KR101194208B1

KR101194208B1 - 롤, 롤 링 및 롤의 제조 방법

Info

Publication number: KR101194208B1
Application number: KR1020060054611A
Authority: KR
Inventors: 요르예 글레이서; 밀린코 프루시스; 잔-에릭 칼손
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2006-06-17
Publication date: 2012-10-29
Also published as: ATE424262T1; KR20060132502A; MXPA06006873A; BRPI0602198A; JP5259930B2; RU2006121391A; JP2006349185A; DE602006005418D1; SE0501384L; CN1879982A; US20060287179A1; EP1733816B1; SE528856C2; ZA200604927B; UA88887C2; CN100406145C; EP1733816A1; RU2399444C2

Abstract

본 발명은 고정 정지 링 (2) 과 잠금 너트로 된 정지 링 (3) 이 축방향으로 서로 떨어져 제공되어 있는 구동가능한 샤프트 (1) 와, 상기 고정 정지 링과 상기 잠금 너트 사이에 배치되는 다수의 롤 링 (4) 을 포함하며, 각각의 롤 링은 경질 금속으로 제조된 외부 링 (6) 과 보다 연성의 금속으로 제조된 동심 내부 링 (7) 으로 이루어지며, 이 내부링은 상기 외부 링에 야금학적으로 영구결합되고, 또한 외부 링 (6) 의 끝면 (10) 으로부터 축방향으로 거리를 두고 돌출된 부분 (12) 을 갖는 콤비 롤에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 각 롤 링 (4) 은 내부 링의 돌출된 플랜지 (12) 에 구멍을 통해 삽입되며 상기 샤프트에 구멍 (21) 과 결합된 하나 이상의 잠금 핀 (19) 에 의해 상기 샤프트 (1) 에 견고하게 연결된다.

Description

롤, 롤 링 및 롤의 제조 방법 {A ROLL, A ROLL RING AND A METHOD IN THE PRODUCTION OF SUCH A ROLL}

도 1은 본 발명에 따른 롤의 부분 측단면도이다.

도 2는 롤에 포함된 각 롤 링 중 한 롤 링의 확대 종단면도이다.

도 3은 도 2에 따른 롤 링의 부분 정단면도이다.

본 발명은 고정 정지 링과 잠금 너트로 된 정지 링이 축방향으로 서로 떨어져 제공되어 있는 구동가능한 샤프트 또는 롤 샤프트와, 상기 고정 정지 링과 상기 잠금 너트 사이에 배치되는 다수의 롤 링을 포함하는 롤에 관한 것이며, 각각의 롤 링은 경질 금속으로 제조된 외부 링과 보다 연성의 금속으로 제조된 동심 내부 링으로 이루어지며, 이 내부 링은 상기 외부 링에 야금학적으로 영구결합되고, 또한 외부 링의 끝면으로부터 축방향으로 거리를 두고 돌출된 부분을 갖는다.

상기 언급된 형태의 롤은 (당해 기술 분야에서 콤비 롤이라 알려져 있다) 길이가 길면서 폭이 좁은 금속 제품 (예를 들면 와이어, 바, 파이프 등) 의 열간 또는 냉간 압연 시에 실제로 사용된다. 이런 목적으로, 롤 링 (이 경우에 복합 롤 링이라 명명된다) 에는 다수의 원주 홈이 형성되어 있으며, 바람직한 순서로 제품을 형성한다. 홈의 수는 단지 하나에서 여러 개까지 될 수 있다. 롤의 용량은 주어진 롤 폭 안에 탑재될 수 있는 롤 링의 수에 의해 정해지고, 고정 정지 링과 잠금 너트 사이의 거리에 의해 정해질 수 있다.

이러한 롤의 지속적이며 양호한 기능에 있어서 중요한 인자는 롤 링이 서로에 대해 또한 샤프트에 대해 미끄러짐이 없이 구동 샤프트로부터 롤 링에 매우 큰 토크가 전달되어야 하기 때문에 롤 링의 상대 회전이 신뢰적으로 억제되어야 한다는 점이다. 이와 관련한 기술에서, 비교적 취성이 강한 초경합금으로 제조된 롤 링의 상대 회전을 막기 위한 과제에 대한 많은 다른 제안이 제시되어 있다 (예를 들면, US 4280147, US 5248289, US 5558610, US 5735788 및 US 6685611 등). 이러한 초경합금으로 된 롤 링은 압축 강도와 내마모성이 우수하지만 인장강도는 좋지 않다. 그러나, 종래의 롤에 있어 공통적인 점은, 롤 링의 상대 회전을 막기 위한 목적을 가진 구성 요소들 (예를 들면, 웨지, 스프링, 유압 장치 등) 은 모두 롤 폭 (즉, 샤프트의 고정 정지 링과 잠금 너트 사이의 축방향 가용 공간) 을 어느 정도 차지한다는 것이다.

본 발명은 종래에 알려진 롤의 상기 언급한 단점을 제거하고 개선된 용량을 가진 롤을 제공하는 데에 목적이 있다. 그러므로, 첫번째 측면에서, 본 발명의 주목적은, 가용 롤 폭의 상당한 부분을 차지하지 않는 요소에 의해 복합 롤 링이 롤 샤프트에 대해 회전하지 못하는 롤을 제공하는 것이다. 다른 목적은 롤이 실용적인 방식으로 재드레싱될 수 있음과 동시에 제조하기 쉬운 롤을 제공하는 데에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 적어도 종래의 롤만큼 강하고 신뢰성있게 롤 링이 구동 샤프트에 대해서 견고하게 고정될 수 있는 롤을 제공하는 데에 있다.

본 발명에 따라서, 주목적은 청구항 1의 특징부에서 기재된 구성에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 롤의 바람직한 실시예는 종속항 2 ~ 6 항에서 기재되어 있다.

본 발명의 제 2 태양은 상기와 같은 롤 링에 관한 것이다. 이 롤 링의 중요 구성은 독립청구항 7항에 기재되어 있다. 본 발명에 따른 롤 링의 바람직한 실시예는 종속청구항 8항과 9항에서 기재되어 있다.

본 발명의 제 3 태양은 또한 본 발명에 따른 롤의 제조 방법에 관한 것이다. 이 방법의 특징적 사항은 독립청구항 10항에 기재되어 있다.

도 1에 부분적으로 도시된 롤은 회전 대칭형의 기본 형상을 가지고 있는 구동가능한 중심샤프트 또는 롤 샤프트 (1) 를 포함한다. 축방향으로 서로 떨어져 있는 두 정지 링 (2, 3) 사이에는 다수의 (이 경우에는 세 개) 각 롤 링 (4) 이 복합 롤 링의 형태로 배열된다. 복합 롤 링 (4) 또한 회전 대칭형 기본 형상을 갖고, 정지 링 (2, 3) 사이에 있는 샤프트 (1) 의 원통형 겉표면의 외경보다 약간 더 큰 내경으로 형성된다. 따라서, 롤 링 (4) 은 정밀하게 샤프트에 탑재될 수 있다.

정지 링 (2) 은 샤프트 (1) 에 고정되고, 정지 링 (3) 은 잠금 너트이다. 본 예에서, 고정 정지 링 (2) 은 분리 구성요소이고, 축방향으로 움직일 수 없게 샤프트에 결합된다. 그러나, 고정 정지 링 (2) 은 샤프트의 나머지 부분과 일체로 된 링 형상의 쇼울더일 수 있고, 이 쇼울더는 샤프트의 기계 가공시에 형성된다. 제 2 정지 링 (3) 은 잠금 너트이고, 이 정지 링은 샤프트의 외부 나사와 결합되는 내부 나사 (미도시) 를 가지고 있다. 게다가, 잠금 너트는 잠금 스크류 (5) 등에 의해 고정될 수 있다.

도 2와 도 3은 각 롤 링 (4) 의 구조를 상세히 도시한다. 이 롤 링은 회전 중심축선 (C) 에 대해 대칭인 형상을 가지고, 이 회전 중심축선 (C) 은 샤프트 (1) 의 회전축선 (C) 과 일치한다. (도 1 참조) 롤 링 (4) 에는, 경질 금속으로 제조된 외부 링 (6) 과, 보다 연성인 금속으로 제조된 동심의 내부 링 (7) 이 있다. 이 내부 링은 외부 링에 야금학적으로 영구결합된다. 실제로, 외부 링은 가압 및 소결에 의해 종래의 초경합금 인서트를 제조할 때 사용되는 분말 성분 (예를 들면, 바인더로서 코발트를 포함하는 텅스텐 카바이드) 으로 제조될 수 있다. 내부 링 (7) 에는, 구상 (nodular) 철 또는 주철이 사용될 수 있다. 단단한 외부 링 (6) 의 겉표면 (8) 에는, 고온 금속이 압연되는 다수의 원주 홈 (9) 이 형성되어 있다.

도 2에서 명확히 보이는 것처럼, 연성의 내부 링 (7) 은 외부 링 (6) 보다 다소 더 넓고, 외부 링의 두 양쪽 끝면 (10, 11) 에서 돌출된다. 본 예에서, 돌출부는 "12, 13" 으로 지정되고 두께가 서로 다른 플랜지의 형태이다. 더 구체적으로 플랜지 (12) 는 플랜지 (13) 보다 더 두껍다. 두꺼운 플랜지 (12) 는 한편으로 중심축선 (C) 에 수직으로 형성된 평면의 링 형상 끝면 (14) 과, 다른 한편으로 외부 원통 표면 (15) 과 내부 원통 표면 (16) 으로 범위가 정해지고, 내부 원통 표면은 내부 링의 전체 내부 면의 일부분이다. 유사한 방식으로, 더 얇은 플랜지 (13) 는 평면의 링형상 끝면 (17) 과 외부 원통 표면 (18) 에 의해 범위가 정해진다. 따라서, 각 플랜지 (12, 13) 는 한편으로 외부 링 (6) 의 내경보다 더 크고 다른 한편으로는 외부 링의 외경보다는 더 작은 외경을 가지며, 외부 링의 끝면 (10, 11) 은 부분적으로 플랜지에 매립되고, 외부 링의 내면과 내부 링의 외면 사이의 원통형 계면에서와 동일한 방식으로 플랜지에 야금학적으로 결합된다.

도시된 롤과 롤 링에 대해 지금까지 설명한 사항들은 기본적으로 종래에 알려져 있는 것이다.

본 발명에 따른 롤의 신규한 특징은 각 롤 링 (4) 이 하나 이상의 잠금 핀 (19) 에 의해 샤프트 (1) 에 견고하게 결합되고, 잠금 핀은 내부 링 (7) 의 플랜지 (12) 에 있는 구멍 (20) 에 삽입되어, 샤프트 (1) 의 겉표면에서 열려있는 구멍 (21) 에 끼워진다는 점이다. 상기 구멍 (21) 은 샤프트 몸체 안으로 일정 길이 뻗어 있다. 도 3에 도시된 것처럼, 각 롤 링은 링의 원주를 따라 등간격으로 서로 떨어져 배열된 6개의 관통 구멍 (20) 을 갖고 있다. 구멍과 부속 잠금 핀이 반경 방향으로 배향되어, 구멍의 중심 축선 (A) (도 2 도시) 이 회전축선 (C) 에 수직하게 되는 것이 가장 바람직한데, 필수적인 요청 사항은 아니다. 이와 관련하여, 인접 구멍 사이의 각도 α는 모두 동일하다. 더 구체적으로, 바람직한 실시예에서 각도 α는 60°가 된다.

구멍과 잠금 핀의 단면 형상이 본 발명의 실시에 중요한 것은 아니지만, 실제로는 회전 대칭형상, 바람직하게는 원통 형상의 단면 형상이 바람직하다. 원통형 보어 (22) 가 핀 몸체 내부 중심에 적절하게 형성되어 있고, 이 보어의 직경은 잠금 핀의 외경보다 상당히 작다. 이 보어에는, 스크류와 같은 도구가 삽입될 수 있는데, 롤 링을 샤프트에서 분해할 때 이러한 도구를 사용하여 잠금 핀을 구멍 (20, 21) 밖으로 빼낼 수 있다.

잠금 핀 (19) 과 구멍 (20, 21) 사이의 끼워맞춤은 정밀해야 한다. 더 구체적으로, 구멍의 내경은 잠금 핀의 외경보다 최대 0.03㎜까지 더 크다. 도 1에서 보이는 것처럼, 잠금 핀 (19) 의 전체 길이의 더 작은 일부분만이 샤프트의 구멍에 수용되고, 잠금핀의 대부분은 플랜지 (12) 의 구멍 (20) 에 수용된다. 실제로, 잠금 핀의 길이의 최대 1/3은 샤프트 구멍 (21) 에 수용되어야 한다.

상기 설명된 롤의 제조 또는 조립은 다음과 같은 방식으로 이루어진다.

첫단계에서, 샤프트 (1) 는 기계 가공되어 고정 정지 링 (2) 과 잠금 너트 (3) 를 갖추게 된다. 다른 단계에서, 복합 롤 링 (4) 이 이 분야의 당업자에게 공지된 일반적인 방식, 다시 말해서 US 5248289에 공개된 것과 같은 방식으로 제조된다. 그러나, 이 특허 명세서에 공개된 롤 링과는 대조적으로, 본 발명에 따른 롤 링에는 플랜지 (12) 를 관통하는 반경방향 구멍 (20) 이 형성된다. 가장 적절하게는, 구멍은 드릴링에 의해 형성되며, 이때 구멍에는 최종 직경이 주어지지 않는다. 즉, 구멍은 어느 정도의 기계 가공 공차를 가지고 드릴링된다. 다음 단계에서, 롤 링 (4) 이 샤프트 (1) 에 탑재되고 그 후 잠금 너트 (3) 가 조여지며, 롤 링 (4) 은 서로에 대해 그리고 고정 정지 링 (2) 에 대해 밀착 가압된다. 이런 후, 플랜지 (12) 에 있는 각 구멍 (20) 은 샤프트 자체에 있는 구멍 (21) 과 동시에 드릴링된다. 다시 말해 하나의 동일한 드릴 (잠금 핀과 실질적으로 같은 직경을 가지고 있음) 이 샤프트 내부로 들어가도록 깊게 삽입된다. 마지막으로, 잠금 핀 (19) 이 부속 구멍에 끼워지고 롤이 회전할 때 튀어나가지 않도록 적절한 방법으로 고정된다. 잠금 핀의 유지는 예를 들면 핀과 구멍 사이의 접촉면에 있는 접착제 층에 의해 이루어질 수 있다. 이 상태에서, 롤 링은 인접한 롤 링 사이의 계면에 어떠한 축방향 돌출 결합 요소 (예컨대, 잠금 키) 의 도움도 없이 샤프트에 견고하게 결합된다. 따라서, 롤 링의 편평한 끝면은 서로에 밀착되고, 롤 링의 두 끝면 사이의 공간에 수용되는 잠금 핀과 같은 요소에 의해 상대 회전이 불가능하게 된다.

본 발명에 따른 롤의 실질적인 이점은 롤 링과 그 롤 링에 형성된 홈의 수는 주어진 롤 폭에 대해 최적화될 수 있다는 것이다. 도 1에 도시된 형태의 롤에서, 종래에는 각기 세 개의 홈을 갖는 단지 두 개의 롤 링을 탑재하는 것이 가능하였고 따라서 롤은 여섯 개의 홈을 가지게 된다. 롤 링의 본 발명의 잠금 방식에 따르면, 각기 세 개의 홈을 갖는 세 개의 롤 링이 탑재될 수 있다. 즉, 작용 롤 홈의 수는 50% 증가할 수 있게 된다.

본 발명의 변형예

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 도시된 실시예에 한정되지 않는다. 따라서, 롤 링의 내부 링의 돌출부는 내부 링의 나머지 부분과 외경이 동일할 수 있는데, 즉 외부 링의 끝면은 돌출부에 부분적으로도 매립되지 않는다. 게다가, 내부 링은 반대편 단부에 돌출부 없이 형성될 수 있다. 즉, 내부 링 (7) 의 한 단부는 외부 링의 끝면과 동일 평면에서 끝날 수 있다.

본 발명에 따르면, 종래의 롤만큼 강하고 신뢰성있게 롤 링이 구동 샤프트에 대해 견고하게 고정되는 롤이 제공된다.

Claims

고정 정지 링 (2) 과 잠금 너트로 된 정지 링 (3) 이 축방향으로 서로 떨어져 제공되어 있는 구동가능한 샤프트 (1) 와, 상기 고정 정지 링과 상기 잠금 너트 사이에 배치되는 다수의 롤 링 (4) 을 포함하며, 각각의 롤 링은 경질 금속으로 제조된 외부 링 (6) 과 보다 연성의 금속으로 제조된 동심 내부 링 (7) 으로 이루어지며, 상기 내부 링은 상기 외부 링에 야금학적으로 영구결합되고 또한 상기 외부 링 (6) 의 끝면 (10) 으로부터 축방향으로 거리를 두고 돌출된 부분 (12) 을 갖는, 롤에 있어서,

각 롤 링 (4) 은 하나 이상의 잠금 핀 (19) 에 의해 상기 샤프트 (1) 에 견고하게 결합되고, 상기 잠금 핀은 상기 내부 링의 상기 돌출부 (12) 에 있는 관통 구멍 (20) 을 통해 삽입되어 상기 샤프트 (1) 의 구멍 (21) 에 결합되는 것을 특징으로 하는 롤.
제 1 항에 있어서,

상기 각 롤 링 (4) 뿐 아니라 상기 샤프트 (1) 는 롤의 회전축선 (C) 에 대해 회전 대칭형인 기본 형상을 가지며, 상기 각 잠금 핀 (19) 은 그의 중심축선 (A) 이 기하학적 샤프트 (C) 에 수직이 되도록 반경 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 롤.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

각 롤 링 (4) 은 등간격으로 동일한 각도로 서로 떨어져 배열되는 다수의 잠금 핀 (19) 에 의해 상기 샤프트 (1) 에 고정되는 것을 특징으로 하는 롤.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

각 잠금 핀 (19) 뿐 아니라 샤프트 (1) 의 구멍 (21) 및 상기 롤 링의 내부 링 (7) 의 돌출부 (12) 에 있는 구멍 (20) 이 회전 대칭 형상인 것을 특징으로 하는 롤.
제 4 항에 있어서,

상기 회전 대칭 형상은 원통 형상이며, 상기 구멍 (20, 21) 의 내경이 상기 잠금 핀 (19) 의 외경보다 최대 0.03㎜ 더 큰 것을 특징으로 하는 롤.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 샤프트를 따른 인접 롤 링 (4) 이 편평한 링 형상 끝면 (13, 14) 의 형태로 된 접촉면을 통해 서로에 밀착 가압되는 것을 특징으로 하는 롤.
경질 금속으로 제조된 외부 링 (6) 과, 보다 연성의 금속으로 제조된 동심 내부 링 (7) 을 포함하며, 상기 내부 링은 상기 외부 링에 야금학적으로 영구 결합 되고, 또한 상기 내부 링 (7) 의 하나 이상의 부분 (12) 이 외부 링 (6) 의 끝면 (10) 으로부터 축방향으로 거리를 두고 돌출된 롤 링에 있어서,

상기 내부 링의 돌출부 (12) 에 하나 이상의 구멍 (20) 이 상기 돌출부의 외면 (15) 과 내면 (16) 사이를 연속적으로 관통하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 롤 링.
제 7 항에 있어서,

상기 내부 링 (7) 의 돌출부 (12) 에는, 다수의 구멍 (20) 이 등간격으로 동일한 각도로 서로 떨어져 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 롤 링.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 내부 링 (7) 의 돌출부 또는 플랜지 (12) 는 편평한 링 형상 끝면 (14) 에 의해 범위가 정해지는 것을 특징으로 하는 롤 링.
고정 정지 링 (2) 과 잠금 너트로 된 정지 링 (3) 이 축방향으로 서로 떨어져 제공되어 있는 구동가능한 샤프트 (1) 와, 상기 고정 정지 링과 상기 잠금 너트 사이에 배치되는 다수의 롤 링 (4) 을 포함하며, 각각의 롤 링은 경질 금속으로 제조된 외부 링 (6) 과 보다 연성의 금속으로 제조된 동심 내부 링 (7) 으로 이루어지며, 상기 내부링은 상기 외부 링에 야금학적으로 영구결합되고 또한 상기 외부 링 (6) 의 끝면 (10) 으로부터 축방향으로 거리를 두고 돌출된 부분 (12) 을 갖는, 롤 제조 방법에 있어서,

상기 내부 링 (7) 의 돌출부 (12) 에서 하나 이상의 구멍 (20) 을 갖는 개별 롤 링 (4) 을 형성하고, 각 롤 링을 하나 이상의 다른 롤 링과 함께 상기 샤프트 (1) 에 끼우고, 롤 링이 서로에 대해 가압되도록 잠금 너트 (3) 를 조이고, 상기 롤 링의 내부 링에 있는 구멍 (20) 의 연장으로 상기 샤프트 (1) 에 구멍 (21) 을 뚫고, 상기 구멍 (20, 21) 에 잠금 핀 (19) 을 끼우는 것을 특징으로 하는 롤 제조 방법.