KR100318183B1 - 스틸코드 연선기의 단선 검출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스틸코드 제조용 연선기의 공급소선 이동경로상에 설치되어 소선의 단선 여부를 검출하는 스틸코드 연선기의 단선 검출 장치에 관한 것이다.

본 발명 스틸코드 연선기의 단선 검출장치(10)는 하연코드 공급보빈(11)에서 풀려 나오는 하연코드(11a) 및 다수개의 소선 공급보빈(12)으로부터 인출되는 각각의 소선(12a)을 안내하는 가이드경판(13)과, 가이드경판(13)에 의해서 안내된 소선(12a)의 연합이 이루어지도록 고속 회전하는 회전경판(14)과, 상기 가이드경판(13)과 회전경판(14)의 사이의 소선(12a) 이동경로 외측에 장착되는 어스부재(15)와, 상기 회전경판(14)을 빠져나오는 소선(12a)들의 꼬임이 이루어지도록 하는 보이스(16)와, 상기 회전경판(14)과 보이스(16) 사이의 소선(12a) 이동경로 외측에 설치되어 콘형으로 회전하면서 이동하는 소선(12a)의 가닥수를 검출해내는 광센서(20)와, 광센서(20)로부터 감지신호를 입력받아 소선(12a)의 가닥수를 디스플레이(21a)상에 숫자로 표시하는 카운터(21)로 이루어져 있다.

본 발명 스틸코드 연선기의 단선 검출장치는 가이드경판과 회전경판의 사이에 위치한 동판 어스부재에 의해서 일차적인 단선의 검출이 이루어지도록 하고, 회전경판과 보이스 사이의 고속회전하는 소선과 근접한 위치에 화이버 광센서를 장착하여 전기적으로 접속된 카운터의 디스플레이상에 광센서의 의해 감지된 소선의 가닥수를 숫자로 표시하므로써 소선의 빠짐등으로 인한 스틸코드의 구조불량을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

스틸코드 연선기의 단선 검출 장치{Apparatus for detecting a wire disconnection for steel cord twisters}

본 발명은 스틸코드 제조용 연선기의 공급소선 이동경로상에 설치되어 소선의 단선 여부를 검출하는 스틸코드 연선기의 단선 검출 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 소선 공급보빈으로부터 공급되는 소선이나 스트랜드가 회전경판를 거쳐 보이스로 이송되어 연선되는 과정에서 발생될 수 있는 소선의 단선이나 빠짐등을 감지할 수 있도록 회전경판과 보이스의 사이에 광센서를 장착하여 단위시간당 소선의 수를 감지하도록 하므로써 소선의 단선시 자동으로 연선기를 정시시켜 불량 스틸코드의 발생을 방지할 수 있도록 한 스틸코드 연선기의 단선 검출 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 타이어나 콘베이어 벨트등과 같은 고무제품 보강용으로 사용되고 있는 여러 종류의 보강재중에서 스틸코드(Steel cord)는 강도, 모듈러스, 내열성 및 내피로성등에 있어서 여타의 고무보강용 재료에 비해서 월등히 우수한 특성을 나타내는 것으로 알려져 있으며, 이에 기인하여 특히 타이어 보강재로서 카카스나 벨트층에 사용되는 경우 내마모성, 내구성 및 조정 안정성 향상에 크게 기여하게 된다.

이와같은 스틸코드는 탄소강으로 이루어지고 고무와의 접착성과 내식성 및 신선성 향상을 위해 표면에 황동도금층이 피복된 다수의 금속소선 와이어가 일정한 꼬임피치와 꼬임방향을 유지한 가운데 서로 꼬여진 구조를 취하고 있다.

한편, 스틸코드는 이를 구성하는 소선의 가닥수 및 꼬임을 구성하는 스트랜드의 층수등에 따라 다양한 구조의 층으로 이루어진 다층연 구조를 이루며, 이 다층연 구조는 3+9×0.22+1 이나 3+9+15×0.175+1등의 여러 가지 소선과 스트랜드의 조합으로 형성되어 다수의 생산공정을 거쳐 제작된다.

이러한, 스틸코드의 제작 과정중에 일반적인 최종 공정은 연선기중의 회전경판를 통해 보이스를 통과하는 과정에서 최종의 코드 꼬임이 이루어지게 되며, 종래의 3+9×0.22+1 구조의 스틸코드 제작에 사용되는 연선기를 도시하고 있는 아래의 도면을 참조하여 연선기의 전반적인 구조 및 연선과정을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.

도1은 종래 스틸코드 연선기의 단선 검출장치의 대략적인 구조도이고, 도2는 종래 스틸코드 연선기의 사시도이다.

도시된 바와같이, 종래의 스틸코드 연선기는 하연코드 공급보빈(1)에서 풀려나오는 3×0.22㎜의 하연코드(1a) 및 다수개의 소선 공급보빈(2)으로부터 인출되는 소선(2a)이 각각 안내되는 가이드경판과, 가이드경판(3)를 통과한 각각의 소선(2a)이 한 곳으로 모이도록 고속 회전하는 회전경판(4)과, 회전경판(4)의 회전에 의해서 콘형으로 회전하는 소선(2a)이 그 내부를 통과하는 과정에서 꼬임이 이루어지도록 하는 보이스(5)와, 보이스(5)를 통과한 스틸코드(6)에 토션을 부여하는 오버트위스트(over twister)(7)와, 오버트위스트(7)을 빠져나온 스틸코드(6)가 권취되는 권취스풀(8)로 구성되어 있다.

이때, 상기 하연코드 공급보빈(1)으로부터 풀려나온 하연코드(1a)와 소선 공급보빈(2)에서 인출된 각각의 소선(2a)은 가이드경판(3)에 의해서 회전경판(4)로 안내되며, 회전경판(4)의 고속 회전으로 인하여 서로간에 연합이 이루어진다.

이와 같이 서로 연합된 소선(1a)(2a)는 작은 지름의 관(管)이 형성된 보이스(5)를 통과하는 과정에서 일정한 피치와 꼬임방향을 갖는 스틸코드(6)로 되어 권취기의 스풀(8)상에 권취가 이루어지게 된다.

상기와 같이 여러 가닥의 소선 와이어 또는 소선 스트랜드(2a)는 회전경판(4)의 회전 및 공급되는 소선(2a)의 이동을 위해서 가해지는 장력과 이동경로의 전환중에 가해지는 마찰력 및 소선 자체의 결함등에 의한 요인에 의해서 일부 소선(2a)의 단선이나 빠짐등이 발생하는 경우가 있다.

이러한, 소선(2a)의 단선이 발생한 상태로 회전경판(4)를 거쳐 스틸코드(6)가 제조되면 스틸코드(6)의 형태불량으로 인하여 스풀(8)에 권취되어 있는 이전의 스틸코드(6)까지 폐기처분해야 하는 손실이 발생하게 된다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 종래 스틸코드 연선기의 구조에 있어서, 가이드경판과 회전경판(4) 사이에 각 소선(1a)(2a)들이 연합하여 스틸코드(6)로 형성되는 부위, 즉 소선(2a)들이 한 곳으로 집중되는 부분에 어스부재(9)를 개재시켜 소선의 단선이 감지하도록 하는 구조로 이루어진다.

상기 어스부재(9)는 일반적으로 전기적 접속이 이루어진 동판을 사용하며 반원형으로 구성되어 원뿔 형태를 이루어 회전하는 소선(2a)의 하부를 감싸는 형태로 설치된다.

이와 같은 구조로 설치된 어스부재(9)는 그 상부에서 회전하는 소선(2a)들중에 최소한 한가닥 이상의 소선(2a)이 단선이 되면 회전경판(4)를 따라 회전하는 중에 동판 어스부재(9)상으로 단선된 소선의 접속이 이루어져서 작업자에게 소선(2a)의 단선상태를 경보하게 된다.

그러나, 소선(2a)이 공급될 때부터 소선 공급보빈(2)으로부터 소선(2a)이 빠져서 회전경판(4)의 회전에 의한 스틸코드(6)가 형성될 때에는 동판 어스부재(9)에 접촉하는 소선(2a)이 발견되지 않기 때문에 스틸코드(6)의 구조불량을 감지해 내기가 용이하지 않은 단점이 있다.

한편, 상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 소선(2a)의 수를 세기 위한 단위장 카운터 시스템을 고려하였으나 상기 단위장 카운터 시스템은 자력을 이용한 감지 시스템으로 어느 정도 피감지 물체의 감지 면적을 필요로 하게 된다.

이에 따라, 가는 소선(2a)들이 회전경판(4)를 통해서 고속으로 회전하고 있는 종래의 스틸코드 연선기에는 각 소선(2a)들이 자장을 일으킬 수 있는 그 단위면적이 매우 작기 때문에 상기 단위장 카운터 시스템을 적용하기에는 곤란한 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래 스틸코드 연선기의 단선검출 과정에서 지적되고 있는 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 소선 공급보빈에서 소선이 인출되어 가이드경판과 회전경판를 거쳐 보이스를 통과하는 과정에서 각각의 소선이 연합하여 코드를 이루는 지점, 즉 회전경판과 보이스의 사이에화이버(fiber) 광센서를 장착함과 아울러 연선기의 고속회전중에 외층연 소선의 가닥수를 감지하여 카운터의 디스플레이상에 표시되도록 하므로써 소선 가닥수의 부족시에 기계의 작동을 중지시키거나 작업자에게 스틸코드의 구조불량을 알릴 수 있도록 한 스틸코드 연선기의 단선 검출장치를 제공함에 목적을 두고 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 각각의 소선이 가이드경판과 회전경판를 거치는 과정에서 소선에 가해지는 장력이나 마찰력에 의한 단선등이 동판 어스부재에 의해서 일차적으로 감지되고 소선 공급보빈으로부터 소선이 빠진 상태로 스틸코드가 형성될 때에는 광센서에 의한 소선의 가닥수를 이차적으로 감지하므로써 스풀에 권취되는 스틸코드의 구조불량을 방지할 수 있도록 한 스틸코드 연선기의 단선 검출장치를 제공함에 있다.

도1은 종래 스틸코드 연선기의 단선 검출장치의 개략 구조도.

도2는 종래 스틸코드 연선기의 사시도.

도3은 본 발명 스틸코드 연선기의 단선 검출장치를 보인 개략 구조도.

도4는 본 발명 스틸코드 연선기의 단선 검출장치를 보인 사시도.

((도면의 주요부분에 대한 부호의 설명))

11. 하연코드 공급보빈 12. 소선 공급보빈

12a. 소선 13. 가이드경판

14. 회전경판 15. 동판 어스부재

16. 보이스 17. 오버 트위스트

18. 권취스풀 19. 스틸코드

20. 광센서 21. 카운터

21a. 디스플레이 22b. 경고등

본 발명의 상기 목적은 다수개의 소선 공급보빈으로부터 인출되는 각각의 소선을 안내하는 가이드경판과 고속회전에 의해서 연선을 이루도록 하는 회전경판 사이에 위치한 동판 어스부재가 장착되고, 상기 회전경판과 보이스 사이의 회전경판의 회전에 따라 소선이 고속으로 회전하여 스틸코드 구조가 이루어지는 위치에 소선의 가닥수를 감지할 수 있는 광센서가 설치된 구조에 의해서 달성된다.

이때, 상기 광센서는 회전경판를 지나 보이스를 통과하는 과정에서 원뿔 형태로 고속 회전하는 소선들과 근접한 위치에 설치되어 소선의 수를 카운터하도록 구성되며, 연선 장치 외측에는 상기 광센서와 전기적으로 접속되어 연결된 카운터가 설치되어 디스플레이상에 광센서로부터 감지된 신호를 계수화하여 표시되도록 한 구조로 이루어져 있다.

그리고, 본 발명 스틸코드 연선기의 단선 검출장치에 장착되는 광센서는 매우 작은 점의 고속 이동도 검출해 낼 수 있는 화이버(fiber) 광센서를 사용하므로써 연선기가 분당 2000 RPM 이상의 고속으로 회전할 때도 정밀한 카운팅이 가능하도록 구성된다.

본 발명의 기술적 특징은 회전경판에 의해서 고속 회전하는 다수의 소선과 근접한 위치에 화이버 광센서를 장착하므로써 소선의 정밀한 카운팅이 가능하도록 함과 아울러 종래의 동판 어스부재로 감지해내지 못하는 공급보빈으로부터 소선의 빠짐등에 의한 스틸코드의 구조불량을 차단할 수 있는 데 있다.

본 발명의 상기 스틸코드 연선기의 단선 검출장치에 대한 구체적인 구성 및 그에 따른 작용효과에 대한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도3은 본 발명 스틸코드 연선기의 단선 검출장치를 보인 대략적인 구조도이고, 도4는 본 발명 스틸코드 연선기의 단선 검출장치에 대한 사시도이다.

도시된 바와같이, 본 발명 스틸코드 연선기의 단선 검출장치(10)는 하연코드 공급보빈(11)에서 풀려 나오는 하연코드(11a) 및 다수개의 소선 공급보빈(12)으로부터 인출되는 각각의 소선(12a)을 안내하는 가이드경판(13)과, 가이드경판(13)에 의해서 안내된 소선(12a)의 연합이 이루어지도록 고속 회전하는 회전경판(14)과, 상기 가이드경판(13)과 회전경판(14)의 사이의 소선(12a) 이동경로 외측에 장착되는 어스부재(15)와, 상기 회전경판(14)을 빠져나오는 소선(12a)들의 꼬임이 이루어지도록 하는 보이스(16)와, 상기 회전경판(14)과 보이스(16) 사이의 소선(12a) 이동경로 외측에 설치되어 콘형으로 회전하면서 이동하는 소선(12a)의 가닥수를 검출해내는 광센서(20)와, 광센서(20)로부터 감지신호를 입력받아 소선(12a)의 가닥수를 디스플레이(21a)상에 숫자로 표시하는 카운터(21)로 이루어져 있다.

상기 도3과 도4의 미설명 부호로서, 17은 오버 트위스트(Over twister)이고, 18은 스틸코드 권취스풀이다.

상기 회전경판(14)는 분당 2000 RPM 이상의 빠른 속도로 회전하고 가이드경판(13)에 의해서 안내된 각각의 소선(12a)들은 회전경판(14)의 회전에 따라 원뿔 형태를 이루며 서로간의 연합이 이루어지게 된다.

이때, 상기의 연합된 소선(12a)들은 회전경판(14) 전방의 보이스(15)를 통과하며 일정한 꼬임과 피치를 이루는 스틸코드(19)를 이루게 된다.

그리고, 상기 가이드경판(13)과 회전경판(14)의 사이에는 소선(12a) 이동경로상의 하부를 감싸며 반원형 상태로 형성된 동판 어스부재(15)가 설치되어 단선된 소선에 의한 전기적 접속으로 일차적인 소선(12a)의 단선이 검출되도록 한 구조로 이루어져 있다.

한편, 상기 스틸코드 연선기(10)의 가동중에 소선(12a)의 단선이 이루어지게 되면 동판 어스부재(15)에 접촉하게 되어 육안 및 전기적 신호에 의해서 쉽게 단선 여부를 판별할 수 있지만, 소선 공급보빈(2)에서 적어도 한가닥 이상의 소선(2a)이 빠진채로 회전경판(14)에 의한 꼬임이 이루어지게 될 때에는 작업자의 육안으로는소선(12a)의 빠짐을 식별할 수가 없다.

이에 따라, 본 발명에서는 가이드경판(13)과 회전경판(14)의 사이에 위치한 동판 어스부재(15)에 의한 일차적인 소선(12a)의 단선 여부를 판별할 수 있음과 아울러 각 소선(12a)들이 보이스(16)를 통과하기 직전의 위치에 광센서(20)를 부착하여 이차적으로 코드(19) 외층연을 이루는 소선(12a)의 수를 정밀하게 카운팅할 수 있는 구조로 이루어져 있다.

상기 화이버(fiber) 광센서(20)는 고속으로 회전하고 있는 소선(12a)의 회전방향과 직각을 이루어 설치되며 연선장치의 지지판상에 고정된 사각 절편(20a)에 좌우 또는 상하로 움직이지 않도록 확실한 고정을 이루고 있다.

상기와 같이 설치된 화이버 광센서는 연선 기계의 회전비(RPM)와 소선의 가닥수를 계수화하여 단위시간당(min) 소선의 수를 감지하므로서 매우 작은 점의 고속 이동도 정확하게 감지해 낼 수 있는 구조로 이루어져 있다.

이와 같은 구조로 이루어진 본 발명 스틸코드 연선기의 단선 검출장치는 동판 어스부재(15)와 화이버 광센서(20)를 이용한 정밀 카운팅 장치로 소선(12a)의 단선을 이중으로 감시함에 따라 소선(12a)의 빠짐으로 인한 스틸코드(19)의 구조불량을 미연에 방지할 수 있도록 한 데에 특징이 있다.

예를 들어, 본 발명의 광센서가 부착된 연선 장치를 이용하여 3+9+15×0.175+1의 구조를 가지는 스틸코드를 생산하고자 할 때 총 15가닥의 소선(12a)이 스틸코드(19)의 최외층연을 이루며 꼬임이 이루어지게 된다.

이때, 종래의 경우에는 빠른 속도로 이동하는 소선(12a)의 단선을 동판 어스부재(15)에 의해서만 확인할 수 밖에 없기 때문에 최종적인 스틸코드(19)의 구조불량은 스풀(18)에 감겨있는 스틸코드 제품의 구조를 살펴본 후에 최종적인 불량 여부를 판단할 수 밖에 없었으나, 본 발명에서는 미리 정하여진 연선기(10)의 회전비(RPM)에 소선(12a)의 가닥수를 곱한 수, 즉 실제 소선(12a)들의 분당 회전수를 감지하여 화이버 광센서(20)에 전기적으로 접속되어 있는 카운터(21)의 디스플레이(21a)상에 숫자로 표시하므로써 불량 스틸코드를 분(min)마다 체크하도록 하여 실시간으로 스틸코드(19)의 구조불량을 감지할 수 있는 구조로 이루어진다.

일예로, 상기 3+9+15×0.175+1의 구조를 가진 스틸코드는 최외층연의 소선(12a)의 수가 15가닥으로 구성되며, 본 발명의 연선기에서는 연선장치의 회전수(2000 RPM)에 감지된 소선(12a)의 수(15가닥)를 계수화하여 분당 30,000(2000RPM ×15 = 30000)이라는 숫자를 카운터(21)의 디스플레이(21a)상에 표시하도록 구성된다.

이때, 상기 소선(12a)의 한 가닥 단선이나 소선 공급보빈(12)으로부터의 소선(12a)의 빠짐이 발생했을 때에는 분당 소선(12a)의 수를 28,000(2000RPM ×14 = 28000)으로 카운팅하므로써 카운터(21)의 경고등(21b)을 점등시켜 작업자에게 소선(12a)의 단선을 알림과 동시에 자동으로 연선장치(10)의 스틸코드(19) 생산을 정지시키게 된다.

이상에서 살펴본 바와같이, 본 발명 스틸코드 연선기의 단선 검출장치에서는가이드경판과 회전경판의 사이에 위치한 동판 어스부재에 의해서 일차적인 단선의 검출이 이루어지도록 하고, 회전경판의 회전에 의해서 고속으로 회전하는 각각의 소선들을 정밀 카운팅할 수 있도록 화이버 광센서를 소선과 근접한 위치에 장착하여 전기적으로 접속된 카운터의 디스플레이상에 소선의 가닥수를 숫자로 표시하므로써 소선의 빠짐등으로 인한 스틸코드의 구조불량을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명 스틸코드 연선기의 단선 검출장치는 소선의 단선이나 빠짐등으로 인한 스틸코드의 구조불량을 광센서에 의하여 소선의 카운팅 숫자를 알아보기 쉽도록 디스플레이상에 나타내도록 함과 아울러 단선등으로 인한 소선의 카운팅 부족시 자동으로 연선장치의 작동이 정지되도록 하여 구조불량의 스틸코드가 스풀상에 권취되지 않도록 하는 이점이 있다.

따라서, 본 발명의 연선 장치는 종래에 작업자가 일일이 소선의 단선을 체크해야 하는 번거로움을 해소할 뿐만 아니라 한 명의 작업자가 여러 대의 연선장치를 관리할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

Claims (4)

1. 다수개의 소선 공급보빈(12)으로부터 인출되는 각각의 소선(12a)을 안내하는 가이드경판(13)과 고속회전에 의해서 소선(12a)의 연합이 이루어지도록 하는 회전경판(14)의 사이에 동판 어스부재(15)가 장착되고, 상기 회전경판(14)과 보이스(16) 사이의 고속회전하는 소선(12a)들과 근접한 위치에 광센서(20)가 장착되며 상기 광센서(20)의 일측에 광센서(20)로부터 감지신호를 입력받아 소선(12a)의 가닥수를 디스플레이(21a)상에 숫자로 표시하는 카운터(21)로 이루어진 것을 특징으로 하는 스틸코드 연선기의 단선 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 광센서(20)는 작은 점의 고속이동도 원활하게 검출해낼 수 있는 화이버(fiber) 광센서인 것을 특징으로 하는 스틸코드 연선기의 단선 검출장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 카운터(21)의 디스플레이(21a)상에 표시되는 소선 가닥수의 부족시 점등되도록 하는 경고등(21b)이 부착된 것을 특징으로 하는 스틸코드 연선기의 단선 검출장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 카운터(21)의 디스플레이(21a)상에 표시된 숫자에 의해서 소선(12a)의 단선으로 판명된 경우에 연선기(10) 구동부로 정지신호를 보내 연선 장치의 가동이 중단되도록 한 것을 특징으로 하는 스틸코드 연선기의 단선 검출장치.