KR20170017018A

KR20170017018A - 래핑 머신 구동장치

Info

Publication number: KR20170017018A
Application number: KR1020147036528A
Authority: KR
Inventors: 제이슨 이안 쿠퍼
Original assignee: 브이-랩 피티와이 리미티드
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2017-02-15
Also published as: ES2902552T3; US20160244895A1; EP3146097B1; CN105452549B; EP3146097A1; DE14814724T1; KR102187415B1; CN105452549A; US9783915B2; JP2017521575A; JP6446127B2; AU2014274592A1; EP3146097A4; TW201544651A; PL3146097T3; TWI655330B; AU2014274592B2; WO2015176099A1

Abstract

고속 수직 텍스타일 래핑 장치는 제1 모터에 의해 왕복 운동되는 콤 및 제2 모터에 의해 왕복 운동되는 프레서 바를 가지며, 두 모터는 공통의 서보 모터 제어 하에 있다. 직선 모양의 콤은 웹 섬유의 일부가 완료된 웹에 접착하도록 융합되는 오븐을 통과하여 웹을 보내주는 수평 컨베이어 위에 래핑된 웹을 위치시키기 위해서 봉 크랭크축에 의해 프레서 바가 왕복 운동되는 동안에 크랭크케이스의 콤 크랭크축에 의해 왕복 운동된다. 주름잡히기 위해 유입되는 웹 수평 및 수직 컨베이어의 조합에 의해 래핑 영역으로 운반된다. 이러한 웹 하강 공급은 래핑 영역에 가까워진다. 콤 크랭크케이스는 압축된 윤활제 및 외부 냉각을 가진다. 연결 서보 제어는 PLC 동기화를 제공한다.

Description

래핑 머신 구동장치{LAPPING MACHINE DRIVE}

본 발명은 주름진(pleated) 섬유성 웹(fibrous web)을 제조하는 텍스타일(textile) 래핑 머신에 관한 것이다.

이러한 구동 유닛은, 비가공 섬유의 시재료(starting material)를 오프너(opener) 및 블렌더(blender)로 처리하여 이후 생산품을 크로스 래퍼(cross lapper)와 피니쉬 카드(finish card)를 통과시킴으로써 만들어진 섬유성 웹이 공급되는 텍스타일 래핑 머신을 위한 것이다. 최대 폭 3m의 주름진 웹은 주름 가공 후에, 체류 시간(dwell time), 온도 및 섬유의 종류에 따라 크거나 작은 규모로 웹의 섬유가 접합되는 연속 컨베이어의 오븐 안쪽으로 즉시 통과된다.

우리의 호주 특허 번호 제2006200908호는 이 같은 래핑 머신을 설명한다.

일부 머신은 카딩 머신(carding machine)에서 직접 연속적인 매트형상 부직 리본(non-woven continuous mat-like ribbons)들을 500mm-3000mm 폭으로 생산한다.

위에서 언급된 우리의 호주 특허 번호 제2006200908호는 이 같은 머신을 설명한다. 이 머신은 래핑 공정 중에 도입된 섬유가 주변 섬유에 접착 및 본딩되어지는 오븐에 공급되는 주름진 웹을 약 3000mm 폭으로 만들어 낸다.

오븐 처리는 롤에 감기거나 50-2500gsm의 시트로 커팅될 수 있는 탄력적이고, 안정적인 리본 제품을 생성한다.

전진하는 웹(advancing web)을 주름 잡는 수평 콤(horizontal comb)은 개별 왕복 기관에 대응하여 상승 및 하강하는 열 지어 있는 로드(rod)의 단부에 고정되며, 각 벨트는 공통의 구동 모터로 구동된다. 로드 간격은 약 500mm이다.

주름의 깊이는 래핑 영역(lapping zone)의 높이를 조절함으로써 변경되는데, 주름진 웹은 영역을 이동(travel)하여 통과해 오븐으로 전진한다.

영역의 덮개(proof)를 올리는 것은 주름이 얇아지거나 깊어지도록 한다. 컨베이어에 놓인 섬유성 웹은 콤(comb)에 의해 밀려 움직여서 일정한 속도로 오븐을 향해 전진한다. 나사 제어는 하나의 제품 사양에서 다른 사양까지의 변화가 편리하고 빠르도록 영역의 지붕을 올리거나 낮춘다.

처리량 속도의 증가는 웹 안으로 바늘과 필라멘트를 삽입하는 누름봉의 구동이 매트-형상 제품의 형성을 보존하기 위하여 동기화되어 있어야하는 반면, 콤에 큰 힘이 작용한다는 점에서 어려움을 제공한다.

본 발명의 양상에 의한 장치는, 제1 모터에 의해 왕복 운동하는 콤과 제2 모터에 의해 왕복 운동하는 프레서 바를 포함하고, 상기 콤 구동장치는 다수의 크랭크를 지닌 콤 크랭크 축이 들어있는 크랭크케이스, 상기 크랭크 축을 구동시키기 위한 서보 모터, 상기 콤 크랭크 축으로부터 이격된 리니어 콤, 각각의 크랭크에서 콤까지 연장하는 커넥터 어셈블리를 더 포함하며, 상기 어셈블리는 상기 콤을 왕복 운동하기 위해 일제히 동작하고, 그리고 프레서 바 구동장치는 다수의 크랭크를 지닌 봉 크랭크 축이 들어있는 크랭크케이스, 상기 봉 크랭크축을 구동하기 위한 서보 모터, 상기 봉 크랭크축으로부터 이격된 프레서 바, 각각의 크랭크에서 상기 프레서 바까지 연장하는 커넥터 어셈블리를 더 포함하며, 상기 어셈블리는 상기 프레서 바를 왕복 운동하기 위해 일제히 동작하는 것을 특징으로 하는 패브릭의 주름진 시트를 형성하도록 카드로부터 텍스타일 웹을 래핑하기 위한 래핑 장치를 제공한다.

크랭크 축은 모터가 부착된 크랭크케이스에서 작동할 수도 있다. 케이스는 각각의 크랭크를 위한 한 쌍의 베어링 및 크랭크 축의 축선에 90 도로 배치되는 각각의 커넥터 어셈블리를 위한 마운트를 포함할 수도 있다.

각각의 어셈블리는 크랭크로부터 연장되는 커넥팅 로드 및 링크의 일단부에서 커넥팅 로드의 자유단부로 피봇되고, 일측 단부가 커넥팅 로드의 자유단에 피봇되고, 타측 단부가 상기 콤에 연결되는 콤 링크를 포함할 수도 있다.

커넥팅 로드 및 피봇은 윤활제를 함유하는 구획실 안으로 돌출될 수도 있다.

링크는 크랭크케이스로부터 돌출되는 가이드로 왕복 운동할 수도 있다. 가이드는 윤활 씰을 포함할 수도 있다.

크랭크케이스는 각각의 구획실을 냉각하기 위해 배치된 냉각 서킷(cooling circuit)의 일부를 포함할 수도 있다. 서킷의 나머지 부분은 크랭크케이스의 외측에 있을 수 있다.

프레서 바는 콤-왕복운동 모터와 동일한 서보 모터 제어하에 있는 모터에 의해 왕복 운동한다. 이는 콤과 프레서 바의 개별 구동장치가 동기화를 유지하는 것이 가능하게 한다.

콤 구동장치(comb drive)의 크랭크케이스 및 프레서 바 구동장치(presser bar drive)의 크랭크케이스는 특정한 폭의 웹의 처리하기 위해서 모듈이 될 수도 있다. 웹은 하나의 넓은 바트(wide batt)와 하나의 좁은 바트(narrow batt)를 제공하기 위하여 길이 방향으로 분할될 수 있다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.

1. 섬유성 웹의 처리량 증가.

2. 마스터와 종속 장치 사이의 PLC 서보 조정을 통해 타이밍의 조정, 어떤 수동 타이밍 벨트 조정을 대체.

3. 조정이 필요한 경우, PLC를 통해 마스터와 종속 장치의 분리 및 재연결.

본 발명의 특정 실시 예는 첨부된 도면을 참조하여 설명되며,
도 1은 래핑 머신의 콤 및 프레서 바에 대한 동기화된 구동의 개략도이고,
도 2는 모터 및 크랭크케이스의 하부 사시도이며,
도 3은 도 2의 배면도이고,
도 4는 도 2의 측단면도이며,
도 5는 오븐의 단면도이다.

이 장치는 최대 100m/min의 속도로 75mm의 두께로 연속 패브릭 웹(fabric web)을 만들기 위해 설계되었다.

먼저 도 1을 참조하면, 수직 벽(2)은 바닥(4)에 연결되는 금속 플레이트로 만들어진다. 래핑 머신 크랭크케이스(6)는 벽(2) 사이에 수평으로 지지되고, 모터(8)는 허리 높이에서 콤(10, comb)을 왕복 운동시킨다. 프레서 바(12, presser bar)는 그의 모터(14)와 함께, 벽(2) 사이에 지지된 이동가능한 마운트(18)에 고정되는 박스(16)에 수용된다. 두 모터(8, 14)는 프로그램 가능한 논리 함수를 제공하는 모터 제어 박스(20)에 의해 제어(controlled)되고 동기화(synchronised)된다. 오일 펌프(22)는 크랭크케이스(6)로부터 오일을 받아 오일 쿨러(24)를 통해 전달한다.

카드(미도시, card)로부터의 웹(26)은 두개의 드라이버 롤(32) 및 세개의 아이들러 롤(34)로 구성되는 L-형상의 컨베이어 벨트(30)에 웹을 내려 놓는(deposits) 도퍼(28, doffer)에 의해 수직 래퍼(lapper)에 도달한다. 최하부 드라이버 롤(32)은 콤(10)에서 몇 센티미터 떨어진다. 웹(26)이 부서지기 쉬운 섬유, 예컨대 유리 섬유를 함유하고 있는 경우에, 콤(10)으로의 하강은 처짐을 강요하며, 이는 웹을 찢을 수도 있다. 이러한 가능성은 L-형상의 컨베이어 벨트(30)의 이송 속도와 일치하는 제2 컨베이어(38)가 롤(40, 42) 사이에서 주행하는 것에 의해 제거된다. 제2 컨베이어(38)는 공기가 투과되기 위해 구멍이 뚫려있다.

롤(40, 42)은 운반되는 웹(26)이 통과하는 평면 닙(planar nip)을 변화시키기 위해서 컨베이어(30)의 수직 부분에 가까워지고 멀어지게 조절가능하다. 웹은(26) 닙을 떠나 수평 컨베이어(44)의 표면으로 170mm 하강한다. 콤(10) 경로의 끝은 도 5에 도시된 오븐(52)을 통해 수평 컨베이어(44)를 구동시키는 롤(50)의 둘레와 일치한다. 수평 컨베이어(44)는 웹(26)을 통해 뜨거운 공기를 안내하도록 구멍이 뚫린다. 샤크 플레이트 어셈블리(27, shark plate assembly)는 주름진 웹(26)이 오븐(52)에 유입되는 통로(passage)의 경계를 정하는(define) 것으로, 높이 조절이 가능하다.

도 2를 참조하면, 서보 모터(8)는 크랭크케이스(6)의 단부 플레이트(54)에 고정되며, 측벽(2)의 개구부(aperture)를 통해 돌출(project)된다. 크랭크케이스(6)는 베이스(56), 베이스(56)와 만나는(converging) 측벽(58, 60), 대향하는 단부 플레이트(62) 및 커버(64)를 갖는다. 단부 플레이트(54, 62)들은 측벽(2)에 부착된다. 아이(65, eyes)는 정비를 위해 크랭크케이스에서 제거할 수 있는 커버(64)로부터 연장된다.

베이스(56)는 로드 가이드(66)가 크랭크케이스(6) 내부로 연장되도록 하는 5개의 개구부를 갖는다. 링크 로드(68) 각각은 링크 로드(68)가 탄소 섬유 복합 콤(10)을 받아(receive) 고정(clamp)하도록 하는 평평한 터미널을 갖는다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 크랭크케이스(6)는 크랭크케이스(6)를 강화시키는(stiffen) 10개의 서로 평행한 크로스 벽(70)에 의해 여러개의 구획실로 세로로 분할된다. 베이스 레벨에서 컷아웃(cutout)은 구획실들이 단일 섬프(sump) 역할을 하도록 한다. 각 크로스 벽(70)은 50mm 구형 베어링(72)을 위한 자리를 갖는다. 한 쌍의 구형 베어링(72)으로 각각 지지된 5개의 크랭크(76)를 지닌 50mm 직경의 크랭크축(74)은 단부 플레이트(54, 62) 사이에 연장되고, 하나의 단부는 커플링(78)에 의해서 서보 모터(8)의 출력 축에 연결된다. 각 크랭크(76)의 스로(throw, 즉, 크랭크핀)는 150mm이며, 크랭크(76)는 모두 동시에 상사점에 도달한다.

프레서 바(12, presser bar)는 이와 마찬가지로 유사한 크랭크샤프트, 5개의 베어링 및 5개의 링크에 의해 왕복 운동된다.

이런 로드 가이드(66)들은 크랭크케이스(6)의 베이스(56)에 부착되어 열 지어 있는 원통형 슬리브(86)를 개방한다. 각 슬리브(86)에는 테플론 씰(TEFLON® seal)을 지닌 피스톤이 들어 있다. 피스톤은 각각, 커넥팅 로드(82)에 피스톤을 연결하는 거드전(82, gudgeon) 및 링크 로드(68)의 상부에 피스톤을 연결하는 하부 핀(90)을 갖는다. 슬리브(86)의 상단부에 있는 슬롯(미도시)은 커넥팅 로드(82)의 통행을 허용한다. 각각의 실린더(86) 및 각각의 구형 베어링(72)은 펌프(22)로부터 오일을 받아 들인다. 오일은 로드 가이드(66)로부터 배출되고 파이프(92)를 통해 오일 펌프로 되돌아간다.

속도는 1800rpm까지 달성될 수 있다. 콤 구동장치 크랭크케이스(6)는 실링 링(99, sealing ring) 및 축 씰(96, shaft seal)을 갖는다.

도 5를 참조하면, 오븐 프레임(100)은 수직 래퍼의 아웃풋과 인접한 유입구(104) 및 열처리된 패브릭이 나오는 배출구(106)를 지닌 절연된 측 벽(102)을 지지한다. 팬 덕트(108)는 패브릭의 유형에 따라 섭씨 120-220도의 온도로 가열된 가스를 순환시킨다. 금속 선반(110)은 오븐을 관통하는 하부 컨베이어 벨트(44)의 진입부를 지지하고, 롤러(50, 114, 116, 118, 120, 122 및 124)들은 외부 강벽(128, 130, external steel walls)에 지지된다.

이런 벽(128, 130)들은 또한 외부 롤러(132, 134, 136 및 138)를 지지하는데, 이것의 목적은 상부 컨베이어 벨트(140)를 지지하기 위한 것이며, 그래서 섬유 접착제를 녹이기 위해 웹(26)이 가열되는 동안 래핑된 웹(26)에 대한 연속 접촉 경로를 만들게 된다. 내부 롤러(142, 144, 146 및 148)는 상부 컨베이어 벨트(140)를 트윈 덕트(150, 152) 둘레에 안내한다. 트윈덕트(105, 152)는 각각 하측 고정부와 상측 승강부를 갖는다. 두 하측 부분은 구멍 뚫린 수평 컨베이어 벨트(44)를 통해서 웹의 전체 두께를 관통하여 상부 부분으로 가압된 열풍을 향하게 하며, 열풍은 상측 부분으로부터 재순환된다. 상측 부분은 상이한 두께의 웹을 취하기 위해 높이를 조절할 수 있다.

도시되지 않은 다른 실시 예에 있어서, 구획실(50)들은 각각 구획실의 일측 및 인접한 크로스 벽 사이에 누워있는 금속 박스에 의해서 냉각된다. 박스 표면은 구획실과 접촉되는 일 면을 제외한 모든 면에서 열에 의해 단열된다. 박스에는 냉각 코일이 들어 있고, 박스들은 공통의 냉각 서킷에 연결되는데, 냉매 펌프는 크랭크케이스 외부에 있다. 그럼으로써 실제로 윤활 온도는 적절한 범위 내에서 유지된다.

이 명세서 전반에 걸쳐 사용된 "포함"이라는 단어는 포괄적 즉, 그 형태로 해석되어야하는 것이 이해되어야 하며, "포함"이라는 단어의 사용은 다른 원소의 첨가를 배제하는 것은 아니다.

본 발명 및/또는 추가의 다양한 변형이 본 발명의 기본적인 특성으로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야한다. 그러므로 이러한 변형 및/또는 추가는 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 간주된다.

Claims

제1 모터에 의해 왕복 운동하는 콤과 제2 모터에 의해 왕복 운동하는 프레서 바를 포함하고,
상기 콤 구동장치는 다수의 크랭크를 지닌 콤 크랭크 축을 포함하는 크랭크케이스, 상기 크랭크 축을 구동시키기 위한 서보 모터, 상기 콤 크랭크 축으로부터 이격된 리니어 콤, 각각의 크랭크에서 콤까지 연장되는 커넥터 어셈블리를 더 포함하며,
상기 어셈블리는 상기 콤을 왕복 운동시키기 위해 일제히 동작하고,
그리고 프레서 바 구동장치는 다수의 크랭크를 지닌 봉 크랭크 축을 포함하는 크랭크케이스, 상기 봉 크랭크축을 구동하기 위한 서보 모터, 상기 봉 크랭크축으로부터 이격된 프레서 바, 각각의 크랭크에서 상기 프레서 바까지 연장되는 커넥터 어셈블리를 더 포함하며,
상기 어셈블리는 상기 프레서 바를 왕복 운동시키기 위해 일제히 동작하는 것을 특징으로 하는
패브릭의 주름진 시트를 형성하도록 카드로부터 텍스타일 웹을 래핑하기 위한 래핑 장치.
제1항에 있어서,
상기 콤 크랭크케이스는 각 크랭크의 베어링을 지지하기 위한 가로지르는 벽을 가지며,
각 크랭크는 상기 콤을 왕복 운동시키는 커넥터 어셈블리를 구동하는 것을 특징으로 하는
래핑 장치.
제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 어셈블리는,
상기 크랭크로부터 연장되는 커넥팅 로드; 및
상기 링크의 일단부에서 상기 커넥팅 로드의 자유단부로 피봇되고, 상기
일측 단부가 상기 커넥팅 로드의 자유단에 피봇되고, 타측 단부가 상기 콤에 연결되는 콤 링크를 포함하는
래핑 장치.
제3항에 있어서,
상기 링크는 상기 콤 크랭크케이스에서 돌출되는 가이드로 왕복 운동하는 것을 특징으로 하는
래핑 장치.
제4항에 있어서,
상기 가이드는 윤활 씰을 함유하는 통행기(passenger)인 것을 특징으로 하는
래핑 장치.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 콤 크랭크케이스는 한 쌍의 베어링, 상기 커넥팅 로드와 상기 크랭크 사이의 피봇 및 상기 콤 링크를 가지는 상기 통행기에 윤활유를 전달하는 윤활 섬프 및 펌프로서 동작하는 것을 특징으로 하는
래핑 장치
제6항에 있어서,
상기 펌프는 상기 콤 크랭크케이스의 외측에 있고, 오일 냉각 서킷의 일부인 것을 특징으로 하는
래핑 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 콤 크랭크케이스는 상기 모터와 마주하는 상기 축 단부룰 위한 축 씰을 포함하는
래핑 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 콤 크랭크케이스는 상이한 길이의 콤을 작동시키기 위한 연결이 가능하도록 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는
래핑 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 콤은 스틸, 알루미늄, 알루미늄 합금 및 카본 섬유 합성물로 형성되는 것을 특징으로 하는
래핑 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 콤의 스트로크는 150mm인 것을 특징으로 하는
래핑 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 크랭크 스피드는 100-2000rpm인 것을 특징으로 하는
래핑 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레서 바는 상기 콤-왕복운동 모터와 같은 상기 동일 서보 모터 제어하에 있는 모터에 의해 왕복 운동하는 것을 특징으로 하는
래핑 장치.
제13항에 있어서,
상기 연결 서보 제어는 PLC 동기화를 제공하는 것을 특징으로 하는
래핑 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 래핑 장치와 웹 공급 장치를 조합한 조합 장치에 있어서,
상기 웹 공급 장치는 공급되는 웹이 상기 콤을 향하여 하강하도록 배치된 웹 공급 장치와 조합하는
조합 장치.
제15항에 있어서,
상기 웹 공급 장치는 마주보는 면들 사이의 평면 슬롯으로부터 상기 콤에 인접한 공간 쪽으로 상기 웹을 풀어주기 위해서 상기 콤 크랭크케이스 옆에 서로 마주보고 배치된 한 쌍의 벨트 공급 장치를 포함하는
조합 장치.
제16항에 있어서,
제1 벨트 공급 장치는 덮여진 구역과 덮여지지 않은 구역을 지닌 L-형상의 경로를 가지며,
상기 덮여진 구역은 상기 제1 벨트 공급 장치에 평행하도록 배치된 짧은 제2 직선 벨트 공급 장치에 의해 덮여지고, 상기 콤에 인접한 상기 공간에서 끝나는 상기 평면 슬롯을 형성하는 것을 특징으로 하는
조합 장치.
제16항 또는 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
카드에서 컨베이어 출구는 상기 제1 벨트 공급 장치 위에 위치하는 것을 특징으로 하는
조합 장치.
제16항, 제17항 또는 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 벨트 공급 장치의 벨트는 공기가 흐르도록 구멍이 뚫린 것을 특징으로 하는
조합 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 래핑 장치와 오븐을 조합한 조합 장치에 있어서,
상기 의 섬유들이 접착되도록 상기 래핑된 웹의 섬유를 부드럽게 하기 위한 오븐과 조합하는
조합 장치.
제20항에 있어서,
상기 래핑된 웹은 한 쌍의 벨트 공급 컨베이어 사이에 있는 상기 오븐을 통해 이동하는 것을 특징으로 하는
조합 장치.