KR101245504B1 - 용융 금속욕을 위한 안내 롤러 회전 베어링 - Google Patents

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Abstract

용융 금속욕(3)을 위한 안내 롤러 회전 베어링으로서, 용융 금속 내에서 베어링 장치 내에 회전가능하게 장착되는 샤프트(6)를 포함하고, 베어링 장치(71, 72)는 선회 암(51, 52)에 배치되며, 양쪽 축방향으로 변위가능하게 롤러 베어링 장치(72) 내에 장착되는 샤프트 단부(6)는 샤프트 단부(6)의 재료보다 내마모성이 큰 재료의 보호 커버(9)를 포함하고, 롤러 베어링 장치(72)는 선회 암(52)에 고정되는 외부 링(11), 롤링 부재로서의 실린더형 롤러(19) 및 내부 링(15)을 포함하며, 실린더형 롤러(19)는 쉘프(shelf) 부재(13, 14)에 의해 내부 링(15) 및 외부 링(11)에서 양쪽 축방향으로 고정되는 안내 롤러 회전 베어링.

Description

용융 금속욕을 위한 안내 롤러 회전 베어링{GUIDE ROLLER ROTATING BEARING FOR A METAL MELT BATH}
본 발명은, 용융 금속욕(metal melt bath)을 위한 안내 롤러 회전 베어링으로서, 용융 금속 내에서 샤프트 단부에 의해 롤러 베어링 장치 내에 회전가능하게 지지되는 샤프트를 포함하고, 샤프트 단부는 양쪽 축방향으로 변위되도록 롤러 베어링 장치 내에 지지되며, 롤러 베어링 장치는 선회 암 상에 배치되고, 선회 암에 고정되는 외부 링, 롤링 요소로서의 실린더형 롤러 및 내부 링을 포함하며, 실린더형 롤러는 내부 링의 플랜지 부재에 의해 양쪽 축방향으로 고정되는 안내 롤러 회전 베어링에 관한 것이다.
이러한 안내 롤러 회전 베어링은 코팅 금속의 용융물 내에서 금속 밴드를 코팅하기 위한 코팅 플랜트에 사용된다. 코팅 장치는 아연, 주석, 납, 알루미늄, 갈바륨(Galvalume) 또는 갈판(Galfan)의 내부식성 층으로 금속 밴드를 코팅하도록 사용된다. 이를 달성하기 위해, 금속 밴드는 수 100℃의 고온인 각각의 코팅 금속의 금속 용융물을 통해 끌어당겨진다. 안정화 및 안내 목적을 위해, 회전 샤프트가 금속 용융물 내에 안내 롤러로서 배치된다. 회전 안내 롤러는 금속 용융물 내에서, 마모 베어링으로서 구성되는 베어링 장치 내에 지지된다. 이러한 맥락에서, 독일 특허 공보 제DE 102 36 113 B3호로부터 그러한 베어링 장치를 슬라이딩 베어링 장치로서 구성하는 것이 공지되어 있다. 이러한 슬라이딩 베어링 장치는 고도의 마모 및 재료 제거를 가지며, 이는 상당한 비용을 수반하는 베어링 부품의 빈번한 교체를 초래한다.
일본 공개 특허 공보 제JP 01 159359 A호는 위에 언급된 유형의 롤러 베어링을 구비한 안내 롤러 회전 베어링을 기재하지만, 이는 샤프트의 현저한 마모에 의해 특징지어지고, 이의 롤러 베어링은 큰 노력을 들여야만 교체될 수 있다.
본 발명의 목적은 위에 언급된 단점들을 회피하는 안내 롤러 회전 베어링을 제공하는데 있다.
이 목적은, 본 발명에 따르면, 특허청구범위 제1항의 특징에 의해 달성된다.
본 발명의 안내 롤러 회전 베어링에서, 샤프트 단부는 양쪽 축방향으로 변위가능하도록 롤러 베어링 장치 내에 지지되는 샤프트 단부의 재료보다 내마모성이 큰 재료의 보호 커버를 구비한다. 롤러 베어링 장치는 선회 암에 고정되는 외부 링, 롤링 요소로서의 실린더형 롤러 및 내부 링을 포함한다. 실린더형 롤러는 플랜지 부재에 의해 내부 및 외부 링 상에 양쪽 축방향으로 고정된다.
이러한 설계의 베어링 장치는 아주 우수한 매끄러운 작동 및 낮은 마모를 보장한다. 마모 부품은 아주 간단하게, 따라서 경제적인 방식으로 제거될 수 있다.
안내 롤러의 샤프트 단부의 축방향 운동 및 이와 동시에 일어나는 각도 편위에 대한 보상을 보장하기 위해, 보호 커버를 향하는 내부 링의 표면은 종단면에서 볼록하다. 내부 링의 실질적인 점 접촉 및 회전성은 슬라이딩 베어링의 슬라이딩 효과와 유사한 효과를 달성할 수 있게 하는 동시에, 당연히 롤러 베어링의 이점이 또한 유지되도록 한다.
안내 롤러 회전 베어링의 아주 고도의 내마모성은 내부 링, 실린더형 롤러 및/또는 외부 링을 세라믹 재료로부터 제조함으로써 달성된다.
보호 커버가 코발트-크롬계 경질 합금이면 아주 유리한 것으로 판명되었다. 이 경우에, 보호 커버는 코팅일 수 있지만, 그것은 또한 유리하게는 회전가능하게 고정되는 부싱의 형태로 실현될 수 있다. 이 부싱은 클램핑 부재에 의해 샤프트 단부 상에 유지될 수 있다.
샤프트 단부에 대향되게 축방향으로 배치되는 축방향 베어링으로서 세라믹 재료의 트러스트 와셔(thrust washer)가 제공될 수 있다.
또한, 외부 링 상에 안전 링으로서 제공되는 이완된(loose) 플랜지 요소로서 플랜지 부재를 설계하는 것이 유리한 것으로 판명되었다. 이 방식으로, 마모 부품의 교체가 상당히 용이해진다.
본 발명에 의하면, 위에 언급된 종래 기술의 단점들을 회피하는 안내 롤러 회전 베어링이 제공된다.
하기는 도면을 참조한 본 발명의 일 실시 형태의 상세한 설명이다.
도 1은 용융 금속욕 내의 본 발명에 따른 안내 롤러 회전 베어링을 구비한 코팅 장치의 측면도이다.
도 2는 도 1의 기어링 장치를 통한 종단면도이다.
도 1은 용융 금속욕(3) 내에서 금속 밴드(2)를 코팅하기 위한 코팅 장치(1)의 간략화된 측면도이다. 금속 밴드(2)는 금속 밴드(2)의 표면에 얇은 금속 코팅을 제공하기 위해 용융 금속욕(3)을 통과한다.
금속 밴드(2)는 용융 금속욕(3) 내로 도입되고, 회전가능 안내 샤프트(4) 형태의 안내 롤러에 의해 용융 금속욕(3)으로부터 수직 상향으로 인출된다. 금속 밴드의 견인력(pulling force)은 0.8 내지 6.5 t이다. 용융 금속욕(3)은 액상 아연, 주석, 납, 알루미늄, 갈바륨(Galvalume), 갈판(Galfan) 또는 금속 코팅에 적합한 다른 금속으로 이루어진다. 선택된 용융 금속에 따라, 용융 금속욕(3)은 400℃ 내지 700℃의 온도를 갖는다. 코팅 공정은 250 m/분에 이르는 밴드 속도로 실행된다.
안내 샤프트(4)는 2개의 선회 암(51, 52)에 의해 용융 금속욕(3) 내에 유지된다. 안내 샤프트(4)는 유지 관리 또는 수리 목적을 위해 용융 금속욕(3)으로부터 취출될 수 있다.
선회 암(51, 52)의 침지된 두 단부는 각각의 롤러 베어링 장치(71, 72)를 구비하며, 이 롤러 베어링 장치 내에 안내 샤프트(4)의 각각의 샤프트 단부(6)가 회전가능하게 지지된다.
두 롤러 베어링 장치(71, 72)의 구조가 도 2에 상세히 도시된다. 보호 커버(9)가 클램핑 부재(8)에 의해 샤프트 단부(6) 상에 회전가능하게 고정된다. 본 경우에, 이 보호 커버(9)는 롤러 베어링 장치(72)와의 협동에 의해 유발되는 연마 마모로부터 샤프트 단부(6)를 보호하기 위해 샤프트 단부용 보호 커버의 역할을 한다. 이를 달성하기 위해, 본 실시 형태의 보호 커버(9)는 코발트-크롬계 경질 합금으로부터 제조된다.
이렇게 보호 커버(9)를 구비한 샤프트 단부(6)는 양쪽 축방향으로 변위가능하도록 롤러 베어링 장치(72) 내에 지지된다. 이를 위해, 선회 암(52) 내에 이분(bipartite) 선회 암 부싱(10)이 제공되며, 이 이분 선회 암 부싱 내에 외부 링(11) 및 해당 안전 링(12)이 억지 끼워맞춤에 의해 고정된다. 외부 링(11)은 제1 플랜지 부재(13)를 구비하고, 안전 링(12)은 이완된 플랜지 요소로서 제2 플랜지 부재(14)를 형성한다. 또한, 롤러 베어링 장치(72)는 또한 양쪽 축방향으로의 샤프트 단부의 변위를 가능하게 하는 내부 링(15)을 구비한다. 또한 샤프트 단부(6)의 각도 편위를 가능하게 하기 위해, 보호 커버(9)를 향하는 내부 링(15)의 표면(16)은 종방향으로 볼록하다. 이 방식으로, 보호 커버(9)와 내부 링(15) 사이의 점 접촉(punctual contact)이 달성될 수 있다. 또한, 내부 링(15)은 외부 링(11)을 향하는 표면상에 2개의 플랜지 부재(17, 18)를 구비한다. 따라서, 플랜지 부재(13, 14, 17, 18)는 내부 링(15)과 외부 링(11) 사이에 양쪽 축방향으로 실린더형 롤러(19)를 고정시킨다.
본 실시 형태에서, 롤러 베어링 장치(72)의 모든 부품, 즉 외부 링(11), 안전 링(12), 내부 링(15) 및 실린더형 롤러(19)는 세라믹 재료로 제조된다.
축방향 베어링의 역할을 하는 세라믹 재료의 트러스트 와셔(thrust washer)(20)가 샤프트 단부(6)에 대향되게 축방향으로 제공된다. 도시되지 않은 방식으로, 트러스트 와셔(20)는 체결 부재(21)에 의해 선회 암(52)에 체결된다.
마모된 롤러 베어링 부품 또는 보호 커버(9)를 교체하기 위해, 선회 암(51, 52)은 안내 샤프트(4)와 함께 롤러 베어링 장치(71, 72)를 용융 금속욕(3) 밖으로 선회시킨다. 롤러 베어링 장치(71, 72)가 냉각된 후에, 이분 선회 암 부싱(10)이 해제될 수 있고, 각각의 부품이 제거되어 교체될 수 있다.
1: 코팅 장치 2: 금속 밴드
3: 용융 금속욕 4: 안내 샤프트
51, 52: 선회 암 6: 샤프트 단부
71, 72: 롤러 베어링 장치 8: 클램핑 부재
9: 보호 커버 10: 선회 암 부싱
11: 외부 링 12: 안전 링
13: 제1 플랜지 부재 14: 제2 플랜지 부재
15: 내부 링 16: 내부 링의 표면
17, 18: 플랜지 부재 19: 실린더형 롤러
20: 트러스트 와셔 21: 체결 부재

Claims (10)

  1. 용융 금속욕(3)을 위한 안내 롤러 회전 베어링으로서, 용융 금속 내에서 샤프트 단부(6)에 의해 롤러 베어링 장치(71, 72) 내에 회전가능하게 지지되는 샤프트(4)를 포함하고, 샤프트 단부(6)는 양쪽 축방향으로 변위되도록 롤러 베어링 장치(71, 72) 내에 지지되며, 롤러 베어링 장치(71, 72)는 선회 암(51, 52) 상에 배치되고, 선회 암(51, 52)에 고정되는 외부 링(11), 롤링 요소로서의 실린더형 롤러(19) 및 내부 링(15)을 포함하며, 실린더형 롤러(19)는 내부 링(15)의 플랜지 부재(17, 18)에 의해 양쪽 축방향으로 고정되는 안내 롤러 회전 베어링에 있어서,
    샤프트 단부(6)는 샤프트 단부(6)의 재료보다 내마모성이 큰 재료의 보호 커버(9)를 포함하고, 외부 링(11)은 내부 링(15)의 플랜지 부재(17, 18)와 함께 실린더형 롤러(19)를 양쪽 축방향으로 고정시키는 플랜지 부재(13, 14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안내 롤러 회전 베어링.
  2. 제1항에 있어서,
    보호 커버(9)를 향하는 내부 링(15)의 표면(16)은 종단면에서 볼록한 것을 특징으로 하는 안내 롤러 회전 베어링.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    내부 링(15), 실린더형 롤러(19) 및 외부 링(11) 중 적어도 하나는 세라믹 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 안내 롤러 회전 베어링.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    보호 커버(9)는 코발트-크롬계 경질 합금인 것을 특징으로 하는 안내 롤러 회전 베어링.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    보호 커버(9)는 코팅인 것을 특징으로 하는 안내 롤러 회전 베어링.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    보호 커버(9)는 회전가능하게 고정되는 부싱인 것을 특징으로 하는 안내 롤러 회전 베어링.
  7. 제6항에 있어서,
    보호 커버(9)는 클램핑 부재(8)에 의해 샤프트 단부(6) 상에 유지되는 것을 특징으로 하는 안내 롤러 회전 베어링.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    축방향으로 샤프트 단부(6)에 대향되게 세라믹 재료의 트러스트 와셔(20)가 제공되는 것을 특징으로 하는 안내 롤러 회전 베어링.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    플랜지 부재(14)는 외부 링(11)에 안전 링(12)으로서 제공되는 이완된 플랜지 요소로서 형성되는 것을 특징으로 하는 안내 롤러 회전 베어링.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    내부 링(15)과 보호 커버(9) 사이의 거리는 양쪽 축방향으로의 샤프트 단부의 변위가 보장되도록 하는 것을 특징으로 하는 안내 롤러 회전 베어링.
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