KR101906498B1 - High speed filament winding machine of vertical axis - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압력용기의 필라멘트 와인딩머신에 대한 것으로서, 이를 보다 상세히 설명하면 압력용기를 수직으로 세워서 한 번에 다량의 필라멘트를 와인딩할 수 있도록 하여 필라멘트를 보다 신속하게 와인딩시킬 수 있으므로 생산성을 월등히 향상시킬 수 있도록 한 수직의 고속 필라멘트 와인딩머신에 관한 것이다.The present invention relates to a filament winding machine for a pressure vessel. More specifically, the present invention relates to a filament winding machine for a pressure vessel, in which a pressure vessel is vertically erected so that a large number of filaments can be wound at one time to wind the filament more quickly, To a vertical high-speed filament winding machine.
일반적으로 압력용기 등의 필라멘트 와인딩을 위한 장치는 압력용기를 가로로 눕혀서 회전시키고, 이에 필라멘트를 수지에 함침시킨 후 회전되는 압력용기의 외측에 와인딩시키고 있는 실정으로 생산성 향상을 위해서 압력용기의 회전속도를 높이도록 하였으나, 이러한 압력용기의 회전속도를 높이는데 한계가 있었던 것으로서, 너무 고속으로 회전시키면 필라멘트에 묻어 있던 수지가 원심력에 의해서 분리되어 장치와 주변이 수지에 의해서 오염되는 문제점과 함께 이와 같은 수지의 분리에 의해서 압력용기 외부에 입혀지는 수지의 양이 줄어들어서 결국 레진 함침섬유를 더 많이 감아야 하므로 생산성 향상이 곤란하며, 압력용기의 내구성이 저하되는 문제점이 있었던 것이다.BACKGROUND ART In general, a device for filament winding of a pressure vessel or the like is rotated by horizontally laying a pressure vessel, and the filament is impregnated with resin and then wound around a rotating pressure vessel. In order to improve productivity, However, there is a limit to increase the rotational speed of such a pressure vessel. When the resin is rotated at a high speed, the resin on the filament is separated by the centrifugal force and the apparatus and the periphery are contaminated by the resin. The amount of the resin to be applied to the outside of the pressure vessel is reduced by the separation of the pressure vessel, so that it is difficult to improve the productivity and the durability of the pressure vessel is lowered.
상기와 같은 일반적인 압력용기 등의 필라멘트 와인딩 장치로는 대한민국 공개특허 1986년 제2413호(1986년 4월 26일자 공개)에 게재된 바와 같이 좌우의 스핀들과 테일스톡 사이에 맨드릴을 수평으로 설치하여 베드에서 왕복하는 캐리지에서 침적조를 거쳐서 공급되는 레진 함침섬유를 감기도록 한 기술이 개발되어 있었으나, 이러한 장치의 경우 레진 함침섬유를 하나의 맨드릴에만 감기도록 구성되어 있어서 생산성이 현저히 저하되는 문제점이 있었던 것이다.As a filament winding apparatus such as a general pressure vessel as described above, a mandrel is horizontally installed between left and right spindles and a tailstock as disclosed in Korean Patent Publication No. 2413 (published on Apr. 26, 1986) There has been developed a technique in which a resin impregnated fiber supplied through a sinking trough is wound around a carriage in a reciprocating motion of the resin impregnated fiber. However, in such a device, the resin impregnated fiber is wound around only one mandrel, .
이에 생산성 향상을 위해서 본 발명의 발명자가 선 출원한 등록실용신안 제317059호(2003년 6월 25일자 공고)에서와 같이 양측 바디에 각각 수개의 스핀들과 이송축을 마주보게 설치하여 각각 스핀들과 이송축 각 사이사이에 압력용기인 탱크를 개재되게 설치하면서, 각 탱크의 개수에 따라서 필라멘트를 안내하는 가이더를 캐리어에 설치하여 한 번에 여러 개의 압력용기에 필라멘트를 와인딩토록 해서 생산성을 높일 수 있도록 하였으나, 이 경우 필라멘트를 와인딩코자 하는 압력용기의 개수만큼 스핀들과 이송축 및 캐리지의 가이더를 각각 구비하므로 장치가 복잡해지고, 그로 인하여 잦은 고장과 함께 제조원가가 앙등하여 비효율적이므로 생산효율이 낮았던 것이며, 이와 같이 여러 개의 압력용기를 다수 장착할 경우 압력용기의 크기가 작고 가벼운 것들만 가능할 뿐, 압력용기의 크기가 커지고 무거울 경우에는 적합하지 못하여 범용할 수 없다는 문제점을 가지고 있었던 것이다.In order to improve the productivity, a plurality of spindles and a plurality of feed shafts are provided on opposite sides of the body, respectively, as in the registered utility model No. 317059 (published on June 25, 2003) filed by the inventor of the present invention, It is possible to increase the productivity by winding the filaments in several pressure vessels at a time by providing a guider for guiding the filaments to the carrier depending on the number of the tanks, In this case, since the apparatus is complicated by the provision of the spindle, the feed shaft, and the guider of the carriage as many as the number of pressure vessels for winding the filament, the production efficiency is low because the apparatus is complicated and the manufacturing cost rises due to frequent troubles. When a large number of pressure vessels are mounted, the size of the pressure vessel is small and light And the pressure vessel is large in size and heavy, it is not suitable and it can not be generalized.
이와 함께 종래에는 압력용기가 되는 탱크가 길고 무거우면 본 발명의 발명자가 선 출원한 등록실용신안 제317060호(2003년 6월 25일자 공고)에 게재된 바와 같이 탱크하부로 왕복대에 설치된 가이드레일을 타고 이송되는 가이드로울러가 회전 가능하게 설치된 필라멘트 와인딩머신이 필요하며, 이 역시 탱크가 가로방향으로 스핀들과 이송축 사이에 설치되며, 캐리지에 필라멘트가이더가 탱크의 개수에 대응되게 설치되어 왔으며, 이와 같이 종래의 필라멘트 와인딩을 위한 장치들은 대부분이 압력용기인 와인딩대상물이 장치에서 수평으로 회전되게 설치되어 필라멘트를 하나의 캐리지를 통해서 1군데로만 공급되어 와인딩함으로써 필라멘트의 공급에 한계가 있어서 와인딩 속도가 늦어지므로 생산성을 향상시킬 수 없는 등 다수의 문제점을 가지고 있었던 것이다.In addition, if the tank to be a pressure vessel is long and heavy, conventionally, as disclosed in a registered utility model No. 317060 (published on June 25, 2003) filed by the inventor of the present invention, a guide rail A filament winding machine in which a guide roller is rotatably mounted on a spindle is installed in a lateral direction between the spindle and the feed shaft and a filament guider is mounted on the carriage in correspondence with the number of tanks, In the conventional devices for filament winding, most of the devices for the winding of the filament, which is a pressure vessel, are horizontally rotated in the apparatus, and the filament is fed only through one carriage through one carriage, It can not improve productivity. Dawn will.
본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 본 발명은 종래 압력용기인 와인딩대상물을 수평으로 회전시키면서 필라멘트를 와인딩하던 것에서 벗어나서 와인딩대상물을 수직으로 세워서 회전되게 설치하여 필라멘트를 공급하는 토출가이드를 여러 개 설치해서 와인딩대상물에 필라멘트를 여러 군데에서 동시에 공급함으로써 종래의 와인딩 장치들보다 필라멘트 와인딩의 속도 및 효율을 대폭 향상시킬 수 있도록 함을 해결코자 하는 과제로 하여 개발된 것이다.The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method and a device for winding a filament by vertically rotating the filament, A plurality of discharge guides for supplying filaments are provided so as to simultaneously supply filaments to the object to be wound at a plurality of places so that the speed and efficiency of filament winding can be significantly improved as compared with the conventional winding apparatuses. will be.
이에 더불어서 본 발명은 종래 필라멘트를 수지에 함침시키기 위한 수지함침조를 거치는 필라멘트에 함유된 수지가 바닥으로 떨어지거나 와인딩대상물의 회전에 의해서 주변으로 비산되어 주변 환경이 오염되지 않도록 하면서, 수지가 필라멘트와 와인딩대상물에서 분리되어 와인딩 후 와인딩대상물의 내구성을 저하시키는 것을 방지코자 필라멘트를 수지에 예비 함침한 탄소섬유복합재료로 된 토우프레그(Towpreg)로 사용하여 와인딩머신과 연계되게 설치되던 수지함침조를 없애고, 보다 더 고속으로 와인딩시키더라도 수지가 분리되지 않도록 하여 청결한 주변환경과 장비의 간소화 및 와인딩속도와 와인딩대상물의 내구성을 향상시키기 위함을 발명의 목적으로 한다.In addition to this, the present invention can prevent the resin contained in the filaments passing through the resin impregnation tank for impregnating the filament with resin from falling to the floor or scattering to the periphery by the rotation of the winding object, It is used as a towpreg made of a carbon fiber composite material preliminarily impregnated with a resin to prevent the durability of the wound object from deteriorating after being separated from the object to be wound, so that the resin impregnation tank, which is installed in connection with the winding machine, It is an object of the present invention to improve clean environment, equipment simplification, winding speed and durability of a winding object by preventing resin from being separated even if winding is performed at a higher speed.
또한 별도로 기술하지는 않았으나, 본 발명의 수직의 고속 필라멘트 와인딩머신을 상세하게 기술한 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위 및 도면 등을 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 해결과제에 포함되는 것이다.Although not described separately, other objects within the range that can be inferred from the consideration of the specific contents, claims, drawings, and the like for carrying out the invention described in detail of the vertical high-speed filament winding machine of the present invention And is included in the entire solution of the invention.
상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 수직의 고속 필라멘트 와인딩머신을 구성하되, 상기 본 발명의 고속 필라멘트 와인딩머신은 상부에 내측으로 설치된 회전구동모터에 의해서 회전되게 기립되어 맨드릴 하단을 결합하는 스핀들이 설치된 하부베이스가 구비되며, 상기 하부베이스의 일측에 기립되어 스핀들이 설치된 방향으로 수직이송레일이 설치된 수직이송대가 구비되며, 상기 수직이송대의 상부에서 하부베이스에 대향되게 돌출되어 스핀들에 의해서 회전되는 맨드릴 상단을 지지하는 이송지지구가 설치된 상부지지대가 구비되며, 상기 수직이송대의 수직이송레일에 결합되어 상하 이송되는 수직슬라이더가 설치된 수직이송패널이 구비되며, 상기 이송패널의 전면에 설치된 수평이송레일에 결합되어 좌우로 이송되는 수평슬라이더가 설치된 수평이송패널이 구비되면, 상기 수평이송패널의 전방으로 돌출되어 크릴박스로부터 공급되는 필라멘트를 맨드릴에 고정된 와인딩대상물로 공급토록 구성된 필라멘트공급대가 구비되며, 상기 수직이송패널의 일측에 구비되며, 수직이송대에서 수직이송패널이 상하로 이송 작동되게 구성된 수직이송수단 및 수직이송패널 전면에서 수평이송패널이 좌우로 이송 작동되게 구성된 수평이송수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The high-speed filament winding machine of the present invention comprises a high-speed filament winding machine of a vertical type, wherein the high-speed filament winding machine of the present invention stands up to be rotated by a rotation driving motor installed on the upper side, And a vertical transfer belt provided with a vertical transfer rail in a direction in which the spindle is installed is provided on a side of the lower base, and the vertical transfer belt is protruded to the lower base from the upper portion And a vertical conveying panel provided with a vertical slider which is coupled to the vertical conveying rail of the vertical conveying path and is vertically conveyed. The vertical conveying panel is provided with a conveying support for supporting the upper end of the mandrel rotated by the spindle, Is coupled to the horizontal feed rail installed on the front of A filament feeder protruding forward of the horizontal feeder panel and configured to feed a filament fed from a crick box to a winding object fixed to the mandrel is provided when the horizontal feeder panel is provided with a horizontal slider to be fed, And vertical conveying means configured to be vertically conveyed to be vertically conveyed in the conveying path and horizontally conveying means configured to convey the horizontal conveying panel to the left and right in front of the vertical conveying panel.
상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명의 수직의 고속 필라멘트 와인딩머신은 하부베이스의 스핀들과 상부지지대의 이송지지구에 의해서 필라멘트 와인딩대상물이 고정된 맨드릴을 수직으로 기립되어 회전되게 함으로써, 맨드릴 양측의 필라멘트공급대에 설치된 4~8개의 필라멘트토출구를 통하여 맨드릴에 고정된 와인딩대상물에 여러 가닥의 필라멘트를 여러 군데에서 동시에 공급하여 한꺼번에 와인딩되도록 해서 와인딩되는 속도와 효율을 대폭 향상시켜서 와인딩대상물의 생산성을 극대화시킬 수 있는 효과를 가지는 것이다.According to the present invention, there is provided a vertical high-speed filament winding machine in which a mandrel, to which a filament winding object is fixed by a spindle of a lower base and a conveying support of an upper support, A plurality of filaments are simultaneously supplied to a winding object fixed to the mandrel through four or eight filament discharge openings provided on the filament supply belts on both sides of the mandrel so as to be wound all at once to greatly improve the speed and efficiency of winding, It is possible to maximize the productivity.
이와 더불어서 크릴박스에서 와인딩대상물로 필라멘트를 공급할 시 와인딩대상물 양측에 돌출된 필라멘트공급대에 다수의 안내롤러가 구비된 필라멘트토출구를 크릴박스의 인출부와 와인딩대상물 사이에서 필라멘트공급대의 길이방향에 소정각도로 경사지게 설치하여 필라멘트의 꼬임과 엉김 또는 당김 등을 방지하여 와인딩이 보다 원활하게 이루어지도록 하는 효과를 가지도록 한다.In addition, when filaments are supplied to the object to be wound in the crick box, filament ejection openings provided with a plurality of guide rollers on the filament feeder protruding from both sides of the object to be wound are disposed between the drawer of the crick box and the object to be wound, So as to prevent the filament from being twisted, twisted, or pulled, so that the winding is smoothed more smoothly.
또한 수지에 미리 함침시켜서 제작된 수지가 미리 함유된 필라멘트를 사용하여 크릴박스와 와인딩머신 사이에 종래 구비되던 수지함침조 및 이에 관련된 부대장치 없이 크릴박스에서 인출되는 필라멘트가 와인딩머신의 필라멘트토출구로 바로 공급되어 와인딩대상물에 와인딩이 이루어지므로 설비의 간소화로 인하여 설비비를 현저히 절감시킬 수 있으며, 수지함침조에서 필라멘트에 함입된 수지가 바닥 등에 낙하되지 않으면서 와인딩대상물에 와인딩 시에도 비산되지 않아서 주변환경을 청결히 할 수 있으며, 와인딩 시에 수지의 비산을 염려하지 않고서 와인딩대상물을 보다 고속으로 회전시킬 수 있으므로 와인딩 속도를 보다 더 향상시킬 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명인 것이다.In addition, by using a filament preliminarily impregnated with resin, the filaments drawn out from the krill box without a related-art resin impregnation tank and a related apparatus provided between the krill box and the winding machine are directly fed to the filament outlet of the winding machine Since the winding of the winding object is performed, the equipment cost can be remarkably reduced due to the simplification of the equipment, and the resin contained in the filament in the resin impregnation tank is not scattered on the bottom even when winding on the winding object. The winding object can be rotated at a higher speed without worrying about scattering of the resin during winding, and thus the winding speed can be further improved.
도 1은 본 발명에서 제공하는 필라멘트 와인딩머신의 실시 예를 보인 입체도
도 2는 본 발명에서 제공하는 필라멘트 와인딩머신의 정면도
도 3은 본 발명에서 제공하는 필라멘트 와인딩머신의 평면도
도 4는 본 발명에서 제공하는 필라멘트 와인딩머신의 단면도
도 5는 본 발명 중 필라멘트토출구의 구성을 보인 예시도
도 6은 본 발명에서 수직이송을 보인 예시도
도 7은 본 발명에서 수평이송을 보인 예시도1 is a perspective view of a filament winding machine according to an embodiment of the present invention;
2 is a front view of a filament winding machine provided in the present invention;
3 is a plan view of the filament winding machine provided by the present invention.
4 is a cross-sectional view of the filament winding machine provided by the present invention
FIG. 5 is a view showing an example of the configuration of the filament discharge port in the present invention
FIG. 6 is a view showing an example of vertical transport in the present invention
Fig. 7 is a diagram showing an example of horizontal transport in the present invention
본 발명은 각종 가스(CNG, 산소, 수소 등)를 압축 저장할 수 있는 압력용기인 와인딩대상물을 수직으로 세워서 회전되게 하여 한 번에 다량의 필라멘트를 와인딩할 수 있도록 해서 필라멘트를 보다 신속하게 와인딩시킬 수 있으므로 생산성을 월등히 향상시킬 수 있도록 한 수직의 고속 필라멘트 와인딩머신을 제공코자 하는 것으로서, 이를 하기에서 도면들과 함께 보다 구체적으로 설명토록 하되, 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 사용되는 용어들 역시 실시 예를 구체적으로 설명하기 위한 것일 뿐 해당 용어에 국한되게 해석되어서는 아니 된다.The present invention provides a method of winding a filament, which is a pressure vessel capable of compressing and storing various gases (CNG, oxygen, hydrogen, etc.) vertically and vertically so as to wind a large number of filaments at a time, Accordingly, the present invention provides a vertical high-speed filament winding machine for improving productivity. The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: And the terms used are also intended to be illustrative only and should not be construed as being limited to such terms.
상기 본 발명인 수직의 고속 필라멘트 와인딩머신(1)은 도 1의 입체도와 도 2 및 도 3의 정면도 및 평면도에 도시된 바와 같이 내부에 필라멘트(F)가 감긴 보빈(F1)이 수개씩 설치되어 인출부(C1)로 다수의 필라멘트(F) 가닥이 인출되는 크릴박스(C)에서 공급되는 필라멘트(F)를 수직으로 기립되어 회전되는 와인딩대상물(W) 외측에 와인딩시키도록 구성된 것이다.The vertical high-speed filament winding machine 1 according to the present invention has a plurality of bobbins F1 wound around a filament F as shown in FIG. 1, a front view and a plan view of FIG. 2 and FIG. 3 The filament F supplied from the krill box C in which a plurality of filament F yarns are drawn out to the lead portion C1 is wound on the outside of the wound object W to be vertically erected and rotated.
본 발명에서는 와인딩대상물(W)을 수직으로 기립된 상태에서 회전되도록 하기 위해서 하측에 위치하는 하부베이스(2)와 수직이송대(4)로 연결되어 상측에 위치하는 상부지지대(3)가 구비되어 하부베이스(2)와 상부지지대(3) 사이에서 맨드릴(M)이 수직으로 기립하여 회전되게 구성되며, 이러한 맨드릴(M)에는 와인딩대상물(W)이 수직으로 고정 설치된다.In the present invention, in order to rotate the object W in a vertically standing state, a
이를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 하부베이스(2)의 상부에는 내측으로 설치된 회전구동모터(22)에 의해서 회전되게 기립되어 맨드릴(M) 하단이 결합되는 척(chuck)이 구비된 스핀들(21)이 설치되며, 상기 상부지지대(3)의 하부에는 내측으로 설치된 실린더(32)에 의해서 상하로 이송되어 회전되는 맨드릴(M) 상단이 지지되는 이송지지구(31)가 설치된다.A
상기 하부베이스(2)의 일측에 하부가 고정되어 기립되고 상부에서 상부지지대(3)가 돌출된 수직이송대(4)는 일측에 스핀들(21)이 설치된 방향과 평행하게 수직이송레일(41)이 수직방향인 상하로 길게 형성되며, 상기 수직이송대(4)의 수직이송레일(41)에는 수직이송레일(41)을 타고 상하로 이송되는 수직슬라이더(51)가 후면에 고정 설치된 수직이송패널(5)이 구비된다.The vertical transfer table 4 in which the lower part is fixed to one side of the
상기 수직이송패널(5)의 전면에는 수평이송레일(61)이 설치되며, 이러한 수평이송패널(6)에는 수평이송레일(61)을 타고 좌우로 이송되는 수평슬라이더(62)가 후면에 고정 설치된 수평이송패널(6)이 구비된다.A
이와 함께 본 발명은 수평이송패널(6)의 전방으로 크릴박스(C)로부터 공급되는 필라멘트(F)를 맨드릴(M)에 고정된 와인딩대상물(W)에 공급토록 구성된 필라멘트공급대(7)가 돌출되게 설치된다.The filament F supplied from the crill box C to the front of the
상기 필라멘트공급대(7)에는 도 4에 도시된 바와 같이 하부베이스(2) 내측의 회전구동모터(22)에 의해서 스핀들(21)이 회전될 시 맨드릴(M)이 회전되면서 와인딩대상물(W)의 외측으로 와인딩되는 필라멘트(F)를 크릴박스(C)로부터 공급할 시 여러 가닥의 필라멘트(F)가 각각 꼬이지 않도록 필라멘트토출구(70)가 설치된다.4, when the
이러한 필라멘트토출구(70)는 도 5에 도시된 바와 같이 필라멘트공급대(7)에 관통되게 고정 설치된 관통드럼(71)과, 관통드럼(71)에서 맨드릴(M) 쪽으로 돌출되는 한 쌍의 지지브래킷(72)과, 한 쌍의 지지브래킷(72) 사이에서 관통드럼(71) 가까이로 자유 회전되게 설치된 민자 형태의 인입안내롤러(73) 및 관통드럼(71) 멀리로 자유 회전되게 설치된 민자 형태의 토출안내롤러(74)와, 인입안내롤러(73)와 토출안내롤러(74) 사이에 지그재그 위치토록 한 쌍의 지지브래킷(72) 사이에서 자유 회전되게 설치되면서 일정 간격을 갖는 수개의 안내홈(76)이 형성된 정위치안내롤러(75)로 이루어진다.5, the
상기와 같이 크릴박스(C)에서 필라멘트토출구(70)로 공급되는 필라멘트(F)는 도면에서는 크릴박스(C) 내부에 4개씩의 보빈(F1)을 구비하여 크릴박스(C) 하나에 4가닥의 필라멘트(F)가 인출부(C1)를 통해서 인출되어 필라멘트토출구(70)의 관통드럼(71)을 관통하여 한 쌍의 지지브래킷(72) 사이의 인입안내롤러(73)로 인입되어 수개의 정위치안내롤러(75)의 안내홈(76)을 거치면서 토출안내롤러(74)를 통해서 회전되는 와인딩대상물(W)로 안내 공급되며, 이때 크릴박스(C)와 필라멘트토출구(70) 사이에는 필라멘트(F)를 미리 에폭시수지 등의 각종 수지에 침지시켜서 수지가 미리 함유된 프리프레그(prepreg) 또는 토우프레그(towpreg)로 사용하여 기존 와인딩 장치에서와 같이 별도의 수지함침조 없이 직접적으로 공급되게 구성되며, 크릴박스(C)의 내부에 필라멘트(F)가 감긴 보빈(F1)을 4개 이상 구비할 시 필라멘트토출구(70)의 정위치안내롤러(75)의 안내홈(76) 개수도 이에 대응되게 이루어진다.The filaments F supplied from the krill box C to the
본 발명에서는 도 1 내지 도 4에서와 같이 수직이송패널(5)의 일측으로 수직이송패널(5)과 수평이송패널(6)을 각각 구동시키는 구동부(10)가 구비되며, 이와 같은 구동부(10)는 각각 수직이송수단(8)과 수평이송수단(9)으로 나뉘며, 상기 수직이송수단(8)은 수직이송대(4)에서 수직이송패널(5)이 상하로 이송 작동되게 구성되며, 상기 수평이송수단(9)은 수직이송패널(5) 전면에서 수평이송패널(6)이 좌우 이송 작동되게 구성된다.1 to 4, a
이때 상기 수직이송수단(8)은 세부적으로 수직이송대(4) 일측에서 상하 길이방향으로 설치된 래크(81)와, 상기 래크(81)에 치차 결합되는 피니언(82)과, 수직이송패널(5)의 일측에서 연장된 구동패널(11)에 고정 설치되면서 피니언(82)의 회전 구동을 위해서 피니언(82)에 축결합된 수직이송구동축(84)을 갖는 정역구동이 가능한 수직이송모터(83)로 이루어진다.The
또 상기 수평이송수단(9)은 세부적으로 수직이송패널(5)의 전면에서 수평이송레일(61)과 평행하면서 자유 회전되게 베어링(911) 지지토록 설치된 리드스크루(91)와, 상기 리드스크루(91)에 나사 결합되면서 수평이송패널(6)의 후면에 고정 설치된 너트블록(92)과, 수직이송패널(5)의 일측에서 연장된 구동패널(11)에 고정 설치되면서 리드스크루(91) 일단에 고정되는 종동풀리(97)에 벨트(96)로 연동되게 설치하는 구동풀리(95)에 축결합된 수평이송구동축(94)을 갖는 정역구동이 가능한 수평이송모터(93)로 이루어진다.The horizontal conveying means 9 includes a
상기 본 발명은 도 1 내지 도 4에서와 같이 수직이송패널(5)의 전면에서 좌우로 이송되는 수평이송패널(6)을 양분하여 각각 필라멘트공급대(7)를 마주보게 설치해서 맨드릴(M) 중심으로 서로 가까워지거나 멀어지도록 한 것으로서, 보다 자세히는 수평이송패널(6)은 수직이송패널(5) 전면으로 고정 설치된 한 쌍의 수평이송레일(61)에 맨드릴(M) 중심을 기준으로 마주보게 결합된 제1수평이송패널(6-1)과 제2수평이송패널(6-2)로 분할되게 이루어진다.1 to 4, the
이에 따라 필라멘트공급대(7)는 제1수평이송패널(6-1) 및 제2수평이송패널(6-2)에 각각 맨드릴(M) 중심을 기준으로 마주보게 돌출 형성되는 제1필라멘트공급대(7-1)와 제2필라멘트공급대(7-2)로 분할되게 이루어지며, 이때 너트블록(92) 역시 제1수평이송패널(6-1)과 제2수평이송패널(6-2)의 후면에 각각 고정 설치되어 맨드릴(M) 중심을 기준으로 양측으로 절반씩 나선방향이 반대로 마주보게 형성된 양방향이중리드스크루(91-1)의 양측에 각각 대응되게 나사 결합되는 제1너트블록(92-1)과 제2너트블록(92-2)으로 이루어지는 것이다.The
상기 제1필라멘트공급대(7-1)와 제2필라멘트공급대(7-2)에는 도 1 및 도 3에서 보는 바와 같이 크릴박스(C)에서 공급되는 필라멘트(F)를 맨드릴(M)에 고정된 와인딩대상물(W)의 외측으로 안내토록 수개의 안내롤러를 갖도록 구성된 필라멘트토출구(70)가 구비되되, 이러한 필라멘트토출구(70)는 맨드릴(M)에 고정된 와인딩대상물(W)을 향해서 제1필라멘트공급대(7-1) 및 제2필라멘트공급대(7-2)의 길이방향에서 소정각도(θ°)로 경사지게 돌출 구성되는 것으로서, 필라멘트토출구(70)의 관통드럼(71)을 상기와 같이 소정각도(θ°)를 갖도록 제1필라멘트공급대(7-1) 및 제2필라멘트공급대(7-2)에 관통되게 설치하여 동일한 소정각도(θ°)를 갖도록 한 쌍의 지지브래킷(72)도 설치되며, 이러한 한 쌍의 지지브래킷(72) 사이에 설치된 인입안내롤러(73)와 수개의 정위치안내롤러(75)와 토출안내롤러(74)에 의해서 크릴박스(C)의 인출부(C1)로 인출되는 여러 가닥의 필라멘트(F)를 와인딩대상물(W)로 꼬임이나 당김이 없이 보다 원활하게 안내 공급할 수 있는 것이다.1 and 3, the filament F supplied from the krill box C is fed to the mandrel M through the first filament supply band 7-1 and the second filament supply band 7-2, The
또한 상기 제1필라멘트공급대(7-1) 및 제2필라멘트공급대(7-2)에는 각각 맨드릴(M)을 향해서 소정의 간격을 두고 크릴박스(C)에서 공급되는 필라멘트(F)를 맨드릴(M)에 고정된 와인딩대상물의 외측으로 안내하는 필라멘트토출구(70)는 도 1 내지 도 4에서와 같이 각각 2개씩 설치되며, 필요에 따라서는 제1필라멘트공급대(7-1)와 제2필라멘트공급대(7-2)에 각각 필라멘트토출구(70)를 3개 내지 4개까지도 설치할 수 있으며, 이때 제1필라멘트공급대(7-1)와 제2필라멘트공급대(7-2)의 길이가 길어지거나 각 필라멘트토출구(70)의 설치 위치에 따라서 소정각도(θ°)가 개별적으로 상이하게 달라질 수 있으며, 제1필라멘트공급대(7-1)와 제2필라멘트공급대(7-2)의 형태가 호형 등으로 가변될 수도 있는 등 다양하게 변화를 줄 수 있음은 당연한 것이다.The filaments F supplied from the krill box C are supplied to the first filament supply band 7-1 and the second filament supply band 7-2 at predetermined intervals toward the mandrel M, 1 to 4, two
상기와 같이 구성된 본 발명 수직의 고속 필라멘트 와인딩머신(1)은 기존의 필라멘트(F) 와인딩 장치들이 맨드릴(M)과 이에 고정되는 와인딩대상물(W)을 항상 수평으로 회전되게 설치되던 것에서 벗어나서 맨드릴(M)과 이에 고정된 와인딩대상물(W)을 수직으로 회전더게 설치할 수 있도록 전체 구조를 모두 새롭게 구현하고, 이에 따라서 수직의 와인딩대상물(W)의 외측 어디에서든지 여러 가닥의 필라멘트(F)를 다수의 필라멘트토출구(70)를 통해서 동시에 공급하여 고속으로 와인딩이 가능토록 함으로써, 와인딩의 속도와 효율을 향상시켜서 생산성을 극대화시킬 수 있는 것이다.The high-speed filament winding machine 1 of the present invention having the above-described structure according to the present invention is configured such that the conventional filament winding devices are separated from the mandrel M and the winding object W fixed thereto by being always rotated horizontally, M and the object to be wound W can be installed vertically and rotatably in a vertical direction so that a plurality of filaments F can be wound around a plurality of filaments F So that the yarn can be wound at a high speed, thereby improving the speed and efficiency of winding, thereby maximizing the productivity.
이와 같이 맨드릴(M)과 와인딩대상물(W)이 수직으로 기립되어 회전하는 본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이 수직이송수단(8)의 수직이송모터(83)를 정역 구동시키면 수직이송구동축(84)에 축결합된 피니언(82)이 수직이송대(4) 일측에 설치된 래크(81)를 따라 이동하면서 수직이송대(4)에 설치된 수직이송레일(41)을 타고 수직이송패널(5)이 상하로 이송됨에 따라서 수직이송패널(5)의 전방으로 위치되는 수평이송패널(6)과 이에 설치된 필라멘트공급대(7) 및 필라멘트토출구(70)가 상하로 이송하게 되는 것이다.6, when the
이와 더불어 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이 수평이송수단(9)의 수평이송모터(93)를 정역 구동시키면 수평이송구동축(94)의 회전 구동력을 구동풀리(95)와 벨트(96)로 연동되는 종동풀리(97)에 고정된 리드스크루(91)로 전달하여 리드스크루(91)에 나사 결합된 너트블록(92)을 좌우로 이송시켜서 수평이송패널(6)이 좌우로 이송됨에 따라서 수평이송패널(6)의 전방에서 돌출되는 필라멘트공급대(7) 및 필라멘트토출구(70)가 좌우로 이송하게 되는 것이다.7, when the
이때 상기 수평이송패널(6)은 제1수평이송패널(6-1)과 제2수평이송패널(6-2)로 나뉘면서 필라멘트공급대(7)도 제1수평이송패널(6-1) 및 제2수평이송패널(6-2)에 각각 맨드릴(M) 중심을 기준으로 마주보게 설치된 제1필라멘트공급대(7-1)와 제2필라멘트공급대(7-2)로 나뉘어서 맨드릴(M) 중심을 기준으로 양측 절반씩 나선방향이 반대로 마주보게 형성된 양방향이중리드스크루(91-1)의 양측에 각각 대응되게 나사 결합되어 제1수평이송패널(6-1)과 제2수평이송패널(6-2)의 후면에 고정 설치된 양분된 제1너트블록(92-1)과 제2너트블록(92-2)이 수평이송모터(93)의 구동에 의해서 양방향이중리드스크루(91-1)에서 가까이 모였다가 멀리 벌어지므로 해서 제1너트블록(92-1) 및 제2너트블록(92-2)이 고정 설치된 제1수평이송패널(6-1)과 제2수평이송패널(6-2)이 모였다가 벌어지면서 제1수평이송패널(6-1)과 제2수평이송패널(6-2)에 각각 설치된 제1필라멘트공급대(7-1)와 제2필라멘트공급대(7-2)가 맨드릴(M)을 향해서 가까워지거나 멀어지게 되어 제1필라멘트공급대(7-1)와 제2필라멘트공급대(7-2)에 설치된 각각의 필라멘트토출구(70)도 맨드릴(M)을 향해서 가까워지거나 멀어지게 되는 것으로서, 이와 같이 와인딩대상물(W)의 양측에서 각각 2~4군데의 필라멘트토출구(70)를 통해서 동시에 와인딩되도록 하여 와인딩 속도와 효율을 배가시킬 수 있는 것이다.The horizontal transport panel 6 is divided into a first horizontal transport panel 6-1 and a second horizontal transport panel 6-2 so that the filament supply band 7 is also separated from the first horizontal transport panel 6-1, And a second filament feeder 7-2 disposed on the second horizontal transfer panel 6-2 so as to be opposed to each other with respect to the center of the mandrel M to form a mandrel M Are connected to both sides of the bidirectional double lead screw 91-1 formed so as to face each other in the opposite directions with respect to the center of the first horizontal transfer panel 6-1 and the second horizontal transfer panel The first nut block 92-1 and the second nut block 92-2 are fixed to the rear surface of the bidirectional double lead screw 91-1 by driving the horizontal feed motor 93, The first horizontal transfer panel 6-1 and the second horizontal transfer panel 6-2, in which the first nut block 92-1 and the second nut block 92-2 are fixedly fixed, ) Gathered and then The first filament supply band 7-1 and the second filament supply band 7-2 provided in the first horizontal transfer panel 6-1 and the second horizontal transfer panel 6-2 are connected to the mandrel M So that the filament discharge ports 70 provided in the first filament supply band 7-1 and the second filament supply band 7-2 are also moved towards or away from the mandrel M, In this manner, the winding speed and efficiency can be doubled by simultaneously winding two or four filament discharge ports 70 on both sides of the object W to be wound.
또한 상기와 같이 수직이송패널(5)에서 좌우로 이송되는 제1필라멘트공급대(7-1) 및 제2필라멘트공급대(7-2) 각각의 필라멘트토출구(70)는 크릴박스(C)의 인출부(C1)에서 맨드릴(M)에 고정된 와인딩대상물(W) 사이에서 제1필라멘트공급대(7-1) 및 제2필라멘트공급대(7-2)의 길이방향으로부터 소정각도(θ°)를 갖도록 경사지게 관통드럼(71)이 설치되면서 관통드럼(71)에서 맨드릴(M) 쪽으로 돌출된 한 쌍의 지지브래킷(72) 사이에 자유 회전되는 인입안내롤러(73), 수개의 정위치안내롤러(75), 토출안내롤러(74)에 의해서 필라멘트(F)가 엉겨 붙거나 꼬이거나 과도하게 당기지 않아서 보다 원활한 안내 공급이 가능한 효과를 가지는 것이다.The
이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이며, 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정해지는 것이 아니라, 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It should be understood that the scope of the claims is not limited to the examples but covers the scope of the claims and the scope of equivalents thereof.
C:크릴박스 C1:인출부 F:필라멘트 F1:보빈 M:맨드릴 W:와인딩대상물
1:필라멘트 와인딩머신
2:하부베이스 21:스핀들 22:회전구동모터
3:상부지지대 31:이송지지구 32:실린더
4:수직이송대 41:수직이송레일
5:수직이송패널 51:수직슬라이더
6:수평이송패널 6-1:제1수평이송패널 6-2:제2수평이송패널 61:수평이송레일 62:수평슬라이더
7:필라멘트공급대 7-1:제1필라멘트공급대 7-2:제2필라멘트공급대 70::필라멘트토출구 71:관통드럼 72:지지브래킷 73:인입안내롤러 74:토출안내롤러 75:정위치안내롤러 76:안내홈
8:수직이송수단 81:래크 82:피니언 83:수직이송모터 84:수직이송구동축
9:수평이송수단 91:리드스크루 91-1:양방향이중리드스크루 911:베어링 92:너트블록 92-1:제1너트블록 92-2:제2너트블록 93:수평이송모터 94:수평이송구동축 95:구동풀리 96:벨트 97:종동풀리
10:구동부 11:구동패널
θ°:소정각도C: Creel box C1: Lead portion F: Filament F1: Bobbin M: Mandrel W: Winding object
1: filament winding machine
2: lower base 21: spindle 22: rotation drive motor
3: upper support 31: transfer support 32: cylinder
4: Vertical conveying rail 41: Vertical conveying rail
5: Vertical feed panel 51: Vertical slider
6: horizontal transfer panel 6-1: first horizontal transfer panel 6-2: second horizontal transfer panel 61: horizontal transfer rail 62: horizontal slider
7: filament supply band 7-1: first filament supply band 7-2: second filament supply band 70 :: filament outlet 71: through drum 72: support bracket 73: incoming guide roller 74: discharge guide roller 75: Guide roller 76: guide groove
8: vertical conveying means 81: rack 82: pinion 83: vertical feed motor 84: vertical feed drive shaft
9: horizontal feed means 91: lead screw 91-1: bidirectional double lead screw 911: bearing 92: nut block 92-1: first nut block 92-2: second nut block 93: horizontal feed motor 94: 95: drive pulley 96: belt 97: driven pulley
10: driving part 11: driving panel
θ °: a predetermined angle
Claims (6)
하부베이스(2)의 일측에 기립되어 스핀들(21)이 설치된 방향으로 수직이송레일(41)이 설치된 수직이송대(4);
수직이송대(4)의 상부에서 하부베이스(2)에 대향되게 돌출되어 스핀들(21)에 의해서 회전되는 맨드릴(M) 상단을 지지하는 이송지지구(31)가 설치된 상부지지대(3);
수직이송대(4)의 수직이송레일(41)에 결합되어 상하 이송되는 수직슬라이더(51)가 설치된 수직이송패널(5);
수직이송패널(5)의 전면에 설치된 수평이송레일(61)에 결합되어 좌우로 이송되는 수평슬라이더(62)가 설치된 수평이송패널(6);
수평이송패널(6)의 전방으로 돌출되어 크릴박스(C)로부터 공급되는 필라멘트(F)를 맨드릴(M)에 고정된 와인딩대상물(W)로 공급토록 구성된 필라멘트공급대(7);
수직이송패널(5)의 일측에 구비되며, 수직이송대(4)에서 수직이송패널(5)이 상하로 이송 작동되게 구성된 수직이송수단(8);
수직이송패널(5) 전면에서 수평이송패널(6)이 좌우로 이송 작동되게 구성된 수평이송수단(9)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직의 고속 필라멘트 와인딩머신.
A lower base 2 provided with a spindle 21 that stands up to be rotated by a rotation drive motor 22 installed on the upper side and engages a lower end of the mandrel M;
A vertical transfer table 4 provided on a side of the lower base 2 and provided with a vertical transfer rail 41 in a direction in which the spindle 21 is installed;
An upper support 3 provided with a conveying support 31 for supporting the upper end of the mandrel M which is protruded opposite to the lower base 2 at the upper portion of the vertical conveying belt 4 and rotated by the spindle 21;
A vertical conveying panel 5 provided with a vertical slider 51 coupled to the vertical conveying rail 41 of the vertical conveying belt 4 and being vertically conveyed;
A horizontal conveying panel 6 provided with a horizontal slider 62 coupled to a horizontal conveying rail 61 provided on the front surface of the vertical conveying panel 5 and being conveyed to the left and right;
A filament supply belt 7 which is projected forward of the horizontal transfer panel 6 and is configured to feed the filament F supplied from the krill box C to the winding object W fixed to the mandrel M;
Vertical conveying means (8) provided at one side of the vertical conveying panel (5) and configured to vertically convey the vertical conveying panel (5) in the vertical conveying path (4);
And a horizontal conveying means (9) configured to horizontally convey the horizontal conveying panel (6) from the front of the vertical conveying panel (5) to the left and right.
수직이송수단(8)은;
수직이송대(4) 일측에서 상하 길이방향으로 설치된 래크(81);
래크(81)에 치차 결합되는 피니언(82);
피니언(82)을 회전 구동시키도록 피니언(82)에 축결합된 수직이송구동축(84)을 갖도록 수직이송패널(5)의 일측에서 연장된 구동패널(11)에 고정 설치된 정역구동의 수직이송모터(83)로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직의 고속 필라멘트 와인딩머신.
The method of claim 1,
The vertical transfer means 8 comprises:
A rack 81 provided in the vertical direction from one side of the vertical bar 4;
A pinion 82 to be engaged with the rack 81;
A vertical conveying motor fixed to the drive panel 11 extending from one side of the vertical conveying panel 5 so as to have a vertical conveying drive shaft 84 axially coupled to the pinion 82 to rotationally drive the pinion 82, (83). ≪ / RTI >
수평이송수단(9)은;
수직이송패널(5)의 전면에서 수평이송레일(61)과 평행하면서 자유 회전되게 베어링(911) 지지토록 설치된 리드스크루(91);
리드스크루(91)에 나사 결합되면서 수평이송패널(6)의 후면에 고정 설치된 너트블록(92);
리드스크루(91) 일단의 일단에 고정되는 종동풀리(97)에 벨트(96)로 연동되게 설치하는 구동풀리(95)에 축결합된 수평이송구동축(94)을 갖도록 수직이송패널(5)의 일측에서 연장된 구동패널(11)에 고정 설치된 정역구동의 수평이송모터(93)로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직의 고속 필라멘트 와인딩머신.
The method of claim 1,
The horizontal conveying means 9 comprises:
A lead screw 91 installed on the front surface of the vertical transfer panel 5 to support the bearing 911 so as to be freely rotated in parallel with the horizontal transfer rail 61;
A nut block 92 screwed to the lead screw 91 and fixed to the rear surface of the horizontal transfer panel 6;
The vertical conveying panel 5 is provided with the horizontal conveying driving shaft 94 axially coupled to the driving pulley 95 interlocked with the belt 96 to the driven pulley 97 fixed to one end of the lead screw 91. [ And a horizontal feed motor (93) fixed to the drive panel (11) extending from one side thereof.
수평이송패널(6)은 수직이송패널(5) 전면의 수평이송레일(61)에 맨드릴(M) 중심을 기준으로 마주보게 결합된 제1수평이송패널(6-1) 및 제2수평이송패널(6-2)로 이루어지며;
필라멘트공급대(7)는 제1수평이송패널(6-1) 및 제2수평이송패널(6-2)에 각각 맨드릴(M) 중심을 기준으로 마주보게 설치된 제1필라멘트공급대(7-1) 및 제2필라멘트공급대(7-2)로 이루어지며;
리드스크루(91)는 맨드릴(M) 중심을 기준으로 양측 절반씩 나선방향이 반대로 마주보게 형성된 양방향이중리드스크루(91-1)로 이루어지며;
너트블록(92)은 양방향이중리드스크루(91-1)의 양측에 각각 대응되게 나사 결합되어 제1수평이송패널(6-1)과 제2수평이송패널(6-2)의 후면에 고정 설치된 양분된 제1너트블록(92-1) 및 제2너트블록(92-2)으로 이루어져서;
수평이송모터(93)의 구동에 의해서 양방향이중리드스크루(91-1)가 회전하면 양방향이중리드스크루(91-1) 양측에 결합된 제1너트블록(92-1)과 제2너트블록(92-2)이 고정 설치된 제1수평이송패널(6-1)과 제2수평이송패널(6-2)이 수평으로 이송되어 제1필라멘트공급대(7-1)와 제2필라멘트공급대(7-2)가 맨드릴(M)을 향해서 가까워지거나 멀어지게 이루어진 것을 특징으로 하는 수직의 고속 필라멘트 와인딩머신.
The method of claim 3,
The horizontal transfer panel 6 includes a first horizontal transfer panel 6-1 and a second horizontal transfer panel 6-1 which are coupled to the horizontal transfer rail 61 on the front surface of the vertical transfer panel 5 and face the center of the mandrel M, (6-2);
The filament supply stand 7 is provided with a first filament supply stand 7-1 disposed opposite to the center of the mandrel M on the first horizontal transfer panel 6-1 and the second horizontal transfer panel 6-2, ) And a second filament supply band (7-2);
The lead screw 91 is composed of a bidirectional double lead screw 91-1 whose helical direction is opposite to that of the mandrel M in half by half with respect to the center of the mandrel M;
The nut block 92 is screwed on both sides of the bidirectional double lead screw 91-1 so as to be fixed to the rear surface of the first horizontal transfer panel 6-1 and the second horizontal transfer panel 6-2 A first nut block 92-1 and a second nut block 92-2 which are divided into two;
When the bidirectional double lead screw 91-1 is rotated by the driving of the horizontal feed motor 93, the first nut block 92-1 and the second nut block 92-1 coupled to both sides of the bidirectional double lead screw 91-1 The first horizontal transport panel 6-1 and the second horizontal transport panel 6-2 are transported horizontally so that the first filament supply band 7-1 and the second filament supply band 7-2) are brought closer to or away from the mandrel (M).
제1필라멘트공급대(7-1) 및 제2필라멘트공급대(7-2)에는 각각 크릴박스(C)에서 공급되는 필라멘트(F)를 맨드릴(M)에 고정된 와인딩대상물(W)의 외측으로 안내토록 수개의 안내롤러를 갖도록 구성된 필라멘트토출구(70)가 구비되며;
필라멘트토출구(70)는 맨드릴(M)에 고정된 와인딩대상물(W)을 향해서 제1필라멘트공급대(7-1) 및 제2필라멘트공급대(7-2)의 길이방향에서 소정각도(θ°)로 경사지게 돌출 구성된 것을 특징으로 하는 수직의 고속 필라멘트 와인딩머신.
The method of claim 4,
The filament F supplied from the krill box C is supplied to the first filament supply band 7-1 and the second filament supply band 7-2 to the outside of the wound object W fixed to the mandrel M A filament discharge port 70 configured to have several guide rollers so as to be guided to the filament outlet 70;
The filament outlet 70 is connected to the winding object W fixed to the mandrel M at a predetermined angle of θ ° in the longitudinal direction of the first filament supply band 7-1 and the second filament supply band 7-2. ). ≪ / RTI > A vertical high-speed filament winding machine comprising:
제1필라멘트공급대(7-1) 및 제2필라멘트공급대(7-2)에는 각각 맨드릴(M)을 향해서 소정의 간격을 두고 크릴박스(C)에서 공급되는 필라멘트(F)를 맨드릴(M)에 고정된 와인딩대상물(W)의 외측으로 안내토록 설치된 2~4개의 필라멘트토출구(70)가 구비된 것을 특징으로 하는 수직의 고속 필라멘트 와인딩머신.The method of claim 4,
The filament F supplied from the krill box C is fed to the mandrel M through the mandrel M at a predetermined interval in the first filament supply band 7-1 and the second filament supply band 7-2, , And two to four filament discharging openings (70) provided so as to be guided to the outside of the object (W) fixed to the winding object (W).
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