KR20030028719A - 와인딩 튜브 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 웹(web) 재료용 와인딩 튜브(winding tube)는 세장형의 중공 원통형 튜브 본체와 적어도 하나의 중공 원통형 어댑터를 포함한다. 상기 어댑터는 튜브 본체의 축방향 부분을 따라 실질적으로 전체 원주둘레에 걸쳐 튜브 본체의 케이싱 표면과 접촉하여, 상대 회전에 대해 고정된다. 상기 어댑터는 튜브 본체의 외경을 초과하지 않는 외경을 갖는다. 상기 어댑터는 파손되지 않는 상태로 튜브 본체로부터 제거될 수 있다.

Description

와인딩 튜브{Winding tube}
본 발명은 세장형의 중공 원통형 튜브 본체와 적어도 하나의 어댑터를 구비하는 웹-형상 재료의 와인딩 튜브에 관한 것으로서, 상기 어댑터는 튜브 본체의 축방향 부분을 따라 실질적으로 전체 원주둘레에 걸쳐 튜브 본체의 케이싱 표면과 접촉하여 상대 회전에 대해 고정되며, 상기 어댑터는 튜브 본체의 외경을 초과하지않는 외경을 갖는다.
와인딩 튜브는 예를 들어, 종이의 웹을 수용하기 위한 제지 및 인쇄 산업에서 사용되고 있다. 와인딩 튜브는 종이 또는 마분지로 제조되는 세장형의 중공 원통형 튜브 본체를 포함한다. 최근, 열가소성 재료로 압출성형된 튜브 본체가 사용되기도 한다.
와인딩 튜브에 웹 재료를 감기 위해, 또한 와인딩 튜브로부터 웹 재료를 풀기 위해, 상기 튜브는 내측으로부터 튜브 본체의 단부에 맞물리는 척(chuck)에 의해 권선기(winding machine)에 장착되며, 체결 수단(clamping means)을 통한 또는 연동 소자(interlocking elements)에 의한 토크의 전달을 허용한다. 상대적으로 유연한 튜브 본체의 손상없는 체결을 허용하기 위해, 튜브 본체의 개방 단부상에 위치되는 금속 단부 캡과 같은 어댑터를 튜브 본체의 단부에 장비하는 것은 공지되어 있다.
소노코 프로덕츠 코포레이션(Sonoco Products Co.)의 독일 특허출원 DE 44 13 810호에는 종이로 이루어진 튜브 본체에 접착된 링-형상 어댑터가 개시되어 있다. 상기 어댑터는 상응하게 원추형으로 설계된 튜브 본체 단부의 내부면에 의해 수용되는 절두원추형 외부면을 포함한다. 상기 어댑터는 권선기의 체결력에 보다 잘 저항하도록 와인딩 튜브의 단부들을 보강하고, 권선기의 척보다 큰 내경을 갖는 튜브 본체를 사용할 수 있도록 한다.
상대적으로 저렴한 종이 또는 마분지 튜브 본체를 사용하는 경우조차, 튜브 본체를 다용도로 설계함으로써 낭비를 제한하고자 하는 요구가 증대한다. 그러나,DE 44 13 810호에 개시된 튜브 본체 및 어댑터를 제조하는 비용은 원추형 부위의 포함에 의해 증가된다. 또한, 어댑터를 튜브 본체에 접착하게 되면, 튜브 본체가 손상되는 경우에 어댑터를 추가로 사용할 수 없게 된다.
플라스틱 와인딩 튜브는 통상적으로 비용 때문에 단일 재료로 제조된다. 그러나, 상기 플라스틱 튜브는 일반적으로 척에 의해 가해지는 큰 하중을 견딜 수 없다. 반복해서 사용할 수 있는 양질의 내마모성 재료를 사용하여 와인딩 튜브를 제조하는 것은 재료의 비용 때문에 적합하지 않다.
본 발명의 목적은 반복적으로 사용될 수 있으며, 제조 비용이 저렴하고, 다양하게 사용할 수 있는 와인딩 튜브를 제공하는 것이다. 이러한 목적은 파손시키지 않고도 튜브 본체로부터 제거될 수 있는 튜브 본체용 어댑터를 제공함으로써 달성된다. 와인딩 튜브의 두가지 기능 즉, 웹 재료를 유지하는 기능과 권선기로부터 토크를 전달하는 기능은 어댑터를 제거가능하게 구성함으로써 간단한 방식으로 구별된다. 적절한 재료는 튜브 본체 및 어댑터에 각각의 기능을 제공하도록 선택될 수 있다. 하나의 부재가 손상되더라도, 전체 와인딩 튜브를 교체할 필요는 없다. 또한, 웹-형상 재료의 동일한 롤을 감거나 푸는 도중에(즉, 제조 중이나 사용 중에) 상이한 크기로 이루어진 또는 상이한 연동 소자를 갖는 척을 사용할 수 있다.
상기 어댑터는 간단한 방식으로, 특히 플라스틱 재료가 사용될 때 접촉 표면에 메시형 홈 및 돌기를 제공함으로써, 튜브 본체에 연동식으로 연결될 수 있다. 종이 튜브 본체를 사용할 때조차, 플라스틱 어댑터상에 배열되는 축방향 돌기는 연동 토크 전달을 제공하기 위해 튜브 본체의 상대적으로 유연한 재료 내로 가압될 수 있다. 상기 어댑터와 튜브 본체 사이의 연동식 연결은 특히, 제거 능력에 대해서 유리하다.
상기 어댑터와 튜브 본체 사이의 마찰식 연결은 양호하게는 제조 비용을 감소시킨다. 상기 연결은, 접촉면의 영역에서 수축 압력을 발생시키고 상대 회전에 대해 튜브 본체와 어댑터를 고정시키기 위해, 필요에 따라 가열되는 튜브 본체에 냉각된 어댑터를 삽입함으로써 원통형 접촉면에 의해 달성될 수 있다. 단지 제한된 토크 전달만이 요구되는 경우에, 상대 회전에 대한 고정은 미세연동식(micro-interlocked) 연결 방식으로 거친 표면에 의해 보장될 수 있다. 와인딩 튜브에서 취해지는 특정한 요구에 따라, 연동식 및 마찰식 연결은 서로 조합될 수 있으며 거친 표면을 사용하여 보강될 수 있다.
상기 어댑터와 튜브 본체 사이에서의 축방향 변위를 방지하기 위한 수단도 역시 접촉면들 사이의 체결 효과에 더불어 제공된다. 이러한 방식에서는, 예를 들어 권선기 내의 와인딩 위치까지 어댑터를 통해 축방향 힘을 가할 수 있다. 양호하게는, 반경방향으로 돌출하는 칼라(collar)가 이러한 목적을 위해 제공된다.
상기 칼라의 외경을 튜브 본체의 외경에 일치시킴으로써, 상기 칼라의 외부 케이싱 표면이 와인딩 표면으로서 사용될 수 있다. 이러한 방식으로 설계된 와인딩의 수송시에, 감겨진 웹 재료는 튜브 본체상에서의 어댑터의 축방향 고정에 추가로 기여한다. 리세스는 칼라의 냉각 성질에 영향을 미치도록 칼라의 정면에서 절단될 수 있다.
연동 소자는 다양한 척을 갖는 조합을 제공하기 위해 어댑터의 케이싱 내부면에 부착될 수 있다.
본 발명에 따른 두개의 어댑터를 사용할 때, 토크는 와인딩 튜브의 양 단부에서 도입될 수 있다. 이는 예를 들어, 인쇄 산업에서 사용되는 것과 같은 매우 긴 와인딩 튜브에 대해서 특히 유리하다.
상기 어댑터는 양호하게는 튜브 본체보다 큰 저항을 갖는 재료로 제조된다. 이러한 방식에서, 섬유-강화 폴리아미드 등의 내마모성이 높은 플라스틱과 같은 양질의, 그러므로 고가인, 재료의 사용은 상대적으로 작은 구성요소에만 국한될 수 있다.
상기 어댑터는 사출 성형 방법에 의해 유리하게 제조될 수 있다. 이러한 방식에서, 접촉면 내의 홈 및 돌기, 칼라의 단부에서의 리세스 및 케이싱 내부면상의 연동 소자를 포함하는 몇개의 복잡한 특징부는 하나의 가공 단계에서 형성될 수 있다.
튜브 본체에 종이 또는 마분지를 사용하게 되면, 제조 비용이 절감되고 목적에 부합하는 재활용 재료를 제공할 수 있다.
튜브 본체에 스티렌 부타디엔과 같은 양질의 열가소성 재료를 사용하는 것은 어댑터 및 튜브 본체의 접촉면들이 홈과 돌기를 가져야 할 때 바람직하다. 이러한 연동 소자는 튜브 본체의 전체 길이에 걸쳐 연장되도록 튜브 본체의 압출성형 중에 직접적으로 형성될 수 있다. 압출성형에 의해 제조될 때, 튜브 본체는 필요에 따라 임의의 길이로 제조될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 와인딩 튜브의 어댑터의 정면 평면도.
도 2는 어댑터가 장착되어 있는 도 1의 와인딩 튜브의 일단부를 통한 축방향 단면도.
도 3은 어댑터가 장착되어 있는 도 1의 와인딩 튜브를 통한 축방향에 수직한 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 와인딩 튜브2 : 튜브 본체
4 : 어댑터14 : 사다리꼴 캠
17 : 칼라20 : 리세스
일단부가 도면에 예로서 도시되어 있는 와인딩 튜브(1)는 윤전 인쇄기(rotary printing press; 도시되지 않음)용의 대략 3m 길이의 신문 인쇄용 웹(도시되지 않음)을 수용한다. 1.05 kg/dm3의 밀도를 갖는 폴리스티렌으로 제조되는 압출성형된 튜브 본체(2)는 182mm의 외경(3)을 갖는다. 튜브 본체(2)의 각각의 단부에는 어댑터(4)가 제공된다. 154mm의 내경(5)을 갖는 어댑터(4)는 1.4 kg/dm3의 밀도를 갖는 사출성형된 섬유유리-강화 폴리아미드로 제조된다.
튜브 본체(2)는 전체 길이에 걸쳐 축방향으로 연장되며 원주둘레로 연속되는 사다리꼴 내부 돌기 배치부(6)를 구비한다. 상기 튜브 본체는 170mm의 외경(3)과 165mm의 내경(5)을 갖는다. 내부 돌기 배치부(6)는 각각 원주방향으로 5mm의 폭(11)을 가지는 돌기 베이스(9) 및 돌기 크라운(10)을 포함한다. 각각의 돌기는 39.1°의 기울기(12)를 갖는 프로파일을 포함한다.
튜브 본체(2)의 내부 돌기 배치부(6)는, 0.2mm 내지 0.4mm의 반경방향 유격을 가지는 정확한 끼워맞춤으로, 어댑터(4)의 상응하게 상반되는 외부 돌기 배치부(13)에 맞물린다. 어댑터(4)는 46.5mm의 폭(15)과 150mm의 내경(16)을 갖는 세개의 사다리꼴 캠(14)을 포함한다. 캠(14)들은 어댑터(4)의 내부에서 축방향으로 연장되고 서로에 대해 120°로 원주방향으로 오프셋된다. 사다리꼴 캠(14)들에 의해, 어댑터(4)는 인쇄기에 장착하도록 표준화된 척(도시되지 않음)에 일치될 수 있다.
어댑터(4)는 축방향으로 20mm의 길이(18)를 갖는 원주둘레의 칼라(17)를 부가로 포함하며, 그 칼라에 대응하여 튜브 본체(2)의 단부가 직접적으로 위치된다. 칼라(17)의 외경은 와인딩 튜브(1)의 내경(3)에 일치된다. 어댑터(4)의 정면(19)은 원주둘레로 균일하게 분포된 26개의 리세스(20)를 구비한다. 각각의 리세스(20)는 4mm의 반경방향 폭(21)과 12mm의 축방향 깊이(22)를 갖는다.
어댑터(4)를 튜브 본체(2)에 용이하게 장착하기 위해, 또한 와인딩 튜브(1)를 척(도시되지 않음)에 용이하게 장착하기 위해, 튜브 본체(2)와 어댑터(4)에는 그들 각각의 입구 단부에 원추형 장착 경사부(19, 24, 25)가 제공된다.
본 발명에 의하면, 반복적으로 사용될 수 있으며, 제조 비용이 저렴하고, 다양하게 사용할 수 있는 와인딩 튜브가 제공된다.

Claims (14)

  1. 대향된 단부들을 갖는 세장형의 중공 원통형 튜브 본체와,
    상기 튜브 본체의 일단부 내부에 수용되는 제 1 원통형 부분을 갖는 적어도 하나의 어댑터를 포함하고,
    상기 어댑터는 상기 제 1 원통형 부분의 외부면을 따라 축방향으로 연장되는 반경방향으로 돌출하는 일련의 돌기를 구비하고,
    상기 일련의 돌기는 상기 튜브 본체의 내부면상에 상응하게 형성된 일련의 홈에 끼워맞춤식으로 맞물리도록 되어 있는 웹 재료를 감기 위한 와인딩 튜브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 어댑터는 상기 제 1 원통형 부분에 연결되는 제 2 원통형 부분을 포함하고, 상기 제 2 원통형 부분은 상기 튜브 본체의 외경과 일치하는 외경을 갖는 웹 재료를 감기 위한 와인딩 튜브.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 어댑터는 상기 제 1 원통형 부분에 연결되는 제 2 원통형 부분을 포함하고, 상기 제 2 원통형 부분은, 견부(shoulder)가 제 2 원통형 부분에 의해 형성되도록, 제 1 원통형 부분의 외경보다 큰 외경을 가지며, 상기 견부는 튜브 단부 내로의 어댑터의 삽입시에 튜브의 단부에 접촉하는 웹 재료를 감기 위한 와인딩 튜브.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 어댑터의 제 2 원통형 부분은 상기 제 1 원통형 부분에 대향되는 정면을 포함하고, 상기 정면에는 복수의 리세스가 형성되는 웹 재료를 감기 위한 와인딩 튜브.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 어댑터는 내부면을 갖는 중공 내부와 상기 내부면상에 형성되는 적어도 하나의 연동 소자를 포함하고, 상기 연동 소자는 척과 어댑터 사이의 토크 전달을 위해 척에 맞물리도록 되어 있는 웹 재료를 감기 위한 와인딩 튜브.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 튜브 본체와 상기 어댑터의 제 1 및 제 2 원통형 부분 각각은 그 종료 단부에 경사면을 한정하는 웹 재료를 감기 위한 와인딩 튜브.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 어댑터는 섬유강화 폴리아미드 재료로 제조되는 웹 재료를 감기 위한 와인딩 튜브.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 튜브 본체는 스티렌 부타디엔으로 제조되는 웹 재료를 감기 위한 와인딩 튜브.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 일련의 홈은 상기 튜브 본체의 전체 길이를 따라 연장되는 웹 재료를 감기 위한 와인딩 튜브.
  10. 대향된 단부들을 가지며 내부면을 한정하는 세장형의 중공 원통형 튜브 본체와,
    상기 튜브 본체의 단부들 중 하나의 내부에 수용되는 외부면을 한정하는 제 1 원통형 부분을 갖는 적어도 하나의 어댑터를 포함하고,
    상기 어댑터 외부면과 상기 튜브 본체 내부면 중 하나는 축방향으로 연장되며 원주방향으로 이격되는 일련의 돌기를 한정하고,
    상기 일련의 돌기는 상기 어댑터 외부면과 상기 튜브 본체 내부면 중 다른 하나에 의해 한정되는 상응하게 형성된 일련의 홈에 끼워맞춤식으로 맞물리도록 되어 있는 와인딩 튜브.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 일련의 돌기는 상기 어댑터 외부면에 의해 한정되고, 상기 일련의 홈은 상기 튜브 본체 내부면에 의해 한정되는 와인딩 튜브.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 어댑터는 상기 제 1 원통형 부분에 연결되는 원통형 칼라를 포함하고, 상기 칼라는 상기 제 1 원통형 부분의 외경보다 큰 외경을 갖는 와인딩 튜브.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 칼라의 외경은 상기 튜브 본체의 외경과 일치하는 와인딩 튜브.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 어댑터는 원통형 내부면을 한정하고, 상기 어댑터는 상응하게 형성되는 척과 맞물리도록 상기 내부면으로부터 안쪽으로 돌출하는 원주방향으로 이격된 복수의 연동 소자를 부가로 포함하는 와인딩 튜브.
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