KR102593743B1 - 타이어 열 프레스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 미가공품을 가황처리하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 타이어 미가공품을 수용하기 위한 하나 이상의 가열 몰드를 포함한다. 상기 장치는 열 매질을 위한 하나 이상의 조절식 공급 장치를 추가로 포함하되, 상기 조절식 공급 장치에는 하나 이상의 밸브(239)가 제공된다. 밸브는 액상 유체(25)에 의해 작동되는 배열 장치를 포함한다.

Description

타이어 열 프레스

본 발명은 타이어 미가공품을 가황처리하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 타이어 미가공품을 수용하기 위한 하나 이상의 가열 몰드와 열 매질을 위한 하나 이상의 조절식 공급 장치를 포함하되, 상기 조절식 공급 장치에는 하나 이상의 밸브가 제공된다.

타이어 제작에 있어서, 복수의 제작 단계가 수행된다. 첫 번째 제작 단계에서, 일반적으로, 엘라스토머 재료의 압출 스트립(extruded strip)이 타이어 제작 드럼(drum) 상에서 함께 결합되어(joined) 타이어 미가공품(tire blank)을 형성한다. 이 첫 번째 단계는, "강철-벨트형 타이어(steel-belted tire)"가 제작될 수 있도록 하기 위하여, 종종 강철(steel)로 형성된 와이어(wire)-타입의 강화 삽입체(reinforcing insert)를 사용하여 수행된다.

그 뒤, 타이어 미가공품은 열 프레스(heating press)로 이송되며(transferred), 상기 열 프레스에서, 가열 몰드(heatable mold) 내에 삽입되어 통상적으로 내부 압력(internal pressure)을 받게 된다. 일반적으로, 타이어 미가공품을 수용하는 몰드가 가열될 수 있으며 가황처리 공정(vulcanization) 동안, 내부 압력을 받게 하기 위하여 타이어 미가공품 내에 열 매질(heating medium)을 주입할 수 있는데, 이에 따라, 사전결정된 타이어 윤곽형태가 안정화될 수 있다.

열 매질로서, 다양한 물질들이 사용될 수 있다. 증기(steam), 뜨거운 물(hot water) 또는 고온의 질소(hot nitrogen)가 널리 사용된다. 열 매질은 보통 공압-작동식 밸브에 의해 가황처리 공정에 공급된다. 일반적으로, "단안정 밸브(monostable valve)"가 사용된다. 특히, 정상 상태(normal state)에서 닫혀 있거나 혹은 정상 상태에서 개방되어 있는 밸브가 사용된다. 정상 상태에서 닫혀 있는 밸브가, 열 매질이 공급되는 영역에서 종종 사용된다. 이때, 컨트롤 매질(control medium)은 밸브들이 스프링 힘(spring force)에 대해 개방 상태로 이동되게 한다. 긴급상황 작동중지(emergency shutdown) 및/또는 컨트롤 압력(control pressure)의 실패 경우에, 밸브들은 스프링 힘에 의해 닫힌 상태(closed state)로 이동된다. 정상 상태에서 개방되어 있는 밸브들은 통상 출구 영역(outlet area)에서 사용된다. 이때, 스프링은, 압력 실패의 경우에, 밸브가 개방 위치로 가게 한다. 이에 따라, 압축된 공간(pressurized space)이 대기(environment)로 통기되며(vented), 그 결과, 감압되어(depressurized) 안전하게 된다.

이와 유사하게, 전기 조절식 밸브도 이미 공지되어 있다. 하지만, 이러한 밸브들은 변환 시간(switching time)에 있어서 종종 느리다. 게다가, 이러한 밸브들은 종종 개방 위치 또는 닫힌 위치에서는 사전결정된 정상 상태(predetermined normal state)를 구현할 수 없다.

또한, 밸브가 상대적으로 큰 공칭 직경(nominal diameter)을 가진 경우, 열 매질의 압력이 감소할 위험이 존재하는 결점도 있다. 게다가, 요구되는 작동 힘(actuating force)도 종종 상대적으로 커야 한다.

통상적인 타이어 제작 공정에서, 종종, 다수의 타이어 열 프레스가 제작 공장에서 작동된다. 공압-조절식 밸브의 경우에, 압축 가스(pressurized gas)를 공급하기 위하여, 매우 복잡한 파이프 배관 연결이 요구된다. 이러한 종류의 공압 장치들에서, 누출(leak) 및 누출이 새지 않도록 하는 과정에 관련된 문제점들로 인해, 사용되는 압축 공기의 최대 약 80%까지 총 손실이 발생할 수 있다. 따라서, 실제 컨트롤 공정을 위해 필요한 압축 공기의 양보다 현저하게 많은 압축 공기가 제공되어야 한다. 그 결과, 상대적으로 대형이며, 따라서, 상대적으로 값비싼 압축기(compressor)가 필요하거나, 혹은 필요한 압축기의 수가 증가되어야 하며 그에 따라 비용도 현저하게 증가한다. 이때, 비용은 설비 비용 뿐만 아니라 작동 비용도 포함된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 기술적인 퀄리티를 유지하면서도 보다 효율적으로 열 매질(heating medium) 공급을 조절하기 위한 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 본 발명에 따른 밸브(valve)가 액상 유체(liquid fluid)에 의해 작동되는 배열 장치(positioning device)를 포함하는 특징에 의해 구현된다.

액상 유체를 위한 공급 장치(supply device)가 대기(environment)로부터 밀봉될 수 있는데(sealed off), 이러한 액상 유체를 위한 공급 장치는 기상 유체(gaseous fluid)를 위한 공급 및 분배 장치(supply and distribution device)에 비해 현저하게 효율적이다. 따라서, 기상 유체를 위한 설비보다는, 액상 유체를 위한 상응하는 라인 시스템(line system)에서, 일반적으로 현저하게 낮은 누출 손실(leakage loss)이 발생한다.

배열 장치가 피스톤-실린더 조립체(piston-cylinder assembly)를 가지면, 밸브 위치가 정확하게 사전결정될 수 있다(predetermined).

요구되는 체적 흐름(volume flow) 및 요구 압력을 제공하기 위하여, 압력을 축적하고(buildup) 액상 유체를 이동하기 위해 펌프(pump)가 사용된다.

펌프가 탱크(tank)에 연결되면, 충분한 양의 액상 유체가 제공될 수 있다.

그와 동시에, 밸브들 중 하나 이상의 밸브가 컨트롤 밸브(control valve)에 연결되면, 매우 안정적으로 조절될 수 있다.

설비 안전을 향상시키기 위하여, 밸브들 중 하나 이상의 밸브가 단안정 밸브(monostable valve)로 구성된다.

밸브들 중 하나 이상의 밸브가 정상 위치(normal position)를 구현하기 위하여 스프링(spring)을 가지면, 밸브의 정상 상태(normal state)가 사전결정될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 입구 밸브(inlet valve)는 정상 상태에서 닫혀 있다.

이와 비슷하게, 출구 밸브(outlet valve)는 정상 상태에서 개방될 수도 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 열 프레스(heating press)는 액상 유체 의해 조절되는 하나 이상의 압력 컨트롤 밸브(pressure control valve)를 가진다.

본 발명의 예시된 실시예들은 첨부도면에서 개략적으로 도시된다:
도 1은 한 예로서 칼럼-타입의 열 프레스를 이용하는 열 프레스를 개략적으로 예시한 도면,
도 2는 액상 유체를 사용할 때 밸브 컨트롤을 예시하는 회로 다이어그램.

도 1은 열 프레스(1)의 구조적인 형태를 보여준다. 열 프레스(1)는 그린 타이어(green tire)(도시되지 않음)의 재료를 가황처리 하도록(vulcanize) 사용된다. 그린 타이어를 수용하기 위하여, 열 프레스(1)는 상측 몰드 절반부(3)와 하측 몰드 절반부(4)를 포함하는 몰드(2)를 가진다. 도시된 예시에서, 하측 몰드 절반부(4)는 움직일 수 없도록 배열된다. 상측 몰드 절반부(3)는 수직 방향으로 위치될 수 있다. 몰드(2)는 상측 몰드 절반부(3)를 적절하게 배열시킴으로써 개폐될 수 있다.

도 1에 도시된 열 프레스(1)는 칼럼(column)-타입의 열 프레스로서 구성되며 칼럼(5, 6)을 가진다. 실린더(9, 10)에 대해 위치될 수 있는 피스톤(7, 8)은 상측 몰드 절반부(3)를 위치시키도록 사용된다.

또 다른 실시예에 따르면, 열 프레스(1)는 프레임 열 프레스(frame heating press)로서 구현될 수 있다.

도 2는 그린 타이어의 가황처리 공정을 수행하기 위하여 몰드(2)의 영역 내에 열 매질(heating medium)을 공급하는 것을 예시하는 회로 다이어그램을 보여준다.

입구 영역(21)과 출구 영역(22)은 개략적으로 예시된 가황처리 공정(20)을 수행하도록 사용된다. 상기 영역들에서, 요구되는 열 매질이 공급되거나 배출된다.

입구 영역(21)에는 입구 밸브(23)가 제공되며, 출구 영역(22)에는 출구 밸브(24)가 제공된다. 이 밸브(23, 24)들은 통상 단안정 밸브(monostable valve)로 구성된다.

컨트롤 매질(control medium)이 공급되지 않은 정상 상태에서, 입구 밸브(23)는 닫혀 있다. 출구 밸브(23)는 컨트롤 압력(control pressure)이 공급되지 않을 때 개방된다. 밸브(23, 24)의 각각의 정상 위치(normal position)는 일반적으로 스프링(spring)을 사용하여 구현되며, 상기 스프링의 힘에 반대로(against) 컨트롤 압력이 제공된다. 이러한 종류의 스프링은 일반적으로 압축 스프링(compression spring)으로 구현된다.

입구 밸브(23)는 컨트롤 라인(25)을 가지며, 출구 밸브(24)에는 컨트롤 라인(26)이 제공된다.

컨트롤 밸브(27)가 컨트롤 라인(25)에 연결된다. 컨트롤 라인(26)에는 컨트롤 밸브(28)가 제공된다.

한 실시예에 따르면, 컨트롤 밸브(27, 28)들은 3/2-웨이 밸브로 구성된다. 특히, 컨트롤 밸브(27, 28)들은 전기-작동식 밸브로도 구현된다.

컨트롤 밸브(27, 28)들은 공급 라인(29, 39)에 의해 탱크(31)에 연결된다. 탱크(31) 내에 저장된 액상 유체는 펌프(32)에 의해 공급 라인(29, 39)으로 이동된다.

액상 유체는 회수 라인(return line)(33, 34)들에 의해 탱크(31)로 다시 공급된다.

Claims (10)

1. 타이어 미가공품(tire blank)을 가황처리하기 위한 장치로서,
   상기 가황처리하기 위한 장치는 타이어 미가공품을 수용하기 위한 하나 이상의 가열 몰드 및 열 매질을 위한 하나 이상의 조절식 공급 장치를 포함하고,
   상기 조절식 공급 장치는 입구 밸브(23)와 출구 밸브(24)를 포함하며,
   상기 입구 밸브(23)는 액상 유체에 의해 작동되는 제1 배열 장치를 포함하고 상기 출구 밸브(24)는 액상 유체에 의해 작동되는 제2 배열 장치를 포함하며,
   상기 제1 배열 장치는 제1 피스톤-실린더 조립체를 포함하고 제2 배열 장치는 제2 피스톤-실린더 조립체를 포함하며,
   액상 유체를 탱크로부터 제1 및 제2 피스톤-실린더 조립체로 이동시키고 압력을 축적하기 위하여 펌프(32)가 사용되며,
   상기 펌프(32)는 탱크(31)에 결합되고,
   입구 밸브(23)는 입구 밸브(23)를 작동시키기 위하여 제1 컨트롤 라인에 의해 제1 컨트롤 밸브(27)에 연결되고, 출구 밸브(24)는 출구 밸브(24)를 작동시키기 위하여 제2 컨트롤 라인에 의해 제2 컨트롤 밸브(28)에 연결되며,
   상기 제1 및 제2 컨트롤 밸브(27, 28)는 3/2-웨이 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어 미가공품을 가황처리하기 위한 장치.
2. 제1항에 있어서, 입구 밸브 및 출구 밸브(23, 24) 중 적어도 하나의 밸브는 정상 위치를 구현하기 위하여 스프링을 갖는 것을 특징으로 하는 타이어 미가공품을 가황처리하기 위한 장치.
3. 제1항에 있어서, 입구 밸브(23)는 정상 상태에서 닫혀 있는 것을 특징으로 하는 타이어 미가공품을 가황처리하기 위한 장치.
4. 제1항에 있어서, 출구 밸브(24)는 정상 상태에 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 타이어 미가공품을 가황처리하기 위한 장치.
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