KR20180043555A - 압출고무 공급장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압출기로 공급되는 고무 시트의 게이지 변화를 조기에 감지하여 압출기 내부에서의 고무 끊김을 방지함으로써 최종 압출물의 품질 향상과 생산량 손실을 줄일 수 있도록 한 압출고무 공급장치 및 방법에 관한 것으로서,
압출고무 공급장치는, 고무 시트 적재부(11)에 적재된 고무 시트(10)를 압출기(20)의 호퍼(25)로 연속 공급하는 이송 컨베이어(12)의 입구측에 고무 시트(10)의 게이지를 감지하는 비접촉 게이지 센서(15)가 설치된 것을 특징으로 하고,
압출고무 공급방법은, 비접촉 게이지 센서(15)를 이용하여 상기 고무 시트(10)의 게이지를 측정하는 단계와; 측정된 고무 시트(10)의 게이지가 목표 수치 이하이면 고무 시트(10)의 불량으로 판단하여 제1알람을 발생하고 고무 시트(10)의 게이지가 0이면 고무 끊김으로 간주하여 제2알람을 발생하는 단계와; 작업자가 알람 소리에 따라 압출기(20)의 작동을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

압출고무 공급장치 및 방법{Supply Device and Method for Extruding Rubber}

본 발명은 압출기로 고무 시트를 공급하는 압출고무 공급장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 압출기로 공급되는 고무 시트의 게이지 변화를 조기에 감지하여 압출기 내부에서의 고무 끊김을 방지함으로써 최종 압출물의 품질 향상과 생산량 손실을 줄일 수 있도록 한 압출고무 공급장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적인 타이어의 제조방법은, 천연고무와 합성 고무에 각종 첨가물을 배합하여 혼합하는 정련 공정과, 정련된 고무 화합물을 압출 또는 압연하여 타이어 반제품을 제조하는 반제품 제조공정과, 제조된 반제품을 결합시킨 후 타이어 형상으로 성형하여 그린케이스를 제조하는 성형 공정과, 그린케이스에 열과 압력을 가하여 완제품 타이어를 제작하는 가황 공정을 포함하고 있다.

여기서, 타이어 반제품을 제조하기 위하여 압출하는 경우에는 압출 구금을 통해 고무 화합물을 압출함으로써 일정한 게이지를 갖는 인너라이너 반제품이나 사이드월 반제품 등을 제조하고 있다.

상기한 타이어 반제품을 압출하는 압출기는 호퍼에 의해 공급되는 고무 화합물을 스크루를 이용하여 압출 구금으로 밀어내게 되는데, 상기 호퍼의 상태에 따라 압출량이 현저하게 변화된다. 따라서, 상기 호퍼에서 압출기로 고무를 공급할 경우에는 고무의 끊김 현상이 발생하지 않아야 함은 물론 균일한 고무 공급이 필수적이다.

하지만, 상기 호퍼에서 압출기로 고무를 공급하는 과정에서 고무의 끊김 현상이 발생하고 있다. 특히 소형 압출기의 경우 스크루의 사이즈에 비례하여 고무가 공급되어야 하므로, 고무 시트의 폭과 게이지에 따라 고무 끊김이 빈번하게 발생하고 있디. 이러한 고무 끊김 현상이 발생할 경우 호퍼의 내부로 에어가 유입됨으로써, 압출기 내에서 압출 지점까지 고무를 이송시키는 동안, 다시 말해서 배럴로부터 압출 구금까지 플로우 채널을 흐르는 동안 고무 안에 에어가 잔존하게 되고, 최종적으로 압출 구금을 통해 형성되는 최종 압출물 내부에도 기포가 여전히 잔존하게 됨으로써 품질에 악영향을 끼치게 된다. 또한, 고무 끊김 상태가 오랜 시간 지속될 경우 압출 구금으로부터 형성되는 압출물 흐름으로는 에어를 완전히 제거하는데 한계가 있어, 압출기를 정지시킨 상태에서 스크루를 동작시켜 상당량의 고무를 빼주어야 하는 불편을 감수해야 한다.

이에 따라, 상기 호퍼로는 정련이 끝난 시트 형태의 고무, 즉 고무 시트가 연속적으로 공급될 수 있도록, 압출고무 공급장치가 구성되어 있다.

통상적인 압출고무 공급장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 고무 시트 적재부에 적재된 고무 시트를 압출기의 호퍼로 연속 공급하는 이송 컨베이어와, 상기 호퍼와 이송 컨베이어 사이에 배치되어 이송된 고무 시트를 호퍼로 안내하는 슬랩 피더와, 상기 이송 컨베이어와 슬랩 피더의 연결부에 설치되어 슬랩 피더로 공급되는 고무 시트의 끊김 여부를 감지하는 비접촉 센서를 포함하고 있다.

즉, 고무 시트 적재부에서 이송 컨베이어를 통해 이송된 고무 시트를 슬랩 피더가 압출기의 호퍼로 안내함과 아울러 비접촉 센서를 이용하여 이송 컨베이어로부터 슬랩피더로 공급되는 고무 시트의 끊김 여부를 감지하는 것이다. 그리고, 상기 비접촉 센서에 의해 고무 시트의 끊김이 감지되면 경보를 울려 신속하게 대응하도록 하고 있다.

그러나, 상기한 종래의 압출고무 공급장치는 고무 시트의 끊김을 감지하는 비접촉 센서가 이송 컨베이어의 끝부분에 설치되어 있어 고무 시트의 끊김 현상이 발생할 경우 대응 시간이 촉박하고 그로 인해 정확한 대응이 어려운 문제점이 있다.

통상적으로 고무 끊김 현상은 고무시트의 폭과 게이지가 호퍼 사이즈와 상이할 경우 적정량의 고무 시트를 슬랩 피더로부터 공급해 줄 때의 제어 한계로 인해 발생하고 있다. 따라서, 각각의 압출기에 구비된 호퍼 및 스크루의 사이즈에 따라 적정하게 고무 시트의 폭과 게이지를 관리할 필요가 있다.

또한, 정련공정에서 고무 시트를 생산하는 과정에서 끊어진 고무 시트가 그대로 시트 적재부에 적재될 수 있으며, 이러한 고무 시트가 압출기로 운반되는 과정에서 이송 컨베이어에서 고무 끊김 현상이 발생하게 된다. 고무 끊김 현상이 발생하면, 작업자가 끊어진 고무를 시멘트 등의 연결재를 사용하여 수동으로 연결하도록 하고 있다.

그리고, 압출기의 스크루 내부에 설치된 압력 센서와 슬랩 피더의 롤러 사이드부에 설치된 비접촉식 센서를 이용하여 고무 끊김 여부를 감지하여 알람을 통해 작업자에게 경고하도록 하고 있다.

그러나, 이러한 방식은 압출기와 성형기가 연동되는 최근 온라인(On-Line) 설비의 경우 작업자가 모든 압출기의 이송 컨베이어까지 관리하기가 힘들다. 또한, 알람이 호퍼에 설치되어 있어, 고무 끊김 현상이 발생하였을 경우 작업자가 호퍼에 접근하여 최종 조치하기까지 여유시간이 충분치 않아 알람으로 고무 끊김 상황을 인지하더라도 호퍼 내부에서의 고무 끊김을 예방하지 못할 수도 있다. 특히, 캡 트레드(Cap Tread)의 RPM은 평균 30 RPM이상으로 호퍼에 공급되는 고무 시트의 속도가 빨라 여유시간이 적을 경우 조치하기가 매우 어렵다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 배합고무 저장부를 통하여 공급되는 시트고무가 컨베이어를 매개로 압출기의 호퍼에 공급되고, 이 압출기의 압출금형을 통해 압출물 반제품이 배출되는 타이어 제조용 압출공정장치에 있어서, 상기 배합고무 저장부에서 공급되는 시트고무가 컨베이어를 통해 호퍼로 투입되기전 이 시트고무의 성질을 파악하기 위해 하중셀에 설치된 피스톤이 시트고무와 접하여 다이에 설치되어 있는 체임버에 작용하여 압력을 측정하도록 함으로써, 압출조건의 변화에 맞추어 압출물 반제품을 생산하게 되어 일정한 압출물과 작업안정성이 이루어지는 타이어 제조용 압출공정 제어장치에 대하여 기재하고 있다.

특허문헌 2는, 초기 온도 설정치에 의한 상부롤 및 하부롤의 온도를 제어하면서 압출작업을 실시하고, 온도 제어상태를 확인하고, 이 온도 제어상태가 확인되면, 이 후부터 다수의 비접촉 거리검출센서에 의해 압출물의 두께를 5~10초당 측정하고, 10~20번 정도의 측정치를 평균하여 그 두께 평균치를 산출하고, 산출된 측정 두께 평균치가 두께 설정치보다 크면, PLC에서 상부롤 및 하부롤의 온도 설정치를 1~2℃ 높여 재설정하여 온도 제어치를 출력하고, 산출된 측정 두께 평균치가 두께 설정치보다 작으면, PLC에서 상부롤 및 하부롤의 온도 설정치를 1~2℃ 낮춰 재설정하여 온도 제어치를 출력하며, 측정 두께 평균치가 두께 설정치의 오차범위 내에 있을 경우에는, 상부롤 및 하부롤의 온도 설정치를 유지하면서 압출작업을 실시하도록 함으로써, 속도 증감 및 혼합고무 물성차이에서 발생하는 고무시트의 두께를 일정하게 유지하고, 고무시트 두께 측정의 정밀성을 유지할 수 있도록 한, 압출 고무시트의 두께를 연속적으로 제어하기 위한 방법에 대하여 기재하고 있다.

특허문헌 3은, 타이어 제조공정 중 압출 공정에서 사용되는 압출설비에 압출물의 중량을 측정하는 중량계와 열입고무 공급 속도를 변경할 수 있는 이동식 간이 이송 컨베이어, 이들을 제어할 수 있는 PLC가 설치됨으로써, 생산되는 압출물의 조성 균일성과 치수 균일성을 향상시킬 수 있는 압출기의 압출 고무 공급량 자동 조절 장치에 대하여 기재하고 있다.

KR 10-0452931 B1 KR 10-2016-0061005 A KR 10-1363434 B1

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이송 컨베이어의 시작부에서 고무 시트 적재부로부터 이송 컨베이어로 공급되는 고무 시트의 게이지를 감지함으로써, 고무 시트의 게이지 변화 및 끊김 현상을 조기에 파악하여 작업자에게 충분한 대응 시간을 부여하고 정확한 대응을 통해 압출물의 품질 저하와 생산성 저하를 방지할 수 있도록 한, 압출고무 공급장치 및 방법에 대하여 기재하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압출고무 공급장치는, 고무 시트 적재부에 적재된 고무 시트를 압출기의 호퍼로 연속 공급하는 이송 컨베이어와, 상기 호퍼와 이송 컨베이어 사이에 배치되어 이송된 고무 시트를 호퍼로 안내하는 슬랩 피더와, 상기 이송 컨베이어와 슬랩 피더의 연결부에 설치되어 슬랩 피더로 공급되는 고무 시트의 끊김 여부를 감지하는 비접촉 센서를 포함하는 압출고무 공급장치에 있어서,

상기 이송 컨베이어의 입구측에 고무 시트의 게이지를 감지하는 비접촉 게이지 센서가 설치된 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 압출고무 공급장치에 따르면, 상기 비접촉 게이지 센서는 이송 컨베이어의 상측에 배치되어 고무 시트를 향하여 빛을 조사하는 발광부와, 상기 이송 컨베이어의 하측에 배치되어 고무 시트를 통과한 빛의 광량을 감지하는 수광부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 압출고무 공급방법은, 고무 시트를 호퍼 측으로 이송하는 이송 컨베이어의 입구측에 설치된 비접촉 게이지 센서를 이용하여 상기 고무 시트의 게이지를 측정하는 단계와; 측정된 고무 시트의 게이지가 목표 수치 이하이면 고무 시트의 불량으로 판단하여 제1알람을 발생하고 고무 시트의 게이지가 0이면 고무 끊김으로 간주하여 제2알람을 발생하는 단계와; 작업자가 알람 소리에 따라 압출기의 작동을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 압출고무 공급방법에 따르면, 상기 고무 시트의 게이지를 측정한 후, 측정된 게이지 정보를 정련 공정의 PLC로 피드백하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 압출고무 공급장치 및 그 방법은, 이송 컨베이어의 입구측에 설치된 비접촉 게이지 센서를 이용하여 고무 시트의 게이지를 측정하여 게이지가 목표치 이하이거나 게이지가 0인 경우에 알람을 통해 작업자에게 경고함으로써 비접촉 센서를 통해 고무 시트의 끊어짐을 감지할 때에 비해 작업자가 대응하기에 충분한 시간을 확보할 수 있게 되고, 그로 인해 압출기의 호퍼에서 고무 끊김이 발생하지 않게 되어 압출물에 에어가 유입되는 불량이 방지되고 에어가 유입된 고무의 제거에 따른 작업 중단을 방지하여 압출물의 생산성이 향상되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 압출고무 공급장치 및 그 방법에 따르면, 비접촉 게이지 센서에 의해 감지된 고무 시트의 게이지를 정련 공정의 PLC로 피드백하여 압출기의 호퍼 및 스크루의 크기에 대응하는 적정 게이지의 고무 시트를 제조하도록 함으로써, 고무 끊김 현상이 방지되고 압출물의 생산성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 압출고무 공급장치가 도시된 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 압출고무 공급장치가 도시된 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 압출고무 공급방법이 도시된 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 압출고무 공급장치 및 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 압출고무 공급장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 고무 시트 적재부(11)에 적재된 고무 시트(10)를 압출기(20)의 호퍼(25)로 연속 공급하는 이송 컨베이어(12)와; 상기 호퍼(25)와 이송 컨베이어(12) 사이에 배치되어 이송된 고무 시트(10)를 호퍼(25)로 안내하는 슬랩 피더(13)와; 상기 이송 컨베이어(12)와 슬랩 피더(13)의 연결부에 설치되어 슬랩 피더(13)로 공급되는 고무 시트(10)의 끊김 여부를 감지하는 비접촉 센서(14)와; 상기 이송 컨베이어(12)의 입구측에 설치되어 고무 시트(10)의 게이지를 감지하는 비접촉 게이지 센서(15);를 포함하여 이루어진다.

여기서,상기 비접촉 게이지 센서(15)는 이송 컨베이어(12)의 상측에 배치되어 고무 시트(10)를 향해 빛을 조사하는 발광부(15a)와, 상기 이송 컨베이어(12)의 하측에 배치되어 고무 시트(10)를 통과한 빛의 광량을 감지하는 수광부(15b)를 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 압출고무 공급방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 고무 시트(10)를 호퍼(25) 측으로 이송하는 이송 컨베이어(12)의 입구측에 설치된 비접촉 게이지 센서(15)를 이용하여 상기 고무 시트(10)의 게이지를 측정하는 단계와; 측정된 고무 시트(10)의 게이지가 목표 수치 이하이면 고무 시트(10)의 불량으로 판단하여 제1알람을 발생하고 고무 시트(10)의 게이지가 0이면 고무 끊김으로 간주하여 제2알람을 발생하는 단계와; 작업자가 알람 소리에 따라 압출기(20)의 작동을 제어하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 제2알람을 제1알람에 비해 크기 설정함으로써 끊어진 고무 시트가 공급될 경우에 더욱 신속하게 대응하도록 할 수 있다.

그리고, 상기 고무 시트(10)의 게이지를 측정한 후, 측정된 게이지 정보를 정련 공정의 PLC로 피드백하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 배합고무를 정련하여 고무 시트(10)를 제조하는 정련 공정에서 압출기(20)의 호퍼(25) 및 스크루(21)의 크기에 대응하는 적정 게이지의 고무 시트(10)를 제조할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 명세서에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...고무 시트
11...시트 적재부
12...이송 컨베이어
13...슬랩 피더
14....비접촉 센서
15....비접촉 게이지 센서
15a...발광부
15b...수광부
20...압출기
21...스크루
25...호퍼

Claims (4)

1. 고무 시트 적재부(11)에 적재된 고무 시트(10)를 압출기(20)의 호퍼(25)로 연속 공급하는 이송 컨베이어(12)와, 상기 호퍼(25)와 이송 컨베이어(12) 사이에 배치되어 이송된 고무 시트(10)를 호퍼(25)로 안내하는 슬랩 피더(13)와, 상기 이송 컨베이어(12)와 슬랩 피더(13)의 연결부에 설치되어 슬랩 피더(13)로 공급되는 고무 시트(10)의 끊김 여부를 감지하는 비접촉 센서(14)를 포함하는 압출고무 공급장치에 있어서,
   상기 이송 컨베이어(12)의 입구측에 고무 시트(10)의 게이지를 감지하는 비접촉 게이지 센서(15)가 설치된 것을 특징으로 하는 압출고무 공급장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 비접촉 게이지 센서(15)는 이송 컨베이어(12)의 상측에 배치되어 고무 시트(10)를 향해 빛을 조사하는 발광부(15a)와, 상기 이송 컨베이어(12)의 하측에 배치되어 고무 시트(10)를 통과한 빛의 광량을 감지하는 수광부(15b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출고무 공급장치.
3. 고무 시트(10)를 호퍼(25) 측으로 이송하는 이송 컨베이어(12)의 입구측에 설치된 비접촉 게이지 센서(15)를 이용하여 상기 고무 시트(10)의 게이지를 측정하는 단계와;
   측정된 고무 시트(10)의 게이지가 목표 수치 이하이면 고무 시트(10)의 불량으로 판단하여 제1알람을 발생하고 고무 시트(10)의 게이지가 0이면 고무 끊김으로 간주하여 제2알람을 발생하는 단계와;
   작업자가 알람 소리에 따라 압출기(20)의 작동을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출고무 공급방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 고무 시트(10)의 게이지를 측정한 후, 측정된 게이지 정보를 정련 공정의 PLC로 피드백하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압출고무 공급방법.

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