KR100624997B1

KR100624997B1 - 자체 보정형 필라멘트 인장력 제어 디바이스

Info

Publication number: KR100624997B1
Application number: KR1020007005065A
Authority: KR
Inventors: 슬레작레이몬드제이.
Original assignee: 알제이에스코포레이션
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1999-09-07
Publication date: 2006-09-20
Also published as: DE69912739T2; KR20010031957A; JP4460164B2; JP2002524371A; EP1045809A1; DE69912739D1; WO2000015534A1; EP1045809B1; US6098910A

Abstract

본 발명은 스풀(22)로부터의 필라멘트형 재료(24)의 일출을 제어하는 인장력 제어 디바이스(10)에 관한 것으로, 상기 인장력 제어 디바이스는 고정 지지부(12, 14)와, 상기 고정 지지부에 선회 가능하게 장착되어 초기 위치가 홀딩 위치로 설정되어 있는 스윙 프레임 조립체와, 상기 스윙 프레임 조립체에 의해 지지되는 스핀들 조립체(20)를 포함한다. 상기 스핀들 조립체(20)는 상기 스풀(22)을 지지하고 있으며, 상기 필라멘트가 스풀로부터 인출될 때 상기 스풀과 함께 회전된다. 상기 고정 지지부(14)상에는 제동 조립체(18)가 선회 가능하게 장착되어 있으며, 상기 스윙 프레임 조립체(16)와 함께 이동될 수 있다. 캠(30)은 상기 고정 지지부상에 고정적으로 장착되어 제동 조립체(18)에 대해 지지되어 있으며, 상기 제동 조립체가 상기 스핀들 조립체의 회전을 제어하도록 한다. 상기 필라멘트형 재료에 의해 제공되는 인출력은 스윙 프레임 조립체가 상기 홀딩 위치로부터 멀어지는 방향으로 이동되도록 하고, 상기 스핀들 조립체가 회전될 수 있도록 한다. 상기 고정 지지부상에 고정적으로 장착된 로딩 조립체는 상기 스윙 프레임 조립체와 상기 제동 조립체를 홀딩 위치로 위치설정하며, 이는 상기 스풀이 회전을 시작하기 위한 수준의 필라멘트에 의해 제공되는 인장력에 의해 극복될 수 있다.

인장력, 인출력, 스윙 프레임 조립체, 제동 조립체, 필라멘트형 재료

Description

자체 보정형 필라멘트 인장력 제어 디바이스{Self-compensating filament tension control device}

본 발명은 필라멘트형 재료를 스풀로부터 인출하는 인장력의 양을 규제하는 자동 인장력 제어 디바이스에 관한 것이다. 다시 말하면, 본 발명은 작동 파라메터의 변화에 따라 필라멘트형 재료에 실질적으로 일정한 인장력을 유지하기 위하여 사용되는 인장력 제어 디바이스에 관한 것이다. 보다 명확하게 말하면, 본 발명은 캠작동형 브레이크 조립체와 함께 작동되는 현가형 스핀들을 사용하여 부정적인 작동조건하에서 진동 없이 필라멘트의 장력을 실질적으로 일정하게 유지하는 인장력 제어 디바이스 등에 관한 것이다.

필라멘트형 재료는 한가닥 또는 여러 가닥의 섬유, 평탄한 밴드 또는 긴 길이로 제조되어 일반적으로 스풀상에 권취되어 있는 관 등을 포함한다. 다양한 필라멘트형 재료는 천연 또는 인조 섬유, 유리 또는 금속일 수 있다. 이런 재료는 일반적으로 플라스틱 또는 천연고무 콤파운드용 보강재로서 사용되거나 섬유산업에서 처럼 그 자체만으로 완전한 물품으로 제조될 수 있다. 적용 분야에 무관하게, 필라멘트형 재료는 사용 위치 근방 또는 사용위치에 있는 스풀로부터 인출되게 된다. 이런 인출 작업을 용이하게 하기 위하여, 상기 스풀은 일반적으로 필라멘트가 인출될 때 스풀이 회전될 수 있도록 하는 렛오프 디바이스(let-off device) 또는 스핀들상에 장착되게 된다.

스풀로부터의 필라멘트의 인출이 매우 높은 선속도로 진행되고 그에 의해, 상기 스풀 및 관련 스핀들 장착 콤포넌트에 현저한 운동량이 부여될 수 있기 때문에, 필라멘트가 끊어지거나 권취 속도가 급작스럽게 감소되는 경우에 신속하게 작용력을 제거하여야할 필요가 있다. 상술한 어느 한 상황에서, 필라멘트는 스풀의 회전이 보정될때까지 필요한 속도보다 신속하게 인출되게 된다. 명백하게, 수백개의 스풀이 장전되어 있는 크릴 조립체(creel assembly)가 사용되는 경우에 상술한 바와 같은 문제점은 현저히 복잡해지게 된다. 크릴과 함께 사용하기 위하여 다양한 제동 디바이스가 개발되어왔다. 이들중 대부분은 스풀로부터 인출되는데 필요한 것 보다 큰 인장력하에 필라멘트가 인출되도록 구성되어 있다. 필라멘트가 이완되어 인장력이 감소될 때 제동력이 제공되어 스풀의 회전을 느려지게 한다. 부가적으로, 필라멘트 내에 유지될 인장력의 양은 다양한 조건하에서 상이한 필라멘트의 작동을 허용하도록 반드시 가변적이어야만 한다. 과거에, 이런 다양한 인장력 제어부를 가진 크릴은 다중의 개별적인 조절을 필요로하는 경우가 많았고, 크기가 만족스러울 만큼 작지 않았다. 어떤 형태의 장치는 스풀이 비워졌을 때 필라멘트의 인출 동안 인장력 조절을 필요로하는 경우도 있었다. 어떤 경우에는, 크릴이 특히, 높은 인장력 적용 분야에서 원하는 인장력 근방에서 주기적으로 변화하는 형태의 요동 또는 난조를 나타내는 경항을 갖는다.

타이어 산업에 사용되는 상업적으로 가장 성공적인 인장력 제어 디바이스 중 하나는 본 출원인의 미국 특허 제 3,899,143호에 기재되어 있는 것이다. 상기 디바이스는 스풀 지지부와 독립적으로 장착된 회전 선회축을 구비하는 지지 구조를 가지고 있다. 상기 선회축상에 고정된 제 1 레버 아암은 스풀 지지부상에 장착된 스풀로부터 인출될 때 필라멘트형 재료를 인장하기 위한 가이드와, 상기 스풀 지지부에 선택적으로 결합되는 브레이크를 구비하고 있다. 상기 선회축상에 고정된 제 2 레버 아암은 상기 선회축을 경유하여 제 1 레버 아암으로 전달되는 편향력을 작용하는 공기 실린더와 작동 가능하게 연결되어 있다.

미국 특허 제 3,899,143호에 따른 인장력 제어 장치는 필라멘트의 변화와 상태의 변화시에 양호한 작동 특성을 가지고 있다. 그러나, 상기 인장력 제어 디바이스는 몇몇 상황에서는 양호하게 작동하지 않는다. 상기 제어 아암과 가이드 롤러는 스풀된 재료의 얽힘에 의해 유발될 수 있는 초과 인장력으로 인해 손상을 받기 쉽다는 단점이 있다. 필라멘트형 재료가 무거운 와이어인 경우에 가이드 롤러는 와이어의 형상을 변형시키거나 벗겨져 버릴 수 있다. 이는 최종 생산품의 만족도를 저하시키며, 와이어를 곧게 펴기 위한 다른 부가적인 제조 설비를 필요로하게 된다. 현제, 스풀로부터 무거운 필라멘트형 재료를 분배하기 위한 포괄적인 디바이스가 존재하지 않는다. 세 번째 문제점은 제어 아암 및 롤러가 크릴 조립체상의 다중 인장력 제어기에 인접하게 장착된다는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 필라멘트가 권취되는 속도에 무관하게 현저한 범위 내에서 선택되는 균일한 인장력에서 필라멘트형 재료를 인출할 수 있는 필라멘트형 재료용 인장력 제어 디바이스를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 스풀상에 남아있는 필라멘트형 재료의 양에 무관하게 인출 동안 필라멘트형 재료상의 인장력을 실질적으로 균일하게 유지하는 인장력 제어 디바이스를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 다양한 무거운 필라멘트형 재료를 수용하도록 용이하게 조절될 수 있으며 상대적으로 소형인 인장력 제어 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따라 특별히 구성된 디바이스의 운용의 작동 범위에 걸쳐 소정의 인장력 설정을 제공하는 로딩 디바이스에 의해 선택적으로 로딩될 수 있는 필라멘트형 재료를 위한 인장력 제어 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스풀로부터 인출될 때 필라멘트형 재료에 변형을 유발하지 않는 인장력 제어 디바이스를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 필라멘트형 재료에 의해 제공되는 인장력에 의해서만 극복될 수 있는 스풀의 회전에 대한 제동력을 제공하는 로딩 디바이스에 대한 소정 임계값을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 선회 가능하게 장착된 제동 조립체와 함께 움직일 수 있는 선회 가능하게 장착된 스핀들 조립체에 스풀이 실려져 있는 인장력 제어 디바이스를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 필라멘트형 재료로부터 소정 인장력이 결여될 때마다 제동 조립체를 결합시켜 스핀들 조립체의 회전을 억제하는 고정형 캠을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 캠에 의해 제공된 캔틸레버 캠면에 대해 스프링 바이어스된 캠 베어링을 구비한 활주형 블록을 구비함으로써 점진적인 고정 작용 또는 제동력 제거를 제공하는 제동 조립체를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 캠과 제동 조립체 사이에 상호관계를 구성하여 권취된 필라멘트 스풀의 직경이 감소되면 스핀들과 제동 조립체상에 작용하는 인장력이 증가된 양만큼 경감되도록 함으로써 필라멘트 인장력을 일정하게 유지하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 디바이스를 위한 인장력 설정이 단일 조절에 의해 용이하게 원격 변화될 수 있는 복수개의 디바이스가 조합될 수 있는 인장력 제어 디바이스를 제공하는 것이다.

하나 이상의 상술한 본 발명의 목적과, 하기의 설명으로부터 명백해질 현존하는 종래 형태의 필라멘트 인장력 제어 디바이스에 비한 장점들은 하기의 설명과 청구범위에 의해 달성된다.

일반적으로, 본 발명은 스풀로부터의 필라멘트형 재료의 인출을 제어하기 위한 인장력 제어 디바이스에 관한 것으로, 상기 인장력 제어 디바이스는 고정 지지부와, 상기 고정 지지부상에 선회 가능하게 장착되어 홀딩 포지션에 미리 배치되어 있는 스윙 프레임 조립체와, 상기 스윙 프레임 조립체에 의해 지지되어 스풀을 싣고 있으며 필라멘트가 스풀로부터 인출될 때 스풀과 함께 회전되는 스핀들 조립체와, 상기 스윙 프레임 조립체와 함께 이동할 수 있으면서 상기 고정 지지부상에 선회 가능하게 장착되어 있는 제동 조립체와, 필라멘트형 재료에 의해 작용되는 인출력이 스윙 조립체가 홀딩 위치로부터 멀어지는 방향으로 이동되게 하여 상기 스핀들 조립체의 회전을 허용하게 하도록 스핀들 조립체의 회전을 제어하기 위해 제동 조립체에 힘을 가하며 상기 제동 조립체에 대해 지지되어 고정 지지부상에 고정적으로 장착되어 있는 캠과, 상기 스윙 조립체 및 제동 조립체를 홀딩 위치로 위치설정하기 위해 상기 고정 지지부상에 고정적으로 장착되어 있는 로딩 조립체를 포함한다.

도 1은 필라멘트 재료의 스풀이 가상선으로 도시되어 있는 본 발명의 개념을 사용한 스풀의 회전을 제어하는 자체 보정형 필라멘트 인장력 제어 디바이스의 전면도.

도 2는 제동 조립체와 스윙 프레임 조립체의 세부를 단면으로 도시하고 있는 부분 파단 측면도.

도 3은 제동 조립체의 요소를 도시하는 도 2의 3-3선을 따라 취한 인장력 제어 디바이스의 단면도.

도 4는 완전 제동 위치에 있는 인장력 제어 디바이스를 도시하는 도 3과 유사한 도면.

도 5는 완전 작동 위치에 있는 인장력 제어 디바이스를 도시하는 도 3과 유사한 도면.

도 6은 도 2의 6-6선을 따라 취한 디바이스의 측면도.

본 발명의 개념에 따른 자체 보정형 필라멘트 인장력 제어 디바이스의 예(10)가 도시되어 있다. 도 1, 도 2 및 도 6에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 인장력 제어 디바이스(10)는 프레임 지지부(또는 고정 지지부; 12)를 포함하고 있으며, 그로부터 고정 샤프트(14)가 일체로 연장된다. 상기 프레임 지지부(12)는 크릴 또는 필라멘트형 재료의 각각의 가닥을 생산품 형태로 가공하는 기계의 일부인 다른 지지구조물의 일부일 수 있다. 상기 프레임 지지부(12)는 필요에 따라 다수의 디바이스(10)를 지지하도록 사용될 수 있다.

스윙 프레임 조립체(16)는 고정 샤프트(14)의 말단부에 선회 가능하게 장착된다. 상기 고정 샤프트(14)상에는 제동 조립체(18)가 선회 가능하게 장착되어 있다. 제동 조립체(18)는 스윙 프레임 조립체(16)와 고정 지지부(12) 사이에 위치된 상태로 도시되어 있다. 스핀들 조립체(20)에는 스풀(22)이 실려져있고, 상기 스풀은 가상선으로 도시되어 있다. 상기 스풀(22)은 와이어, 얀, 실 등의 필라멘트형 재료(24)가 그 위에 권취되어 있고, 상기 필라멘트형 재료(24)는 스풀(22)로부터 인출되어 최종 생산품이 되게 된다. 필라멘트형 재료(24)에 인장력이 제공되어 회전력이 스풀(22)에 제공되었을 때, 스윙 프레임 조립체(16)와, 제동 조립체(18)는 고정 샤프트(14) 둘레로 선회되게 된다. 로딩 조립체(28)는 고정 샤프트(14) 둘레에서 회전되지 않는다. 로딩 조립체(28)는 스윙 프레임 조립체(16)에 작동 가능하게 결합되어 스윙 프레임 조립체와 제동 조립체(18)에 소정의 로딩 또는 평형력을 부여한다. 로딩 조립체(28)와 스윙 프레임 조립체(16) 사이의 상호 작용은 하기에 설명된다. 캠(30)은 상기 제동 조립체(18)에 작동 가능하게 결합되어 있다.

하기에 보다 상세하게 설명될 바와 같이, 상기 스윙 프레임 조립체(16), 제동 조립체(20), 로딩 조립체(28) 및 캠(30)은 상호 작용하여 스풀(22)로부터의 필라멘트형 재료(24)를 인출 또는 풀어내는 것을 제어한다. 상기 디바이스(10)는 캘린더(calender) 및/또는 오거나이징(organizing) 시스템에 연속되는 직선 유동 경로로 필라멘트형 재료를 주행하게하는 소형 기구를 제공한다. 필라멘트형 재료가 스풀(22)로부터 풀려질 때, 스풀 둘레에 권취된 필라멘트형 재료의 직경은 작아지게되고, 스윙 프레임 조립체(16)상에 작용하는 인장력은 제동 조립체에 의해 제공되는 제동력이 증가된 양만큼 경감되게 하며, 그에 의해 필라멘트 인장력을 일정하게 유지한다. 각 주요 부품의 특성을 하기에 설명한다.

스윙 프레임 조립체(16)는 고정 샤프트(14)상에 회전 가능하게 장착된 한쌍의 대향 아암(32)을 포함한다. 특히, 한쌍의 볼 베어링 또는 마찰 감소 베어링(34)이 상기 고정 샤프트(14)와 한쌍의 대향 아암(32) 사이에 배치된다. 선회 가능한 노우즈(36)는 한쌍의 대향 아암(32)과 서로 접속되며, 로딩 시스템(28)에 결합된다. 상기 선회 가능한 노우즈(36)는 상기 대향 아암 쌍(32)에 접속되어 양쪽 아암(32)이 유사한 방식으로 선회하게 된다. 각 아암(32)의 단부에는 고정 샤프트(14)에 대향하여 캐리지(38)가 부착되며, 상기 캐리지는 그 각 단부 내에 배치된 마찰 감소 베어링(40)을 구비하고 있다.

스핀들 조립체(20)는 상기 캐리지(38) 내에 회전 가능하게 수용된 스핀들(44)을 포함하고, 특히, 상기 마찰 감소 베어링(40)과 접촉함으로써 회전될 수 있다. 상기 스핀들(44)은 스풀(22)을 수용하는 테이퍼 단부(46)를 포함한다. 스풀 정지부(48)는 상기 스핀들에 고정되어 있으며, 그와 함께 회전하고, 상기 캐리지(38)와 테이퍼 단부(46) 사이에 위치되어 있다. 상기 스핀들(44)로부터 반경 방향으로 멀어지는 위치에 상기 스풀 정지부(48)로부터 구동핀(50)이 캔틸레버형으로 배치되어 있다. 상기 구동 핀(50)은 스풀(22)과 결합되며, 상기 스풀이 회전될 때 상기 스핀들(44)이 회전되도록 한다. 달리 말하면, 인장력이 필라멘트형 재료(24)에 제공되고, 상기 필라멘트형 재료가 스풀(22)로부터 인출될 때, 스풀에 제공되는 회전력 모멘트는 구동핀(50)에 의해 스풀 정지부(48)를 통해 스핀들(44)로 전달된다. 제동 드럼(52)은 스핀들(44)의 다른 단부에 고정되어 있고, 그 외주 둘레에 제동면(54)을 제공한다.

제동 조립체(18)는 고정 샤프트(14)와 제동 드럼(52) 사이에 개입된다. 상기 제동 조립체(18)가 제동 드럼(52)에 결합되고, 상기 고정 샤프트(14)상에 선회 가능하게 장착되기 때문에, 상기 제동 조립체(18)는 소정의 힘이 제공될 때 상기 스윙 프레임 조립체(16)와 함께 선회된다. 상기 제동 조립체(18)는 구속 브라켓(58)을 포함하고, 상기 구속 브라켓은 상기 고정 샤프트(14)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 상기 구속 브라켓(58)은 핀(62)을 활주 가능하게 수용하는 칼라(60)를 포함한다. 상기 핀(62)의 대향 단부는 제동 슈(64)에 부착식으로 고정되고, 상기 제동 슈는 상기 제동면(54)의 일부 둘레에 연장되어 있다. 상기 제동 슈(64)는 복수개의 마찰 패드(66)를 가지고 있으며, 상기 마찰 패드는 상기 제동면(54)과 결합될 수 있다. 상기 제동 슈(64)로부터 림(68)이 연장되어 상기 제동 드럼(52)상에 제동 조립체(18)를 정렬시킨다. 본 기술 분야의 숙련자들은 제동 슈(64)가 본 기술 분야에서 잘 공지되어 있는 방식으로 제동 조립체(18)에 고정되어 있는 리테이닝 밴드로 교체되어도 무관하다는 사실을 명확하게 알고 있을 것이다. 블록(74)은 핀 구멍(75)을 구비한다. 또한, 상기 블록(74)은 교차핀(78)을 활주 가능하게 수용하는 교차 구멍(76)을 구비한다. 상기 교차핀(78)은 횡단 구멍(79)을 구비하고, 상기 횡단 구멍(79)은 상기 핀 구멍(75)과 정렬될 수 있다. 이런 방식으로, 상기 블록(74)과 교차핀(78)은 상기 핀(62)상에서 활주식으로 이동될 수 있다. 상기 교차핀(78)은 그 각 단부에 부착된 캠 베어링(80)에 의해 상기 블록(74) 내에서 적소에 유지된다. 스프링(82)은 상기 스프링(82)의 일 단부가 블록(74)에 대하여 지지되고, 대향 단부가 상기 제동 슈(64)에 대하여 지지되도록 상기 핀(62)상에 수용된다. 활주형 슬리브(84)는 상기 스프링(82)과 핀(62)의 외경 사이에 직경 방향으로 배치되고, 압축되지 않은 상태에서 상기 스프링(82)의 길이보다 약간 짧도록 치수설정되어 있다. 따라서, 상기 스프링(82)이 소정량 압축되면, 상기 슬리브(84)는 상기 블록(74)의 저면 에지 및 제동 슈(64)의 상단 에지와 접촉하게되어 제동력이 완전히 제동면(54)으로 전달된다.

상기 캠(30)은 고정 샤프트(14)에 의해 지지되며, 상기 고정 샤프트(14)에 고정되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 캠(30)은 한쌍의 대향판(88)을 구비하고, 상기 대향판들은 한쌍의 교차 바아(90)에 의해 상호연결되어 있다. 상기 대향판(88)은 상기 구속 브라켓(58)이 그 사이에 배치되도록 고정 샤프트(14)상에 배치되어 있다. 상기 고정 샤프트(14)에 대향한 상기 대향판(88)의 단부는 각각 캔틸레버형 캠면(92)을 제공하고, 상기 캔틸레버형 캠면은 대응 회전식 캠 베어링(80)과 결합된다. 고정 지지부에 인접한 판(88)은 나사형 개구(93)를 구비한다. 스크류 또는 다른 패스닝 디바이스(94)가 개구(93)를 구비한 대향된 판(88)에 고정 지지부(12)를 연결하기 위해 사용된다. 이는 상기 캠(30)을 고정 샤프트(14)에 부가적으로 고정하는 기능을 한다. 이는 상기 제동 조립체(18)로부터 소정의 선회 이동이 상기 캠(30)으로 부여되는 것을 방지하며, 이런 방식으로, 상기 캠은 고정되어 상기 샤프트(14)상에 정지되게 된다.

도 6에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 상기 프레임 지지부(12)는 간극 포켓(95)을 구비할 수 있다. 상기 포켓(95) 내에 굴곡 슬롯(96)이 제공된다. 이는 캠(30)의 선택적인 위치 조절을 가능하게 하고, 특히, 캠 베어링(80)에 대한 캠면(92)의 위치 조절을 가능하게 한다. 상기 스크류(94)의 나사축은 상기 슬롯(96)을 통해 연장되어, 나사형 개구(93)에 부착되게 된다. 상기 스크류(94)의 헤드는 죄어졌을 때 상기 간극 포켓(95)에 대해 지지되게 된다. 스페이서(97)가 상기 프레임 지지부(12)와 인접한 판(88) 사이에 제공된다. 상기 스크류(94)는 상기 스페이서를 통과하고, 상기 판(88)에 고정된다.

로딩 시스템(28)은 상기 샤프트(14)에 고정되어 그로부터 캔틸레버형으로 연장되는 브라켓(98)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 브라켓(98)은 스윙 프레임 조립체(16)의 대향된 아암들(32) 사이에 위치된 상태로 도시되어 있다. 본 기술 분야의 숙련자들은 상기 브라켓(98)이 고정 지지부(12)에 장착되거나, 소정의 다른 고정형 이동 불가 구조물에 장착될 수 있음을 알 것이다. 어떠한 경우에도, 장착 바아(100)는 상기 브라켓(98)으로부터 실질적으로 수직 하향 연장되고, 공기 실린더(102)를 대향 단부에 구비하고 있다. 유압 피스톤 또는 전동 모터 등의 소정의 다른 균일한 힘을 제공하는 디바이스가 상기 장착 바아(100)에 고정될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 에어 실린더(102)는 제어된 공기 공급을 수용하기 위한 호스(104)를 구비하고 있다. 피스톤 로드(106)는 공기 실린더(102)로부터 연장되고, 선회 가능한 노우즈(36)에 부착된다. 상기 피스톤 로드(106)가 완전히 연장되었을 때, 상기 스윙 프레임 조립체(16) 및 제동 조립체(18)는 상기 장착 바아(100)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다. 로딩 시스템(28)의 일차적인 목적은 필라멘트형 재료(24)에 제공된 인장력에 대향한 방향으로 소정의 평형력을 제공하는 것이다. 선택된 실시예에서, 약 0-1 bar psi의 공기압이 스윙 프레임 조립체(16)로 로딩력을 부여하기 위해 사용되면 충분하다.

세트 정지부(108)는 상기 장착 바아(100)로부터 하향 연장되고, 스풀(22)에 의해 지지된 필라멘트형 재료에 잉여 인장력이 제공되는 경우에 스윙 프레임 조립체(16)의 소정의 초과 이동을 억제하는 조절 세트 스크류(110)를 제공한다.

작동시에, 그 위에 필라멘트형 재료(24)가 권취되어 있는 스풀(22)은 상기 스핀들(44)상에 장착되고, 구동 핀(50)이 결합되게 된다. 스풀(22)을 상기 디바이스(10)상에 로딩하는 사람은 가이드 또는 캘린더를 통해 필라멘트형 재료를 당기게되고, 여기서, 상기 가이드 또는 캘린더는 필라멘트형 재료를 최종 성형품으로 제조하기 위해 당겨질 때 그에 인장력을 제공하는 장치 내에 수용되어 있다. 필라멘트형 재료의 단부와 프로세스의 단부 사이에 임시적 연결이 이루어지고나면, 소정의 로딩력이 필라멘트형 재료에 의해 제공된 인장력에 대향한 방향으로 공기 실린더(102)에 의해 제공된다. 따라서, 스윙 프레임 조립체(16)와 제동 조립체(18) 양자 모두는 인장력에 대향한 방향으로 상기 샤프트(14)상에서 선회된다. 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 스풀(22)은 제동 조립체(18)와 캠(30)이 완전히 맞물리도록 다소 반시계 방향으로 선회된다. 특히, 캔틸레버형 캠면(92)은 회전 가능한 캠 베어링(80)을 가능한 멀리 변위 또는 밀어내게 된다. 캠면(92)에 의한 이 힘의 작용은 캠 베어링(80)의 회전을 유발하고, 교차핀(78) 및 블록(74)을 스프링(82)을 향해 하향하게 한다. 따라서, 블록(74)은 스프링(82) 및 제동 슈(64)상에 하향 압력을 작용하고, 그래서, 마찰 소자(66)는 제동면(52)에 완전히 결합되어 스핀들(44)과 스풀(22)의 회전 이동을 억제한다.

인장력이 필라멘트형 재료에 제공될 때, 공기 실린더(102)에 의해 제공되는 소정의 로딩력이 극복되기 시작한다. 이 인장력은 스윙 프레임 조립체(16)와 제동 조립체(18)를 고정 샤프트(14) 둘레로 시계 방향으로 선회이동시키기 위해서도 필요하다. 결과적으로, 상기 캠 베어링(80)은 캔틸레버형 캠면(92)상의 말단 위치에 못미친 위치로 이동되고, 그래서, 블록(74)에 의해 스프링(82)상에 제공되는 힘을 이완시킨다. 이는 스풀(22)이 다소 자유회전할 수 있도록 하며, 필라멘트형 재료가 그로부터 인출될 수 있도록 한다. 이는 도 5에 가장 잘 도시되어 있다. 상기 조절 가능한 세트 정지부(108)는 필라멘트형 재료에 과다한 인장력이 제공되는 경우에 스윙 프레임 조립체(16)의 과도한 이동을 막기 위해 사용된다.

예로서, 고정 샤프트(14)로부터의 모멘트 아암이 증가되어 필라멘트형 재료에 제공되는 인장력이 변화되면, 스핀들(44)의 회전은 용이하게 규제된다. 달리말하면, 재료의 스풀이 풀려질 때, 상기 스윙 프레임 조립체(16)상에 작용하는 인장력에 의해 발생되는 토크는 증가되게 되고, 그에 의해, 제동 슈(64)상에 작용하는 스프링 압력이 부가적으로 경감된다. 필라멘트에 제공되는 인장력이 즉각적으로 제거되거나 또는 현저히 감소되는 경우에, 스윙 프레임 조립체(16) 및 제동 조립체(18)를 통해 소정의 일정한 로딩력을 제공하는 공기 실린더는 스윙 프레임 조립체와 제동 조립체가 고정 샤프트(14) 둘레에서 반시계 방향으로(도 4 참조)선회되게 하고, 제동 슈(64)가 드럼(52)상에 결합되게 한다.

상술한 바에 기초하여, 본 발명에 다양한 장점이 있음은 명백하다. 상기 디바이스(10)에서는 필라멘트형 재료의 안내를 보조하는 독립적인 제어 아암이나 롤러가 필요하지 않다. 상기 스풀 재료는 상기 스풀(22)로부터 직접적으로 인출되게 된다. 독립적인 제어 아암이나 롤러가 없기 때문에 상기 디바이스는 상기 재료의 스풀의 얽힘에 의해 유발될 수 있는 과도한 인장력에 의해 손상을 입을 가능성이 적다. 상기 재료는 제어 아암에 장착된 롤러 위를 통과할 필요 없이 상기 스풀로부터 직접적으로 인출되기 때문에, 변형이 발생하지 않는다. 이는 무거운 와이어 게이지 재료를 인출할 때 특별히 유용한 점이다.

따라서, 본 발명의 디바이스는 상술한 본 발명의 목적을 수행할 수 있다는 것이 명백하다. 본 기술 분야의 숙련자들은 본 명세서에 기술된 본 발명의 범위와 정신으로부터 벗어나지 않고도 다양한 변용을 만들 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims

스풀로부터의 필라멘트형 재료의 인출을 제어하는 인장력 제어 디바이스로서,

고정 지지부와,

상기 고정 지지부상에 선회 가능하게 장착되고, 홀딩 위치로 초기 위치가 설정되는 스윙 프레임 조립체와,

상기 스윙 프레임 조립체에 의해 지지되고, 스풀을 지지하면서 필라멘트가 스풀로부터 인출될 때 스풀과 함께 회전하게 되는 스핀들 조립체와,

상기 고정 지지부상에 선회 가능하게 장착되고, 상기 스윙 프레임 조립체와 함께 이동되는 제동 조립체, 및

상기 고정 지지부상에 고정적으로 장착되고, 상기 제동 조립체에 대해 지지되며, 상기 제동 조립체가 상기 스핀들 조립체의 회전을 제어하도록 하는 캠을 포함하고,

필라멘트형 재료에 의해 제공된 인출력은 상기 스윙 프레임 조립체가 상기 홀딩 위치로부터 멀어지는 방향으로 이동되도록 하여 상기 스핀들 조립체가 회전할 수 있도록 하는 인장력 제어 디바이스.
제 1 항에 있어서, 상기 스윙 프레임 조립체와 상기 제동 조립체를 상기 홀딩 위치로 위치설정하기 위해, 상기 고정 지지부상에 고정적으로 장착되는 로딩 조립체를 추가로 포함하는 인장력 제어 디바이스.
제 2 항에 있어서, 상기 스윙 프레임 조립체는 일단부가 상기 고정 지지부상에 회전 가능하게 장착되는 한쌍의 대향 아암과, 상기 대향 아암의 다른 단부들을 상호연결하는 캐리지를 포함하고,

상기 캐리지는 상기 스핀들 조립체를 회전 가능하게 수용하는 인장력 제어 디바이스.
제 2 항에 있어서, 상기 스핀들 조립체는,

상기 스윙 프레임 조립체에 의해 회전 가능하게 지지되며, 그 일단부가 상기 스풀을 수용하기 위한 단부와 제동 드럼을 지지하기 위한 대향 단부를 구비하는 스핀들과,

상기 스핀들과 일체인 스풀 정지부, 및

상기 스풀 정지부로부터 연장되어 상기 스풀에 결합되는 구동핀을 포함하고,

상기 스풀의 회전은 필라멘트형 재료에 의해 제공되는 인장력에 의해 유발되고, 상기 필라멘트형 재료의 인장력은 상기 스윙 프레임 조립체의 선회 운동을 유발하고, 상기 스윙 프레임 조립체의 선회 운동은 상기 캠과 상기 제동 조립체 사이의 분리를 유발하며, 대응하는 회전력을 상기 제동 드럼에 부여하여 상기 스핀들의 회전을 제어하는 인장력 제어 디바이스.
제 2 항에 있어서, 상기 제동 조립체는,

상기 고정 지지부상에 회전 가능하게 장착되고, 칼라를 구비하는 구속 브라켓과,

상기 칼라 내에 활주 가능하게 수용된 핀과,

상기 핀의 대향 단부에 고정되어 상기 스핀들 조립체와 결합되는 제동 슈, 및

상기 핀상에 장착되어 캠과 결합되는 캠 베어링을 포함하고,

상기 스윙 프레임 조립체의 선회 운동은 상기 스핀들 조립체에 의해 상기 제동 슈와, 상기 핀, 및 상기 구속 브라켓으로 전달되고,

상기 캠은 상기 스윙 프레임 조립체가 상기 홀딩 위치에 있을 때 상기 제동 슈상에 제동력을 부여하고, 상기 스윙 프레임 조립체가 상기 홀딩 위치로부터 멀어지는 방향으로 이동되었을 때 상기 제동력을 경감시키는 인장력 제어 디바이스.
제 5 항에 있어서, 상기 제동 조립체는 상기 캠 베어링과 상기 제동 슈 사이에 삽입되어 상기 핀상에 활주식으로 수용되는 스프링을 추가로 포함하는 인장력 제어 디바이스.
제 2 항에 있어서, 상기 캠은 일단부가 상기 고정 지지부상에 고정적으로 장착된 하나 이상의 판을 포함하고,

상기 하나 이상의 판은 그 대향 단부에서 캠면을 구비하여 상기 제동 조립체에 결합되는 인장력 제어 디바이스.
제 2 항에 있어서, 상기 로딩 조립체는,

상기 고정 지지부로부터 연장되는 브라켓과,

상기 브라켓에 의해 지지되며, 상기 스윙 프레임상에 소정의 로딩력을 가하기 위한 공기 공급을 수용하는 공기 실린더를 포함하고,

상기 로딩력은 상기 필라멘트형 재료를 상기 스풀로부터 인출하는데 필요한 인장력에 의해 극복될 수 있도록 선택되는 인장력 제어 디바이스.
스풀로부터의 필라멘트형 재료 인출을 제어하는 자체 보정형 인장력 제어 디바이스로서,

고정 지지부와,

상기 고정 지지부에 선회 가능하게 장착되고, 필라멘트형 재료의 스풀을 회전 가능하게 지지하는 스핀들 조립체, 및

상기 고정 지지부에 선회 가능하게 장착되고, 상기 스핀들 조립체와 결합되어 그와 함께 선회될 수 있는 제동 조립체를 포함하고,

상기 필라멘트형 재료에 의해 부여된 인출력은 상기 스핀들 조립체의 회전 및 그 선회 운동을 유발하며,

상기 제동 조립체는 상기 인출력이 소정 임계값 미만일 때 상기 스풀의 회전을 정지시키는 자체 보정형 인장력 제어 디바이스.
제 9 항에 있어서, 상기 고정 지지부상에 고정적으로 장착된 캠을 추가로 포함하고,

상기 캠은 상기 인출력이 소정 임계값 미만일 때 상기 제동 조립체와 결합되고, 상기 인출력이 소정 임계값 또는 그 이상일 때 적어도 부분적으로 분리되는 자체 보정형 인장력 제어 디바이스.
제 10 항에 있어서, 상기 고정 지지부에 고정적으로 장착된 로딩 조립체를 추가로 포함하고,

상기 로딩 조립체는 상기 스핀들 조립체 및 상기 제동 조립체 중 하나에 결합되어 그것에 상기 소정 임계값을 부여하는 자체 보정형 인장력 제어 디바이스.
제 11 항에 있어서, 상기 로딩 조립체는 소정 임계값의 선택적인 조절을 허용하는 공기 실린더를 포함하는 자체 보정형 인장력 제어 디바이스.
제 11 항에 있어서, 상기 스핀들 조립체는 그와 함께 회전될 수 있는 제동 드럼을 포함하고,

상기 제동 드럼은 상기 제동 조립체에 의해 결합되는 제동면을 구비하는 자체 보정형 인장력 제어 디바이스.
제 13 항에 있어서, 상기 제동 조립체는,

상기 고정 지지부에 선회 가능하게 장착되고, 칼라를 구비하는 구속 브라켓과,

상기 칼라 내에 활주 가능하게 수용된 일단부를 구비하는 핀과,

핀 구멍을 구비하는 블록과,

횡단 구멍을 구비하고, 그를 통해 상기 핀 구멍과 정렬될 수 있으며 상기 핀구멍과 상기 교차 구멍을 통해 활주 가능하게 수용되는 교차핀과,

상기 블록을 상기 핀에 고정하기 위해 상기 교차핀의 각 단부에 회전 가능하게 장착되는 캠 베어링과,

상기 구속 브라켓에 대향하여 상기 핀에 부착되는 제동 슈와,

상기 블록과 상기 제동 슈 사이에 삽입되고, 상기 핀상에 활주 가능하게 수용되는 스프링, 및

상기 캠에 의해 결합되는 캠 베어링을 포함하고,

상기 스핀들 조립체와 상기 제동 조립체가 선회될 때 상기 캠이 상기 캠 베어링을 활주식으로 이동하여 상기 블록과 상기 스프링에 의해 작용되는 힘이 상기 제동 슈에 의해 제동 드럼상에 작용되는 힘을 조절하는 자체 보정형 인장력 제어 디바이스.
제 14 항에 있어서, 상기 제동 조립체와 상기 스핀들 조립체의 초과 이동을 억제하기 위해 상기 고정 지지부로부터 연장하는 세트 정지부를 추가로 포함하는 자체 보정형 인장력 제어 디바이스.
제 14 항에 있어서, 상기 제동 조립체는 상기 스프링과 상기 핀 사이에 활주 가능하게 배치되어 상기 블록과 상기 제동 슈 사이에서 상기 제동 슈에 과다한 힘이 작용되는 것을 억제하도록 위치설정되는 정지 슬리브를 추가로 포함하는 자체 보정형 인장력 제어 디바이스.