KR102649970B1 - 인장강도 상승과 두께의 연마가 필요없는 헬리컬 톱니벨트 및 그 제조방법 - Google Patents

인장강도 상승과 두께의 연마가 필요없는 헬리컬 톱니벨트 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 헬리컬 톱니벨트를 제조함에 있어 고무를 코드의 외주에 감김 시 고무를 압연하여 압연된 그레인(결) 방향을 코드의 길이방향과 축방향으로 감김하여 감김되는 고무띠에 대한 인장강도를 상승시킨 헬리컬 톱니벨트 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 헬리컬 톱니벨트의 물리적성질을 고강도로하고, 인장 강도를 상승시킨 벨트를 제조하기 위해 원통형의 코드에 고무시트를 감김 시, 압연장치를 통해 압연된 고무띠를 감김하고, 고무띠의 그레인(결)방향이 코드의 길이방향과 축 방향이 되도록 감김하여 제조된 인장강도를 상승시킨 헬리컬 톱니벨트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

인장강도 상승과 두께의 연마가 필요없는 헬리컬 톱니벨트 및 그 제조방법{ Helical toothed belt that does not require increased tensile strength and thickness grinding, and its manufacturing method }
본 발명은 헬리컬 톱니벨트 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 헬리컬 톱니벨트를 제조함에 있어 고무를 코드의 외주에 감김 시 고무를 압연하여 고무띠를 그레인(결) 방향으로 감김되도록 하여 고무띠에 대한 길이방향의 접합(SEAM)으로 인한 강도 손상없이 소재의 인장강도를 최대한 활용하여 강도를 상승시킨 헬리컬 톱니벨트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
우선, 종래기술을 살펴보면,
동력 전동에 이용하는 전동벨트는,
일반적으로 벨트 길이방향을 따라 심선(心線)이 매입된 항장체(tension member)층과, 벨트 길이방향으로 연장되는 리브(rib)부 또는 벨트 길이방향에 소정 간격으로 형성한 코그(cog)부가 형성된 압축 고무층을 갖는다.
전동벨트의 심선은, 동일 평면에 균등한 간격으로 배치되어 있는 것이 이상적이다.
전동벨트는, 풀리를 따르도록 감겨 걸리고, 풀리와 풀리와의 사이에서 거의 직선상으로 당겨진 상태에서 주행한다.
심선이 동일 평면에 배열되어 있는 경우에는, 각 위치에서 심선에 균등하게 장력이 가해진다.
그러나, 심선의 벨트 두께방향의 배치가 흐트러져 있는 경우에는 이하와 같은 문제가 발생한다. 예를 들어, 심선에 외주(外周)방향으로 어긋나게 배치된 부분이 있으면, 벨트 내주(內周)측이 접하도록 풀리에 감겨 걸린 경우에는, 이 부분이 큰 곡률반경으로 감기므로, 더 많이 인장된 상태가 된다.
또, 벨트 외주측이 접하도록 풀리에 감겨 걸린 경우에는, 이 부분이 작은 곡
률반경으로 감기므로, 느슨한 상태가 된다.
또, 심선을 매입할 시에, 벨트 본체가 원추대상(狀)으로 되어 있으면, 일방 측에서, 타방 측보다 심선이 큰 곡률반경으로 감긴다.
이와 같은 상태의 벨트를 풀리 레이아웃에 장착하면, 곡률반경이 작은 측에서 상당히 강한장력이 심선에 가해지고, 곡률반경이 큰 측에서 심선이 크게 느슨해진 상태로 된다.
이와 같이, 심선의 두께방향의 배치가 흐트러져, 동일 평면상에 존재하지 않는 경우에는, 심선에 대해 균등하게 장력이 가해지지 않아, 벨트가 어긋나 버린다. 이에 따라, 벨트의 사행이나 풀리로부터의 탈락이 발생해버린다.
또, 강한 장력이 가해진 부분에서 심선이 조기에 절단되어 버릴 우려가 있다. 심선이 절단되면, 그 부분을 기점으로 하여 벨트가 파단된다는 문제가 발생한다.
또한, 심선의 벨트 폭방향의 배치가 흐트러져, 폭방향의 간격이 불균등한 경우에는, 심선에 가해진 장력이 고무부재를 개재하고 풀리에 전달되어, 풀리를 당기는 힘이 된다. 이로써, 심선의 간격이 밀집되어 있는 부분에서는, 고무부재에 과대한 힘이 가해져, 심선과 고무와의 박리나, 고무의 균열(crack)이 조기에 발생한다.
이와 같은, 벨트의 조기 파손을 방지하기 위해서는, 심선이 원통 금형상에 거의 등간격으로 감겨 있는 것이 바람직하다.
평벨트의 경우에는, 이와 같은 이상적인 구성을 비교적 용이하게 실현할 수 있다. 그러나, V 벨트 및 V 리브드 벨트(V-ribbed belt) 등의 경우에는, 평벨트와 달리, 심선을 이상적인 상태로 하는 것은 곤란하다.
더불어,
도 1에 도시된 바와 같이,
원통형의 코드(10)에 고무시트(20)가 감김 시, 일반적으로는 고무의 그레인(결)(21)방향이 코드(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 코드(10)에 감김되고, 감김되는 고무(10)의 맞닿는 부분이 돌출되며, 감김된 고무(10)의 외주 두께가 일정하지 않음으로 인해 연마작업이 필수적이다.
상기 연마작업의 경우, 비용이 많이 발생되는 작업으로 이는 결과적으로 제품의 단가를 상승시키는 요인이 된다.
또한, 상기 코드에 감김된 고무를 압출하여 접합부를 없애는 방법이 있으나, 이는 그레인(결) 방향이 실사용 시의 인장방향과 직각으로 구성되어 고무자체에 대한 물리적성질, 인장강도가 낮은 단점이 있었다.
이에 종래에는 등록번호 10-1075455호의 '열가소성 수지로 함침된 섬유로 제조된 롱 닙 프레스 벨트'와, 공개번호 10-2016-0120281호의 '전동벨트의 제조방법 및 전동벨트' 및 등록번호 10-2199202호의 '전동벨트의 제조 방법'이 개시되어 있지만, 상기한 문제점에 대해서는 여전히 개선되고 있지 않는 실정이다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출해낸 것으로써, 헬리컬 톱니벨트의 물리적성질을 고강도로하고, 인장 강도를 상승시킨 벨트를 제조하기 위해 원통형의 코드에 고무시트를 감김 시, 압연장치를 통해 압연된 고무띠를 감김하고, 고무띠의 그레인(결)방향이 코드의 길이방향과 축 방향이 되도록 감김하여 제조된 인장강도 상승과 두께의 연마가 필요없는 헬리컬 톱니벨트 및 그 제조방법을 제공함에 주안점을 두고 기술적 과제로서 완성해낸 것이다.
이에 본 발명은 금형에 이너자켓, 코드, 아우터를 감김하고, 가황한 후 헬리컬 톱니벨트를 제조하는 제조방법에 있어서, 상기 아우터는 압연장치를 이용하여 사용자가 원하는 폭과 두께로 고무띠를 압연하고, 상기 고무띠는 코드의 외주를 감김하되 일정 각도의 기울기를 가지며 반복적으로 회전하며 감김되는 것을 특징으로 하는 인장강도 상승과 두께의 연마가 필요없는 헬리컬 톱니벨트 제조방법을 그 기술적 특징으로 한다.
또한, 고무를 믹싱하여 완성된 고무시트와, 상기 고무시트를 코드의 외주에 감김하여 가황한 후 제조되는 헬리컬 톱니벨트에 있어서, 상기한 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 인장강도 상승과 두께의 연마가 필요없는 헬리컬 톱니벨트를 그 기술적 특징으로 한다.
본 발명인 인장강도 상승과 두께의 연마가 필요없는 헬리컬 톱니벨트 및 그 제조방법에 따르면, 코드에 고무띠를 감김 시 압연된 고무띠의 그레인(결) 방향이 코드의 길이방향과 축 방향으로 감김되어 완성되는 벨트에 대한 물리적성질이 고강도이고, 인장강도도 상승하게 되며, 감김된 고무띠와 감김되는 고무띠를 밀착시켜 외외주의 두께가 일정함에 따라 별도의 연마작업이 불필요하고, 그로 인해 연마작업에 따른 비용이 발생하지 않으며, 결과적으로 제품의 단가를 하강시키는 효과가 큰 발명이다.
도 1은 종래의 벨트제조를 나타내는 정면도와 측면도
도 2는 본 발명이 적용된 벨트제조를 나타내는 정면도
도 3은 본 발명인 벨트제조방법에서 레이져계측기의 구성을 나타내는 정면도
도 4는 본 발명인 벨트제조방법에서 레이져계측기의 구성을 나타내는 측면도
도 5는 본 발명인 벨트제조방법에서 레이저계측기, 와인딩기 및 카메라부재의 구성을 나타내는 정면도
도 6은 본 발명인 벨트제조방법에서 레이저계측기, 와인딩기 및 카메라부재의 구성을 나타내는 측면도
도 7은 본 발명인 벨트제조방법에서 롤러계측기, 와인딩기 및 카메라부재의 구성을 나타내는 정면도
도 8은 본 발명인 벨트제조방법에서 롤러계측기, 와인딩기 및 카메라부재의 구성을 나타내는 측면도
이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성 및 작용에 대해 도 1 내지 도 8을 참고로 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명인 인장강도 상승과 두께의 연마가 필요없는 헬리컬 톱니벨트는,
원통 형상의 금형 외주에 이너자켓을 감싸고, 상기 이너자켓의 외주에 코드를 감김하며, 상기 코드의 외측에 고무(아우터)를 감김한 후, 가황하여 헬리컬 톱니벨트를 제조하는 제조방법에 있어서, 상기 고무(아우터)는 사용자가 원하는 폭과 두께의 고무띠(200)로 형성되어 코드(100)의 외측을 감김하되 금형의 시작부분부터 끝나는부분까지 감김하고, 상기 고무띠(200)는 코드(100)의 외측에 감김 시 금형의 길이방향과 축방향으로 감김되되 2°~ 8°의 기울기 각도를 가지며 반복적으로 감김되되, 상기 코드(100)에 고무띠(200)를 감김 전, 레이저계측기(300)를 이용하여 고무띠(200)의 두께를 측정하되 상기 고무띠(200)의 두께가 두꺼우면 사용자가 원하는 두께가 될때까지 와인딩기(500)를 당김하고, 상기 고무띠(200)의 두께가 얇으면 사용자가 원하는 두께가 될때까지 와인딩기(500)를 풀림하여 사용자가 설정한 고무띠(200)의 두께가 되도록 텐션을 조절하며, 상기 코드(100)의 외측에 고무띠(200)를 감김 전, 롤러계측기(400)의 롤러를 이용하여 고무띠(200)를 누름하되, 연동된 와인딩기(500)를 이용하여 사용자가 설정한 고무띠(200)의 두께가 되도록 텐션을 조절하고, 상기 코드(100)에 감김된 고무띠(200)와 고무띠(200) 사이의 틈새를 카메라부재(600)로 촬영한 후, 상기 사용자가 설정한 틈새의 간격에 맞게 와인딩기(500)를 좌, 우측으로 유동하며 상기 틈새의 간격을 조절한다.
또한, 본 발명인 헬리컬 톱니벨트는,
고무를 믹싱하여 완성된 고무시트와, 상기 고무시트를 코드의 외주에 감김하여 가황한 후 제조되는 헬리컬 톱니벨트에 있어서, 상기한 제조방법으로 제조된다.
상기한 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하면,
우선, 헬리컬 톱니벨트 제조방법은, 고무를 믹싱하여 완성된 고무시트와, 상기 고무시트를 코드의 외주에 감김하여 가황한 후 제조된다.
본 발명에서는 상기 코드(100)에 고무를 감김하는 부분에 대한 기술이 핵심적인 특징이고, 이후 가황한 후 헬리컬 톱니벨트의 제조가 완전히 이루어지게 된다.
상기 고무띠(200)는 코드(100)의 외측에 감김 시 압연장치를 이용하여 사용자가 원하는 두께로 고무띠(200)를 압연하며 감김한다.
이는 상기 코드(100)를 감김 시, 고무띠(200)의 외측 인접한 위치에 압연장치를 구성(위치)하고, 상기 고무띠(200)의 두께가 사용자가 원하는 두께가 되도록 압연장치를 고무띠(200)가 위치한 방향으로 밀착시킨 후 압연하게 된다.
이로 인해, 감김되는 고무띠(200)는 압연장치로 인해 두께조절이 이루어지게 된다.
종래에는 단일의 고무시트를 원통형으로 감싼 후 상기 고무시트의 양측 끝부분이 상호 닿는 부분에 대해 압연장치로 압연 후, 슬리브에 인입하여 성형(가황)이 이루어지고, 상기 성형 완료 후, 고무시트의 양측 끝부분이 닿는 부분의 외주면에 대해 연마작업이 이루어지며 완성하게 된다.
본 발명에서는 하기와 같은 방법을 적용함으로 인해 슬리브에 인입하는 공정, 외주면을 연마하는 공정을 거치지 않게 된다.
상기 고무띠(200)는 코드(100)의 외측을 감김하되 일정 각도의 기울기를 가지며 반복적으로 회전하며 감김된다.
이때, 금형을 회전시킴으로 인해 고무띠(200)가 코드(100)의 외측을 감김하게 되며, 상기 금형을 회전시키는 것은 헬리컬 톱니벨트를 제조하는 과정에서 일반적으로 사용되고 있는 기술이다.
또한, 상기 금형을 회전시킴으로 인해 인접한 위치에 구성되는 압연장치가 고무띠(200)의 외주와 닿아 회전하게 된다.
이는 본 발명의 핵심요소이며, 압연장치를 통해 압연되는 고무띠(200)를 코드(100)의 외주에 감김 시, 고무띠(200)의 그레인(결)(210) 방향이 코드(100) 외주의 감김되는 방향과 동일한 방향으로 하여 고무띠(200)에 대한 물리적성질을 고강도로 하고, 인장강도를 상승시켰다.
상기 코드(100)에 감김되는 고무띠(200)는 코드(100)의 외주반경 각도를 기준으로 동일한 각도인 2°~ 8°의 각도로 감김된다.
상기 각도의 경우,
코드(100)의 외주에 감김되는 고무띠(200)의 각도가 동일 시에는 작업자가 다수회에 걸쳐 고무띠(200)를 감김하게 되고,
코드(100)의 외주에 감김되는 고무띠(200)의 각도가 일정 각도로 꺾임 시에는 단일의 고무띠(200)를 반복적으로 감김하도록 하였다.
본 발명에서는 2°~ 8°의 각도로 한정하여 단일의 고무띠(200)를 이용하여 코드(100)의 외주를 감김할 수 있도록 하였다.
상기 코드(100)에 고무띠(200)를 감김 전, 사용자가 원하는 고무띠(200)의 두께를 측정하는 레이저계측기(300)가 구성되어 있다.
레이저계측기(300)는 고무띠(200)를 감김 전, 두께를 일정하게 감김하게 하기 위함이고, 상기 레이저계측기(300)를 이용해서 두께를 실시간으로 측정하기 위함이다.
상기 레이저측정기(300)의 측정에는 레이저발산기를 이용하여 일측에서 레이저를 발산하여 사용자가 원하는 두께를 측정하도록 하였다.
상기 코드(100)의 외측에 고무띠(200)를 감김 전, 사용자가 원하는 고무띠(200)의 두께로 조절하는 와인딩기(500)가 구성되어 있다.
상기 코드(100)에 고무띠(200)를 감김 전, 레이저계측기(300)를 이용하여 고무띠(200)의 두께를 측정하되, 상기 고무띠(200)의 두께가 두꺼우면 사용자가 원하는 두께가 될때까지 와인딩기(500)를 당김하고,
상기 고무띠(200)의 우께가 얇으면 사용자가 원하는 두께가 될때까지 와인딩기(500)를 느슨하게 하여 사용자가 설정한 고무띠(200)의 두께가 되도록 텐션을 조절하게 된다.
상기 와인딩기(500)는 사용자가 원하는 두께가 되도록 와인딩 시, 풀림 또는 당김하여 두께를 조절하기 위함이다.
상기 와인딩기(500)의 풀림 또는 당김으로 인해 고무띠(200)의 두께가 두껍거나 또는 얇아지게 되는데, 고무띠(200)의 폭도 두께에 따라 가변하게 되며 사용자가 원하는 두께와 폭에 맞게 조절하게 된다.
상기 코드(100)에 고무띠(200)를 감김 전, 1차적으로 레이저계측기(300)를 이용하여 고무띠(200)의 두께를 측정하며, 연동된 와인딩기(500)를 이용하여 사용자가 설정한 고무띠(200)의 두께가 되도록 텐션을 조절하게 된다.
또한, 상기 코드(100)에 고무띠(200)를 감김 시, 압연장치에서 압연되는 고무띠(200)의 두께가 사용자가 원하는 두께가 되도록 조절하는 롤러계측기(400)가 구성되어 있다.
상기 롤러계측기(400)는 압연되는 고무띠(200)가 지나가도록 롤러가 구성되고, 상기 롤러의 일측에 측정센서를 구성하여 상기 고무띠(200)의 두께를 2차적으로 측정하도록 하였다.
상기 롤러계측기(400)를 이용하여 반복 회전으로 감김되는 고무띠(200)와 고무띠(200)의 틈새를 최소화한다.
상기 틈새의 최소화는 하기의 카메라부재(600)를 이용하여 틈새를 촬영 후 사용자가 설정한 틈새의 측정값보다 넓은 틈새가 확인되면 좌, 우로 유동 가능한 와인딩기(500)를 이용하여 유동시킴으로 인해 사용자가 설정한 틈새의 측정값이 되도록 하여 최소화할 수 있도록 하였다.
상기 코드(100)에 고무띠(200)를 감김 전, 롤러계측기(400)의 롤러를 이용하여 고무띠(200)를 누름하며, 연동된 와인딩기(500)를 이용하여 사용자가 설정한 고무띠(200)의 두께가 되도록 텐션을 조절하게 된다.
상기 레이저계측기(300), 롤러계측기(400)는 사용자가 원하는 두께에 따라 가변될 수 있으며, 두께의 가변에 따라 간격조절이 가능한 간격조절부재가 구성되어 두께를 조절할 수 있도록 하였다.
상기 코드(100)의 일 측에는 감김된 고무띠(200)와 감김되는 고무띠(200)의 틈새를 확인하는 카메라부재(600)가 구성되어 있다.
상기 카메라부재(600)는 광학카메라를 이용하여 감김된 고무띠(200)와 감김되는 고무띠(200) 사이의 틈새를 최소화하기 위함이다.
상기에서 틈새가 발생 시, 상기 와인딩기(500)를 이용하여 좌, 우 유동하며 감김할 수도 있다.
상기 코드(100)에 감김된 고무띠(200)와 고무띠(200) 사이의 틈새를 카메라부재(600)로 촬영한 후, 와인딩기(500)를 유동하여 상기 틈새를 최소화되게 감김하게 된다.
상기에서 본 발명인 고무띠(200)가 코드(100)에 반복 회전으로 감김되고 난 후, 가황작업이 이루어진다.
상기 가황작업으로 인해 틈새가 자동으로 메워지게 된다.
본 발명인 헬리컬 톱니벨트는, 상기한 제조방법을 이용하여 코드(100)에 고무띠(200)가 감김되고, 가황 후 제조 완성된 헬리컬 톱니벨트이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 코드에 고무띠를 감김 시 압연된 고무띠의 그레인(결) 방향이 코드의 길이방향과 축 방향으로 감김되어 완성되는 벨트에 대한 물리적성질이 고강도이고, 인장강도도 상승하게 되며, 감김된 고무띠와 감김되는 고무띠를 밀착시켜 외외주의 두께가 일정함에 따라 별도의 연마작업이 불필요하고, 그로 인해 연마작업에 따른 비용이 발생하지 않으며, 결과적으로 제품의 단가를 하강시키는 효과가 있다.
100 : 코드
200 : 고무띠 210 : 그레인(결)
300 : 레이져계측기
400 : 롤러계측기
500 : 와인딩기
600 : 카메라부재

Claims (6)

  1. 원통 형상의 금형 외주에 이너자켓을 감싸고, 상기 이너자켓의 외주에 코드를 감김하며, 상기 코드의 외측에 고무(아우터)를 감김한 후, 가황하여 헬리컬 톱니벨트를 제조하는 제조방법에 있어서,
    상기 고무(아우터)는 사용자가 원하는 폭과 두께의 고무띠(200)로 형성되어 코드(100)의 외측을 감김하되 금형의 시작부분부터 끝나는 부분까지 감김하고,
    상기 고무띠(200)는 코드(100)의 외측에 감김 시 금형의 길이방향과 축방향으로 감김되되 2°~ 8°의 기울기 각도를 가지며 반복적으로 감김되되,
    상기 코드(100)에 고무띠(200)를 감김 전, 레이저계측기(300)를 이용하여 고무띠(200)의 두께를 측정하되 상기 고무띠(200)의 두께가 두꺼우면 사용자가 원하는 두께가 될때까지 와인딩기(500)를 당김하고,
    상기 고무띠(200)의 두께가 얇으면 사용자가 원하는 두께가 될때까지 와인딩기(500)를 풀림하여 사용자가 설정한 고무띠(200)의 두께가 되도록 텐션을 조절하며,
    상기 코드(100)의 외측에 고무띠(200)를 감김 전, 롤러계측기(400)의 롤러를 이용하여 고무띠(200)를 누름하되, 연동된 와인딩기(500)를 이용하여 사용자가 설정한 고무띠(200)의 두께가 되도록 텐션을 조절하고,
    상기 코드(100)에 감김된 고무띠(200)와 고무띠(200) 사이의 틈새를 카메라부재(600)로 촬영한 후, 상기 사용자가 설정한 틈새의 간격에 맞게 와인딩기(500)를 좌, 우측으로 유동하며 상기 틈새의 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 인장강도 상승과 두께의 연마가 필요없는 헬리컬 톱니벨트 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 원통 형상의 금형 외주에 이너자켓을 감싸고, 상기 이너자켓의 외주에 코드를 감김하며, 상기 코드의 외측에 고무(아우터)를 감김한 후, 가황한 후 제조되는 헬리컬 톱니벨트에 있어서,
    청구항 제 1항의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 인장강도 상승과 두께의 연마가 필요없는 헬리컬 톱니벨트.
KR1020210068381A 2021-05-27 2021-05-27 인장강도 상승과 두께의 연마가 필요없는 헬리컬 톱니벨트 및 그 제조방법 KR102649970B1 (ko)

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