KR0134888B1 - 재료의 나비를 감는 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

재료의 나비를 감는 장치

제1도는 본 발명에 따른 장치의 단순화된 측면도.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 좁은 롤의 캐리어 아암의 단면도.

제3도는 본 발명에서 사용하기 위한 모터의 일단부를 제4도의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 개략적인 종방향 단면도.

제4도는 제3도의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 모터의 개략적인 단면도.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

S : 절단 스테이션 1 : 프레임

2,3 : 절단 블레이드 6 : 더블링 롤러(doubling roller)

7,8 : 좁은 롤 9 : 감기 축

20 : 캐리어 아암 21 :선회 이축(旋回 耳軸)

24 : 감기 튜브 25 : 활주부

본 발명은 청구범위 제1항의 도입 부분에 기술된 형태의 장치에 관한 것이다.

그와 같은 롤 감기 장치는 여러가지의 실시예로, 예컨대 넓은 롤로부터 종이를 풀고, 이것을 종방향으로 절단하여, 그 결과 생긴 개개의 폭을 가진 종이를 더 좁은 롤로 다시 감는 것과 같이, 제지기의 폭을 가진 롤이 몇 개의 더 좁은 롤로 분할되는 롤 슬릿팅 기계(roll-slitting machine)와 관련하여 알려져 있다. 종방향으로 분리된 스트립은 1개 또는 2개의 더블링 롤러(doubling roller)에 감겨져서, 감기 튜브에 개별적으로 부착되는 바, 그 튜브의 길이는 개개의 해당 스트립의 폭에 맞춰진다. 이들 감기 튜브의 단부는 캐리어 아암의 상단부에 위치하는 클램핑 헤드속에 유지된다. 이 클렘핑 헤드는 구동되어 감기 튜브를 회전시킴에 따라 개개의 더 좁은 롤을 형성하는데, 이들 롤은 감겨질 때 조정 가능한 압축력으로 더블링 롤러에 대하여 가압되도록 하는 방식으로 감기거나, 혹은 자유롭게, 즉 더블링 롤러와 감겨질 롤 사이에 소정 간격이나 공간을 남기는 방식으로 감겨질 수 있다.

롤의 지름이 증가함에 따라, 캐리어 아암은 더블링 롤러로부터 벗어나며, 그 아암의 하단부는 더블링 롤러의 축에 평행한 수평축 상에 선회 가능하게 장착된다.

롤이 감길 때 양호하게 감겨진 구조를 얻기 위해서는 이론과 실제 양측면에서 가능한 한 최대의 중심 모멘트를 가질 필요가 있다는 것은 알려져 있다. 이는 특히 지름과 폭의 모두가 큰 롤, 즉 무거운 롤의 경우에 그러하고, 또 감기 스테이션에 대하여 단지 1개의 중심 모멘트가 소정 폭의 소재에 가해지는 소위 자유로운 감기에 의한 롤의 경우에도 그러하다.

캐리어 아암에 유압 구동 수단을 사용하는 것도 알려져 있다. 이들 구동 수단은 최소 크기의 롤에 적절한 성능을 제공한다. 그럼에도 불구하고, 구동 수단은 종이의 정제 및 처리하기 위한 용도로는 선호되지 않는데, 이는 실질적으로 누출 방지 유압 시스템으로서 작동유가 종이 위로 누출되는 그러한 일은 존재하며, 그 결과 다소간 광범위한 제품이 불량품으로 되는 위험이 항상 존재하기 때문이다.

또한, 전기 구동 수단을 사용하는 것도 알려져 있다. 원하는 토오크를 얻기 위해, 이전에는 매우 큰 전기 모터를 사용할 필요가 있었다. 이 전기 모터는 캐리어 아암의 외부에 장착되어 그 전기 모터가 현수됨으로 인해, 700mm 보다 더 좁은 롤을 감는 것이 불가능하였는데, 이는 롤의 캐리어 아암이 더욱 가까이 상호 접근 할 수 없었기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 700mm 보다 더 좁은 롤을 감을 필요가 종종 존재했었다.

본 발명의 기본적인 목적은 종이 위에 기름 얼룩에 대한 위험이 제거되고, 중심 구동 수단으로 700mm 보다 더 좁은 롤이 감겨질 수 있는 그런 방식으로 청구범위 제1항의 도입 부분에 따른 장치를 설계하는 것이다. 이러한 목적은 청구범위 제1항 및 제2항에 기술된 발명에 의해 달성된다.

본 발명의 기본 개념은, 이미 존재하는 캐리어 아암의 단면 치수를 초과하지 않고(청구범위 제1항), 캐리어 아암의 외부에 장착되는 경우 캐리어 아암의 외형을 너머 인식할 수 있을 정도로 연장하지 않는(청구범위 제2항) 그러한 최소 단면 치수에서 필요한 토오크를 발생시키는 특별한 종류의 전기 모터를 이용하는 것을 포함한다.

고성능 자기 모터가 이용되는 경우, 높은 토오크 조건에도 불구하고 필수적인 크기를 감소시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 실제, 자기 모터와 회전 전류 모터도 알려져 있다. 그러나, 그와 같은 모터는 이전에는 2000rpm에서 40-50KW의 범위용으로 설계되지 못했다. 정상적인 rpm의 범위는 약 800이었다. 최대의 전력 밀도를 달성하기 위해, 사마륨 코발테이트(SmCo₅)로 제조된 영구 자석을 이용할 것이 제안되고 있는데, 그 이유는 이러한 화합물은 현재 알려진 물질중에서 가장 강한 자장을 발생시키기 때문이다(청구범위 제3항).

이 물질은 매우 단단하고, 가공하기에 어렵다. 따라서, 자석은 기하학적으로 간단한 형상으로 이루어지고, 고정자의 자극 슈우는 자석과 마주보며(청구범위 제4항), 특히 입방체의 형상(청구범위 제5항)으로 마주보는 것이 실용적이다.

기하학적으로 상기와 같은 형상의 자석을 부착하는 것은 청구범위 제6항에 따른 접착에 의해 달성될 수 있다.

캐리어 아암의 단면 형상은 대개 지름이 200mm 정도인 원형 형상이거나, 한변의 길이가 이와 유사한 길이의 직사각형 형상이다. 외부 단면 치수가 150-180mm 범위로서, 필요한 전력 밀도를 가진 직류 자기 모터를 제조하는 것이 가능하며, 이 모터는 이때 어떠한 추가의 공간을 필요로 하지 않도록 그와 같은 캐리어 아암속에 장착될 수 있거나, 임의의 방향에서 보았을 때 현저하게 증가되지 않는 외형을 가진 캐리어 아암의 외부에 장착될 수 있다는 것을 알 수 있다.

경험에 따르면, 여기에 기술된 구조의 전기 모터는 2000rpm에서 200-220N-m의 토오크를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다(청구범위 제8항). 이는 동일 한 크기의 종래의 직류 모터의 성능 수준을 대략 4배 증가했다는 것을 의미한다.

치수와 성능에 대한 추가의 장점은 캐리어 아암의 전기 모터의 하우징으로서도 역할을 하거나 그 반대로서도 역할을 하는 경우에 달성된다(청구범위 제9항). 그때, 외벽도 헤드용 클램핑 장착 지점으로서의, 그리고 전기 모터의 기능적인 부품로서의 역할을 동시에 한다.

본 발명의 실시예는 첨부 도면에서 개략적으로 예시되어 있다.

실시예로서 제1도에 도시된 롤 슬릿팅 기계(100)는 제지기 폭을 가진 종이(10)를 종방향으로 복수개로 절단해서, 그 결과 생긴 더 좁아진 스트립을 좁은 롤(7,8)로 감기 위해 사용된다.

이 롤 슬릿팅 기계(100)는 그 상부에 절단 스테이션(S)을 구비한 문 형상의 기계 프레임(1)을 포함하며, 그 절단 스테이션은 종방향 절단 작업을 위해 일체로 작동하는 한 쌍의 원판 절단 블레이드(2,3)을 구비하며, 이들 블레이드는 서로 나란하게 수평으로 배치되고, 이들 사이로 상기 폭을 가진 종이(10)가 방향 전환 롤러(4,5)에 의해 수직으로 보내진다. 절단 스테이션(S)를 빠져나온 후에, 상기 폭을 가진 종이(10)는 서로 나란하게 주행하는 필요한 갯수의 분리된 부분 스트립(10',10)으로 구성되며, 이 스트립은 절단 스테이션(S) 아래에 위치한 더블링 롤러(6) 둘레로 향하게 된다. 상기 좁은 롤(7,8)은 더블링 롤러(6)와 접촉하여 감겨진다. 더블링 롤러(6)는 진공 롤러로서 설계되어 있어서, 완성된 좁은 롤(7,8)의 분리 후에, 부분 스트립(10',10)의 도달 단부를 고정시킬 수 있다. 감기 장치(WR)가 후술되고, 이 장치와 대칭을 이루는 감기 장치(WL)가 존재한다.

감기 장치(WR)는 더블링 롤러(6)의 오른쪽에 배치되고, 2개의 캐리어 아암(20)과 합체되며, 이 아암은 더블링 롤러(6)의 축방향으로 소정 거리로 이격되어 있고, 그 아암의 하단부는 동일한 높이로 정렬된 선회 이축(耳軸)(21) 상에 선회 가능하게 장착된다. 그 아암의 상단부는 좁은 롤(8)이 감겨지는 판지제 또는 강철제 감기 튜브(24)의 단부 속으로 끼워맞춰지는 마주보는 클램핑 이축(23)을 구비한 동일한 높이로 정렬된 클램핑 헤드(22)를 지탱한다. 각각의 캐리어 아암(20)의 선회 이축(21)은 활주부(25) 속에 장착되고, 이 활주부는 기계의 전체 폭에 걸쳐 연장하면서 기계의 베이스 속에 있는 안내 트랙(26,27) 상에서 변위 가능하다. 예시 생략된 위치 조정 장치에 의해, 활주부(25)는 종이(10) 폭을 가로질러 임의의 소망하는 지점에 배치될 수 있다.

선회 이축(21)이 활주부(25)의 상단부 상에 장착될 때, 하단부는 이축(28)을 경유하여 선회 가능하게 장착된 유압 선회 실린더(30)를 지지하며, 이 유압 선회 실린더의 피스톤 로드(29)는 캐리어 아암(20)의 하단부에 있는 지지 아암(31)과 맞물린다. 선회 실린더(30)가 작동하면, 캐리어 아암(20)은 제1도에 도시된 바와 같이 클램핑 이축(23)의 축으로 표시된 감기 축(9)이 제1도에 일점 쇄선으로 도시된 원호(11)를 그리면서, 시계 방향으로 회전하게 된다.

제1도에 예시된 위치의 경우, 캐리어 아암(20)은 감기 사이클의 초기에 속한다. 감기 장치 (WR)의 캐리어 아암(20)은 적절하게 위치 조정되는 바, 수동으로, 혹은 적합한 장치에 의해 감기 튜브(24)가 클램핑 이축(23) 상에 배치되는 경우, 다른 단부에 있는 다른 캐리어 아암(20)을 전진시킴으로써, 감기 튜브는 다른 클램핑 이축(23)에 의해 맞물린다. 캐리어 아암(20)이 제1도에 도시된 위치에 있는 경우, 감기 튜브(24)는 더블링 롤러(6)와 매우 인접한 위치에 존재한다. 이 더블링 롤러(6) 둘레로 부분 스트립(10')이 공급되어, 그 스트립의 자유단은 감기 튜브(24)에 접착되거나, 그렇지 않은 경우 들러붙게 된다. 그때, 클램핑 이축은 중심 구동 수단에 의해 운동을 개시하여 감기 작업을 시작한다. 좁은 롤(8)은 선회 실린더(30)에 의해 공급되는 소정 압축력으로 더블링 롤러(6)에 접축하여 유지될 수 있거나, 또한 자유롭게 감겨질 수 있다. 어떤 경우에도, 더블링 롤러(6)의 감기 축(9)과 절단 스테이션(S)은 공동 작용 제어 상태에서 구동이 행해진다. 이 구동은 충분한 감기 속도에 도달될 때까지 서서히 가속된다. 그 후에 좁은 롤(8)은 점점 더 커지게 되고,결국은 제1도에 도시된 바와 같이, 원하는 지름에 도달되었을 때 분리된다.

감기 장치(WL)는 더블링 롤러(6)의 왼쪽에 배치되고, 도면에 도시된 평면에서 좁은 롤의 폭을 나타내는 거리만큼 감기 장치(WR)에 대향하여 내측으로 오프셋 된다. 이 감기 장치 (WL)는 부분 스트립으로부터 좁은 롤(7)을 감는 역할을 한다. 더블링 롤러(6)의 양쪽에서의 감기와 더블링 롤러(6)의 축방향으로 감기 장치 (WR,WL)의 오프셋은 제2도에 도시된 바와 같이, 캐리어 아암(20)이 좁은 롤(7,8)의 선행 연부 너머로 돌출하는 한편, 좁은 롤(7,8)은 자체로 축방향으로 일직선 상태에 있다는 사실에 의해 제약을 받는다. 공간상 제약으로 인해, 좁은 롤(7,8)의 전부가 동일한 감기 축 상에 감겨질 수 없고, 차라리 더블링 롤러(6)의 양쪽에서 축 방향으로 번갈아가면서 감겨져야만 한다. 통상, 몇 개의 감기 장치(WR,WL)가 각각의 측부에 존재한다. 클램핑 이축(23)의 구동은 캐리어 아암(20)과 종방향으로 정렬하여 축, 즉 모터 샤프트(12)를 구비한 각각의 캐리어 아암 속에 장착된 전기 모터(40)에 의해 달성되며, 그 전기 모터는 제2도에 단지 개략적으로 표시된 각도를 가진 기어(angular gear)로 동력을 인가한다. 전기 모터는 특별한 구조를 가진 직류 자기 모터이며, 이 모터는 예컨대 125-180cm의 최소 두께에도 불구하고, 1500mm 크기의 지름을 가진 무거운 좁은 롤을 감는 동안에, 그리고 가속하는 동안에 발생된 높은 토오크 조건을 만족시킨다. 전기 모터(40)의 두께는 캐리어 아암(20)의 내부에 쉽게 설치될 수 있을 정도로 얇기 때문에, 캐리어 아암(20)은 동시에 전기 모터(40)용 하우징으로서 역할을 할 수 있다. 모터의 점유 공간에 관한 한, 모터의 외측 돌출이 전혀 없어서, 캐리어 아암(20)과 더불어 활주부(25)의 위치 조정을 결코 방해하지 않으며, 그렇지 않는 경우, 좁은 롤 (7,8)의 폭에 대한 하한은 제약을 받는다.

전기 모터(40)의 구조는 제3도와 제4도에 개략적으로 도시되어 있다. 모터 샤프트(12) 상에는, 제4도에 생략 도시된 전기자 권선(15)을 가진 금속 박판 다발로 구성된 종래 구조의 전기자(14)가 장착되며,전체 전기자는 단순한 원으로 도시되어 있다. 자극 슈우(16)의 설계는 중요하며, 이 슈우는 그 전체 표면이 사마륨 코발테이트(SmCo₅)로 이루어진 입방체의 성형편(17)에 의해 전기자(14)를 마주본다. 사마륨 코발테이트는 비록 가공상 어렵지만 최고 품질의 영구 자석재료이다. 간단한 형태 예컨대, 벽돌과 유사한 입방체 형태는 저렴한 단가로 생산될 수 있다. 자극 슈우(16)의 오목한 일부 원통명은 그 위에 접착된 성형편(17)으로 균일하게 덮혀 있고, 이들 성형편의 종방향 방위는 축방향으로 위치한다. 제4도에 명료하게 도시된 바와 같이, 개개의 성형편(17)의 폭은 최소이기 때문에, 그 결과 생긴 라이닝은 전기자(14)의 외주부와 잘 일치한다. 실시예에 있어서, 자성재료로 이루어진 성형편(17)의 길이는 약 20mm이고, 폭은 약 8mm이다.

전기 모터(40)의 이러한 구조로 인해, 2000rpm에서 40-50㎾ 출력의 경우, 15-18cm의 전기 모터의 최소 외부 치수에도 불구하고 200-220N-m의 토오크가 제공될 수 있다.

Claims (9)

1. 평행하게 측방으로 분리된 2개의 캐리어 아암을 구비하고, 그 아암의 일단부는 감기 축과 동일한 높이로 정렬되어 그 감기 축 상에서 선회 가능하며, 상기 캐리어 아암은 감겨질 롤을 고정하기 위한 클램핑 헤드를 지탱하며, 이 클램핑 헤드는 해당 캐리어 아암과 결합되는 전기 모터에 의해 개별적으로 구동되는 폭을 가진 종이나 호일과 같은 재료를 롤로 감는 롤 감기 장치로서, 상기 전기 모터(40)는 고전력 밀도(평균에 기초)의 직류 자기 모터이며, 그 모터의 축(12)은 캐리어 아암(20)과 종방향으로 평행하며, 상기 전기 모터는 캐리어 아암(20)의 내부에 장착되는 것을 특징으로 하는 롤 감기 장치.
2. 평행하게 측방으로 분리된 2개의 캐리어 아암을 구비하고, 그 아암의 일단부는 감기 축과 동일한 높이로 정렬되어 그 감기 축 상에서 선회 가능하며, 상기 캐리어 아암은 감겨질 롤을 고정하기 위한 클램핑 헤드를 지탱하며, 이 클램핑 헤드는 해당 캐리어 아암과 결합되는 전기 모터에 의해 개별적으로 구동되는 폭을 가진 종이나 호일과 같은 재료를 롤로 감는 롤 감기 장치로서, 상기 전기 모터(40)는 상기 캐리어 아암의 외형 치수를 초과하지 않는 단면치수를 가진 고전력 밀도(평균에 기초)의 직류 자기 모터이며, 그 모터의 축(12)은 캐리어 아암(20)과 종방향으로 평행하며, 상기 전기 모터는 캐리어 아암(20)상에 그 아암과 인접하여 나란하게 장착되는 것을 특징으로 하는 롤 감기 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전기 모터는 사마륨 코발테이트(SmCo₅) 재 영구 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 감기 장치.
4. 제1항에 있어서, 고정자의 자극 슈우(16)는 영구 자석 재료로 이루어진 성형편(17)과 마주보는 것을 특징으로 하는 롤 감기 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 성형편(17)은 입방체인 것을 특징으로 하는 롤 감기 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 성형편(17)은 상기 자극 슈우(16)에 접착되는 것을 특징으로 하는 롤 감기 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 전기모터는 150-180mm의 외부 단면 치수를 가지는 것을 특징으로 하는 롤 감기 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 전기 모터(40)는 2000rpm에서 200-220 N-m의 토오크를 발생시키는 것을 특징으로 하는 롤 감기 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 캐리어 아암(20)은 전기 모터(40)용 하우징으로서의 역할을 하고, 또한 그 전기모터(40)의 하우징은 캐리어 아암(20)을 형성하는 것을 특징으로 하는 롤 감기 장치.

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