KR20050016646A - 튜브의 분할을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 연속적으로 결합되는 원통형 코어들(2)의 열에서 계속적으로 생산되는 튜브들(1)의 분할 장치에 있어서, 상기 코어들(2)은 컨베이어 방향(X)으로 진행하고, 고무 및 강화 레이어들이 상기 코어들(2)에 적용되고, 연속되는 코어들(2)의 연속점(7)에서 상기 코어 물질과 다른 재질이 되며, 연속되는 코어들(2)의 상기 연속점들(7)을 탐지하기 위한 측정 기구(6, 9, 10), 및 튜브(1)의 분할을 위해, 상기 측정 기구(6, 9, 10)의 하류에 컨베이어 방향으로 배열되고, 상기 연속점(7)과 분할 기구(3)를 정렬하기 위해 상기 측정 기구(6, 9, 10)에 의해 제어되는 분할 기구(3)를 포함하고, 상기 분할 기구(3)는 상기 연속점(7)에 대하여 회전 가능한 절단 헤드(4)를 갖고, 그리고 분할 작업 동안에 상기 코어(2)와 동일 속도로 컨베이어 방향(X)으로 진행할 수 있는 튜브(1) 분할용 장치와 관련된 것이다.

Description

튜브의 분할을 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR THE SEPARATION OF TUBES}

본 발명은 서로 연속적으로 결합되는 원통형 코어들(mandrel)의 열에서 계속적으로 생산되는 튜브들의 분할 장치 및 방법에 있어서, 코어들은 컨베이어 방향(X)으로 진행하고, 고무 및 강화 레이어들(reinforcement layer)이 코어들에 적용되고, 연속되는 코어들(successive mandrel)의 연속점(connection point)에서 코어 물질과 다른 재질이 되는 튜브의 분할을 위한 방법 및 장치와 관련된 것이다.

이러한 튜브들은 예를 들면, 자동차의 공기 스프링 벨로우즈(air spring bellows)에 사용된다. 이 경우 이러한 튜브는 중첩된 관형 고무(superimposed tubular rubber) 및 강화 레이어에서 형성된다.

적층 튜브(multilayer tube)를 생산하는 자동화된 방법은, 고무 및 강화 레이어가 고정된 위치에 장착된 회전하는 코어에 권취되는 방법인 독일 특허 제27 50 642 C2호에 의해 발표되었다. 이런 경우에, 재료 이송 유니트(material feed unit)는 코어을 따라 종 방향으로 이동된다. 이런 생산 방법은 계속적으로 작업할 수 없고, 코어의 길이에 제한이 있다는 단점을 갖는다. 게다가, 권취된 고무 및 강화 레이어의 두께 및 각도는 충분한 정밀도로 적용될 수 없다.

독일 특허 제44 23 602 A1호에 발표된 것은 고무와 강화 레이어 사이에 포획된 공기를 감소시키기 위하여 가황 처리(vulcanization) 후에야 비로소 튜브를 절단하는 권취 방법과 유사하다. 게다가, 절단되어 개방된 후 구조 단부(fabric end)는 용융되고, 그래서 고무와 강화 레이어 사이로 공기의 역 침투가 방지된다.

튜브의 연속적인 생산을 위한 권취 방법은, 고무 및 강화 레이어가 끊임없이 차례로 정렬되고 그리고 컨베이어 방향으로 진행하는 코어의 열에 권취되는 독일 특허 제1 180 513호에서 설명된다. 튜브는 코어에서 가황 처리된다. 그후에 코어 부분은 인발되고 그리고 권취 기계에 이르는 코어 부분의 단부에 해제 가능하게 부착된다. 불리한 방식에서, 권취 방법 동안에 공기 스프링 벨로우즈를 위해 요구된 정밀도(precision)는 보장받을 수 없다. 게다가, 코어는 가황 처리 동안에 가열되게 적재되고 그리고 코어가 변형되는 위험이 있고, 그래서 튜브의 균일성(uniform quality)은 더 이상 보장받을 수 없다.

적어도 하나의 압출기(extruder) 및 섬유 강화 기계(yarn reinforcing machine)에 의해, 고무 및 강화 레이어가 컨베이어 방향으로 계속적으로 진행하는 코어에 사용되는, 곡선 고무 튜브 생산을 위한 장치는 독일 특허 제25 45 058 C3호에 기술되어 있다. 이 경우에, 코어들은 서로 직접 이음매 없는(seamless) 방식으로 인접한다. 절단 기구(cutting device)에서, 두 개의 코어들은 각각의 경우에 절단 기구의 절단 날이 맞물리는 갭(gap)이 그들의 단부면 사이에서 생산되는 방식으로 서로 이동된다. 이 경우에 섬유 합사(braiding)는 튜브에 인장되고 그리고 그것의 위치를 변화한다는 점에서 불리한 방식이다.

코어들은 신축성 있고 그리고 코어에 위치된 튜브 부분과 더불어 곡선 위치로 들어오고 그리고 가황 처리 유니트에서 가황 처리된다. 그 후 가황 처리된 튜브는 코어에서 분리된다.

도 1a 내지 1h는 튜브의 분할을 위한 본 발명에 따른 방법의 순서를 보여주는 개략 블록도;

도 2a 내지 2d는 분할 기구의 배치를 위한 기계적 드라이버를 구비한 본 발명에 따른 방법의 순서를 보여주는 도;

도 3a 내지 3d는 이동(displacement)/직선 측정 및 분할 기구의 배치를 위한 이송 측정 유니트(feed measuring unit)를 구비한 본 발명에 따른 방법의 순서를 보여주는 도.

본 발명의 목적은 공기 스프링을 위한 튜브의 충분한 정밀도를 보장하고 그리고 높은 공정 신뢰도를 보장하는 튜브의 분할을 위한 개선되고 자동화된 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은

- 연속되는 코어들의 상기 연속점들을 탐지하기 위한 측정 기구(measuring device), 및

- 튜브의 분할을 위해, 측정 기구의 하류에 컨베이어 방향으로 배열되고, 연속점과 분할 기구(separating device)를 정렬하기 위해 측정 기구에 의해 제어되는 분할 기구를 포함하고,

- 연속점에 대하여 회전 가능한 절단 헤드(cutting head)를 갖고, 그리고 분할 작업 동안에 코어와 동일 속도로 컨베이어 방향(X)으로 진행할 수 있는 분할 기구에 의한 범용형(generic type)의 장치로 획득된다.

연속점의 자동 탐지 및 코어의 진행 동안 연속점에서 튜브의 절단으로 인해, 계속적인 작업 동안에 튜브를 절단하는 것이 가능하다. 이런 경우에, 절단 전에 개별적으로 코어를 잡아 끊음에 의해 인위적으로 갭을 생산하는 것은 필요하지 않고, 그리고 절단 작업에 의한 섬유 레이어의 이동은 회피된다.

튜브의 분할 이후에야 비로소 연속점에서 코어의 연결은 분할 기구와 연결된 기구에 의해 해제된다.

그 후 해제된 코어들은 컨베이어 방향으로 보여지는 분할 기구의 하류에 배열되는 컨베이어 기구에서 진행하고 그리고 단수화(singularize)되는 것이 바람직하다. 이러한 목적을 위해서, 컨베이어 기구의 속도는 코어 이송 속도보다 높게 설정된다. 그러므로 그 후 단수화된 코어들은 조종 수단(manipulating mean)에 의해 제거될 수 있고 그리고 절단된 튜브(cut-off tube)들은 계속적인 생산 공정에 영향을 끼치지 않고 코어들로부터 제거될 수 있다.

측정 기구에 의해 탐지되는 윤형 그루브들(encircling grooves)이 코어들의 연속점들에 제공되는 것이 바람직하다. 분할 작업 동안에 절단 날(cutting blade)이 이 그루브 안으로 밀어 넣어지는 것이 가능하고, 그래서 코어들 및 코어들의 연속점들 그리고 또한 날은 손상되지 않는다. 그러나, 선택적으로 그루브는 또한 날이 밀어 넣어지고 그리고 착용 부분(wearing part)으로 동작하는 구성요소로 폐쇄될 수 있다.

측정 기구는 유도 센서(inductive sensor)를 구비함이 바람직하다. 그러므로 연속점은 재료 상이함을 참조하여 용이하게 그리고 신뢰할 수 있게 탐지될 수 있다.

선택적으로, 이러한 목적을 위해, 측정 기구는 또한 코어들과 함께 이동하고 그리고 분할 기구와 기계적으로 연결된 기계적 드라이버(mechanical driver)로 설계될 수 있다.

측정 기구는 또한 코어들과 연결되고 그리고 코어들의 이송을 결정하는 측정 휠(measuring wheel)을 구비할 수 있다. 각각의 경우에, 그때 절단은 코어의 길이와 일치하여 고정된 간격으로 만들어진다.

본 발명에 대응하여, 본 발명을 따른 범용형의 방법은 다음의 단계를 포함한다:

- 연속되는 코어들의 연속점들을 탐지하는 단계,

- 절단 헤드와 탐지된 연속점을 정렬하는 방식으로 튜브를 길이로 절단하기 위하여 분할 기구의 절단 헤드를 배치하는 단계,

- 코어들의 진행 속도와 동일 속도로 컨베이어 방향으로 분할 기구를 진행시키는 단계,

- 분할 기구의 진행 중 튜브의 원주형 절단(circumference cutting)을 위해 코어 연속점의 원주에 대하여 절단 헤드를 회전시키는 단계,

- 절단 작업의 완료 후 분할 기구를 초기 위치로 후진시키는 단계.

본 발명은 첨부된 도면과 관련해 하기에서 보다 상세히 설명된다.

도 1은 고무 레이어의 압출 성형 및 섬유 레이어의 나선형 권취에 의해, 원통형 코어들(2)의 열에 계속적으로 생산되고, 계속적으로 서로 연결되는 튜브(1)의 분할을 위한 장치를 보여준다. 이러한 목적을 위하여, 코어들(2)은 컨베이어 방향(X)으로, 예를 들면 컨베이어 기구(11)에 의해 진행된다.

장치는 고정된 또는 이동 가능한 절단 헤드(4)를 갖는 분할 기구(3)를 구비한다. 분할 기구(3)의 절단 헤드(4)는 튜브(1)에 대해 회전 가능하도록 설계되고, 그래서 튜브(1)들은 원주형 절단으로 절단된다. 분할 기구(3)는 코어들(2)의 진행 동안에 원주형 절단을 수행하기 위해 이송 수단을 이용하여 컨베이어 방향(X)으로 이동할 수 있다.

절단된 튜브(1)를 갖는 해제된 코어들(2)을 진행 및 단수화하기 위해 부가의 컨베이어 기구(5)가 컨베이어 방향(X)으로 분할 기구(3)의 하류에 제공된다.

본 발명에 따르면, 연속되는 코어들(2)의 연속점들(7)을 탐지하기 위해 컨베이어 방향(X)으로 보여지는 것처럼 비접촉 측정 기구(6; noncontact measuring device)는 분할 기구(3)의 상류(upstream)에 배열된다.

도 1a는 코어(2)이 최초로 측정 기구(6)를 넘어서는, 튜브(1)의 분할을 위한 방법의 순서의 제 1 단계를 보여준다. 공정에서, 측정 기구(6)는 일정한 코어 재료뿐만 아니라, 연속되는 코어들(2)의 연속점들의 특징으로서 코어 재료의 변화도 탐지한다.

제 2 단계 도 1b에서, 코어(2)은 더 진행하고 그리고 두 연속되는 코어들(2)의 연속점(7)은 이제 측정 기구(6)의 영역에 위치한다. 예를 들면, 유도 측정에 의한 후반부는, 이제 연속점(7)의 독특한 재료 변화를 탐지하고 그리고 분할 기구(3)에 개시 신호를 전달한다. 측정 기구(6)와 분할 기구(3) 사이의 거리 그리고 또한 코어 속도가 알려지므로, 단계 도 1c에서, 분할 기구(3)는 연속되는 코어(2)의 연속점(7)에 절단 헤드(4)를 즉시 위치시키고 그리고 계속적인 원주형 절단을 수행한다. 이러한 목적을 위하여, 단계 도 1d의 순서에서 볼 수 있듯이, 분할 기구(3)는 이송 수단에 의해 코어 속도로 진행하는 코어(2)와 동일 속도로 이동한다.

컨베이어 방향(X)에 보여지는 바와 같이, 부가의 센서(6′)는 센서(6)를 활성화하기 위해 분할 기구(3)의 하류에 임의적으로 배열될 수 있다.

순서의 단계 도 1e에서, 튜브(1) 주위의 원주형 절단은 완료되고, 그리고 길이 절단 튜브(1; cut-to-length tube)를 갖는 코어(2)은 연속적인 코어(2)의 다음의 열로부터 연결을 해제함에 의해 해제된다. 해제된 코어(2)는 컨베이어 기구(5)에 의해 코어(2)의 진행 속도보다 높은 속도로 진행하고 그리고 이런 방법으로 단수화된다.

방법의 순서의 단계 도 1f 및 도 1g로부터 보여지듯이, 분할 기구(3)는, 원주형 절단의 종료 이후에, 컨베이어 방향(X)에 반대 방향으로 이동하고 그리고 부가의 절단을 준비한다.

단계 도 1h는 전술된 방법 단계의 단계 도 1d와 일치하고, 그리고 튜브(1)를 분할하는 방법은 이런 순서로 계속적으로 반복된다.

도 2는 분할 기구(3)가 드라이버(9)에 기계적으로 연결된 튜브(1) 분할용 장치의 선택적인 실시형태를 보여준다. 드라이버(9)는, 순서 도 2c에서 보여지듯이, 코어 단부가 드라이버(9)와 부딪칠 때, 분할 기구(3)는 컨베이어 방향(X)으로 코어(2)와 더불어 이동하는 방식으로 연장한다. 그 후 튜브(1)의 분할을 위한 원주형 절단이 이루어진다.

드라이버(9)는 분할 기구(3)의 절단 헤드(4)가 연속되는 코어들(2)의 연속점들(7)의 절단 영역에 정확하게 위치되는 방식으로 방향을 잡는다.

원주형 절단의 완료 후에, 분할 기구(3)를 갖는 드라이버(9)는 코어(2)와 연결되지 않고 그리고 초기 위치로 다시 후진한다.

도 3은 이송 측정 기구(10; feed measuring device), 예를 들면 두 개의 연속되는 코어들(2)의 연속점들(7)을 탐지하고 그리고 분할 기구(3)를 제어하기 위해 제공된 측정 휠을 갖는, 튜브(1) 분할용 장치의 다른 실시형태를 보여준다. 이송 측정 기구(10)를 이용하여, 컨베이어 방향(X)으로 튜브(1)의 이송은 계속적으로 측정되고, 그리고 연속되는 코어들(2)의 연속점들(7)에서 절단 영역의 위치는 개개의 코어(2)의 알려진 길이로부터 계산된다.

순서 도 3c로부터 보여지듯, 분할 기구(3)의 절단 헤드(4)는 연속점(7)의 절단 영역에 정확하게 내려지고 그리고 튜브(1)는 예를 들면, 원주형 절단으로 절단된다. 분할 작업 동안에, 분할 기구(3)는 코어(2)와 동일 속도로 이동하고 그리고 튜브(1)는 거기에 적용된다.

튜브의 충분한 정밀도를 보장하고 그리고 높은 공정 신뢰도를 보장하는 튜브의 분할을 위한 개선되고 자동화된 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

Claims (17)

1. 서로 연속적으로 결합되는 원통형 코어들(2)의 열에서 계속적으로 생산되는 튜브들(1)의 분할 장치에 있어서, 상기 코어들(2)은 컨베이어 방향(X)으로 진행하고, 고무 및 강화 레이어들이 상기 코어들(2)에 적용되고, 연속되는 코어들(2)의 연속점(7)에서 상기 코어 물질과 다른 재질이 되고,

   상기 장치는

   - 연속되는 코어들(2)의 상기 연속점들(7)을 탐지하기 위한 측정 기구(6, 9, 10), 및

   - 튜브(1)의 분할을 위해, 상기 측정 기구(6, 9, 10)의 하류에 컨베이어 방향으로 배열되고, 상기 연속점(7)과 분할 기구(3)를 정렬하기 위해 상기 측정 기구(6, 9, 10)에 의해 제어되는 분할 기구(3)를 포함하고,

   - 상기 분할 기구(3)는 상기 연속점(7)에 대하여 회전 가능한 절단 헤드(4)를 갖고, 그리고 분할 작업 동안에 상기 코어(2)와 동일 속도로 컨베이어 방향(X)으로 진행할 수 있는 것을 특징으로 하는 튜브(1) 분할용 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 분할 기구(3)에 연결되고, 그리고 상기 튜브(1)의 분할 후에 상기 연속점에서 코어들 사이의 연결을 해제하는 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 분할용 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 분할 기구(3)의 하류에 컨베이어 방향으로 배열되고, 그리고 해제된 코어들(2)을 단수화하고 그리고 진행하게 하는 컨베이어 기구(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 분할용 장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 기구(6)는 상기 연속되는 코어들(2)의 연속점들(7)에서 코어들 사이의 재료의 상이함을 탐지하기 위해 설계되는 것을 특징으로 하는 튜브 분할용 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 측정 기구(6)는 유도 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 튜브 분할용 장치.
6. 제 4항에 있어서, 상기 측정 기구(9)는 상기 분할 기구와 기계적으로 연결된 드라이버로 설계되는 것을 특징으로 하는 튜브 분할용 장치.
7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 기구(9)는 상기 코어들(2)의 이송을 탐지하기 위해 상기 코어들(2)과 연결된 측정 휠(10)을 구비하는 것을 특징으로 하는 튜브 분할용 장치.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단 헤드(4)는 고정된 또는 이동 가능한 절단 날을 구비하는 것을 특징으로 하는 튜브 분할용 장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 절단 헤드(4)는 초음파 절단(ultrasound cutting), 레이저 절단(laser cutting) 또는 액체 분사 절단(water-jet cutting)으로 설계되는 것을 특징으로 하는 튜브 분할용 장치.
10. 서로 연속적으로 결합되는 원통형 코어들(2)의 열에서 계속적으로 생산되는 튜브들(1)의 분할 방법에 있어서, 상기 코어들(2)은 컨베이어 방향(X)으로 진행하고, 고무 및 강화 레이어들이 상기 코어들(2)에 적용되고, 연속되는 코어들(2)의 연속점(7)에서 상기 코어 물질과 다른 재질이 되고,

    상기 방법은

    - 연속되는 코어들(2)의 연속점들(7)을 탐지하는 단계,

    - 절단 헤드(4)와 탐지된 연속점(7)을 정렬하는 방식으로 튜브(1)를 길이로 절단하기 위하여 분할 기구(3)의 절단 헤드(4)를 배치하는 단계,

    - 상기 코어들(2)의 진행 속도와 동일 속도로 컨베이어 방향(X)으로 상기 분할 기구(3)를 진행시키는 단계,

    - 상기 분할 기구(3)의 진행 중 상기 튜브(1)의 원주형 절단을 위해 상기 코어 연속점(7)의 원주에 대하여 절단 헤드(4)를 회전시키는 단계,

    - 절단 작업의 완료 후 상기 분할 기구(3)를 초기 위치로 후진시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브(1) 분할 방법.
11. 제 10항에 있어서, 절단된 튜브(1)를 수송하는 코어와 컨베이어 방향(X)으로 뒤따르는 코어(2) 사이의 연결을 해제하는 단계, 그리고 해제된 코어(2)을 단수화하기 위하여 코어 진행 속도보다 더 높은 진행 속도로 해제된 코어(2)를 진행시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 분할 방법.
12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 연속점(7)의 탐지를 위하여 상기 연속되는 코어들의 연속점들(7)에서 재료의 상이함의 유도 측정을 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 분할 방법.
13. 제 12항에 있어서, 재료의 상이함의 측정은 상기 드라이버로 유도적으로 또는 기계적으로 달성되는 것을 특징으로 하는 튜브 분할 방법.
14. 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 연속점들(7)의 탐지는 상기 코어들(2)에 연결되는 측정 휠(10)로 달성되는 것을 특징으로 하는 튜브 분할 방법.
15. 제 10항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브(1)는 고정된 또는 이동된 절단 날로 절단되는 것을 특징으로 하는 튜브 분할 방법.
16. 제 10항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브(1)는 초음파 절단, 레이저 절단 또는 액체 분사 절단에 의해 절단되는 것을 특징으로 하는 튜브 분할 방법.
17. 제 10항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단 날(4)은 상기 연속되는 코어들의 연속점들(7)에서 원주형 절단 영역 안으로 밀어 넣어지는 것을 특징으로 하는 튜브 분할 방법.