KR100879394B1 - 이중 코어 체결 장치를 포함하는 절단 휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절단 휠(1) 복합 시스템, 특히 직경이 400 ㎜보다 크고, 보어 근방의 양쪽 측면 위에 요홈부(3)가 구비된 연마 외부 절단 링, 상기 요홈부 내에 위치하여 코어 체결 장치로서 기능하는 2개의 프러쉬-결합 장력 플레이트(2)로 구성된 절단 휠용 복합 시스템에 관한 것이다. 상기 체결 플레이트들은 재활용이 가능하여 사용자가 계속 사용할 수 있으며, 장치의 클램핑 플랜지(4a + 4b)에 힘을 전달한다. 상기 플레이트는 또한 안정성을 증가시키고 폐기물을 감소시킨다.

절단 휠, 요홈부, 체결 플레이트, 클램핑 플랜지

Description

이중 코어 체결 장치를 포함하는 절단 휠{CUT-OFF WHEEL COMPRISING A DOUBLE CORE CLAMPING DEVICE}

본 발명은 외경이 400 ㎜ 이상이고, 양쪽 측면의 보어 영역에 프레스 가공된 요홈부를 구비하고, 상기 요홈부 내에 휠을 고정하기 위한 재활용이 가능한 코어 체결 장치로서 2개의 적합한 가장자리 형상의 체결 플레이트가 삽입되어 있는 합성수지-접착 절단 휠용 복합 시스템에 관한 것이다.

초기에 직경이 ≥ 400 ㎜인 합성수지-접착 절단 휠은 강, 주철, 특수 합금, 인코넬(inconell), 티타늄 등을 절단하는 금속-생산 산업 및 금속-가공 산업에서 고정식 분리 장치 상에서 사용된다.

이러한 장치에서의 종래의 절단 휠의 일반적인 사용성이 매우 불리한 것으로 판명되었다. 이상적인 경우에서, 이들 균질한 절단 휠은 처음 직경의 최소 45%까지 사용될 수 있지만, 사용하는 장치와 큰 치수의 재료에 따라서 평균적으로는 최초 직경의 단지 60%까지만 사용될 수 있다.

이렇게 사용하고 남은 폐 디스크는 국가 폐기물 가이드라인에 따라 고비용을 들여 폐기 처분되어야 한다. 추가적으로 불리한 점은 상기의 미사용 코어 영역에 있는 원재료의 추가 사용인데, 이는 강화 및 수지 부분에 비추어 보아 다른 연마 입자 재료에 불구하고 원재료를 위한 추가 비용으로 귀결된다는 것이다.

유럽 특허 제0382720 A2호는 금속 본체 위에 비-포지티브 결합 방식에 의한 합성수지-접합 강화 절단 휠을 개시하고 있다. 그러나 연삭-관여 가장자리 영역의 작은 잔류 필름이 잔존하는 본체에 남아 있고, 여전히 남아 있는 합성수지-접합 잔류 필름을 포함하는 금속 코어를 폐기해야 하기 때문에 상기 시스템은 그 자체로 성립될 수 없다.

유럽 특허 제0 769 352 A1호에는 작업 중에 금속성 본체 위에 비-포지티브(non-positive) 방식으로 연삭-관여 가장자리 영역이 프레스 가공되어 있는 추가적인 해법이 개시되어 있다. 여기에서, 이들 본체 대량을 고가에 취득하는 것은 불리한 것으로 판명되었다. 또한, 리플레이트(re-plated)를 위해 기사용된 복합 절단 휠이 제작사로 반송되어야 하는 물류 문제가 있다. 비용 상의 이유로, 상기 시스템은 제작사와 제한된 거리 내에 있는 곳에서만 사용될 수 있다. 또한, 세척 및 리플레이팅에는 많은 기술적인 노력이 필요로 해서, 결국은 비용뿐만 아니라 시간이 문제가 된다.

이에 따라, 본 발명의 목적은 전술한 단점을 가지고 있지 않으며, 사용자가 전체 연삭-관여 절단 링부 표면의 최대 95%까지 외부 절단 휠을 소모할 수 있고, 고안정성을 가지면서도 절단 휠의 두께가 감소되는 추가적인 이점을 가지는 복합 시스템을 생산하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이는 절단 휠의 코어 직경이 최소 감모 직경(depletion diameter)과 일치되고, 추가적으로, 양 측면에 오프셋되어 있는, 2개의 체결 플레이트의 가장자리 형상을 위한 요홈부가 프레스 가공되어 있는 절단 휠에 의해 달성된다. 이는 연삭-관여 가장자리 영역을 사실상 완전하게 사용할 수 있게 하고 단지 소량의 연마 잔류 링이 폐기되도록 한다.

장비 클램핑 플랜지들과 연삭-관여 절단 링부 사이의 연결 부재로 여겨지는 2개의 체결 플레이트들이 본 발명의 핵심 구성요소이다. 종래 제품에서는 특히 클램핑 플랜지로부터 절단 휠로의 전이부(transition)가 취약한 부위라는 사실로 인해, 이러한 약점은 대안으로서 적용 가능한 본 발명에 따른 상기 체결 플레이트 재료에 의해 상당히 개선된다.

본 발명의 추가의 특징 및 상세한 부분은 이하의 도면의 설명으로부터 알 수 있다.

도 1은 2중 체결 플레이트를 구비하는 본 발명에 따른 절단 휠의 분해도이다.

도 2는 도 3에서의 선 A-A에 따르는 복합 시스템을 관통하는 단면도이다.

도 3은 절단 링부 복합 시스템의 측면도이다.

도면에 도시되어 있는 절단 휠(1)은 추가의 강화재를 구비하지 않고 있지만, 바람직하게는 추가의 강화재를 구비하는, 합성수지 접합 절단 휠이다. 특정 용도에 요구되는 요건과 고객의 요구에 부합되는 강도의 정도와 조화되는 연삭 입자와 충전제(filler)의 조합에 따라 페놀 수지의 체계적 선택이 될 수 있다.

강옥(corundum), 그러나 특정 강옥에 한정되지는 않으며, 지르콘 강옥 및 소결 강옥과 실리콘카바이드가 연삭 수단으로 사용된다. 또한 현재의 산업용 절단 휠에는, 황철석(pyrite), 황화아연(zinc sulphide), 흑연, 망간산염화칼륨(potassium chlorine manganate) 등과 같은 원재료로 구성되는 충전제가 사용된다.

현재에는 유리 재료 인서트가 강화재(5)로서 사용되고 있다. 그러나 향후에는 케브라(Kevlar) 또는 탄소섬유와 같은 대체재가 사용될 수도 있다. 연속적인 강화재가 사용되지 않는 실시예도 가능하다. 그러나 요홈부에는 강화재가 제공되어야 한다.

절단 휠(1)의 외경(D)은 전형적으로는 400 내지 2000 ㎜ 범위 이내이나, 800 ㎜ 보다 큰 것이 바람직하다. 이상적으로는, 절단 휠(1)의 보어 직경(d)은 실용적인 최소 직경으로 조절될 수 있다. 그러나 제작상의 이유로, 절단 링부의 각 표준 치수를 기초로 하여 고정된 보어 직경(d)이 선택되어야 한다. 보어 직경(d)의 권장 수치로서 외경(D)의 40~80% 크기가 권장된다.

현재에는, 두께(T)에 대한 직경(D)의 비는 전형적으로 80~100 배이다. 본 발명에 따르면, 코어 영역이 상당히 경하기 때문에, 최대 130까지 증가될 수 있다. 연삭-관여(grinding-active) 절단 링부는 보어를 향해 테이퍼져 있는 원추형 형태 뿐만 아니고 평행한 평면 형태로 구현될 수 있다.

좀 더 명확하게 하기 위해서, 도 1 및 도 2에서 두께(T)가 직경(D)에 비해 매우 크게 도시되어 있다.

절단 휠(1)은 절단 휠의 보어 영역 내의 양 측면의 평면 위에, 그 내부에 2개의 체결 플레이트들이 꼭 맞게 삽입되는, 다수의 기하학적인 요홈부(3)들을 포함하고 있다. 상기 요홈부(3)의 형태는 라운드, 사각형, 바람직하게는 도브테일(dovetail)로 구현될 수 있다. 체결 플레이트(2)가 잘 체결되도록 하기 위해 요홈부들의 깊이는 0.1 내지 1 ㎜ 사이, 바람직하게는 보어 내의 절단 링부의 두께(T)의 절반보다 0.2 내지 0.6 ㎜ 작은 것이 바람직하다. 요홈부(3)들의 반경방향 길이(e)는 외경(D)의 함수로서 10 내지 200 ㎜ 사이, 바람직하게는 30 내지 60 ㎜ 사이이다.

절단 휠(1)의 양측의 요홈부(3) 내에 꼭 들어맞는 소정의 가장자리 형상을 구비하는 2개의 체결 플레이트(2)들은 본 시스템에서 매우 중요한 구성요소이다. 전통적으로 사용되는 클램핑 플랜지(4a, 4b)와 함께 체결할 때에, 2개의 체결 플레이트들이 압박되어서 필요로 하는 측면 체결력이 생성된다. 구동축은 클램핑 플랜지를 통해 체결 작용에 필요한 체결력을 2개의 체결 플레이트에 전달하고, 체결 플레이트들은 최종적으로 특유의 가장자리 형상을 통해 연삭-관여, 연마 절단 링부로 체결력을 비-포지티브 방식(non-positive manner)으로 전달한다.

체결 플레이트는 직선형, 오프셋, 천공형 또는 주름진 형태로 구현될 수 있다. 무게를 감소시키기 위해서, 체결 플레이트에는 추가의 요홈부가 구비될 수도 있다.

상기 2개의 체결 플레이트(2)의 가장자리 형상(3)은, 연삭-관여 절단 링부의 양측에 프레스되어 형성된 요홈부들 내에 꼭 들어맞아서 연마 절단 중에 발생하는 힘을 전달할 수 있도록 하기 위해 다수의 대칭적인 라운드, 사각형, 도브테일 형상 또는 이와 유사하게 형성된 돌출 체결표면들인 것을 특징으로 한다.

2개의 체결 플레이트의 총 두께는 절단 휠의 보어 영역 내의 휠 두께(T)보다 약간, 예를 들면 대략 5~10% 얇아야 하다. 그렇게 함으로써, 종래의 절단 휠에서와 같이 요구되는 자유 절단 깊이가 달성된다.

상기 체결 플레이트용 재료로서 고강도 강화 합성 수지, 탄소섬유, 비철 금속, 특수 합금, 티타늄, 현재 바람직하게는 단순한 강 플레이트가 사용된다. 필요로 하는 기본 강도 외에도, 사용 시에 발생하는 횡압에 견뎌서 영구적으로 손상되지 않도록 이들 재료에 대해서는 어느 정도의 일정한 가요성과 높은 잔류 응력을 포함하는 것도 중요한 기준이 된다.

상기 복합 시스템의 클램핑과 관련된 취급을 용이하게 하기 위해, 체결 플레이트에는 그 내부에 체결 보조기구로서 특수 장력 스프링이 삽입되는 슬릿(2a)들이 형성된다. 체결 플레이트가 매우 큰 경우(절단 링부 외경의 60%를 초과), 체결 플레이트의 외경 영역에는 추가의 고정 또는 체결력 향상을 위해 추가적인 보어(2b)들이 형성될 수 있다. 보어에서의 연결 부재들은 체결 플레이트의 단부면(end face)을 지나쳐서 돌출되어서는 안 된다.

절단 휠의 보어 영역의 요홈부들의 위치와 정밀 형상(form-exact)의 프레스 가공이 요구된다. 이는 정밀한 형상의 형판(template)을 프레싱하여 달성될 수 있다. 선택적으로는, 이들 요홈부들은 또한 다시 적당한 프로세싱 장치 상에서 연마될 수 있다.

Claims (18)

1. 연삭 입자, 바인더를 포함하는 절단 휠(1) 장치로서,

   상기 절단 휠(1)은 2개의 체결 플레이트들 사이에 고정되어 있고,

   절단 휠(1)의 연삭-관여 절단 링부의 보어는 2개의 체결 플레이트들의 외부 가장자리까지에 이르고, 체결 플레이트(2)와 절단 휠(1)의 연삭-관여 절단 링부의 결합이 2개의 체결 플레이트들의 체결에 의한 체결력만에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
2. 제1항에 있어서, 보어 영역의 양쪽 측면 위에 꼭 들어맞는 요홈부가 프레스 가공으로 형성되거나, 프레스 가공된 후에 연마되는 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절단 휠(1)이 원추 형상으로 보어(d)를 향해 최대 3 ㎜ 테이퍼지도록 구현되는 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 두께(T)에 대한 절단 휠(1)의 직경(D)의 비가 80 내지 130인 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 보어(d)는 외경(D)의 40%보다 큰 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절단 휠(1)의 연삭-관여 절단 링부는 합성수지-접합체로 구현되는 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절단 휠(1)은 하나 이상의 인서트(5) 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 체결 플레이트(2)들 각각은 오프셋, 천공형 또는 직선형으로 구현되는 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 체결 플레이트(2)는 탄소 섬유, 고강도 강화 합성 재료, 비철 금속, 특수 합금, 티타늄, 박판 금속과 같은 재료로 구현되는 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
10. 제2항에 있어서, 체결 플레이트(2)의 가장자리 형상은 절단 휠(1)의 연삭-관여 절단 링부의 요홈부(3) 형상에 적합한 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 보어에서 2개의 체결 플레이트(2)의 총 두께(b)는 절단 휠(1)의 연삭-관여 절단 링부의 두께보다 1~20% 얇은 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 체결 플레이트(2)들 사이에 절연 필름이 삽입 또는 접착제 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 체결 보조기구 또는 추가의 체결력 강화기구로서 슬릿(2a)들 또는 추가의 보어(2b)들, 또는 슬릿(2a)들 또는 추가의 보어(2b)들 양방이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
14. 제1항 또는 제2항에 따른 절단 휠 장치를 제조하는 방법으로서, 형판에 의해 측면 요홈부(3)가 프레스 가공되거나, 프레스 가공된 후 연마된 후에 2개의 체결 플레이트(2)가 요홈부(3) 내에 계합되는 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치 제조 방법.
15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절단 휠의 직경(D)이 ≥ 400 ㎜인 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 보어에서 2개의 체결 플레이트(2)의 총 두께(b)는 절단 휠(1)의 연삭-관여 절단 링부의 두께보다 5~10% 얇은 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
17. 제1항에 있어서, 보어에 인접한 양쪽 측면 위에 요홈부가 프레스 가공으로 형성되거나, 프레스 가공된 후에 연마되는 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.
18. 제1항에 있어서, 절단 휠(1)의 연삭-관여 절단 링부의 한쪽 면 위에 요홈부가 형성되고, 상기 요홈부가 형성된 면과 다른 면 위에는 상기 요홈부와는 상대적으로 엇갈린 요홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 절단 휠 장치.

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