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KR20030035551A - 코일 권취기의 2단 확장형 맨드릴 장치 - Google Patents

코일 권취기의 2단 확장형 맨드릴 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 맨드릴 자체의 확장과 축소를 2단으로 하여 직경이 다른 2개의 슬리브에 동시에 사용할 수 있는 코일 권취기의 2단 확장형 맨드릴 장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 중심부에 회전샤프트(301)가 축결합하여 회전가능한 사각형 고정샤프트(302) 및 1차 슬라이딩세그먼트(305a)와 1차 조절세그먼트(306a) 및 중간 세그먼트(303)에 의해서 작동하는 1차 직경조절부(300)와, 상기 중간 세그먼트(303)에 2차 슬라이딩세그먼트(305b) 및 2차 조절세그먼트(306b)와 외경 세그먼트(304)와, 외경작동레버(313)로 작동하는 2차 직경조절부(320)로 구성되는 것을 특징을 하는 코일 권취기의 2단 확장형 맨드릴 장치를 제공한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치에 의해서 별도의 슬리브 교환없이 두 직경의 코일 권취가 가능하므로 운전자의 작업부하를 줄일 수 있으며, 간단하게 확장 및 축소가 가능하여 조업시간이 단축되는 효과가 있다.

Description

코일 권취기의 2단 확장형 맨드릴 장치{MANDREL APPARATUS FOR EXPANDING BY TWO STAGES THE DIAMETER OF THE MANDREL OF TENSION REEL}
본 발명은 코일 권취기의 2단 확장형 맨드릴 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 맨드릴 자체의 확장과 축소를 2단으로 하여 직경이 다른 2개의 슬리브에 동시에 사용할 수 있는 코일 권취기의 2단 확장형 맨드릴 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 연속라인의 출측에 설치된 코일 권취기(Tension Reel; 1)는 코일 내경을 508㎜ 또는 610㎜로 권취하고 있는데, 이러한 코일 권취기(1)를 이용하여 스트립을 권취할 때는 고무 또는 플라스틱 재질의 중간 슬리브(2)의 공간으로 맨드릴(3)을 삽입 장착하여 맨드릴(3)의 직경을 팽창시켜 회전함으로써 스트립이 코일형으로 권취되는 것이다.
상기와 같은 맨드릴(3)에 적용되는 종래의 맨드릴 장치는 도 2 에 도시된 바와 같이, 고정 샤프트(104)의 내경부에 관통구를 가공하여 회전 샤프트(102)를 삽입하고, 한 쪽 끝에는 플랜지(107)와 고정볼트(108) 및 고정너트(109)를 이용하여 슬라이딩 웨지(Sliding Wedge; 103)의 한 쪽에 연결한다.
상기 슬라이딩 웨지(103)의 경사진 홈을 다라 바깥쪽에는 일정 개수로 분할된 세그먼트(101)를 조립하고, 상기 세그먼트(101)의 한 쪽 끝에는 고정 플랜지(105)와 고정볼트(106)를 이용하여 고정 샤프트(104)의 턱에 조립한다.
도 3에 도시된 종래의 맨드릴 장치의 단면도의 (A)는 맨드릴 확장전 상태의 정단면을 도시한 것이고, (B)는 확장후 상태의 정단면을 나타낸 것이다. 즉 회전 샤프트(102)가 도면상의 좌측에서 우측으로 이동하면 회전 샤프트(102)의 단부에 연결된 플랜지(107)와 고정볼트(108)에 의해서 연결된 슬라이딩 웨지(103)가 고정 샤프트(104)의 외경을 따라 우측으로 이동하고, 상기 슬라이딩 웨지(103)의 외측 경사진 홈을 따라 외경부로 확장된다.
즉, 상기 슬라이딩 웨지(103)는 좌우측으로 이동할 수 있지만 세그먼트(101)는 좌우로 움직일 수 없고, 원주방향으로 확장 축소만 가능하다.
상기와 같은 작동구성으로 인하여, 종래의 맨드릴 장치는 상기 슬라이딩 웨지(102)의 좌우 이동에 의해 세그먼트(101)가 한단계만 확장 내지 축소 가능하므로 이를 이용하면 어느 한 직경의 코일 내경만을 권취할 수 밖에 없어 다른 직경의 내경 코일을 귄취하여야 할 경우에는 직경이 다른 내경용 슬리브를 세그먼트(101)의 외경부에 삽입하여 권취하여야 하는 작업상의 번거로움과, 이에 들어가는 인력손실 및 시간이 낭비되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 스트립을 코일 권취기에서 내경이 다른 두 종류의 코일로 권취할 때 서로 다른 직경의 두 종류의 슬리브를 교환하여야 하는 불편함을 해소하고, 코일 권취기 자체의 확장 및 축소작용만으로 코일 내경을 2개의 서로 다른 직경으로 동시에 사용할 수 있는 코일 권취기의 2단 확장형 맨드릴 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 코일 권취기의 개략적인 사시도;
도 2는 종래의 맨드릴 장치의 단면도;
도 3은 종래의 맨드릴 장치의 확대 전후 상태를 나타내는 각부 정단면도;
도 4는 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 고정 샤프트의 정면도 및 사시도;
도 5는 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 각 부품의 사시도;
도 6은 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 1차 직경조절부의 작동전후 상태를 나타내는 측단면도;
도 7은 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 1차 직경조절부의 작동전후 상태를 나타내는 정단면도;
도 8는 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 2차 직경조절부의 작동전후 상태를 나타내는 측단면도;
도 9은 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 2차 직경조절부의 작동전후 상태를 나타내는 정단면도;
도 10은 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 1차 및 2차 직경조절부가 작동된 상태를 나타내는 확대 정단면도이다.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣
301:회전샤프트 302:고정샤프트 305a:1차 슬라이딩세그먼트
306a:1차 조절세그먼트 303:중간 세그먼트 300:1차 직경조절부
305b:2차 슬라이딩세그먼트 306b:2차 조절세그먼트
304:외경 세그먼트 313:외경작동레버 320:2차 직경조절부
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중심부에 회전 샤프트가 축결합하여 회전가능한 사각형 고정샤프트와, 이의 모서리에 형성된 공간에 안착되는 1차 조절세그먼트와, 이의 외부면과 접촉하여 내경을 이루는 중간 세그먼트로 이루어지는 1차 직경조절부와, 상기 1차 직경조절부를 구성하는 각각의 중간 세그먼트 중앙에 형성된 공간에 안착되는 2차 조절세그먼트와, 이의 외부면과 접촉하여 외경을 이루는 외경 세그먼트로 이루어지는 2차 직경조절부로 구성되는 것을 특징을 하는 코일 권취기의 2단 확장형 맨드릴 장치를 제공하게 된다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 고정 샤프트의 정면도 및 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 각 부품의 정면도 및 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 고정 샤프트(302)는 중앙부에 회전축 관통홀(315)이 형성된 사각기둥형이면서, 각각의 모서리부에는 하기하는 1차 슬라이딩세그먼트(305a) 및 1차조절세그먼트(306a)가 안착될 수 있는 공간부(316)가 형성되어 있다.
상기와 같은 형상으로 이루어진 고정 샤프트(302)의 상기한 공간부(316)에는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상부면이 계단형상으로 이루어진 1차 슬라이딩세그먼트(305a)가 안착되고, 이의 상부면에는 1차 조절세그먼트(306a)가 안착되는데, 1차 조절세그먼트(306a)의 상부면은 소정의 곡률반경을 가지도록 형성되며, 이로부터 하방 측부는 경사면(318)으로 형성되며, 하부면은 상기 1차 슬라이딩세그먼트(305a)의 상부면 계단형상과 상호 대응되는 계단형으로 형성되고, 양단부에는 체결구(317)가 각각 형성되어 있다.
또한, 상기 고정 샤프트(302)에 상기 1차 조절세그먼트(306a)가 안착되면 1차 조절세그먼트(306a)의 측부 경사면(318)과 접촉하여 설치되도록, 도 5b에 도시된 바와 같은 형상의 중간 세그먼트(303)가 위치하게 되며, 이러한 중간 세그먼트(303)의 중앙 상부에는 하기하는 2차 슬라이딩세그먼트(305b)와 2차 조절세그먼트(306b)가 안착되어 확장 작용할 수 있는 공간부(319)가 형성되어 있으며, 양측부는 소정 곡률반경을 가지는 원형면(321)으로 형성됨으로써 상기 1차 조절세그먼트(305a)가 확장 작용하면 상기 중간 세그먼트(303)는 상향으로 확장하게 되는 것이다.
상기와 같은 형상으로 이루어진 중간 세그먼트(303)의 상부 공간부(319)에는 상기한 1차 슬라이딩세그먼트(305a)와 동일형상이지만 상부 계단형상이 상호 반대반향으로 형성된 2차 슬라이딩세그먼트(305b)가 안착되고, 이의 상부 계단형상 공간부에는 상기 1차 조절세그먼트(306a)와 동일형상이지만, 상부면이 1차 조절세그먼트(305a)보다 곡률반경이 큰 곡면으로 이루어지고 하부면 계단형상이 상호 반대방향으로 형성되면서 양측 경사면(323)이 형성된 2차 조절세그먼트(306b)가 상호 대응적으로 안착되며, 이러한 2차 조절세그먼트(306b)의 양단부에는 체결구(324)가 형성되어 하기하는 외경조절레버(313)와 체결된다.
상기와 같은 구성으로 이루어져 안착된 2차 조절세그먼트(306b)의 경사면(323)과 접촉하여 동 2차 조절세그먼트(306b) 확장 작용시 확장되는 외경 세그먼트(304)가 안착하는데, 이러한 외경 세그먼트(304)는 소정 곡률반경으로 이루어진 외부면과 내부면으로 이루어진 1/4의 원호형으로 형성되며, 양측에는 상기한 2차 조절세그먼트(306b)의 경사면(323)과 접촉하는 평면부(325)가 형성되어 있다.
도 6은 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치의 전체 구성을 나타내는 측단면도이다.
상기와 같은 구성관계로 배치가 이루어진 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치는, 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저 사각기둥형의 고정샤프트(302) 내부에 관통홀(315)을 형성하여 회전샤프트(301)를 삽입하고, 이의 모서리부에는 凹형의 공간부(316)를 가공하여 1차 슬라이딩세그먼트(305a) 및 1차 조절세그먼트(306a)를 장착하고, 회전샤프트(301)의 단부에는 고정플레이트(310)와 고정볼트(307)를 이용하여 1차 슬라이딩세그먼트(305a)를 고정시킨다.
상기와 같은 구성으로 이루어져, 확장시 상기 회전샤프트(301)가 안쪽으로 당겨지면 이의 단부와 볼트체결(307)된 1차 슬라이딩세그먼트(305a)가 1차 조절세그먼트(306a)를 상부로 밀어올림으로써 1차 확장하게 되는 것이다.
상기 회전샤프트(301)의 타측 단부에는 통상의 맨드릴에 사용하는 회전실린더와 회전조인트를 장착하여 축방향으로 이동이 가능하도록 설치하며, 상기 고정샤프트(302)의 외측에는 중간 세그먼트(303)가 장착되고, 상기 중간 세그먼트(303)의 외경부에도 凹형 홈을 가공하여 2차 슬라이딩세그먼트(305b) 및 2차 조절세그먼트(306b)를 장착하고, 이의 외부면에 외경 세그먼트(304)가 장착되도록 한다.
상기 2차 슬라이딩세그먼트(305b) 한쪽 끝에는 제1내측 사이드커버(309)가 고정볼트(307)로 고정되며, 상기 제1내측 사이드커버(309)에는 외경조절레버(313)를 고정시키며, 상기 2차 조절세그먼트(306b) 및 중간 세그먼트(303)의 외부면에 장착된 외경 세그먼트(304)의 내측에는 제2내측 사이드커버(308)가 부착되며, 상기 2차 조절세그먼트(306b) 및 중간 세그먼트(303)의 외측에는 제1외측 사이드커버(311)가 부착되며, 외경 세그먼트(304)의 외측에는 제2외측 사이드커버(312)가 부착되어 축방향으로 이동하는 것을 방지하고 원주방향으로만 확장 및 축소가능하도록 고정시킨다.
상기 고정샤프트(302)에 중간 세그먼트(303)와 외경 세그먼트(304)를 고정하는 방법은 통상적인 맨드릴 고정방법으로 고정볼트 및 스프링을 이용하여 고정함으로써 스프링의 힘에 의해 항상 내경방향으로 밀착되어 있다가 2차 슬라이딩세그먼트(305b)가 축방향으로 이동함에 따라 외경방향으로 확대될 수 있도록 조립한다.
상기와 같이 구성된 2단 확장형 맨드릴 장치는 외경부에 러버 또는 플라스틱 재질의 슬리브(2)를 장착하여 1차 및 2차 직경 확장 또는 축소시 외경 직경이 진원되지 않는 것을 보완하여 사용하게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 1차 직경조절부의 작동전후 상태를 나타내는 측단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 1차 직경조절부의 작동전후 상태를 나타내는 정단면도이며, 도 11은 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 1차 및 2차 직경조절부가 작동된 상태를 나타내는 정단면도이다.
도 7 내지 도 8과 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 1차 직경조절부(300)의 작동관계는 고정샤프트(302)의 안쪽에 설치된 회전샤프트(301)가 축방향으로 관련도에서 우측에서는 좌측으로 이동하면, 고정플레이트(310)에 의해 1차 슬라이딩세그먼트(305a)가 좌측으로 이동하게되고, 그 외측에 조립된 계단형상으로 상호 대응적으로 장착된 1차 조절세그먼트(306a)가 상승하게 되며, 이 때 1차 조절세그먼트(306a)는 제1내측 사이드커버(309)와 제1외측 사이드커버(311)에 의해 축방향으로 고정되어 있으므로 상기한 1차 조절세그먼트(306a)의 상승에 의하여 중간세그먼트(303)가 외경방향으로 확장하게 되는 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 2차 직경조절부의 작동전후 상태를 나타내는 측단면도이고, 도 10은 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 2차 직경조절부의 작동전후 상태를 나타내는 정단면도이며, 도 11은 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 1차 및 2차 직경조절부가 작동된 상태를 나타내는 정단면도이다.
도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치를 구성하는 2차 직경조절부(300)의 작동관계는 1차 확장되어 있는 상태에서 2차 슬라이딩세그먼트(305b)를 외경조절레버(313)와 제1내측 사이드커버(309)에 의하여 축방향으로, 즉 관련도에서 좌측에서 우측으로 이동시키면 1차 확장 때와 같은 작동관계에 의해서 2차 슬라이딩세그먼트(305b)가 2차 조절세그먼트(306b)를 상승시키고, 이에 의해 외경 세그먼트(304)가 확장되는 것이다. 이러한 외경조절레버(313)의 구동력은 구동실린더와 같은 다양한 방법으로 가능한 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 2단 확장형 맨드릴 장치에 의해서 1차 직경조절부에 의해서 1차로 원하는 외경까지 확장이 가능하고, 다시 2차 직경조절부에 의해서 원하는 외경까지 맨드릴의 직경이 확장 가능하므로 별도의 슬리브 교환없이 코일 권취가 가능하므로 운전자의 작업부하를 줄일 수 있으며, 간단하게 확장 및 축소가 가능하여 조업시간이 단축되는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 중심부에 회전샤프트(301)가 축결합하여 회전가능한 사각형 고정샤프트(302)와, 이의 모서리에 형성된 공간에 안착되는 1차 슬라이딩세그먼트(305a) 및 1차 조절세그먼트(306a)와, 이의 외부면과 접촉하여 내경을 이루는 중간 세그먼트(303)와, 상기 1차 슬라이딩세그먼트(305a)를 상기 회전샤프트(301)와 고정샤프트(302)에 체결하는 고정플레이트(310)로 이루어지는 1차 직경조절부(300)와;
    상기 1차 직경조절부(300)를 구성하는 각각의 중간 세그먼트(303) 중앙에 형성된 공간에 안착되는 2차 슬라이딩세그먼트(305b) 및 2차 조절세그먼트(306b)와, 이의 외부면과 접촉하여 외경을 이루는 외경 세그먼트(304)와, 상기 2차 슬라이딩세그먼트(305b)를 고정하는 제1내측 사이드커버(309)와, 이에 고정되는 외경작동레버(313)로 이루어지는 2차 직경조절부(320)로 구성되는 것을 특징을 하는 코일 권취기의 2단 확장형 맨드릴 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1차 직경조절부(300)는 상기 1차 슬라이딩세그먼트(305a)를 고정하는 회전샤프트(301) 및 고정샤프트(302)의 이동으로 직경이 확장되는 것을 특징으로 하는 코일 권취기의 2단 확장형 맨드릴 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2차 직경조절부(310)는 상기 2차 조절세그먼트(306b)를 고정하는 제1내측 사이드커버(309)에 고정되는 외경작동레버(313)의 좌우이동으로 직경이 확장되는 것을 특징으로 하는 코일 권취기의 2단 확장형 맨드릴 장치.
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