KR890003141B1 - 선장력 제어용 댄서 롤러 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

선장력 제어용 댄서 롤러 장치

제1도는 종래의 댄서 룰러 장치의 설명도.

제2도는 제1도의 스프링 방식에 대신되는 웨이트 방식의 정면도.

제3도는 본 발명의 장치의 이론을 설명하기 위한 가이드 롤러의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 3, 5, …n₁+1 : 고정 가이드 롤러 2, 4, 6, …n₁: 이동 가이드 롤러

8 : 스프링 15 : 구동모터

J_G: 가이드 롤러의 질량 관성 모멘트 m_C: 가이드 롤러의 질량

m_s: 슬라이더 질량

본 발명은 선의 장력을 제어하는 댄서 롤러(dancer roller)에 관한 것이다.

댄서 롤러는 전선의 제조 그밖의 선을 취급하는 장치에 있어서, 선의 장력을 일정하게 유지하는 장치로서 널리 사용되고 있다. 특히 최근의 광파이버 제조 장치에서는 그 설징살 예를들어 100g이하와 같은 작은 장력이며, 또한 그 변동도 ±5%(±5g)라고 하는 종래의 전선 제조 설비에서는 볼수없는 엄격한 성능이 요구된다.

따라서 댄서 롤러의 성능도 이것에 대응하는 성능이 요구된다. 통상선이 진입하는 측과 진출하는 측이 있으며, 일반적으로는 진출측의 장력을 일정하게 하기 위해 사용되는 경우가 많다. 예를들면 압출장치에 있어서 선의 베이, 오프(bay, off)장치의 댄서 롤러는 압출부에 있어서의 장력을 일정하게게 하거나, 선의 연합장치의 연합점에 있어서의 장력을 일정하게 하기 위해 또는 각종 장치에 있어서 권취장력을 일정하게 하기 위해 이용되고 있다.

그런데 진입측의 선속도를 변동이 진출측의 선장력 변동의 요인으로 되는 것은 이미 알려져 있다. 예를들어 베이, 오프측에 있어서의 보빈의 권선에 파고 들어간 곳이 있으면 댄서 롤러의 진입측 뿐만 아니라 진출측의 선장력도 변동한다. 베이, 오프가 보빈일 경우, 선이 겹쳐서 감겨 있기 때문에 선이 들어간곳이 반드시 있으며, 보빈이 일정 회전수로 회전하더라도 선속도가 변동하기 때문이다.

본 발명은 상술한 바와같이, 베이, 오프측의 선속에 변동이 있고, 댄서 롤러의 진입측의 장력이 변동해도 진출측에 장력 변동이 생기지 않는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 내용을 설명하기에 앞서서 제1도에 나타낸 종래의 장치에 대해 설명하면, (11),(11'),(11'')는 고정 롤러이며 베어링(12),(12'),(12'')에 의해 축(13)에 회전 가능하게 지지되고, 동축(13)은 고정의 프레임(14)에 고착되어 있다. (15),(15')는 이동롤이며, 베어링(16),(16')에 의해 슬라이더(18)에 고정된 축(17)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 슬라이도(18)는 축(19)의 긴쪽방향으로 미끄럼 가능하며, 그 미끄럼 저항은 수g이하로 되도록 구성되어 있다. (20)은 선장력과 균형을 유지하는 스프링, (21)은 슬라이더(18)에 부착된 랙이며, 전기적인 변위검출기(23)의 회전축에 부착한 피니온(22)에 맞물려, 슬라이더(18)의 변위를 전기신호로 변환한다. (24)는 베이, 오프릴이며, 모터(25)에 의해 구동되고 동 모터(25)는 변위 검출기(23)의 신호에 의해 작동하는 전기 제어기(26)에 의해 제어된다.

상기 장치에 있어서, 릴(24)의 일정 회전수로 회전하고 있을때, 권선이 떨어지는 따위의 원인에 의해 풀려 나가는 선속도가 일시적으로 변동을 초래하면 이동롤(15)의 진입측 장력에 변동이 생기고, 이 변동을 슬라이더(18)에 의해 검지하여 변위검출기(23)를 거쳐 모터(25)를 제어한다.

그리고, 상기 스프링(20)은 제2도에 나타낸 바와같이 웨이트(28)로 바꿀수도 있다.

이 장치에서는 권선의 풀어내기 속도의 변화에 대응하여, 즉시 릴(24)의 속도제어를 하지 않으면 안되기 때문에 정교하고 고가의 전기 제어기(26)를 필요로하며, 모터(25)의 동력도 큰 것이 필요해진다.

본 발명은 이동측 롤러를 포함한 선 이동요소의 질량과 가이드 롤러 등 회전요소의 질량 관성 모멘트를 어떤 일정한 관계로 함으로써 진입측이 선속변동이 진출측의 장력에 영향을 주지 않도록 한 것으로서, 그 실시예를 제3도에 대해 설명한다.

도면에 있어서 Ⅰ는 고정측 가이드 롤러, 1,3,5,…,n+1의 가이드 롤러군, Ⅱ는 슬라이더(8)에 설치된 이동측 가이드 롤러 2,4,6,…,n의 가이드군을 나타내며, 9는 슬라이더(8)의 지축, 10은 소용돌이 스프링, 11은 슬라이더(8)와 일체인 랙, 12는 피니온, 13은 변위검출기, 14는 릴, 15는 구동모터, 16은 제어기이다.

지금 진입측의 선의 장력을 T₁, 진출측의 장력을 T₀로 하고, 진입측의 속도 변동 가속도를 α(화살표 방향을 ＋로 함), 가이드 롤러군Ⅰ과 Ⅱ의 사이에 걸리는 선의 갯수를 N1이라고 하면

가이드 롤러 1의 선주행 부가속도 α₁=0

가이드 롤러 2의 선주행 부가속도

가이드 롤러 3의 선주행 부가속도

가이드 롤러 n+1의 선주행 부가속도

가이드 롤러 1-n₁+1개의 질량 관성 모멘트를 J_G, 가이드 롤러의 선주행부의 반경을 r로하고, 가이드 롤러군 Ⅰ과 Ⅱ사이에 걸리는 선의 장력을 T₂,T₃…T_n+1이라고 하면 가이드 롤러는 가속되므로 각각의 롤러에서는 진입측보다 진출측의 선장력이 크므로

가이드 롤러군 Ⅰ과 Ⅱ사이에 걸리는 선의 장력 총합은

T_n1+1+T_n1'+…+T₅+T₄+T₃+T₂=(T₁+△T_n1+1)+(T₁+△T_n1+1+△T_n1)+(T₁+△T_n1+1+△T_n1+△T_n1-1)+…+(T₁+△T_n1+1+△T_n1+△T_n1-1+…+△T₃+△T₂+△T₁

로 된다. 여기서 α는 화살표 방향에 +일 경우, 슬라이더(8)는 화살표 "C"의 방향으로 +의 가속을 하므로, 가이드 롤러군 Ⅰ과 Ⅱ 사이에 걸리는 선의 장력 총합은 슬라이더(8)의 반력 T_e(정수)에서 슬라이더(8)의 관성분을 뺀 값으로 된다. 여기서 가이드 롤러 1개의 질량을 m_G, 슬라이더(8)의 질량을 m_S로 하고, 슬라이더(8)의 가속도는

이므로 앞의 식의 우변은

로 되며, 좌변을 정리하면,

로 된다. 고로

그런데 진출측의 선장력 T₀는 T₁에 △T_n+1에서 △T₁을 가한 것이므로

를 얻는다.

윗 식의 제2항은 정부로 소거하는 관계에 있으므로, 이것을 0으로 하도록 가이드 롤러 1개의 질량 관성 모멘트 J_G, 가이드 롤러군 Ⅰ과 Ⅱ의 사이에 걸리는 선의 수 n₁, 가이드 롤러의 선 주행부의 반경 r, 가이드 롤러 1개의 질량 관성 모멘트 m_G, 슬라이더(8)의 질량 m_S의 각 정수를 설정하면 이 식은

로 되어, 진입측의 속도 변동 가속도 α의 영향을 받지 않게 된다. 이 경우, 슬라이더(8)의 반력 T₀가 정수일것이 필요조건으로 되지만 제2도에 나타낸 웨이트(28)의 방식에서는 정수로는 되지 않는다. 즉 제1도에 나타낸 스프링(20)을 사용하는 방식이며, 더구나 정수가 실질적으로 0(스프링의 힘이 휨에 의존하지 않는다)이어야 하며, 이것은 정곡률로 기형성된 스프링을 사용함으로써 더욱 완벽하게 달성된다.

이상의 성명으로 명백한 바와같이 가이드 롤러의 질량 관성 모멘트와, 이동축 가이드 롤러의 질량, 슬라이더의 질량을 가이드 롤러의 갯수, 가이드 롤러의 반경의 파라미터하에 균형을 유지시키고, 또한 장력과 균형을 이루는 힘으로써 실질적으로 일정한 스프링힘을 사용함으로써, 진입측선의 속도변동이 진출측의 선장력의 변동에 기여하지 않게 되어, 종래의 방법과 같이 풀어나오는 측의 속도변동에 대해 보빈의 속도를 빠른 응답으로 대응시킬 필요는 없으며, 진출측의 장력을 일정하게 유지하여, 광파이버의 취급에 요구되는 조건에 부합할 수 있고, 구동모터의 제어장치의 원가절하와 모터용량의 저하에 효과가 있다.

Claims (1)

1. 소요수의 고정 가이드 롤러와 이동 가이드 롤러로 이루어지며, 장력의 변동에 의한 이동 가이드의 롤러의 이동량에 의해 구동용 모터를 제어하는 댄서 롤러 장치에 있어서, 가이드 롤러 질량 관성 모멘트를 J_G·가이드 롤러 질량을 m_G·및 이동 가이드 롤러를 유지하는 슬라이더의 질량을 m_S·가이드 롤러 갯수를 n₁, 가이드 롤러의 선 주행부의 반경을 R로 했을때

   

   로 표시되는 값이 실질적으로 0으로 되도록 균형을 유지시키고, 선장력의 설정수단으로서 실질적으로 일정장력의 스프링으로 상기 슬라이더를 당겨올리도록 구성되는 것을 특징으로 하는 선장력 제어용 댄서 롤러 장치.

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