KR19990064250A - 회전부의 냉각재 덕트를 연결하기 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전부, 특히 지지 및 운반 롤러의 냉각재 덕트를 연결하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 회전부는 저널을 통해 베어링 내부에 장착되고, 상기 저널을 관통하는 축방향 보어를 경유하여 냉각재가 이를 거쳐 흐른다. 상기 저널은 냉각채널과 결합되는데, 이때 상기 냉각채널의 한쪽 끝은 냉각재 입구 또는 출구에 연결될 수 있고, 다른 한쪽 끝은 저널의 보어 영역으로 통하고, 냉각재의 입구 또는 출구 및 회전부의 보어 사이에는 보정기가 있다. 상기 보정기는 탄력성이 있어 상기 저널 및 고정된 장치부들 사이의 움직임을 방지하고, 상기 중간부에 배열되는 실과 함께 작용하며, 상기 보정기의 상기 회전부 방향 단부에는 상기 회전부의 저널이 회전할 수 있도록 결합된다. 상기 보정기(11)의 상기 회전부(1) 역방향 단부(12)는 회전에 견디도록 마찰고리 실의 축방향으로 작용하는 마찰고리(13)와 결합되며, 상기 마찰고리 실의 고정된 마찰고리(14)는 수용 슬리브(16)의 바닥과 같은 돌기 위의 내부면에서 지지된다. 이때 상기 수용 슬리브는 변형 가능한 간격(21) 내에서 상기 회전부(1)의 베어링의 골조부재(2)와 분리 가능하도록 결합되어 상기 보정기(11)를 둘러싸며 이의 초기응력에 영향을 준다.

Description

회전부의 냉각재 덕트를 연결하기 위한 장치
DE-PS 42 07 042에는 지지 및 운반 롤러의 냉각재 덕트를 연결하기 위한 동종의 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 베어링 블록 내의 저널(journal)을 경유하여 압연 베어링을 관통하여 장착되고, 상기 저널을 관통하는 보어(bore)를 경유하여 냉각재가 이를 거쳐 흐른다. 각각의 베어링 블록은 뚜껑에 의해 폐쇄되고, 상기 뚜껑은 냉각채널을 가지는데, 이때 상기 냉각채널의 한쪽 끝은 냉각재 입구 및 출구에 연결되고, 다른 한쪽은 상기 저널 보어의 영역으로 통한다. 상기 뚜껑의 채널출구 및 상기 롤러의 보어 사이에는 실과 함께 작용하는 보정기(compensator)가 있다. 상기 실은 롤러의 축에 배열되는 밀봉면을 동축으로 하여 접한다. 바람직하게 상기 실은 립실(lip seal)로서 형성된다.
상기와 같은 구조의 단점은 원뿔형 니플의 실립(seal lip)이 이 위에서 일어나는 움직임으로 인해 마모되므로 이의 수명이 제한적이다는 점이다. 또한 포괄적인 온도범위도 제한되는데, 왜냐하면 립 원뿔형 니플들이 대개 탄성체(elastomer)로 제조되기 때문이다. 이밖에도 의도하지 않게 상기 보정기에 초기 응력이 가해지므로 상기 냉각재의 다양한 내부압력에 조절이 이루어질 수 없게 된다.
본 발명은 청구의 범위의 유개념(類槪念)에 의한 회전부의 냉각재 덕트를 연결하기 위한 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 장치의 제 1실시형태의 부분 종단면도.
도 2는 도 1의 방향 X에서 본 도면.
도 3은 도 1과 비교될 만한 제 2실시형태의 종단면도.
도 4는 도 3의 방향 Y에서 본 도면.
도 5는 도 1과 비교될 만한 제 3실시형태의 종단면도.
도 6은 도 2와 비교될 만한 제 4실시형태의 종단면도.
본 발명의 목적은 동종의 형태의 수명이 긴 장치를 창출하여 이를 통해 앞에서 언급된 단점들을 방지하는 데 있다.
본 발명의 목적은 청구의 범위 제 1항의 제시된 특징들에 의해 달성된다. 바람직한 추가형성은 후속항을 구성한다.
상기 구조의 장점은, 축방향으로 작용하는 마찰고리 실(seal)을 사용함으로써 삽입 영역이 현저하게 넓어질 수 있다는 데 있다. 립실에 탄성체를 사용한 결과로 종래의 통상적인 온도제한이 여기에서 생략된다. 상기 장치의 내용연수(service life)가 명확하게 늘어나는데, 왜냐하면 마찰고리 실의 마모 비율이 립실의 마모 비율보다 훨씬 낮기 때문이다. 상기 마찰고리 실을 위해 사용되는 예를 들어 실리콘 카바이드와 같은 단단한 내마모성 재료는 상기 냉각재와 함께 딸려 온 이물질을 가루로 만들 수 있다. 상기 보정기와 상기 마찰고리 실의 수용 슬리브 내에서의 배열은 뚜껑 모양의 플랜지와 상기 회전부의 베어링 골조부재의 간격(distance) 변형을 통해 초기응력을 가하게 할 수 있다. 상기 초기응력의 변형은 바람직하게 상기 냉각재의 내부압력의 작용을 상기 보정기의 작용에 맞추는 데 이용될 수 있다.
앞에서 언급된 장치는 빠르게 작동할 뿐만 아니라 느리게 작동하는 롤러, 롤(roll) 또는 이와 같은 것을 위해 사용될 수 있다. 왜냐하면 상기 재료의 선택뿐만 아니라 상기 마찰고리 실의 밀봉면의 크기에 의해서도 상응하는 조절이 이루어질 수 있기 때문이다. 상기 마찰고리 실의 영역에서 가능한 상기 냉각재의 누출은 예를 들어 뚜껑 모양의 플랜지 내에 장착되는 개구부에 의해 문제없이 다른 방향으로 유도된다. 따라서 상기 냉각재가 바람직하지 않게 상기 베어링을 위한 윤활제와 섞일 수 있는 것을 방지한다. 대부분의 경우 한정된 위치에서 상기 실이 손상된 후 시설 내에서 제조된 제품을 적시지 않기 위해서 상기 냉각재를 제어하여 유출시키는 것도 바람직하다.
상기 새로 개발된 구조는 회전부들을 위해서도 사용될 수 있고, 상기 회전부들에 있어서 한쪽은 예를 들어 구동유닛의 연결로 인해 냉각연결을 사용할 수 없다. 이러한 경우에 이중원리가 적용되는데, 여기에서는 한쪽으로부터 상기 선별된 냉각재의 입구뿐만 아니라 출구도 생긴다. 이를 위해 상기 회전부의 보어 내에는 파이프가 배열되고, 상기 파이프의 외경은 상기 보어의 내경보다 작다. 상기와 같은 파이프는 상기 보정기 및 상기 마찰고리 실을 관통하여 연장되며, 상기 수용 슬리브 내에 배열되는 입구 또는 출구 연결부와 결합된다.
도면에서는 다수의 실시예를 통하여 본 발명에 의한 장치가 상세하게 설명된다.
도 1은 부분 종단면도로, 도 2는 도 1의 방향 X에서 본 도면으로 본 발명에 의한 장치의 제 1실시형태를 나타내고 있다. 상세하게 도시되지 않은 회전부들의 저널 1의 단부(端部)는 상세하게 도시되지 않은 베어링의 골조섹션 2에 의해 실 3을 이용하여 덮인다. 상기 저널 1은 축방향으로 연장되는 보어 4를 가지고, 상기 보어를 통해 냉각재가 유도된다. 상기 저널 1의 단부에서는 중심에 리세스 5가 배열되고, 상기 리세스 안으로 여기에서는 예를 들어 나사산 섹션 6을 나타내는 밴드 슬리브(band sleeve) 7이 끼워 넣어진다. 상기 밴드 슬리브 7은 스토퍼를 위해서 밴드형 칼라(collar) 8을 가진다. 상기 밴드형 칼라 8은 바람직하게 두 개의 슬로프들(slopes)(여기에서는 도시되지 않음)을 구비하므로, 상기 밴드 슬리브 7을 나사로 단단히 죄기 위해서 상응하는 스패너를 사용할 수 있으며, 또는 플랜지 연결도 가능하다. 상기 밴드 슬리브 7 선단(先端) 9에는 보정기 11의 상기 골조섹션 2 방향 단부 10이 회전에 견디도록 예를 들어 용접 이음매를 이용하여 고정된다. 상기 보정기 11의 맞은편 단부 12는 회전에 견디도록 예를 들어 용접 이음매를 이용하여 마찰고리 실의 마찰고리 13과 결합된다. 상기 마찰고리 실의 고정된 마찰고리 14는 회전에 견디도록 예를 들어 압축을 통해 수용 슬리브 16의 바닥과 같은 단(段) 15 위에 배열된다.
바람직하게 상기 마찰고리 실의 마찰고리들 13, 14는 실리콘 카바이드로 제조되므로 단단하고 마모에 강하다. 이러한 실시예에서는 상기 수용 슬리브 16은 나사산 섹션 17을 구비하는 보어 18을 가진다. 상기 나사산 섹션 17 안으로 상응하는 냉각재 도관이 나사로 죄여질 수 있다. 물론 어떠한 방식으로도 본 발명의 본질을 해치지 않으면서 상기 결합을 구조적으로 다르게 형성할 수도 있다. 상기 수용 슬리브 16은 상기 회전부 방향 단부에 방사상 외부로 연장되는 칼라 19를 가진다. 뚜껑 20은 스토퍼로 상기 칼라 19를 필요로 한다. 상기 뚜껑 20은 상기 실시예에서 결합나사들 22, 22', 22", 22'"가 끼워 넣어질 수 있는 네 개의 보어 21, 21', 21", 21'"을 가진다. 상기 나사들 22 내지 22'"를 이용하여 상기 뚜껑 20은 상기 골조섹션 2에 고정된다. 상기 뚜껑 20의 두께 23이 작게 압연될수록 상기 수용 슬리브 16에 의해 둘러싸이는 보정기 11의 초기응력이 커진다. 뚜껑 20 및 골조섹션 2 사이의 여기에서 도시되지 않은 간격판의 배열로 인해 상기 초기응력이 감소될 수 있다. 상기 실시예에서 예를 들어 상기 냉각재가 여기에서 화살표 24로 표시된 바와 같이 왼쪽에서 오른쪽으로 상기 장치를 관통한다. 상기 냉각재는 상기 냉각재의 내부압력에 의해 압력이 가해지는 상기 보정기 11도 관통한다. 상기 보정기 11의 공급된 초기응력 및 상기 냉각재의 내부압력은 상기 밀봉작용에 필수적인 힘을 얻고자 함께 작용한다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 장치의 제 2실시형태를 도 1 또는 도 2와 같이 부분 종단면 및 도면으로 나타내고 있으며, 여기에서 동일한 부분들에는 동일한 참고번호를 사용했다. 여기에서는 도 1과 다르게 뚜껑 대신에 상기 수용허브 16과 함께 작용하는 안경 모양의 판 25를 사용했다. 상기 실시예에서 상기 보정기 11의 초기응력에 영향을 주는 간격은 상기 결합나사들 22, 22'를 둘러싸는 간격 슬리브 26, 26'에 의해 조절된다. 이러한 경우에 판 및 저널 1 사이의 공간은 개방되기 때문에 실 27이 상기 밴드 슬리브 8 및 상기 수용 슬리브 16 사이에 스프링 고리 28에 의해 안정있게 배열된다. 만약 배수 개구부가 필요하다면 상기 배수 개구부는 이러한 경우에 상기 수용 슬리브 16의 실린더형 부분 안에 배열되어야 한다.
도 5는 도 1과 같은 부분 종단면으로 다른 실시예를 나타내고 있다. 여기에서도 동일한 부분들에는 동일한 참고번호를 붙였다. 여기에 상세하게 도시되지 않은 회전부의 다른 한쪽은 예를 들어 회전부의 회전을 위한 구동기가 여기에 고정되므로 사용될 수 없을 경우에는 상기 실시형태가 필요하다. 이러한 경우 상기 저널 1의 보어 4 내에는 파이프 29가 배열되고, 상기 보어는 상기 저널 1의 보어 4의 내경보다 작은 외경을 나타낸다. 상기 파이프 29는 상기 밴드 슬리브 7, 상기 보정기 11 및 상기 마찰고리 실을 관통하여 연장되고, 다르게 형성된 수용 슬리브 30 내에서 고정된다. 상기 수용 스리브 30은 상기 수용 슬리브가 입구 연결부 31 및 출구 연결부 32를 가진다는 점에서 도 1의 도시된 수용 슬리브와는 다르다. 상기 두 개의 연결부 31, 32는 이의 기능에 있어서도 대체될 수 있다. 상기 수용 슬리브 30의 개방된 단부는 뚜껑 33으로 폐쇄된다. 상기 보정기 11과 결합된 상기 마찰고리 실의 작용은 앞에서와 동일하다.
도 6은 도 1과 관련있는 도 3에 대응하는 제 2변형을 나타내고 있다. 상기 실시예에서도 안경 모양의 판 25 및 이와 함께 작용하는 간격 슬리브 26, 16'이 상기 뚜껑 20을 대체한다.

Claims (10)

  1. 저널이 베어링 내부에 장착되고, 상기 저널을 관통하는 축방향 보어를 경유하여 냉각재가 흐르고, 이때 상기 저널은 냉각채널과 결합되는데, 상기 냉각채널의 한쪽 끝은 냉각재 입구 또는 출구에서 연결될 수 있고, 다른 한쪽 끝은 상기 저널의 보어 영역으로 통하고, 냉각재의 입구 또는 출구 및 회전부의 보어 사이에는, 탄력성이 있어 상기 저널 및 고정된 장치부들 사이의 움직임을 방지하고, 상기 중간부에 배열되는 실과 함께 작용하며, 상기 보정기의 상기 회전부 방향 단부에는 상기 회전부의 저널이 회전에 견디도록 결합되는 보정기가 있는, 회전부, 특히 지지 및 운반 롤러의 냉각재 덕트를 연결하기 위한 장치에 있어서,
    상기 보정기(11)의 상기 회전부(1) 역방향 단부(12)는 회전에 견디도록 마찰고리 실의 축방향으로 작용하는 마찰고리(13)와 결합되고, 상기 마찰고리 실의 고정된 마찰고리(14)는 수용 슬리브(16)의 바닥과 같은 돌기 위의 내면에서 지지되고, 이때 상기 수용 슬리브는 변형 가능한 간격(21) 내에서 상기 회전부(1)의 베어링의 골조부재(2)와 분리 가능하도록 결합되어 상기 보정기(11)를 둘러싸며 이의 초기응력에 영향을 주는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수용 슬리브(16)는 상기 회전부(1) 방향 단부 위에서 방사상 외부로 연장되는 칼라(19)를 가지고, 상기 칼라는 뚜껑 모양의 플랜지(20)와 함께 작용하고, 상기 뚜껑 모양의 플랜지는 최소한 두 개의 나사들(22, 22')에 의해 다시 회전부(1)의 베어링 골조부재(2)와 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 뚜껑 모양의 플랜지는 상기 결합나사들(22, 22')을 둘러싸는 간격 슬리브(26, 26')와 함께 작용하는 안경 모양의 판(25)을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 보정기(11)의 초기응력은 간격고리 및 다양한 길이의 간격 슬리브(26, 26')에 의해 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 한 항에 있어서, 상기 보정기(11)의 상기 회전부(1) 방향 단부(10)를 상기 수용 슬리브(16) 안까지 연장되는 밴드 슬리브(7)와 회전에 견디도록 결합되고, 상기 밴드 슬리브는 다시 회전에 견디도록 상기 회전부(1)의 저널과 회전에 견디도록 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 한 항에 있어서, 상기 마찰고리 실의 마찰고리(13, 14)가 단단한 내마모성 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 재료는 실리콘 카바이드인 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 한 항에 있어서, 상기 회전부(1)의 보어(4) 내에는 비교적 작은 직경을 가지는 파이프(29)가 배열되고, 상기 파이프는 상기 보정기(11) 및 상기 마찰고리 실을 관통하여 상기 수용 슬리브(30) 안의 냉각재를 위한 입구 연결부(31) 또는 출구 연결부(32)와 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항 또는 제8항 중 한 항에 있어서, 수용 슬리브(16) 및 간격 슬리브(26, 26')가 일부분 겹쳐지는 연장부의 영역에 밀봉고리(27)가 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 한 항에 있어서, 상기 수용 슬리브(16, 30)는 상기 케이싱의 외부면 위에 같이 회전하는 것을 방지하는 최소한 하나의 슬로프를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
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