KR20180021304A - 슬리브 교환에 사용되는 지그 및 이를 사용하는 슬리브 교환 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬리브 교환 장치 및 이에 사용되는 지그에 관한 것으로, 슬리브 교환 장치는, 지그; 상기 지그의 걸림 수단에 연결되는 척 수단; 및 상기 척 수단을 승하강시키는 인양 수단을 포함하여서, 기 설치된 코일 카 등을 이용할 수 있어, 대규모 공사를 필요로 하지 않고 기존 설비를 조금만 개조할 수 있게 됨으로써, 협소한 공간에 슬리브 교환 장치를 적용할 수 있게 되며, 설치에 따른 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있게 된다.

Description

슬리브 교환에 사용되는 지그 및 이를 사용하는 슬리브 교환 장치 {JIG USED FOR REPLACING SLEEVE AND APPARATUS FOR REPLACING SLEEVE USING SAME}

본 발명은 릴에 장착되는 슬리브를 교환할 수 있게 하는 슬리브 교환 장치 및 이에 사용되는 지그에 관한 것이다.

예를 들어, 제철소에서 박판을 가공하는 경우에, 철판의 두께가 얇아지는 것과 비례하여 철판의 길이도 길어지게 되므로 박판을 가공할 때에는 철판이 주로 코일 형태로 감기어 운반 및 작업된다.

또한, 박판의 압연공정에서는 압연기의 성능, 압하율 등을 감안하여 여러 종류의 압연기를 차례로 사용하게 되며, 철판의 가공성 향상 및 취약성을 보완하기 위하여 압연공정 간에 열처리 공정, 즉 소둔 공정을 거치게 된다. 더구나, 상술한 공정을 거쳐 가공된 박판에 도금을 할 경우에는 도금공정을 거친 다음에 검사 및 출하된다.

여기서, 철판을 공정과 공정 사이를 운반할 때에는 전술한 바와 같이 코일 형태로 감아서 운반하게 되는데, 압연가공시 코일을 풀거나 역으로 감아 주도록 압연기의 입측 및 출측에 각각 위치되는 설비가 페이 오프 릴(pay-off reel)과 텐션 릴(tension reel)이다.

각 릴에는 코일을 장착하는 드럼형으로 코일의 내경에 따라 수축 및 확장 가능한 맨드릴이 있고, 이 맨드릴에 장착되어 코일의 내경과 맨드릴의 외경 사이에서 직접 접촉되는 것을 차단하여 코일의 손상을 방지하는 슬리브가 마련되어 있다.

이러한 슬리브는 다음 공정 혹은 사용자에 의해 요구되는 상이한 릴 지름에 맞추기 위해 크기별로 다양하게 구비되어 있으며, 필요에 따라 혹은 파손 등에 의해 이들 슬리브는 교환되게 된다.

이를 위해, 예컨대 일본국 공개특허공보 평5-261433 등과 같은 슬리브 교환 장치가 제안되었다.

하지만, 이러한 슬리브 교환 장치는, 코일을 운반하는 코일 카(coil car)와 더불어, 복수의 슬리브를 지지하는 수단을 구비한 별도의 주행 대차 및 주행 경로 등이 마련되어야 하기 때문에, 릴의 하부에 토목 작업이 필수적으로 수행되어야 하며, 설치 및 작동을 위한 넓은 면적의 공간이 요구된다. 더구나, 코일 카의 주행 거리가 더 길게 연장되어, 설비 전체의 대형화를 수반하는 경향이 있고 대형화된 설비로 인해 설치 비용이 많이 소요되는 문제가 있다.

이에 본 발명은, 기존의 슬리브 교환 장치의 설치가 불가능한 협소한 공간에 설치되어, 슬리브를 원활히 교환할 수 있게 하는 슬리브 교환 장치 및 이에 사용되는 지그를 제공하는 데에 그 주된 목적이 있다.

본 발명에 따른 지그는, 슬리브를 수용하는 수용부를 갖춘 지그 본체; 및 상기 지그 본체의 양측에 돌출되게 설치된 걸림 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 슬리브 교환 장치는, 전술한 지그; 상기 지그의 걸림 수단에 연결되는 척 수단; 및 상기 척 수단을 승하강시키는 인양 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 기 설치된 코일 카 등을 이용할 수 있어, 대규모 공사를 필요로 하지 않고 기존 설비를 조금만 개조할 수 있게 됨으로써, 협소한 공간에 슬리브 교환 장치를 적용할 수 있게 되며, 이로써 설치에 따른 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 슬리브 교환 장치를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 슬리브 교환 장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 슬리브 교환 장치에 사용되는 지그를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 슬리브 교환 장치에 사용되는 지그를 도시한 측면도이다.
도 5는 도 3의 A-A선 단면도이다.
도 6은 도 4의 B-B선 단면도이다.

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 슬리브 교환 장치를 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 슬리브 교환 장치를 도시한 측면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 슬리브 교환 장치는, 지그(10); 이 지그의 걸림 수단(14)에 연결되는 척 수단(20); 및 이 척 수단을 승하강시키는 인양 수단(30)을 포함하고 있다.

먼저, 인양 수단(30)은 코일 카(2)의 경로 주변에 설치되는 프레임(40); 이 프레임의 상부에 놓인 주행 레일(50); 이 주행 레일을 따라 이동할 수 있는 주행 대차(60); 및 이 주행 대차의 하방으로 연장한 승강부(70)를 포함할 수 있다.

프레임(40)은 코일 카(2)의 경로에 걸쳐 설치되며, 프레임의 소정 높이에서 대략 코일 카의 경로에 직교하는 방향으로 주행 레일(50)이 설치된다. 주행 레일은 I형 빔을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 프레임(40)에서 코일 카(2)의 경로로부터 벗어난 일측 하부에는 지그(10) 또는 이 지그 상에 놓인 슬리브(1)를 보관할 수 있는 보관대(41)가 설치될 수 있다.

주행 대차(60)는 대차 본체(61); 이 대차 본체에 장착되어 주행 레일(50)을 따라 이동하는 복수의 바퀴(62); 및 이들 바퀴 중 적어도 하나를 구동시키는 모터(63)를 포함할 수 있다. 모터와 바퀴 사이에는 스프로켓 및 체인 등과 같은 전동(傳動) 기구(64)가 개재되어 모터의 구동력을 적어도 하나의 바퀴에 전달할 수 있도록 구성될 수도 있다.

주행 대차(60)의 대차 본체(61)에는 그 하방으로 연장하여 승강부(70)가 설치될 수 있으며, 이 승강부의 하단에 척 수단(20)이 연결될 수 있다.

승강부(70)로는 적어도 하나의 유체압 실린더가 채용될 수 있지만, 반드시 이에 한정되지 않으며, 지그 및 슬리브의 하중을 지지할 수 있다면 다른 임의의, 예컨대 전기식 액츄에이터 등이 적용되어도 무방하다. 이러한 승강부의 작동 로드의 하단에 척 수단(20)이 연결될 수 있으며, 승강부의 작동 로드가 신축됨으로써 척 수단이 상승 또는 하강하게 된다.

추가로, 척 수단(20)의 견고한 지지와 원활한 이동을 위하여, 대차 본체(61)에서 승강부(70)의 주위로 안내부(80)가 승강부와 평행하게 연장되고서 그 일단이 척 수단에 연결될 수 있다. 안내부는 대차 본체(61)에 직립하여 설치된 안내관(81); 및 이 안내관을 관통하여 미끄럼이동하는 안내로드(82)를 포함할 수 있다.

척 수단(20)은 승강부(70)에 고정된 척 본체(21); 힌지(22)를 매개로 하여 척 본체에 대해 회전가능하게 설치된 복수의 핑거 부재(23); 및 척 본체에 고정되고서 일단이 핑거 부재에 연결되어 신축됨으로써, 핑거 부재를 회전시키는 복수의 신축부(24)를 포함할 수 있다.

핑거 부재(23)는 힌지(22)의 축을 기준으로 하여 회전가능하며, 그 일단에는 후술하는 지그(10)의 걸림 수단(14)에 걸리는 걸림단(26)이 마련되어 있다.

신축부(24)는 유체압 실린더가 채용될 수 있지만, 반드시 이에 한정되지 않으며, 다른 임의의, 예컨대 전기식 액츄에이터 등이 적용될 수도 있다. 이러한 신축부의 작동에 의해 힌지(22)의 축을 기준으로 핑거 부재(23)를 회전시키고, 이 회전에 의해 적어도 한 쌍의 핑거 부재가 서로 벌어지거나 오므려질 수 있다.

이러한 척 수단(20)은, 주행 대차(60)가 주행 레일(50)을 따라 이동하게 됨으로써, 코일 카(2)에 대해 수평방향으로 접근하거나 이격될 수 있다. 또한, 척 수단은, 승강부(70)의 작동 로드가 신축됨으로써, 코일 카에 대해 수직방향으로 접근하거나 이격될 수 있다.

한편, 코일 카(2)는 릴(미도시)의 저부에서 전후로 이동가능하게 설치되어 있다. 이 코일 카는 그 상부에 대략 'V'자형의 스키드(3)가 구비되어 있고, 이 스키드의 일측에는 스키드를 상승 또는 하강시키는 작동부(4)를 포함할 수 있다. 통상, 코일 카의 스키드 상에는 권취된 코일이 놓이게 되는데, 본 발명에서는 슬리브 교환 장치에 의해 지그(10), 또는 슬리브(1)가 안착된 지그가 놓이게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 슬리브 교환 장치에 사용되는 지그를 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 슬리브 교환 장치에 사용되는 지그를 도시한 측면도이며, 도 5는 도 3의 A-A선 단면도, 도 6은 도 4의 B-B선 단면도이다. 여기서, 도 5 및 도 6에는 본 발명에 따른 슬리브 교환 장치에 사용되는 지그와 코일 카의 결합상태가 나타나 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지그(10)는, 슬리브(1)를 수용하는 수용부(12)를 갖춘 지그 본체(11); 및 이 지그 본체의 양측에 돌출되게 설치된 걸림 수단(14)을 포함하고 있다.

지그 본체(11)의 수용부(12)는 대략 호 형상의 단면을 갖고서 소정의 길이로 연장되어 있다. 이러한 수용부는 수용될 슬리브(1)의 형상과 크기에 상응하게 형성되는 것이 좋다.

또한, 지그 본체(11)의 하부에는 코일 카(2)와의 결합을 위한 결합홈(13)이 형성되어 있다. 이에 의해, 본 발명에 따른 지그(10)가 코일 카 위에 놓일 때, 코일 카의 스키드(3)의 상부면은 결합홈을 통해 지그 본체 내로 삽입되어 수용부(12)의 저면과 접촉하게 되고, 동시에 코일 카의 상부와 지그 본체의 결합홈이 형상맞춤되게 된다.

따라서, 코일 카(2)의 위에 놓여 지그(10)가 이동 중일 때 수용된 슬리브(1) 또는 지그 자체가 코일 카로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있게 된다.

걸림 수단(14)은 서로 간격을 두고 지그 본체(11)에 고정된 한 쌍의 브라켓(15); 및 이들 브라켓 사이를 연결하는 걸림봉(16)을 포함할 수 있다. 이와 같이 구성된 걸림 수단에는 핑거 부재(23)의 걸림단(26)이 걸림봉(16)에 걸어 맞춰지게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 지그를 사용하여 슬리브 교환 장치에서 슬리브를 교체할 수 있게 됨에 따라, 원활한 슬리브의 교체가 이루어질 수 있는 장점이 있게 된다.

슬리브는 고무나 종이 등과 같은 재질로 만들어지게 되는데, 지그가 슬리브를 받쳐줄 수 있게 됨으로써, 슬리브에 처짐이 발생하지 않게 되어, 맨드릴에 슬리브를 삽입하거나 인출할 때에 슬리브가 막힘 또는 걸림 없이 원활히 삽입되거나 인출될 수 있게 되는 것이다. 따라서, 슬리브의 교체에 소요되는 시간과 공정을 대폭 절감하여 작업의 편의성과 효율성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 슬리브 교환 장치의 작동에 의한 슬리브의 교체 과정에 대해 설명하기로 한다.

예를 들어, 제품의 내경이 이전 코일의 내경과 상이할 경우에, 본 발명에 따른 슬리브 교환 장치를 사용하여 릴에서 슬리브(1)를 교환하게 된다.

미리 빈 지그(10)가 스키드 위에 놓여 있는 코일 카(2)를 릴의 맨드릴의 하부로 주행시킨다. 다음으로, 코일 카의 스키드(3)가 작동부(4)에 의해 상승하여 슬리브(1)를 지그 상에 지지한 후, 맨드릴의 직경이 축소된다.

스키드 위의 지그(10)에 슬리브(1)가 놓인 채로 코일 카(2)가 후퇴하여, 본 발명의 슬리브 교환 장치를 구성하는 프레임(40) 내에 정지한다. 이 위치가 슬리브의 교환 위치로서, 어느 하나의 슬리브에서 다른 하나의 슬리브로의 교환 작업이 시작되게 된다.

주행 대차(60)의 대차 본체(61)에 설치된 모터(63)가 정방향으로 구동하여, 척 수단(20)이 코일 카(2)의 위에 위치하도록 주행 대차를 전진시킨다. 다음으로, 승강부(70)가 신장하여 슬리브(1)가 놓인 지그(10)를 파지할 수 있는 높이까지 척 수단을 하강시키고, 그 위치에서 정지시킨다.

이어서, 신축부(24)가 작동하여 핑거 부재(23)가 회전되게 함으로써, 핑거 부재의 걸림단(26)이 지그 본체(11)의 양측에 마련된 걸림 수단(14)의 걸림봉(16)에 걸어 맞춰지게 된다.

그 후에, 승강부(70)가 수축하여 지그(10)를 파지한 척 수단(20)을 상승시키고, 모터(63)가 역방향으로 구동하여 척 수단(20)이 프레임(40) 내 보관대(41)의 위에 위치하도록 주행 대차(60)를 후진시킨다.

여기에서, 다시 승강부(70)가 신장하여 슬리브(1)가 놓인 지그(10)를 보관대(41)까지 하강시키고, 그 위치에서 정지시킨다.

이어서, 신축부(24)가 작동하여 핑거 부재(23)가 반대 방향으로 회전되게 함으로써, 핑거 부재의 걸림단(26)과 지그(10)의 걸림 수단(14) 사이의 걸림이 해제되게 한다.

다시금, 승강부(70)가 수축하여 척 수단(20)을 상승시키고, 모터(63)가 구동되어 척 수단이 보관대(41)의 위에서 다른 슬리브(1)를 수용하고 있는 다른 지그(10)의 위에 위치하도록 주행 대차(60)를 이동시킨다. 또한, 승강부(70)가 신장하여 다른 슬리브가 놓인 다른 지그를 파지할 수 있는 높이까지 척 수단을 하강시키고, 그 위치에서 정지시킨다.

이어서, 신축부(24)가 작동하여 핑거 부재(23)가 회전되게 함으로써, 핑거 부재의 걸림단(26)이 다른 지그(10)에 마련된 걸림 수단(14)의 걸림봉(16)에 걸리게 된다.

그 후에, 승강부(70)가 수축하여 다른 지그(10)를 파지한 척 수단(20)을 상승시키고, 모터(63)가 정방향으로 구동하여 척 수단이 비어 있는 코일 카(2)의 위에 위치하도록 주행 대차(60)를 전진시킨다.

또다시 승강부(70)가 신장하여 다른 슬리브(1)가 놓인 다른 지그(10)를 비어 있는 코일 카(2)까지 하강시키고, 그 위치에서 정지시킨다.

이어서, 신축부(24)가 작동하여 핑거 부재(23)가 반대 방향으로 회전되게 함으로써, 핑거 부재의 걸림단(26)과 다른 지그(10)의 걸림 수단(14) 사이의 걸림이 해제되게 한다.

척 수단(20)의 상승 후, 코일 카(2)는 맨드릴의 위치까지 주행하게 되고, 코일 카의 위에 놓인 다른 슬리브(1)의 중심이 릴의 중심에 일치하는 높이 위치까지 코일 카의 스키드(3)가 상승하여, 이송되어 온 다른 슬리브가 맨드릴에 삽입된다.

맨드릴의 직경이 확장되어, 슬리브의 교환이 완료되게 된다. 빈 지그(10)만 놓인 코일 카(2)는 릴의 맨드릴의 하부로부터 벗어나도록 주행하게 된다.

끝으로, 빈 지그(10)는 척 수단(20)의 하강, 척 수단과 빈 지그의 걸림, 척 수단의 상승, 주행 대차(60)의 후진, 척 수단의 하강, 척 수단과 빈 지그의 걸림 해제 등을 통하여, 프레임(40) 내 보관대(41)에 보관될 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 슬리브 교환 장치는 인양 수단을 사용하게 됨으로써, 릴의 하부에 토목 작업이 필요 없게 되고, 코일 카와 맨드릴 사이의 협소한 공간 내에서도 지그를 매개로 기 설치된 코일 카를 사용하여 슬리브를 교체할 수 있게 된다. 따라서, 공간을 효율적으로 활용할 수 있게 됨과 더불어, 설치에 따른 비용을 대폭 절감할 수 있는 효과가 있게 되는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 슬리브 2: 코일 카
10: 지그 11: 지그 본체
14: 걸림 수단 20: 척 수단
30: 인양 수단 40: 프레임
50: 주행 레일 60: 주행 대차
70: 승강부 80: 안내부

Claims (11)

1. 슬리브를 수용하는 수용부를 갖춘 지그 본체; 및
   상기 지그 본체의 양측에 돌출되게 설치된 걸림 수단
   을 포함하는 지그.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지그 본체의 하부에는 코일 카와 결합하는 결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 지그.
3. 제1항에 있어서,
   상기 걸림 수단은,
   서로 간격을 두고 상기 지그 본체에 고정된 한 쌍의 브라켓; 및
   상기 브라켓들 사이를 연결하는 걸림봉
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 지그.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 지그;
   상기 지그의 걸림 수단에 연결되는 척 수단; 및
   상기 척 수단을 승하강시키는 인양 수단
   을 포함하는 슬리브 교환 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 인양 수단은,
   코일 카의 경로 주변에 설치되는 프레임;
   상기 프레임의 상부에 놓인 주행 레일;
   상기 주행 레일을 따라 이동할 수 있는 주행 대차; 및
   상기 주행 대차의 하방으로 연장한 승강부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬리브 교환 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 주행 레일은 상기 프레임의 일정 높이에서 상기 코일 카의 경로에 직교하는 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 슬리브 교환 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 프레임은 상기 코일 카의 경로로부터 벗어난 일측 하부에 보관대를 구비한 것을 특징으로 하는 슬리브 교환 장치.
8. 제5항에 있어서,
   상기 주행 대차는,
   대차 본체;
   상기 대차 본체에 장착되어 상기 주행 레일을 따라 이동하는 복수의 바퀴; 및
   상기 바퀴 중 적어도 하나를 구동시키는 모터
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬리브 교환 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 대차 본체에는 하방으로 연장하여 상기 승강부가 설치되고,
   상기 승강부의 하단에 상기 척 수단이 연결된 것을 특징으로 하는 슬리브 교환 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 척 수단의 견고한 지지와 원활한 이동을 위하여, 상기 대차 본체에는 상기 승강부의 주위로 상기 승강부와 평행하게 연장되고서 일단이 상기 척 수단에 연결된 안내부가 설치된 것을 특징으로 하는 슬리브 교환 장치.
11. 제5항에 있어서,
    상기 척 수단은,
    상기 승강부에 고정된 척 본체;
    힌지를 매개로 하여 상기 척 본체에 대해 회전가능하게 설치된 복수의 핑거 부재; 및
    상기 척 본체에 고정되고서 일단이 상기 핑거 부재에 연결되어 신축됨으로써, 상기 핑거 부재를 회전시키는 복수의 신축부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬리브 교환 장치.
    

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