KR20050092522A

KR20050092522A - 강섬유 제조용 성형롤러

Info

Publication number: KR20050092522A
Application number: KR1020040017595A
Authority: KR
Inventors: 김대성
Original assignee: 스틸화이버코리아 주식회사; 김대성
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2005-09-22
Also published as: KR100550821B1

Abstract

본 발명은 강섬유 제조용 성형롤러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트 구조물이나 내화물 등에 보강용으로 첨가되는 강섬유를 연속적으로 밴딩 및 절단시킬 수 있고, 커팅날 및 성형롤러의 치면의 손상시, 손상된 부분만을 교체하여 사용할 수 있는 강섬유 제조용 성형롤에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 댐, 터널, 교량 등 비교적 견고한 구조물에 구축에 사용되는 콘크리트의 강도를 향상시키기 위해 첨가되는 강섬유를 성형롤러에 의해 표면적을 넓힘과 아울러 양측을 밴딩시켜 절단함으로써 콘크리트 및 내화물 복합체와의 밀착성이 뛰어나고 인성 및 강도 향상시킬 수 있으며, 성형롤러의 치면 및 커팅날이 손상되거나 마모가 심한 경우에는 손상된 부분만을 선택적으로 교환하여 사용할 수 있어 사용신뢰성을 향상시킬 수 있는 강섬유 제조용 성형롤러를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 콘크리트의 기계적 성질을 개선하기 위해 첨가되는 강섬유를 제조하는 강섬유 성형장치와, 상기 강섬유 성형장치에 내장된 모터의 구동축 및, 상기 구동축에 연동되는 종동축에 각각 구비되어 상기 강섬유를 절곡하는 한쌍의 성형롤러에 있어서, 상기 구동축(5)과 종동축(6)에 각각 고정되는 고정드럼(12)과; 상기 고정드럼(12)의 주연부와 결합수단에 의해 착탈되며 각각 상호 결합되어 전체적인 형상이 원형으로 이루어지는 다수개의 단위롤러(R1~R4,r1~r4)와; 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)와 상기 고정드럼(12)을 고정하는 고정수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

강섬유 제조용 성형롤러{Forming roller for manufacturing steel fiber}

일반적으로 콘크리트 구조물이나 내화물 등의 구조물을 성형할 때는 이들 구조물의 기계, 물리적인 성질을 향상시켜 주기위하여 그 재료인 콘크리트 및 내화물 복합체에 강섬유를 혼합하여 성형한다.

따라서, 성형이 완료된 구조물은 상기의 강섬유로 인해 인장력과 압축력, 전단력, 충격력, 인성 등의 기계적인 성질 및 물리적인 성질이 향상된다.

강섬유로는 통상 금속편이 사용되며, 콘크리트 구조물이나 내화물의 성형시 이들 구조물의 재료에 함께 혼합하여 성형한다.

이러한 강섬유를 제조하는 방법으로는 통상 강선 절단법과, 용융공법 및 박판 절단법 등이 있다.

상기 강선 절단법은 금속재의 강선을 일정한 길이로 절단하여 강섬유를 제조하는 것으로, 절단한 것 자체를 그대로 사용하거나또는 부착력이 뛰어나도록 하기 위하여 웨이브를 추가할 수도 있다.

상기 강선 절단법의 의해 제조된 강섬유는 강도가 우수한 반면, 다른 제조 방법에 비해 제조비가 많이 들어간다는 단점이 있다.

상기 용융공법은 금속을 용융시킨 상태에서 오버 플로우(Over Flow)를 이용하여 강섬유를 제조하는 것으로, 주형에 따라 강섬유의 크기와 형태가 달라진다.

그리고, 박판 절단법은 일정한 폭의 이송통로가 형성된 받침판에 자동 절단기에 설치하고, 상기 이송통로 상에 그보다 작은 폭의 연강판을 이송시키면서 상기 자동 절단기를 이용하여 절단하므로써 강섬유를 제조하는 방법이다.

상기 박판 절단법은 연강판을 받쳐주는 받침판의 형태에 따라 강섬유의 모양과 형태가 달라지며, 다른 방법에 비해 제조원가가 적게 든다는 장점이 있다.

그러나, 종래의 박판 절단법에 의한 제조방법은 폭이 넓은 박판(원소재)을 일정한 폭(예컨대, 약 25mm 정도의 폭)으로 슬리팅(Slitting)하여 여러개의 소재로 만든 다음, 이들 각각의 소재를 하나씩 낱개 별로 이송시켜 가면서 일정한 길이(대략0.5-1mm 정도)로 절단하여 강섬유를 제조하는 것이였다.

그런데, 상기와 같은 제조방법은 원소재의 슬리팅(Slitting) 비용이 고가이고, 언코일러(Uncoiler)의 설치 비용이 많이들며, 또한 제조된 강섬유의 변형이 없는 관계로 표면적이 작기 때문에 콘크리트 및 내화물 복합체와의 밀착성이 떨어지는 단점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 박판을 이용한 강섬유의 제조장치의 일실시예를 도 6에 도시하였는데, 상기 강섬유 제조장치는 코일링된 박판(101)을 언코일링 하면서 슬리터(Slitter,102)를 통하여 일정한 폭(예컨데, 25mm정도)으로 절단하고, 절단된 복수개의 소재(a)를 롤러(103)로 압착 이송시키면서 가이드부(104)를 통과하여 상, 하판의 다이(105,105a)에 인입시키면, 인입된 소재가 다이를 통하여 배출될 때 드럼몸체(109)의 커팅날(106)로 절단하도록 이루어진다.

여기서, 상기 다이(105,105a)에는 소재(a)를 변형시켜 표면적을 넓힐수 있는 굴곡홈(107)과 컷팅시 커팅날(106)의 손상을 방지하기 위한 경사면(108)을 일체로 형성하며, 성형롤러(109)의 커팅날(106)에 수직여유각 및 날끝경사각을 준 것이다.

그러나, 상기 성형롤러(106)는 일체형으로 구비되어 치면이나 상기 커팅날(106)의 일부가 손상되면 상기 성형롤러(106) 전체를 교체해야하므로 유지비용이 상승될 뿐만 아니라, 일부분만 손상되더라도 상기 성형롤러(106)를 폐기할 수 밖에 없는 폐단이 있었다.

또한, 성형롤러(106)의 일부분에 손상이 발생되면, 소재(a)를 변형시켜 표면적이 넓히는 작업이 원활하지 못하며, 상기 커팅날(106)의 마모시 소재(a)의 절단이 제대로 이루어지지 않아 정확한 치수의 제품을 얻을 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 댐, 터널, 교량 등 비교적 견고한 구조물에 구축에 사용되는 콘크리트의 강도를 향상시키기 위해 첨가되는 강섬유를 성형롤러에 의해 표면적을 넓힘과 아울러 양측을 밴딩시켜 절단함으로써 콘크리트 및 내화물 복합체와의 밀착성이 뛰어나고 인성 및 강도 향상시킬 수 있으며, 성형롤러의 치면 및 커팅날이 손상되거나 마모가 심한 경우에는 손상된 부분만을 선택적으로 교환하여 사용할 수 있어 사용신뢰성을 향상시킬 수 있는 강섬유 제조용 성형롤러를 제공함에 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 강섬유 제조용 성형롤러의 사용상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 성형롤러의 분리상태를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 성형롤러의 정면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 결합수단의 다른 실시예를 도시한 정면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 성형롤러에 의해 성형된 강섬유를 도시한 사시도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 콘크리트의 기계적 성질을 개선하기 위해 첨가되는 강섬유(T)를 소정 형상으로 성형함과 동시에, 일정크기로 절단하는 다수개의 커팅날(30)이 원주상에 구비되며 구동수단의 구동축(5)과 종동축(6)에 고정된 한 쌍의 강섬유 성형롤러(10)로 구성된다.

상기 구동수단은 통상 감속모터(미도시)가 사용되며, 상기 감속모터의 축상에는 상기 구동축(5)이 직결형으로 연결되고, 상기 감속모터와 기어열로 연결된 상기 종동축(6)은 일정 감속비로 회전하게 되는데, 상기 감속모터와 기어열은 베이스판(1)의 내부에 장착되고 상기 구동축(5)과 종동축(6)이 상기 베이스판(1)의 내측로부터 외측으로 돌출되게 구현되는 것으로, 상기 구동수단은 본원출원인이 선출원한 특허 제2002-0015543호(출원일:2002. 03. 22)의 "강연성선재의 성형롤러"에 이미 공지된 바, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명의 주요부 구성인 상기 성형롤러(10)는, 상기 구동축(5)과 종동축(6)에 각각 고정되는 고정드럼(12)과, 상기 고정드럼(12)의 주연부와 결합수단에 의해 착탈되며 각각 상호 결합되어 전체적인 형상이 원형으로 이루어지는 다수개의 단위롤러(R1~R4,r1~r4)와, 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)와 상기 고정드럼(12)을 고정하는 고정수단으로 구성된다.

상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)는 각각 부채꼴 형상으로 이루어져 상기 결합수단에 의해 상호 결합되며 상기 고정수단에 의해 고정됨으로써 전체적인 형상이 원형을 이루는 상기 성형롤러(10)로 완성되며, 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)의 주연부에는 상기 강섬유(T)를 절단하는 다수개의 커팅날(30)이 장착된다.

상기 결합수단은, 원형의 형상으로 구비된 상기 고정드럼(12)의 외주면에 형성된 다수개의 제1결합홈(13)과, 상기 결합홈(13)에 슬라이딩방식으로 끼움 결합되도록 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)의 내주면에 돌출된 제1결합돌기(11)로 구성되며, 상기 결합수단에 의해 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)를 상기 고정드럼(12)에 끼움 결합함으로써 원주방향으로 유동되는 것을 방지할 수 있게 된다.

여기서, 상기 고정드럼(12)에 결합된 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)가 횡방향으로 유동되는 것을 효과적으로 방지할 수 있도록 상기 제1결합돌기(11)와 상기 제1결합홈(13)의 형상은 공히 일측으로부터 타측으로 갈수록 단면이 확대되는 테이퍼형상또는 삼각형의 형상으로 이루어지는 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기 결합수단의 다른 실시예로서, 상기 고정드럼(12)의 외주면과 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)의 내주면이 상호 대응되게 다각형의 형상으로 구비할 수도 있다.

즉, 도 4 및 도 5와 같이, 상기 고정드럼(12)의 외주면을 다각형의 형상으로 구비하고, 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)의 내주면에 다각형 형상의 안착홈(15)을 형성함으로써, 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)의 안착홈(15)을 상기 고정드럼(12)에 밀착시키며 상기 제1결합돌기(11)를 상기 제1결함홈(13)에 끼움 결합되는 것이다.

상기 고정수단은, 상기 고정드럼(12)과 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)의 양측면에 밀착되는 한 쌍의 브라켓(20)과, 상기 브라켓(20)을 상호 체결하는 체결수단(21)로 구성되며, 상기 고정수단에 의해 상기 고정드럼(12)과 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)의 양측을 고정함으로써, 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)가 횡방향으로 유동되는 것을 방지하게 된다.

한편, 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4) 상호간에 끼움방식으로 결합될 수 있도록 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4) 중 일측 단위롤러(R2,R4,r2,r4)의 직경방향에 형성된 다수개의 제2결합홈(13a)과, 상기 다수개의 제2결합홈(13a)에 슬라이딩 방식으로 끼움 결합되도록 타측 단위롤러(R1,R3,r1,r3)의 직경방향에 돌출 형성된 다수개의 제2결합돌기(11a)를 더 구비하는 것이 바람직할 것이다.

즉, 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)의 결합수단인 제1결합돌기(11)와 제1결합홈(13)에 의해 상기 고정드럼(12)에 결합하고, 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4) 상호간에 상기 제2결합돌기(11a)와 제2결합홈(13a)으로 결합함으로써 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)의 결합력을 향상시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면, 먼저 다수개의 단위롤러(R1~R4,r1~r4)를 브라켓(20)과 고정드럼(12)이 고정된 구동축(5)과 종동축(6)에 각각 결합하여 성형롤러(10)를 형성하게 된다.

이때, 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)의 제1결합돌기(11)를 상기 고정드럼(12)의 제1결합홈(13)에 슬라이딩 방식으로 끼움결합함과 동시에, 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)의 직경방향에 형성된 제2결합돌기(11a)와 제2결합홈(13a)을 동일하게 끼움결합하여 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)가 원주방향으로 유동되는 것을 방지한다.

또한, 상기 구동축(5)과 종동축(6)에 고정된 상기 브라켓(20)과 대향되게 또 다른 브라켓(20)을 상기 고정드럼(12)과 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)의 측면에 밀착한 상태에서 체결수단(21)로 상기 한쌍의 브라켓(20)과 상기 고정드럼(12)을 일체형으로 결합하여 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)가 횡방향으로 유동되지 않게 된다.

여기서, 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)를 상기 고정드럼(12)에 결합하는 결합수단의 다른 실시예로서, 상기 고정드럼(12)의 외주면의 형상을 각각 삼각형태나 사각형태 등 다각형의 형상으로 구비하고, 그 모서리부분에 안착할 수 있도록 상기 단위롤러(R1~R4,r1~r4)의 내주면에 안착홈(15)을 형성하여 상호 결합한 후, 상기 브라켓(20)을 밀착시키고 상기 체결수단(21)으로 고정할 수도 있다.

상기와 같이 단위롤러(R1~R4,r1~r4)를 상기 고정드럼(12)에 결합함으로써 원형의 성형롤러(10)를 형성하게 되며, 이후에는 강섬유 제조장치를 가동시키기 위해 조작판넬(미도시)의 버튼을 조작하면, 외부의 전원이 감속모터에 인가되어 상기 구동축(5)과 종동축(6)이 회전되면서 상기 성형롤러(10)가 연동되어 회전하게 된다.

상기 성형롤러(10)의 회전이 시작되면, 일측의 가이드롤러(2)를 따라 안내되는 수십개의 강섬유(T)가 상기 성형롤러(10) 사이에 진입되면서 양측이 밴딩되게 성형됨과 아울러, 일정 간격으로 절단된다.

즉, 상기 성형롤러(10)의 치면에 의해 상기 수십개의 강섬유(T)가 압착되어 도 6과 같이 표면적이 넓어짐과 동시에 양측이 밴딩되며, 원주상에 장착된 커팅날(30)에 의해 일정간격으로 절단되어진다.

상기 커팅날(30)에 의해 절단된 강섬유(T)는 슈트(3)를 통해 적재함(4)으로 투출되어진다.

상기 성형롤러(10)에 의해 상기 강섬유(T)를 가공하다가, 상기 커팅날(30)이 마모되거나 상기 성형롤러(10)의 치면이 손상되면, 상기 브라켓(20)을 분리한 후,손상된 단위롤러만을 분리시키고 새로운 단위롤러를 결합하여 사용하게 된다.

즉, 종래의 성형롤러는 일체형으로 형성된 것으로, 커팅날이 손상되면 성형롤러 전체를 교환하여 사용했으나, 본 발명의 성형롤러(10)는 손상된 단위롤러만을 교환하여 사용할 수 있어 성형롤러(10)를 반 영구적으로 사용할 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 성형롤러(10)는 다수개의 단위롤러(R1~R4,r1~r4)로 분리 및 결합할 수 있어 단위롤러의 일측의 치면이나 커팅날이 손상되면, 손상된 부분만 교환하여 사용할 수 있어 사용신뢰성을 향상시킬 수 있는 것으로, 산업상 매우 유용한 발명이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 성형롤러의 치면 및 커팅날이 손상되거나 마모가 심한 경우에는 손상된 부분의 단위롤러를 선택적으로 교환하여 사용할 수 있어 사용신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 성형롤러를 반영구적으로 사용할 수 있어 유지비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 강섬유 제조용 성형롤러의 사용상태를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 성형롤러의 분리상태를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 성형롤러의 정면도,

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 결합수단의 다른 실시예를 도시한 정면도,

도 6은 본 발명에 따른 성형롤러에 의해 성형된 강섬유를 도시한 사시도,

도 7은 종래의 강섬유 제조장치의 구성도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 베이스판 2 : 가이드롤러

3 : 슈트 4 : 적재함

5 : 구동축 6 : 종동축

10 : 성형롤러 11 : 제1결합돌기

11a : 제2결합돌기 12 : 고정드럼

13 : 제1결합홈 13a : 제2결합홈

15 : 안착홈 20 : 브라켓

21 : 체결수단 30 : 커팅날

T : 강섬유

Claims

콘크리트의 기계적 성질을 개선하기 위해 첨가되는 강섬유를 제조하는 강섬유 성형장치와, 상기 강섬유 성형장치에 내장된 모터의 구동축 및, 상기 구동축에 연동되는 종동축에 각각 구비되어 상기 강섬유를 절곡하는 한쌍의 성형롤러에 있어서,

상기 구동축과 종동축에 각각 고정되는 고정드럼과;

상기 고정드럼의 주연부와 결합수단에 의해 착탈되며 각각 상호 결합되어 전체적인 형상이 원형으로 이루어지는 다수개의 단위롤러와;

상기 단위롤러와 상기 고정드럼을 고정하는 고정수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 강섬유 제조용 성형롤러.
제 1항에 있어서, 상기 결합수단은,

상기 고정드럼의 외주면에 형성된 다수개의 제1결합홈과;

상기 제1결합홈에 슬라이딩방식으로 끼움 결합되도록 상기 단위롤러의 내주면에 돌출된 제1결합돌기로 구성된 것을 특징으로 하는 강섬유 제조용 성형롤러.
제 1항에 있어서, 상기 고정수단은,

상기 고정드럼과 상기 단위롤러의 양측면에 각각 밀착되는 한쌍의 브라켓과;

상기 브라켓을 상호 체결하는 체결수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 강섬유 제조용 성형롤러.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 단위롤러를 끼움방식으로 상호 결합할 수 있도록 상기 단위롤러의 직경방향의 일측에 다수개의 제2결합홈이 형성되고, 타측에 상기 제2결합홈에 대응되게 돌출된 다수개의 제2결합돌기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 강섬유 제조용 성형롤러.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고정드럼의 외주면과 상기 단위롤러의 내주면이 상호 대응되게 다각형의 형상이나 원형의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 강섬유 제조용 성형롤러.
제 4항에 있어서,

상기 고정드럼의 외주면과 상기 단위롤러의 내주면이 상호 대응되게 다각형의 형상이나 원형의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 강섬유 제조용 성형롤러.