KR100650487B1

KR100650487B1 - 부분적으로 비틀림되지 않은 케이블 생산을 위한 케이블 제조 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100650487B1
Application number: KR1020017013841A
Authority: KR
Inventors: 쁘띠에파스칼
Original assignee: 쁘띠에 페르 에 피스 - 뻬.뻬.에프.
Priority date: 1999-04-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2006-11-28
Also published as: US6427432B1; CN1208786C; GB2353895B; CN1352800A; GB0023554D0; GB2353895A; KR20020000882A; FR2793595A1; TW466504B; FR2793595B1; WO2000067263A1; AU3662100A

Abstract

본 발명은 공통 생산 라인 상에서 필요한 다양한 와이어(f1, f2 등)들이 개별적으로 비틀지 않고 조립되는 비틀림 없는 조립 스테이션(11)과, 그 조립 스테이션에 후속하며 와이어(f1, f2 등)들에 의해 전체로서 형성된 케이블(c)이 비틀리게 되는 비틀림 스테이션(12)을 이용한다.

와이어, 케이블, 비틀림 없는 조립 스테이션, 비틀림 스테이션, 스풀

Description

부분적으로 비틀림되지 않은 케이블 생산을 위한 케이블 제조 방법 및 장치{Method and Installation of Cable Mill for Producing a Cable Partially Untwisted}

본 발명은 통상 끈(strand)을 성형하도록 일 이상의 와이어를 비틈으로써 제조되는 케이블에 관한 것이다.

상세하게는 본 발명은 와이어가 전기 케이블의 절연 전기 도체인 상태에 관한 것이고, 보다 상세하게는 반드시 그러한 것은 아니지만 단지 2개의 와이어가 사용되는 상태 및 보통 트위스트 페어로 불리는 케이블 구성에 관한 것이다.

2개의 와이어를 끈으로 조립하도록 2개의 와이어에 결합하여 적용되는 비틀림(twist)은 2개의 와이어 각각을 자체에서 개별적으로 비트는 것으로 알려져 있다.

한 쌍의 절연된 전도성 와이어는 그 임피던스가 전달되는 전기 신호의 주파수 뿐만 아니라 2개의 와이어 간의 정전 용량에 좌우되고 그 주파수가 비교적 높을 때 무시하기 어렵게 되는 캐패시터를 구성하는 것으로 또한 알려져 있다.

최종적으로, 그 정전 용량은 2개의 와이어의 절연 외피를 구성하는 유전체의 성질 및 두께에 좌우되는 것으로 알려져 있다.

피할 수 없는 제조 공차로 인해, 이러한 두께는 와이어 모두에 대해 항상 일정하지는 않다.

또한, 그 절연 외피에 대한 와이어의 전도성 코어의 약간의 편심이 부득이 존재하게 된다.

와이어가 와이어 각각에 수반되는 비틀림에 의해 조립되는 경우, 전술된 바와 같이 와이어는 그 길이 전체에 걸쳐 동일하게 유지되는 모선을 따라 서로 접촉하게 된다.

그 절연 외피에 대한 전도성 코어의 편심의 영향은 와이어의 길이 전체에 걸쳐 균일하게 작용하고, 이 결과로, 페어마다 정전 용량의 큰 차이가 있을 수 있다. 따라서, 임피던스가 비교 가능한 주파수에서 페어마다 광범위하게 변화되어, 실제로 임피던스가 너무 높거나 너무 낮은 임의의 페어는 폐기될 수 있다.

따라서, 개별적으로 비틀지 않고도 와이어를 조립하는 것이 제안되어 왔다.

일 예로, 이러한 목적을 위해 이미 고안된 제1 장치에서, 조립될 각각의 와이어는 풀림(paying out) 장치로서 작용하는 이중-트위스트 비틀림 기계로부터 풀어지게 되고 와이어는 종래의 방식으로 작동하는 이중-트위스트 비틀림 기계에 의해 조립된다.

따라서 이러한 제1 장치는 3개의 회전 부재, 즉 채용된 3개의 이중-트위스트 비틀림 기계를 필요로 한다.

또한, 단위 시간당 비틀림 수로서 나타낸 생산율 또는 생산성은 이러한 경우 에 장치의 회전 속도의 2배이다.

그 기술 분야에서 알려진 또 다른 장치에서, 조립될 각각의 와이어는 단일-트위스트 비틀림 기계로부터 풀어지게 되고 이전과 같이 와이어는 이중-트위스트 비틀림 기계에 의해 조립된다.

그러나 바로 이전과 같이, 이러한 장치는 3개의 회전 부재, 즉 2개의 단일-트위스트 비틀림 기계와 이중-트위스트 비틀림 기계를 필요로 하고, 장치의 생산율은 그 회전 속도의 2배로 제한된다.

본 발명의 일반적인 목적은 특히 케이블마다 비교적 일관된 임피던스에 관해서는 만족스런 품질의 케이블을 생산할 수 있지만, 바람직하게는 종래 기술의 장치보다 적은 회전 부재가 필요하고 더 높은 생산성을 갖는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 만족스러운 품질의 케이블을 얻기 위해, 와이어의 부분적인 비틀림, 또는 반대로 부분적인 백트위스팅(backtwisting)이 실제로 허용될 수 있다는 공지된 사실에 기초한다. 와이어의 백트위스팅은 예컨대 25% 내지 50%일 수 있으며, 양호하게는 30% 내지 40%이다.

본 발명은 와이어의 경로가 반드시 수평일 필요는 없지만, 일반적으로 라이어형(lyre-type) 수평 페어링 기계로 불리는 비틀림 기계가 큰 직경의 케이블(또는 부언하면 장거리용 고성능 페어)을 제작하기 위해 이미 제안되었다는 사실에도 기초한다. 제1 풀림 스풀에 부가하여 제2 풀림 스풀이 내부에 존재하는 라이어형 조립 장치를 사용하는 실제 비틀림 기계는 개별 와이어의 어떠한 비틀림도 없이 두 개의 와이어를 케이블로 조합하도록 구성된다.

본 발명은 상세하게는, 공통 생산 라인 상에서 다양한 필수 와이어들이 개별적으로 비틀리지 않으면서 조립되는 비틀림 없는(twist-free) 조립 스테이션과, 그에 후속하며 와이어들에 의해 전체로서 형성된 케이블이 비틀림되는 비틀림 스테이션을 사용하는 부분적으로 백트위스트(backtwist)된 케이블을 제조하기 위한 케이블 제조 방법을 우선적으로 포함한다. 본 발명은 또한 상술된 종류의 방법을 사용하는 임의의 케이블 제조 장치를 포함한다.

예를 들어, 단일 페어를 제작하는 경우, 본 발명의 케이블 제조 장치는 매우 간단하게 비틀림 없는 조립 스테이션을 위한 라이어형 수평 페어링 기계와 비틀림 스테이션을 위한 이중-트위스트 비틀림 기계를 사용한다.

따라서, 단지 두 개의 회전 부재, 즉 비틀림 없는 조립 스테이션의 라이어형 수평 페어링 기계와 비틀림 스테이션의 이중-트위스트 비틀림 기계가 사용된다. 두 개의 회전 부재가 동일한 속도로 회전하는 경우, 시스템의 생산율은 그들의 회전 속도에 세 배이다.

라이어형 수평 페어링 기계의 출구에서 비틀림 없이 결합되어 조립된 2개의 와이어는 이후에 라이어형 수평 페어링 기계의 하류의 이중-트위스트 비틀림 기계에서 단지 부분적 비틀림을 받는다.

즉, 그들은 마치 전체적으로 어느 정도 백트위스트된 것과 같이 된다.

실제로, 이것은 사용된 두 개의 회전 부재의 상대 회전 속도에 의존한다.

백트위스트 비율은 필요에 따라 생산 라인마다 유리하게 그리고 쉽게 변경될 수 있다.

양호하게는, 본 시스템은 제1 풀림 스풀을 제어하는 제동 장치를 제어하는 장력 측정 장치를 비틀림 없는 조립 스테이션과 비틀림 스테이션 사이에 포함하며, 비틀림 없는 조립 스테이션의 출구에서의 케이블의 장력은 제2 풀림 스풀의 출구에서의 와이어의 장력의 2배와 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.

두 와이어의 동일한 장력은 생성된 케이블의 기하학적 품질을 보증하고, 제1 풀림 스풀로부터 풀린 와이어의 장력을 알 필요없이 비교적 쉽고 경제적으로 얻을 수 있지만, 회전 부재를 통해 전달된 와이어의 경우에서조차 그 장력을 직접 알기 위해서는 다른 복잡하고 비싼 수단을 사용할 필요가 있다.

본 발명의 특징과 장점은 예를 통해 주어지고 첨부된 도식적인 도면을 참조하는 이하 기술을 통해 명확해 질 것이다.

도1은 본 발명을 따르는 케이블 제조 장치를 도시한다.

도2는 도1의 상세부(II)를 도시한다.

도3은 케이블 제조 장치의 운전에 상응하는 곡선의 세트를 도시한다.

도4는 본 발명을 따르는 케이블 제조 장치의 보다 일반적인 블록 선도이다.

예로서 도1 내지 도3은 2개의 와이어(f1, f2)를 함께 조립하여 단일 트위스트 페어인 케이블(c)을 제조하는 간단한 경우에 대한 본 발명의 적용예를 도시한다.

본 발명에 따르면, 이러한 목적을 위해 사용된 케이블 제조 장치(10)는 공통 생산 라인 상에서, 우선적으로 두 개의 와이어(f1, f2)를 개별적인 비틀림 없이 결합하도록 구성된 비틀림 없는 조립 스테이션(11)과, 그에 후속하며 생성된 조립체에 비틀림을 인가하도록 구성된 비틀림 스테이션(12)을 연속하여 포함한다.

도시된 실시예에서, 비틀림 없는 조립 스테이션(11)은 와이어(f1)가 풀리는 제1 풀림 스풀(B1)에 부가하여 하나 이상의 베이(13)를 포함한다. 실제, 베이(13)는 와이어(f2)가 풀리는 제2 풀림 스풀(B2)이 그 안에 존재하는 조립 장치(14)에 의해 형성된다.

상기 예는 단일 페어의 제작에 관한 것이므로, 단지 한 개의 베이(13)만이 존재한다.

도1에서 도식적으로 도시된 바와 같이, 예를 들어, 베이(13)의 조립 장치(14)는 라이어형 조립 장치이다.

조립 장치(14)는 라이어(15)를 포함하며, 와이어(f1)는 라이어(15)를 따라 공급된다. 이러한 배열체는 본 기술 분야에 공지되어 있어 본 명세서에서 상세하게 설명되지 않는다.

비틀림 없는 조립 스테이션(11)은 그 출구에서 조립 시스템(16)을 갖는다.

도2에서 보다 상세히 도시된 바와 같이, 예를 들어 조립 시스템(16)은 와이어(f2)를 위한 축방향 입구(E2)와 부설판(laying plate) 방식으로 공통 주연부 주위에 분배된 와이어(f1)를 위한 하나 이상의 주연 입구(E1)와 전용 주연 출구(S1, S2) 등을 갖는 드럼(17)을 포함한다. 또한, 조립 시스템은 드럼(17)의 하류부에 와이어(f1, f2) 세트에 공통인 다이(18)를 포함한다.

이 예에서 단지 두 개의 와이어(f1, f2)가 존재하기 때문에 드럼(17)은 단지 하나의 주연 입구(E1)와 두 개의 출구(S1, S2)를 갖는다.

실제, 풀림 스풀(B1)과 베이(13)와 조립 시스템(16)의 조합은 라이어형 수평 페어링 기계(PHL)를 구성한다.

라이어형 수평 페어링 기계(PHL)는 본 기술 분야에 공지되어 본 명세서에서는 상세히 설명하지 않는다.

N1은 축(A1)에 대한 라이어형 수평 페어링 기계의 회전 속도를 나타낸다.

비틀림 스테이션(12)은 도시된 실시예의 이중-트위스트 비틀림 기계(DT)인 조립 장치를 포함한다.

이중-트위스트 비틀림 기계(DT) 역시 본 기술 분야에 공지되어 본 명세서에서는 상세히 설명하지 않는다.

비틀림 없는 조립 스테이션(11)의 베이(13)와 유사하게, 이중-트위스트 비틀림 기계는 라이어(19)를 포함하며, 케이블(c)은 비틀림되면서 라이어(19)를 따라 공급된다. 완성된 케이블(c)은 시스템의 내부를 향해 유도되어 라이어(19) 내의 감기(take-up) 스풀(B3) 상으로 감긴다.

N2는 축(A2)에 대한 이중-트위스트 비틀림 기계의 회전 속도를 나타낸다.

본 기술 분야에 공지된 방식에서, 본 발명에 따른 케이블 제조 장치(10)는 주어진 선속도(VL)로 케이블(c)을 전진시키도록 구성된, 예를 들어 캡스턴과 같은 도시되지 않은 견인(drawing) 장치에 의해 완성된다.

와이어(f1)는 베이(13)의 입구에서 비틀림되고 그 출구에서 백트위스트된다.

그러므로, 와이어(f1)는 비틀림 없이 조립 시스템(16)으로 진입한다.

또한, 와이어(f2)는 비틀림 없이 조립 시스템(16)으로 진입한다.

그 다음에, 2개의 와이어(f1, f2)는 다이(18)와 일치하여 조립된다.

대응 조립 지점(A)은 다이(18)의 개구로 구성된다.

조립 지점(A), 더 일반적으로는 조립 영역(Z1)에서의 케이블(c)의 단위 길이당 비틀림 수를 Tc1으로 나타내고, 동일한 조건 하에서 동일한 영역(Z1)에서의 와이어(f1, f2)의 비틀림 수를 Tf1으로 나타내면, 명백하게

Tc1=N1/VL

Tf1=0이다.

삭제

라이어(19)에 의해 형성된 이중-트위스트 비틀림 기계(DT)의 영역(Z2)에서의 케이블(c)의 비틀림 수를 Tc2로 나타내고, 라이어(19)의 출구와 감김 스풀(B3) 사이에서 이중-트위스트 비틀림 기계(DT)의 영역(Z3)에서의 케이블의 비틀림 수를 Tc3으로 나타낸다.

영역(Z2)에서의 와이어(f1, f2)의 비틀림 수를 Tf2로 나타내고, 동일한 조건 하에서 영역(Z3)에서의 비틀림 수를 Tf3으로 나타내면, 명백하게

Tc2=N1/VL+N2/VL

Tc3=N1/VL+2×N2/VL

Tf2=N2/VL

Tf3=2×N2/VL이다.

삭제

이제 케이블(C)의 비틀림 수(Tc)와 와이어(f1, f2)의 비틀림 수(Tf)의 함수로서 이하의 방식으로 일반적으로 정의되는 백트위스트 비율을 BT로 나타낸다.

BT=1-Tf/Tc

전술한 설명으로부터, 케이블(c)이 완성되는 이중-트위스트 비틀림 기계(DT)의 영역(Z3)에서 얻어지는 백트위스트 비율(BT)은 다음과 같다.

BT=1-2×N2/(N1+2×N2)

단위 시간당 비틀림 수로 정의된, 본 발명에 따른 케이블 제조 장치(10)의 생산 비율(P) 또는 생산성은 아래와 같은 값을 갖는다.

P=N1+2×N2

예를 들어, 회전 속도(N1, N2)가 동일한 값(N)을 갖는다면 백트위스트 비율(BT) 및 생산율(P)은 아래와 같은 값을 갖는다.

BT=1-0.66=0.33 (33%)

P=3N

그러나, 백트위스트 비율(BT) 및 생산율(P)은 회전 속도(N1, N2)에 따라 변 한다.

전술한 설명에서, 다양한 변수들의 절대값은 단지 편의를 위해서 특정된다.

그러나, 예컨대 회전 속도(N1, N2)는 명백하게 반대 부호이다.

도3의 그래프에서, 이중-트위스트 비틀림 기계(DT)의 rpm의 회전 속도(N2)는 가로 좌표축에 정해지고 라이어형 수평 페어링 기계(PHL)의 rpm의 회전 속도(N1)는 세로 좌표축에 정해진다. 그래프는 원점에서 모두 시작하며, 제1 세트인 직선 세그먼트(D1)에 의해 달성된 백트위스트 비율(BT)과, 세로축과 가로축을 교차하는 제2 세트인 평행선 세그먼트(D2)에 의해 달성된 생산율(P)을 도시한다.

레귤러 케이블(c)을 얻기 위해서는, 와이어(f1, f2)의 장력(T1, T2)이 조립 지점(A)에서 실질적으로 동일하게 되는 것이 중요하다.

와이어(f2)의 장력(T2)은 제2 풀림 스풀(B2)과 조립 지점(A) 사이의 와이어(f2)의 경로 전체에 걸쳐 실제로 교란되지 않지만, 제1 풀림 스풀(B1)과 조립 지점(A) 사이의 와이어(f1)의 장력(T1)에 대해서도 동일하다고는 할 수 없다.

반대로, 이러한 장력(T1)은 조립 장치(14)의 라이어(15)를 따라 와이어(f2)의 루트를 정함으로써 크게 교란된다.

따라서, 조립 지점(A)에서의 와이어(f2)의 장력(T2)은 비교적 제어되기 쉽지만, 조립 지점(A)에서의 와이어(f1)의 장력(T1)에 대해서도 동일하다고는 할 수 없다.

이러한 문제를 극복하기 위해, 본 발명에 따른 케이블 제조 장치(10)는 비틀림 없는 조립 스테이션(11)과 비틀림 스테이션(12) 사이에, 도1에 일점 쇄선으로 나타낸 바와 같은 제1 풀림 스풀(B1)을 제어하는 제동 장치(21)를 제어하는 장력 측정 장치(20)를 포함한다.

제동 장치(22)는 제2 풀림 스풀(B2)를 제어한다.

장력 측정 장치(20)는 당해 기술에 주지되어 있으며, 본 명세서에서는 설명하지 않는다.
장력 측정 장치(20)는 다이(18)의 하류에서 케이블(c)의 장력(T3)을 측정한다.

본 발명에 따르면, 제동 장치(22)의 제어하에서, 조립 지점(A)에서의 와이어(f2)의 장력(T2)은 모든 상황에서 실질적으로 일정하게 되며, 특히 풀려질 때 와이어(f2)의 직경의 변화에도 불구하고 일정하게 된다.

제동 장치(22)의 제어하에서, 장력 측정 장치(20)로 측정된 바와 같이 비틀림 없는 조립 스테이션(11)의 출구에서의 케이블(c)의 장력(T3)은 제2 풀림 스풀(B2)의 출구에서의 와이어(f2)의 장력(T2)의 2배와 실질적으로 동일하게 된다.

요구되는 바와 같이, 이로 인하여 조립 지점(A)에서 와이어(f1, f2)의 장력(T1, T2)이 실질적으로 동일하게 된다.

도4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제조될 케이블(c)이 2개 이상의 와이어(f1, f2, ..., fn)를 포함해야 하는 경우, 비틀림 없는 조립 스테이션(11)은 복수의 베이(13)를 연속하여 포함한다.

베이(13)의 수(n')은 실제로 n-1과 동일하다.

와이어(f1, f2, ..., fn)에 의해 형성된 케이블(c)은 비틀림 스테이션(12)에서 2번 비틀림될 필요는 없다.

더 일반적으로, 케이블(c)은 비틀림 스테이션(12)에서 비틀림되는 것으로 충분하다.

즉, 비틀림 스테이션(12)은 예컨대, 단일 비틀림 조립 장치, 회전 수납 조립 장치 또는 이중 비틀림 조립 장치와 같은 조립 장치를 포함하는 것으로 충분하다.

본 발명은 간단히 설명되고 도시된 실시예에 제한되지 않고 임의의 다양한 실행 및/또는 다양한 구성 부품의 조합을 포함한다.

Claims

공통 생산 라인 상에서 다양한 필수 와이어(f1, f2, …, fn)들이 개별적으로 비틀지 않고 조립되는 비틀림 없는 조립 스테이션(11)과, 그 조립 스테이션을 후속하며 와이어(f1, f2, …, fn)들에 의해 전체로서 형성된 케이블(c)이 비틀리게 되는 비틀림 스테이션(12)을 이용하여 부분적으로 백트위스트된 케이블을 제조하기 위한 케이블 제조 방법.
공통 생산 라인 상에서 개별적으로 비틀지 않고 2개 이상의 와이어(f1, f2)를 결합하도록 구성된 비틀림 없는 조립 스테이션(11)과, 그 조립 스테이션을 후속하며 결합체를 비틀도록 구성된 비틀림 스테이션(12)을 연속하여 포함하는 제1항에 따른 방법에 의해 부분적으로 백트위스트된 케이블을 제조하기 위한 케이블 제조 장치.
제2항에 있어서, 비틀림 없는 조립 스테이션(11)은 제1 풀림 스풀(B1)에 부가하여 그 내부가 제2 풀림 스풀(b2)인 조립 장치(14)로 형성된 하나 이상의 베이(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 제조 장치.
제3항에 있어서, 베이(13)의 조립 장치(14)는 라이어형 조립 장치인 것을 특징으로 하는 케이블 제조 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 비틀림 없는 조립 스테이션(11)은 일련의 다수의 베이(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 제조 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 비틀림 없는 조립 스테이션(11)은 그 출구에 조립 장치(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 제조 장치.
제6항에 있어서, 조립 장치(16)는 축방향 입구(E2)와 하나 이상의 주연 입구(E1)와 주연 출구(S1, S2)를 구비한 드럼(17)과, 드럼(17) 하류의 다이(18)로 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블 제조 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 비틀림 스테이션(12)은 일예로 단일 비틀림 조립 장치, 회전 수납 조립 장치 또는 이중 비틀림 조립 장치와 같은 조립 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 제조 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 비틀림 없는 조립 스테이션(11)과 비틀림 스테이션(12) 사이에 제1 풀림 스풀(B1)을 제어하는 제동 장치(21)를 제어하는 장력 측정 장치(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 제조 장치.
제9항에 있어서, 비틀림 없는 조립 스테이션(11)으로부터 출구에서의 케이블(c)의 장력(T3)은 제2 풀림 스풀(B2)로부터 출구에서의 와이어(f2)의 장력(B2)의 실제 2배인 것을 특징으로 하는 케이블 제조 장치.