KR20160064154A - 플라스틱 필름을 감기 위한 와인딩 머신 내의 릴의 전동화 그룹 - Google Patents

플라스틱 필름을 감기 위한 와인딩 머신 내의 릴의 전동화 그룹 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 머신 내의 전동화 그룹에 관한 것으로서, 머신의 프레임(12)에 구속된 중앙 샤프트(15) 주위에서 회전 플레이트(14) 상에 2개 이상의 스핀들(16, 17, 18)이 위치되고, 각각의 스핀들(16, 17, 18)에 대해 모터(86, 86', 86")가 제공되며, 각각의 모터(86, 86', 86")는 상기 프레임(12)에 구속되고 벨트 전달부에 의해 상기 각각의 스핀들(16, 17, 18))에 연결되며, 상기 벨트 전달부는 상기 프레임(12) 외부에서 중앙 샤프트(15)와 나란하게 정렬된 중앙 디플렉터 유닛(83)를 포함하고, 상기 중앙 디플렉터 유닛(83)을 한편으로는 상기 스핀들(16, 17, 18))에 연결하고 다른 편으로는 상기 모터(86, 86', 86")에 연결하는 치형 벨트(89, 89', 89"; 95, 95', 95")를 포함한다.

Description

플라스틱 필름을 감기 위한 와인딩 머신 내의 릴의 전동화 그룹{MOTORIZATION GROUP OF REELS IN A MACHINE FOR WINDING PLASTIC FILM}
본 발명은 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 머신 내의 릴의 전동화 그룹에 관한 것이다.
현재, 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 머신 분야, 스핀들이 제공된 릴(reel)이 고려되는데, 이러한 릴은 최종적인 원하는 보빈 상에 플라스틱 필름을 감도록 구현된다.
이를 위하여, 단일의 릴의 단일의 스핀들을 이동시키기 위하여, 구현되는 보빈의 배열형태에 있어서 어떠한 임의의 문제도 없이 성공적으로 작동될 수 있는 모터가 고려된다.
이러한 와인딩 머신에서, 상당히 빠른 보빈-변경 사이클(bobbin-change cycle)을 구현해야 하는 필요성으로 인해, 그에 동일하게 빠른 변경 절차(change sequence)를 가져야 하는 필요성이 제기된다. 이러한 절차 동안, 릴의 스핀들 즉 릴 상에 형성되는 보빈(bobbin)은 접촉 실린더(contact cylinder)와의 접촉력을 상실하여 그에 따라 소위 "에어 와인딩(air winding)"이 생성된다.
이에 따라, 주파수-제어식 모터(frequency-controlled motor)에 의해, 릴의 스핀들에 직접 연결된 전동화 수단(motorization)을 가질 필요가 있다. 게다가, 동일한 형상을 가진 와인딩 그룹(특히, 현저하게 빠른 변경 절차를 가진 필요성으로 인해 통상적으로 사용되는, "리볼버(revolver)" 타입으로 구성된)이 릴의 외부에서 회전 중심(rotation center)에 대해 릴 스핀들의 상대 회전을 제공한다.
이에 따라, 회전 중심 주위로 회전하는 단일 릴의 단일 스핀들에 연결된 모터를 가질 필요가 발생할 수 있다.
이러한 종류의 실시예는 릴 외부에 회전 중심을 가진 축에 조립된 회전 플레이트 상에 있는 위에서 언급한 모터의 제어 부분들(주파수 베리에이터, 컨트롤 CPU, 리모트 스위치 등) 모두의 조립체를 의미한다. 상기 구성으로 인해, 신호 및 파워 서플라이를 이러한 구성요소들에 이송하고 모터에 이송하기 위해 회전 조인트(rotating joint)(통상, 수은 타입의)를 사용할 필요가 있다.
이러한 형상은, 특히, 이 경우(최대 800 m/분 및 그 이상), 현저히 빠른 속도가 존재하면, 현저히 높은 위험의 손상을 초래하는 진동이 수반된다.
이러한 진동은 시스템의 불가피한 불균형에 의해 야기된다. 실제로, 이러한 시스템은, 한편으로는, 위에서 언급한 구성요소들에 의해 표시된 상당한 일정 중량을 가지며, 머신의 지지 구조(supporting structure)에 대해 캔틸레버 구성으로(cantilevered) 조립된다. 다른 한편으로는, 시스템은 감겨진 보빈에 의해 표시된, 릴의 단일 스핀들에 대해 불균형적이며, 작동 상태(operational phase) 동안 제2의 똑같이 상당하지만 매우 가변적인 중량을 가진다.
본 발명의 일반적인 목적은 위에서 언급한 종래 기술의 단점들을 매우 간단하고 경제적이며 특히 기능적으로 해결하기 위한 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 프레임에 대해 회전하는 무거운 캔틸레버식 구성요소(cantilevered component)를 가지지 않는 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 와인딩 머신 내의 릴의 전동화 그룹(motorization group)을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 특히, 회전 부분들에서 가변적인 중량 구성 때문에 진동을 제거하는 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 와인딩 머신 내의 릴의 전동화 그룹을 제공하는 것이다.
위에 기술된 목적들에 있어서, 본 발명에 따르면, 하기 청구항들에 특징지어진 특성들을 가진 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 와인딩 머신 내의 릴의 전동화 그룹이 제공된다.
본 발명의 구성 및 기능적인 특성들 및 종래 기술에 대한 본 발명의 이점들은, 본 발명에 따라 제작된 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 와인딩 머신 내의 릴의 전동화 그룹의 실시예들을 도시한 첨부도면들을 참조하여, 하기 발명의 상세한 설명으로부터 보다 자명하게 될 것이다.
도면에서:
- 본 발명에 따라 제작된 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 와인딩 머신 내의 릴의 전동화 그룹을 포함하는 와인딩 머신의 일부분을 개략적으로 도시한 측면도;
- 도 2는 보다 잘 이해하기 위해 부분적으로 절단한 도 1의 일부 부분들을 확대하여 도시한 도면으로서, 단일 모터가 각각의 릴 및 스핀들(44)에 연결되며;
- 도 3은 본 발명에 따라 제작된 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 와인딩 머신 내의 릴의 전동화 그룹의 측면도;
- 도 4는 본 발명의 전동화 그룹의 일부분을 형성하는 3개의 동축 샤프트를 가진 중앙 디플렉터 유닛을 확대하여 도시한 단면도이다.
우선, 도 1을 보면, 주로 본 발명에 따라 제작된 릴(90)의 전동화 그룹을 포함하는 영역에서, 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 와인딩 머신의 일부분을 개략적으로 도시한 측면도가 예시된다.
릴(90)의 전동화 그룹은 2개의 수직 직립부(12, 13)로 구성된 구조물 외부에 배열되며, 상기 수직 직립부(12, 13)는 와인딩 머신의 프레임의 숄더(shoulder)를 형성한다.
제1 직립부(12)는 회전 지지 플레이트(14) 위에서 캔틸레버 구성의(cantilevered) 중앙 샤프트(15)를 가지는데(carry), 상기 중앙 샤프트(15)는 다른 단부에서 제2 직립부(13)에 의해 지지된다.
중앙 샤프트(15) 주위로 회전하는 플레이트(14)는 서로에 대해 120°로 배열되어 와인딩 릴(winding reel)을 완성하는 3개의 스핀들(16, 17 및 18)을 가진다.
상기 시스템은 릴의 총 개수와 똑같은 횟수만큼 반복된다(상기 예에서는 3회이지만 일반적으로 2회 내지 4회 사이에서 변경될 수 있다).
도면들은, 3개의 릴(16, 17 및 18)이 예시된 예에서, 스핀들(16, 17 및 18)의 독립적인 회전 운동(rotational movement)을 위해 3개의 모터(86, 86' 및 86")가 어떻게 제공되는 지를 보여준다. 3개의 모터(86, 86' 및 86")는 머신의 프레임에 고정되는데, 제1 직립부(12)의 브래킷(87) 상에 고정된다.
실제로, 본 발명은, 특별히, 위에서 언급된 결점 및 진동(vibration)을 방지하기 위해 "정적(static)" 해결책을 제안하는데, 즉 머신의 지지 구조물(supporting structure)에 견고하게 고정된, 고정 위치에서 상대적인 명령 및 컨트롤 구성요소(command and control component)와 릴의 모터의 조립체(assembly)를 제공한다.
이는, 다양한 모터(86, 86' 및 86")로부터 벨트를 통해 릴의 스핀들(16, 17 및 18) 모두로 모션(motion)을 전달하기 위하여, 중앙 샤프트(15)와 나란하게 정렬된(aligned) 중앙 디플렉터 유닛(83)을 고려하는 새롭고도 원래의 해결책에 따라 구현될 수 있다.
도 2는 위에서 언급한 중앙 디플렉터 유닛(83), 및 본 발명에 따라 제작된 릴(90)의 전동화 그룹의 구성의 한 부분과 기본 원리 및 스핀들(16)을 가진 단일 릴을 매우 명확하게 예시한다.
상기 예에서, 모터(86)는 상기 릴의 스핀들(16)의 회전 운동을 구현한다. 실제로, 풀리(88)가 모터(86)의 샤프트 상에 삽입되어 치형 벨트(toothed belt)(89)를 제어한다.
모터(86)의 샤프트 상에 삽입된 상기 풀리(88)는 치형 벨트(89)에 의해 샤프트(15)의 연장부(92) 상에 있는 축에 조립된 풀리(91)에 연결된다. 보다 구체적으로, 중앙 샤프트(15)와 나란하게 정렬된 중앙 디플렉터 유닛(83)이 존재하며, 위에서 이미 언급한 것과 같이, 상기 중앙 샤프트(15)는 제1 직립부(12) 또는 머신의 구조물 외부에서 릴의 스핀들을 가진 회전 플레이트(14)의 회전 중심(rotation center)을 형성한다.
특히, 풀리(91)는 중앙 디플렉터 유닛(83)의 샤프트(93) 상에서 일체로 삽입된다(inserted integrally). 추가적인 풀리(94)가 중앙 디플렉터 유닛(83)의 샤프트(93) 상에 삽입되어 치형 벨트(95)의 한 단부를 제어하며, 상기 치형 벨트(95)는, 다른 단부에서, 위에서 언급한 릴의 스핀들(16)의 연장부에 삽입된 풀리(96) 상에서 감겨 있다.
본 발명에 따라 위에서 언급된 디플렉터 유닛 및 릴(90)의 전동화 그룹의 구성의 상기 부분은 릴의 총 개수와 똑같은 횟수만큼 반복되어(통상적으로는 예시된 것과 같이 3회이지만, 일반적으로 2회 내지 4회 사이에서 변경될 수 있음) 릴의 완전한 전동화 그룹을 형성한다.
도시된 실시예에서, 중앙 디플렉터 유닛(83)은 도 3에 도시된 것과 같이 3개의 동축 샤프트(coaxial shaft)를 가지며, 도 4는 확대된 단면도이다.
도면에서, 예시되고 기술된 것과 같이, 다양한 스핀들(16, 17 및 18)에 대해 1개 또는 2개의 지수를 가지거나 혹은 지수가 없는 도면부호가 사용된다.
3개의 동축 샤프트를 가진 상기 중앙 디플렉터 유닛(83)은 릴(16, 17 및 18), 및 프레임의 숄더(12)에 고정된 모터(86, 86' 및 86") 사이에서, 다양한 연결 벨트(89, 89', 89" 및 95, 95', 95")에 대한 임의의 문제 없이, 스핀들(16, 17 및 18)을 가진 회전 플레이트(14)가 쉽게 회전할 수 있게 하는데, 상기 릴(16, 17 및 18))은, 반대로, 회전 플레이트(14) 상에 존재한다.
동축 샤프트(93, 93' 및 93")는 중공 구조이며(hollow), 연장부(92)에 대해 상호간에 독립적으로 회전(independent rotation)할 수 있도록, 임의의 베어링(99, 99' 및 99")이 삽입되어, 중앙 샤프트(15)의 연장부(92) 상에 위치된다.
도 4는 2개의 치형 단부 풀리(91 및 94)를 배열함으로써 상기 중앙 디플렉터 유닛(83)이 어떻게 제작되는지를 보여주는데, 상기 2개의 치형 단부 풀리(91 및 94)는, 제1 모터(86)로부터 나온 모션(motion)을 전달하여, 볼트(100)에 의해 고정되고 동축 방식으로 안내되는(coaxially directed), 제1 샤프트(93)의 맞은편 단부에서 협력한다(cooperate). 제1 샤프트(93)는 다른 샤프트보다 더 작은 외측 직경 및 연장부(92)의 외측 직경보다 약간 더 큰 내측 직경을 가진다. 단부 베어링(99)으로 인해, 모터(86)의 회전 동안 중공 샤프트(93)와 풀리(91 및 94)가 쉽게 회전될 수 있게 된다. 또한, 역시 중공 구조의 제2 샤프트(93')는 회전할 수 있게 해 주는 단부 베어링(99')에 의해 지지되며 제1 샤프트(93)의 중간 영역(intermediate area) 위에 위치된다. 상기 제2 중공 샤프트(93')는 볼트(100')에 의해 고정된 맞은편 단부에서 제2 모터(96')에 의해 제공되는 회전력을 전달하는 풀리(91' 및 94')를 가진다.
끝으로, 제3 샤프트(93")는 중공 구조이며, 가령, 제2 샤프트(93')의 외측 표면 상에서 회전할 수 있도록 큰 내측 직경을 가진다. 상기 제3 샤프트(93")는 볼트(100")에 의해 고정된 서로 맞은편 단부에서 제3 모터(86")에 의해 제공되는 회전력이 전달될 수 있도록 하는 풀리(91" 및 94")를 가진다.
이러한 3개의 동축 샤프트를 가진 구성은 본 발명의 전동화 그룹의 일부분을 형성하며, 프레임의 직립부(12)의 외부를 향해 캔틸레버 구성되어(cantilevered) 모션을 용이하게 전달할 수 있게 한다.
예시된 것과 같이, 베어링(99, 99', 및 99")은 다양한 풀리(91 및 94, 91' 및 94', 그리고 91" 및 94")의 바디(body)에 위치된 공동(cavity)(101) 내에 수용되며(housed), 상기 풀리들은 중공 샤프트(93, 93' 및 93") 상에 위치된다.
도 3은 3개의 릴과 상대적인 독립 스핀들을 가진 실시예에 관한 예를 도시하는데(위에서 언급하였음), 이들 각각에는 앞에서 기술하고 언급한 요소들이 제공되며 이들에 의해 특징지어진다.
특히, 도 3에는 벨트-인장 장치(97)(또는 가이드 풀리(guide pulley))가 도시되는데, 상기 벨트-인장 장치(97)는 스핀들(16, 17 및 18) 상에 삽입된 풀리와 동축 샤프트를 가진 중앙 디플렉터 유닛(83)의 풀리 사이에서 치형 전달 벨트(toothed transmission belt)가 정확하게 인장되도록(correct tensioning) 구성된다. 이러한 벨트-인장 장치는, 요소들이 조립될 때, 정상적인 구성 허용오차(construction tolerance)로 인해 불가피하게 형성되거나 혹은 기술된 시스템 내에 포함된 전달 구성요소(transmission component)들을 소모(consumption)함으로써 생성될 수 있는 간격(clearance)을 회복하도록(recover) 사용된다.
이와 유사하게, 모터(86, 86' 및 86") 상에 삽입된 풀리와 동축 샤프트를 가진 중앙 디플렉터 유닛(83)의 풀리 사이에 위치된 치형 전달 벨트에 대해, 예를 들어, 도 3에 도시된 나사(screw)와 같은 표시 장치(registration device)(98)가 고려될 수 있다.
이런 방식으로, 예를 들어, 동축 샤프트를 가진 중앙 디플렉터 유닛(83)이 고려되는데, 그뿐만 아니라 커다란 직경을 가진 샤프트(93), 그리고, 샤프트(15)의 연장부(92) 상의 축에서 작은 직경을 가지고 상기 샤프트에 동축인 샤프트(93' 및 93")를 가진 중앙 디플렉터 유닛(83)도 고려된다.
이렇게 하여, 샤프트(93')는 벨트(89' 및 95')에 의해 모션을 전달하기 위해, 예를 들어, 모터(86')에 의해 구동되는 스핀들(17)에 전달하기 위해 삽입된 2개의 풀리(91' 및 94')를 갖는다.
이러한 구성은 풀리(96")가 삽입되는 스핀들(18)에 대해서도 반복되며, 상기 풀리(96")는 샤프트(93") 상에 위치된 풀리(94")에 의해 구동되는 벨트(95")로부터 모션을 수용한다. 상기 샤프트(93")는 또 다른 삽입된 풀리(91")를 가지며, 상기 풀리(91")는 모터(86")의 샤프트 상에 직접 삽입된, 풀리(88')에 의해 제어되는 치형 벨트(89')에 의해 회전 구동된다(driven in rotation).
따라서, 본 발명에 따르면, 릴의 스핀들의 구동 모터는 프레임에 고정되며 이러한 구성은 임의의 진동이 생성되는 것을 방지한다. 실제로, 릴의 스핀들의 위치에서, 어떠한 관련 회전 구성에는 진동이 존재하지 않는다.
그에 따라, 와인딩 머신은 감겨진 필름의 보빈의 가변 크기에 의해 형성된 회전 중량(rotating weight)에 존재하는 진동을 잘 균형을 맞추고(well balaced) 기능적이 되도록 한다.
본 명세서의 앞부분에서 언급된 목적들은 모두 구현되었다.
본 발명의 그룹을 제작하기 위한 구성의 형태, 재료 및 조립 모드는 도면에서 단지 비-제한적이고 예시적인 목적으로 도시된 것과 상이할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 보호 범위는 하기 청구항들에 의해 정의된다.

Claims (5)

  1. 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 머신 내의 전동화 그룹으로서, 머신의 프레임(12)에 구속된(constrained) 중앙 샤프트(15) 주위에서 회전 플레이트(14) 상에 2개 이상의 스핀들(16, 17, 18)이 위치되고, 각각의 스핀들(16, 17, 18)에 대해 모터(86, 86', 86")이 제공되는, 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 머신 내의 전동화 그룹에 있어서,
    각각의 모터(86, 86', 86")는 상기 프레임(12)에 구속되고 벨트 전달부(belt transmission)에 의해 상기 각각의 스핀들(16, 17, 18))에 연결되며, 상기 벨트 전달부는 상기 프레임(12) 외부에서 중앙 샤프트(15)와 나란하게 정렬된 중앙 디플렉터 유닛(83)를 포함하고, 상기 중앙 디플렉터 유닛(83)을 한편으로는 상기 스핀들(16, 17, 18))에 연결하고 다른 편으로는 상기 모터(86, 86', 86")에 연결하는 치형 벨트(89, 89', 89"; 95, 95', 95")를 포함하는 것을 특징으로 하는 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 머신 내의 전동화 그룹.
  2. 제1항에 있어서, 중앙 디플렉터 유닛(83)은 상기 중앙 샤프트(15)의 연장부(92)의 베어링(99, 99', 99") 위에 위치된 중공 동축 샤프트(93, 93', 93")를 포함하는 것을 특징으로 하는 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 머신 내의 전동화 그룹.
  3. 제2항에 있어서, 상기 회전 플레이트는 서로에 대해 120°로 배열된 3개의 스핀들(16, 17, 18)을 가지며, 상기 중앙 디플렉터 유닛(83)은 각각 상기 샤프트(93, 93', 93")의 단부들에 구속된 한 쌍의 치형 풀리(91, 94; 91', 94'; 91", 94")를 가진 3개의 중공 동축 샤프트(93, 93', 93")를 포함하는 것을 특징으로 하는 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 머신 내의 전동화 그룹.
  4. 제3항에 있어서, 상기 한 쌍의 치형 풀리(91, 94; 91', 94'; 91", 94")는 축방향으로 안내되는(axially directed) 볼트(100, 100', 100")에 의해 상기 샤프트(93, 93', 93")의 단부들에 구속되는 것을 특징으로 하는 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 머신 내의 전동화 그룹.
  5. 제2항에 있어서, 상기 베어링(99, 99', 99")은 중공 샤프트(93, 93' 및 93") 상에 연결된 풀리(91 및 94, 91' 및 94', 그리고, 91" 및 94")의 바디(body) 내에 위치된 공동(101) 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 보빈 상에 플라스틱 필름을 감기 위한 머신 내의 전동화 그룹.
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