KR101122004B1 - 확장가능한 권취기 맨드릴 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 외연부에 배치되어 반경 방향으로 이동 가능한 확장 세그먼트(2)와, 맨드릴 몸체(3)와, 당김봉(4)을 포함하는 권취기 맨드릴(1)에 관한 것이다. 본 발명의 경우, 확장 세그먼트(2) 및/또는 맨드릴 몸체(3) 및/또는 당김봉(4)은 자석으로서 형성된다. 상기와 같은 권취기 맨드릴을 작동시키기 위한 방법에 따르면, 확장 세그먼트(2) 및/또는 맨드릴 몸체(3) 및/또는 당김봉(4)은 전자석으로서 형성되며, 전자석의 공급 전압은 스트립 선단을 권취 개시할 시에 활성화되며, 압연중에는 감소되며, 그리고 스트립의 인출시에 다시 증가된다.

확장 세그먼트, 맨드릴 몸체, 당김봉, 권취기 맨드릴, 전자석, 공급 전압.

Description

확장가능한 권취기 맨드릴{SPREADABLE COILER DRUM}

본 발명은, 외연부에 배치되어 반경 방향으로 이동 가능한 확장 세그먼트와, 맨드릴 몸체와, 당김봉을 포함하는 권취기 맨드릴과, 이 권취기 맨드릴을 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다.

권취기 맨드릴은 예컨대 압연된 박판 또는 기타 재료를 권취기 맨드릴 상에서 코일로 권취 및/또는 권출하기 위해 이용된다. 권취하는 경우, 확장 세그먼트는 그 외주부(outer circumference)가 원을 형성하는 방식으로 반경방향 바깥쪽으로 변위된다. 코일을 권출하기 위해서, 권취기 맨드릴은 그 지름이 코일을 수용할 수 있도록 코일의 내경보다 작아야 한다. 이를 위해 권취기 맨드릴의 경우 통상적으로 2개의 지름이 목표한 바대로 개시될 수 있되, 확장된 최대 지름만이 완전한 원형으로 형성된다.

상기와 같은 권취기 맨드릴에 대해 공지된 실시예의 경우, 이와 관련하여 권취기 세그먼트들은 당김봉 또는 누름봉에 의해 이동되는 웨지 표면을 통해 반경 방향으로 변위된다.

DE 35 02 452 A1에서는, 웨지 모양으로 형성되는 활주면에 의해 권취기 하우징 내에 회전 가능하게 장착된 권취기 샤프트 쪽에서 지지되면서 확장 이동 가능한 복수의 세그먼트로 구성되는 드럼을 포함하는 압연 스트립용 권취 및/또는 권출 코일러가 개시된다. 권취기 샤프트 내에는 연결 플랜지에 의해 드럼 세그먼트와 연결되는 플런저가 안내된다. 이와 관련하여 작동 구동 장치(actuating drive)는, 권취기 샤프트와, 세그먼트와 연결되어 세그먼트들의 확장 이동을 야기하는 플런저 사이에서 상대적인 축방향 변위를 야기한다. 또한, 권취기는 스트립 코일에 상대적으로 권취기 드럼의 인입 및 인출 이송을 야기하는 동작 및/또는 스트립 중심 제어를 야기하는 동작을 실행하는 변위 구동 장치를 나타내되, 권취기 샤프트는 위치 고정된 권취기 하우징 내에 축방향으로 변위 가능하게 장착되고, 작동 구동 장치는, 권취기 샤프트의 축소 작용을 위해, 위치 고정된 권취기 하우징에 대향하여 회전 불가능하지만, 그러나 축방향으로 변위될 수 있는 피스톤-실린더 유닛을 포함하고, 압축 스프링은 세그먼트들을 항상 확장된 상태로 유지하며, 변위 구동 장치는 권취기 샤프트가 축방향으로 변위되도록 작용할 수 있는 피스톤-실린더 유닛으로 구성된다.

EP 0 504 296 B1로부터는 10kN 및 1000kN 사이의 스트립 장력을 보유하는 금속 스트립을 권취 및/또는 권출하기 위한 권취기가 개시된다. 이 권취기는 확장가능한 권취 드럼으로 구성되고, 권취 드럼은 스탠드 내 이중으로 지지되는 중공축에 의해 지지되며, 중공축 상에 배치되는 작동 실린더에 의해서, 중공축을 통해 연장되는 구동 로드(driving rod)를 통해 작동될 수 있다. 중공축에는, 중공축의 두 베어링 사이에 배치되고 고정자 및 회전자로 구성되는 구동 모터가 연결된다. 이와 관련하여 중공축은 회전자 축으로서, 그리고 구동 로드는 중공축 내에서 지지되 는 권취 드럼 축으로서 형성된다.

독일 공개 공보 1 777 229에는 스트립 형태의 압연 제품, 특히 열간 압연 스트립을 권취하기 위한 확장가능한 권취기 맨드릴이 개시된다. 이 권취기 맨드릴은 내부 맨드릴 몸체와, 이 맨드릴 몸체 상에 안착되는 복수의 확장 세그먼트를 포함한다. 확장 세그먼트들은, 맨드릴 몸체 내에 동심으로 장착되고 복수의 웨지 표면을 포함하는 웨지 로드(wedge rod)의 웨지 표면 상에 플런저를 통해 지지되고, 확장 세그먼트들은 섀클(shackle)을 통해 맨드릴 몸체 내에 동심으로 장착되는 웨지 로드와 연결된다.

DE 30 28 607 C2로부터는 압연 스트립 권취기가 공지되어 있다. 이런 권취기는 거의 스프링 힘에 의해 예압되어 확장 위치에서 유지되는 플런저를 포함하고, 이 플런저는, 위치 고정되고 회전 불가능하게 배치되는 작동 구동 장치에 의해, 세그먼트들이 축소될 수 있는 방식으로 가압될 수 있다.

추가의 권취기 시스템은 GB 948,419 및 US 4,433,814로부터 공지되어 있다.

JP 051 54 552, JP 2001 252 716, JP 03 275 255 및 JP 58 068 425로부터는, 확장 세그먼트들이 자석을 구비하는 점이 공지되어 있다. 그러나 이 경우 권취 및 인출시에, 권취시 스트립을 포착하고 스트립 말단을 안내할 수 있도록 추가로 압착 롤러 및/또는 벨트 랩퍼(belt wrapper)가 필요하다. 이와 같은 장치는 제조, 조립 및 유지보수시에 비용을 야기한다. 또한, 상기 장치는 압연기열/롤스탠드로부터 인출시 스트립의 제어를 어렵게 한다. 공지된 실시예와 관련하여 바람직하지 못한 점은, 자기력을 생성하기 위해 셸 내에 추가의 라인이 내포되는 것에 있다. 셸의 마모 내지 표면의 재연삭을 통해 권선들이 시간이 흐름에 따라 외부에 노출되거나, 또는 침식된다. 셸의 파손시에 자기력은 즉시 소멸된다.

따라서 본 발명의 목적은 공지된 복잡한 구성을 간소화하고 앞서 언급한 단점들을 방지하는 것에 있다. 또한, 또 다른 목적은, 확장 세그먼트의 수명을 연장하고 고정력의 조정을 개선하는 것에 있다. 그 외에도 본 발명의 목적은 가능한 적은 수의 부재의 이용을 통해 아주 작은 구조 비용만을 소요하는 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적은 외연부에 배치되어 반경 방향으로 이동 가능한 확장 세그먼트들과, 맨드릴 몸체와, 당김봉을 포함하는 권취기 맨드릴에 있어서, 확장 세그먼트들 및/또는 맨드릴 몸체 및/또는 당김봉은 자석으로서 형성함으로써 달성된다. 그렇게 함으로써 스트립 권취시의 벨트 랩퍼 및 스트립 압착 롤러는 배제된다.

권취기 맨드릴의 추가 실시예들은 이와 관련한 종속항들에 나타나 있다.

그 외에도 본 발명은, 외연부에 배치되어 반경 방향으로 이동 가능한 확장 세그먼트들과, 맨드릴 몸체와, 당김봉을 포함하는 권취기 드럼을 작동 시키기 위한 방법에 있어서, 확장 세그먼트들 및/또는 맨드릴 몸체 및/또는 당김봉이 전자석으로서 형성되며, 전자석의 공급 전압은 스트립 선단의 권취 개시시에 활성화되고, 압연 중에는 감소되며, 그리고 스트립의 인출시에 다시 증가되는 상기 방법에 관한 것이다. 공급 전압은 스트립의 특성에 따라, 소정의 정도로, 또는 영(0)으로 감소된다.

확장 세그먼트, 또는 맨드릴 몸체, 또는 당김봉으로서 제어되는 자기력을 보유하는 자석을 이용함으로써, 압착 롤러 및 벨트 랩퍼의 이용은 방지된다. 권취 개시 중에 상대적으로 높은 자기력이 공급되고, 그에 따라 스트립은 포착되어 권취되기 시작한다. 압연 중에는 자기력은 감소하거나 또는 비활성화될 수 있다. 왜냐하면, 코일의 권선들이 견고하게 권취되고, 그에 따라 코일 권선들의 미끄러짐은 기대되지 않기 때문이다. 스트립을 인출할 시에는 자기력이 다시 상승된다. 그에 따라 스트립 말단이 코일에 인접되고, 코일 리프터 내로 굴러 유입될 수 있다.

권취된 스트립의 자화를 방지하기 위해, 압연 공정 후 권취기 드럼으로부터 코일을 인출하기 직전에 자기장의 극이 전환된다.

자석 부품인 확장 세그먼트 또는 맨드릴 몸체 또는 당김봉에 대한 전류 공급은 인버터를 통해 이루어진다. 인버터는 가변 조정되는 전류 세기를 제공한다. 이와 같은 전류 세기로 자기력은 영향을 받게 된다. 확장 세그먼트 내로 전류 세기를 공급하는 경우, 3가지 방법이 이용될 수 있다:

1. 슬립 링을 이용하여 구동 장치 측에서의 전원 공급. 이를 위해 케이블은 정밀 밀링으로 당김봉을 통해 안내된다. 플러그 타입 커넥터와 확장 세그먼트가 연결된다.

2. 슬립 링을 이용하여 각각의 확장 세그먼트 바로 근처에 위치하는 제어 장치 측에서의 전원 공급. 이와 같은 구성은 스트립 파열시 스트립 충격으로부터 기계적으로 보호되어야 한다.

3. 유도 루프(induction loop)를 이용하여 에너지를 확장 세그먼트들에 전달한다. 이와 같은 비접촉식 전달은 제어 장치 측에서 가능하며, 2항에서처럼 보호되어야 한다.

확장 세그먼트들 또는 맨드릴 몸체 또는 당김봉이 자석으로서 형성되는 그런 권취기 맨드릴은 페이-오프 릴(pay-off reel), 텐션 릴(tension reel), 가역식 릴(reversing reel), 검사 릴(inspection reel), 또는 이중 확장 헤드 릴 내에 직접 장착될 수 있거나, 또는 차후에(교체시) 장착될 수 있다.

본 발명에 따른 권취기 맨드릴의 추가 장점은, 그 권취기 맨드릴만이 교체되기만 하면 되기 때문에, 자화될 수 있는 재료를 압연하기 위한 기존의 시스템, 예컨대 TCM, SPM, CCM, RCM 및 CSP에 완벽하게 기계적으로 재구성된다는 점에 있다. 또한, 새로운 시스템에서는, 벨트 랩퍼, 스트립 압착 롤러 및 홀 기초를 위한 투자 비용이 절감된다.

본 발명의 실시예는 매우 개략적으로 도시된 도면에 따라 더욱 상세하게 설명된다.

도 1은 확장 세그먼트들과, 맨드릴 몸체와, 당김봉을 포함하는 권취기 맨드릴을 도시한 종단면도이다.

도 2는 권취기 맨드릴을 도시한 횡단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

1: 권취기 맨드릴

2: 확장 세그먼트

3: 맨드릴 본체

4: 당김봉

5: 슬립 링

도 1은 확장 세그먼트(2)와, 맨드릴 몸체(3)와, 당김봉(4)을 포함하는 권취기 맨드릴(1)을 종단면도로 도시하고 있다. 당김봉(4)을 통해서는 확장 세그먼트들(2)이 반경 방향으로 위치 결정된다. 이와 관련하여 확장 세그먼트들(2)은 반경 방향에서 외부의 위치에서 원형 외연부를 형성한다.

전기 전압은 당김봉(4)과 연결되어 있는 슬립 링(5)을 통해 전달된다. 당김봉(4) 또는 맨드릴 몸체(3)가 자석으로 형성된다면, 확장 세그먼트들(2)이 추가로 자화되어야 하므로, 상대적으로 더욱 큰 자화력을 고려해야 한다.

도 2는 권취기 맨드릴을 횡단면도로 도시하고 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 외연부에 배치되어 반경방향으로 이동가능한 확장 세그먼트(2), 맨드릴 몸체(3) 및 당김봉(4)을 포함하는 권취기 맨드릴(1)을 작동시키는 방법에 있어서,

   상기 확장 세그먼트(2), 상기 맨드릴 몸체(3) 및 상기 당김봉(4) 중 하나 이상이 전자석으로 형성되고,

   상기 전자석의 공급 전압은 스트립 선단의 권취 개시시에 공급되어, 초기 권취 동안에는 큰 자기력이 제공되고, 압연중에는 자기력이 감소되거나 차단될 수 있으며, 스트립의 인출시에 다시 증가되도록 자기력을 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 공급 전압이 스트립의 특성에 따라 부분적으로 감소되거나 0으로 되는 것을 특징으로 하는 방법.

Images