 로드셀(22)에 강한 힘이 작용하게 되며, 이의 신호를 로드셀(22)에서 컨트롤러(24)로 보내면 컨트롤러(24)에서 설정된 섬유(F)의 장력보다 높은 장력이 작용하고 있음을 감지하여 모터(14)를 정회전 구동시키게 되며, 이후 섬유(F)의 외인딩과 모터(14)의 정회전 구동에 의해 회전축(12)과 회전축(12)에 고정 설치된 스풀(11)이 섬유(F)가 풀리는 방향으로 정회전되게 하여 보빈(F1)에서 인출되는 섬유(F)가 필라멘트 외인딩머신(2)에서 압력용기의 표면에 와인딩되는 것이다.When the fiber F is rewound to the bobbin F1 by the reverse rotation driving of the motor 14 as described above, the fiber F is wound on the filament winding machine 2 and the spool 11 of the fiber feeder 1. The tension is increased by rewinding the two sides, and the tension of the fiber F acts on the tension measuring roller 20 as shown in FIG. 5B, so that the tension between the tension sensing lever 21 and the load cell 22 is increased. By the force stronger than the restoring elastic force of the tension spring 23, the front rotation lever 19 and the rear tension detection lever 21 are rotated toward the spool 11 around the rotation shaft 18 to the load cell 22. A strong force acts, and when a signal thereof is sent from the load cell 22 to the controller 24, the motor 14 is rotated forward by detecting that a tension higher than the tension of the fiber F set by the controller 24 is acting. And then rotates with the rotating shaft 12 by external winding of the fiber F and forward rotation driving of the motor 14. The spool 11 fixed to the shaft 12 is rotated forward in the direction in which the fiber F is released so that the fiber F drawn out from the bobbin F1 is wound on the surface of the pressure vessel in the filament outer winding machine 2. Will be.

이와 같이 상기 본 발명의 섬유 장력조절장치(10)는 필라멘트 와인딩머신(2)으로 공급되는 섬유(F)의 장력이 섬유(F)가 안내되는 장력측정롤러(20)에 직접 작용하게 하여 섬유(F)의 장력 변화를 회동축(18)을 중심으로 회동되는 회동레버(19)와 장력감지레버(21)에서 실시간으로 감지하므로 장력감지레버(21)와 인장스프링(23)으로 연결된 로드셀(22)에서 장력의 실시간 변화를 컨트롤러(24)로 보내게 되어 모터(14)의 정역 구동에 의해서 섬유(F)의 장력을 조절할 수 있도록 한 것이다.As described above, the fiber tension control device 10 of the present invention allows the tension of the fiber F supplied to the filament winding machine 2 to act directly on the tension measuring roller 20 through which the fiber F is guided. F) the tension change in the rotation lever 19 and the tension sensing lever 21 rotated about the pivot shaft 18 in real time, so that the load cell 22 connected to the tension sensing lever 21 and the tension spring 23. In this case, the real-time change of tension is sent to the controller 24 so that the tension of the fiber F can be adjusted by the forward and reverse driving of the motor 14.

상기 섬유 장력조절장치(10)는 섬유(F)의 장력을 회동축(18)에서 회동하는 회동레버(19)와 장력감지레버(21)에 의해서 미세한 변화까지 로드셀(22)에서 측정할 수 있으므로 미세한 장력 변화에도 섬유(F)의 장력을 조절할 수 있어서 필라멘트 와인딩머신(2)에 일정한 장력을 유지토록 한 섬유(F)를 지속적으로 공급할 수 있는 특징이 있으며, 보빈(F1)에서 인출되는 섬유(F)가 가이드롤러(16)를 거쳐서 장력측정롤러(20)로 안내되므로 보빈(F1)에 감긴 섬유(F)의 잔여 양에 무관하게 섬유(F)가 일정한 각도를 유지하면서 장력측정롤러(20)로 향하여 종래 보빈(F1)에 감긴 섬유(F) 다발의 지름을 측정하기 위한 지름측정기가 필요 없어서 장치를 간소화시킬 수 있으며, 고가의 전자클러치 대신 정역 구동되는 모터(14)의 구동축(15)을 스풀(11)의 회전축(12)과 저가의 커플링(13)으로 연결 설치하므로 제조원가를 줄일 수 있으며, 종래 섬유(F)의 인출 시 지그재그로 설치된 수개의 안내롤러 대신 장력측정롤러(20)를 거친 섬유(F)가 세라믹제 관통가이드(26)의 인출공(26a)을 통해서 인출되므로 장치의 간소화를 꾀함과 동시에 다수의 롤러를 거치면서 마찰에 의해 섬유(F)에 보풀이 생기던 것을 방지하여 섬유(F)의 인장강도가 저하되지 않고 유지시킬 수 있어서 섬유(F)의 절단 및 보풀에 의한 압력용기의 불량이나 내구성 저하를 예방할 수 있는 것이다.The fiber tension control device 10 can measure the tension of the fiber (F) in the load cell 22 to a minute change by the rotation lever 19 and the tension sensing lever 21 to rotate on the rotation shaft 18 The tension of the fiber (F) can be adjusted even in the small tension change, and the filament winding machine (2) has a characteristic of continuously supplying the fiber (F) to maintain a constant tension, and the fiber drawn from the bobbin (F1) Since F) is guided to the tension measuring roller 20 via the guide roller 16, the tension measuring roller 20 maintains a constant angle of the fiber F regardless of the remaining amount of the fiber F wound on the bobbin F1. The drive shaft 15 of the motor 14, which is driven forward and backward instead of an expensive electromagnetic clutch, can be simplified because a diameter measuring device for measuring the diameter of the bundle of fibers F wound on the bobbin F1 is not required. To the rotary shaft 12 of the spool 11 and the low-cost coupling 13 Since the installation cost can be reduced, the fiber F, which has undergone the tension measuring roller 20 instead of several guide rollers installed in a zigzag, can be drawn out of the ceramic through guide 26 when the fiber F is taken out. Since it is drawn out through 26a), it is possible to keep the tensile strength of the fiber F undeteriorated by preventing the formation of fluff on the fiber F by friction while passing through a plurality of rollers, while also simplifying the device. It is possible to prevent the failure or deterioration of the pressure vessel due to cutting and lint of (F).

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하고 있으나, 본 발명의 섬유 장력조절장치(10)는 필라멘트 와인딩머신(2)과 함께 사용되는 섬유공급기(1)(=크릴박스) 외에도 일반적인 방직기의 실 공급장치 등에 두루 적용할 수 있으며, 본 발명의 기술범주에 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이고, 그러므로 본 발명의 보호범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
In the detailed description of the present invention has been described with respect to specific embodiments, the fiber tension control device 10 of the present invention is a general textile machine in addition to the fiber feeder (1) (= krill box) used with the filament winding machine (2) The present invention can be applied to a thread supply device and the like, and various modifications can be made without departing from the technical scope of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, and will be described below. It should be determined by the equivalents as well as the claims.

F:섬유 F1:보빈
1:섬유공급기 1a:설치패널
2:필라멘트 와인딩머신 3:수지함침기
10:섬유 장력조절장치 11:스풀
12:회전축 13:커플링
14:모터 15:구동축
16:가이드롤러 17:고정축
18:회동축 19:회동레버
20:장력측정레버 21:장력감지레버
22:로드셀 23:인장스프링
24:컨트롤러 24a:컨트롤패널
25:스토퍼 26:관통가이드
26a:인출공F: Fiber F1: Bobbin
1: fiber feeder 1a: mounting panel
2: filament winding machine 3: resin impregnation machine
10: fiber tension control device 11: spool
12: rotary shaft 13: coupling
14: motor 15: drive shaft
16: Guide roller 17: Fixed shaft
18: pivot shaft 19: pivot lever
20: tension detection lever 21: tension detection lever
22: load cell 23: tension spring
24: Controller 24a: Control Panel
25: Stopper 26: Penetration Guide
26a: drawer

Claims (2)

후방으로 커플링(13)으로 연결된 모터(14)가 설치된 스풀(11)을 구비한 섬유공급기(1)에서 스풀(11)에 고정 결합되는 보빈(F1)에 감긴 섬유(F)를 인출할 시 섬유(F)의 장력을 조절토록 구성된 섬유 장력조절장치(10)에 있어서;
스풀(11)의 일측으로 보빈(F1)에서 인출되는 섬유(F)를 안내하도록 섬유공급기(1)의 설치패널(1a)에 고정 설치된 고정축(17)에 자유 회전되게 축설치된 가이드롤러(16)와,
가이드롤러(16)의 측방으로 섬유공급기(1)의 설치패널(1a)에 전후로 관통되어 자유 회전되게 설치된 회동축(18)과,
회동축(18)의 전방에 고정 설치된 회동레버(19)와,
회동레버(19)의 단부에 회동축(18)과 소정 간격으로 이격되어 자유 회전되게 설치되며 가이드롤러(16)를 거친 섬유(F)가 안내되도록 구성된 장력측정롤러(20)와,
전방에 회동레버(19)가 고정 설치된 회동축(18)의 후방에 회동축(18)의 회전에 의해서 회동레버(19)와 동일하게 회동하도록 고정 설치된 장력감지레버(21)와,
회동축(18)을 중심으로 스풀(11)의 커플링(13)과 모터(14)에 대칭되는 섬유공급기(1)의 설치패널(1a) 일측에 일단이 고정 설치되면서 장력감지레버(21)의 단부와 인장스프링(23)으로 탄력 지지되게 타단이 연결 설치되어 섬유(F)의 장력을 측정하여 모터(14)의 정역 회전구동을 제어하는 컨트롤러(24)에 전기적으로 배선 연결되게 구성된 로드셀(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 장력조절장치.
When pulling out the fiber F wound on the bobbin F1 fixedly coupled to the spool 11 in the fiber feeder 1 having the spool 11 with the motor 14 connected to the coupling 13 backward. In the fiber tension control device 10 configured to adjust the tension of the fiber (F);
Guide rollers 16 freely rotatably mounted on a fixed shaft 17 fixed to the mounting panel 1a of the fiber feeder 1 to guide the fibers F drawn out from the bobbin F1 to one side of the spool 11. )Wow,
A rotating shaft 18 which is penetrated back and forth through the installation panel 1a of the fiber feeder 1 to the side of the guide roller 16 so as to rotate freely;
A rotation lever 19 fixed to the front of the rotation shaft 18,
At the end of the rotation lever 19, the tension measuring roller 20 is installed so as to be freely rotated and spaced apart from the rotation shaft 18 at a predetermined interval and configured to guide the fiber F through the guide roller 16,
A tension sensing lever 21 fixedly installed to rotate in the same manner as the rotation lever 19 by the rotation of the rotation shaft 18 at the rear of the rotation shaft 18 in which the rotation lever 19 is fixed to the front,
Tension sensing lever 21 with one end fixedly installed on one side of the installation panel 1a of the fiber feeder 1 which is symmetrical to the coupling 13 of the spool 11 and the motor 14 around the pivot shaft 18. Load cell configured to be electrically connected to the controller 24 for controlling the forward and reverse rotation of the motor 14 by measuring the tension of the fiber (F) is installed on the other end to be elastically supported by the end of the tension spring (23) ( Fiber tension control device comprising a).
청구항 1에 있어서;
상기 섬유 장력조절장치(10)는 섬유(F)가 인출되는 섬유공급기(1) 일측에 가운데로 섬유(F)가 관통되는 인출공(26a)이 형성된 세라믹제 관통가이드(26)가 고정 설치된 것을 특징으로 하는 섬유 장력조절장치.The method of claim 1,
The fiber tension control device 10 is fixed to the ceramic through guide 26 is formed with a lead hole (26a) through which the fiber (F) penetrates to one side of the fiber feeder (1) through which the fiber (F) is drawn out Fiber tension control device characterized in that.
KR1020120109496A 2012-09-28 2012-09-28 Fiber tension adjusting device KR101374804B1 (en)

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