KR20080095938A - 워터 제트 직기의 성타(Beating)각 확대를 위한 록킹샤프트용 크랭크기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 성타(Beating) 지연각을 늘려 초고압수의 분사수량 증대와 분사(비주)시간의 연장으로 성폭 4.8m까지 광폭 토목섬유를 제직할 수 있는 워터 제트 직기의 4절 링-크방식의 성타(Beating)지연각 확대를 위한 록킹 샤프트용 크랭크 기구를 제공하기 위한 것으로, 워터 제트 직기 프레임 상에 구동 기어에 맞물려 회전하는 크랭크 기어는 칫수 변경이 필요 없게 하여 프레임 내의 점유면적을 확대 할 필요가 없게 하고, 다만 크랭크 기어의 회전중심으로부터 크랭크 핀의 중심에 이르는 거리를 늘려 워터 제트 직기의 성타(Beating)지연각을 확대함으로써 위입용 초고압수의 분사량과 분사시간을 늘려 최대성폭 4.8m의 광폭 토목섬유를 직조할 수 있게 한 워터 제트 직기의 록킹 샤프트용 크랭크 기구를 특징으로 한다.

Description

워터 제트 직기의 성타(Beating)각 확대를 위한 록킹 샤프트용 크랭크기구 {Crank tool for locking beating shaft to enlarge delayed angle in water-jet weaving machine}

도 1은 종래 워터 제트 직기용 크랭크 기구의 예시도

도 2는 워터 제트 직기의 측프레임 상에 설치된 본 발명에 의한 크랭크

기구의 측면 예시도

도 3은 크랭크 기구의 종단면도

도 4는 종래 크랭크 샤프트의 크랭크 핀과 본 발명에 의한 크랭크 기구 측 크랭크 핀의 궤적 대비도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10: 프레임 12a,12b: 크랭크 기어

13: 록킹 샤프트 14: 주기어

15a,15b: 부축 17: 크랭크 핀

본 발명은 기계에 부착 된 펌-프에 의해서 압축 된 압축 수의 힘으로 직기의 개구운동으로 만들어 진 개구 사이로 위사를 공급하여 섬유를 만드는 워터제트직기로 섬유제직은 일정한 시간(기계의 회전 각)내에 압축 수의 집속성유지와 함께 위입동작을 완료하고, 바듸침 운동을 통해서 위사와 경사를 교차시키는 운동을 반복하게 된다. 제직 폭의 결정은 펌-프에 의해서 압축 된 압축 수의 힘과 노-즐을 통해서 압축 수의 집속성을 유지시켜 위사와 함께 분사하지만, 노-즐을 통과한 압축 수는 물의 특성상 일정거리 동안 집속성이 유지되다가 분산되어 비주속도가 급격히 줄어 개구 유지동안 위사 위입동작이 종료되기도 전에 폐구가 되는 현상으로 제직 성폭의 결정적 장애요인으로 작용하고 있다. 본 발명은 기존의 캠 방식에 의해 압축수를 분사하는 방식에서 탈피하여 피스톤방식의 펌-프을 채택함으로서 분사(비주)동안 후속 수(水)를 공급함으로서 물의 분산을 방지하여 물의 집속성 유지를 통해서 분사 거리 확대와 성타 지연각을 확대함으로서 비주 동안 개구상태가 유지되도록 하여 위입 비주시간을 연장하여 최대 제직 4.8m의 초 광폭 토목섬유를 제직 할 수 있는 워터제트직기의 성타지연각 확대를 위한 록킹 샤프트용 크랭크 기구에 관한 것이다.

초 광폭 토목섬유는 도로 공사용, 철도용 트랙, 제방, 해안선 보존, 배수로, 연약 지반 보강용등 다양한 토목.도로용 섬유로 사용하는 사례가 있다. 토목섬유 중에 는 제직용과 비 제직용으로 구분하는데 워터제트 직기의 역할은 제직용 섬유를 생산하는 기계로 P.P(폴리프로필렌)사를 원료로하여 만들어진 위.경사 실로 제직하는 것이 있다.

토목섬유의 용도에 따라 제직 성폭의 폭이 넓음으로 인하여 봉제공정을 줄일 수 있고 시공성 및 시공품질은 양호해지고 소요 원사량도 적어질뿐 아니라 워터제트 초 광폭 직기로 섬유를 생산함으로 인하여 기계속도 상승을 통한 생산량 증대는 물론 설비 투자비용의 감소 등 다양한 면에서의 장점이 있고 섬유제조원가가 낮은 까닭에 섬유 가격경쟁력에서 앞서는 등의 장점이 있다. 워터제트직기는 분사동안 물의 집속성과 비주시간 유지의 어려움으로 제직 성폭의 한계는 최대 3.4m에서 머물고 있었다. 이러한 토목섬유는 소폭과 중폭의 기존 워터 제트 직기에서 제직하는 경우가 전부였다. 주지하다시피 워터 제트 직기는 캠과 크랭크을 이용하여 주축의 회전운동을 직선운동으로 전환시켜 펌프 플런저를 가동, 노즐로 초고압수를 분사와 함께 위사를 날려 제직하는 것이다.

위사를 비주시키는 초고압수의 분사량과 분사시간을 결정하는 것은 다름아닌 초 고압수의 집속성 유지와 성타지연각에 있다. 성타지연각은 바디의 스트로크 운동 중 일정 부분에서 바디의 움직임을 일시적으로 정지시켜져서 노즐에서 초고압수가 충분히 분사될 수 있는 개구량 확보와 분사시간 유지에 기여하는 주요한 설계요소다. 성타지연각은 록킹 샤프트의 구동에 필요한 전동수단의 활동 폭으로 결정한다.

도 1은 통상 워터 제트 직기의 록킹 샤프트 구동용 전동수단인 전형적인크랭크 기구를 예시한 것이다. 이 그림에서, (1)은 구동 기어, (2)는 크랭크(세팅) 기 어, (3)은 컨넥팅 로드, (4)는 세팅 암, (5)는 세팅 바를 표시한다.

여기서, 크랭크 기어(2)의 회전중심과 크랭크 핀(6)의 중심간 거리가 곧 성타 지연각 결정인자인 데, 크랭크 핀의 편심량이 특정되어 있어서 성타 지연각을 늘리기가 곤란하다. 이러한 제약 때문에 통상의 워터 제트 직기에서는 3.4m 이하의 중폭 토목섬유만 제직이 가능하고, 그에 비해 많은 장점을 갖는 3.5m 이상의 광폭 토목섬유는 기계적 난제로 인하여 제직할 수가 없다. 초고압수의 집속력 유지와 분사 량이 적고 비주시간이 광폭의 토목섬유를 제직하기에는 턱없이 부족하기 때문이다.

이 점을 고려하면, 워터 제트 직기에서 3.4m를 넘는 광폭 토목섬유를 제직하기 위해서는 대형화설계가 불가피하다. 하지만, 워터 제트 직기의 대형화는 프레임 상에서 크랭크 기어의 점유면적이 늘어나고 제작 원가와 유지관리비가 증가한다.

그러므로 3.4m를 넘는 광폭 토목섬유용 워터 제트 직기는 이 점을 충분히 고려하여 프레임 상에서의 점유면적이 작으면서도 초고압수의 분사량과 집속성 유지를 늘려서 더 멀리 분사하여 위사를 더 멀리 비주시키는 방향으로의 모색이 필요하다.

따라서 본 발명의 목적은 성타 지연각을 늘려 초고압수의 분사량 증대와 집속수 유지를 통한 분사시간의 연장으로 최대 성폭 4.8m의 광폭 토목섬유를 제직할 수 있는 워터 제트 직기의 성타 지연각 확대를 위한 록킹 샤프트용 크랭크 기구를 제공하는 것이다.

이 과제는, 프레임 상에서 구동 기어에 맞물려 도는 크랭크 기어는 칫수 변경이 필요 없고 프레임상에서 크랭크 기어 점유면적을 늘릴 필요가 없게 하고, 다만 크랭크 기어의 회전중심으로부터 크랭크 핀의 중심에 이르는 거리를 늘려 워터 제트 직기의 성타 지연각을 확대함으로써 위사 비주용 초고압수의 집속성 유지를 통한 분사량과 분사시간을 늘려 최대 성폭 4.8m의 광폭 토목섬유를 직조할 수 있게 한 워터 제트 직기의 록킹 샤프트용 크랭크 기구로 달성할 수 있다.

도 2는 워터 제트 직기의 프레임 상에 설치된 본 발명의 성타 지연각 확대를 위한 록킹 샤프트용 크랭크 기구를 나타낸 부분 절개 측면도이고, 도 3은 그 종단면도이다.

이들 그림에서, 일측 측프레임(10)에는 주축(11)과 한 쌍의 크랭크 기어(12a,12b), 및 록킹 샤프트(13)로 이뤄지는 크랭크 기구가 설치된다.

주축(11)은 측프레임(10)의 중간 높이에 위치하여 거기에 설치된 크랭크 기어(12a,12b)구동용 주기어(14)를 제자리 회전가능하도록 지지하는 것이다.

주축(11)의 위쪽에서 측프레임(10)의 안쪽으로 한 쌍의 부축(15a,15b)이 동축선 상에 설치되어 있다. 이들 부축(15a,15b)은 록킹 샤프트(13)가 크랭크 기어(12a,12b)에 의하여 주어진 각도 범위 내에서 크랭크 운동할 때 컨넥팅 로드(16) 후단의 회전반경내 영역을 비워서 활동장애물이 되지 않게 하는 가운데 크랭크 기 어(12a,12b)가 회전하도록 지지하는 것이다.

크랭크 기어(12a,12b)는 종래의 워터 제트 직기에서 크랭크 샤프트의 대용으로서, 원심방향의 일점에 크랭크 핀(17)을 부착하여 상기 부축(15a,15b)에 개별적으로 설치하고 주기어(14)에 접속시켜 종속되도록 한 것이다.

크랭크 핀(17)은 그 중심과 크랭크 기어(12a,12b)의 회전중심이기도 한 부축(15a,15b)의 중심간 거리는 종래의 크랭크 샤프트의 크랭크축과 크랭크 핀의 중심간 거리보다도 멀게 책정하여 크랭크 핀(17)의 편심량을 늘린다. 이렇게 하면 도 4에 예시한 바와 같이, 크랭크 핀(17)의 궤적(C2)이 종래 크랭크 샤프트측 크랭크 핀(cp)의 궤적(C1)보다도 커지고, 이에 따라 록킹 샤프트(13)의 선회각도와 성타 지연각도 덩달아 커진다. 성타 지연각이 커진 것만큼 노즐에서 초고압수가 분사될 때의 개구폭이 늘어나고 분사시간도 연장되어 종전보다도 더 많은 양의 초고압수를 더 멀리 분사시킬 수 있고, 이에 따라 3.4m를 넘는 광폭 토목섬유의 제직이 가능해진다.

상기 크랭크 핀(17)과 록킹 샤프트(13)는 통상의 크랭크 기구와 마찬가지로 커넥팅 로드(18)로 연결한다.

이상 설명한대로 본 발명은 크랭크 핀의 편심량이 작은 탓에 지체각도 작을 수밖에 없어 3.5m를 상회하는 광폭 토목섬유는 제직이 불가능했던 종래 워터 제트 직기의 록킹 샤프트 구동용 크랭크 핀의 편심량을 늘려 성타 지연각을 키움으로써 초고압수의 분사량 증대 집속성 유지와 분사시간이 연장되고, 이에 따른 크랭크 기구의 확대설계 없이, 측프레임 상에서 점유면적을 늘리지 않고도, 최대 제직성폭 4.8m에 이르는 광폭 토목섬유를 용이하고 효율적으로 제직할 수 있다.

Claims (1)

1. 크랭크 기구로 바디를 왕복운동시키는 가운데 노즐에서 분사되는 초고압수의 집속성 유지와 함께 위사를 비주시켜 직조하도록 된 워터 제트 직기에서, 워터 제트 직기의 측프레임(10) 상의 주축(11)에 설치된 주기어(14)의 위쪽 양측에 부축(15a,15b)을 설치하고, 각 부축(15a,15b)에는 구동 기어(14)에 맞물리는 크랭크 기어(12a,12b)를 설치하며, 크랭크 기어(12a,12b)의 회전반경 내에서 가장 먼 곳의 일점에다 크랭크 핀(16)을 설치하여 편심량을 늘려 워터 제트 직기의 성타 지연각을 확대시킴으로써 최대 성폭 4.8m의 광폭 토목섬유의 제직을 가능하게 한 워터 제트 직기의 록킹 샤프트용 크랭크 기구.

Images