KR20210153370A

KR20210153370A - 금속 선재 연선기

Info

Publication number: KR20210153370A
Application number: KR1020200070323A
Authority: KR
Inventors: 김종출
Original assignee: 효성첨단소재 주식회사
Priority date: 2020-06-10
Filing date: 2020-06-10
Publication date: 2021-12-17

Abstract

본 발명은 타이어나 각종 산업용 벨트 등과 같은 고무제품의 보강재로 사용되는 금속 선재를 연선하는 금속 선재 연선기에 관한 것으로, 본 발명은 외부 페이오프 보빈과 외부 권취스풀이 모두 설비 외부에 배치되어, 보빈의 교체 주기를 연장하여 생산성을 향상시키고, 품질조정장치 적용에 한계가 없어 금속 선재의 품질을 향상시킬 수 있는 금속 선재 연선기에 관한 것이다.

Description

금속 선재 연선기{METAL CORD TWISTER}

본 발명은 금속 선재 연선기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 페이오프 보빈과 외부 권취스풀이 모두 설비의 외부에 배치되어, 보빈의 교체 주기를 연장하고, 품질조정장치 적용에 한계가 없어 생산성을 극대화하면서 금속 선재의 품질을 향상시킬 수 있는 금속 선재 연선기에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 타이어 또는 각종 산업용 벨트 등과 같은 고무제품의 보강용으로 사용되고 있는 스틸 코드, 쏘와이어, 와이어 로프 등의 금속 선재는 다수의 금속 필라멘트들을 일정한 꼬임 피치 및 꼬임 방향을 갖도록 서로 연선하여 제조된다.

종래부터 복수의 금속 선재를 꼬아 연선을 제조하는 연선기가 제안되어 있다. 종래의 연선기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수 개의 공급용 보빈으로부터 인출되는 금속 필라멘트가 한곳으로 모이면서 면반을 통과하는 과정에서 상기 단위 소선 상호간의 꼬임이 이루어져 연선 구조로 되며, 이와 같이 서로 꼬여진 면반을 통과한 연선은 이 연선의 통과 경로를 중심으로 좌우로 상호 엇갈리게 배열된 다수의 교정롤러들이 내설된 교정기를 거치면서 불안정한 꼬임상태에 있는 연선에 대한 조정이 이루어지게 된다. 이어서, 상기 연선은 연속적인 이동을 안내하는 인출캡스턴과 안내롤러를 순차적으로 거쳐 최종적으로 권취기에 귄취된다.

종래의 연선기는 꼬임이 부여된 완제품(반제품)의 권취 위치가 설비 내부에 있을 경우에는 Out→In 설비이고, 완제품(반제품)의 권취 위치가 설비 외부에 있을 경우에는 In → Out 연선기로 구분된다. 금속 선재의 품질은 In→Out 연선기가 우수하지만, 재료인 금속 필라멘트의 권취량이 적어 외부 권취스풀을 자주 교체하여야 하므로 생산성이 저하되는 문제가 있다. 한편, Out→In 설비는 필라멘트의 권취량이 커 교체 주기가 길어 생산성이 높은 장점이 있지만, 품질 조정 장치를 적용할 공간이 협소하여 품질 향상에 한계가 있는 문제점이 있다. 이와 같이, 종래의 연선기들은 연선기의 설비능력과 생산성을 크게 향상시켜 줄 수 없는 문제점이 있다.

JP

2014-34745

A

JP

2013-247055

A

KR

10-1264949

B

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 연선기의 금속 선재의 권취 길이가 길어, 외부 페이오프(Pay Off) 보빈 교체주기가 길고, 자전자동조정장치와 같은 품질조정장치를 제약 없이 설치할 수 있어, 연선기의 설비능력과 생산성을 크게 향상시켜 줄 수 있는 금속 선재 연선기를 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 양상은, 다수의 금속 선재를 하나로 꼬아서 감아주는 연선기에 있어서, 다수의 금속 선재를 공급하는 장치의 외부에 설치되는 외부 페이오프 보빈들과 연선된 금속 선재를 감아주는 장치의 외부에 설치되는 외부 권취스풀을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 선재 연선기에 관한 것이다.

본 발명의 금속 선재 연선기는 다수의 금속 선재를 공급하는 2개 이상의 외부 페이오프 보빈들; 구동모터에 의해 회전구동되는 회전면반과 턴롤러로 구성되어 외부 페이오프 보빈들에서 공급되는 하나 이상의 금속 선재를 한 가닥으로 꼬아주는 연선부; 꼬인 금속 선재를 인출하는 인출캡스턴; 및 인출된 금속 선재를 일정한 장력으로 감아주는 외부 권취스풀을 포함한다.

본 발명의 연선기는 회전면반의 후단에 설치되어 금속 선재의 자전성을 교정하는 오버트위스터; 과연된 금속 선재의 자전성을 조정하는 자전자동조정장치; 자전자동조정장치로부터 금속 선재를 안내 받아 댄서롤러로 안내하는 카운터 롤러; 및 금속 선재의 장력을 조절하는 댄서롤러를 추가로 포함할 수 있다.

상기 자전자동조정장치는, 인선된 금속선재의 회전각도를 감지하여 오버트위스트의 구동 속도를 조절함으로써 오버트위스트의 회전비를 조정하여 연선되는 최종 제품의 자전 품질을 균일하게 조정할 수 있다.

본 발명의 연선기에 의하면, 외부 페이오프 보빈들과 외부 권취스풀이 모두 설비 외부에 설치되는 Out→Out 연선기가 제공되어, 높은 생산성으로 제조원가를 절감하면서도 좋은 품질의 제품을 생산할 수 있어서 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 연선기에 의하면 연선기의 금속필라멘트의 권취 길이가 길어, 필라멘트 보빈 교체주기가 긴 장점과 품질조정장치를 제약 없이 설치할 수 있는 장점을 모두 살릴 수 있어, 높은 생산성과 우수한 품질의 제품을 구현할 수 있다.

도 1은 종래의 금속 선재 연선기의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 선재 연선기의 개략적인 구성도이다.

본 발명을 첨부한 예시 도면에 의하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에서 "금속 선재"는 타이어의 스틸코드, 각종 산업용 벨트나 전선, 쏘와이어, 와이어 로프 등 금속으로 구성되고, 금속 필라멘트를 용도에 따라 다양한 구조로 꼬아 만든 것을 의미한다.

이러한 금속 선재는 제조 공정 중 마지막 단계인 연선 공정을 거친다. 즉, 신선 (drawing)된 복수의 금속 선재를 연선설비의 꼬임장치에 의하여 연(撚)을 형성하여 인출장치에 의하여 인출한 후 권취하여 제조한다. 이때 사용되는 연선기의 구성은 크게 필라멘트 공급부, 공급부로부터 공급된 다수의 필라멘트를 꼬아주는 꼬임부, 꼬인 금속 선재를 인출하는 인출부, 인출된 금속 선재를 일정 장력으로 감아주는 권취부로 구분된다. 본 발명의 연선기는 외부 페이오프 보빈과 꼬임이 부여된 필라멘트를 권취하는 외부 권취스풀의 위치가 모두 설비 외부에 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 금속 선재 연선기는 외부 페이오프 보빈과 연선된 금속 선재를 감아주는 외부 권취스풀의 크기를 동시에 크게 할 수 있어 설비능력을 증대시켜주며, 생산성도 크게 향상시켜 줄 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 선재 연선기의 개략적인 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 연선기는 다수의 금속 선재를 하나로 꼬아서 감아주는 연선기로서, 다수의 금속 선재를 공급하는 장치의 외부에 설치되는 외부 페이오프 보빈들(10, 20)과 연선된 금속 선재를 감아주는 장치의 외부에 설치되는 외부 권취스풀(90)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 연선기는 외부 페이오프 보빈 (10, 20)이 설비 외부에 있어서 보빈의 사이즈를 크게 하여 보빈 교체 주기를 연장시켜 생산성을 극대화할 수 있다. 또한 반제품 및 완제품을 권취하는 외부 권취스풀(또는 보빈)(90)이 설비의 외부에 있어서 품질 조정장치를 적용하는데 한계가 없어, 우수한 품질의 제품을 생산할 수 있다.

본 발명의 연선기에 의해서 1xN 구조의 선재를 제조하는 경우에는 금속 필라멘트는 외부 페이오프 보빈(10, 20)의 필라멘트를 조합하여 생산할 수 있다. N+M 구조의 금속 선재를 생산할 때에는 N의 필라멘트는 외부 페이오프 보빈(20)의 위치에서 회전면반(30)의 중심축 구멍을 통과하여 설비 내로 공급되어 완제품 및 반제품상 꼬임이 없게 되며, N의 필라멘트(20)를 M의 필라멘트(10)가 감싸는 형태로 꼬임이 형성된다. 본 발명의 연선기에서 외부 페이오프 보빈(10,20)에는 각각 1개 이상의 금속 필라멘트가 공급된다.

본 발명의 금속 선재 연선기는 다수의 금속 선재를 공급하는 2개 이상의 외부 페이오프 보빈들(10, 20); 구동모터(미도시)에 의해 회전구동되는 회전면반(30)과 턴롤러로 구성되어 외부 페이오프 보빈들(10, 20)에서 공급되는 하나 이상의 금속 선재를 한 가닥으로 꼬아주는 연선부 (30); 꼬인 금속 선재를 인출하는 인출캡스턴(45); 및 인출된 금속 선재를 일정한 장력으로 감아주는 외부 권취스풀(90)을 포함한다.

본 발명에서 상기 회전면반(30)은 종래의 유미(Bow), 폿(Pot), 플라이어(Flyer)와 다른 휠(wheel)로 구성되는 특징이 있다. 상기 회전면반의 상대회전을 위한 구동 시스템은 양면벨트 또는 기어를 기계적 요소로 구비할 수 있다.

본 발명의 금속 선재 연선기는 상기 회전면반(30)의 후단에 설치되어 금속 선재의 자전성을 교정하는 오버트위스터(40); 과연된 금속 선재의 자전성을 조정하는 자전자동조정장치(50); 자전자동조정장치로부터 풀린 금속 선재를 안내 받아 댄서롤러로 안내하는 카운터 롤러(60, 70); 및 금속 선재의 장력을 조절하는 댄서롤러(80)를 추가로 포함할 수 있다.

오버트위스트(40)로 진입하는 금속 선재는 최종적으로 연선된 형태를 취하고 있긴 하나 이전의 연선과정을 거치면서 － 방향의 비틀림 복원력이 매우 큰 상태에 있기 때문에, 오버트위스트(40)를 통과하는 과정에서 ＋ 방향의 비틀림 응력으로 전환되도록 하는 오버트위스팅이 행해지게 된다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 금속 선재 연선기는 카운터 롤러(60, 70)에서 외부 권취스풀(90)에 이르는 금속 선재의 이동 경로상에 금속 선재의 장력에 의해서 상,하 회동하는 댄서롤러(80)가 부설된다. 상기 댄서롤러(80)는 상하로 설치된 한 쌍으로 제공된다. 댄서롤러(80)의 상하 이동에 따른 시소작용에 의하여 금속 선재가 항상 일정한 장력으로 조절될 수 있도록 함으로써 원활한 금속 금속 선재의 권취가 이루어지도록 구성된다.

상기 자전자동조정장치(50)는 인선된 와이어의 회전각도를 감지하여 오버트위스트의 회전비를 조정하여 연선되는 금속 선재의 자전 품질을 균일하게 균일하게 조정할 수 있다. 구체적으로 상기 자전자동조정장치는 인선된 금속 선재의 회전각도를 검출하는 회전각도 감지센서와 오버트위스트 회전비의 과부족시 이를 적정 수준으로 조정하여 자전품질을 균일하게 유지하는 오버트위스트 회전비 조정수단으로 구성된다.

상기 회전각도 검출센서는 비접촉식 센서로 구성하는 것이 바람직하며, 구체적인 일예로는 근접센서나 광센서 등일 수 있다. 자전자동조정장치(50)에서 금속 선재의 회전 선이 ATC 롤러(51)를 회전시키고 회전각도 감지센서가 회전 각도를 감지한다. 상기 오버스트위스트 회전비 조정 수단은 오버트위스트 회전비의 과부족 시에 이를 소정의 수준으로 조정하는 것으로, 오버트위스트 구동용 모터(미도시)의 스피드를 조정하여 연선되는 금속 선재의 자전을 자동으로 조정한다. 자전자동조정장치는 회전각도 감지센서에 의해 측정된 값을 오버트위스트 구동용 모터의 제어신호로 변환하는 신호처리부 및 오버트위스트 구동모터의 구동속도 제어신호를 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 금속 선재 연선기의 동작에 대해서 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 연선기는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제조할 금속 선재를 형성하기 위하여 2개 이상의 금속 필라멘트들은 각각의 외부 페이오프 보빈(10, 20)에서 풀려 나와 연선부에 해당되는 회전면반(30)의 회전에 의하여 최종적으로 제조된 금속 선재에서 상호 꼬여질 피치를 형성하면서 진행하여 한쪽 방향으로 상호 꼬여진다. 회전면반(30)의 중심에는 중공부가 있고, 중공부 내로 금속 선재들을 통과시키면서 합사시켜 꼬아 연선을 형성한다.

꼬인 연선은 오버트위스터 (40), 인출캡스턴(45), 자전자동조정장치(60), 카운터롤러(60, 70) 및 댄서롤러(80)를 지나서 외부 권취스풀(100)에 의해 최종적으로 권취된다. 인출캡스턴(45)은 동력전달수단(미도시)의 회전구동력에 의해서 연선된 금속 선재를 이송한다. 다음, 인출캡스턴(45)을 빠져나온 금속 선재는 권취모터 (미도시)에 의해 회전하는 외부 권취스풀(90) 상에 최종적으로 감긴다.

본 발명의 연선기는 타이어용 스틸코드, 각종 산업용 벨트, 쏘 와이어, 자동차용 컨트롤 와이어 또는 와이어 로프용 등의 연선에 유리하게 이용될 수 있다.

이상에서 본 발명의 예시적인 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 이들은 단지 예시적인 것으로 제한적인 것은 아니라고 이해되어야 한다. 본 발명의 보호범위는 상기한 의미가 아니라 특허청구범위에 의해 나타난 특허청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

10, 20 : 외부 페이오프 보빈
30: 회전면반 40: 오버트위스터
45: 인출캡스턴 50: 자전자동조정장치
60, 70: 카운터 롤러 80: 댄서롤러
90: 외부 권취스풀 100: 연선기

Claims

다수의 금속 선재를 하나로 꼬아서 감아주는 연선기에 있어서, 다수의 금속 선재를 공급하는 장치의 외부에 설치되는 외부 페이오프 보빈들과 연선된 금속 선재를 감아주는 장치의 외부에 설치되는 외부 권취스풀을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 선재 연선기.
제1항에 있어서, 상기 금속 선재 연선기는
다수의 금속 선재를 공급하는 2개 이상의 외부 페이오프 보빈들;
구동모터에 의해 회전구동되는 회전면반과 턴롤러로 구성되어 외부 페이오프 보빈들에서 공급되는 하나 이상의 금속 선재를 한 가닥으로 꼬아주는 연선부;
꼬인 금속 선재를 인출하는 인출캡스턴; 및
인출된 금속 선재를 일정한 장력으로 감아주는 외부 권취스풀을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 선재 연선기.
제2항에 있어서, 상기 연선기는
상기 회전면반의 후단에 설치되어 금속 선재의 자전성을 교정하는 오버트위스터;
과연된 금속 선재의 자전성을 조정하는 자전자동조정장치;
자전자동조정장치로부터 풀린 금속 선재를 안내 받아 댄서롤러로 안내하는 카운터 롤러; 및
금속 선재의 장력을 조절하는 댄서롤러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 선재 연선기.
제3항에 있어서, 상기 자전자동조정장치는, 인선된 금속 선재의 회전각도를 검출하는 회전각도 감지센서와 오버트위스트 회전비의 과부족 시 이를 적정 수준으로 조정하여 자전품질을 균일하게 유지하는 오버트위스트 회전비 조정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 선재 연선기
제1항에 있어서, 상기 금속 선재는 타이어용 스틸코드, 타이어 코드, 쏘 와이어, 자동차용 컨트롤 와이어 또는 와이어 로프용인 것을 특징으로 하는 금속 선재 연선기.