KR200422200Y1 - 와이어의 신선장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 와이어를 신선(wire drawing)할 때 와이어의 인장강도와 연신율을 일정하게 하고 상기 와이어의 내부응력 및 잔류응력의 분포를 균일하게 유지하면서 신선될 수 있도록 하는 와이어의 신선장치를 제시하고자 한다.

와이어, 신선, 장력조절, 극세선, 악기용

Description

와이어의 신선장치{wire drawing apparatus}

도 1은 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 극세선 및 정밀한 와어어를 신선할 수 있는 장치를 보이고 있는 도면.

도 2는 도 1에서 도시하고 있는 와이어의 신선장치를 나타낸 평면도.

도 3은 도 1에서 도시하고 있는 "A-A"의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

12: 제1 다이스 14: 제1 블록

16, 42: 신선드럼 24: 구동부

26: 장력조절부 28: 제1 드럼

30: 제2 드럼 32: 링크

34: 힌지 38: 제2 다이스

40: 제2 블록 48: 권취보빈

54: 카운터 턴 롤러 56: 가이드 롤러부

A: 모재 B: 1차 신선된 와이어

C: 2차 신선된 와이어 D: 최종제품 와이어

본 고안은 와이어의 신선장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 악기용 와이어 등의 극세선 및 정밀한 와이어를 신선할 수 있는 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 피아노 와이어 또는 각종 스프링 제작용 와이어는 최초의 원선(즉, 모재)으로부터 최종제품이 되기까지 다양한 사이즈의 다이스를 통과하는 동안 지름이 단계적으로 축소되고 감면되어 최종제품으로 신선(인발, 연신)된다.

상기 신선(伸線, wire drawing) 공정에 있어서, 와이어의 송급성과 관련된 인자로는 최종제품의 필요한 지름으로 신선하기 위한 감면율에 따른 신선 스케줄, 와이어의 인장강도나 연신율의 편차 조정을 통한 내부 응력의 분포, 와이어의 직진성 등이 있을 수 있다. 이중에서 와이어의 내부응력 분포의 균일성은 와이어의 송급성에 있어서 중요하게 고려되어야 할 인자이다. 와이어의 송급성 향상을 위한 신선 공정 관리는 단순히 지름을 축소시키는 형태의 감면율만을 고려한다든가 또는 와이어의 인장강도나 연신율의 편차 조정을 통한 내부응력 분포의 균일화를 고려하는 것이 일반적이다.

그러나 신선 공정에 있어서, 와이어의 신선이 거듭할수록 와이어의 외부, 즉 다이스와 접촉하는 표면부는 중심부보다 조직이 더욱 치밀하게 되어 경화되고, 경화가 거듭할수록 와이어의 신선은 불가능해질 뿐만 아니라 와이어 외부와 중심부 사이의 잔류응력의 분포가 더욱 불균일하게 된다. 따라서 단순한 감면율에 따른 신 선 스케줄의 조정과 신선 와이어의 인장강도의 관리로서는 최종제품(와이어)에서의 외부와 내부 사이의 잔류응력의 분포를 균일하게 하는 것에는 한계가 있게 된다.

전술한 점들을 참조할 때, 신선 공정에 있어 균일하고 정밀한 와이어를 신선할 수 있고 또한 아주 가늘게 신선할 수 있도록 하는 보다 직접적이고 효율적인 기술이 절실히 요구되고 있다.

전술한 바와 같은 요구를 만족시키기 위해 본 고안은 와이어를 아주 가늘게 신선할 수 있으며, 균일하고 정밀한 와이어를 신선할 수 있는 와이어의 신선장치를 제공한다.

또한 본 고안은 와이어의 인장강도와 연신율을 항상 일정하게 조절하면서 신선할 수 있는 장치를 제공한다.

또한 본 고안은 악기용 와이어 등과 같은 극세선 및 초소형 와이어를 신선할 수 있는 장치를 제공함에 있다.

상기한 바를 달성하기 위한 견지에 있어, 본 고안은 보빈에 감겨져 있는 모재를 1차 신선하는 통상의 제1 다이스와; 구동부의 동력에 의해 반시계 방향으로 회전하면서 상기 1차 신선된 와이어가 한바퀴 감기는 신선드럼으로 구성된 제1 블록과; 상기 신선드럼으로부터 공급되는 1차 신선된 와이어가 감기는 제1,2 드럼과, 상기 제2 드럼을 좌/우 방향으로 이동시키는 크랭크로 구성되어 상기 1차 신선된 와이어의 장력을 조절하는 장력조절부와; 상기 제1 드럼으로부터 공급되는 1차 신 선된 와이어를 2차 신선하는 통상의 제2 다이스와; 구동부의 동력에 의해 반시계 방향으로 회전하면서 상기 2차 신선된 와이어가 한바퀴 감기는 신선드럼과, 상기 신선드럼의 상단부에 설치되어 최종제품의 와이어가 연속적으로 감기는 권취보빈으로 구성된 제2 블록과; 상기 신선드럼으로부터 공급되는 2차 신선된 와이어를 상기 권취보빈 쪽으로 공급하는 카운터 턴 롤러와; 상기 신선드럼과 카운터 턴 롤러 사이에 설치되며, 상기 카운터 턴 롤러를 통과한 2차 신선된 와이어를 평평하게 펴주는 다수개의 롤러들로 구성된 가이드 롤러부를 포함하여 이루어진 와이어의 신선장치를 제안한다.

이하 본 고안의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 고안에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 고안으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 고안의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 고안에서는 와이어를 신선(wire drawing)할 때 와이어의 인장강도와 연신율을 일정하게 하고 상기 와이어의 내부응력 및 잔류응력의 분포를 균일하게 유지하면서 신선될 수 있도록 하는 와이어의 신선장치를 구현하고자 하며, 이를 위해서는 신선장치의 기술적 구성 및 역할(특징)이 구체적으로 개시되어야 한다.

또한 본 고안의 신선장치는 다이스 및 블록으로 구성된 구성요소를 최소 2개 이상 연속적(바람직하게는, 8~10까지 설치가 가능)으로 베열하여 설치하고 그 사이 에 장력조절부를 선택적으로 설치함으로써 악기용 와이어 등과 같은 극세선 및 다양한 종류의 초소형 와이어를 신선할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 고안의 실시 예에 따른 균일하고 일정한 직경의 와이어를 신선할 수 있는 장치를 보이고 있는 도면들이다. 본 발명의 신선장치(100)는 제1 다이스(12), 제1 블록(14), 장력조절부(26), 제2 다이스(38), 제2 블록(40) 및 카운터 턴 롤러(54)로 구성되며, 상기 구성요소들에 의해 보빈(10)에 감겨있는 모재(A)는 균일하고 정밀한 와이어(D)로 신선된다.

상기 도면들을 참조하면, 보빈(10)에는 모재(A)가 감겨져 있으며, 상기 모재(A)는 일정한 인출속도로 풀려나가게 된다. 제1 다이스(12)는 연속적으로 공급되는 모재(A)를 1차 신선작업을 수행하는 통상적인 금형이고, 제1 블록(14)은 상기 제1 다이스(12)에 의해 1차 신선된 와이어(B)가 텐션력을 받으면서 감기는 장치이다.

즉, 상기 제1 블록(14)은 1차 신선된 와이어(B)가 감기는 신선드럼(16)을 구비하고, 상기 신선드럼(16)은 연결부재(18)에 의해 구동부(24)와 연결된다. 또한 상기 신선드럼(16)의 저면 중앙에는 연결부재(18)가 설치되고, 상기 연결부재(18)의 끝부분에는 풀리(20)가 연결되며, 상기 풀리(20)는 벨트(22)에 의해 구동부(24)와 연결된다. 이때 상기 구동부(24)의 기술적 구성은 도 3의 상세 설명에 의해 용이하게 이해될 것이다.

장력조절부(26)는 제1 블록(14)을 통과한 1차 신선된 와이어(B)가 항상 일정한 장력을 받으면서 연속적으로 공급될 수 있도록 하는 장치이다. 이러한 장력조절부(26)는 도 2에 도시한 바와 같이 2개의 드럼(28,30)으로 구성되며, 제1 드럼(28)은 고정된 상태에서 1차 신선된 와이어(B)를 제2 드럼(30) 쪽으로 안내하며, 상기 제 2드럼(30)은 좌/우 방향으로 이동하면서 1차 신선된 와이어(B)의 장력을 항상 일정하게 유지시킨다. 즉, 상기 제2 드럼(30)의 중앙에는 크랭크(32)가 연결되고, 상기 크랭크(32)의 타측 끝부분은 힌지(34)로 신선장치(100)의 본체에 조립된다. 이때 상기 장력조절부(26)의 동작은, 바람직하게는 제2 드럼(30)의 회전은 신선장치에 설치된 컨트롤러에 의해 자동으로 제어될 수 있으며 또는 크랭크(32)와 힌지(34)에 별도의 텐션조절용 스프링을 설치하여 항상 일정한 힘이 크랭크(32)에 작용할 수 있도록 구성할 수 있다. 이와 같은 구성에 따라서, 1차 신선된 와이어(B)는 항상 일정한 장력(텐션력)을 유지하면서 제2 다이스(38) 쪽으로 연속적으로 공급된다.

제2 다이스(38)는 1차 신선된 와이어(B)를 2차 신선작업을 수행하는 통상적인 금형이다. 제2 블록(40)은 상기 제2 다이스(38)에 의해 2차 신선된 와이어(C)가 감기면서 풀려나가는 장치이며, 상기 제2 블록(40)의 상세구성은 후술하는 바와 같다.

즉, 상기 제2 블록(40)은 도 3에 도시한 바와 같이, 2차 신선된 와이어(C)가 한바퀴 감기면서 다시 풀려나가도록 하는 신선드럼(42)을 구비하고, 상기 신선드럼(42)의 상단부에는 후술하는 가이드 롤러부(56)에 의해 평평하게 펴진 최종제품 와이어(D)가 감기는 권취보빈(48)이 설치된다. 또한 상기 신선드럼(42)의 저면 중앙에는 연결부재(44)가 설치되며, 상기 연결부재(44)의 끝부분에는 풀리(46)가 조립되고, 상기 풀리(46)는 벨트(50)에 의해 구동부(52)의 풀리(60)와 연결된다. 즉, 상기 구동부(52)는 소정의 구동력을 공급하는 모터(58)를 구비하고, 상기 모터(58)의 축(62)에는 풀리(60)가 조립되며, 상기 풀리(60)와 제2 블록(40)의 풀리(46)는 벨트(50)로 연결되어 상기 모터(58)의 구동력을 전달받는다. 한편 위에서 언급한 바와 같이 제1 블록(14)에 동력을 공급하는 구동부(24)의 기술적 구성 및 동작 또한 상기에서 설명한 구동부(52)의 구성 및 동작과 동일하다.

카운터 턴 롤러(counter turn roller)(54)는 상기 제2 블록(40)과 동일 선상에 위치하며, 2차 신선된 와이어(C)를 다시 신선드럼(42) 쪽으로 공급하는 역할을 한다. 즉, 상기 카운터 턴 롤러(54)는 신선드럼(42)과 동일한 방향(반시계 방향)으로 회전하면서 2차 신선된 와이어(C)를, 즉 최종제품 와이어(D)를 제2 블록(40)의 권취보빈(48)에 감기도록 가이드하는 역할을 한다.

끝으로, 가이드 롤러부(56)는 도 2에 도시한 바와 같이 다수개의 롤러들로 구성되며, 바람직하게는 위/아래로 서로 엇갈리게 설치되어 2차 신선된 와이어(D)를 평평하게 펴주는 역할을 한다.

이하 상기한 바와 같이 구성된 본 고안의 와이어 신선장치의 동작 과정을 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 보빈(10)으로부터 풀려나오는 모재(A)는 그 선단부로부터 일정한 인출속도로 풀려나가게 되며, 이와 같이 연속적으로 공급되는 모재(A)는 제1 다이 스(12)를 통과하면서 1차 신선된다. 1차 신선된 와이어(B)는 제1 블록(14)의 신선드럼(16)에 한바퀴 감기면서 장력조절부(26)의 제1 드럼(28)에 연속적으로 감기게 된다. 즉, 상기 신선드럼(16)은 구동부(24)의 구동력에 의해 반시계 방향으로 회전하면서 1차 신선된 와이어(B)를 한바퀴 감은 다음 다시 제1 드럼(28) 쪽으로 공급한다.

이후, 상기 제1 드럼(28)에 감긴 1차 신선된 와이어(B)는 제2 드럼(30)에 감긴 다음, 다시 제1 드럼(28)에 감긴 후 반시계 방향으로의 회전에 의해 제2 다이스(38) 쪽으로 공급된다. 이때 상기 제2 드럼(30)은 크랭크(32)에 의해 좌/우 방향으로 이동하면서 1차 신선된 와이어(B)의 장력을 조절하게 된다.

다음, 항상 일정한 장력을 유지하고 있는 1차 신선된 와이어(B)는 제2 다이스(38)를 통과하면서 2차 신선되며, 2차 신선된 와이어(C)는 위에서 전술한 바와 같이(즉, 제1 블록(14)의 동작과 동일하게) 제2 블록(40)의 신선드럼(42)에 한바퀴 감긴 다음에 카운터 턴 롤러(54) 쪽으로 공급된다. 상기 카운터 턴 롤러(54)의 반시계 방향으로의 회전에 의해 공급되는 2차 신선된 와이어(C)는 가이드 롤러부(56)에 의해 평평하게 펴진 상태에서 제2 블록(40)의 권취보빈(48)에 감기게 된다. 즉, 상기 권취보빈(48)에는 최종제품의 와이어(D)가 계속해서 감기게 된다.

전술한 바와 같이 본 고안에서는 제1,2 블록 및 장력조절부를 구성함으로써 와이어의 인장강도와 연신율을 일정하게 하고 상기 와이어의 내부응력 및 잔류응력 의 분포가 균일하게 유지하는 와이어를 신선할 수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라 와이어를 아주 가늘게 신선하면서 직경이 균일하고 일정한 와이어를 구현할 수 있는 상승적인 효과가 있다.

특히 본 고안의 신선장치는 악기용 와이어 등과 같은 극세선을 신선할 수 있고, 또한 다양한 종류의 초소형 와이어를 신선할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 보빈(10)에 감겨져 있는 모재(A)를 신선하는 장치에 있어서,

   상기 모재(A)를 1차 신선하는 통상의 제1 다이스(12)와;

   구동력을 발생하는 구동부(24)와, 상기 구동부(24)의 동력에 의해 반시계 방향으로 회전하면서 상기 1차 신선된 와이어(B)가 한바퀴 감기는 신선드럼(16)으로 구성된 제1 블록(14)과;

   상기 신선드럼(16)으로부터 공급되는 1차 신선된 와이어(B)가 감기는 제1,2 드럼(28,30)과, 상기 제2 드럼(30)을 좌/우 방향으로 이동시키는 크랭크(32)로 구성되어 상기 1차 신선된 와이어(B)의 장력을 조절하는 장력조절부(26)와;

   상기 제1 드럼(28)으로부터 공급되는 1차 신선된 와이어(B)를 2차 신선하는 통상의 제2 다이스(38)와;

   구동력을 발생하는 구동부(52)와, 상기 구동부(52)의 동력에 의해 반시계 방향으로 회전하면서 상기 2차 신선된 와이어(C)가 한바퀴 감기는 신선드럼(42)과, 상기 신선드럼(42)의 상단부에 설치되어 최종제품의 와이어(D)가 연속적으로 감기는 권취보빈(48)으로 구성된 제2 블록(40)과;

   상기 신선드럼(42)으로부터 공급되는 2차 신선된 와이어(C)를 상기 권취보빈(48) 쪽으로 공급하는 카운터 턴 롤러(54)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 와이어의 신선장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 신선드럼(42)과 카운터 턴 롤러(54) 사이에 설치되며, 상기 카운터 턴 롤러(54)를 통과한 2차 신선된 와이어(C)를 평평하게 펴주는 다수개의 롤러들로 구성된 가이드 롤러부(56)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 와이어의 신선장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1 다이스(12)와 제1 블록(14) 및 상기 제2 다이스(38)와 제2 블록(40)을 적어도 2개 이상 연속적으로 배열하여 설치하며, 상기 제1 블록(14)과 제2 다이스(38) 사이 사이에는 상기 장력조절부(26)가 설치됨을 특징으로 하는 와이어의 신선장치.

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