KR0137805B1 - 4개의 둥근 금속봉을 동시에 형성하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

금속제 봉의 4개의 원통부를 동시에 형성하기 위한 본 발명의 방법 및 장치는 2쌍의 성형롤러(140, 142), 한 쌍의 예비 슬리터 롤러(144), 및 2쌍의 슬리터 롤러(160, 162)를 포함하고 있으며, 4개의 원통부를 동시에 형성하기 위해서 마루부와 홈의 크기가 봉(150)을 동일한 횡단면의 4개의 가닥(150a, 150b, 150c 및 150d)으로 분할시키도록 작용한다.

Description

[발명의 명칭]

4개의 둥근 금속봉을 동시에 형성하기 위한 방법 및 장치

[도면의 간단한 설명]

제 1 도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일련의 성형롤러 및 슬리터 롤러를 도시한 개략적인 평면도이다.

제 1a도는 롤러스탠드의 개략적인 정면도이다.

제 2a도 내지 제 2g도는 성형롤러를 통과한 막대가 계속해서 슬리터 롤러 및/또는 다른 성형롤러를 통과하는 것을 나타낸 개략도들이다.

제 3a도는 제 1 쌍의 성형롤러 중 하나의 롤러를 도시한 정면도이다.

제 3b도는 제 2 쌍의 성형롤러 중 하나의 롤러를 도시한 정면도이다.

제 4 도는 한 쌍의 예비 슬리터 롤러 중 하나의 롤러를 도시한 정면도이다.

제 5 도는 슬리터 롤러의 정면도이다.

제 5a도는 슬리터 롤러에 의해서 여러 가닥으로 분리되는 둥근 금속봉의 작동을 도시한 개략도이다.

제 5b도는 둥근 금속봉의 여러 가닥들의 측면과 슬리터 롤러의 마루부의 상호작용을 확대하여 도시한 개략도이다.

제 6 도는 분리 수단으로서, 하나의 마루부를 갖춘 슬리터 롤러를 도시한 도면이다.

제 6a도는 얇은 연결부에 의해서 둥근 금속봉이 4개의 가닥으로 분리된 것을 도시한 도면이다.

[발명의 분야]

본 발명은 보강재로 사용되는 둥근 봉과 같이 직경이 작은 둥근 금속봉을 형성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세히 설명하면, 본 발명은 압연가공(rolling)에 의해서 4개의 둥근 금속봉을 균일한 치수로 동시에 형성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

[배경기술]

직경이 큰 봉으로부터 직경이 작은 둥근봉을 형성하는 기술은 프라이스가공(milling) 분야에서 널리 공지되어 있다. 일반적으로, 직경이 큰 봉은 일련의 롤러를 연속적으로 통과하면서 그 단면적이 감소되며, 중간 단계의 몇몇 과정을 통해서 최종적으로 소정의 형상으로 형성된다. 그러나, 이와 같은 각각의 롤러를 통과하는 봉의 단면적의 감소량은 어느 정도로 제한되어 있기 때문에, 최종적으로 필요한 제품의 단면이 작을수록 통과해야만 하는 롤러의 수는 늘어날 수밖에 없으며, 따라서 필요한 제조기계 및 제조공간이 증가될 수밖에 없다.

여러 개의 둥근봉을 동시에 형성시키는 방법은 앞에서 지적된 문제점들을 상당히 완화시킬 수가 있는데, 왜냐하면 전체 단면감소를 크게 줄려서, 단지 몇 개의 중간단계만을 필요로 하고 최종제품의 제조속도 및 길이가 감소되기 때문이다.

2개의 균일한 둥근 금속봉 및 3개의 균일한 둥근 금속봉을 동시에 형성하는 기술은 이미 널리 공지되어 있다. 예를 들면, 3개의 둥근봉을 동시에 제조하는 기술은 미합중국 특허 제 4,357,819호에 개시되어 있다.

하나의 막대로부터 4개의 둥근봉을 동시에 제조하는데 따른 부수적인 문제점들은 매우 심각하다. 즉, 이와 같은 문제점으로서는 슬리팅 가공단계(slitting process)중에 가닥(strands)이 잘게 쪼개어지는(cobbling)것을 방지해야 함은 물론이고, 가닥의 단면적을 균일하게 유지시켜야만 하는데 따른 기술적인 어려움이 있다는 점이다. 또 다른 문제로서는, 이들 가닥이 서로 분리되면서 발생되는 저항에 관한 것으로서, 이와 같은 저항은 과열현상, 느린 분할속도 및 낮은 제조 효율을 초래할 수가 있다.

[발명의 개시]

본 발명에 따르면, 4개의 둥근 금속봉을 동시에 형성하는 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 장치는 제 1쌍 및제 2쌍의 성형롤러를 포함하고 있다. 이들 성형롤러는 서로 직렬로 연결되어 있으며, 하나의 막대가 이들 성형롤러를 연속적으로 통과하도록 구성된 것이다. 각각의 쌍의 성형롤러는 조절 가능한 이격거리를 가진다. 제 1 및 제 2쌍의 성형롤러의 표면에는 각각 홈이 형성되어 있다. 이들 홈은, 가공되는 막대가 제 2쌍의 성형롤러를 완전히 통과 하였을 때 얇은 연결부로 연결되어 있는 동일한 단면적의 4개의 부분으로 형성되도록 그 치수가 정해져 있다.

또한, 본 발명에 따른 장치는 이들 성형롤러의 말단부쪽에 연결된 한쌍의 예비 슬리터 롤러(pre-slitter rollers)를 포함하고 있다. 이러한 예비 슬리터 롤러의 홈과 마루부(ridges)는 각각 제 1 및 제 2쌍의 성형롤러의 홈에 상응하는 치수로 정해져 있다. 이와 같은 치수의 조합에 따라서, 각각 얇은 연결부들에 의해서 분리되는 4개의 둥근 금속봉의 가닥들이 서로 동일한 단면적을 가지도록 압축된 상태로 제공되는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 제 1쌍의 롤러 각각은 각각의 홈이 둥근 금속봉의 단부를 형성하도록 배향되어 있는 홈을 갖추고 있다. 제 1쌍의 롤러의 각각의 표면들 사이의 이격거리가 막대의 폭을 결정한다. 제 1쌍의 롤러의 각각의 홈의 폭은 막대의 단부의 단면높이를 결정한다.

또한 바람직한 실시예에서, 제 2쌍의 롤러는 각각의 홈의 표면들 사이의 이격거리가 봉의 중앙부의 높이를 결정하도록 막대에 대해서 배향되어 있다. 더욱이, 바람직한 실시예에서 제 2쌍의 롤러는 각각 두꺼운 연결부에 의해서 분리되는 4개의 부분으로 막대를 형성하기 위한 마루부(ridges)를 갖추고 있다.

바람직한 실시예에서, 예비 슬리터 롤러의 각각의 마루부는 약 30°의 외부 및 내측 경사각을 가진다.

또한, 본 발명에 따르면 각각 얇은 연결부에 의해서 분리되는 2개의 바깥쪽 가닥 및 2개의 중간 가닥으로 이루어진 4개의 가닥을 포함하는 둥근봉을 동시에 형성하기 위한 장치가 제공된다. 본 발명의 장치는 또한 제 1쌍의 슬리터 롤러를 포함하고 있으며, 각각의 슬리터 롤러는 바깥쪽 가닥을 중간 가닥에 연결하는 얇은 연결부에 상응하게 위치된 제 1 및 제 2마루부를 갖추고 있다. 이들 마루부는 바깥쪽 가닥의 상응하는 부분의 내측 경사각 보다 큰 외측 경사각을 가진다. 또한, 이러한 본 발명의 장치는 2개의 중간 가닥을 분리시키기 위해서 제 1쌍의 슬리터 롤러의 하류에 직렬로 연결되어 있는 분리수단을 포함하고 있다.

바람직한 실시예에서, 제 1쌍의 슬리터 롤러의 마루부의 외측 경사각은 바깥쪽 가닥의 상응하는 부분의 내측 경사각 보다 약22°정도가 더 크다. 바람직하게, 제 1쌍의 슬리터 롤러의 마루부의 외측 경사각이 약 52°정도이면 효과적인 것으로 밝혀졌다.

또한, 본 발명의 장치에서는 제 1쌍의 슬리터 롤러의 각각의 마루부의 내측 경사각이 그에 상응하는 중간 가닥의 외측 경사각 보다 작게 구성될 수도 있다. 제 1쌍의 슬리터 롤러의 내측 경사각이 약 25°정도이면 효과적인 것으로 밝혀졌다.

바람직한 실시예에서, 2개의 중간 가닥을 분리시키기 위한 분리수단이 한 쌍의 슬리터 롤러로 구성되었는데, 이러한 한 쌍의 슬리터 롤러 중에서 적어도 하나의 롤러는 2개의 중간 가닥 사이의 얇은 연결부에 상응하게 위치된 마루부를 갖추고 있다. 제 2쌍의 슬리터 롤러의 마루부의 경사각은 이에 상응하는 중간 가닥의 내측 경사각 보다 크다. 마루부의 내측 경사각이 이에 상응하는 중간 가닥의 내측 경사각 보다 약 5°정도 더 크면 효과적인 것으로 밝혀졌다. 제 2쌍의 슬리터 롤러의 경사각은 35°정도이면 효과적인 것으로 밝혀졌다.

또한, 본 발명에 따르면 4개의 둥근 금속봉을 동시에 형성하기 위한 방법으로서, 제 1쌍의 성형롤러 사이의 이격거리 및 제 2쌍의 성형롤러 사이의 이격거리를 조절하는 단계를 포함하고 있는 방법이 제공된다. 이러한 본 발명의 방법은, 막대의 각각의 단부에 일정한 단면적의 폭 및 높이를 형성하기 위해서 막대를 제 1쌍의 롤러로 통과하는 단계, 및 상기 막대의 중앙부에 일정한 단면높이를 형성하기 위해서 막대를 제 2쌍의 롤러로 통과하는 단계를 포함하고 있다. 또한, 본 발명의 방법은 이들 단계의 다음으로 막대를 한 쌍의 예비 슬리터 롤러로 통과하는 단계를 더 포함하고 있다. 예비 슬리터 롤러는 얇은 연결부에 의해서 분리된 서로 동일한 단면적을 갖는 4개의 가닥들을 형성하기 위한 3개의 마루부를 갖추고 있다.

또한, 본 발명에 따르면 얇은 연결부에 의해서 분리되는 2개의 바깥쪽 가닥과 2개의 중간 가닥으로 이루어진 4개의 가닥으로 둥근 금속봉을 분할하기 위한 방법이 제공되어 있다. 이와 같은 본 발명의 방법은, 외측 경사각과 관련이 있으며 내측 경사각과는 아무런 관련이 없는 2개의 마루부를 각각 갖추고 있는 제 1쌍의 슬리터 롤러에 막대를 통과시키는 단계를 포함하고 있다. 이와 같이 막대가 슬리터 롤러를 통과하는 중에 바깥쪽 가닥의 내부면의 일부에 대한 마루부의 외부면의 일부에 측방향의 힘을 제공함으로써 각각의 바깥쪽 가닥을 2개의 중간 가닥으로부터 분리시킨다. 동시에, 중간 가닥의 외부면에 대한 마루부의 내부면에는 큰 측방향의 힘이 가해지지 않다. 또한, 이와 같은 본 발명의 방법은 2개의 둥근 금속봉의 가닥들을 연속적으로 분리시키는 단계를 포함하고 있다.

[바람직한 실시예의 상세한 설명]

제 1a도에는 종래의 롤러스탠드(S)가 개략적으로 도시되어 있다. 4개의 둥근 금속봉을 동시에 형성하기 위한 방법에서 사용되는 한 쌍의 롤러(154)가 도시되어 있다. 제 1a도에 도시된 바와 같이, 2개의 원통형 롤러(154)가 프레임(99)내에 설치되어 있다. 각각의 롤러의 종축(166, 168)은 프레임의 바닥에 대하여 수평을 이룬다. 이들 한 쌍의 롤러가 제 1a도에 도시된 바와 같이 서로 수직방향으로 평행하게 배열되어 있다. 이와 같은 롤러의 수직 및 수평 배열은 예시적으로 도시된 것이다. 본 발명의 기술분야에서 숙련된 전문가들은, 이와 같은 롤러의 수직 및 수평 배열을 다른 방향으로 배열시킨 롤러스탠드가 얼마든지 가능하다는 것을 당연히 이해할 수 있을 것이다.

제 1a도에 도시된 롤러(154)가 도면의 우측에 나타낸 화살표 방향으로 회전하면, 4개의 가닥으로 분리되는 둥근 금속봉이 롤러(154)를 통과하게 된다. 둥근 금속봉 또는 이러한 둥근 금속봉의 분리된 가닥들은 일정한 길이, 폭, 높이를 가지는 것으로 고려할 수 있다. 그러한 폭과 높이는 횡단면의 크기를 의미한다. 롤러(154)는 금속봉의 횡단면 크기를 형성하는데 영향을 준다.

롤러스탠드(S)에서, 롤러의 각각의 종축(166, 168)은 서로에 대해서 조절가능하다. 이는, 롤러의 표면들 사이의 이격거리를 조절할 수 있음을 의미한다. 이와 같은 종측(166, 168)간의 조절성은 화살표 171로 표시되어 있다. 롤러사이의 이격거리는 막대의 형상에 영향을 주며, 특히 가공된 가닥들의 횡단면적에 영향을 준다. 롤러를 수직방향으로 조절할 수 있으므로, 롤러의 표면의 마모에 대한 보상이 가능하다.

롤러의 원통형 표면은 원주방향 홈(170) 및 마루부(172)를 포함하도록 그 크기 및 형상이 정해져 있다. 여기서, 마루부(ridge)라는 말의 의미는 제 1a도에 도시된 바와 같이 편평한 상부면을 나타내거나 제 1 도에 도시된 롤러(144)에서와 같이 뾰족한 표면을 나타내는 것으로 정의한다. 롤러의 홈과 마루부는 막대가 통과하는 부분을 형성한다. 막대의 횡단면적은 한 쌍의 롤러 사이의 횡단면적에 상응하는 형상으로 형성된다. 이와 같은 막대의 형상은 롤러의 형상에 따라서 정해지며, 그러한 형상의 종속성은 롤러의 홈의 내부 혹은 각각의 롤러의 둘레에 제공되어 있는 자유공간에 따라서 다르다.

홈의 형상은 막대의 횡단면적을 고려하여 선택된다. 롤러의 이격거리는, 금속 막대를 홈으로 강제로 유입하여, 홈에 맞추어 홈의 모든 공간을 채우도록 조절된다. 이러한 경우에, 롤러의 측면에 제공된 자유공간 쪽으로 과잉의 금속이 이동될 수가 있다. 또한, 홈은 이격거리와 관련하여 자유공간을 형성하는 깊이로 설계될 수도 있다. 이러한 자유공간은 막대가 통과하는 중에 홈으로부터 흘러나오는 금속을 제거시키도록 작용한다.

도시된 바람직한 실시예에서, 롤러의 홈 및 마루부는 각각의 롤러의 표면상에 짝을 이루는 형상으로 형성하도록 동일형상으로 조각되어 있다. 그러나, 한 쌍의 롤러가 서로 일치하지 않는 홈 및 마루부를 가지도록 구성될 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 경사각이라는 용어가 사용되고 있다. 경사각이라는 말은 둥근 금속봉의 가닥 혹은 마루부상의 한 지점에서 그은 접선방향과 수직방향과 사이의 각도를 의미하는 것이다. 수직방향은 롤러의 축선과 수직이다. 마루부 및 가닥의 경사각 앞에 내측 및 외측이라는 용어가 붙는다. 이런 용어가 사용되지 않으며, 가닥의 측면의 중간부분의 경사각을 의미하는 것으로 이해해 주기 바란다. 롤러의 마루부의 경사각은 가닥의 상응하는 측면중 상응 중앙부분을 가르키는 마루부 부분의 경사각만을 의미하는 것이다.

예를 들어서, 제 4 도에서 도면부호 90으로 지적한 영역은 마루부(146, 147 및 148)에 의해 형성된 중앙부분들의 경사각에 상응하는 마루부의 부분을 나타낸 것이다. 제 5b도에서, 도면부호 165 및 166으로 지적한 영역은 가닥의 측면들의 중앙부분을 도시한 것이다.

이들의 중앙부분에서의 가닥의 경사각은 가닥의 측벽과 대향하는 의미로, 다음에 설명되는 바와 같이 슬리터 롤러가 간섭(interfere)를 하든지 안든지, 또는 측방향의 힘을 작용하거나 작용하지 않는다. 다음에 설명되는 바와 같이, 측방향의 힘은 슬리터 롤러의 마루부에 의해서 작용될 수 있다. 이러한 마루부가 측방향의 힘을 작용시키는 경우에, 마루부는 적어도 가닥의 중앙부분에 상응하는 부분에서, 가닥의 경사각과 간섭을 하는 경사각을 가진다.

예를 들어, 제 5b도에 도시된 가닥(150c) 혹은 가닥(150d)이 두가닥을 분리하는 얇은 연결부와 교차하는, 비중앙 부분에서의 실제적인 경사각은 그리 중요하지 않다. 중요한 것은 가닥의 측면의 중앙부분을 따르는 경사각이다. 이러한 중앙부분은 슬리터 롤러의 경사각의 간섭으로부터 측방향의 힘을 수용할 수가 있다. 예를 들어서, 바람직한 실시예로서가 아니고 단지 예시적인 목적으로 도시된 제 5b도에 있어서, 슬리터 롤러(160)의 하나의 마루부는 가닥(150c, 150d)의 측면들 사이에 있는 얇은 연결부와 실제로 접촉하는 지점까지 삽입되어 있다. 슬리터 롤러(160)상의 마루부의 최상부가 얇은 연결부와 만나는 경우에, 마루부의 경사각은 실제로 가닥의 경사각 보다 작을 것이다.

제 5b도에 도시된 바와 같이, 가닥(150d)의 벽의 내측 중앙부분의 경사는 내측 가닥의 벽에서 그은 접선(115)과 수직선(122)사이의 각도로 한정된다. 이러한 각도는 제 5b도에서 각도(106)로 도시되어 있다. 슬리터 롤러(160)의 마루부의 상응하는 중앙부분의 경사는 슬리터 롤러(160)의 마루부의 외부면의 중앙부분에서 그은 접선(119)과 수직선 (122)사이에 도시된 각도(104)에 의해 나타난다.

마찬가지로, 가닥(150c)의 외부면과 마주하는 슬리터 롤러의 마루부의 외부면의 상대경사각을 측정할 경우에, 가닥(150c)의 상응하는 중앙부분은 제 5b도의 도면 부호 166으로 표시되어 있다. 가닥(150c)의 중앙부분상의 한 지점에서 그은 접선(177)이 수직선(122)과 함께 각도(100)를 이룬다. 슬리터 롤러(160)의 마루부의 대응 중앙부분에서 그은 접선(121)이 수직선(122)과 각도(102)를 이룬다. 2개의 각도(104, 106) 및 2개의 각도(100, 102)의 상대적인 크기는 슬리터 롤러의 마루부가 가닥의 측면을 간섭을 하는지 혹은 않는지에 의해서 결정된다.

제 1 도에 개략적으로 도시된 바와 같이, 막대(150)는 5개의 롤러를 통과하여 화살표(180) 방향으로 이동한다. 제 1 롤러(140)의 회전축은 수직방향을 향해 있다. 제 1 도는 수직방향으로 도시되어 있기 때문에, 이들 4쌍의 롤러(142, 144, 160 및 162)중에서 각각 하나의 롤러들만이 도시되어 있다. 이와 같은 이유로, 제 1 롤러(140)의 중앙홈(139)은 제 1 도에는 도시되지 않았지만 제 3a도에 도시되어 있다.

막대(150)는 화살표(180) 방향으로 일련의 롤러를 통과하고 있으며, 롤러의 표면에 제공된 홈과 마루부의 형상에 따라서 그리고 한 쌍의 롤러사이의 이격거리에 따라서 각각 새로운 형상으로 형성된다.

롤러(160, 162)는 슬리터 롤러이다. 제 1 도에 도시된 바와 같이, 롤러(160)는 막대(150)를 중앙부분 및 2개의 바깥쪽 가닥(150a, 150d)으로 분할시킨다. 슬리터 롤러(162)는 막대(150)의 중앙부분을 2개의 가닥(150b, 150c)으로 분할시킨다.

이와 같이 분리된 4개의 가닥이 슬리터 롤러(162)로부터 갈라져 나와서, 종래의 수단에 의해서 일련의 성형롤러를 더 통과한 후에 4개의 둥근봉으로 형성되는 것이다. 이러한 성형롤러는 제 1 도에는 도시되지 않았다.

앞서 언급된 바와 같이, 한 쌍의 롤러 사이의 이격거리 및 각각의 롤러상에 형성된 홈과 마루부가 둥근 금속봉의 가닥에 형성되는 단면의 형상에 영향을 준다. 이러한 효과는 제 2a도 내지 제 2g도에 도시된 바람직한 실시예에 잘 나타나 있다.

제 2a도에서 제 1쌍 롤러(140)의 각각의 회전축은 수직방향으로 설치되어 있다. 제 3a도는 한 쌍의 롤러중 하나의 성형롤러(140)를 보다 상세히 도시한 것이다. 롤러(140)의 표면들 사이의 이격거리는, 각각의 롤러의 중앙 홈(139)이 막대(150)의 각각의 단부 치수를 형성하도록 선택되어 있다. 한 쌍의 롤러(140)의 이격거리의 조절에 따라서 막대의 폭이 결정된다. 홈(139)의 높이는 롤러(140)를 통과하는 막대(150)의 단부의 높이를 결정한다. 한 쌍의 롤러(140)사이의 자유공간(141)은 막대의 단부들로부터 막대의 중앙부분으로 흘러 들어가는 과잉 금속의 유동을 방지한다.

제 2b도에 도시된 제 2 쌍의 롤러(142)의 각각의 회전축은 수평방향으로 설치되어 있으며, 그 다음에 제공된 다른 롤러들의 경우도 마찬가지이다. 제 3b도는 제 2 쌍의 롤러중 하나의 롤러(142)를 상세히 도시한 것이다. 롤러(142)의 표면에는 일련의 편평한 마루부(143) 및 홈(143a)을 갖추고 있다. 한 쌍의 롤러(142) 사이의 이격거리는 금속막대(150)가 롤러(142)의 표면들 사이의 중앙부분내의 공간을 채울 수 있도록 조절되어진다. 따라서, 막대(150)의 적어도 중앙부분의 높이 및 형상은 롤러(142)에 의해 형성된다. 과잉의 금속이 2개의 롤러(142) 사이의 외부공간으로 수용된다.

막대(150)가 각 쌍의 롤러(140, 142, 144) 및 슬리터 롤러 사이로 안내되는 것은 자명하다. 따라서, 한 쌍의 롤러의 홈 및 마루부는 그 전의 한 쌍의 롤러의 홈 및 마루부와 정렬될 수 있어야만 한다. 이에 따라서, 연속된 과정에서의 효과가 제공될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 각각의 롤러(144)는 3개의 마루부(146, 147 및 148)를 포함하고 있지만, 한쪽 롤러에만 마루부를 제공할 수도 있다. 제 4 도는 하나의 롤러(144)를 상세히 도시한 것이다. 마루부(146, 147 및 148)의 크기는 막대(150)에 4개의 가닥(150a, 150b, 150c 및 150d)을 형성할 수 있음 정도로 정해진다. 4개의 가닥은 얇은 연결부에 의해 서로 연결되어 있다. 가닥(150a, 150d)은 바깥쪽 가닥이며, 가닥(150b 및 150c)은 중간가닥이다. 마루부(146, 147 및 148)는 4개의 가닥들 사이로 얇은 연결부를 형성시킬 뿐만 아니라 각각의 가닥의 경사각을 형성시킨다.

한 쌍의 롤러(144)도 홈(145)내에 형성된 중간가닥(150b, 150c)의 위쪽으로 자유공간(145a)을 제공하는 2개의 중앙 홈(145)을 포함하고 있다. 이러한 자유공간은 중간 가닥으로부터 바깥쪽 가닥으로 금속을 재분배시키지 않고서도 한 쌍의 롤러(144)에 의해서 얇은 연결부가 형성될 수 있게 한다. 자유공간은 중간가닥(150b, 150c)의 횡단면적에서의 어떠한 변화도 수용한다.

제 5 도에 예시적으로 도시되어 있는 슬리터 롤러(160)가 막대(150)를 4개의 연속된 가닥(150a, 150b, 150c 및 150d)으로 분할시키며, 이들 가닥은 제 2c도에 도시된 바와 같이 얇은 연결부에 의해서 각각 연결되어 있는데, 가닥(150b, 150c)으로 이루어진 중간부분들이 제 2d도에 도시된 바와 같이 얇은 연결부에 의해서 서로 연결되어 있으며 바깥족 가닥(150a, 150d)과는 떨어져 있다.

제 6 도에 예시적으로 도시되어 있는 슬리터 롤러(162)는 막대(150)이 중간부분(150b, 150c)을 제 2e도에 도시된 바와 같이 분리시킨다. 제 2f도 및 제 2g도는 4개의 분리된 가닥(150a, 150b, 150c 및 150d)이 롤러(152 및 154)에 의해서 4개의 균일한 둥근봉으로 형성된 것을 도시하고 있다. 이러한 작업은 제 2f도 및 제 2g도에 도시된 바와 같이 본 발명의 기술분야에 숙련된 전문가들에게는 자명한 것이다. 따라서, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제 2a도 및 제 2b도로부터, 롤러(140)에 의해서 막대(150)의 단부에 소정의 폭 및 높이가 제공된다는 것을 알 수가 있다. 제 2b도에 도시된 바와 같이 막대(150)의 중앙부분의 높이는 롤러(142)에 의해서 결정된다. 바람직한 실시예에서, 막대(150)가 롤러(142)의 홈(143a)에 의해서 형성된 두꺼운 연결부에 의해서 분리된 4개의 부분으로 형성된다. 막대(150)가 롤러(140, 142)를 완전히 통과한 후에 분리되어서, 동일한 단면의 4개의 부분으로 되는 것은 널리 공지되어 있다.

4개의 둥근 금속봉을 동시에 형성하는데 있어서 한가지 문제점은 이러한 둥근봉의 횡단면적을 각각 동일하게 유지시키는 것이다. 즉, 둥근봉의 직경이 소정의 허용오차내로 유지되어야만 한다. 동일한 횡단면적이라는 말은 둥근봉으로 형성된 4개의 부분의 횡단면적이 소정의 허용오차 내에 유지되는 직경을 각각 가지는 것을 의미한다.

바람직한 실시예에서, 막대는 먼저 롤러(140)를 통과한 후에 롤러(142)를 통과한다. 이러한 과정을 역순으로, 즉 롤러(142) 다음에 롤러(140)를 설치하여도 거의 동일한 결과가 제공된다. 즉, 막대(150)는 각각의 롤러를 모두 통과한 후에 동일한 횡단면적의 4개의 부분들로 분할될 수가 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 처음의 두 쌍의 롤러를 통과한 후에 막대(150)는 동일한 횡단면적의 4개의 부분들로 형성된다. 예비 슬리터 롤러(144)가 이러한 막대의 4개의 가닥을 얇은 연결부에 의해서 분리시킨다. 이때에도, 동일한 횡단면적은 유지된다. 또한, 예비 슬리터 롤러(144)는 각각의 가닥의 경사각을 제공한다.

바람직한 실시예에서, 예비 슬리터 롤러(160)에 의해서 2개의 중간 가닥으로부터 2개의 바깥족 가닥이 분할된다. 그리고 나서, 2개의 중간 가닥이 슬리터 롤러(162)에 의해서 분할된다. 이는 제 1 도, 제 2d도 및 제 2e도에 도시되어 있다. 이러한 분할은, 각각의 가닥의 벽에 측방향의 수평력을 제공하고 얇은 연결부를 따라서 이들 가닥을 분할시킴으로써 수행되는 것이다. 측방향의 힘은 슬리터 롤러의 마루부의 측면의 경사각에 의해서 이에 상응하는 가닥의 측면의 경사각에 전달된다. 슬리터 롤러(160)는 슬리터 롤러 외측상에 형성된 표면(118; 측벽)이 가닥(150a, 150d)상에 형성된 내측 경사각(106) 보다 큰 경사각(104)을 갖도록 설계되어 있다(제 5 도와 제 5a도 참조). 바람직한 실시예에서, 경사각(104)과 경사각(106)사이의 차이는 약22°이다. 바람직하게, 경사각(104)은 약 52°이고, 경사각(106)은 약 30°이다.

바람직한 실시예어서, 슬리터 롤러(160)의 마루부의 내측 경사각(102), 즉 측면(120)에 의해서 형성된 각도는 가닥(150b, 150c)의 외측 경사각(100)보다 작다. 그 차이는 약 5°이다. 바람직한 실시예에서, 가닥(150b, 150c)의 외측 경사각(100)은 약 30°이고, 롤러(160)의 마루부의 내측 경사각은 약 25°이다. 이와 같은 형상에서, 2개의 중간 가닥(150b, 150c)에 어떠한 마찰력을 가하지 않고서도 바깥쪽 가닥(150a, 150d)에 측방향의 분리력이 작용된다.

제 5 도 및 제 5a도에 도시된 바와 같이, 슬리터 롤러(160)의 마루부의 측벽들은 직선형의 측벽(118, 120)으로 도시되어 있지만, 이들 측벽이 연속적인 곡선형태로 구성될 수도 있음은 물론이다. 이러한 측벽은 롤러(144)의 마루부(146, 147)에 의해서 가닥(150a, 150b, 150c 및 150d)의 적어도 중앙부분에 제공된 곡선형상과 같은 곡선형상으로 설계되어야 한다.

제 6 도 및 제 6a도에 도시된 바와 같이, 분리 수단인 슬리터 롤러(162)의 마루부의 내측 가장자리(134)는 수직선(132)과 각도(138)를 형성한다. 가닥(150b, 150c)의 내측 경사각은 접선(98)과 수직선(112) 사이의 각도(97)를 형성한다. 바람직한 실시예에서, 각도(138)는 각도(97)보다 크다. 실제로, 각도(138)는 각도(97)보다 5°가 크다. 바람직한 실시예에서, 내측 경사각(97)은 약 30°이고, 마루부의 외측 경사각(138)은 약 35°이다. 이러한 배열에 있어서, 슬리터 롤러(162)는 측방향의 힘을 작용시켜서 가닥(150c)과 가닥(150b)을 분리시킨다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였다. 물론, 도시된 치수, 형상 및 재료가 본 발명의 범위내에서 얼마든지 바뀔 수도 있다.

Claims (15)

1. 4개의 금속 둥근봉을 동시에 성형하기 위한 장치에 있어서, 하나의 막대(150)가 연속적으로 통과하도록 직렬로 연결되어 있으며 조절가능한 이격거리를 각각 갖추고 있는 제 1 쌍의 성형롤러(140) 및 제 2 쌍의 성형롤러(142)와, 상기 막대가 상기 제 2 쌍의 성형롤러를 완전히 통과한 후에 동일한 횡단면적의 4개의 부분으로 형성되도록 그 크기가 정해져 있는 상기 제 1 및 제 2쌍의 롤러의 표면에 각각 형성되어 있는 홈(139, 143a)과, 그리고 상기 제 1 및 제 2쌍의 성형롤러의 하류에 연결되어 있고 조절가능한 이격거리를 가지며, 적어도 하나가 자유공간(145a)을 형성하는 2개의 중앙 홈(145) 및 3개의 직렬 마루부(146, 147, 148)를 갖추고 있는 한 쌍의 예비 슬리터 롤러(144)를 포함하고 있으며, 상기 예비 슬리터 롤러의 홈 및 마루부가 상기 제 1 및 제 2 성형롤러의 홈과 조합해서 얇은 연결부에 의해서 분리되는 동일한 횡단면의 4개의 가닥(150a, 150b, 150c, 150d)으로 구성된 막대를 형성하도록 치수결정되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1쌍의 롤러(140) 각각은 상기 막대의 단부를 형성하도록 입력 막대에 대해서 배향된 홈(139)을 갖추고 있으며, 상기 제 1쌍의 롤러의 표면들 사이의 상기 이격거리가 상기 막대의 폭을 결정하고, 상기 제 1 쌍의 롤러의 상기 홈의 폭이 상기 막대의 단부의 횡단면의 높이를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 쌍의 롤러(140) 각각의 이격거리가 상기 입력 막대(150)의 높이를 결정하도록 상기 막대에 대해서 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 쌍의 롤러(142)는 상기 막대를 두꺼운 연결부에 의해서 분리된 4개의 부분으로 형성하기 위한 홈(143a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 예비 슬리터 롤러의 2개의 바깥쪽 마루부(146, 148)가 30°의 외부 및 내측 경사각을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 예비 슬리터 롤러의 내측 마루부(147)가 30°의 경사각을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 얇은 연결부에 의해서 분리되는 2개의 바깥족 가닥(150a, 150d) 및 2개의 중간가닥(150b, 150c)으로 이루어진 4개의 가닥(150a, 150b, 150c, 150d)이루어진 금속 막대(150)로부터 4개의 둥근봉을 동시에 형성하는 장치에 있어서, 제 1 쌍의 슬리터 롤러(160)와, 상기 제 1 쌍의 슬리터 롤러에 각각 제공되어 있으며, 각각이 상기 바깥쪽 가닥을 중간 가닥에 연결하는 얇은 연결부에 상응하는 위치에 놓여 있으며, 상기 바깥쪽 가닥의 상응하는 부분의 내측 경사각(106)보다 큰 외측 경사각(104)을 가지는 제 1 및 제 2 마루부와, 그리고, 상기 2개의 중간 가닥을 분리시키도록 상기 제 1 쌍의 슬리터 롤러의 하류에 연속해서 연결된 분리수단(162)을 포함하고 있는 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1쌍의 슬리터 롤러의 마루부의 외측 경사각(104)이 상기 바깥쪽 가닥의 상응하는 부분의 내측 경사각(106)보다 22°더 큰 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 쌍의 슬리터 롤러의 마루부의 외측 경사각이 52°인 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 쌍의 슬리터 롤러의 각각의 마루부의 내측 경사각(102)이 상기 중간가닥의 상응하는 부분의 외측 경사각(100)보다 작은 것을특징으로 하는 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1쌍의 슬리터 롤러의 마루부의 내측 경사각(102)이 25°인 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 7 항에 있어서, 상기 2개의 중간 가닥을 분기하기 위한 분리수단이 제 2 쌍의 슬리터 롤러(162)로 이루어져 있고, 상기 제 2 쌍의 슬리터 롤러중 하나가 상기 2개의 중간 가닥 사이의 얇은 연결부에 상응하게 위치된 마루부를 갖추고 있으며, 상기 제 2 쌍의 슬리터 롤러의 마루부의 경사각(138)이 상기 중간 가닥에 상승하는 내측 경사각(97)보다 큰 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 마루부의 경사각(138)이 상기 중간 가닥에 상응하는 내측 경사각(97)보다 5°더 큰 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 마루부의 경사각(138)이 35°인 것을 특징으로 하는 장치.
15. 얇은 연결부에 의해서 분리되는 2개의 바깥쪽 가닥(150a, 150d) 및 2개의 중간가닥(150b, 150c)으로 이루어진 4개의 가닥(150a, 150b, 150c, 150d)으로 이루어진 막대(150)를 슬리팅하기 위한 방법에 있어서, 각각의 외측 경사각(104)에 간섭을 받고 내측 경사각(102)에 간섭을 받지 않게 해서 제 1 쌍의 슬리터 롤러(160)에 상기 막대를 통과시키고, 마루부의 내측 가닥의 큰 측면힘을 중간 가닥의 외부면에 가하지 않고, 마루부의 외부면의 일부분의 측면힘을 바깥쪽 가닥의 내부면의 일부분에 가하므로서 2개의 중간 가닥으로부터 각 바깥쪽 가닥을 분리하는 단계와, 계속해서, 상기 2개의 중간 가닥을 서로 분리시키는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.