KR100281332B1 - 와이어의 표면 스케일 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 와이어의 표면에 생성된 스케일을 제거하는 장치에 관한 것이다.

본 발명의 와이어 스케일 제거장치는, 서로 대향되게 설치되어 그 사이를 통과하는 소재 와이어의 표면에 일정한 압착력을 가하면서 회전하는 한쌍의 브러쉬와, 구동모터와 연결되어 회전하는 회전샤프트와 일측이 회전샤프트에 결합되고 외주면에 스플라인 홈이 형성된 스플라인과 내주면에 상기 스플라인 홈에 치합하는 스플라인 홈이 구비되어 스플라인의 길이방향으로 이동이 가능하게 외삽되고 그 외측단부에는 브러쉬가 결합되는 압착봉으로 이루어진 동력전달수단과, 상기 압착봉의 외측에 설치되는 압착피스톤과 압착피스톤의 외측에 고정되는 실린더와 압착피스톤과 실린더 사이의 두부분으로 분리된 밀폐공간부중 후방공간부에 일정한 공압이 유지되도록 하는 공압공급장치로 구성된 정압유지수단으로 이루어진 구조이다.

본 발명은 한쌍의 회전하는 브러쉬 사이에 소재 와이어를 통과시켜 표면 스케일을 제거함에 있어서 브러쉬의 마모에 관계없이 브러쉬와 와이어의 표면 사이에는 일정하게 셋팅된 압착력이 항시 작용함에 따라 와이어의 전길이에 걸쳐 균일하고 낮은 표면조도를 갖는 와이어가 얻어짐으로 해서 이후의 신선공정에서 마찰력 감소에 의한 신선성의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

Description

와이어의 표면 스케일 제거장치

본 발명은 금속제 와이어의 표면에 생성된 스케일을 제거하는 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 서로 대향되게 설치되어 회전하는 한쌍의 브러쉬 사이로 와이어를 통과시켜 표면 스케일을 제거함에 있어서 브러시의 마모에 관계없이 와이어에 가해지는 브러시의 압착력이 항시 동일하게 유지되도록 함으로써 스케일의 완전한 제거와 함께 스케일이 제거된 상태의 와이어의 표면조도가 향상되도록 한 와이어의 표면 스케일 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 신선가공이나 연선가공을 위한 소재 와이어는 그 표면에 스케일이 형성되어 있음에 따라 전처리 과정으로서 와이어 표면에 형성되어 있는 스케일의 제거과정을 거치게 된다.

종래의 와이어 표면 스케일 제거방식은 크게 황산이나 염산을 이용하여 화학적으로 스케일을 제거하는 산세척 방식과 브러쉬를 이용한 기계적인 마찰로 스케일을 제거하는 방식의 두가지로 구분된다.

먼저, 황산이나 염산을 이용한 산세척 방식은 스케일 제거효율면에서는 우수하다는 장점이 있긴 하나 산세척에 사용되는 염산이나 황산의 유독성에 기인하여 작업시 많은 주의가 요구됨과 아울러 환경오염의 문제가 있으며, 또한 산세설비 자체가 부식분위기중에 노출되어 있기 때문에 설비보전비용이 많이든다는 단점이 지적되고 있다.

그리고, 종래의 기계식 와이어 스케일 제거장치는 시중에 나와있는 일반적인 브러시를 모터에 직렬연결시켜 와이어가 회전하는 브러쉬면을 지나가도록 함에 의해서 와이어의 스케일이 제거되도록 한 구조로서, 이와같은 브러쉬 구조에서는 브러쉬와 와이어 표면간의 거리가 고정되어 있기 때문에 브러쉬의 마모가 발생하는 때에는 브러쉬와 와이어 표면간의 거리에 변화가 생기게 되어 브러쉬의 마모정도에 따라 와이어 표면의 스케일 박리정도가 달라짐으로써 와이어의 품질을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

또한, 상기의 종래 기계식 브러쉬 구조에서는 와이어 표면의 스케일 특성을 고려하지 않고 브러쉬의 회전수와, 브러쉬와 와이어 표면간의 거리를 일정하게 유지하므로 균일한 조도를 나타내는 와이어 표면을 얻는데 어려움이 있으며, 경우에 따라서는 와이어 표면에 손상이 발생되어 와이어의 품질이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 와이어 표면 스케일 제거장치에서 나타나고 있는 상기의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 서로 대향되게 설치되어 회전하는 한쌍의 브러쉬 사이로 와이어를 통과시켜 표면 스케일을 제거함에 있어서 브러시의 마모에 관계없이 와이어에 가해지는 브러시의 압착력이 항시 동일하게 유지되도록 함으로써 스케일의 완전한 제거와 함께 스케일이 제거된 상태의 와이어의 표면조도가 향상되도록 한 와이어의 표면 스케일 제거장치를 제공함에 목적을 두고 있다.

본 발명의 다른 목적은 계속적인 장치의 사용에 의해서 브러쉬의 마모가 일정수준 이상 진행되었을 때에는 이를 감지하여 작업자에게 경보수단을 통하여 브러쉬 교체시기를 알려줌으로써 작업성을 향상시킨 와이어의 표면 스케일 제거장치를 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명의 일실시예 장치의 전체구조를 보인 사시도,

도2는 본 발명의 일실시예 장치에 대한 부분 종단면도,

도3은 본 발명에 따른 일실시예 장치의 요부에 대한 확대단면도,

도4는 본 발명의 일실시예 장치중 브러시부에 대한 부분 횡단면도,

도5는 본 발명에 따른 일실시예 장치의 작동부 분해사시도.

((도면의 주요부분에 대한 부호의 설명))

1 ; 기판 2 ; 구동모터 4 ; 프레임

10 ; 구동부 20 ; 압착부 21 ; 압착봉

22 ; 스플라인홈 23 ; 플렌지 24 ; 스토퍼링

25 ; 베어링 26 ; 압착피스톤 27 ; 실린더링

28 ; 감지기 30 ; 분리격벽 31 ; 압착부 하우징

33 ; 실린더 34 ; 압송홀 35a,35b ; 밀폐공간부

36 ; 리턴홀 37 ; 센서홀 40 ; 회전부

41 ; 풀리 42 ; 스플라인 43 ; 베어링

44 ; 고정몸체 45 ; 회전부하우징 46 ; 회전샤프트

50 ; 브러쉬 60 ; 스케일 제거부 61 ; 격벽

62 ; 방음판 63 ; 필터 70 ; 와이어안내부

71 ; 부싱 72 ; 와이어 안내판 100 ; 와이어

200 ; 와이어공급휠 201 ; 와이어권취휠

본 발명의 상기 목적은 서로 대향되게 설치되어 그 사이를 통과하는 소재 와이어의 표면에 일정한 압착력을 가하면서 회전하는 한쌍의 브러쉬와, 상기 브러쉬에 대한 구동원으로서의 모터와, 모터의 회전구동력을 브러쉬로 전달하는 동력전달수단과, 브러쉬의 마모에 관계없이 기 설정된 일정한 압착력을 유지하도록 하는 공압식 정압유지수단과, 브러쉬의 교체시기를 알려주는 경보수단 및 상기 장치들을 지지하는 프레임으로 이루어진 구조에 의해서 달성된다.

이때, 상기 브러쉬는 직경 100 - 400mm 크기의 회전원판상에 20 - 100mm의 길이를 갖는 0.10 - 0.40mm 직경의 경강선이 밀식된 구조로 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 모터의 동력을 브러쉬로 전달하는 동력전달수단은 프레임의 일측 하부에 설치되는 모터와 타이밍 벨트로 연결되어 회전하는 회전샤프트와, 회전샤프트와 일체로 형성되어 회전하며 그 외주면에 스플라인 홈이 형성된 스플라인과, 내주면에 상기 스플라인 홈에 치합하는 스플라인 홈이 구비되어 스플라인의 길이방향으로 이동이 가능하게 외삽되고 그 외측 단부에는 브러쉬가 결합되는 압착봉으로 이루어진다.

한편, 상기 공압식 정압유지수단은 상기 압착봉의 외측에 베어링이 개재된 상태로 설치되어 압착봉과 함께 스플라인의 길이방향으로 이동이 가능하도록 설치되는 압착피스톤과, 압착피스톤의 외측에 고정설치되는 실린더와, 피스톤과 실린더사이의 두부분으로 분리된 밀폐공간부중 후방공간에 일정한 공압이 유지되도록 하여 피스톤을 포함한 압착봉 및 브러쉬가 와이어 표면에 대하여 일정한 압력을 가하게 하는 공압공급장치로 이루어진다.

또한, 브러쉬 교체시기를 알려주는 경보수단은, 브러쉬의 마모에 의해서 브러쉬를 포함한 실린더가 전방으로 이동하는 상태를 감지하는 감지기와, 상기 감지기로부터 감지된 신호에 의해 피스톤과 실린더 사이의 두부분으로 분리된 공간중 전방공간에 공압을 가하여 브러쉬를 포함한 피스톤의 후퇴가 이루어지도록 하는 공압공급장치로 이루어진다.

그리고, 상기 프레임은 모터, 동력전달부 및 브러쉬를 지지하는 역할을 하게 되는데, 실제 와이어의 스케일 박리가 이루어지는 브러쉬 주변을 밀폐하는 구조를 취함에 의해서 스케일 제거작업시 발생되는 소음의 감소가 이루어지도록 구성되어 있다.

이와같이 구성된 본 발명의 와이어 표면 스케일 제거장치는 소재 와이어 공급휠과 와이어 권취휠 사이의 와이어 이동경로상에 1단(한방향)으로 설치되어 사용될 수 있으나, 와이어 표면 스케일의 완전한 제거를 위해서는 두 대의 장치를 2단(서로 직각방향이 되도록)으로 설치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에따른 작용효과에 대한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

도1은 본 발명에 따른 일실시예 장치의 외관을 보인 사시도이고, 도2는 도1에 도시된 장치의 구조를 보인 종단면도이며, 도3은 본 발명에 따른 일실시예 장치의 요부에 대한 확대단면도이고, 도4는 본 발명의 일실시예 장치중 브러시부에 대한 횡단면도이며, 도5는 본 발명의 일실시예 장치의 동력전달수단 및 브러쉬부를 구성하는 구성부품에 대한 분해사시도이다.

본 발명의 장치는 한쌍의 대향된 브러쉬를 중심으로 좌우 대칭구조로 이루어져 있음에 따라 전체 장치중 좌반부측에 설치되는 구성에 대하여만 설명하고자 한다.

도시된 바와같이, 본 발명의 와이어 표면 스케일 제거장치는 기판(1)의 하부 일측에 구동모터(2)가 설치되고 타이밍 벨트(3)로 구동모터(2)와 연결된 구동부(10)가 기판(1)상에 설치된 프레임(4) 내부에 설치된다.

상기의 구동부(10)는 스케일 제거부(60)와 압착부(20) 그리고 회전부(40)로 이루어지는데, 이때 회전부(40)는 타이밍 벨트(3)를 통해 구동모터(2)의 회전구동력을 인가받는 풀리(41)와, 풀리(41)와 일체로 형성되어 회전하는 회전체로서의 회전샤프트(46)와, 회전샤프트(46)의 외측단부에 결합된 스플라인(42)과, 회전샤프트(46)의 외주면과 고정몸체(44) 사이에 개재되는 베어링(43) 및 이들 부품의 최외측에 설치되는 회전부하우징(45)으로 구성되어 있다.

그리고, 상기 회전부(40)의 안쪽에 일직선상으로 결합된 압착부(20)는 상기 스플라인(42)의 외주면에 길이방향으로 형성된 스플라인 홈에 치합하는 스플라인홈(22)이 일측 내주면에 구비되어 이들 스플라인 홈의 치합에 의해 스플라인의 길이방향을 따라 유동가능하게 설치되는 압착봉(21)과, 압착봉(21)의 외측단부에 형성된 플렌지(23)에 장착되는 브러쉬(50)로 이루어진다.

상기 압착봉(21)의 외주면 양측에는 스토퍼 링(24)이 고정되고 이들 스토퍼 링(24) 사이의 안쪽에는 한쌍의 베어링(25)이 각각 설치되며 그 외측에는 원통형의 압착피스톤(26)이 설치되는 한편 압착피스톤(26)의 외측단부에는 압착부 하우징(31)이 장착된다.

상기와 같은 구성에 의해서 압착피스톤(26)과 압착봉(21) 및 브러쉬(50)는 상기 회전샤프트(46)와 연동하여 회전하게 되는 바, 이때 브러쉬(50)의 회전수는 300 - 2000 rpm의 범위가 바람직하다.

한편, 압착피스톤(26)의 외주면 중간부에는 링형상의 분리격벽(30)이 일체로 형성되며 상기 분리격벽(30)의 상면과 밀착상태를 유지하는 실린더(33)가 압착피스톤(26)의 외측에 설치되는 한편 실린더(33)의 내측 단부와 압착피스톤(26)의 외측 단부 사이에는 실린더링(27)이 개재됨으로써 압착피스톤(26)과 실린더(33) 사이에는 상기 분리격벽(30)에 의해 양분된 두 개의 밀폐공간부(35a)(35b)가 존재하게 된다.

상기 밀폐공간부(35a)(35b)는 각각 실린더(33)의 좌우측에 형성된 압송홀(34)과 리턴홀(36)을 통해서 에어호스(29A)(29B)와 연결됨으로써 이들 에어호스에 의해서 각각의 밀폐공간부(35a)(35b)로 유입되는 공압에 의하여 압착피스톤(26)의 왕복이동이 가능하게 된다.

그리고, 상기 리턴홀(36) 부근에는 센서홀(37)이 형성되어 이에 브러쉬의 교체시기를 감지하는 감지기(28)가 설치된다.

이와같은 구조로 이루어진 실린더(33)는 일측이 고정핀을 통해 고정몸체(44)에 고정되며, 타측은 스케일 제거부(60)의 격벽(61)에 고정되는 구조를 취한다.

한편, 상기 스케일 제거부(60)의 내측 중앙부에는 압착봉의 플랜지(23)에 장착된 브러쉬(50)가 위치하게 되며, 그 전후방에는 와이어 안내판(72)이 설치되고 좌우측에는 격벽(61)이 설치되고 상하부에는 각각 상판(2A)과 기판(1)이 설치됨으로써 밀폐된 공간을 이루며 전체 내주면에는 방음판(62)이 부착되어 있다.

그리고, 상기 와이어 안내판(72)의 중앙에는 와이어 안내부(70)가 설치되는데 그 중앙에는 소재 와이어(100)를 안내하는 부싱(71)이 설치됨과 아울러 이들 와이어 안내부(70)와 브러쉬(50) 사이에는 스케일의 유입을 방지하는 필터(63)가 설치된다.

도면중 미설명부호 "200"은 와이어 공급휠이고, "201"은 와이어 권취휠이다.

이와같은 구조로 이루어진 본 발명의 장치를 이용한 와이어의 표면 스케일 제거과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도1에 도시된 바와같이 와이어 공급휠(200)과 와이어 권취휠(201) 사이의 소재 와이어 이동경로상에 본 발명의 와이어 표면 스케일 제거장치를 설치하여 한쌍의 브러쉬(50) 사이에 소재 와이어(100)가 지나가도록 한다.

이때, 소재 와이어(100)의 표면 스케일 상태를 점검하여 그에 적절한 공압이 실린더(20) 내측의 밀폐공간부(35a)로 작용하도록 설정함과 아울러 구동모터(2)의 회전속도 및 와이어 권취휠(201)의 회전속도를 적절하게 셋팅하게 된다.

이와같이 셋팅 작업이 완료된 후에는 구동모터를 구동시켜 이동중인 소재 와이어(100)의 표면에 일정한 압착력을 가하는 상태에서 브러쉬(50)의 회전이 이루어지도록 함으로써 와이어(100)의 표면에 생성된 스케일의 제거가 이루어지게 되며, 스케일이 제거된 와이어는 와이어 권취휠(201)에 감기게 된다.

이와같은 스케일 제거작업중에 있는 브러쉬(50)은 미리 셋팅된 일정한 공압에 의해서 압착피스톤(26)을 포함한 압착봉(21) 및 이에 결합된 브러쉬(50)가 와이어(100)의 표면을 항시 일정한 압착력(다시말하면 셋팅된 정압)을 가하는 상태를 유지하므로 스케일 제거가 완료된 와이어의 표면은 그 조도가 항상 일정하게 유지되어 진다.

한편, 상기와 같은 브러쉬(50)의 계속적인 회전과 이에따른 와이어(100)와의 마찰에 의해서 브러쉬(50)의 길이가 감소하게 되는 경우에는 그 감소된 길이만큼 압착봉(21)이 와이어(100)측으로 이동하게 됨으로써 와이어 표면에 대한 브러쉬(50)의 압착력은 항시 일정한 상태를 유지하게 된다.

다시말하면, 브러쉬(50)의 마모가 발생하게 되면, 그만큼 압착력의 감소가 이루어지게 될 것이나, 본 발명의 장치에서는 압착봉(21)이 스플라인(42)의 길이방향을 따라 이동이 가능하게 구성되어 있기 때문에 브러쉬(50)의 마모길이만큼 압착봉(21) 및 압착피스톤(26)을 포함한 브러쉬(50)의 이동이 이루어지게 됨에 따라 브러쉬(50)와 와이어 표면간의 압착력은 항시 정압상태에 있게 된다.

한편, 상기와 같은 와이어 표면 스케일 제거작업시에는 와이어(100)와 이에 접촉상태로 회전하는 브러쉬(50)간의 회전마찰에 의해서 소음 및 스케일 분진이 발생하게 되는 데, 이러한 소음이나 스케일 분진은 브러쉬(50) 주위에 형성된 밀폐공간부 구조 및 그 밀폐공간부의 내벽에 설치된 방음판(62) 및 필터(63)에 의해서 장치의 외부로 새어나오는 것이 상당부분 차단된다.

다음, 브러쉬(50)의 계속적인 사용에 의해서 브러쉬(50)의 길이가 매우 짧아져서 교체하여야 하는 수준에 이른 경우에는 압착피스톤(26)이 와이어(100)측으로 완전히 이동한 상태가 되고 이러한 압착피스톤(26)의 이동은 실린더(33)의 일측에 설치된 감지기(28)에 의해 감지되어 경보음이나 경보등의 경보수단을 통해 브러쉬(50)의 교체시기를 작업자에게 알려주게 된다.

이와같이, 브러쉬 교체시기를 알려주는 경보음등이 작동하는 경우에는 모터의 구동을 멈춘 상태에서 리턴홀(36)을 통해서 실린더(33) 내측의 밀폐공간부(33b)로 공압이 작용하도록 함에 의해서 전진이동하였던 압착봉(21)을 포함한 압착피스톤(26)이 스플라인(42)을 타고 후퇴이동되도록 한 다음 브러쉬(50)를 새것으로 교체하게 된다.

상기 실시예에서는 한대의 스케일 제거장치가 설치되고, 그 장치의 브러쉬(50)가 수직으로 놓인 상태로 회전하는 상태를 예로들었으나, 이같이 브러쉬가 수평상태로 설치되는 스케일 제거장치의 전방 또는 후방에 수직상태로 브러쉬가 위치하도록 하는 스케일 제거장치를 설치함에 의해 와이어(100)의 표면에 생성된 스케일을 전 표면에 걸쳐 고르게 제거할 수 있을 것이다.

이상에서 살펴본 바와같이, 본 발명의 와이어 표면 스케일 제거장치는 한쌍의 회전하는 브러쉬 사이에 소재와이어를 통과시켜 표면 스케일을 제거함에 있어서 브러쉬의 마모에 관계없이 브러쉬와 와이어의 표면 사이에는 일정하게 셋팅된 압착력이 항시 작용함에 따라 와이어의 전길이에 걸쳐 균일하고 낮은 조도의 와이어가 얻어짐에 따라 이후의 신선공정에서 마찰력 감소에 의한 신선성의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 장치는 모터로 회전되는 한쌍의 브러쉬에 의한 기계적인 마찰을 통해서 와이어 표면의 스케일이 제거되도록 구성되어 있음에 따라 종래의 산세방식에 비해 설비유지비가 적게 소요되고, 또한 환경오염등의 문제가 배제됨과 아울러 상대적으로 적은 공간에서도 설치가 가능하여 공간활용도가 높다는 이점도 아울러 지니고 있다.

Claims (2)

1. 서로 대향되게 설치되어 그 사이를 통과하는 소재 와이어의 표면에 일정한 압착력을 가하면서 회전하는 한쌍의 브러쉬;

   구동모터와 연결되어 회전하는 회전샤프트와, 일측이 회전샤프트에 결합되고 외주면에 스플라인 홈이 형성된 스플라인과, 내주면에 상기 스플라인 홈에 치합하는 스플라인 홈이 구비되어 스플라인의 길이방향으로 이동이 가능하게 외삽되고 그 외측 단부에는 브러쉬가 결합되는 압착봉으로 이루어진 동력전달수단 및

   상기 압착봉의 외측에 설치되어 압착봉과 함께 이동이 가능하도록 설치되는 압착피스톤과, 압착피스톤의 외측에 고정설치되는 실린더와, 압착피스톤과 실린더 사이의 두부분으로 분리된 밀폐공간부중 후방공간에 일정한 공압이 유지되도록 하여 브러쉬가 와이어 표면에 정해진 압력을 가하도록 하는 공압공급장치로 이루어진 정압유지수단으로 구성됨을 특징으로 하는 와이어의 표면 스케일 제거장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 실린더에는 브러쉬의 마모에 의해 브러쉬를 포함한 압착피스톤이 이동하는 상태를 감지하여 브러쉬 교체시기를 알려주는 감지기와, 압착피스톤과 실린더 사이의 두부분으로 분리된 밀폐공간부중 전방측에 공압을 가하여 브러쉬를 포함한 압착피스톤의 후퇴이동이 이루어지도록 하는 공압공급장치가 설치됨을 특징으로 하는 와이어의 표면 스케일 제거장치.