KR20190101982A - 판지 코일 보호기 시스템 - Google Patents

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KR20190101982A
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Abstract

본 발명은, 원통형 코일 벽의 각 단부를, 코일 벽을 축방향으로 압착된 상태로 유지하는데 이용되는 인장된 바인딩 매체로부터 격리시키기 위한 시스템에 관한 것으로, 이 시스템은 유연성 인서트들의 공급물을 보유하기 위한 매거진을 포함한다. 공급 기구는 매거진으로부터 클램프로의 연속적인 전달을 위한 가이드를 따라 인서트들을 전진시킨다. 클램프는 가이드로부터 수용된 인서트를 해제 가능하게 유지하도록 작동 가능하다. 클램프는 코일 벽의 단부와, 바인딩 매체가 인장되기 전에 안내되는 경로 사이의 갭에 인서트를 위치시키도록 시프팅 가능하다. 바인딩 매체가 인장되는 경우, 인서트는 클램프로부터 인장된 바인딩 매체와 코일 단부 사이에 밀착 샌드위치된 보호 위치로 당겨진다.

Description

판지 코일 보호기 시스템
본 출원은 2017년 1월 3일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/397,195호에 대한 우선권을 주장하며, 이 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
본 발명은 일반적으로 작은 직경의 로드들(rod), 바들(bars) 및 다른 유사한 긴 제품들을 제조하는 연속 열간 압연기들(continuous hot rolling mills)에 관한 것이다. 그러한 제품들은 전형적으로 느슨한 원통형 코일들(cylindrical coils)로 모아지고, 다음에 이 원통형 코일들은 축방향으로 압착되고 스트랩들(straps), 와이어들(wires) 또는 다른 유사한 바인딩 매체들(binding mediums)에 의해 압착된 상태(compacted state)로 유지된다. 본 발명은 특히 인장된 바인딩 매체들과의 접촉에 의해 야기된 손상으로부터 코일 단부들을 보호하기 위한 시스템 및 방법의 제공에 관한 것이다.
압착 프로세스 이전에 코일 단부들에 인접하게 큰 환형 판지 링들(cardboard rings)을 수동으로 위치시키는 것이 알려져 있다. 판지 링들은 전형적으로 코일들의 내경 및 외경보다 큰 내경 및 외경으로 비교적 느슨하게 끼워맞춰진다. 이와 같이, 판지 링들은 코일들의 이송, 적재 및 취급 동안에 우연히 찢어지기 쉽다.
코일들을 수동으로 바인딩하는 경우, 바인딩들 아래에 판지의 스트립들(strips)을 수동으로 적용하는 것도 또한 알려져 있다. 그러나, 그러한 노동 집약적인 절차들은 코일들이 40 초 간격으로 또는 더 빠르게 생산되는 현대 압연기들의 높은 생산 요구들에는 부적합하다.
본 발명에 따르면, 원통형 코일 벽(cylindrical coil wall)의 각 단부를, 코일 벽을 축방향으로 압착된 상태로 유지하는데 이용되는 인장된 바인딩 매체(tensioned binding medium)로부터 격리시키기 위한 시스템이 제공된다.
이 시스템은 유연성 인서트들(pliable inserts)의 공급물을 보유하기 위한 매거진(magazine)을 포함한다. 공급 기구는 매거진으로부터, 클램프(clamp)로의 연속적인 전달을 위한 가이드(guide)를 따라 인서트들을 전진시킨다. 클램프는 가이드로부터 수용된 인서트를 해제 가능하게 유지하도록 작동 가능하다. 클램프는 코일 벽의 단부와, 바인딩 매체가 인장되기 전에 안내되는 경로 사이의 갭(gap)에 인서트를 위치시키도록 시프팅 가능하다. 바인딩 매체가 인장되는 경우, 인서트는 클램프로부터, 인장된 바인딩 매체와 코일 단부 사이에 밀착 샌드위치된 보호 위치로 당겨진다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 공급 기구는 가이드에서 셔틀(shuttle)을 왕복운동시키기 위한 크랭크 기구(crank mechanism)를 포함할 수 있다.
공급 기구는 복수의 인서트들을 가이드를 따라 단부를 맞댄 연속물(end-to-end series)로 전진시키도록 작동 가능할 수 있고, 연속물에서의 인서트들 중 최초 인서트가 클램프에 전달된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 그리퍼는 클램프에 의해 해제 가능하게 유지된 인서트와 가이드 내의 연속물의 연속하는 다음 인서트 사이에 공간을 생성한다. 그리퍼는 연속하는 다음 인서트에 맞물림하여 반대 이동을 부여하도록 구성될 수 있으며, 그러한 반대 이동은 가이드 내의 나머지 인서트들에 전달된다.
클램프 기구(clamp mechanism)는 원통형 코일 벽의 중심축에 대해 반경방향으로 시프팅 가능하여 이에 의해 상이한 코일 직경들을 수용할 수 있다.
도 1은 플래튼들이 오버헤드 캐리어 시스템의 후크 상에 지지된 느슨한 코일을 수용하도록 개방된 상태의 코일 압착기의 모식적인 측면도이고;
도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 취한 단면도이며;
도 3은 코일의 압착 동안에 폐쇄된 플래튼들을 도시하는 도 1과 유사한 도면이고;
도 4는 도 3의 선 4-4를 따라 취한 단면도이며;
도 5a 및 도 5b는 코일 벽에 대한 바인딩 매체의 적용의 모식적인 도면들이고;
도 6은 인서트들이 바인딩들과 코일 단부들 사이에 샌드위치된 보호 위치들에 본 발명에 따라 적용된 상태의 압착 코일의 사시도이며;
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명에 따른 시스템의 예시적인 실시예의 최상부 및 저부 사시도들이고;
도 8은 도 7b의 선 8-8을 따라 취한 클램프 및 그리퍼의 측면도이며;
도 9는 도 8의 선 9-9를 따라 취한 확대 스케일의 단면도이고;
도 10은 클램프의 단부도이며;
도 11은 도 10의 원 부분의 확대도이고;
도 12는 그리퍼의 확대 측면도이며;
도 13은 도 12의 선 13-13을 따라 취한 그리퍼의 단부도이고;
도 14a 내지 도 14d는 본 발명의 시스템의 작동에 있어서의 연속적인 단계들을 묘사하는 모식도들이다.
전형적인 코일 압착 프로세스에서, 도 1에 모식적으로 묘사된 바와 같이, 로드 또는 바 제품의 느슨한 코일(C)은 오버헤드 캐리어 시스템(overhead carrier system)(도시되지 않음)의 후크(H) 상에서 종래의 코일 압착기의 플래튼들(P1, P2) 사이의 위치에 지지된다. 플래튼들에는 각각 가압 플레이트들(press plates)(10)이 제공될 수 있다. 플래튼(P1)은 압착 후에 코일들에 바인딩 매체들, 전형적으로 금속 스트랩들 또는 와이어들을 적용하도록 설계된 바인딩 헤드들(binding heads)(12)을 지지한다. 플래튼(P2)은 바인딩 매체들을 압착된 코일 벽에 적용할 때 바인딩 헤드들(12)과 협동하는 소위 "더미(dummy)" 바인딩 헤드들(14)을 지지한다. 바인딩 헤드들 및 이들의 동반 더미 바인딩 헤드들은 종래의 것이며, 당업자에게 잘 알려져 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 가압 플레이트들에는 바인딩 헤드들(12)과 정렬되는 노치들(notches)(16)이 구성되며, 바인딩 헤드들(12)은 압착되는 코일의 중심축(A)에 대해 "x" 화살표들로 표시된 바와 같이 반경방향으로 조정 가능하고, 이에 의해 상이한 코일 직경들을 수용한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 더미 바인딩 헤드들(14)은 또한 "x" 방향들로 반경방향으로 조정 가능하다.
압착 프로세스 동안, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 승강기 기구(elevator mechanism)(18)는 후크(H)로부터 코일(C)을 상승시키고, 플래튼들(P1, P2)은 서로를 향해 전진되어 압착을 실행한다. 다음에, 바인딩 헤드들(12)(및 더미 헤드들(14))은 코일과 접촉하는 위치들로 반경방향으로 폐쇄된다.
이렇게 위치되는 경우, 그리고 도 5a에 도시된 바와 같이, 바인딩들 및 더미 헤드들은 경로(P)를 따라 코일 벽 주위에 바인딩 매체(20)를 공급하여 경로와 코일 단부들 사이의 갭들(gaps)(G)을 허용한다.
본 발명에 따르면, 바인딩 매체(20)가 인장되기 전에 별개의 유연성 인서트들(22)을 각 갭(G)에 자동으로 전달하기 위한 시스템이 제공된다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 바인딩 매체(20)에 인장을 가하는 것은, 유연성 인서트들(22)이 바인딩 매체와 코일 단부들 사이의 보호 위치들에 밀착 샌드위치되게 하고, 그에 따라 코일 단부를 바인딩 매체와의 손상 접촉으로부터 격리 및 보호한다.
따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 압착된 코일은 인서트들(22)이 코일 단부들을 바인딩들과의 손상 접촉으로부터 보호하는 상태로 다수의 바인딩들(20)에 의해 압착된 상태로 유지될 것이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 갭(G)에 인서트들(22)을 전달하기 위한 본 발명에 따른 시스템의 예시적인 실시예는 가압 플레이트(10)의 노치들(16) 중 하나를 향해 안내하는 가이드(guide)(26)와 연관된 매거진(magazine)(24)을 포함한다. 매거진은 인서트들(22)의 적층된 공급물을 보유하도록 구성된다. 전동 벨트 구동장치(motorized belt drive)(30)에 의해 구동되는 푸셔(pusher)(28)는 인서트들을 가이드(26)의 로딩 챔버(loading chamber)(32)를 향해 전진시키는 역할을 한다.
모터 구동식 크랭크 기구(motor driven crank mechanism)(34)를 포함할 수 있는 공급 기구는, 로딩 챔버(32)에 수용된 인서트들을 가압 플레이트의 노치(16)에 있는 가이드(26)의 전달 단부를 향해 전진시키는 왕복운동 셔틀(reciprocating shuttle)(36)을 구동시킨다.
도 8을 참조하면, 가이드(26)의 전달 단부에는 그리퍼(gripper)(38) 및 클램프(clamp)(40)가 제공된다. 도 9에 묘사된 바와 같이, 가이드(26)는 인서트들(22)의 측부 에지들을 미끄럼 가능하게 유지하도록 구성 및 배열된 채널형 측부들(channel-shaped sides)(42)을 갖는다. 인서트들은 바람직하게는 저가의 판지로 구성되지만, 다른 필적하는 유연성 재료들이 또한 이용될 수도 있다.
도 10 및 도 11에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 클램프(40)는 가이드(26)를 따라 전진되는 선행 인서트(22)를 수용하기 위한 슬롯(slot)(46)을 갖는 클램프 본체(44)를 포함한다. 연질 고무 또는 플라스틱 노우즈들(noses)(50)을 갖는 공압 구동식 피스톤들(pneumatically driven pistons)(48)은 선행 인서트(22)의 측부 에지들을 해제 가능하게 파지 및 유지하는 역할을 한다. 클램프 본체(44)는 가이드 레일(guide rail)(54)과 미끄럼 가능하게 맞물림하여 클램프 본체가 각각의 바인딩 헤드(12) 또는 더미 헤드(14)에 의해 그리고 그와 협력하여 "x" 방향으로 시프팅될 수 있게 하는 종속 풋부(depending foot)(52)를 갖는다. 가이드(26)와 정렬된 원래의 위치로의 클램프의 복귀 이동을 보장하기 위해 가스 실린더(gas cylinder)(55) 또는 다른 유사한 장치가 이용될 수 있다. 따라서, 바인딩 및 더미 헤드들이 코일 외부와 접촉하는 이들의 작동 위치들로 폐쇄됨에 따라, 각각의 클램프들(40)도 마찬가지로 해제 가능하게 유지된 인서트들(22)을 각각의 갭들(G)에 위치시키도록 이동할 것이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 그리퍼(38)는 캠 트랙들(cam tracks)(60) 내로 돌출하는 측부 롤러들(side rollers)(58)을 갖는 그리퍼 헤드(gripper head)(56)를 포함할 수 있다. 그리퍼 헤드의 최상부 플레이트(top plate)(62)는 뾰족한 돌출부들(64)을 지지한다.
휴지 위치에서, 도 12에서 실선들로 도시된 바와 같이, 뾰족한 돌출부들(64)은 클램프(40)에 의해 해제 가능하게 파지된 선행 인서트 다음에 있는 인서트(22) 아래로 이격되어 있다. 그리퍼 헤드(56)가 도 12에서 보는 바와 같이 다시 좌측으로 시프팅될 때, 롤러들(58)은 캠 트랙들(60)의 경사진 에지들을 타고 올라가서, 뾰족한 돌출부(64)가 위에 놓인 인서트를 찔러서 선행 인서트로부터 멀어지는 반대 방향으로 나아가게 한다.
본 발명의 시스템은 각각의 인서트(22)를 각각의 갭(G)에 전달하도록 하기의 방식으로 작동한다:
단계 1
도 14a에 도시된 바와 같이, 최초 인서트(22)는 가이드(26) 내로 로딩되어 있다. 셔틀(36)은 완전히 후퇴되어, 다음 인서트가 매거진(24)으로부터 로딩 챔버(32) 내로 공급될 수 있게 한다. 클램프(40)는 완전히 후퇴되어, 그 슬롯(46)을 가이드(26)와 정렬시킨다. 그리퍼(38)는 (도 13에 실선들로 도시된 바와 같이) 완전히 후퇴된다.
단계 2
도 14b에 도시된 바와 같이, 셔틀(36)은 가이드(26)를 인서트들(22)로 충전하도록 여러번 인덱싱된다. 포토 아이(photo eye)(도시되지 않음)는 가이드가 충전되었을 때를 결정하도록 인서트들을 카운트하는데 이용될 수 있고, 선행 인서트가 클램프(40)에 전달된다. 이러한 시점에서, 클램프(40)는 선행 인서트를 제 위치에 해제 가능하게 유지하도록 구동된다.
단계 3
도 14c에 도시된 바와 같이, 셔틀(36)은 가이드(26) 내의 최종 인서트(22)로부터 짧은 거리만큼 이격된 위치에 파킹된다. 이것은 가이드 내의 인서트들의 반대 이동을 위한 공간을 허용하는 역할을 한다. 다음에, 그리퍼(38)는 가이드 내의 인서트들을 클램프(40)에 의해 유지된 선행 인서트로부터 후방으로 밀어내도록 작동한다(도 12에서 점선들로 도시된 위치로의 이동).
단계 4
바인딩 헤드들(12) 및 더미 바인딩 헤드들(14)은 코일의 외경에 있는 작동 위치들로 폐쇄된다. 클램프들(40)은 각각의 바인딩 헤드들 및 더미 바인딩 헤드들에 의해 그와 협력하여 시프팅되어, (도 5a에 도시된 바와 같이) 코일 단부들과 바인딩 매체의 경로(P) 사이의 갭(G)에 선행 인서트들을 위치시킨다. 다음에, 바인딩 매체는 코일 벽 주위로 밀착 당겨져서 함께 로킹되어, 인서트들을 클램프들(40)로부터(도 14d에 도시됨) 그들의 샌드위치된 보호 위치들로(도 5b에 도시됨) 잡아당긴다.
단계 5
플래튼들(P1, P2)이 후퇴되고, 바인딩 헤드들(12), 더미 바인딩 헤드들(14) 및 클램프들(40)이 그들의 원래 위치들로 복귀되며, 클램프들이 개방되고, 그들의 수용 슬롯들이 정렬되며, 가이드들(26) 및 그리퍼들(38)이 후퇴된다. 압착된 코일(C)은 후크에 의해 멀리 운반되고, 압착기는 이제 다음 코일을 수용할 준비가 되었다.
상기 내용에 비추어, 당업자라면, 본 발명의 시스템은 압착기의 사이클 시간에 악영향을 미치지 않으면서, 그리고 수동 개입을 최소화하면서 코일 압착 프로세스에 용이하게 통합될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

Claims (12)

  1. 원통형 코일 벽(cylindrical coil wall)의 단부를, 상기 코일 벽을 축방향으로 압착된 상태로 유지하는데 이용되는 인장된 바인딩 매체(tensioned binding medium)로부터 격리시키기 위한, 시스템으로서,
    유연성 인서트들(pliable inserts)의 공급물을 보유하는 매거진(magazine); 및
    상기 매거진으로부터 클램프(clamp)로의 연속적인 전달을 위한 가이드(guide)를 따라 인서트들을 전진시키기 위한 공급 기구를 포함하며,
    상기 클램프는 상기 가이드로부터 수용된 인서트를 해제 가능하게 유지하도록 작동 가능하며, 상기 코일 벽의 단부와, 상기 바인딩 매체가 인장되기 전에 안내되는 경로 사이의 갭(gap)에 상기 인서트를 위치시키도록 시프팅 가능하여, 상기 바인딩 매체의 인장은 상기 갭 내의 인서트가 상기 클램프로부터 상기 바인딩 매체와 상기 코일 벽의 단부 사이에 밀착 샌드위치된(sandwiched) 보호 위치로 당겨지게 하는,
    시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 공급 기구는 상기 가이드에서 셔틀(shuttle)을 왕복운동시키기 위한 크랭크 기구(crank mechanism)를 포함하는,
    시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    복수의 상기 인서트들은 상기 가이드를 따라 단부를 맞댄 연속물(end-to-end series)로 전진되고, 상기 연속물에서의 선행 인서트(lead insert)가 상기 클램프에 전달되는,
    시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 클램프에 의해 해제 가능하게 유지된 상기 선행 인서트와 상기 연속물의 연속하는 다음 인서트 사이에 공간을 생성하기 위한 그리퍼(gripper)를 더 포함하는,
    시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 그리퍼는 상기 연속하는 다음 인서트에 맞물림하여 반대 이동을 부여하도록 구성 및 배열되고, 상기 반대 이동은 상기 연속물의 나머지 인서트들에 전달되는,
    시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 클램프는 상기 원통형 코일 벽의 중심축에 대해 반경방향으로 이동 가능하여 이에 의해 상이한 코일 직경들을 수용하는,
    시스템.
  7. 원통형 코일 벽의 단부를, 상기 코일 벽을 축방향으로 압착된 상태로 유지하는데 이용되는 인장된 바인딩 매체로부터 격리시키는 방법으로서,
    유연성 인서트들의 공급물을 매거진에 보유하는 단계;
    상기 매거진으로부터 클램프로의 연속적인 전달을 위한 가이드를 따라 인서트들을 전진시키는 단계;
    상기 가이드로부터 수용된 인서트들을 해제 가능하게 유지하도록 상기 클램프를 작동시키는 단계;
    상기 원통형 코일 벽의 단부와, 상기 바인딩 매체가 인장되기 전에 안내되는 경로 사이의 갭에 상기 인서트를 위치시키도록 상기 클램프를 시프팅시키는 단계를 포함하며,
    상기 바인딩 매체의 인장은 상기 갭 내의 인서트가 상기 클램프로부터 상기 인장된 바인딩 매체와 상기 원통형 코일 벽의 단부 사이에 밀착 샌드위치된 보호 위치로 당겨지게 하는,
    방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 인서트들은 왕복운동 셔틀에 의해 상기 가이드를 따라 전진되는,
    방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    복수의 상기 인서트들은 상기 가이드를 따라 단부를 맞댄 연속물로 전진되고, 상기 연속물 내의 선행 인서트가 상기 클램프에 전달되는,
    방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 클램프에 의해 해제 가능하게 유지된 상기 인서트와 상기 연속물의 연속하는 다음 인서트 사이에 공간을 생성하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 공간은 상기 연속하는 다음 인서트에 결합하여 반대 이동을 부여함으로써 생성되고, 상기 반대 이동은 상기 연속물의 나머지 인서트들에 전달되는,
    방법.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 클램프는 상기 원통형 코일 벽의 중심축에 대해 반경방향으로 시프팅 가능하여 상이한 코일 직경들을 수용하는,
    방법.
KR1020197019104A 2017-01-03 2017-12-19 판지 코일 보호기 시스템 KR102449678B1 (ko)

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