KR100718301B1 - 인발 금속 와이어용 선재(線材)를 기계적으로 세척하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 선재(線材)(2)를 중심으로 회전할 수 있고, 선재(2)의 둘레에 1층 이상으로 감긴, 예를 들어, 강모와 같은 연마재(5)를 지지하고, 연마재(5)를 압박하여, 연마재(5)가 선재(2)를 따라 빠지는 것을 방지하도록 연마재(5)를 보유하는 조오(jaw)(4a, 4b)를 구비한 적어도 하나의 프레스(3)와; 다수의 쌍으로 정연하게 결합된 다수의 부동(浮動) 판(8)으로 이루어져, 각 쌍의 부동 판(8)이 상기 조오(4a, 4b)의 상호 작용에 자율적으로 기여하는 작동 부재(6a, 6b); 상기 조오(4a, 4b)들의 개방을 변경할 수 있는 작동 부재 구동 수단(7); 및 상기 선재(2)에 대하여 횡방향으로의 각 쌍의 부동 판(8)의 상대적 미끄럼 이동을 동기화하여, 상기 부동 판(8)들을 서로 반대방향으로 동일하게 변위시킬 수 있는 동기화 수단(10)을 포함하는, 인발 금속 와이어용 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치를 제공한다.

인발, 금속 와이어, 선재, 연마재

Description

인발 금속 와이어용 선재(線材)를 기계적으로 세척하기 위한 장치{Device for mechanically cleaning wire rod for drawn metal wires}

도 1은 일부를 제거하여 다른 부분을 더욱 명료하게 볼 수 있게 한, 본 발명에 따른 장치의 정면도.

도 2는 비작동 상태를 나타내는, 도 1의 II-II선을 따라 취한 단면도.

도 3은 작동 상태를 나타내는, 도 2와 유사한 도면.

도 4는 도 1의 IV-IV선을 따라 취한 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 장치의 일부 구조의 세부를 나타내는 도면.

도 6은 본 발명의 다른 구성 예를 나타내는, 도 2 및 도 3과 유사한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2: 선재 3: 프레스

삭제

4a, 4b: 조오 6a, 6b: 작동 부재

7: 작동 부재 구동 수단 8: 부동(浮動) 판

9: 지지체 20: 모터

본 발명은 인발 금속 와이어의 제조 공정에 사용되는 선재(線材)(wire rod)를 기계적으로 세척하기 위한 장치에 관한 것이다.

용어 "선재"는, 길고 둥근 단면을 가지며, 인발(drawing)로 알려진 기술적 공정 중의 점진적인 단면 감소에 의해 와이어 형태로 축소되는 반가공 야금 제품을 나타내는 의미로 사용된다.

선재는 열간 가공에 의해 제조되고, 통상은 산화물, 수산화물 및 칼라민(calamine)으로 덮여 있으며, 이러한 피복물은 실제의 인발 작업을 개시하기 전에 제거되어야 한다. 이러한 피복물 제거 작업이 수행되지 않으면, 불량한 품질의 와이어가 얻어질 수 있고, 인발을 행하는 다이(die)가 급속하게 마모될 수 있고, 전체 제조 공정 속도가 상당히 제한될 수 있다. 인발을 위해 선재를 준비하는 공지의 작동 방법은 화학적 공정 또는 기계적 공정의 사용을 기초로 한다. 화학적 공정의 사용은 높은 수준의 세척 품질을 보장할 수 있지만, 관리 및 플랜트 가동 비용의 증가가 초래되고, 심각한 환경 오염 문제가 발생될 수 있다. 오늘날에는, 선재의 열등한 세척 품질을 초래하지만, 플랜트 관리 및 가동 비용이 낮고 환경을 덜 해치기 때문에, 기계적 공정의 사용이 바람직하다.

선재의 둘레에 감겨진 강모(steel wool) 또는 다른 유형의 연마재를 지지하는 동시에, 이 연마재를 선재에 대하여 압박하는 조오(jaw)를 구비하는 프레스의 사용을 포함하는, 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치가 공지되어 있고, 본 출원인 명의의 선행 특허의 주제를 형성하고 있다. 선재가 조오들 사이에서 전진할 때, 강모가 선재를 덮고 있는 산화물 입자를 제거하지만, 조오가 강모를 일정한 상태로 보유하여 공간의 점진적인 감소로 마모를 보상하기 때문에 강모가 선재를 따라 빠지지 않는다.

또한, 분말상 윤활제를 정착하는 것으로 이루어지는 후속 작업을 좋게 하기 위해, 기계적 세척 중에, 강모를 사용하여 금속 입자를 제거하면서 선재의 표면을 준비시키는 것도 유용하다. 그러나, 필요한 경우, 선재의 화학적 조성, 반가공 제품의 공급 조건, 윤활제 유형, 및 인발 속도와 같은 가변적인 파라미터에 의존하여 윤활제를 보유하도록 선재의 특성을 변경할 수 있는 것이 유용하고, 특히, 길이방향 연장부를 변경하지 않고 선재의 표면에 형성된 결각(缺刻)부의 길이를 증가시킴으로써 상기 선재 특성을 최대로 하는 것이 유리할 수도 있다.

상기의 과제는 선재에 대하여 강모를 붙잡는 조오가 선재 둘레에서 가변 속도로 회전하여 선재의 표면에 나선 홈을 형성할 수 있는 장치에 의해 달성되었다. 선재의 공급 속도가 일정하면, 상기 홈들은 조오의 회전 속도에 반비례하는 간격을 가진다. 따라서, 조오의 회전 속도를 조절하여, 윤활제를 보유하는 선재의 성향을 효과적으로 조절할 수 있다. 그러나, 이 장치의 사용은 해결하기 어려운 단점을 나타냈다. 특히, 조오의 획일적인 구조에 의해, 불균일한 성질의 헐거운 재료로 형성된 강모와의 불규칙한 접촉면이 형성되어, 장치의 축선에 따른 구역에서만 효율적인 압력이 발생된다. 기계적인 균형의 필요성으로 인하여, 조오의 축방향 연장부를 따라 중간 지점에서 위치한 조오 동기화 수단을 사용하게 되고, 이는 강모가 선재에 대하여 연마 작용을 발휘하는 구역을 부분적으로 차단한다. 마지막으로, 조오의 회전으로 인하여, 선재의 비틀어짐이 발생할 수 있고, 이것은 장치의 작동의 점에서 부정적인 영향을 초래한다. 따라서, 예를 들어, 장치의 회전 속도의 감소 또는 축방향, 즉, 선재 공급 방향에 평행한 방향으로의 장치의 치수의 축소가 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 단점들을 해결하는데 있다.

본 발명에 따라, 이 목적은, 특허청구범위의 청구항 제1항의 전제부에 기재된 타입의 인발 금속 와이어용 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치로서, 선재에 대하여 강모 또는 다른 유형의 연마재를 붙잡는 조오가, 인접하고 독립적인 쌍들의 부동(浮動) 판으로 이루어진 작동 부재에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 인발 금속 와이어용 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치에 의해 달성된다.

본 발명에 의해 얻어지는 주된 이점은, 조오에 의해 연마재에 가해지는 압력이 축방향을 따라 균일하게 분포되므로 장치의 효율이 최적화된다는 것이다. 또한, 강모가 선재를 문지르는 구역을 차단함이 없이 각 쌍의 부동 판에 독립적인 기계적 균형이 달성될 수 있다. 또한, 부동 판들의 상호 독립성이 일체식 장치의 타성을 바꾸기 때문에, 부동 판의 구조가 경량화될 수 있다. 또한, 이와 같이 형성된 조오의 모듈성(modularity) 때문에, 가장 광범위하게 변화하는 요건을 만족시키는 치수를 가지는 장치를 제공할 수 있으므로, 모두 동일한 부동 판들로 이루어지는 창고 비축품을 최소로 유지할 수 있다. 마지막으로, 중요한 이점은, 이전의 공지된 장치와 비교되는 동일한 치수에서, 조오가 서로 반대방향으로 회전하는 2쌍의 회전판으로 구성될 수 있다는 것이다. 그리하여, 선재의 비틀림이 보상되고, 선재의 표면에는 이중 나선이 에칭되어, 윤활제를 보유하는 성향이 양호하게 되므로 세척 품질이 향상된다.

상기 목적에 따른 본 발명의 특징들은 특허청구범위로부터 명백하게 결정될 수 있고, 그의 이점은 첨부 도면을 참조하여 단지 실시예로서만 본 발명을 예시하는 하기의 상세한 설명에서 더욱 명백하게 나타날 것이다.

첨부 도면은 인발 금속 와이어용 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명의 장치(1)는, 본질적으로는 케이싱(18)에 의해 형성되는 적어도 하나의 프레스(3)를 포함하고, 케이싱(18)의 내측에는, 중공(中空)의 원통체(14)가 회전 가능하게 설치되어 있다. 원통체(14)는 그의 양 단부에서 회전 지지체(19)에 의해 케이싱(18)과 상호 작용한다. 또한, 원통체(14)에는 작동 부재(6a, 6b)가 장착되어 있고, 이들 작동 부재(6a, 6b)는 선재(2)를 붙잡기 위한 조오(jaw)(4a, 4b)를 한정하고 지지한다. 선재(2)는 조오(4a, 4b)의 개방을 변경하기 위해 작동 부재(6a, 6b)를 구동시키는 수단(작동 부재 구동 수단)(7)에 의해 원통체(14)와 함께 회전할 수 있다.

선재(2)는 본 발명의 장치(1)의 하류측에 위치한 인발 장치 쪽으로, 원통체(14)의 축선과 일치하는 방향(선재 공급 방향(2a))으로 직선 이동으로 자유롭게 전진한다. 조오(4a, 4b)는, 선재(2)의 둘레에 한 층 또는 그 이상의 층으로 감겨진, 예를 들어, 강모(steel wool)와 같은 연마재(5)를 공지의 방식으로 지지하고, 이 연마재를 선재에 대하여 압박하면서, 선재(2)가 조오(4a, 4b)들 사이에서 전진할 때 연마재가 빠지는 것을 방지하도록 연마재를 유지시킨다.

작동 부재(6a, 6b)는 다수의 부동(浮動) 판(8)을 포함하고, 이들 부동 판은 정연하고 순차적인 방식으로 다수의 쌍으로 함께 결합되어 있다. 조오(4a, 4b)와 연마재(5)의 상호 작용에 자율적으로 기여하도록 각 쌍의 부동 판(8)은 인접한 쌍의 부동 판(8)으로부터 분리되어 있다.

강모 또는 어떤 경우에는 다른 재료가 선재(2)의 둘레에 수동으로 감기는 느슨한 재료로 이루어져 있으므로, 그 재료의 표면적 및 밀도는 상당히 불규칙하고 선재 공급 방향(2a)으로 가변적이다. 작동 부재(6a, 6b)가 여러 쌍의 부동 판(8)으로 분할되어 있으므로, 조오(4a, 4b)의 표면은 연마재(5)의 불규칙한 표면에 적응될 수 있고, 이렇게 하여, 접촉 표면적이 증가하고, 축 방향으로 압력의 균일한 분포가 보장되고, 연마재(5) 및 선재(2)에 대한 조오(4a, 4b)의 보다 효율적인 작용이 달성된다.

모두 서로 동일한 부동 판(8)들은 개구부(16)를 가지고 있고, 이 개구부(16)의 엣지(edge)가 조오(4a, 4b)를 한정하며, 부동 판(8)은 연마재(5)가 차지하는 구역의 경계를 정하는 V자형의 작동면(8a)을 가지는 폐쇄된 고리 형태를 가진다. 연마재(5)는 축 방향으로 반드시 일정할 필요가 없는 치수를 가진다.

부동 판(8)은, 원통체(14)에 형성되고 방사상 방향으로 배향된 프리즘 형상의 가이드(15)를 따라 자유롭게 이동한다. 이 장치(1)의 작동 중에, 작동 부재(6a, 6b)를 구동시키는 수단(작동 부재 구동 수단)(7)이 부동 판(8)들에 동일한 우력(偶力)을 서로 반대방향으로 가하므로, 도 3에 도시된 바와 같이, 전체로서 보면 프레스(3)의 조오(4a, 4b)들의 상호 침투를 관찰할 수 있다.

여기에 도시된 실시예에서, 작동 부재 구동 수단(7)은 모터(20)와 구동 밸트(21)를 포함한다. 구동 밸트(21)는 모터(20)와 프레스(3)의 원통체(14)와의 사이에 위치하고, 동일 쌍의 부동 판(8)들에 서로 반대방향으로 원심력을 부여하는 회전을 부동 판(8)들에 전달한다. 이 원심력은 한 쌍의 부동 판(8)을 서로 멀어지게 이동시킴으로써, 선재(2)의 둘레에 감겨진 연마재(5)를 붙잡는 조오(4a, 4b)들의 개방을 감소시킨다.

바람직한 실시예에서는, 본 발명의 장치(1)는 선재(2)에 대하여 횡방향으로의 각 쌍의 부동 판(8)의 상대적 미끄럼 이동을 동기화(synchronization)하는 수단(동기화 수단)(10)을 포함하고 있다. 이 동기화 수단(10)은 서로 반대방향으로의 부동 판(8)들의 동일한 변위를 일으킬 수 있다. 이 동기화 수단(10)은 적어도 하나의 기어 휠(10a)을 포함하고, 이 기어 휠(10a)은 이 기어 휠(10a)과 맞물리도록 래크 형상으로 되어 있는 표면(8c)을 따라 부동 판(8)과 상호 작용한다. 단일의 기어 휠(10a)만으로도 부동 판(8)들의 동기화를 보장하는데 충분하지만, 도시된 실시예에서는 2개의 기어 휠(10a, 10b)을 사용한다. 이들 기어 휠(10a, 10b)은 부동 판(8)의 래크 형상 표면(8c)과 상호 작용하고, 장치(1)를 기구적으로 균형시키도록 선재(2)에 대하여 대칭으로 배치되어 있다. 또한, 단일의 고정된 지지체(9)가 일련의 기어 휠(10a 또는 10b)들을 정렬시켜 유지한다.

이 장치(1)의 작동을 준비하기 위해서는, 먼저, 연마재(5)를 프레스(3)의 조오(4a, 4b)들 사이에서 선재(2) 둘레에 1층 하나 이상으로 수동으로 감는다. 모터(20)기 작동하지 않는 상태에서는, 각 쌍의 부동 판(8)이 원통체(14)의 가이드(15)를 따라 자유롭게 부동(浮動)할 수 있지만, 모터(20)를 작동되면, 구동 뱉트(21)가 원통체(14)를 회전시키고, 또한, 부동 판(8)에 의해 형성된 작동 부재(6a, 6b)를 회전시킨다. 이렇게 하여 발생된 원심력에 의해, 각 쌍의 부동 판(8)이 가이드(15)를 따라 서로 반대방향으로 변위되어, 조오(4a, 4b)들이 연마재(5)를 더욱 단단히 붙잡게 된다. 선재(2) 둘레의 연마재(5)의 불균일한 분포와 한 쌍의 부동 판(8)의 상호 독립성에 의해, 연마재와 부동 판이 여러 가지 방식으로 상호 작용하고, 따라서, 조오(4a, 4b)들이 내측에서 불규칙한 형상을 가지게 된다. 바꿔 말하면, 가이드(15)상에서의 변위 및 연마재(5)의 붙잡음(gripping)은 모든 쌍의 부동 판(8)에 대하여 반드시 동일한 것은 아니다.

한편, 선재(2)는 프레스(3)의 축선의 방향으로 전진하므로, 선재(2)에 대한 연마재(5)의 접선 작용 및 압력(축선을 따라 실질적으로 일정한)에 의해, 산화물이 제거되고, 그 아래의 표면이 에칭되어 나선 결각(缺刻)부를 형성한다.

도 6에 도시된 실시예에서는, 제1 프레스에 대하여 반대방향으로 회전하는 제2 프레스(3a)를 사용하여, 선재(2)의 비틀림(twisting)을 보상하고 선재의 표면에 이중 나선을 에칭한다. 이 나선은 후에 윤활제를 더욱 잘 보유하게 한다. 마찬가지로, 도시된 장치(1)는 직렬로 배치되어 양 방향으로 교호로 회전하는 한 세트의 프레스(3)를 사용할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 조오에 의해 연마재에 가해지는 압력이 축방향을 따라 균일하게 분포되므로 장치의 효율이 최적화된다는 것이다. 또한, 강모가 선재를 문지르는 구역을 차단함이 없이 각 쌍의 부동 판에 독립적인 기계적 균형이 달성될 수 있다. 또한, 부동 판들의 상호 독립성이 일체식 장치의 타성을 바꾸기 때문에, 부동 판의 구조가 경량화될 수 있다. 또한, 이와 같이 형성된 조오의 모듈성 때문에, 가장 광범위하게 변화하는 요건을 만족시키는 치수를 가지는 장치를 제공할 수 있으므로, 모두 동일한 부동 판들로 이루어지는 창고 비축품을 최소로 유지할 수 있다. 마지막으로, 중요한 이점은, 이전의 공지된 장치와 비교되는 동일한 치수에서, 조오가 서로 반대방향으로 회전하는 2쌍의 회전판으로 구성될 수 있다는 것이다. 그리하여, 선재의 비틀림이 보상되고, 선재의 표면에는 이중 나선이 에칭되어, 윤활제를 보유하는 성향이 양호하게 되므로 세척 품질이 향상된다.

이와 같이 설명한 본 발명은 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 여러가지로 변경 및 변형될 수 있다. 또한, 상기에서 설명한 모든 사항들이 기술적으로 균등한 요소로 치환될 수 있다. 실제적으로, 하기의 특허청구범위에 속하는 모든 변형 및/또는 개선이 가능함을 명백히 알 수 있다.

Claims (10)

1. 인발 금속 와이어용 선재(線材)를 기계적으로 세척하기 위한 장치로서, 선재(2)를 중심으로 회전할 수 있고, 선재(2)의 둘레에 1층 이상으로 감긴 연마재(5)를 지지하여, 선재(2)가 전진할 때 선재(2)에 대하여 연마재(5)를 압박하고 연마재(5)가 선재(2)를 따라 빠지는 것을 방지하도록 연마재(5)를 보유하는 조오(jaw)(4a, 4b)를 구비한 적어도 하나의 프레스(3)와; 상기 조오(4a, 4b)를 지지하고, 선재(2)에 대하여 횡방향으로 미끄럼 가능하게 안내되는 작동 부재(6a, 6b); 및 상기 조오(4a, 4b)들의 개방을 변경할 수 있는 작동 부재 구동 수단(7)을 포함하는, 인발 금속 와이어용 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치에 있어서,

   상기 작동 부재(6a, 6b)는 다수의 부동(浮動) 판(8)을 포함하고, 이들 부동 판(8)은 다수의 쌍으로 정연하게 결합되어, 각 쌍의 부동 판(8)이 상기 조오(4a, 4b)의 상호 작용에 자율적으로 기여하도록 한 것을 특징으로 하는, 인발 금속 와이어용 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 조오(4a, 4b)는 상기 프레스(3)를 통과하는 상기 선재(2)을 둘러싸도록 구성된 작동면(8a)을 가지는 것을 특징으로 하는, 인발 금속 와이어용 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 작동 부재 구동 수단(7)은 상기 부동 판(8)들에 동일한 우력(偶力)을 서로 반대방향으로 가하는 것을 특징으로 하는, 인발 금속 와이어용 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 작동 부재 구동 수단(7)은 모터(20)와, 이 모터(20)와 프레스(3) 사이에 위치하는 구동 벨트(21)를 포함하고, 이들 모터와 구동 벨트가 동일 쌍의 부동 판(8)에서 서로 반대방향의 원심력을 일으키는 회전력을 상기 부동 판(8)들에 부여할 수 있는 것을 특징으로 하는, 인발 금속 와이어용 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 선재(2)에 대하여 횡방향으로의 각 쌍의 부동 판(8)의 상대적 미끄럼 이동을 동기화하여, 상기 부동 판(8)들을 서로 반대방향으로 동일하게 변위시킬 수 있는 동기화 수단(10)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인발 금속 와이어용 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 동기화 수단(10)은 상기 부동 판(8)의 래크 형상 표면(8c)과 상호 작용하는 적어도 하나의 기어 휠(10a)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인발 금속 와이어용 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 동기화 수단(10)은, 상기 부동 판(8)의 래크 형상 표면(8c)과 상호 작용하고, 상기 장치를 기구적으로 균형시키도록 상기 선재(2)에 대하여 대칭으로 배치되는 2개의 기어 휠(10a, 10b)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인발 금속 와이어용 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 각 열의 상기 기어 휠(10a, 10b)을 위한 단일의 고정된 지지체(9)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인발 금속 와이어용 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 선재(2)의 비틀림을 보상하도록 상기 프레스(3)에 대하여 반대방향으로 회전하는 적어도 하나의 제2 프레스(3a)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인발 금속 와이어용 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 양 방향으로 번갈아 회전하는 일련의 프레스(3)들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인발 금속 와이어용 선재를 기계적으로 세척하기 위한 장치.

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