KR100434750B1 - 강철코드제조방법 - Google Patents

Abstract

와이어 다발을 포함한 공기타이어용 강철코드 제조방법에 있어서, 코어는 서로 인접하게 병렬로 배열된 와이어 필라멘트(10)로 구성된다. 최소한 세 개의 와이어 필라멘트(10, 20)가 있는데, 그중 최소한 두 개의 와이어 필라멘트(10)는 코어(60)를 형성하는 필라멘트(10)로서 나선형으로 감기며 서로의 곁에 나란히 배치되며, 최소한 하나의 와이어 필라멘트(20)는 두 개의 코어 필라멘트(10) 주위에 나선형으로 감긴다. 본 발명에 따라서, 와이어 필라멘트(10)의 나선형 변형은 헛꼬임기(40)에 의해 달성된다. 와이어 필라멘트(10)의 이러한 나선형 변형은 필라멘트가 코드 복합체로부터 이동하는 것을 방지한다. 코어 필라멘트간의 잔류 비틀림 응력이 에워싸는 와이어의 복원력과 함께 상쇄된다면 장점이 된다. 또한, 강철코드는 평탄해진 타원형 모양을 가진다.

Description

강철코드 제조방법

주행성, 동력학, 안정성을 개선하고 유효수명을 연장시키기 위해 차량의 공기 타이어에 인서트로 사용하는 강철코드는 공지이며, 스트랜드는 대단히 복잡한 절차로 꼬는 기계로 제조된 꼬인 두 개이상의 와이어 다발이다.

강철코드는 공지이며, 이의 코어는 별도의 꼬는 방법에서 제조되지 않고 스트랜드에 직접 형성될 수 있는 중심 와이어 다발로 구성된다.

DE 39 14 330 C2 는 강철 와이어 제조에서 필요한 잔류응력을 얻기 위해서 스트랜드를 꼬는 방법을 발표한다. 이러한 잔류 비틀림은 완성된 강철코드에서 중요한 특징이다. 왜냐하면 잔류 비틀림은 고무가 입혀진 강철 코드 웹의 평평한 위치를 주로 요구하기 때문이다. 또한, 잔류 비틀림은 코드 섹션의 절단 에지의 균일성에 관련된다.

EP 0 492 682 A1은 원형 단면을 가진 2 내지 7개의 필라멘트를 포함하는 타이어 코드용 와이어 다발을 발표한다. 각 필라멘트는 단일 평면에서 병렬로 배향되고 단일한 외장방향으로 하나이상의 필라멘트에 의해 외장된다. 한 평면 또는 코어필라멘트의 평면에 배열된 하나이상의 코어 필라멘트는 전체로서 잔류 비틀림 응력을 특징으로 한다. 상기 탄성 잔류 비틀림 응력은 와이어 다발이 외력을 받지 않는 한 전체 길이가 평탄하게 유지되도록 선택된다. 잔류 비틀림 응력의 크기 및 방향은 코어 필라멘트의 탄성 잔류 비틀림 응력이 외장 필라멘트의 복원력에 의해 취소되도록 선택된다.

DE-OS 26 19 086 은 나선형 와이어로 구성된 탄성중합체 제품 보강코드를 발표하는데, 하나이상의 강철 외장 와이어는 꼬이지 않은 두 개 이상의 강철 와이어로 제조된 코어 주변에 감긴다. 이러한 배치에서 코어 와이어는 동일한 나선형 구조를 가지며 코어 와이어 각각이 적어도 하나의 다른 코어 와이어와 선형으로 접촉하도록 서로에 대해 반대로 인접 배열된다. 공지의 보강 코드에서 외장 와이어의 나선은 코어 와이어와 동일한 방향 및 피치를 특징으로 한다. 공지된 보강 코드는 와이어를 코어와이어 다발에 조합하여 제조된다. 이 다발은 제 1 하류 에지 위로 안내되고 하나이상의 와이어가 하나이상의 하류 에지위로 안내되고 다발 주위에 꼬인다. 하류 에지의 곡률반경은 와이어의 곡률반경을 결정한다.

각 필라멘트를 꼬아서 예비성형할 때 이들의 피로강도가 이러한 처리에 의해 손상되지 않도록 주의가 필요하다. 특히, 톱니바퀴 등을 통해 성형될 때 고강도의 필라멘트는 국부적인 압축을 받아서 그 결과 이러한 국부적인 변형은 피로 파괴 발생의 출발점이기 때문에 순환적 응력을 받기에는 부적합하다.

본 발명은 강철코드 제조방법 및 제조된 강철코드, 특히 최소한 3개의 와이어 필라멘트를 포함하는 와이어 다발을 포함하는 강철코드에 관계한다.

도 1 은 도 4 에 도시된 본 발명에 따른 강철코드를 제조하는 방법을 개략적으로 보여준다.

도 2 는 도 3 에 도시된 본 발명에 따른 강철코드를 제조하는 방법을 개략적으로 보여준다.

도 3 은 병렬로 위치된 두 개의 예비성형된 나선형 코어 필라멘트를 포함하고 외장 와이어에 의해 나선형으로 에워싸인 본 발명의 강철코드의 사시도이다.

도 4 는 도 3 과 유사하지만 병렬로 위치된 6개의 예비성형된 코어 필라멘트를 포함하는 강철코드의 사시도이다.

도 5 는 병렬로 위치된 코어로서 3개의 예비성형된 나선형 코어필라멘트를 포함하고 6개의 외장 와이어 다발로 에워싸인 본 발명에 따라 강철 코드의 사시도 이다.

도 6 은 나선형 와이어에 의해 나선형으로 둘러싸인 외장와이어 다발로 에워싸인 12개의 예비성형된 나선형 와이어필라멘트 코어를 포함하는 본 발명에 따른 강철코드를 보여준다.

* 부호 설명

10 ... 코어필라멘트 11 ... 리일

15 ... 굴절 도르래 20 ... 외장 와이어

21 ... 리일 30 ... 나선형 와이어

40 ... 헛꼬임기 50 ... 스트랜드

60 ... 코어

본 발명은 강도, 피로 성질 및 작업성 측면에서 개선된 품질을 가지는 강철코드를 간단하게 제조할 수 있는, 코어로서 와이어 다발을 포함하는 강철코드 제조 방법을 제공하는 것이다. 특히 본 방법은 공지 방법보다 훨씬 더 적은 곡률 반경을 성취할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 다음 단계를 포함하는 강철 코드 제조공정이 제시된다:

A: 리일에서 코어 필라멘트로 작용하는 최소한 두 개의 와이어를 풀고,

B: 풀린 코어 필라멘트를 스트랜드로 조합하고,

C: 풀린 코어 필라멘트를 헛꼬임기에서 꼬고,

D: 리일로부터 외장와이어로 작용하는 적어도 하나의 와이어 필라멘트를 풀고,

E: 나선형으로 예비성형된 코어필라멘트 둘레에 외장 와이어를 감는 단계.

본 발명에 따른 방법은 제조라인 외부에서 추가 다발화 또는 가닥화 공정이 불필요하기 때문에, 즉, 본 발명에 따라서 완전한 강철코드가 제조라인에서 일편으로 제조되기 때문에 강철코드를 제조하는 단순하고 저렴한 수단을 보장한다. 강철코드가 예비성형되는 방법은 톱니바퀴에 의해 예비성형할 때 일어날 수 있는 와이어 필라멘트의 손상이나 국부적변형을 방지한다. 따라서 본 발명에 따른 제조방법은 강철 코드의 피로성질을 저해하지 않는다. 또한, 본 발명에 따른 강철코드는 더 적은 곡률반경을 갖는다. 본 발명의 강철코드는 단순한 기계에 의해 제조가능하며 다양한 종류의 코드 제조시 기계의 변형은 적다.

본 발명에 따른 방법은 외장 와이어를 적당히 선택함으로써 외향으로 취소되는 잔류 비틀림 응력을 특징으로 하는 나선형 예비성형된 코어필라멘트로된 코어를 가지는 강철 코드 제조에 적합하다.

본 발명의 목적을 성취하기 위해서, 코어를 형성하도록 나선형이며 병렬로 배향된 적어도 두 개의 필라멘트와 외장 와이어로서 두 개의 코어 필라멘트를 나선형으로 에워싸는 적어도 하나의 와이어 필라멘트로된 적어도 3개의 와이어 필라멘트를 포함하는 와이어 다발을 가지는 강철코드가 제시된다. 가장 단순한 형태에서 강철코드용 와이어 다발은 3개의 필라멘트로 구성되는데, 그중 두 개는 나선형이고 제 3 필라멘트에 의해서 나선형으로 에워싸인다. 각 필라멘트는 필요한 회전수만 큼 헛꼬임기에 의해 적당히 꼬이고 헛꼬임기의 하류에 서로 병렬로 나선형으로 복귀된다. 필라멘트의 나선 예비형과 동일한 피치와 방향을 가지는 또다른 필라멘트가 병렬 필라멘트 다발 주위를 싼다. 와이어 다발의 이러한 구성으로 인하여 각 필라멘트는 손상 받거나 국부변형되지 않아서 이러한 와이어 다발로 제조된 강철코드는 특히 압축응력변형의 경우에 타이어용으로 매우 양호한 피로 성질을 가진다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면 하나이상의 외장 와이어 가닥이 적어도 두개의 코어 필라멘트 주위에 제공되어 그 결과 타이어 벨트에 사용될 때조차도 코어다발의 와이어가 코드 복합체로부터 이동하지 않는 타이어 코드용 와이어 다발이 제공된다. 본 발명에 따른 와이어 다발은 코어 다발이 별도의 공정을 필요로 하지 않으므로 대단히 저렴하며 전체로서 한 라인에서 제조된다.

청구항 16 으로부터 알 수 있듯이 본 발명의 또다른 특징으로 와이어 다발을 가지는 강철코드가 제시되는데, 적어도 두 개의 와이어 필라멘트는 코어를 형성하는 코어 필라멘트로서 병렬로 배향되며 코어 필라멘트를 에워싸는 적어도 하나의 외장 와이어의 복원력으로 상쇄되는 잔류 비틀림 응력을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 와이어 다발은 코어의 와이어 필라멘트가 단일 평면에서 서로에 대해 병렬로 위치되지 않기 때문에 간단히 제조될 수 있는데, 이들이 다발형으로 조합된다면 제조시 기술적으로 꽤 복잡하다. 탄성 잔류 비틀림 응력을 적당히 선택함으로써 본 발명에 따른 와이어 다발이 고무처리동안 평평하게 위치되기 때문에 간단한 고무처리작업이 달성된다.

본 발명의 또다른 측면에서, 강철코드는 평탄해진 타원형 모양을 가진다. 본 발명에 따른 타원형 모양은 방사상 및 측부방향으로 상이한 강철코드의 강성 때문에 타이어에 적용하기에 적합하다. 예컨대 한 쌍의 롤사이에 강철코드를 압착함으로써 평탄해진 타원 모양이 달성될 수 있다.

도 3 내지 도 6 은 강철코드의 코어를 형성하는 상이한 갯수의 와이어 필라멘트를 가지는 본 발명의 강철코드의 다양한 구체예를 보여준다. 도 3 에서는 나선형이며 병렬로 배향된 코어(60)로서 두 개의 코어필라멘트(10)를 갖는 와이어 다발을 포함한 본 발명의 강철코드의 제 1 구체예가 도시된다. 두 개의 코어 필라멘트(10)는 외장 와이어(20)로서 또 다른 필라멘트에 의해 에워싸이며, 외장 와이어(20)는 코어필라멘트(10)의 나선형 모양과 동일한 피치 및 방향으로 위치된다. 도시된 실시예에서 코어 필라멘트(10)는 좌선형이며 외장 와이어(20) 역시 두개의 코어 필라멘트(20) 주위에 좌선형으로 감겨있다. 이러한 강철 코드의 경우에 코어 필라멘트(10) 및 외장와이어(20)의 직경은 0.28mm이며 피치는 약 14mm이다.

도 4 에는 도 3 에 도시된 강철코드와 상이한 구체예가 도시되는데, 코어(60)는 병렬로 위치된 6개의 나선형 코어필라멘트(10)로 형성되고 외장 와이어(20)로서 제 7 필라멘트에 의해 좌선형으로 에워싸인다. 이 구체예에서 피치는 18mm이고 사용된 필라멘트의 직경은 0.35mm일 수 있다.

물론, 훨씬 많은 갯수의 와이어 필라멘트를 포함한 와이어 다발을 가진 강철코드도 가능하다. 코어에 와이어 필라멘트의 갯수가 증가하면 필라멘트의 직경은 더 작게 선택된다. 필요에 따라서 피치가 한정되고 외장와이어의 직경이 코어의 와이어 필라멘트와 동일한 직경으로 선택되지만 이들의 직경과 다를 수 있다. 12개의 나선형 와이어 필라멘트로 형성된 코어와이어 다발의 경우에 피치는 12.5mm이고 와이어 필라멘트의 직경은 0.22mm이고 코어 와이어 다발을 에워싸는 외장와이어의 직경은 0.15mm일 수 있다.

도 5 에는 본 발명에 따른 강철코드의 또 다른 구체예가 사시도로 도시된다. 강철 코드의 코어(60)는 병렬로 위치된 3개의 예비성형된 나선형 코어 필라멘트(10)로 형성된다. 이들은 코어 필라멘트(10)와 동일한 방향으로 병렬로 위치된 6개의 외장 와이어(20) 다발에 의해 에워싸인다. 더 나은 인식을 위해서 코어 필라멘트(10)는 외장 와이어(20)보다 길게 도시된다. 그러나 코어 필라멘트(10)의 방향은 외장 와이어(20)의 방향과 반대일 수 있다.

외장 와이어(20) 다발을 사용한 코어(60)의 외장은 코어다발의 코어 필라멘트(10)가 강철 벨트로 사용될 때조차도 코어 복합체로부터 이동할 수 없는 장점을 가진다. 또한, 코어 다발(60)이 별도의 공정없이도 강철코드 제조 라인에서 제조될 수 있으므로 이러한 강철코드가 매우 저렴하게 제조된다.

도 5 에 도시된 구체예에서 코어 필라멘트(10)는 0.2mm의 직경을 가지며 외장 와이어(20)는 0.35mm의 직경을 가진다.

도 6 에는 도 5 와 유사하지만 좌선형인 15개의 외장와이어(20) 다발에 의해 둘러싸이는 12개의 좌선형 예비성형된 코어 필라멘트(10)로된 코어(60)를 포함한 강철코드의 구체예가 도시된다. 이 구체예에서 모든 와이어는 0.175mm의 동일한 직경을 가진다. 도 6 에 도시된 강철코드는 추가로 나선형 와이어(30)에 의해 우선형으로 감긴다. 나선형 와이어(30)의 직경은 예컨대 0.15mm이다. 이 구체예에서 코어 필라멘트(10)의 방향은 외장 와이어의 방향과 반대일 수 있다.

도 1 에는 도 4 에 도시된 강철코드 제조방법이 개략적으로 도시된다. 6개의 와이어 필라멘트로된 코어 다발을 가지는 강철 코드를 제조하기 위해서 단계 A 에서 6개의 리일(11)로부터 코어 필라멘트가 풀린다. 단계 B 에서 6개의 와이어 필라멘트(10)중 3개가 굴절 도르래(15)에 의해 스트랜드(50)로 조합되고 이후에 단계 C 에서 두 개의 헛꼬임기(40)에 의해 18mm의 피치와 우선형으로 예비성형된다. 단계 D 에서 헛꼬임기(40)를 떠난 이후에 3개의 와이어 필라멘트로된 두 개의 다발이 6개의 필라멘트를 포함한 와이어 다발로 조합되고 강철 코드의 코어(60)를 형성한다. 우선형 나선으로 형성된 6개의 코어 필라멘트(10) 코어(60)가 리일(21)로부터 단계 E 에서 풀린 외장 와이어(20)로 둘러싸이고 단계 F 에서 18m의 피치로 우선형으로 코어(60)주위에 감긴다. 이러한 제조공정의 결과는 도 4 에 도시된 강철 코드인데, 이것은 도 3 에 도시된 강철 코드와 유사하게 도 4 에 도시된 좌선형 코어 필라멘트(10)와 외장 와이어(20)를 포함한다.

본 제조공정에 사용된 와이어 필라멘트는 0.6 내지 0.9% C, 0.4 내지 0.8% Mn, 0.1 내지 0.3% Si, 최대 0.03%의 S, P 및 통상 포함되는 원소를 포함한 압연 와이어로 제조된다. 상류지대에서 압연 와이어는 여러 단계에서 5.5mm 내지 더 가는 직경으로 압연되고 인발, 열처리되고 마지막 단계, 습식 인발단계에 앞서 황동이 적용된다. 황동은 인발시 "윤활제"로 이용되며 타이어의 고무 블렌드에 대한 강철 코드의 결합을 증진시키는 역할을 한다. 강철코드 제조는 와이어 필라멘트를 꼬고 적당한 갯수 및 모양으로 와이어 필라멘트를 가닥화함으로써 이루어지며, 작은 작동 리일의 경우에 고속이 요구되며 큰 작동 리일의 경우에 저속이 요구되기 때문에 필요한 기계 매개변수의 선택은 리일의 크기 및 기계속도의 조합으로부터 발견될 수 있다.

본 발명에 따라 강철코드를 제조하는 방법은 두 개 내지 30개의 와이어 필라멘트로된 코어 다발을 포함하는 강철 코드 제조에 적합하지만 30개 이상의 와이어 필라멘트를 포함하는 코드 디자인도 가능하다.

도 2 에는 도 3 에 도시된 강철코드를 제조하는 방법이 도시된다. 제 1 단계 A 에서 두 개의 와이어 필라멘트(10)가 두 개의 리일(11)로부터 풀리고 제 2 단계 B 에서 조합된다. 두 개의 와이어 필라멘트(10)가 단계 C 에서 헛꼬임기(40)에서 설정된 피치(예컨대 14mm)로 우선형 나선이 된다. 이러한 두 개의 나선형으로 꼬인와이어 필라멘트(10)는 제조될 강철코드의 코어(60)를 형성한다. 다음 단계 E 에서 제 3 와이어 필라멘트가 리일(21)로부터 풀리고 단계 F 에서 외장 와이어(20)로서 예컨대 14mm의 피치로 코어(60)주위에 우선형으로 감긴다.

본 발명의 또다른 측면에서 본 발명에 따른 강철코드는 타원형으로 압축되고 이것은 도 5 및 도 6 에 도시된 강철코드의 경우에 특히 적합하다. 강철코드의 타원형 모양은 예컨대 코드를 롤쌍을 통해 압착함으로써 수득될 수 있다. 방사상 및 측부방향의 강성의 차이로 인하여 강철코드의 타원형 모양은 타이어에 사용될 때 상당한 장점을 제공한다.

본 발명에 따른 강철코드는 제조가 단순하고 저렴하고 압축응력 측면에서 탁월한 성질을 가진다. 이러한 코드는 잔류 비틀림 응력이 외향으로 상쇄되어 고무화동안 평평하게 유지되므로 쉽게 고무화된다. 벨트에 사용될 때 코어 복합체로부터 사용된 와이어 필라멘트의 이동이 매우 작다. 본 발명의 구체예에 따라서, 승용차 타이어에서 대형 트럭 및 버스용 타이어에 사용될 수 있는 다양한 강철코드가 제조될 수 있다.

Claims (19)

1. A: 코어 필라멘트(10)로 작용하는 최소한 두 개의 와이어 필라멘트를 리일(11)로부터 풀고,

   B: 풀린 코어 필라멘트(10)를 스트랜드(50)로 조합하고,

   C: 풀린 코어 필라멘트(10)를 헛꼬임기(40)에서 꼬고,

   D: 리일(21)로부터 외장 와이어(20)로서 작용하는 적어도 하나의 와이어 필라멘트를 풀고,

   E: 코어(60)로 나선형 예비성형된 코어 필라멘트(10) 주위에 외장 와이어(20)를 감는 단계를 특징으로 하는 강철 코드 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 단계 C 에서 2개, 3개 또는 4개의 코어 필라멘트(10)가 서로 꼬이고, 2개, 3개 또는 4개의 꼬인 코어 필라멘트(10)를 포함하는 두 개이상의 스트랜드(50)가 단계 D 에서 코어로 조합됨을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 최소한 두 개의 코어 필라멘트(10)가 좌선형 또는 우선형으로 꼬이고, 상기 최소한 하나의 외장 와이어(20)가 상기 꼬인 코어필라멘트(10) 주위에 좌선형 또는 우선형으로 감김을 특징으로 하는 방법.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 한 항에 따라 제조된 강철 코드가 타원형 모양을가지도록 압축됨을 특징으로 하는 강철코드 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 강철 코드가 한 쌍의 롤을 통해서 타원형 모양으로 압축됨을 특징으로 하는 방법.
6. 최소한 두 개의 와이어 필라멘트는 코어(60)를 형성하는 코어 필라멘트(10)로서 병렬로 위치되며 나선형이며 최소한 하나의 필라멘트는 외장 와이어(20)로서 두 개의 코어 필라멘트(10)를 나선형으로 에워싸는 최소한 3개의 와이어 필라멘트로 구성된 와이어 다발을 포함하는 청구항 1 내지 청구항 5 의 방법으로 제조된 강철코드.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 최소한 두 개의 코어 필라멘트(10)가 좌선형 또는 우선형 나선형이 되며 상기 최소한 하나의 외장 와이어(20)가 상기 최소한 두 개의 코어 필라멘트(10)를 우선형 또는 좌선형으로 에워쌈을 특징으로 하는 코드.
8. 제 6 항 또는 7 항에 있어서, 상기 코어 필라멘트(10)의 나선 예비성형체의 피치가 코어 필라멘트를 에워싸는 외장와이어(20)의 피치에 해당함을 특징으로 하는 코드.
9. 제 6 항 내지 8 항중 한 항에 있어서, 상기 예비 성형체의 피치와 상기 에워싸는 외장와이어(20)의 피치가 6 내지 30mm임을 특징으로 하는 코드.
10. 제 6 항 내지 9 항중 한 항에 있어서, 예비성형된 코어 필라멘트(10) 나선의 외경이 0.1 내지 0.5mm임을 특징으로 하는 코드.
11. 제 6 항 내지 10 항중 한 항에 있어서, 상기 코어 필라멘트(10)의 직경이 0.12 내지 0.5mm임을 특징으로 하는 코드.
12. 제 6 항 내지 11 항중 한 항에 있어서, 하나이상의 외장와이어(20) 다발이 상기 최소한 두 개의 코어 필라멘트(10)를 에워쌈을 특징으로 하는 코드.
13. 제 6 항 내지 12 항중 한 항에 있어서, 상기 코어 필라멘트(10)와 상기 외장와이어(20)의 직경이 동일함을 특징으로 하는 코드.
14. 제 6 항 내지 12 항중 한 항에 있어서, 상기 코어 필라멘트(10)와 상기 외장와이어(20)의 직경이 다름을 특징으로 하는 코드.
15. 제 6 항 내지 14 항중 한 항에 있어서, 상기 외장와이어(20)를 에워싸는 나선형 와이어(20)가 제공됨을 특징으로 하는 코드.
16. 제 6 항 내지 15 항중 한 항에 있어서, 코어(60)를 형성하는 코어 필라멘트(10)인 최소한 두 개의 와이어 필라멘트가 병렬로 배향되며 코어 필라멘트(10)를 에워싸는 최소한 하나의 외장 와이어(20)의 복원력과 함께 상쇄되는 탄성 잔류 비틀림 응력을 가짐을 특징으로 하는 코드.
17. 제 16 항에 있어서, 탄성 잔류 비틀림 응력이 헛꼬임기(40)에 의해 발생됨을 특징으로 하는 코드.
18. 제 6 항 내지 17 항중 한 항에 있어서, 상기 강철코드가 평탄해진 타원형 모양을 가짐을 특징으로 하는 코드.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 평탄해진 강철코드의 높이에 대한 폭의 비가 1.15 내지 1.50임을 특징으로 하는 코드.