KR102011065B1 - 비대칭형 코일 지지대 - Google Patents

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KR102011065B1
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칼 로베르트 호프만
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아모바 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 특히 고강도 또는 초고강도 강종들로 제조되어 코일(2)들로 권취된 금속 스트립들을 이동시키기 위한 이송 설비에서의 장치(1)에 관한 것이며, 코일(2)은 코일 지지대(3) 상에서의 휴지 위치에서 다른 위치로 이송을 위해 수직으로 조정 가능한 코일 리프팅 장치(4)에 의해 상승되고 하강될 수 있으며, 코일 지지대(3)는 상호 간에 측면으로 이격되어 배치되는 2개의 코일 지지대 부재(3a, 3b)를 포함하고, 코일 리프팅 장치(4)는 2개의 지지 갈래부(4a, 4b)를 포함한다. 본 발명에 따른 장치는, 적어도 코일 지지대 부재(3a, 3b)들이 코일(2)의 회전 중심(2a)을 통과하는 수직선(5)에 대해 비대칭으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

비대칭형 코일 지지대{ASYMMETRIC COIL SUPPORT}
본 발명은, 특히 고강도 또는 초고강도 강종들(steel grade)로 제조되어 코일들로 권취된 금속 스트립들을 이동시키기 위한 이송 설비에서의 장치에 관한 것이며, 코일은 코일 지지대 상의 휴지 위치(resting position)에서 다른 위치로의 이송을 위해 수직으로 조정 가능한 코일 리프팅 장치에 의해 상승되고 하강될 수 있고, 코일 지지대는 상호 간에 측면으로 이격되어 배치된 2개의 코일 지지대 부재를 포함하며, 코일 리프팅 장치는 2개의 지지 갈래부(support prong)를 포함한다.
오늘날의 압연기에서는 대략 3개의 기본 그룹으로 분류될 수 있는 다양한 강종들이 가공된다. 상기 기본 그룹들은 하기와 같다.
1. 대부분 고온 권취되고 권취 동안 소성 변형되는 보통의 구조용 강재. 스트립 자유 슬리퍼(free strip slipper), 다시 말하면 노출된 스트립 말단은 외부에서부터 실제로 코일 상에 안착되며, 그럼으로써 상기 스트립 말단은, 예컨대 전단기 내로 인입되어야 한다면 코일로부터 박리되어야만 한다.
2. 열 기계적으로 압연되어 평균 온도 범위에서 권취되는 세립형 고강도 구조용 강재. 강재의 높은 강도를 통해, 박판들은 부분적으로만 소성 변형된다. 스트립 자유 슬리퍼는 상대적으로 더 큰 지름으로 코일로부터 약간 떨어져 있게 되며, 그럼으로써 박리는 필요하지 않게 된다.
3. 압연 공정에서 템퍼링되어 극도로 높은 강도를 보유하는 초고강도 강재. 최대 약 15㎜만의 대응하는 스트립 두께를 갖는 상기 재료들은 권취 동안 더 이상 소성 변형되지 않고 단지 탄성 신장만 된다. 그러므로 스트립 자유 슬리퍼는 자신에 작용하는 힘없이도 다시 압연기열로부터 유출되는 완전하게 신장된 직선 형태를 취하게 된다.
결속되어 있지 않은 고강도 및 초고강도 유형의 강재 코일들의 경우, 스트립 말단은 지지대로부터 코일을 들어내게 할 수 있는데, 그 이유는 스트립 자유 슬리퍼로부터 가해지는 힘이 경우에 따라 충분하게 적어도 코일 지지대 부재로부터 코일을 들어올릴 수 있기 때문이다.
공지된 코일 새들(coil saddle) 내지 코일 지지대는 튀어오름을 저지할 수 있지만, 그러나 이는 지름이 충분히 큰 코일들에서만 가능한데, 그 이유는 상기 코일들이 그에 상응하게 더 큰 부분 외주에 걸쳐서 측면에서 바깥쪽 영역에 이르기까지 그에 상응하게 큰 지지 베이스에서 코일 새들 상에 안착될 수 있음으로써 튀어오름은 안착된 코일의 중심에서부터 측면 지지 영역에 이르기까지 기하구조로 인한 코일 자체 중량의 상대적으로 더 긴 우력 길이(lever arm of force)에 근거하여 저지되기 때문이다. 이런 효과는, 그와 반대로 지름이 상대적으로 더 작으면서, 작은 부분 외주로만, 그리고 오히려 코일 새들의 중앙 영역에 집중되어 안착되는 코일들의 경우, 이와 결부되어 더 작은 지지 베이스로 인해 이용되지 못한다.
이와 관련하여, 출원 번호 PCT/EP 2011/006036을 갖는 국제 출원에서는, 다양한 지름들을 갖는 코일들이 안착될 수 있으면서 각각의 가능한 코일 지름에 대한 추가 조치 없이도 권취 층들의 튀어오름이 저지되게 하도록 코일 지지대들의 형태를 변경하는 점이 이미 제안되었다. 그러나 실제로 확인된 점에 따르면, 상기 국제 출원에서 기술된 코일 지지대들은 초고강도 강종들로 이루어지고 작은 코일 지름을 갖는 코일들의 경우 요구되는 효과들을 여전히 완전하게 달성하지 못했다.
그러므로 본 발명의 과제는, 코일들로 권취된 금속 스트립들을 이동시키기 위한 이송 설비에서의 장치에 있어서, 종래 기술로부터 공지된 단점들을 극복할 수 있으면서, 특히 초고강도 강종들로 이루어지고 작은 코일 지름을 갖는 코일들도 코일 지지대 상의 휴지 위치에 확실하게 파지하기에 적합한 상기 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제는, 본 발명에 따른 의미에서, 청구항 제1항의 특징들을 포함하는 장치에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 구현예들은 종속 청구항들에 명시되어 있다.
본 발명에 따라서, 적어도 코일 지지대 부재들은 코일의 회전 중심을 통과하는 수직선에 대해 비대칭으로 배치되며, 그럼으로써 코일 지지대 부재들이 자신들 상에 안착된 코일의 중심에 대해 상이한 이격 간격을 갖는 코일 지지대 상에서 코일의 지지가 보장된다. 또한, 그 결과로, 코일 지지대 부재 쪽으로 코일 무게중심의 변위를 통해, 코일 지지대 부재들 중 하나는 대칭형 지지의 경우에서보다 더 큰 지지 하중을 경험하게 되며, 그럼으로써 이처럼 상대적으로 더 큰 상기 지지력이 스트립 말단을 코일 쪽으로 더 강하게 밀착시킬 수 있게 된다. 그 결과로서, 코일 지름이 동일한 경우, 대칭형으로 형성된 대응하는 코일 지지대들의 경우에서보다 더 두꺼운 스트립, 또는 더 높은 고강도 재료 내지 이 두 사항이 조합된 대상도 지지되거나 이송될 수도 있다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에서, 코일 지지대 부재들뿐만 아니라 지지 갈래부들도 코일의 회전 중심을 통과하는 수직선에 대해 비대칭으로 배치된다. 그에 따라, 코일이 코일 리프팅 장치에 의해 상승되고 코일 리프트 대차의 지지 갈래부들 상에서만 안착될 때에도 앞서 기술한 효과들이 달성되는 점이 보장된다. 그에 따라, 본 발명에 따른 장치는, 코일을 이동시킬 때에도 작은 코일 지름을 갖는 초고강도 강종들도 확실하게 들어올리지 않으면서 지탱할 수 있는데, 그 이유는 스트립 자유 말단이 휴지 위치에서뿐만 아니라 상승된 위치에서도 종래의 코일 리프트 대차의 경우보다 더 큰 힘으로 코일 쪽에 밀착되기 때문이다. 또한, 그 결과, 코일을 이동시킬 때 코일의 수직선의 변위는 최솟값으로 제한되거나, 또는 완전하게 방지된다.
그 밖에도, 바람직하게는 코일 지지대 부재들 상에서 코일을 위한 지지 지점들, 바람직하게는 지지 갈래부들 상에서의 지지 지점들은 비대칭의 원리를 충족하기 위해 상호 간에 수직 이격 간격을 보유한다.
마찬가지로 바람직하게는 지지 갈래부들은, 결과적으로 코일 새들 상에 더 이상 비교적 작은 지지 베이스로만, 또는 중앙에서 충분하게, 또는 중심에서부터 출발하여 양쪽 측면 쪽으로 평평하게 상이한 지름의 코일을 안착시키는 것이 아니라, 각각의 코일 지름에 대해 상호 간에 등거리로 이격된 지지 갈래부들 상에 안착시키기 위해, 상호 간에 경사져서 연장되는 헤드 표면들을 포함한다. 이런 경우, 상기 지지 갈래부들은, 지름이 상대적으로 더 작은 코일뿐만 아니라 지름이 상대적으로 더 큰 코일도, 항상 최대 가능한 지지 베이스로, 다시 말하면 코일 새들의 중심축에서 출발하여 양쪽 측면에 이르기까지 최대로 바깥쪽에 위치하는 방식으로 지지한다. 그에 따라, 상기 유형의 코일 새들은 결속되어 있지 않은 코일들을 위해 매우 바람직하다. 이 경우, 지지 갈래부들 사이의 함몰부는, 최소 지름을 보유한 코일이 지지 갈래부들 사이에서 가라앉을 수 있기는 하지만 지지 갈래부들 사이의 함몰부의 바닥부와 접촉하지 않을 정도로만 치수 설계될 수 있다.
상호 간에 경사져서 연장되는 헤드 표면들을 통해, 코일 리프팅 장치 상에서 수용되거나 상승되어 이동될 코일의 위치 센터링이 달성된다. 코일 리프트 대차 장치들은 예컨대 코일 리프트 대차, 워킹 빔(walking beam) 또는 유사한 장치들일 수 있다.
바람직하게는 스트립 자유 말단의 반대 방향으로 향해 있는 코일 지지대 부재는 스트립 말단으로 향해 있는 코일 지지대 부재보다 수직 이격 간격만큼 더 높게 장치 내에 배치된다. 마찬가지로 바람직하게는 스트립 자유 말단의 반대 방향으로 향해 있는 코일 리프팅 장치의 지지 갈래부는 스트립 말단으로 향해 있는 지지 갈래부보다 수직 이격 간격만큼 더 높게 장치 내에 배치된다. 이 경우, 코일의 외주면 상에서의 스트립 자유 말단들뿐만 아니라, 코일 지지대 부재들 내지 지지 갈래부들 상에서 코일을 위한 지지 지점들도 각각 고려된다. 그 결과, 코일은 본 발명에 따른 장치의 내부에서 코일의 회전 중심을 통과하는 수직선에 대해 비대칭으로 놓이게 되고 일측 지지부는 타측 지지부보다 더 큰 지지 하중을 경험하게 되는 점이 보장된다.
이와 관련하여, 특히 바람직하게는 코일 지지대 부재들 상에서 코일을 위한 지지 지점들을 통과하는 수직선과 코일의 회전 중심을 통과하는 수직선 사이의 이격 간격들의 합에 대한 코일 지지대 부재들 상호 간의 수직 이격 간격의 몫은 0.1과 0.5 사이의 값을 취한다. 마찬가지로 바람직하게는, 지지 갈래부들 상에서 코일을 위한 지지 지점들을 통과하는 수직선과 코일의 회전 중심을 통과하는 수직선 사이의 이격 간격들의 합에 대한 지지 갈래부들의 수직 이격 간격의 몫도 0.1과 0.5 사이의 값을 취한다. 그 결과, 특히 다량의 다양한 코일 지름들을 위한, 그리고 모든 초고강도 강종을 위한 코일 안정화 목적을 충족하는 장치가 제공된다.
도 1 내지 도 5에서 본 발명은 예시로서 더 상세하게 설명되며, 상기 도면들에는 종속 청구항들에 기재되어 있는 것과 같은 본 발명의 보호 범위를 제한하지 않는 본 발명의 바람직한 실시예들이 도시되어 있다.
도 1은 휴지 위치에서 본 발명에 따른 장치를 절단하여 도시한 횡단면도이다.
도 2는 이동 위치에서 도 1의 본 발명에 따른 장치를 절단하여 도시한 횡단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 일부분을 절단하여 2개의 상이한 측면에서 보고 도시한 횡단면도이다.
도 4는 또 다른 본 발명에 따른 장치의 일부분을 절단하여 2개의 상이한 측면에서 보고 도시한 횡단면도이다.
도 5는 코일을 내려놓고 이송할 때 코일 지지대 부재들 및 지지 갈래부들 상에 작용하는 힘을 도시한 횡단면도이다.
도 1에는, 코일(2)들을 이동시키기 위한 본 발명에 따른 장치(1)가 도시되어 있다. 여기에 도시된 휴지 위치에서, 코일(2)은 2개의 코일 지지대 부재(3a, 3b) 상에 안착되며, 이들 코일 지지대 부재 중에서 스트립 말단(2b)의 반대 방향으로 향해 있는 코일 지지대 부재(3b)는 스트립 말단(2b)으로 향해 있는 코일 지지대 부재(3a)에 상대적으로 절댓값(Δh1)만큼 수직으로 오프셋 된다. 그 결과, 코일(2)은, 코일 지지대 부재(3a, 3b)들이 코일(2)의 회전 중심(2a)을 통과하는 수직선(5)에 비대칭으로 배치되도록, 코일 지지대 부재(3a, 3b)들 상에 안착된다. 여기에 도시된 휴지 위치에서 2개의 지지 갈래부(4a, 4b)를 포함하는 코일 리프트 대차(4)는 하강되며, 이런 코일 리프트 대차는 리프팅 실린더(10)에 의해 상향 및 하향 이송될 수 있다.
도 2에는, 이동 위치에 있는 본원의 장치(1)가 도시되어 있으며, 이런 이동 위치에서 코일(2)은 더 이상 코일 지지대 부재(3a, 3b)들 상에 안착되는 것이 아니라, 리프팅 실린더(10)의 작동 후에 코일 리프트 대차(4)의 지지 갈래부(4a, 4b)들 상에 안착된다. 코일 지지대 부재(3a, 3b)들과 유사하게, 지지 갈래부(4a, 4b)들은 마찬가지로 수직선(5)에 대해 비대칭으로, 그리고 상호 간에는 수직으로 이격된 방식으로, 스트립 말단(2b)으로 향해 있는 지지 갈래부(4a)가 스트립 말단(2b)의 반대 방향으로 향해 있는 지지 갈래부(4b)보다 더 아래 배치되도록 배치된다.
도 3에는, 도 1 및 도 2에 따른 장치(1)에서 리프팅 장치(4)가 측면 및 후방에서 바라본 도면으로 각각 도시되어 있다. 코일 리프트 대차(4)는 리프팅 실린더(10)의 작동 후에 코일(2)을 지탱하며, 도 3에서 우측의 측면도에는, 코일 리프트 대차(4)가 길이방향 연장부를 포함하고, 이 길이방향 연장부의 경우 개별 지지 갈래부(4a, 4b)들이 코일(2)로 권취된 스트립의 전체 폭을 커버하지 않는 점이 도시되어 있다. 코일 리프트 대차(4)를 위한 리프팅 장치(10)는 중앙 작동 실린더와 이 작동 실린더(10)에 대해 측면으로 배치된 2개의 가이드 실린더로 구성되며, 이들 가이드 실린더를 통해 코일(2)을 이동시킬 때 코일 리프트 대차(4)의 기울어짐은 확실하게 저지될 수 있다.
도 4에는, 도 3에 도시된 실시예에 대한 대체되는 실시예로, 지지 갈래부(4a, 4b)들의 폭이 두 코일 지지대 부재(3a, 3b)들 사이의 자유 크기(free size)보다 더 크다는 점에서, 도 3에 도시된 형태와 구별되는 본 발명에 따른 장치(2)의 2개의 측면도가 도시되어 있다. 그러므로 코일 리프트 대차(4)의 지지 갈래부(4a, 4b)들은, 코일 지지대 부재(3a, 3b)들 사이의 작은 자유 크기에도 불구하고 코일 리프트 대차(4)의 승강 이동을 보장하기 위해, 빗(comb) 모양으로 형성된다. 그에 따라, 코일 지지대 부재(3a, 3b)들에서 코일 리프트 대차(4)의 지지 갈래부(4a, 4b)들 상으로 코일(2)을 이전할 경우, 도 4에서 좌측에 도시된 것처럼 코일(2)의 수직선(5)의 측면 변위는 수행되지 않는다.
도 5에는, 코일 지지대 부재(3a, 3b)들 내지 지지 갈래부(4a, 4b)들 상에 코일(2)을 내려놓을 때 개별 코일 지지대 부재(3a, 3b)들 및 지지 갈래부(4a, 4b)들 상에 작용하는 힘들이 도시되어 있다. 코일(2)은 자신의 중량 힘(G)으로 코일 지지대 부재(3a, 3b)들 상에 안착되며, 코일(2)의 회전 중심(2a)을 통과하는 수직선(5)과, 스트립 말단(2b)으로 향해 있는 코일 지지대 부재(3a) 상에서의 지지 지점을 통과하는 수직선 사이의 이격 간격은 e1로 표시되어 있고, 상기 수직선(5)과 코일 지지대 부재(3b) 상에서 코일(2)의 지지 지점을 통과하는 수직선 사이의 이격 간격은 e2로 표시되어 있다. 두 코일 지지대 부재(3a, 3b) 사이의 수직 이격 간격은 Δh1이다. 이처럼 코일 지지대 부재(3a, 3b)들의 비대칭형 배치 구조에 근거하여, 코일 지지대 부재(3a) 상에 작용하는 중량 힘은 코일(2)에 의해 스트립 말단(2b)의 반대 방향으로 향해 있는 코일 지지대 부재(3b) 상으로 작용하는 중량 힘보다 더 크다. 그에 따라, 코일 지지대 부재(3a)에 의해 가해질 힘(R1)은 코일 지지대 부재(3b)에 의해 가해질 힘(R2)보다 더 크다. 코일 리프트 대차(4)의 지지 갈래부(4a, 4b)들 상에 코일(2)을 내려놓은 상태에서, 코일(2)의 회전 중심(2a)을 통과하는 수직선(5)과 스트립 말단(2b)으로 향해 있는 지지 갈래부(4a) 상에서의 지지 지점을 통과하는 수직선 사이의 이격 간격은 e3으로 표시되어 있고, 상기 수직선(5)과 스트립 말단(2b)의 반대 방향으로 향해 있는 지지 갈래부(4b) 상에서의 지지 지점을 통과하는 수직선 사이의 이격 간격은 e4로 표시되어 있다. 지지 갈래부(4a, 4b)들 상에서 지지 지점들 사이의 수직 이격 간격은 Δh2로 표시되어 있다. 이처럼 수직선(5)과 관련하여 지지 갈래부(4a, 4b)들의 비대칭형 배치에 근거하여, 지지 갈래부(4a)에 의해 가해질 파지력(R3)은 지지 갈래부(4b)에 의해 가해질 파지력(R4)보다 더 크다. 그에 상응하게 코일 중량이 동일한 조건에서 코일들을 이동시키기 위한 종래의 장치들에 비해 더 높은 힘이 스트립 말단(2b) 상에 가해질 수 있다.
1 장치
2 코일
2a 코일의 회전 중심
2b 스트립 말단
3a 코일 지지대 부재
3b 코일 지지대 부재
4 코일 리프팅 장치
4a 지지 갈래부
4b 지지 갈래부
5 수직선
10 리프팅 실린더
G 중량 힘
Δh1 코일 지지대 부재들의 수직 이격 간격
Δh2 지지 갈래부들의 수직 이격 간격

Claims (11)

  1. 고강도 또는 초고강도 강종들로 제조되어 코일(2)들로 권취된 금속 스트립들을 이동시키기 위한 이송 설비에서의 장치(1)로서, 상기 코일(2)들은 코일 지지대(3) 상에서의 휴지 위치에서 다른 위치로의 이송을 위해 수직으로 조정 가능한 코일 리프팅 장치(4)에 의해 상승되고 하강될 수 있고, 상기 코일 지지대(3)는 상호 간에 측면으로 이격되어 배치된 2개의 코일 지지대 부재(3a, 3b)를 포함하며, 상기 코일 리프팅 장치(4)는 2개의 지지 갈래부(4a, 4b)를 포함하는, 상기 장치에 있어서,
    적어도 상기 코일 지지대 부재(3a, 3b)들은, 상기 코일 지지대 부재(3a, 3b)들 상에서 상기 코일(2)을 위한 지지 지점들, 상기 지지 갈래부(4a, 4b)들 상에서의 지지 지점들도 상호 간에 수직 이격 간격(Δh1, Δh2)을 보유하도록, 상기 코일(2)의 회전 중심(2a)을 통과하는 수직선(5)에 대해 비대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 코일 지지대 부재(3a, 3b)들뿐만 아니라 상기 지지 갈래부(4a, 4b)들도 상기 코일(2)의 회전 중심(2a)을 통과하는 수직선(5)에 대해 비대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 갈래부(4a, 4b)들은 상호 간에 경사져서 연장되는 헤드 표면들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스트립 자유 말단(2b)의 반대 방향으로 향해 있는 상기 코일 지지대 부재(3b)는 상기 스트립 자유 말단(2b)으로 향해 있는 상기 코일 지지대 부재(3a)보다 수직 이격 간격(Δh1)만큼 더 높게 상기 장치(1) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 갈래부(4a, 4b)들은, 상기 코일 지지대 부재(3a, 3b)들 사이의 자유 크기보다 더 큰 수평 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  6. 제4항에 있어서, 상기 스트립 자유 말단(2b)의 반대 방향으로 향해 있는 상기 지지 갈래부(4b)는 상기 스트립 자유 말단(2b)으로 향해 있는 상기 지지 갈래부(4a)보다 수직 이격 간격(Δh2)만큼 더 높게 상기 장치(1) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 코일 지지대 부재(3a, 3b)들 상에서 상기 코일(2)을 위한 지지 지점들을 통과하는 수직선과 상기 코일(2)의 회전 중심(2a)을 통과하는 수직선(5) 사이의 이격 간격(e1, e2)들의 합[e1 + e2]에 대한 상기 코일 지지대 부재(3a, 3b)들의 수직 이격 간격(Δh1)의 몫은 0.1과 0.5 사이인 것을 특징으로 하는 장치(1).
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 갈래부(4a, 4b)들 상에서 상기 코일(2)을 위한 지지 지점들을 통과하는 수직선과 상기 코일(2)의 회전 중심(2a)을 통과하는 수직선(5) 사이의 이격 간격(e3, e4)들의 합[e3 + e4]에 대한 상기 지지 갈래부(4a, 4b)들의 수직 이격 간격(Δh2)의 몫은 0.1과 0.5 사이인 것을 특징으로 하는 장치(1).
  9. 제4항에 있어서, 상기 스트립 자유 말단(2b)의 반대 방향으로 향해 있는 상기 코일 지지대 부재(3b) 상에 상기 코일(2)을 통해 작용하는 중량 힘은 상기 스트립 자유 말단(2b)으로 향해 있는 상기 코일 지지대 부재(3a) 상에 작용하는 중량 힘보다 더 큰 것을 특징으로 하는 장치(1).
  10. 제4항에 있어서, 상기 스트립 자유 말단(2b)의 반대 방향으로 향해 있는 상기 지지 갈래부(4b) 상에 상기 코일(2)을 통해 작용하는 중량 힘은 상기 스트립 자유 말단(2b)으로 향해 있는 상기 지지 갈래부(4a) 상에 작용하는 중량 힘보다 더 큰 것을 특징으로 하는 장치(1).
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