KR101636042B1 - 고무생지 형상 재단기 및 이를 이용한 고무생지의 가공방법 - Google Patents

고무생지 형상 재단기 및 이를 이용한 고무생지의 가공방법 Download PDF

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Abstract

고무원료를 생지형태로 가공하는 재단기 및 이를 이용한 고무생지의 가공방법에 있어서, 압출용실린더 내부의 압력을 자동으로 조절할 수 있는 압력제어장치가 구비되고, 압출용실린더 내부로 투입된 고무원료의 투입량을 감지하여 제어할 수 있는 중량제어장치와 상기 감지된 투입량에 따라 고무원료의 중량을 자동적으로 조절할 수 있는 스크류주축장치 및 배압실린더를 포함함으로써, 고무를 생지형태로 성형하기 위해 사용되는 원료를 절감하고, 보다 정확한 중량으로 완제품의 불량률을 감소할 수 있으며, 구조가 간단하고 장치의 제작비용이 저렴한 고무생지 형상 재단기 및 이를 이용한 고무생지의 가공방법에 관한 것으로, 재단기프레임에 횡으로 배치된 압출용실린더;와, 메인모터에 권취되어 압출용실린더의 내부에서 회전 가능하게 설치되는 주축스크류;와, 주축스크류로부터 용융압출된 고무원료를 회전칼날모터에 권취되어 회전하는 칼날에 의해 일정한 크기로 절단하는 절단부;와, 절단부로부터 절단되어 낙하하는 생지형태의 고무원료를 담수된 냉각수로 냉각하는 냉각수탱크;와, 냉각수탱크에 구비되어 냉각된 고무생지를 외부로 배출하는 배출컨베어;로 이루어져 고무원료를 용융성형하여 일정한 크기의 생지형태로 가공하는 고무생지형상재단기에 있어서, 상기 고무생지형상재단기(1)는 고무원료(2)를 투입하기 위한 원료주입부(111) 및 고무원료의 배출을 위하여 교체 가능하게 구비되는 노즐부(112)로 이루어지되 중공의 내부 공간에 주축스크류(120)가 내장된 압출용실린더(110), 압출용실린더 내부 공간에서 주축스크류의 전진과 후퇴운동을 유도하는 스크류주축장치(130), 스크류주축장치의 전진과 후퇴에 대한 동력을 제공하는 배압실린더(140)를 포함하는 압출부(100);와, 주축스크류(120)의 동력을 인가하는 메인모터(310), 압출용실린더(110)를 가온하기 위한 열매체펌프(320)를 포함하는 구동부(300);와, 압출용실린더(110)의 내부 공간으로 투입된 고무원료의 중량을 감지하여 주축스크류(120)에 권취된 메인모터(310)의 모터 회전수를 조절함으로써 압출용실린더 내부를 일정한 배압 상태로 유지하는 정량제어장치(210), 압출용실린더의 내부 압력을 조절하는 압력제어장치(220)를 포함하는 컨트롤박스부(200);를 포함하여 이루어짐에 따라 용융 압출된 고무원료의 중량이 균일하게 배출 유도될 수 있도록 구성되어지되, 상기 배압실린더(140)는 실린더바디와 실린더로드로 각각 구분되는 유압실린더 또는 에어실린더인 것을 포함하되 실린더바디는 재단기프레임에 고정 결속되고 실린더로드는 전진과 후퇴운동을 반복적으로 실시하는 스크류주축장치(130)에 결합됨으로써, 압출용실린더(110)의 압력 상태에 따라 스크류주축장치(130)의 전진 또는 후퇴를 유도하기 위한 적정 동력을 제공할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

고무생지 형상 재단기 및 이를 이용한 고무생지의 가공방법{Rubber Raw material Cutting Machine and Method for Rubber Raw material}
본 발명은 투입된 고무를 용융 압출한 후 일정한 크기로 절단하여 생지 형태로 배출하는 고무생지 형상 재단기 및 이를 이용한 고무생지 가공방법에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 압출용실린더 내부의 압력을 자동으로 조절할 수 있는 압력제어장치가 구비되고, 압출용실린더 내부로 투입된 고무원료의 투입량을 감지하여 제어할 수 있는 중량제어장치와 상기 감지된 투입량에 따라 고무원료의 중량을 자동적으로 조절할 수 있는 스크류주축장치 및 배압실린더를 포함함으로써, 고무를 생지형태로 성형하기 위해 사용되는 원료를 절감하고, 보다 정확한 중량으로 완제품의 불량률을 감소할 수 있으며, 구조가 간단하고 장치의 제작비용이 저렴한 고무생지 형상 재단기 및 이를 이용한 고무생지의 가공방법에 관한 것이다.
통상적으로, 고무생지를 가공하기 위한 장치로는 지면에 고정 설치된 재단기프레임에 횡으로 배치된 압출용실린더와, 메인모터에 권취되어 압출용실린더의 내부에서 회전 가능하게 설치되는 주축스크류와, 주축스크류로부터 용융압출된 고무원료를 회전칼날모터에 권취되어 회전하는 칼날에 의해 일정한 크기로 절단하는 절단부;와, 절단부로부터 절단되어 낙하하는 생지형태의 고무원료를 담수된 냉각수로 냉각하는 냉각수탱크와, 냉각수탱크에 구비되어 냉각된 고무생지를 외부로 배출하는 배출컨베어로 이루어진 고무원료 압출장치가 있다.
상기의 고무원료 압출장치를 사용한 고무생지 가공방법은 압출용실린더의 일측면에 고무원료를 투입하는 원료주입구가 구비되어, 상기 주입구에 고무원료를 투입하면 감속모터에 의해 일방향으로 회전하는 스크류에 고무원료가 휘감기게 되어 지속적으로 고무원료가 압출용실린더 내부로 제공된다.
이때, 압출용실린더 내부로 투입된 고무원료는 적절한 온도에 의해 용융되고, 용융된 고무원료는 스크류의 회전운동에 의해 노즐부로 배출되며, 배출된 고무원료는 회전칼로 일정한 길이로 절단하여 완제품인 생지를 배출하게 된다.
한편, 대한민국 등록특허 제10-1276132호 "이송 결합식 성형롤링부를 갖는 고무압출기"와, 대한민국 등록특허 제10-0533807호 "원료합성고무의 이물질 제거용 압출기" 등 다양한 형태의 고무원료 압출장치가 개시되어 있다.
하지만, 상기 종래기술을 포함한 종래의 모든 압출장치는 원료주입구에 들어가는 고무원료의 양이 일정하지 못함은 물론, 고무원료의 용융과정에서 압출용실린더 내부에 가해지는 압력을 조절할 수 없기 때문에 정확하고 균일한 중량의 제품을 생산할 수 없었다.
무엇보다, 종래 기술사상으로는 고무원료의 주입량과 배압을 조절할 수 없는 구조일 뿐 아니라, 특히 장치의 구조가 매우 복잡하여 사용이 불편하고, 장치의 가격이 고가여서 대중적으로 사용하기 매우 어려운 장치였다.
따라서, 상기의 문제점과 사용법 및 저렴한 압출장치를 완벽하게 해소할 수있는 압출장치가 시급한 실정이다.
본 발명은 상기의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 창출된 것으로, 압출용실린더 내부로 주입되는 고무원료의 주입량을 감지할 수 있도록 장치 내부에 감지센서를 설치하고, 센서의 반응에 의해 주입량이 조절되도록 별도의 정량제어장치를 구비하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
고무원료의 투입시 발생하는 압력을 감지하여 컨트롤박스부로 압력에 대한 정보를 전송하되, 중량에 의해 압출용실린더 내부에 발생하는 압력을 항상 일정한 압력으로 유지하며, 고무원료가 일정한 중량으로 용융 및 배합될 수 있도록 압출용실린더의 압력을 감지하는 근접센서와, 근접센서의 정보를 토대로 압력을 제어하는 압력제어장치를 구비하는 것이 다른 해결과제이다.
한편, 압출용실린더 내부에 회전 가능토록 설치된 주축스크류는 고무원료의 중량에 의해 압력이 발생하여 압출용실린더 상에서 전방으로 전진하거나, 후방으로 후퇴하게 되는데, 이 때 주축실린더의 유동위치를 감지하여 초기위치를 찾아갈 수 있도록 하며, 압출용실린더 내부의 고무원료를 상시 균일한 배압상태로 유지할 수 있도록 배압실린더를 구비하는 것이 또 다른 해결 과제이다.
상기 해결과제를 달성하기 위한 본 발명의 고무생지 형상 재단기 및 이를 이용한 고무생지의 가공방법에 있어서,
상기 고무생지 형상 재단기는 횡으로 배치된 압출용실린더(110);와, 메인모터에 권취되어 압출용실린더의 내부에서 회전 가능하게 설치되는 주축스크류(120);와, 주축스크류로부터 용융 압출된 고무원료(2)를 회전칼주축에 구비된 칼날에 의해 일정한 크기로 절단하는 절단부(400);와, 절단부로부터 절단된 생지 형태의 고무원료를 냉각하는 냉각수탱크(500);와, 냉각수탱크에 구비되고 냉각된 고무생지를 외부로 배출하는 배출컨베어(600);로 이루어져 고무원료를 용융 성형하여 일정한 크기의 생지 형태로 가공한다.
고무원료(2)를 투입하기 위한 원료주입부(111) 및 고무원료의 배출을 위하여 교체 가능하게 구비되는 노즐부(112)로 이루어지되 중공의 내부 공간에 주축스크류(120)가 내장된 압출용실린더(110), 압출용실린더 내부 공간에서 주축스크류의 전진과 후퇴운동을 유도하는 스크류주축장치(130), 스크류주축장치의 전진과 후퇴에 대한 동력을 제공하는 배압실린더(140)를 포함하는 압출부(100);와, 주축스크류(120)의 동력을 인가하는 메인모터(310), 압출용실린더(110)를 가온하기 위한 열매체펌프(320)를 포함하는 구동부(300);와, 압출용실린더(110)의 내부 공간으로 투입된 고무원료의 중량을 감지하여 주축스크류(120)에 권취된 메인모터(310)의 모터 회전수를 조절함으로써 압출용실린더 내부를 일정한 배압 상태로 유지하는 정량제어장치(210), 압출용실린더의 내부 압력을 조절하는 압력제어장치(220)를 포함하는 컨트롤박스부(200);를 포함하여 이루어짐에 따라 용융 압출된 고무원료의 중량이 균일하게 배출 유도될 수 있도록 구성되어지되, 상기 배압실린더(140)는 실린더바디와 실린더로드로 각각 구분되는 유압실린더 또는 에어실린더인 것을 포함하되 실린더바디는 재단기프레임에 고정 결속되고 실린더로드는 전진과 후퇴운동을 반복적으로 실시하는 스크류주축장치(130)에 결합됨으로써, 압출용실린더(110)의 압력 상태에 따라 스크류주축장치(130)의 전진 또는 후퇴를 유도하기 위한 적정 동력을 제공할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 정량제어장치(210)는 세밀한 속도제어로 정량제어장치의 구동력을 제공하는 정량모터(211)와, 정량모터에 결합된 하나의 축(212) 상에서 100~120°의 간격으로 3개소의 도그로 이루어진 정량제어센서도그(213);와, 정량제어센서도그의 원점 위치를 비롯하여 정량모터에 의한 정량제어센서도그의 회전각과 위치를 감지하는 정량제어센서(214);와, 정량제어센서로부터 정량제어센서도그의 회전각 및 위치에 대한 정보를 수집받아 메인모터(310)로 가속 및 감속신호를 보내는 로타리엔코더(215);가 순차적으로 결합하여서 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압력제어장치(220)는 세밀한 속도제어로 압력제어장치의 구동력을 제공하는 DC모터(221)에 결합된 모터기어(222)와, 압출용실린더에 압력의 제공 또는 제거하는 압력제어밸브(223)의 개폐축(224) 상에 결합된 압력제어밸브기어(225)가 상호 치합된 형태로 구성되며, 상호 치합된 모터기어(222) 및 압력제어밸브기어(225)가 DC모터(221)의 회전에 의해 압력제어밸브(223) 게이트의 개폐를 실행하여 압출용실린더(110)의 내부 압력을 조절하고, 상기 모터기어(222)는 DC모터에 의해 회전된 압력제어밸브 게이트가 초기위치로 유도할 수 있도록 원점포인트(226)와 원점포인트를 감지할 수 있는 근접센서(227)가 더 구비된 것에 특징이 있다.
더불어, 고무생지성형재단기를 이용한 고무생지의 가공방법에 있어서,
목적으로 하는 대상 고무원료(2)를 원하는 크기 및 형태로 배출할 수 있도록 압출 노즐을 교환하는 압출노즐교환단계(S10);와, 열매체펌프(320)를 구동하여 주축스크류(120) 및 노즐부(112)에 열을 가하는 발열단계(S20);와, 주축스크류(120)에 권취된 메인모터(310)를 구동시켜 원료주입부(111)에 고무원료(2)를 주입하는 원료주입단계(S30);와, 압출용실린더(110)에 주입된 고무원료(2)의 양을 정량제어장치(210)가 감지하여 기 설정된 배압으로 용융하고, 용융된 고무원료를 노즐부(112)로 압송하는 용융단계(S40);와, 용융단계(S40)로부터 균일한 중량으로 압송된 고무원료(2)를 일정한 길이로 절단하여 냉각수탱크(500)로 배출하는 절단단계(S50);와, 절단단계(S50)로부터 생지 형태로 제공된 고무원료(2)를 자동컨베어(600)에 의해 포장박스로 인계하는 배출단계(S60);로 이루어지되, 상기 용융단계(S40)는 고무원료(2)의 함량 과다주입으로 인한 압출용실린더(110) 내부에서의 압력 발생시 후퇴감지센서(132)를 통해 스크류주축장치(130)의 밀림에 기인한 위치 가변을 감지한 후, 후퇴감지센서 정보를 기점으로 정량모터(211)가 -센서(214c)방향으로 회전하여 로터리엔코더(215)로 센서 정보를 제공하고 로터리 엔코더가 메인모터(310)를 감속시켜 고무원료(2)의 투입양을 감소시킴으로써 압출용실린더(110) 내부에 압력을 감소시켜, 상시 일정한 배압을 유지하도록 하고, 상기 용융단계(S40)는 고무원료의 함량 미달주입으로 인한 압출용실린더(110) 내부에서의 압력 발생시 전진감지센서(134)를 통해 스크류주축장치(130)의 전진에 기인한 위치 가변을 감지한 후, 전진감지센서 정보를 기점으로 정량모터(211)가 +센서(214a) 방향으로 회전하여 로터리엔코더(215)로 센서 정보를 제공하고 로터리엔코더가 메인모터(310)를 가속시켜 고무원료(2)의 투입양을 증대시킴으로써 압출용실린더(110) 내부의 압력을 상승시켜, 상시 일정한 배압을 유지하도록 함을 특징으로 한다.
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상술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 원료주입구를 통해 압출용실린더 내부로 투입되는 고무원료의 주입량을 정량제어장치가 실시간으로 체크하여 상시 일정한 양의 고무원료를 자동으로 투입할 수 있는 효과가 있다.
또한, 압출용실린더 내부의 압력을 감지하는 근접센서와 근접센서의 정보를 토대로 압력을 제어하는 압력제어장치는, 고무생지형상재단기의 가동 유/무를 자동으로 판단할 수 있으며, 고무원료의 중량에 의해 압출용실린더 내부에 발생하는 압력을 감지하여 압출용실린더 내부를 항상 일정한 압력으로 유지하고, 고무원료가 일정한 중량으로 용융 및 배합될 수 있도록 하는 다른 효과가 있다.
한편, 압출용실린더 내부에 회전 가능토록 설치된 주축스크류는 고무원료의 중량에 의해 압력이 발생하여 압출용실린더 상에서 전방으로 전진하거나, 후방으로 후퇴하게 되는데, 이 때 주축실린더의 유동위치를 감지하여 초기위치를 찾아갈 수 있도록 하며, 압출용실린더 내부의 고무원료를 상시 균일한 배압상태로 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 고무생지형상재단기는 정량제어장치와 압력제어장치로 이루어진 컨트롤박스부와, 실질적으로 고무원료를 용융하고 압출하는 압출부와, 상기 압출부를 구동하는 구동부를 포함한 간단한 구조로 이루어져 사용이 편리하고, 저렴한 가격으로 제작 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 구성되는 고무생지 형상 재단기의 사시도.
도 2는 고무생지 형상 재단기의 내부사시도.
도 3은 구동부의 메인모터에 권취된 압출부의 사시도.
도 4는 컨트롤박스부의 내부배치도.
도 5는 정량제어장치의 평면도와 단면도 및 분해사시도.
도 6는 압력제어장치의 평면도와 정면도 및 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 구성되는 고무생지 형상 재단기의 정면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고무원료가 주입되는 사용상태도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력제어장치의 사용상태도.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절단부와 냉각수탱크 및 배출컨베어의 구동상태도.
도 11은 고무원료의 주입량에 따라 스크류주축장치가 전방으로 전진됨을 나타낸 평면도와 정면도 및 이에 따른 정량제어장치의 구동상태도.
도 12는 고무원료의 주입량에 따라 스크류주축장치가 후방으로 후퇴됨을 나타낸 평면도와 정면도 및 이에 따른 정량제어장치의 구동상태도.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플로우차트.
이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 작용, 그로 인해 파생되는 효과에 대해 일괄적으로 기술하면 다음과 같다.
또한, 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고, 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명은 투입된 고무를 용융압출하여 일정한 크기로 절단하여 생지형태로 배출하는 고무생지 형상 재단기와 이를 이용한 고무생지 가공방법에 관한 것이다.
무엇보다, 압출용실린더 내부에 발생하는 압력을 자동으로 조절할 수 있는 압력제어장치가 구비되고, 압출용실린더 내부로 투입된 고무원료의 투입량을 감지하여 제어할 수 있는 중량제어장치와 상기 감지된 투입량에 따라 고무원료의 중량을 자동적으로 조절할 수 있는 스크류주축장치 및 배압실린더를 포함함으로써, 고무를 생지형태로 성형하기 위해 사용되는 원료를 절감하고, 보다 정확한 중량으로 완제품의 불량률을 감소할 수 있으며, 구조가 간단하고 장치의 제작비용이 저렴한 고무생지 형상 재단기 및 이를 이용한 고무생지의 가공방법에 관한 것임을 주지한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 구성되는 고무생지 형상 재단기의 사시도이고, 도 2는 고무생지 형상 재단기의 내부사시도이다.
상기의 도 1 내지 도 2에서와 같이 본 발명의 고무생지형상재단기(1)는 크게 고무원료를 제공받아 용융압출하는 압출부(100);와, 압출부의 압력조절과 고무원료(2)의 중량을 제어하는 컨트롤박스부(200);와, 압출부에 동력을 인가하는 메인모터(310)와 압출부를 가온하기 위한 열매체펌프(320)를 포함하는 구동부(300)와, 상기 압출부로부터 용융압출된 고무원료를 회전칼날모터에 권취되어 회전하는 칼날에 의해 일정한 크기로 절단하는 절단부(400);와, 절단부로부터 절단된 생지 형태의 고무원료를 냉각하는 냉각수탱크(500);와, 냉각수탱크에 구비되고 냉각된 고무생지를 외부로 배출하는 배출컨베어(600);와, 고무원료의 원활한 투입을 유도하는 투입롤러(700);로 이루어져 고무원료를 용융성형하여 일정한 크기의 생지형태로 가공하는 일련의 작업을 실행한다.
한편, 상기 고무생지형상재단기(1)는 지면으로부터 재단기에 동력과 열매체를 제공하는 구동부(300)와, 구동부로부터 동력과 열매체를 전달받아 고무원료를 용융 배압하는 압출부(100) 및 압출부의 내부 압력과 고무원료의 중량을 제어하는 컨트롤박스부(200)가 순차적으로 적층되고, 상기 압출부의 측면에는 용융작업 후 노즐부(112)를 통해 배출되는 고무원료를 일정한 크기로 절단 할 수 있는 절단부(400)가 구비되고, 절단부의 하단에는 절단되어 낙하하는 생지형태의 고무원료를 냉각하는 냉각수탱크(500)와, 냉각수탱크 내부에 설치되어 내부방향에서 외부 방향으로 구동되는 무한궤도식 배출컨베어(600)로 구성되어 있는 형태이다.
특히, 상기 절단부(400)의 정면에 투명판을 설치하여 회전모터와 회전칼날간의 유격을 관리하거나, 가공 중인 제품을 외부에서 실시간으로 파악할 수 있도록 구성하였다.
도 3은 구동부의 메인모터에 권취된 압출부의 사시도이며, 상기 압출부(100)는 일 측에 고무원료(2)를 투입하는 원료주입부(111)와 타 측에 교체가능한 노즐부(112)로 이루어지되 중공의 내부공간에 주축스크류(120)가 내장된 압출용실린더(110)와, 압출용실린더 내부공간 내에서 주축스크류의 전진과 후퇴운동을 유도하는 스크류주축장치(130)와, 스크류주축장치의 전진과 후퇴에 대한 동력을 제공하는 배압실린더(140)로 구성된다.
상기 도면 설명에도 언급하였듯이, 구동부(300)의 메인모터(310)를 압출용실린더(110) 내부공간에 설치된 주축스크류(120)에 권취하여 압출용실린더 내부공간에서 회전운동이 이루어진다.
한편, 원료주입부(111)를 통해 압출용실린더(110) 내부로 유입된 고무원료가 주축스크류의 회전작용을 비롯해 고무원료의 용융 및 배압과정이 진행되면서, 압출용실린더 내부공간에는 압력이 발생하게 된다. 상기와 같이 압출용실린더 내부에 압력이 발생하게 되면, 압력에 의해 주축스크류가 일정 간격만큼 전방으로 전진하거나 혹은 후방으로 후퇴하게 되는데, 주축스크류에 구비된 노즐부(112)의 타 측면에 스크류주축장치(130)를 구비하여 주축스크류의 전진과 후퇴운동을 원활하게 유도하도록 하였다.
상기의 배압실린더(140)는 유압실린더 또는 에어실린더인 것을 포함하고, 재단기프레임에 실린더바디가 고정결속되며 실린더로드는 상시 전진과 후퇴운동을 반복하는 스크류주축장치에 결합되어 주축스크류의 전진과 후퇴운동을 하는데 있어서 동력을 제공하는 역할을 수행한다.
도 4는 컨트롤박스부의 내부배치도이다.
상기 컨트롤박스부(200)는 고무생지형상재단기(1)의 상단에 위치하여 압출부(100)의 작업진행에 있어서, 고무원료(2)의 정량 및 압출용실린더(110) 내부의 압력을 제어한다. 상기와 고무원료(2)의 정량을 제어할 수 있도록 컨트롤박스부의 내부공간에는 정량제어장치(210)와, 압출용실린더(110) 내부의 압력을 제어할 수 있도록 압력제어장치(220)가 구비된다. 특히, 컨트롤박스부(200) 상단면에 경첩과 손잡이를 이용한 여닫이커버(201)를 구비하여 정량제어장치(210)와 압력제어장치(220)를 간편하게 파악하고 수리할 수 있도록 구성하였다.
도 5는 정량제어장치의 평면도와 단면도 및 분해사시도이다.
상기 정량제어장치(210)는 소음과 전력소비가 낮고 속도제어가 세밀한 DC모터로 이루어진 정량모터(211)와 정량모터에 결합되는 원통형의 축(212)상에 100 ~ 120°의 간격으로 3개소의 도그로 이루어진 정량제어센서도그(213);가 관통결합되고, 정량제어센서도그의 원점위치를 비롯해 정량모터에 의해 정량제어센서도그의 회전각과 위치를 감지하는 정량제어센서(214);와, 상기 정량제어센서로부터 정량제어센서도그의 회전각 및 위치에 대한 정보를 수집받는 로타리엔코더(215);가 순차적으로 결합된 구성이다.
특히, 상기 정량제어센서도그(213)는 +도그(213a), 원점도그(213b), -도그(213c)가 순차적으로 적층된 배치로, 상기 +도그와, -도그는 정량제어센서(214)의 감지폭을 확대하기 위해 도그의 노출부분을 부채꼴의 형태로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 정량제어장치(210)는 축(212)과 로터리엔코더(215)의 결합부 사이에 로터리 엔코더의 파손 및 결함을 방지할 수 있는 엔코더커버(217)와, 정량제어센서도그(213) 및 로터리엔코더(215)를 포함하여 보호할 수 있는 도그커버(218)를 설치함으로써 2중구조의 보호커버로 구성된다.
상기 도그커버(218)의 내부공간에는 정량제어센서도그의 원점위치를 비롯해 정량모터(211)에 의해 정량제어센서도그의 회전각과 위치를 감지하는 정량제어센서(214)가 결합된다.
도 6는 압력제어장치의 평면도와 정면도 및 사시도이다.
상기 압력제어장치(220)는 정량제어장치(210)의 정량모터(211)와 마찬가지로 소음과 전력소비가 낮고, 속도제어가 세밀한 DC모터(221)와, DC모터(221)에 결합된 모터기어(222)와, 압력제어밸브(223)의 개폐축(224)상에 결합된 압력제어밸브기어(225)가 상호 치합된 형태로 구성된다.
한편, 상기와 같이 이루어지는 압력제어장치(220)는 상호 치합된 모터기어(222) 및 압력제어밸브기어(225)가 DC모터(221)의 회전에 의해 압력제어밸브(223) 게이트의 개폐를 실행하여 압출용실린더(110)의 내부압력을 조절한다. 특히, 상기 모터기어 일 측에 원점포인트(226)와 이에 대응하는 근접센서(227)를 구비하여 작업 후 모터기어를 원 위치로 유도하도록 구성하였다.
이와 같이, 작업 완료 후 원점포인트(226)와 이에 대응하는 근접센서(227)를 통해 상호 치합된 모터기어(222) 및 압력제어밸브기어(225)를 최초의 치합위치로 되돌리고, 이로부터 압력제어밸브의 게이트를 초기 상태로 돌아가도록 유도하여 압출용실린더의 내부를 외부 실내의 압력과 동일한 압력상태를 유지할 수 있도록 하여 추후에 동일한 작업을 바로 진행할 수 있게 하였다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 구성되는 고무생지 형상 재단기의 정면도이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고무원료가 주입되는 사용상태도이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력제어장치의 사용상태도이며, 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절단부와 냉각수탱크 및 배출컨베어의 구동상태도이고, 도 11은 고무원료의 주입량에 따라 스크류주축장치가 전방으로 전진됨을 나타낸 평면도와 정면도 및 이에 따른 정량제어장치의 구동상태도이고, 도 12는 고무원료의 주입량에 따라 스크류주축장치가 후방으로 후퇴됨을 나타낸 평면도와 정면도 및 이에 따른 정량제어장치의 구동상태도이다.
상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 고무생지성형재단기를 이용하여 고무생지를 가공하는 방법은,
목적으로 하는 대상 고무생지(2)를 원하는 크기 및 형태로 배출할 수 있도록 압출 노즐을 교환하는 압출노즐교환단계(S10)와, 열매체펌프(320)를 구동하여 주축스크류(120) 및 노즐부(112)에 열을 가하는 발열단계(S20)와, 주축스크류(120)에 권취된 메인모터(310)를 구동시켜 원료주입부(111)에 고무원료(2)를 주입하는 원료주입단계(S30)와, 압출용실린더(110)에 주입된 고무원료(2)의 양을 정량제어장치(210)가 감지하여 상시 일정한 배압으로 용융하고, 용융된 고무원료를 노즐부(112)로 압송하는 용융단계(S40)와, 용융단계(S40)로부터 균일한 중량으로 압송된 고무원료(2)를 일정한 길이로 절단하여 냉각수탱크(500)로 배출하는 절단단계(S50)와, 절단단계(S50)로부터 생지형태로 제공된 고무원료(2)를 자동컨베어(600)에 의해 포장박스로 인계하는 배출단계(S60)로 이루어진다.
상기 고무생지의 가공과정을 더욱 상세히 설명하자면, 압출용실린더 일 측에 구비된 노즐부(112)의 압출 노즐을 원하는 고무생지의 형상 또는 넓이에 맞게 교환한다. 상기 노즐은 깔대기의 형상으로 일측에 나사산이 구비되어 간단하게 교체 가능토록 구비하였다. 상기 노즐을 교환한 뒤, 주축스크류(120)와 노즐을 구동부(300)에 설치된 열매체펌프(320)를 이용하여 일정한 온도로 유지한다.
한편, 도 8에 도시된 바와같이, 상기 주축스크류(120)와 노즐이 일정온도이상 유지가 되면 구동부(300)에 설치된 메인모터(310)를 작동시켜 주축스크류를 회전시키고, 주축스크류가 회전하기 시작하면 압출용실린더(110) 일 측면에 구비된 원료주입부(111)를 통해 고무원료(2)를 주입시킨다. 상기 고무원료(2)는 얇고 긴 고무바(bar)와 같은 형태로 상기 원료주입부(111)를 통해 압출용실린더 내부로 진입하게되면 나선형으로 이루어진 주축스크류(120)가 회전하면서 주축스크류의 몸체로 휘어감기게 되고, 주축스크류의 회전속도에 비례하여 고무원료의 주입량이 정해지게 된다.
한편, 상기에도 서술하였듯이 스크류주축장치(130)는 몸체의 일 측면에 감지센서도그(131)를 구비하고, 상기 감지센서도그에 대응되는 위치에 후퇴감지센서(132)와 원점감지센서(133) 및 전진감지센서(134)를 일정간격간 순차적으로 배치되어 있으며, 스크류주축장치 하단에는 배압실린더(140)가 구비되되, 상기 배압실린더는 재단기프레임에 실린더바디가 고정결속되며 실린더로드는 상시 전진과 후퇴운동을 반복하는 스크류주축장치에 결합되어 스크류주축장치(130)가 전진 또는 후퇴할 수 있는 동력을 제공하는 역할을 도모한다.
상기와 같은 방식으로 고무원료의 주입이 이루어지고, 이 후 고무원료가 용융 배합되는 과정으로부터 압출용실린더(110) 내부에 압력이 발생하게 되고, 상기의 압력에 의해 주축스크류(120)를 포함한 스크류주축장치(130)는 압출부(100)의 후방으로 밀리게 되며, 스크류주축장치에 구비된 감지센서도그(131)가 후퇴감지센서(132)에 감지가 이루어지고, 이 때 컨트롤박스부(200)는 고무생지형상재단기(1)에 자동운전mode 명령을 지시한다. 상기와 같이 자동운전mode가 실행되면 압력제어장치(220)의 DC모터(221)가 가동하여 압력제어밸브(223)를 서서히 잠그고, 압력제어밸브를 잠그면 배압실린더(140)에 압력이 걸려 스크류주축장치(130)를 다시 원점센서(133) 방향으로 전진시킨다. 스크류주축장치(130)가 원점센서(133)에 도달하면, DC모터(221)의 가동이 정지되고, 동시에 절단부(400)의 회전모터(410)가 구동되고, 회전모터에 권취된 칼날모터(420)와 칼날모터의 축상에 결합된 칼날(421)이 회전하여 용융배출되는 고무원료를 일정한 길이의 생지형태로 절단하게 된다.
이와같이, 생지형태로 절단된 고무생지는 그대로 낙하하여 절단부(400) 하단에 배치된 냉각수가 담수된 냉각수탱크(500)로 인계되고, 냉각수탱크에서 냉각된 고무생지는 냉각수탱크 내부에 구비된 자동컨베어(600)에 의해 포장박스로 배출된다.
한편, 상기 압출용실린더(110) 내부에 고무원료(2)의 주입량이 많아 압력이 일정량 이상 발생하면 스크류주축장치(130)가 뒤로 밀려 후퇴감지센서(132)에 감지되고, 후퇴감지센서의 정보를 전달받은 정량모터(211)가 -센서(214c) 방향으로 회전하여 로터리엔코더(215)로 센서정보를 제공하고 로터리엔코더가 메인모터(310)를 감속시킴으로써 고무원료(2)의 투입량이 줄어들게 되며, 이로인해 스크류주축장치(130)가 원점감지센서(133)로 이동하고 원점감지센서(133)의 정보를 전달받은 정량모터(211)는 가동을 정지한다.
이와 반대로, 압출용실린더(110) 내부에 고무원료(2) 주입량이 적어 압력이 일정량 이상 떨어지면 스크류주축장치(130)가 전진되어 전진감지센서(134)에 감지되고, 전진감지센서의 정보를 전달받은 정량모터(211)가 +센서(214a) 방향으로 회전하여 로터리엔코더(215)로 센서정보를 제공하고 로터리엔코더가 메인모터(310)를 가속시켜 고무원료(2)의 투입량을 증대하여 압출용실린더(110) 내부의 압력을 상승시킴으로써, 상시 원점감지센서(133)에 감지 되었을 때 원활한 작업이 이루어질 수 있도록 구성하였다.
상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 고무생지 형상 재단기는 내부에 고무원료의 정량을 제어하는 정량제어장치와, 압력을 제어하는 압력제어장치와, 고무원료의 일정한 배압을 유지토록 유도하는 배압실린더를 구비한 장치로, 원료주입구를 통해 압출용실린더 내부로 투입되는 고무원료의 주입량을 정량제어장치가 실시간으로 체크하여 상시 일정한 양의 고무원료를 자동으로 투입할 수 있으며, 또한 압출용실린더 내부의 압력을 감지하는 근접센서와, 근접센서의 정보를 토대로 압력을 제어하는 압력제어장치로부터, 고무원료의 중량에 의해 압출용실린더 내부에 발생하는 압력을 감지하여 압출용실린더 내부를 항상 일정한 압력으로 유지할 수 있으며, 고무원료가 일정한 중량으로 용융 및 배합될 수 있다.
한편, 압출용실린더 내부에 회전 가능토록 설치된 주축스크류는 고무원료의 회전에 의해 압력이 발생하여 압출용실린더 상에서 전방으로 전진하거나, 후방으로 후퇴하게 되는데, 이 때 주축실린더의 유동위치를 감지하여 초기위치를 찾아갈 수 있도록 하며, 압출용실린더 내부의 고무원료를 상시 균일한 배압상태로 유지할 수 있고, 정량제어장치와 압력제어장치로 이루어진 컨트롤박스부와, 실질적으로 고무원료를 용융하고 압출하는 압출부와, 상기 압출부를 구동하는 구동부를 포함한 간단한 구조로 이루어져 사용이 편리하고, 저렴한 가격으로 제작이 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1. 고무생지형상재단기 2. 고무원료
100. 압출부 110. 압출용실린더
111. 원료주입부 112. 노즐부
120. 주축스크류 130. 스크류주축장치
131. 감지센서도그 132. 후퇴감지센서
133. 원점감지센서 134. 전진감지센서
140. 배압실린더 200. 컨트롤박스부
201. 여닫이커버 210. 정량제어장치
211. 정량모터 212. 축
213. 정량제어센서도그 213a. +도그
213b. 원점도그 213c. -도그
214. 정량제어센서 214a. +센서
214b. 원점센서 214c. -센서
215. 로터리엔코더 217. 엔코더커버
218. 도그커버 220. 압력제어장치
221. DC모터 222. 모터기어
223. 압력제어밸브 224. 개폐축
225. 압력제어밸브기어 226. 원점포인트
227. 근접센서 300. 구동부
310. 메인모터 320. 열매체펌프
400. 절단부 410. 회전모터
420. 회전칼주축 421. 칼날
500. 냉각수탱크 600. 배출컨베어
700. 투입롤러

Claims (8)

  1. 재단기프레임에 횡으로 배치된 압출용실린더(110);와, 메인모터에 권취되어 압출용실린더의 내부에서 회전 가능하게 설치되는 주축스크류(120);와, 주축스크류로부터 용융 압출된 고무원료(2)를 회전칼주축에 구비된 칼날에 의해 일정한 크기로 절단하는 절단부(400);와, 절단부로부터 절단된 생지 형태의 고무원료를 냉각하는 냉각수탱크(500);와, 냉각수탱크에 구비되고 냉각된 고무생지를 외부로 배출하는 배출컨베어(600);로 이루어져 고무원료를 용융 성형하여 일정한 크기의 생지 형태로 가공하는 고무생지형상재단기(1)에 있어서,
    고무원료(2)를 투입하기 위한 원료주입부(111) 및 고무원료의 배출을 위하여 교체 가능하게 구비되는 노즐부(112)로 이루어지되 중공의 내부 공간에 주축스크류(120)가 내장된 압출용실린더(110), 압출용실린더 내부 공간에서 주축스크류의 전진과 후퇴운동을 유도하는 스크류주축장치(130), 스크류주축장치의 전진과 후퇴에 대한 동력을 제공하는 배압실린더(140)를 포함하는 압출부(100);와,
    주축스크류(120)의 동력을 인가하는 메인모터(310), 압출용실린더(110)를 가온하기 위한 열매체펌프(320)를 포함하는 구동부(300);와,
    압출용실린더(110)의 내부 공간으로 투입된 고무원료의 중량을 감지하여 주축스크류(120)에 권취된 메인모터(310)의 모터 회전수를 조절함으로써 압출용실린더 내부를 일정한 배압 상태로 유지하는 정량제어장치(210), 압출용실린더의 내부 압력을 조절하는 압력제어장치(220)를 포함하는 컨트롤박스부(200);를 포함하여 이루어짐에 따라 용융 압출된 고무원료의 중량이 균일하게 배출 유도될 수 있도록 구성되어지되,
    상기 배압실린더(140)는 실린더바디와 실린더로드로 각각 구분되는 유압실린더 또는 에어실린더인 것을 포함하되 실린더바디는 재단기프레임에 고정 결속되고 실린더로드는 전진과 후퇴운동을 반복적으로 실시하는 스크류주축장치(130)에 결합됨으로써, 압출용실린더(110)의 압력 상태에 따라 스크류주축장치(130)의 전진 또는 후퇴를 유도하기 위한 적정 동력을 제공할 수 있도록 구성되는 것에 특징이 있는 고무생지형상재단기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정량제어장치(210)는 세밀한 속도제어로 정량제어장치의 구동력을 제공하는 정량모터(211)와, 정량모터에 결합된 하나의 축(212) 상에서 100~120°의 간격으로 3개소의 도그로 이루어진 정량제어센서도그(213);와, 정량제어센서도그의 원점 위치를 비롯하여 정량모터에 의한 정량제어센서도그의 회전각과 위치를 감지하는 정량제어센서(214);와, 정량제어센서로부터 정량제어센서도그의 회전각 및 위치에 대한 정보를 수집받는 로타리엔코더(215);가 순차적으로 결합하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 고무생지형상재단기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압력제어장치(220)는 세밀한 속도제어로 압력제어장치의 구동력을 제공하는 DC모터(221)에 결합된 모터기어(222)와, 압출용실린더에 압력의 제공 또는 제거하는 압력제어밸브(223)의 개폐축(224) 상에 결합된 압력제어밸브기어(225)가 상호 치합된 형태로 구성되며, 상호 치합된 모터기어(222) 및 압력제어밸브기어(225)가 DC모터(221)의 회전에 의해 압력제어밸브(223) 게이트의 개폐를 실행하여 압출용실린더(110)의 내부 압력을 조절하고, 상기 모터기어(222)는 DC모터에 의해 회전된 압력제어밸브 게이트가 초기위치로 유도할 수 있도록 원점포인트(226)와 원점포인트를 감지할 수 있는 근접센서(227)가 더 구비된 것에 특징이 있는 고무생지형상재단기.
  6. 고무생지성형재단기를 이용한 고무생지의 가공방법에 있어서,
    목적으로 하는 대상 고무원료(2)를 원하는 크기 및 형태로 배출할 수 있도록 압출 노즐을 교환하는 압출노즐교환단계(S10);와,
    열매체펌프(320)를 구동하여 주축스크류(120) 및 노즐부(112)에 열을 가하는 발열단계(S20);와,
    주축스크류(120)에 권취된 메인모터(310)를 구동시켜 원료주입부(111)에 고무원료(2)를 주입하는 원료주입단계(S30);와,
    압출용실린더(110)에 주입된 고무원료(2)의 양을 정량제어장치(210)가 감지하여 기 설정된 배압으로 용융하고, 용융된 고무원료를 노즐부(112)로 압송하는 용융단계(S40);와,
    용융단계(S40)로부터 균일한 중량으로 압송된 고무원료(2)를 일정한 길이로 절단하여 냉각수탱크(500)로 배출하는 절단단계(S50);와,
    절단단계(S50)로부터 생지 형태로 제공된 고무원료(2)를 자동컨베어(600)에 의해 포장박스로 인계하는 배출단계(S60);를 포함하여 이루어지되,
    상기 용융단계(S40)는 고무원료(2)의 함량 과다주입으로 인한 압출용실린더(110) 내부에서의 압력 발생시 후퇴감지센서(132)를 통해 스크류주축장치(130)의 밀림에 기인한 위치 가변을 감지한 후, 후퇴감지센서 정보를 기점으로 정량모터(211)가 -센서(214c)방향으로 회전하여 로터리엔코더(215)로 센서 정보를 제공하고 로터리 엔코더가 메인모터(310)를 감속시켜 고무원료(2)의 투입양을 감소시킴으로써 압출용실린더(110) 내부에 압력을 감소시켜, 상시 일정한 배압을 유지하도록 하고,
    상기 용융단계(S40)는 고무원료의 함량 미달주입으로 인한 압출용실린더(110) 내부에서의 압력 발생시 전진감지센서(134)를 통해 스크류주축장치(130)의 전진에 기인한 위치 가변을 감지한 후, 전진감지센서 정보를 기점으로 정량모터(211)가 +센서(214a) 방향으로 회전하여 로터리엔코더(215)로 센서 정보를 제공하고 로터리엔코더가 메인모터(310)를 가속시켜 고무원료(2)의 투입양을 증대시킴으로써 압출용실린더(110) 내부의 압력을 상승시켜, 상시 일정한 배압을 유지하도록 함을 특징으로 하는 고무생지형상재단기를 이용한 고무생지의 가공방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0639884A (ja) * 1992-01-10 1994-02-15 Niigata Eng Co Ltd 射出成形機
JP2557210B2 (ja) * 1986-01-20 1996-11-27 コニカ株式会社 ハロゲン化銀カラ−感光材料
KR100898186B1 (ko) * 2007-08-22 2009-05-19 김종식 고무 절단기
KR101447812B1 (ko) * 2013-04-16 2014-10-13 김진수 고무 정량 커팅 시스템

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