KR200249876Y1 - 스틸 코드 토션량 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 포장 단위별 일단의 스틸 코드들이 가지고 있는, 각 스틸 코드의 개별적인 토션량이 상호 가감된, 스틸 코드들의 순 토션량을 측정하기 위한 계측 장치에 관한 것이다.

본 고안의 스틸 코드 토션량 측정 장치는, 직립한 사각 판상의 수직 베이스 판(31)과, 볼트 조절식 브레이크(32)가 구비되며 상기 수직 베이스 판(31)의 양면에 다수열을 이루면서 회전 가능하게 설치된 다수의 스풀 장착판(33)과, 스틸 코드(S)들의 상호 접촉을 방지하기 위하여 스풀 장착판(33)들의 1열당 1개씩 수직 베이스 판(31) 양면의 각 일측단부에 설치되는 다수의 제1 가이드 롤러(34)들로 이루어진 스풀 장착대(30)와; 스틸 코드(S)들의 상호 접촉을 방지하면서 수평적인 배선을 위한 적어도 2개 이상의 제2 가이드 롤러(41)들과, 상기 제2 가이드 롤러(41)들 사이에 설치되는 배선 가이드(42)들과, 상기 제2 가이드 롤러(41)들과 배선 가이드(42)들이 설치되며 하면에 다수의 수직한 지지 프레임(43A)이 구비된 수평 베이스 판(43)으로 구성된 배선대(40)와; 일측에 상기 스틸 코드(S)들을 개별적으로 고정시킬 수 있는 고정구(51A)들이 구비된 로드형 클램프(51)와, 이 클램프(51)의 중앙부에 연결되고 무게추(W)를 올려 놓을 수 있는 회전자(52)로 이루져 스틸 코드(S)들의 토션력에 의해 회전하게 되는 회전체(50)로 구성된다.

본 고안의 스틸 코드 토션량 측정 장치는 다수의 스틸 코드들이 함께 사용될 경우 다수의 스틸 코드들이 갖는 결과적인 순 토션량을 측정하기 때문에 종래 스틸코드의 개별적인 토션 관리에 비하여 함께 포장되는 다수의 스틸 코드들이 동시에 사용되는 실 작업에서 포장 단위별 순수 토션량을 파악할 수 있어 작업 관리가 편리한 이점이 있다.

Description

스틸 코드 토션량 측정 장치{Apparatus for checking the amount of twist in steel cords}

본 고안은 포장 단위별 일단의 스틸 코드들이 가지고 있는 순수한 총 토션량을 측정하기 위한 계측 장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 포장 단위별 일단의 스틸 코드들이 가지고 있는 제조시의 잔류 토션과, 권취된 상태로 유지되는 시간이 경과함에 따라 발생되는 시효 토션에 의하여 타이어 제조시 상기 일단의 스틸 코드들이 매입된 가류 고무의 일측단부가 바닥면으로부터 들려지는 팁 라이징(tip rising) 현상을 방지하기 위하여, 사용시 일단의 스틸 코드들에 필요한 토션과 동일한 크기의 토션을 갖도록, 스틸 코드 제조시 스틸 코드가 사용되기 전까지 예상되는 시효 토션의 양이 고려된 토션이 부여된 상태로 스틸 코드가 제조되고 있는지의 여부를 판단하기 위하여 제조 완료된 포장 단위별 일단의 스틸 코드들이 갖게 되는 순수한 총 변형량을 계측하기 위한 스틸 코드 토션량 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 타이어나 콘베이어 벨트등과 같은 고무제품 보강용으로 사용되고 있는 스틸 코드는 보통 탄소강 재질로 이루어지며, 고무와의 접착성과 내식성 및 신선성 향상을 위해 그 표면에 황동 도금층이 피복된 다수의 강선들이 일정한 꼬임 피치와 꼬임 방향을 유지한 가운데 서로 꼬여진 구조를 취하고 있다.

도 1은 종래 스틸 코드 연선기의 개략 구조도로서, 도시된 바와 같이 종래 스틸 코드 연선기는, 외부소선(W)이 권취된 공급보빈(도면 미도시)을 장착하기 위한 외부 공급대(도면미도시)와, 내부소선(W')을 공급하기 위한 다수의 내부 공급보빈(11A)이 안착된 상태로 회전하는 회전휠(11B)이 구비된 내부 공급대(11)와, 상기 내부 공급대(11)에 회전구동력을 부여하는 메인 모터(12)와, 외부 공급대로 부터 풀려나오는 외부소선(W)과 내부 공급대(4)의 내부 공급보빈(11A)으로 부터 인출되는 내부 소선(W')이 서로 연합되어 꼬임이 이루어지는 연선 롤러(13)와, 연선 롤러(13)를 빠져나온 스틸 코드(S)에 꼬임 구조의 안정을 위하여 적절한 과꼬임을 부여하는 오우버 트위스터(14)와, 오우버 트위스터(14)를 지나온 스틸 코드(S)에 대하여 직진성을 부여함과 아울러 일정한 연선 피치가 유지되도록 하는 일련의 롤러군으로 이루어진 교정기(15)와, 교정기(15)를 빠져나온 스틸 코드(S)가 권취기(18)에 장착된 스풀(17)에 감기도록 하는 인출 캡스턴(16)으로 구성되어 있다.

상기 외부 공급대로 부터 공급되는 외부소선(W)은 내부 공급대(11)의 중앙 하부로 이송된 후 회전휠(11B)의 외주면을 경유하여 내부 공급대(4)의 상단 중앙부에 설치된 안내 롤러(11C)를 지나 회전휠(11B)의 중심부를 향해 이동하는 과정에서 다수의 내부소선 공급보빈(11A)들로 부터 인출되는 내부소선(W')과 연합되는 구조로 이루어진다.

상기와 같이, 서로 연합된 외부소선(W)과 내부소선(W')은 회전휠(11B) 하부의 안내 롤러(11D)를 경유하여 내부공급대(11)의 상단 중앙부에 설치된 연선 롤러(13)로 이송되는 과정에서 일정한 꼬임 방향과 꼬임 피치를 갖는 꼬임 구조를 형성하게 되며, 오우버 트위스터(14)와 교정기(15)를 통과한 스틸 코드(S)는 적절한 꼬인 구조와 직진도를 갖는 상태에서 스풀(17)에 권취된다.

그러나, 스풀에 권취된 스틸 코드 제품은, 어느 정도의 운반, 보관 및 대기 시간이 경과된 후에 최종 공정인 타이어 등의 고무제품 제조 공정에 투입된다.

따라서, 상기의 경과 시간 동안 스틸 코드 제품은, 최초 제조시 부여된 토션과, 스풀에 권취된 상태에서 밴딩력을 부여받아 형성되는 시효 토션과, 타이어 고무에 스틸 코드를 매입시 스틸 코드에 부여되는 장력에 의해 초래되는 스틸 코드의 변형 등의 복합적인 작용에 의하여 스틸 코드가 매입된 타이어 고무인 트레드부 고무를 일정 길이로 절단하게 되면 스틸 코드의 변형에 의해 상기 트레드부 고무의 선단부가 바닥면으로부터 들리게 되는 팁 라이징 현상이 발생되며, 이 현상은 절단된 각 고무의 단면부 접합에 치명적인 악영향을 미치게 된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 타이어의 도로면에 대한 접촉부인 트레드부 고무의 제조 방법은 다음과 같다.

겔 형태의 고무(R)가 외주면으로 공급되는 상하 톱핑 롤(21) 사이로 다수의스틸 코드(S)를 통과시켜 고무 내부에 스틸 코드를 함입시킨 후, 스틸 코드(S)가 함입된 고무 쉬트(RS)를 사선 방향의 절단선(CL)을 따라 절단한다. 낱장의 절단 쉬트(CS)로 만든 다음, 상기 각 절단 쉬트(CS)의 절단선(CL)이 한 선을 이루도록 각 절단 쉬트(CS)의 양 측단선(SL)을 다른 절단 쉬트의 측단선(SL)과 일치시키고, 각 절단 쉬트(CS)를 접합시켜 제조된다.

이때, 스틸 코드에 전기의 다양한 토션과 변형력에 의한 잔류 응력이 스틸 코드에 일정 크기 이상으로 남아있게 되면, 절단 작업 후 절단 쉬트(CS) 내에 함입된 스틸 코드(S)의 밴딩력에 의해 절단 쉬트의 단부가 바닥에서 들려지는 팁라이징 현상이 발생하여 각 절단 쉬트(CS)의 측단선(SL)들이 서로 일치하지 않게 됨으로써 절단 쉬트(CS)들 사이의 접합이 어렵게 되거나 불가하게 되는 문제가 있다.

일반적으로 스틸 코드가 매입된 상기 타이어 고무를 제조시 사용되는 스틸 코드는 수백 가닥이 동시에 진행하게 되기 때문에 스틸 코드가 권취된 스풀 수백개가 카렌다라고 불리는 스풀 장착대에 함께 장착되고, 함께 장착된 전체 스틸 코드의 총 변형량이 팁라이징을 발생시키지 않도록 트레드 고무에 스틸 코드의 매입 작업전 작업 대상 스틸 코드의 토션은 사전에 파악되어야 하며, 스틸 코드의 제조시 적절한 토션을 부여하고 그 정확한 수치가 기록, 관리되어 타이어 제조 공장에 피드백 되어야 한다.

종래에는 스풀에서 스틸 코드의 일측 단부를 잡은 상태에서 스틸 코드를 일전 길이 만큼 푼 상태에서 상기 스틸 코드의 일측 단부를 놓았을 때 스틸 코드가 회전되는 상태를 목측하여 개별적인 스틸 코드의 토션을 검사, 측정하였기 때문에정확도에 문제가 있을 뿐 아니라, 상기와 같이 각 스틸 코드별로 토션을 관리하게 되면 함께 장착되는 수백 가닥의 전체 스틸 코드가 갖는, 각각의 토션들이 상호 가감된, 최종적인 순 토션량을 파악하기가 어려워 팁 라이징 방지에 적절히 대응하기 어려운 문제가 있다.

그러나, 상기 수백 가닥의 스틸 코드가 갖는 총 토션량을 한번에 파악하기는 거의 불가능하다.

본 고안은 종래 스틸 코드의 개별적인 토션 측정과 그 관리 방법이 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 타이어 트레드부 고무의 제조시에 사용되는 스틸 코드들은 각 포장 단위별로 함께 사용되는 점을 감안하여 스틸 코드의 토션 측정을 개별 측정이 아닌 포장 단위별 다수의 스틸 코드가 갖는 결과적인 순수 총 토션량으로 측정하여 타이어 트레드부 고무의 제조시에 사용되는 스틸 코드들의 총 토션량 파악을 가능한 손쉽게 할 수 있도록 함으로써, 팁 라이징 발생을 최소화 할 수 있는 스틸 코드 토션량 측정 장치를 제공함에 본 고안의 목적이 있다.

도 1은 종래 연선기의 개략 구성도.

도 2는 타이어 트레드용 고무의 개략적 제조 과정을 보인 것으로,

(가)는 톱핑 과정의 개념도이고,

(나)는 톱핑이 완료된 고무 쉬트의 평면도이며,

(다)는 절단 고무 쉬트의 접합 배열도이다.

도 3은 본 고안 일실시예 장치의 사시도.

도 4는 본 고안을 구성하는 제2 가이드 롤러의 사시도.

도 5는 본 고안을 구성하는 배선 가이드의 정면도.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

2. 연선기 몸체 3. 토션 감지 장치

12. 메인 모터 14. 오우버 트위스터

15. 교정기 16. 인출 캡스턴

21. 톱핑 롤 30. 스풀 장착대

31. 수직 베이스 판 32. 브레이크

33. 스풀 장착판 34. 제1 가이드 롤러

40. 배선대 41. 제2 가이드 롤러

42. 배선 가이드 43. 수평 베이스 판

50. 회전체 51. 클램프

52. 회전자

본 고안의 상기 목적은 포장 단위별 다수의 스풀을 장착할 수 있는 스풀 장착대와, 상호 간섭이 없이 다수의 스틸 코드를 배선하기 위한 배선 가이드와, 스틸코드의 토션량을 측정하는 회전체에 의하여 달성된다.

본 고안의 스틸 코드 토션량 측정 장치는 크게 스플 장착대와 배선대 및 회전체로 구성되며, 상기 스풀 장착대는 사각 단면 형상의 수직 베이스판 양면에, 한 포장 단위에 해당하는 다수의, 통상 10∼20개의 스풀들을 개별적으로 장착할 수 있는 스풀 장착판들과, 배선된 각 스틸 코드들의 상호 간섭을 방지하기 위한 제1 가이드 롤러들이 구비된다.

배선대는, 상기 스풀 장착대의 일측 선단부 직후에 위치하게 되는, 하면에 수직한 다수의 지지 프레임이 구비된 판상의 플레이트로서 상면에는 각 스틸 코드들 사이의 상호 간섭을 방지하면서 수평으로 배선하기 위한 제2 가이드 롤러들과 배선 가이드들이 설치된다.

회전체는, 스틸 코드들의 일측단부를 각각 개별적으로 고정시키기 위한 고정구들이 구비된 클램프와, 이 클램프의 중앙에 연결 로드에 의해 중심이 연결되고 무게추를 올려 놓을 수 있는 원판상의 회전자로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 고안의 스틸 코드 토션량 측정 장치는, 스틸 코드 각각의 토션이 상호 가감된 다수의 스틸 코드들이 갖는 순 토션량을 측정하는 장치로서, 상기 스풀 장착판에 구비된 브레이크의 마찰력과 회전자의 상면에 놓여지는 무게추의 무게를 조정하여 타이어 트레드부 고무 제조시 스틸 코드에 작용되는 장력과 동일한 크기의 힘을 토션 측정 대상 스틸 코드들에 부여하므로써, 다수의 스틸 코드들이 함께 사용되는 실 작업 조건과 비슷한 조건하에서 일어나는 스틸 코드들의 토션 거동을 알 수 있도록 하여 주며, 이에 근거하여 스틸 코드의 제조시 토션 조건을 조정할 수 있도록 하여 줌에 본 고안 장치의 기술적 특징이 있다.

상기 본 고안의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 고안의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 3에 본 고안 스틸 코드 토션량 측정 장치의 사시도를, 도 4에 제2 가이드 롤러의 사시도를, 도 5에 배선 가이드의 정면도를 도시하였다.

도시된 바와 같이 본 고안 장치는, 직립한 사각 판상의 수직 베이스 판(31)과, 볼트에 의해 마찰력이 조절되는 접촉식 브레이크(32)가 구비되며 상기 수직 베이스 판(31)의 양면에 격자상으로 규칙적인 다수열을 이루면서 회전 가능하게 설치되고 중앙에는 직립한 스풀 장착 로드(R)가 구비된 다수의 스풀 장착판(33)과, 각 열의 스풀 장착판(33)들에 장착되는 스풀(SP)들로부터 풀리는 스틸 코드(S)들의 상호 접촉을 방지하기 위하여 스풀 장착판(33)들의 1열당 1개씩 상기 수직 베이스 판(31) 양면의 각 일측단부에 설치되는 다수의 제1 가이드 롤러(34)들로 이루어진 스풀 장착대(30)와; 스틸 코드(S)들의 상호 접촉을 방지하면서 수평적인 배선을 위한 적어도 2개 이상의 제2 가이드 롤러(41)들과, 상기 제2 가이드 롤러(41)들 사이에 설치되는 배선 가이드(42)들과, 상기 제2 가이드 롤러(41)들과 배선 가이드(42)들이 스틸 코드(S)들의 배선 방향에 대하여 수직하며 상호 평행하게 설치되며 하면에 다수의 수직한 지지 프레임(43A)이 구비된 수평 베이스 판(43)으로 구성된 배선대(40)와; 일측에 상기 스틸 코드(S)들을 개별적으로 고정시킬 수 있는 고정구(51A)들이 구비된 사각 단면 로드형 클램프(51)와, 이 클램프(51)의 중앙부에 중심부가 연결되고 무게추(W)를 올려 놓을 수 있는 원판상의 회전자(52)로 이루어져 상기 클램프(51)에 고정된 스틸 코드(S)들의 토션력에 의해 회전하게 되는 회전체(50)로 구성된다.

그리고, 스풀의 내경부에 삽입되어 스풀을 지지하는, 상기 스풀 장착판(33)의 중앙에 직립한 스풀 장착 로드(R)의 일측단부 외주면에는 나사 가공부가 형성되어 있어 고정 너트(N)와 결합되므로써, 스풀을 스풀 장착판(33)에 밀착, 고정시키게 된다.

상기 제1, 제2 가이드 롤러(34)(41)의 외주면에는 각 스틸 코드가 통과하는 다수의 요홈(H)들이 형성되므로써, 함께 배선되는 스틸 코드들 사이의 상호 접촉과 간섭을 방지하고 있으며, 배선 가이드(42)는 사각 단면 바 형상의 배선바(42A) 일측면에 다수의 가는 핀(42B)들이 직립된 것으로, 이 핀(42B)들 사이로 스틸 코드가 통과하게 된다.

또한, 상기 수평 베이스 판(43)의 길이 방향으로 회전체(50)측 선단부에는 선단부가 'ㄷ'자 형상을 하도록 날개부(43W)가 형성되며, 이 날개부(43W)는 스틸 코드(S)를 회전체의 각 고정구(51A)에 고정시키기 위하여 클램프를 수평 베이스 판(43)에 올려 놓기 위한 클램프 지지판의 역할을 한다.

상기와 같이 구성되는 본 고안 장치의 사용법을 자세히 살펴보면 다음과 같다.

함께 포장되는 다수의 스풀(SP)들을 각 스풀 장착판(33)에 장착시킨 다음, 각 스풀(SP)을 일측단부 외주면에 나사 가공부가 있는 스풀 장착판의 장착 로드(R)에 장착시킨 후, 고정 너트(N)를 상기 장착 로드(R)에 나사 결합시켜 조임으로써 각 스풀(SP)을 스풀 장착판(33)에 고정시키고, 각 스풀로부터 스틸 코드의 일측단부를 풀어 제1 가이드 롤러(34)와 제2 가이드 롤러(42) 및 배선 가이드(43)를 통하여 상기 수평 베이스 판의 날개부(43W)에 놓여진 회전체 클램프(51)의 각 고정구(51A)에 고정시킨다.

이때, 스틸 코드를 스풀로부터 풀어 상기 회전체의 클램프에 그 일측단부를 고정시키는 과정에서 스틸 코드의 선단부가 회전하지 않도록 유의하여야 한다. 이 과정에서 스틸 코드의 선단부가 회전하게 되면 정확한 토션량을 측정할 수 없게 된다.

회전체의 클램프(51)에 모든 스틸 코드들의 고정이 완료된 다음, 수평 베이스판(43)의 날개부(43W)에 놓여진 클램프(31)를 바닥에 닿지 않도록 적절한 길이만큼 내려 놓으면 회전체(50)가 스틸 코드들의 토션량에 따라 회전하게 되고, 이 회전량을 측정하게 되면 함께 포장되는 각 스틸 코드들에 부여된 토션들이 가감된, 함께 포장된 스틸 코드들의 순 토션량을 알 수 있게 되며, 측정시 회전자(52)에 놓여지는 무게추(W)의 중량과 스풀 장착판의 브레이크 마찰력을 조정함으로써 타이어 트레이드 고무 제조시와 비슷한 조건하에서 발생되는 스틸 코드의 변형에 의한 토션량을 예측할 수가 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안의 스틸 코드 토션량 측정 장치는 포장단위별 다수의 스틸 코드들이 함께 사용될 경우, 다수의 스틸 코드들이 갖는 결과적인 순 토션량을 측정하기 때문에 종래 스틸 코드의 개별적인 토션 관리에 비하여 다수의 스틸 코드가 함께 사용되는 실 작업시 포장 단위별 순 토션량을 바로 파악할 수 있어 작업 관리가 편리하고, 그에 따라 작업 조건을 조절하므로써 팁 라이징 발생을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

그리고, 스풀 장착판의 브레이크 마찰력과 무게추를 연동시켜 시험 대상 스틸 코드에 부여되는 장력을 손쉽게 적절히 변화시킬 수 있는 바, 다수의 스틸 코드들이 함께 사용되는 실 작업과 비슷한 조건에서 일어나는 다수의 스틸 코드들이 갖는 순 토션량 변화 거동에 알맞도록 스틸 코드 제조시 토션량 제어에 대한 대응을 정확히 할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 직립한 사각 판상의 수직 베이스 판(31)과, 볼트 조절식 브레이크(32)가 구비되며 상기 수직 베이스 판(31)의 양면에 격자상으로 규칙적인 다수열을 이루면서 회전 가능하게 설치되고 스풀 장착 로드(R)가 중앙에 직립한 다수의 스풀 장착판(33)과, 각 열의 스풀 장착판(33)들에 장착되는 스풀(SP)들로부터 풀리는 스틸 코드(S)들의 상호 접촉을 방지하기 위하여 스풀 장착판(33)들의 1열당 1개씩 수직 베이스 판(31) 양면의 각 일측단부에 설치되는 다수의 제1 가이드 롤러(34)들로 이루어진 스풀 장착대(30)와; 스틸 코드(S)들의 상호 접촉을 방지하면서 수평적인 배선을 위한 적어도 2개 이상의 제2 가이드 롤러(41)들과, 상기 제2 가이드 롤러(41)들 사이에 설치되는 배선 가이드(42)들과, 상기 제2 가이드 롤러(41)들과 배선 가이드(42)들이 스틸 코드(S)들의 배선 방향에 대하여 수직하며 상호 평행하게 설치되고 하면에 다수의 수직한 지지 프레임(43A)이 구비된 수평 베이스 판(43)으로 구성된 배선대(40)와; 일측에 상기 스틸 코드(S)들을 개별적으로 고정시킬 수 있는 고정구(51A)들이 구비된 로드형 클램프(51)와, 이 클램프(51)의 중앙부에 연결되고 무게추(W)를 올려 놓을 수 있는 원판상의 회전자(52)로 이루어져 상기 클램프(51)에 고정된 스틸 코드들의 토션력에 의해 회전하는 회전체(50)로 구성됨을 특징으로 하는 스틸 코드 토션량 측정 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1, 제2 가이드 롤러(34)(41)의 외주면에는 각 스틸 코드가 통과하는 다수의 요홈(H)들이 외주면을 따라 형성됨을 특징으로 하는 스틸 코드 토션량 측정 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 배선 가이드(42)는 사각 단면 바 형상의 배선바(42A)와, 배선바(42A)의 일측면에 직립하는 다수의 핀(42B)들로 구성됨을 특징으로 하는 스틸 코드 토션량 측정 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 스풀 장착 스풀 장착 로드(R)의 일측단부 외주면에는 고정 너트(N)에 나사결합되는 나사 가공부가 구비됨을 특징으로 하는 스틸 코드 토션량 측정 장치.