KR20050092441A - 정방기에서 압축공기를 가이드하는 다각형 튜브를 위한폐쇄요소 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축공기를 가이드하는 다각형 튜브를 위한 폐쇄요소에 관한 것으로, 이 폐쇄요소의 말단이 다각형 튜브(8)에 밀폐 삽입된다. 상기 폐쇄요소는 탄성 실링요소(3)를 가지고, 삽입된 상태에서 실링요소(3)에 작용하도록 형성되어, 상기 실링요소는 다각형 튜브(8)에 대하여 폐쇄요소(1)를 밀폐하고 고정한다. 이러한 폐쇄요소는 공기작용에 의해 하중을 지지할 수 있는 상부 롤 캐리어 암들(upper roll carrier arms)과 웨이팅 암들(weighting arms)을 포함하는 정방기에서 캐리어 암들(carrier arms)을 밀폐하기 위해 사용된다.

Description

정방기에서 압축공기를 가이드하는 다각형 튜브를 위한 폐쇄요소{Closing element for polygonal tubes guiding compressed air on a spinning frame}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 압축공기를 가이드하는 다각형 튜브를 위한 폐쇄요소에 관한 것이다.

정방기를 위한 인장 롤러(drawing rollers)에는 공기작용에 의해 하중을 지지할 수 있는 상부 롤 캐리어 암들(upper roll carrier arms)과 웨이팅 암들(weighting arms)이 삽입되며, 상기 상부 롤 캐리어 암들과 웨이팅 암들은 지지부에 의하여 기계의 캐리어 바(carrier bar)에 고정된다. 이 캐리어 바는 속이 비어 있으며 압축공기라인(compressed-air line)으로 사용된다. 이러한 방식의 인장 롤러는 예를 들면 DE 198 29 403 A1에 기재되어 있다.

같은 종류의 DE 198 30 048 A1에는 다각형 파이프 피스(pipe piece)로 만들어진 캐리어 바가 알려져 있다. 이때, 파이프 피스들의 각 말단들에는 폐쇄요소가 제공된다. 개별 파이프 피스들로 구성된 캐리어 바를 구비하고, 캐리어 바의 모듈 구성과 여러 다양한 길이의 정방기를 위한 압축공기 공급이 가능하다. 폐쇄요소들은 다각형 파이프 피스들의 말단들에 밀폐 삽입된다. 다각형 파이프 피스 사이의 압축공기 가이드는 폐쇄요소들 사이의 연결 파이프 피스들에 의해 이루어진다.

원형의 횡단면이나 링 단면을 가진 O-링과 같은 탄성 실링요소들을 가지고 원형이 아닌 공동 단면(hollow section)들을 밀폐하는 데는 어려움이 있다. 왜냐하면 실링요소 단면이 불규칙하여 소정의 내부 응력 균등화(stress equalization)만이 이루어지기 때문이다. 공동 단면의 모든 영역들이 실링요소에 의해 균일하게 실링되면서 채워지지 않는다. 따라서, 다각형 공동 단면에서는 적합한 점도의 걸쭉한(pasty) 실링 물질이 사용되는 것이 바람직하다. 이 실링 물질들은 공동 단면과 삽입된 실링 피스(piece)에 의해 만들어진 실링 채널(sealing channel)을 완전히 채워야만 한다. 하지만, 대량생산에서 실링 채널을 균일하고 완전하며 진행상 안전하게 채우는 것은 어렵다. 실링 채널을 균일하고 완전하게 채우는 것은 높은 제조비용과 검사비용을 요구한다. 실링효과는 실링물질의 노화특징과 작업부하, 예를 들면 압력교환으로 인해 장기적으로 볼 때 안정하지 않은 것이 보통이다. 안전하고 지속적인 밀폐가 보장되지 않는다. 작동시 틈새(leak)가 발생하면 이러한 방식의 실링요소들은 해체가 어렵고 재사용할 수 없다. 전체 단면 파이프 피스를 교환해야만 하는 경우가 많다. 또한, 실링 물질은 제한된 실링 기능 외에도 단면 튜브에서 내부압력에 대해 실링 피스를, 필요시되는 위치에서 매우 제한된 정도로만 유지할 수 있다. 실링 피스의 축방향 이동에 대해 안전하게 하기 위해 추가적인 특별 조치, 예들 들면 안전 핀(securing pin)들의 설치가 필요하다.

실링 피스를 자신의 위치에서 다각형 튜브의 말단에 더욱 고정하기 위해 실링물질로서 접착제를 사용하면, 폐쇄요소의 해체는 어렵고 비용이 많이 든다. 폐쇄요소들과 경우에 따라서는 다각형 튜브조차도 이 경우에는 빠른 재사용에는 더 이상 적합하지 않다.

다각형 튜브들은 그 말단에 천공기라고도 칭하는 지지부에 의해 오목부(recess)로 수용되며, 나사연결을 통하여 고정된다. 또한, 단면 튜브는 각 폐쇄요소가 삽입된 말단영역에서 고정나사에 의해 관통된다. 고정나사의 조임에 의해 다각형 공동 단면의 탄성적 또는 입체적인 변형이 생길 수 있다. 이로 인해, 폐쇄요소의 실링 효과는 또한 위험해진다.

도 1은 폐쇄요소 부품들의 분해 사시도,

도 2는 도 1에 따른 폐쇄요소 부품들의 부분 단면도,

도 3은 각 하나의 폐쇄요소와 연결 파이프 피스를 가진 두 개의 다각형 튜브의 말단영역의 도 1의 단면 A-A를 따른 단면도이다.

본 발명의 목적은 상기 선행기술을 기초로 하여 공지의 폐쇄요소들을 개선하는 데에 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 1의 특징들을 가진 폐쇄요소에 의해 달성된다.

상기 폐쇄요소의 또 다른 바람직한 형성들은 종속항에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 폐쇄요소는 다각형 튜브를 안전하면서도 장기적으로 밀폐한다. 다각형 튜브의 내부에 생긴 기압으로 인한 이동에 대해, 추가적인 안전장치, 예를 들면 포지티브(positive) 안전핀들은 필요하지 않다. 왜냐하면 폐쇄요소는 실링기능 실행에 있어 그 위치에서 충분히 견고하게 포오스 클로즈(force-closed) 고정되기 때문이다. 상기 선행기술에 따른 폐쇄요소들에 비해, 본 발명에 따른 폐쇄요소들은 손쉽게 설치와 해체가 가능하다. 예를 들면 클리닝(cleaning)과 같은 추가적인 비용을 지출할 필요 없이, 폐쇄요소들과 다각형 튜브들은 재사용이 가능하다.

청구항 2에 따른 폐쇄요소는 실링요소가 균일하게 축방향 압력을 갖고 작용하며 신뢰할 수 있는 실링효과를 달성하도록 한다.

청구항 3에 따른 폐쇄요소는 다각형 튜브에 삽입된 폐쇄요소에서 밀폐와 고정(fixing)을 야기하도록 한다. 다각형 튜브에서 고정된 것을 분리하는 것과 폐쇄요소를 해체하는 것은 쉽고 간단한 방식으로 실시가능하다.

청구항 4에 따른 폐쇄요소는 압축공기채널을 위해 충분한 공간을 제공하며, 상기 채널은 압축공기의 필요한 흐름을 보장하는 것 외에도 대응부(counterpart)에 대한 나사의 중심 작용을 가능하게 한다. 이는 나사를 조일 때 대응부의 기울어짐을 방지한다. 또한, 압축공기채널 영역에서 말단부과 대응부의 형성으로 인하여, 폐쇄요소 부분들의 위치에 맞지 않는 접합을 방지할 수 있다.

압축공기채널에 의해 만들어진 폐쇄요소의 정면 구멍으로 연결관을 삽입함으로써, 두 개의 다각형 튜브 사이의 압축공기 소통은 간단한 방식으로 보장된다.

청구항 6 또는 청구항 7에 따른 폐쇄요소는 충분하고 안전한 실링효과를 보장한다.

청구항 8에 따른 폐쇄요소는 일반적으로 지지부 또는 천공기의 여러 다양한 실시에 적합한다.

폐쇄요소의 오목부에서 양쪽의 지지부는 고정나사들의 과도하게 큰 토크(torque)에 대해서도 공동 단면의 변형을 방지한다.

폐쇄요소는 오목부에 대해 다각형 튜브의 내부공간을 메우도록 형성된다. 이렇게 함으로써, 다각형 파이프 피스의 고정장소들은 압축공기를 가이드하지 않는 폐쇄요소의 영역에 배치된다. 다각형 튜브와 기계 사이를 연결하는 고정나사들이 통과하는 다각형 튜브의 구멍들은 밀폐되서는 안된다. 오목부의 형태와 위치는 다각형 튜브 말단의 충분한 보강을 보장한다.

본 발명에 따른 폐쇄요소는 다각형 튜브의 내부를 안전하면서도 장기적으로 안정되게 밀폐한다. 실링효과와 동시에 폐쇄요소는 추가적인 보조수단 없이 다각형 튜브의 내부에 존재하는 기압에 대해 자신의 위치에 고정될 수 있다. 만일의 경우에 필요한 캐리어 바를 만드는 다각형 튜브의 수선은 다각형 튜브가 다른 다각형 튜브들 사이에 캐리어 바의 부분으로서 조립된 경우에도 간단한 방식으로 적은 조립비용과 해체비용으로 실행할 수 있다.

본 발명의 그 밖의 상세한 내용은 첨부된 도면을 참조한 실시예를 통하여 설명한다.

폐쇄요소(1)는 말단부(2), 실링요소(3), 대응부(4), 나사(5) 및 실링 링(6)을 포함한다. 말단부(2)는 가이드부(7)를 가지며, 이 가이드부의 외면은 도 1에 파선으로 도시된 다각형 튜브(8)의 내면과 맞닿는다. 다각형 튜브(8)는 사각형 단면을 갖도록 형성된다. 가이드부(7)에는 동일 형태의 외면을 가진 실링부(9)가 연결되며, 이 실링부(9)의 외면의 폭과 높이는 가이드부(7)의 폭과 높이보다 작게 형성된다. 실링부(9) 반대편의 말단부(2) 끝에는 횡단판(10)이 제공되며, 이 횡단판은 다각형 튜브(8)의 정면(11)와 상호 작용하여, 폐쇄요소(1)가 다각형 튜브(8)로 원하는 위치를 넘어 삽입되는 것을 방지한다. 상기 가이드부(7)는 오목부(12)를 갖는다. 고정나사(단순화하기 위해 도시되지 않음)가 상기 오목부(12)와 구멍들(13)을 통과하며, 상기 고정나사로 다각형 튜브(8)는 지지부 또는 천공기에 고정된다. 오목부(12)의 양쪽에는 지지부(14,15)가 형성되며, 이 지지부는 속이 빈 다각형 튜브(8)의 변형을 방지한다. 일반적으로 천공기의 실시에 따라 좌우되는 다양한 나사 크기와 나사 위치에 맞춰 사용할 수 있도록, 고정나사를 위한 말단부(2)의 오목부(12)는 충분한 크기로 제공된다. 횡단판(10)은 중심에 나사(5) 삽입구(16)를 가지며 중심에서 떨어져서 압축공기 가이드의 연결채널(17)을 갖는다.

실링요소(3)의 형태는 다각형 튜브(8) 및 실링부(9)와 일치하며, 실링요소(3)의 내면은 실링부(9)의 외면에 맞춰지고, 실링요소(3)의 외면은 다각형 튜브의 내면에 맞춰진다. 실링요소(3)는 고무로 형성된다. 실링요소(3)의 벽의 두께(T)는 다각형 튜브(8)로 삽입된 폐쇄요소(1)에서 다각형 튜브(8)의 내면과 가이드부(7)의 외면 사이의 간격보다 약간 작다. 실링요소(3)의 길이(L)는 벽 두께의 몇 배에 달하며, 대응부(4)가 축방향 압력으로 충분히 실링요소(3)에 작용하도록 설치된다.

대응부(4)는 실링요소(3)와 동일한 단면 형태를 갖는 공동 단면(18, hollow section)을 가지며, 도 2에 도시된 후면벽(19)을 통해 말단이 폐쇄된다. 후면벽(19)은 내부를 향하는 지지요소(20)와 채널요소(21)를 갖는다. 공동 단면(18)은 그 가장자리(22)가 지지요소(20)에 대해 돌출된다. 채널요소(21)는 가장자리(22)를 초과하여 돌출된다. 대응부(4)는 다소 돌출된 채널요소(21)가 올바른 위치를 가지면, 말단부(2)와 맞도록 결합될 수 있다.

채널요소(21)의 올바른 위치는 도 1에 도시된 실시예에서 대응부(4)의 왼쪽 위이다. 이로써, 압축공기의 필요한 흐름이 안전해진다. 후면벽(19)과 지지요소(20)를 관통하는 중간에는 구멍(23)이 연장되며, 이 구멍에는 암나사 홈이 제공된다. 말단부(2) 뿐만 아니라 대응부(4)는 아연 다이 케스팅(die casting)으로 제조된다.

도 2의 단면도를 통하여 폐쇄요소(1) 형성을 위한 그 밖의 내용들을 알 수 있다. 삽입구(16)는 말단부(2)의 내부에서 지름이 작아진다. 삽입구(16)의 지름이 작아지는 부분에는 지지 패드가 형성된다. 연결채널(17)은 압축공기채널(25)로 이어지며, 이 압축공기채널은 연결채널(17)보다 작고 효과적인 횡단면을 갖는다.

대응부(4)에서는 압축공기를 위한 관통구멍(26)이 형성된다. 채널요소(21)는 압축공기채널(25)에 연장된다.

폐쇄요소(1)의 조립시, 먼저 실링요소(3)를 말단부(2)의 실링부(9) 상에서 가이드부(7)까지 밀어넣는다. 이에 이어, 나사(5)를 실링 링(6)과 함께 삽입구(16)로 삽입하며, 이때 실링 링(6)은 지지 패드(24) 상에 놓인다. 나사의 말단은 암나사 홈에 맞추어져 대응부(4)가 실링요소(3)에 대해 축방향 압력을 미치지 않도록 대응부(4)의 암나사 홈이 마련된 구멍(23)에 체결된다.

이러한 방식으로 사전 조립된 폐쇄요소(1)는 다각형 튜브(8)의 말단으로 횡단판(10) 까지 삽입된다. 이에 이어서, 육각형 소켓 헤드(27, hexagon socket head)를 갖는 나사(5)는, 말단부(2)가 가장자리(22)와 함께 축방향으로 실링요소(3)에 대해 압력을 미치도록 조여진다. 이로써, 실링요소(3)는 다각형 튜브(8)의 내면에 접하며, 다각형 튜브(8)의 내부에 나타나는 기압에 대해 폐쇄요소(1)의 위치를 고정시키고, 다각형 튜브(8)와 말단부(2) 사이에서 공기가 통하지 않도록 밀폐한다.

이러한 상태에 있는 폐쇄요소(1)는 도 3에 도시되어 있다. 압축공기는 관통구멍(26)에서 압축공기 채널(25)를 통해 연결채널(17)까지 또는 반대방향으로 폐쇄요소(1)를 통과할 수 있다. 다각형 튜브(8)에는 인접 다각형 튜브(28)가 약간의 간격을 두고 이어진다. 다각형 튜브(28)에 삽입된 폐쇄요소(29)는 폐쇄요소(1)에 대해 대칭적으로 삽입된다. 폐쇄요소(1)와 폐쇄요소(29)는 연결관(30)에 의해 연결되며, 이 연결관은 그 말단이 연결채널(17) 및 연결채널(31)로 삽입된다. 이로써, 압축공기 채널들(25,33)에 의해, 다각형 튜브(8)와 다각형 튜브(28) 사이에서 압축공기의 소통이 가능하다. 연결관(30)의 밀폐는 DE 198 30 048 A1에 개시된 바와 같이 O-링들(32)을 통하여 이루어진다.

본 발명은 상기 실시예들에 제한되지 않는다. 본 발명의 범위 내에서 대안적인 형성들, 특히 말단부와 대응부의 대안적인 형성이 가능하다.

Claims (11)

1. 정방기에서 압축공기를 가이드하는 다각형 튜브들의 폐쇄요소로서 탄성 실링요소를 구비하고 말단이 밀폐 삽입되는 폐쇄요소에 있어서,

   상기 폐쇄요소(1,29)는 삽입된 상태에서 실링요소(3)에 축방향으로 작용하도록 형성되며, 이로 인해 상기 실링요소는 다각형 튜브(8,28)에 대해 폐쇄요소(1,29)를 밀폐하도록 변형되는 것을 특징으로 하는 폐쇄요소.
2. 제1항에 있어서,

   상기 폐쇄요소(1,29)는 압축공기가 다각형 튜브(8; 28)로부터 폐쇄요소(1,29)를 통과하여 인접 배치된 다각형 튜브(28; 8)로 소통할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 폐쇄요소.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 폐쇄요소(1, 29)는 실링요소(3) 외에도 말단부(2)와 대응부(4)를 포함하며, 상기 실링요소(3)는 말단부(2)와 대응부(4) 사이에 배치되어 상기 말단부(2)와 대응부(4)의 상대적인 접근에 의해 방사상으로 확대되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 폐쇄요소.
4. 제3항에 있어서,

   상기 말단부(2)와 대응부(4)는 실링요소(3)를 관통하는 나사(5)를 통하여 서로 연결되며, 상기 말단부(2)와 대응부(4)는 상기 나사의 조임을 통해 실링요소(3)에 축방향 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 폐쇄요소.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 말단부(2)와 대응부(4)는 함께 폐쇄요소(1,29)의 중심에서 떨어진 위치를 관통하는 압축공기채널(25,33)을 형성하는 것을 특징으로 하는 폐쇄요소.
6. 제5항에 있어서,

   상기 압축공기채널(25,33)에 의해 형성된 폐쇄요소(1, 29)의 정면 구멍으로 연결관(30)이 삽입될 수 있는 것을 특징으로 하는 폐쇄요소.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 실링요소(3)의 길이(L)는 벽두께(T)의 적어도 1.5배인 것을 특징으로 하는 폐쇄요소.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 실링요소(3)는 고무로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐쇄요소.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 말단부(2)는 여러 가지 다른 고정나사들을 삽입할 수 있도록 형성된 오목부(12)를 갖는 것을 특징으로 하는 폐쇄요소.
10. 제9항에 있어서,

    상기 오목부(12)의 양쪽으로 지지부(44,45)가 형성되는 것을 특징으로 하는 폐쇄요소.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 다각형 튜브(8,28)는 공기작용에 의해 하중을 지지할 수 있는 상부 롤 캐리어 암들(upper roll carrier arms)과 웨이팅 암들(weighting arms)을 위한 캐리어 바(carrier bar)로서 정방기를 위한 인장 롤러(drawing rollers)에 형성되는 것을 특징으로 하는 폐쇄요소.