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KR100418285B1 - 다중-스트랜드강철코드 - Google Patents

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KR100418285B1
KR100418285B1 KR1019960048733A KR19960048733A KR100418285B1 KR 100418285 B1 KR100418285 B1 KR 100418285B1 KR 1019960048733 A KR1019960048733 A KR 1019960048733A KR 19960048733 A KR19960048733 A KR 19960048733A KR 100418285 B1 KR100418285 B1 KR 100418285B1
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strands
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cord
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폴 쇠넹
지엘 프란스 밴
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엔.브이. 베카에르트 에스.에이.
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Abstract

본 발명은 서로 합쳐져서 꼬인 여덟 또는 그 이상의 스트랜드(12, 14)로 이루어진 강철 코드에 관한 것이다.
각각의 스트랜드는 강철 코드내에서 실질적으로 동일한 코드 꼬임 방향 및 실질적으로 동일한 코드 꼬임 피치를 가지며, 각각의 스트랜드는 서로 합쳐져서 꼬인 2 ~ 5개의 개별적인 필라멘트(16, 18)로 구성된다. 이러한 다중-스트랜드 강철 코드는 따로따로 개별적인 스트랜드를 꼬는 일없이 그 이전에 제조될 수 있다.

Description

다중-스트랜드 강철 코드
본 발명은 서로 합쳐져서 꼬인 다수의 스트랜드로 이루어진 강철 코드, 이른바 다중-스트랜드 강철 코드에 관한 것이다.
10년 내지 20년 전, 다중-스트랜드 강철 코드는 고무 타이어, 콘베이어 벨트, 전동 벨트와 같은 엘라스토머 제품을 보강하기 위한 표준 코드였다. 그러나, 다중-스트랜드 강철 코드가 반드시 필요한 분야를 제외하고는 보다 큰 필라멘트 직경을 갖는 보다 적은 수의 필라멘트로 이루어진 좀더 간단한 구조물로 다중-스트랜드 강철 코드가 대체되었는데, 이는 그것의 필라멘트가 비교적 얇고 피로 저항이 높으며 높은 파괴 하중을 갖기 때문이다. 오늘날, 다중-스트랜드 강철 코드는 여전히 비포장도로용 타이어와 같은 육중한 타이어, 콘베이어 벨트, 타이밍 벨트 및 전동 벨트를 보강하는 데 일반적으로 사용된다. 대부분의 다중-스트랜드 강철 코드는 다음과 같이 요약되는 최종 공정의 비경제적인 방법으로 제조된다 :
(a) 필라멘트 풀기, 최종 필라멘트 직경이 될 때까지 필라멘트를 습식 드로잉 및 드로잉된 필라멘트 감기 ;
(b) 드로잉된 필라멘트 풀기, 개별적인 스트랜드가 되도록 필라멘트 꼬기 및 꼬인 스트랜드 감기 ;
(c) 스트랜드 풀기, 최종 코드가 되도록 스트랜드 꼬기 및 꼬인 코드 감기.
특히, 최종 코드의 각각의 스트랜드에 대해, 예를들어 7 × 19 - 코드의 경우에 7회 실시해야만 하는 (b) 공정은 다중-스트랜드 강철 코드 제조법의 생산성 및 효율에 바람직하지 못하다.
본 발명의 목적은 각각의 스트랜드 제조시 (b) 공정을 빼고 7 × 7 - 코드, 7 × 19 - 코드, 7 × 31 - 코드와 같이 일반적으로 사용되는 다중-스트랜드 강철 코드를 대신할 수 있는 새로운 범주의 다중-스트랜드 강철 코드를 제공하는 것이다.
도 1, 2 및 3은 본 발명의 12 × n - 코드의 횡단면도이고;
도 4 는 본 발명의 19 × n - 코드의 횡단면도이고;
도 5 는 본 발명의 27 × n - 코드의 횡단면도이며;
도 6 은 본 발명의 다중 -스트랜드 코드가 제조되는 방법을 대략적으로 보여주는 대략도이다.
본 발명은 서로 합쳐져서 꼬인 여덟 또는 그 이상의 스트랜드로 이루어진 강철 코드를 제공한다. 각각의 스트랜드는 실질적으로 동일한 코드 꼬임 방향 및 실질적으로 동일한 코드 꼬임 피치를 갖는다. 각각의 상기 스트랜드는 서로 합쳐져서꼬인 2 ∼ 5개의 개별적인 필라멘트로 구성된다. 용어 "코드 꼬임 피치"란 최종 코드에서 스트랜드의 360°회전에 필요한 축의 거리를 말한다. 하기에 설명될 바와 같이, 스트랜드가 동일한 코드 꼬임 방향 및 동일한 코드 꼬임 피치를 갖는다는 사실로 다중-스트랜드 강철 코드가 경제적이고 매우 효율적인 방법으로 제조됨을 알 수 있다. 각각의 스트랜드가 코어 필라멘트를 함유하지 않고 2 ∼ 5개의 개별적인 필라멘트만으로 이루어짐으로써 각각의 스트랜드에서 코어 필라멘트의 이동에 관한 문제 없이 다중-스트랜드 강철 코드를 제조할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 모든 스트랜드의 개별적인 강철 필라멘트는 동일한 스트랜드 꼬임 방향 및 실질적으로 동일한 스트랜드 꼬임 피치를 갖는다. 용어 "스트랜드 꼬임 피치"는 최종 코드의 스트랜드에서 필라멘트의 360° 회전에 필요한 축의 거리를 말한다.
본 발명의 다중-스트랜드 강철 코드내 스트랜드의 수는 적어도 8개로서, 선행 기술 코드 구성물 7 ×7, 7 ×19, 7 ×31 에 대한 적당한 대안으로 제공하기 위하여 9, 12, 15...일 수 있다. 그러나, 바람직한 형태는 12, 19 또는 27개의 스트랜드로 구성되며, 그것은 각각 12 × n -, 19 × n -, 27 × n - 코드로 정의되는데, 여기에서 n은 각 스트랜드내 필라멘트의 수이며 2 ∼ 5 사이에서 변동된다. 12 × n - 코드는 3개의 중심 스트랜드와 9개의 바깥 스트랜드를 갖는다. 19 × n - 코드는 1개의 중심 스트랜드, 6개의 중간 스트랜드 및 12개의 바깥 스트랜드를 갖는다. 27 × n - 코드는 3개의 중심 스트랜드, 9개의 중간 스트랜드 및 15개의 바깥 스트랜드를 갖는다.
반복되는 굽힘 외력(external bending forces)의 영향으로 중심 스트랜드 또는 중심 스트랜드들이 코드 바깥으로 이동하는 것을 막기 위해, 중심 스트랜드 또는 중심 스트랜드들은 바깥 스트랜드 및/또는 중간 스트랜드의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 것이 바람직하다.
스트랜드 꼬임 방향은 코드 꼬임 방향과 일치하거나 반대일 수 있다. 하기에서 명백해지는 바와 같이, 스트랜드 꼬임 방향이 코드 꼬임 방향과 일치하는 다중-스트랜드 강철 코드는 매우 효율적인 방법으로 제조할 수 있다. 스트랜드 꼬임 피치는 코드 꼬임 피치와 일치하거나 다를 수 있다.
다중-스트랜드 강철 코드는 엘라스토머 제품을 보강하기에 적합하도록 수정되는 것이 바람직한데, 이는 그것이 하나 또는 그 이상의 다음 특성을 가지도록 함을 말한다 :
- 필라멘트 직경이 0.04 mm(예를들어, 타이밍 벨트 보강의 경우) ∼ 1.1 mm(예를들어, 콘베이어 벨트의 경우)에 이른다 ;
- 일반적으로 강철 구조물은 최소 0.06 %의 탄소 성분, 0.20 ∼ 0.90 % 에 이르는 망간 성분 및 0.10 ∼ 0.90 % 에 이르는 실리콘 성분을 함유한다 ; 황 및 인 함량은 0.03 % 이하로 유지되는 것이 바람직하다 ; 크롬, 붕소, 코발트, 니켈...과 같은 부가적인 원소를 구조물에 부가할 수 있다 ;
- 필라멘트는 아연과 같은 내식성 피복제 또는 황동이나 청동과 같은 엘라스토머 물질에 대한 부착을 돕는 피복제로 간편하게 피복된다.
엘라스토머 보강 분야 이외의 다중-스트랜드 코드의 다른 적용도 배제하지않는다. 본 발명의 다중-스트랜드 코드는 폴리아미드와 같은 합성 물질로 피복되었다.
도 1은 12 × 2 다중-스트랜드 강철 코드(10)의 평단면도를 나타낸다. 코드(10)는 3개의 중심 스트랜드(12) 및 9개의 바깥 스트랜드(14)로 이루어진다. 각각의 중심 스트랜드(12)와 바깥 스트랜드(14)는 2개의 필라멘트(16)만으로 이루어진다. 각각의 중심 스트랜드(12)와 바깥 스트랜드(14)는 최종 코드(10)에서 동일한 코드 꼬임 피치 및 동일한 코드 꼬임 방향을 갖는데, 그 예는 다음과 같다 :
12 × 2 × 0.20 코드 꼬임 피치 = 10 mm
코드 꼬임 방향 = Z
스트랜드 꼬임 피치 = 10 mm
스트랜드 꼬임 방향 = S
12×2×0.20 코드 꼬임 피치 = 20 mm
코드 꼬임 방향 = S
스트랜드 코임 피치 = 10 mm
스트랜드 꼬임 방향 = S.
도 2는 12 × 3 다중-스트랜드 강철 코드의 횡단면도를 보여주는 것이다. 강철 코드(10)는 3개의 중심 스트랜드(12)와 9개의 바깥 스트랜드(14)로 이루어진다. 중심 스트랜드의 필라멘트(18)가 바깥 스트랜드의 필라멘트(16)보다 더 큰 필라멘트 직경을 가지므로 중심 스트랜드(12)의 직경은 바깥 스트랜드(14)의 직경보다 다소 크다. 그 예는 다음과 같다 :
3×3×0.175 | 9×3×0.15
코드 꼬임 피치 및 방향= 8Z
스트랜드 꼬임 피치 및 방향= 8S.
도 3 또한 3개의 중심 스트랜드(12)와 9개의 바깥 스트랜드(14)로 이루어진 다른 예의 절단면도이다. 중심 스트랜드(12)는 3개의 필라멘트(18)로 이루어진 반면에 바깥 스트랜드(14)는 2개의 필라멘트(16)만으로 이루어지기 때문에 중심 스트랜드(12)는 바깥 스트랜드(14)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는다. 중심 스트랜드의 필라멘트(18)와 바깥 스트랜드의 필라멘트(16)는 동일한 직경을 갖는다. 그 예는 다음과 같다 :
3×3×0.15 | 9×2×0.15
코드 꼬임 피치 및 방향= 16S
스트랜드 꼬임 피치 및 방향= 8S.
도 4 는 19 × 4 다중-스트랜드 코드(10)의 횡단면도이다. 코드는 1개의 중심 스트랜드(12), 6개의 중간 스트랜드(20) 및 12개의 바깥 스트랜드(14)로 이루어진다. 각각의 스트랜드는 4 개의 필라멘트로 이루어진다. 그러나, 중심 스트랜드(12)의 4개의 필라멘트는 중간 스트랜드(20)와 바깥 스트랜드(14)의 필라멘트 직경보다 다소 큰 직경을 갖는다.
도 5 는 27 × 2 다중-스트랜드 강철 코드(10)의 횡단면도이다. 코드는 3개의 중심 스트랜드(12), 9개의 중간 스트랜드(20) 및 15개의 바깥 스트랜드(14)로 이루어진다. 각각의 스트랜드는 2개의 필라멘트로 이루어진다. 그러나, 중심 스트랜드(12)의 두 필라멘트(18)는 중간 스트랜드(20)와 바깥 스트랜드(14)의 필라멘트(16) 직경보다 다소 큰 직경을 갖는다.
본 발명의 다중-스트랜드 강철 코드는 파괴 하중이나 다른 기계적 특성의 손실 없이 일반적인 다중-스트랜드 강철 코드에 대체되어 사용될 수 있다. 일부 예는 다음과 같다 :
- 7 × 7 × d 코드는 49개의 필라멘트를 가지며, d 보다 큰 d1을 갖는 19 × 2 × d1코드(38 필라멘트)로 대체되거나 d 보다 작은 d2를 갖는 19 × 3 × d2(57 필라멘트)로 대체될 것이다 ;
- 19 × 7 × d 코드는 133개의 필라멘트를 가지며, 27 × 5 × d 코드(135 필라멘트)로 대체될 것이다.
도 6 은 각각의 스트랜드 제조에 있어서 다단계를 피함으로써, 본 발명의 12 × 3 다중-스트랜드 강철 코드가 한번에 합치되어 단일 코드 제조 공정으로 제조되는 방법을 나타내는 것이다. 도 6의 왼편에서부터, 각각의 세 필라멘트(16)를 하나의 공급 스풀(22) 또는 세개의 개별적인 공급 스풀(22)로부터 끌어낸다. 필라멘트(16)는 역풀리(23)를 통해 플라이어(24)를 거쳐 안내 풀리(25)로 안내된다. 플라이어(24)는 nRAD의 회전 속도로 회전하고 1회전마다 필라멘트(16)에 2회 꼬임을 제공하여 (임시적인) 스트랜드(14)가 제조된다. 이 같은 동작이 동시에 12회 이루어진다. 12개의 공급 스풀(22)의 전체 세트와 그에 상응하는 플라이어(24)는 이른바 회전식 권출 장치(rotating pay-off installation)를 이룬다. 12개의 임시스트랜드는 조립 지점(assembly point)(26)에서 합쳐져서 하류의 이중-꼬임기가 2 nB의 회전 속도로 회전하는 가연기(28)로 안내된다. 가연기(28)에서 코드가 순간적으로 최종 코드 꼬임 피치에 이르기 때문에 이러한 가연기(28)의 기능은 최종 코드에 필요한 스트랜드의 정확한 길이를 끌어내는 것이다. 가연기(28)를 통과한 후에, 조립된 스트랜드는 안내 풀리(30)를 지나 플라이어(32)를 거쳐 역풀리(34)를 통과하며, 최종적으로는 스풀(36)에 감긴다. 플라이어(32)는 nB의 회전속도로 회전하고 1회전마다 조립 스트랜드에 2회 꼬임을 제공하며 다중-스트랜드 코드(10)의 최종 코드 꼬임 피치와 최종 스트랜드 꼬임 피치[회전 플라이어(24)와 함께]를 정한다.
다음의 조건을 첫 번째 예로 가정하자 :
- 이중-꼬임기의 플라이어(32)는 도 6 에 나타나 있는 화살표 방향(38)으로 2000 rpm의 nB회전 속도로 회전한다(Z-꼬임) ;
- 회전식 권출 장치의 플라이어(24)는 화살표 방향(40)으로 4000 rpm의 nRAD회전 속도(= 2 × nB)로 회전한다(S-꼬임).
이로써 다음의 특징을 갖는 12 × 3 다중-스트랜드 코드가 제조된다 :
- 코드 꼬임 피치 및 방향 = X mm S
- 플라이어(24)에 의해 스트랜드에 제공되는 꼬임의 반은 최종 코드 제조 공정에서 하류 플라이어(32)에 의해 보충되므로, 스트랜드 꼬임 피치 및 방향 = X mm Z.
다음의 조건을 두 번째 예로 가정하자 :
- 이중-꼬임기의 플라이어(32)는 도 6 에 나타나 있는 화살표 방향(38)의 반대 방향으로 1000 rpm의 nB회전 속도로 회전한다(S-꼬임) ;
- 회전식 권출 장치의 플라이어(24)는 화살표 방향(40)으로 1000 rpm의 nRAD회전 속도(= 2 × nB)로 회전한다(S-꼬임).
이로써 다음의 특징을 갖는 12 × 3 다중-스트랜드 코드가 제조된다 :
- 플라이어(32)가 첫번째 예의 플라이어(32)의 절반 속도로 회전하기 때문에, 코드 꼬임 피치 및 방향 = 2X mm S ;
- 회전식 권출 장치의 플라이어(24)에 의한 꼬임 및 이중-꼬임기의 플라이어(32)에 의한 꼬임이 가해지므로, 스트랜드 꼬임 피치 및 방향 = X mm S.
상기 두번째 예는 본 발명의 다중-스트랜드 코드의 바람직한 실시형태이다. 코드 꼬임 방향과 스트랜드 꼬임 방향이 동일하면, 회전식 권출 장치의 플라이어에 의한 꼬임이 이중-꼬임기의 플라이어에 의한 꼬임에 부가되어 최소의 꼬임 에너지(첫번째 예의 회전 속도가 두 번째 예의 회전 속도에 비해 높음)로 최종 꼬임을 수득할 수 있다.
회전식 권출 장치의 플라이어에 의한 꼬임이 이중-꼬임기의 플라이어에 의한 꼬임으로 100퍼센트 보충되는 상황을 피하기 위해 회전식 권출 장치의 플라이어의 회전 속도 nRAD는 이중-꼬임기의 플라이어의 회전 속도 nB와는 어떤 식으로든 다르며, 스트랜드 간의 차이가 없어지는 강철 코드가 제조되고 스트랜드 꼬임 피치와스트랜드 꼬임 방향이 일치하는 동일한 코드 꼬임 피치와 코드 꼬임 방향을 갖는 필라멘트만으로 이루어진, 이른바 콤팩트 강철 코드가 제조된다.
본 발명의 다중-스트랜드 강철 코드는 스트랜드가 동일한 코드 꼬임 방향 및 동일한 코드 꼬임 피치를 가짐으로써 경제적이고 매우 효율적인 방법으로 제조된다. 또한 각각의 스트랜드가 코어 필라멘트를 함유하지 않고 2 ∼ 5개의 개별적인 필라멘트만으로 이루어짐으로써 각각의 스트랜드에서 코어 필라멘트의 이동에 관한 문제 없이 다중-스트랜드 강철 코드를 제조할 수 있다.

Claims (16)

  1. 서로 합쳐져서 꼬인 2 ∼ 5개의 개별적인 필라멘트(16, 18)로 구성되고, 강철 코드내에서 동일한 코드 꼬임 방향 및 동일한 코드 꼬임 피치를 갖는, 서로 합쳐져서 꼬인 여덟 또는 그 이상의 각각의 스트랜드(12, 14)로 이루어진 다중-스트랜드 강철 코드(10).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스트랜드의 모든 개별적인 필라멘트는 동일한 스트랜드 꼬임 방향으로 꼬이고, 동일한 스트랜드 꼬임 피치를 가짐을 특징으로 하는 강철 코드.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 강철 코드내 스트랜드의 수는 12개로, 3개의 중심 스트랜드 및 9개의 바깥 스트랜드임을 특징으로 하는 강철 코드.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 모든 바깥 스트랜드는 동일한 바깥 스트랜드 직경을 가지며, 상기 적어도 하나의 중심 스트랜드는 바깥 스트랜드의 직경보다 큰 스트랜드 직경을 가짐을 특징으로 하는 강철 코드.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 모든 바깥 스트랜드는 동일한 필라멘트 직경을 갖는 필라멘트를 가지며, 상기 적어도 하나의 중심 스트랜드는 바깥 스트랜드의 필라멘트의 직경보다 큰 직경을 갖는 필라멘트로 이루어짐을 특징으로 하는 강철 코드.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 모든 바깥 스트랜드는 같은 수의 필라멘트를 가지며, 상기 적어도 하나의 중심 스트랜드는 상기 바깥 스트랜드보다 더 많은 수의 필라멘트로 이루어짐을 특징으로 하는 강철 코드.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 강철 코드내 스트랜드의 수는 19개로, 1개의 중심 스트랜드, 6개의 중간 스트랜드 및 12개의 바깥 스트랜드임을 특징으로 하는 강철 코드.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 모든 중간 스트랜드는 동일한 직경을 가지며, 상기 모든 바깥 스트랜드는 동일한 직경을 가지고, 중심 스트랜드는 중간 스트랜드와 바깥 스트랜드의 직경보다 큰 직경을 가짐을 특징으로 하는 강철 코드.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 강철 코드내 스트랜드의 수는 27개로, 3개의 중심 스트랜드, 9개의 중간 스트랜드 및 15개의 바깥 스트랜드임을 특징으로 하는 강철 코드.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 모든 중간 스트랜드는 동일한 직경을 가지며, 상기 모든 바깥 스트랜드는 동일한 직경을 가지고, 상기 적어도 하나의 중심 스트랜드는중간 스트랜드와 바깥 스트랜드의 직경보다 큰 직경을 가짐을 특징으로 하는 강철 코드.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 스트랜드의 일부 개별적인 필라멘트는 다른 스트랜드의 스트랜드 꼬임 방향과는 다른 스트랜드 꼬임 방향으로 꼬이고, 그 스트랜드 꼬임 피치와도 다른 스트랜드 꼬임 피치를 가짐을 특징으로 하는 강철 코드.
  12. 제 5 항에 있어서, 상기 모든 바깥 스트랜드는 같은 수의 필라멘트를 가지며, 상기 적어도 하나의 중심 스트랜드는 상기 바깥 스트랜드보다 더 많은 수의 필라멘트로 이루어짐을 특징으로 하는 강철 코드.
  13. 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항 및 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코드 꼬임 방향은 상기 스트랜드 꼬임 방향과 일치함을 특징으로 하는 강철 코드.
  14. 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항 및 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코드 꼬임 방향은 상기 스트랜드 꼬임 방향과 반대임을 특징으로 하는 강철 코드.
  15. 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항 및 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코드 꼬임 피치는 상기 스트랜드 꼬임 피치와 동일함을 특징으로 하는 강철 코드.
  16. 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항 및 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코드 꼬임 피치는 상기 스트랜드 꼬임 피치와 다름을 특징으로 하는 강철 코드.
KR1019960048733A 1995-10-27 1996-10-26 다중-스트랜드강철코드 Expired - Fee Related KR100418285B1 (ko)

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EP95202911.4 1995-10-27
EP95202911 1995-10-27

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KR970021413A KR970021413A (ko) 1997-05-28
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