KR102400429B1 - 엔드마크 방지 텐션릴 및 이를 포함하는 코일 권취 장치 - Google Patents

엔드마크 방지 텐션릴 및 이를 포함하는 코일 권취 장치 Download PDF

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KR102400429B1
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서현용
이준규
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Abstract

본 발명은 반복사용이 가능한 코일 내권부의 진원을 유지하며, 엔드마크를 방지하는 것으로, 일실시예에서, 강판을 권취하는 텐션릴로서, 강판과 접하게 외측에 배치되며, 탄성부재로 형성되며 외면으로부터 내측으로 들어간 오목부를 포함하는 슬리브; 상기 슬리브 내부에 배치되며, 반경 방향으로 이동 가능한 복수의 세그먼트; 상기 세그먼트에 연결된 회전축; 및 상기 슬리브와 세그먼트 사이에서 상기 세그먼트를 둘러싸게 배치되며, 탄성부재로 형성되며, 상기 세그먼트의 확장 시에 양단부가 맞닿는 스프링 부재;를 포함하는 엔드마크 방지 텐션릴을 제공한다.

Description

엔드마크 방지 텐션릴 및 이를 포함하는 코일 권취 장치{Tension Reel for Preventing End Mark and Coiling Device Comprising It}
본 발명은 강판 권취시 발생할 수 있는 엔드마크를 방지할 수 있는 텐션릴 및 이를 포함하는 코일 권취 장치에 대한 것이다.
종래기술에 따른 엔드마크 방지 장치는, 일례로서 압축종이 슬리브를 이용하여 권취하는데 코일에서 슬리브를 제거하지 않는 형태, 즉 코일과 함께 운반되어야 하는 것으로서 강판의 제조 비용에 포함되고, 슬리브 표면의 기하학적인 단차 홈 가공으로 슬리브 제작 시 시간 및 비용이 증대되며, 텐션릴 확장 시 텐션릴 세그멘트 간의 간격이 벌어져 텐션릴 마크가 강판에 전이되는 문제점이 있다.
도 1 에는 종래의 코일 권취 장치에서의 강판(P)이 권취 모습의 개략도가 도시되어 있다. 도 1 에서 보이듯이, 강판(P)이 권취되는 경우에 강판 단부(PE)에서 단차가 발생되며, 이러한 단차가 귄취가 진행됨에 따라서 자국으로 남게 되어 강판 단부(PE) 위치에서 엔드마크(EM)가 발생하였다.
(특허문헌 1) KR10-1373137 B
본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 반복사용이 가능한 코일 내권부의 진원을 유지하며, 엔드마크를 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 엔드마크 방지 텐션릴 및 이를 포함하는 코일 권취 장치를 제공한다.
본 발명은 일실시예에서, 강판을 권취하는 텐션릴로서, 강판과 접하게 외측에 배치되며, 탄성부재로 형성되며 외면으로부터 내측으로 들어간 오목부를 포함하는 슬리브; 상기 슬리브 내부에 배치되며, 반경 방향으로 이동 가능한 복수의 세그먼트; 상기 세그먼트에 연결된 회전축; 및 상기 슬리브와 세그먼트 사이에서 상기 세그먼트를 둘러싸게 배치되며, 탄성부재로 형성되며, 상기 세그먼트의 확장 시에 양단부가 맞닿는 스프링 부재;를 포함하는 엔드마크 방지 텐션릴을 제공한다.
일실시예에서, 상기 슬리브의 폭은 강판의 폭보다 크며, 고무 재질로 형성될 수 있다.
일실시예에서, 상기 오목부는 상기 슬리브의 반경 방향으로 연장하는 제 1 면과 상기 제 1면에 수직한 제 2 면을 포함하며, 상기 제 2 면은 상기 세그먼트의 확장 시 상기 제 1 면의 외측 단부에서의 접선에 평행할 수 있다.
일실시예에서, 상기 스프링 부재의 양 단부는 상기 세그먼트의 확장 시에 양단부가 맞닿을 때 스프링 부재가 진원을 이루도록 서로 대응되는 형상을 가질 수 있다.
일실시예에서, 상기 양 단부는 상기 스프링 부재의 연장방향에 대하여 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명은 일실시예에서, 상술한 텐셜릴, 상기 강판을 이송시키는 핀치롤; 상기 핀치롤과 상기 텐션릴 사이에 배치되며, 상기 텐션릴로 이송되는 강판을 지지하는 가이드 플레이트; 및 상기 강판 및 상기 오목부를 감지하여 이송되는 강판의 단부가 상기 오목부로 이송되게 하는 센서부를 포함하는 코일 권취 장치를 제공할 수 있다.
일실시예에서, 상기 센서부는 상기 강판의 단부를 감지하는 강판 감지 센서; 상기 오목부를 감지하는 오목부 감지 센서; 및 상기 강판 감지 센서, 오목부 감지 센서, 상기 핀치롤의 구동축과 연결된 제 1 모터 및 상기 텐션릴의 구동축과 연결된 제 2 모터에 연결되며, 상기 강판 감지 센서 및 상기 오목부 감지 센서의 신호에 따라서, 상기 제 1 및 제 2 모터를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 텐션릴 주위에 배치되며, 상기 강판을 상기 슬리브 방향으로 가압하게 구성된 벨트부를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 모터는 상기 제어부에 연결된 엔코더가 부착되며, 상기 제어부는 상기 엔코더의 신호를 고려하여 상기 제 1 및 제 2 모터를 동작시킬 수 있다.
일실시예에서, 상기 벨트부는 상기 제어부에 연결되며, 상기 제어부는 강판의 초기 권취 시에만 상기 강판을 상기 슬리브 방향으로 가압하게 할 수 있다.
일실시예에서, 상기 강판 감지 센서는 상기 가이드 플레이트 상측에, 상기 오목부 감지 센서는 상기 텐션릴 상측에 배치될 수 있다.
본 발명은 위와 같은 구성을 통하여, 반복사용이 가능한 코일 내권부의 진원을 유지하며, 엔드마크를 방지하는 것이 가능하다.
도 1 은 종래의 코일 권취 장치에서의 권취 모습의 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 코일 권취 장치의 개략사시도이다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 텐션릴의 세그먼트 확장시의 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 텐셜릴의 세그먼트 축소시의 개략도이다.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 코일 권취 장치에서 권취 시작 모습의 개략도이다.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 코일 권취 장치에서 권취 모습의 개략도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달 될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현 될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2 에는 본 발명의 일실시예에 따른 코일 귄취 장치(1)의 개략 사시도가 개시되어 있으며, 도 3 에는 본 발명의 일실시예에 따른 텐션릴(100)의 세그먼트(130) 확장시의 개략도가 도시되어 있고, 도 4 에는 본 발명의 일실시예에 따른 텐셜릴(100)의 세그먼트(130) 축소시의 개략도가 도시되어 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 코일 권취 장치(1)는 엔드마크를 방지하는 텐션릴(100); 상기 텐션릴(100) 전방에 배치되며, 상기 강판을 텐션릴(100)로 이송시키는 핀치롤(300); 상기 핀치롤(300)과 상기 텐션릴(100) 사이에 배치되며, 상기 텐션릴(300)로 이송되는 강판(P)을 지지하는 가이드 플레이트(400); 및 상기 강판(P) 및 상기 텐션릴(100)에 형성된 오목부(115; 도 2 참고)를 감지하여 이송되는 강판(P)의 단부가 상기 오목부(115)로 이송되게 하는 센서부(200)를 포함한다.
텐션릴(100)은 텐션릴 구동 모터(190)에 연결된 회전축(140), 상기 회전축(140)을 둘러싸는 세그먼트(130); 상기 세그먼트(130)를 둘러싸는 스프링 부재(120) 및 강판과 접하게 외측에 배치되며, 탄성부재로 형성되며, 외면으로부터 내측으로 들어간 오목부(115)를 포함하는 슬리브(110)를 포함한다.
슬리브(110)는 탄성부재, 예를 들면 고무 재질로 형성되며, 일정한 두께를 가지며, 강판(P)의 폭보다 큰 폭을 가진다. 슬리브(110)는 세그먼트(130)의 이동에 의해서, 세그먼트(130)가 수축되는 경우에는 함께 수축되도록 구성되어 상기 슬리브(110) 상에 감겨져 있는 코일의 제거가 용이하게 한다. 슬리브(110)는 세그먼트(130)가 확장되었을 때, 내면이 스프링 부재(120)에 밀착되며, 이 상태에서 슬리브(110)는 외면이 진원 형상을 가진다.
슬리브(110)의 외면 적어도 한 부분에는 오목부(115)가 형성된다. 오목부(115)는 슬리브(110)의 원주 방향을 따라서 절곡부분 없이 형성될 수도 있으나, 도 2 에 도시된 바와 같이 일측에 단차를 가지게 형성되는 것도 가능하다.
상기 오목부(115)는 세그먼트(130)가 확장되었을 때, 일지점(115a)에서 반경방향으로 절곡된 단차면(115b)을 가지며, 상기 단차면(115b)은 상기 일지점(115a)의 접선에 평행한 연장면(115c)에 연결된다. 따라서, 상기 오목부(115)는 단차면(115b)과 연장면(115c)를 가지며, 상기 슬리브(110)가 진원 형상을 가지기 때문에, 상기 단차면(115b)과 연장면(115c)는 서로 직교한다.
이 실시예에서, 슬리브(110)는 하나의 오목부(115)만을 가지는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니며 필요에 따라서 복수 개의 오목부(115)를 가지는 것도 가능하다.
스프링 부재(120)는 슬리브(110)의 내측에 위치하며, 상기 회전축(140)의 축방향에서 수직한 단면 상에서 끊어지 면을 가지도록 구성된다. 즉, 스프링 부재(120)는 상기 단면 상에서 서로 대응되는 형상을 가지는 제 1 단부(121)와 제 2 단부(122)를 가진다. 세그먼트(130)가 확장되지 않은 경우에는 상기 제 1 단부(121)와 상기 제 2 단부(122)는 상기 스프링 부재(120)의 수축에 의해서 서로 엇갈려 배치되나(도 3 참고), 상기 세그먼트(130)가 확장되면 단면 상에서 상기 제 1 단부(121)와 제 2 단부(122)가 서로 맞닿아서 상기 스프링 부재(120)가 끊어지지 않고 원형을 이루게 된다(도 2 참고).
스프링 부재(120)는 상기 세그먼트(130)가 확장할 때, 상기 제 1 단면(121)과 제 2 단면(122)이 원만하게 맞닿을 수 있으며, 세그먼트(130) 축소 시에는 슬리브(110)의 수축력과 스프링 부재(120)의 탄성 복원력에 의해 수축되어 폭방향으로의 인위적인 미끄러지도록 상기 제 1 단면(121)과 제 2 단면(122)이 경사면으로 형성되는 것이 바람직하며, 여기서 경사면은 단면상에서 직선이 아닌 곡선인 경우도 포함한다.
세그먼트(130)는 도 2 에서 보이듯이, 복수 개의 세그먼트 피스(131, 132, 133, 134)를 포함하며, 텐션릴(100)은 상기 세그먼트(130)와 상기 회전축(140) 사이에 캠구조(미도시)를 포함하여 회전축(140)이 축방향의 일방향으로 이동함에 따라서, 상기 세그먼트(130)를 반경 방향 외측으로 밀어내며, 반대방향으로 이동하는 경우 세그먼트(130)를 반경 방향 외측으로 가압하지 않게 되어, 상기 세그먼트(130)는 스프링 부재(120), 슬리브(110)의 탄성 복원력에 의해서 세그먼트(130)는 회전축(140)에 밀착하게 이동된다.
세그먼트 피스(131, 132, 133, 134)의 외면은 상기 세그먼트(130)가 확장되었을 때의 직경에 따른 원주면에 대응되는 외면을 가지며, 상기 세그먼크가 확장됨에 의해서 상기 스프링 부재(120)도 상기 세그먼트(130)에 의해서 진원 형상을 가지고 동일하게 상기 슬리브(110)도 진원 형상을 가지게 된다.
회전축(140)는 텐션릴 구동 모터(190)에 연결되며, 상기 텐션릴 구동 모터(190)의 구동에 의해서 상기 텐션릴(100)을 회전시킨다. 앞에서 말한 바와 같이 회전축(140)은 회전축의 축방향 이동을 반경 방향으로 전환시키는 캠구조를 포함하거나, 캠구조에 연결되어 상기 세그먼트(130)를 반경 방향으로 확장시킬 수도 있다.
센서부(200)는 상기 텐션롤(100)의 슬리브(110) 외측의 오목부(115)에 상기 강판(P)의 단부가 위치하게 하는 구성으로, 상기 강판의 단부를 감지하는 강판 감지 센서(230); 상기 오목부(115)를 감지하는 오목부 감지 센서(220); 및 상기 강판 감지 센서(230), 오목부 감지 센서(220), 상기 핀치롤(300)의 구동축과 연결된 핀치롤 구동 모터(310) 및 상기 텐션릴(100)의 회전축과 연결된 텐션릴 구동 모터(190)에 연결되며, 상기 강판 감지 센서(230) 및 상기 오목부 감지 센서(220)의 신호에 따라서, 상기 핀치롤 및 텐션릴 구동 모터(190, 310)를 제어하는 제어부(210)를 포함한다.
상기 오목부 감지 센서(220) 및 상기 강판 감지 센서(230)는 상기 텐션릴(100) 상부 및 가이드 플레이트(400) 상부에 배치될 수 있으며, 화상을 촬영하여 강판 단부 혹은 오목부를 감지하는 화상 센서 혹은 변위 센서로 구성될 수 있으며, 강판 단부 혹은 오목부를 감지할 수 있다면 다른 방식의 센서가 적용되는 것도 가능하다.
상기 텐션릴 구동 모터(190) 및 상기 핀치롤 구동 모터(310)에는 엔코더가 구비되어, 회전정도를 정확하게 제어부(210)에 전달할 수 있으며, 상기 제어부(210)는 상기 센서(220, 230) 및 엔코더의 정보에 기초하여 상기 강판의 단부를 정확하게 상기 오목부(115)에 위치하게 제어하는 것이 가능하다.
핀치롤(300)은 가이드 플레이트(400)의 전방에 배치되며, 상기 가이드 플레이트(400)를 통과하여 상기 텐션릴(100)로 상기 강판(P)이 이동되는 구동력을 제공한다. 핀치롤(300)은 통상의 핀치롤(300)과 동일하므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
가이드 플레이트(400)는 상기 핀치롤(300)을 통과한 강판(P)이 정확하게 오목부(115)로 이동될 수 있도록 강판을 가이드하는 역할을 수행하는 것으로 수평 방향에 대하여 경사진 판형상의 구조물이다.
본 발명에 따른 코일 권취 장치(1)의 동작에 대하여 설명하며, 강판(P)이 핀치롤(300)에 의해서 상기 텐션릴(100)로 공급되면 제어부(210)는 세그먼트(130)가 확장된 상태의 텐션릴(100)을 회전시키면서 상기 오목부 감지 센서(220)을 통하여 상기 오목부(115)가 정위치에 위치하도록 제어한다. 여기서 정위치라 함은 상기 가이드 플레이트(400)를 타고 강판(P)이 진입될 때, 강판(P)의 단부가 텐션릴(100)에 접촉되는 위치이다.
이때, 제어부(210)는 상기 강판 감지 센서(230)를 통하여 강판(P)의 공급 상황도 감시하여, 정위치에 위치한 오목부(115)로 상기 강판(P)의 단부가 위치되게 한다. 강판(P)의 단부가 상기 오목부(115)의 단차면(115b)에 맞닿게 되면, 상기 강판(P)을 슬리브(110)에 밀착시킨 상태에서 상기 핀치롤 구동 모터(310)과 상기 텐션롤 구동 모터(190)를 동작시켜, 상기 텐션롤(100)에 강판(P)가 코일로 권취되게 한다.
코일의 권취가 완료되면 회전축(140)의 이동으로 상기 세그먼트(130)가 축소되며, 귄취된 코일은 텐션릴(100)로부터 용이하게 빠질 수 있다.
도 5 에는 텐션릴(100)의 초기 회전시에 강판(P)을 슬리브(110) 외면에 밀착시키는 벨트부(150)가 도시된 개략도이다.
강판(P)이 이송되어 강판(P) 단부(PE)가 슬리브(110)의 오목부(115)에 안착되면 텐션릴(100)이 회전을 시작하는데 이때 단부(PE)가 슬리브(110)의 오목부(115)에서 이탈되지 않도록 벨트부(150)가 구비 되어 있다. 벨트부(150)는 슬리브(401)와의 마찰력으로 구동되며 궤도형태로 회전하기 위해 엔드리스 밸트(151)와 밸트 텐션 롤러(152)를 포함한다. 강판 단부(PE)가 한 바퀴 회전하여 코일 형태로 권취되기까지 강판 단부(PE)를 안내하는 강판 권취 가이드(160)도 구비된다.
도 6 에는 본 발명의 텐션릴(100)에 의해서 권취된 코일의 모습이 도시되어 있다. 도 6 에서 보이듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션릴(100)의 슬리브(110)와 스프링 부재(120)를 적용하게 되면 슬리브(110)에 구비된 오목부(115)에 의해서 강판 단부(PE)의 두께가 보상되며, 세그먼트(130) 및 스프링 부재(120)에 의해서 슬리브(110)가 진원이 유지되는 상태에서 권취되므로 엔드마크가 방지될 뿐만 아니라, 진원이 유지된 코일을 권취할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 실시예로 제한되는 것은 아니며 다양하게 변형되서 실시될 수 있다.
1: 코일 권취 장치 100: 텐션릴
110: 슬리브 115: 오목부
120: 스프링 부재 130: 세그먼트
140: 회전축 150: 벨트부
160: 강판 권취 가이드 200: 센서부
210: 제어부 220: 오목부 감지 센서
230: 강판 감지 센서 300: 핀치롤
400: 가이드 플레이트 P: 강판
PE: 강판 단부

Claims (11)

  1. 강판을 권취하는데 사용되는 텐션릴로서,
    강판과 접하게 외측에 배치되며, 탄성부재로 형성되며, 외면으로부터 내측으로 들어간 오목부를 포함하는 슬리브;
    상기 슬리브 내부에 배치되며, 반경 방향으로 이동 가능한 복수의 세그먼트;
    상기 세그먼트에 연결된 회전축; 및
    상기 슬리브와 세그먼트 사이에서 상기 세그먼트를 둘러싸게 배치되며, 탄성부재로 형성되며, 상기 세그먼트의 확장 시에 양단부가 맞닿는 스프링 부재; 를 포함하는 엔드마크 방지 텐션릴.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬리브의 폭은 강판의 폭보다 크며, 고무 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 엔드마크 방지 텐션릴.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 오목부는 상기 슬리브의 반경 방향으로 연장하는 제 1 면과 상기 제 1면에 수직한 제 2 면을 포함하며,
    상기 제 2 면은 상기 세그먼트의 확장 시 상기 제 1 면의 외측 단부에서의 접선에 평행한 것을 특징으로 하는 엔드마크 방지 텐션릴.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프링 부재의 양 단부는 상기 세그먼트의 확장 시에 양단부가 맞닿을 때 스프링 부재가 진원을 이루도록 서로 대응되는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 엔드마크 방지 텐션릴.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 양 단부는 상기 스프링 부재의 연장방향에 대하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 엔드마크 방지 텐션릴.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 엔드마크 방지 텐션릴;
    상기 강판을 이송시키는 핀치롤;
    상기 핀치롤과 상기 텐션릴 사이에 배치되며, 상기 텐션릴로 이송되는 강판을 지지하는 가이드 플레이트; 및
    상기 강판 및 상기 오목부를 감지하여 이송되는 강판의 단부가 상기 오목부로 이송되게 하는 센서부를 포함하는 코일 권취 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 센서부는
    상기 강판의 단부를 감지하는 강판 감지 센서;
    상기 오목부를 감지하는 오목부 감지 센서; 및
    상기 강판 감지 센서, 오목부 감지 센서, 상기 핀치롤의 구동축과 연결된 제 1 모터 및 상기 텐션릴의 구동축과 연결된 제 2 모터에 연결되며, 상기 강판 감지 센서 및 상기 오목부 감지 센서의 신호에 따라서, 상기 제 1 및 제 2 모터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 권취 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 텐션릴 주위에 배치되며, 상기 강판을 상기 슬리브 방향으로 가압하게 구성된 벨트부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 권취 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 모터는 상기 제어부에 연결된 엔코더가 부착되며,
    상기 제어부는 상기 엔코더의 신호를 고려하여 상기 제 1 및 제 2 모터를 동작시키는 것을 특징으로 하는 코일 권취 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 벨트부는 상기 제어부에 연결되며,
    상기 제어부는 강판의 초기 권취 시에만 상기 강판을 상기 슬리브 방향으로 가압하게 하는 것을 특징으로 하는 코일 권취 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 강판 감지 센서는 상기 가이드 플레이트 상측에,
    상기 오목부 감지 센서는 상기 텐션릴 상측에 배치되는 것을 특징으로 하는 코일 권취 장치.
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