KR20010032792A - 제지 또는 판지 기계용 롤 - Google Patents

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KR20010032792A
KR20010032792A KR1020007006103A KR20007006103A KR20010032792A KR 20010032792 A KR20010032792 A KR 20010032792A KR 1020007006103 A KR1020007006103 A KR 1020007006103A KR 20007006103 A KR20007006103 A KR 20007006103A KR 20010032792 A KR20010032792 A KR 20010032792A
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프리만 에스코, 코스키 하리
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Abstract

본 발명은 지지부상에서 롤이 회전하도록 배치된 축 저널, 축 저널이 결합된 단부 플랜지, 및 단부 플랜지와 결합된 외벽을 포함하는 제지 또는 판지 기계용 롤에 관한 것이다. 외벽에는 외벽을 통과해 연장되는 다수의 개구들 및/또는 외벽의 외면에서 형성되는 오목부(15)가 제공되는데, 개구 및/또는 오목부는 규칙적인 패턴을 형성한다. 각각의 개구 및/또는 오목부(15)로부터, 롤 외벽에 가장 근접한 적어도 각각의 개구 및/또는 오목부(15)를 지니는, 롤 외벽의 외면으로 연장되는 그루브 또는 부가적 오목부(16,17)의 형태로 제공되는 연결부가 존재하도록 상기 개구 및/또는 오목부(15) 둘레의 외벽 외면에서 솔리드 연결부가 개방된다.

Description

제지 또는 판지 기계용 롤 {ROLL FOR A PAPER OR BOARD MACHINE}
제지 또는 판지 기계에서, 웹(web) 형성부는 롤의 단부에서 단부 플랜지(flange)에 결착되는 개구가 형성된 롤 외벽을 통상적으로 포함하는 흡입 롤을 주로 사용한다. 단부 플랜지는 롤의 단부에 위치되고 기계의 프레임(frame)에 결착되는 결착 플랜지상에 회전가능하게 순차적으로 저널(journal)된다. 롤 외벽 내측에는, 흡입이 흡입 롤의 일정 부분에서 이루어지게 하는 결착 플랜지에 결착되는 정적 흡입 박스가 존재할 수 있다. 롤의 내부는 비어있을 수도 있는데, 이러한 경우에 흡입은 롤 외벽의 전체 외주에서 이루어진다. 롤의 단부에는 외측의 음의 압력원이 롤에 연결될 수 있도록 덕트(duct)가 제공된다. 또한, 롤 외벽을 통과해 연장하는 보어(bore)에는, 외벽의 외면에서, 카운터싱크(countersink)가 통상적으로 제공되는데 이것에 의해 롤 외벽 외면의 보어의 홀(hole)을 둘러싸는 파손되지 않은 연결부가 좁게 형성되고 롤 외벽 외면의 개방 면적이 증가된다.
제지 또는 판지 기계의 프레스(press)부는 개구가 형성되거나 블라인드-드릴 가공된(blind-drilled) 보어가 제공되는 롤 외벽을 구비한 롤을 선택적으로 사용한다. 그러한 경우에, 롤의 내부는 개별 음의 압력원에 반드시 연결되지는 않는다. 프레스 닙(nip)에서, 수분은 롤 외벽의 홀, 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 기타 오목부로 흡입되고 원심력에 의해 프레스 닙 이후에 그것들로부터 제거된다. 접촉압을 감소시키기 위해, 롤 프레스부의 외벽은 통상적으로 강보다 더 연한 물질, 예를 들면, 소정의 고무질 물질로 코팅된다. 코팅된 외벽이 제공되는 롤의 블라인드-드릴 가공된 보어는 강의 외벽으로 또는 단순히 보어의 바람직한 체적에 따라 코팅부로 소정 거리만큼 연장할 수 있다. 또한, 보어와 블라인드-드릴 가공된 보어를 통과하여 모두에게 롤 외벽 외면의 홀이나 오목부를 둘러싸는 파손되지 않은 연결부의 크기를 감소시키고 롤 외벽 외면의 개방 면적을 확대시키기 위해 외벽의 외면에 카운터싱크가 통상적으로 제공된다.
롤 외벽 외면상의 롤 외벽의 개구 주위에는, 홀, 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 오목부에도 불구하고, 흡입 효과가 약화된 상대적으로 큰 파손되지 않은 연결부가 존재한다. 이러한 이유 때문에, 롤 외벽의 상기 파손되지 않은 외면은 종이 웹에 마킹(marking)을 발생시킨다.
이러한 마킹 문제에 대한 한가지 해법은, 예를 들면, 거친 와이어 네트(wire net)를 지니는 롤 외벽을 제공하는 것이었는데, 이것에 의해 롤 외벽 외면의 개방면이 증가된다. 와이어 네트 또는 와이어 사크(sock)는 대부분 플라스틱으로 이루어지고 그것은 롤의 최외층을 형성하도록 수축시킴으로써 적소에 결착된다. 상기 와이어 사크의 제조 및 롤 외벽의 외면에 상기 와이어 사크의 장착은 롤의 제조에서 부가적 작업 단계의 구성 요소가 된다. 부가로, 와이어 사크는 사용시에 마모되고 따라서 상기 와이어 사크는 특정 간격마다 교체되어야 한다.
금속으로 이루어진 개별 벌집 배열을 롤 외벽상에 장착하는 것이 또한 공지되어 있는데 이것에 의해 롤 외벽 외면의 개방면이 확대된다. 롤 외벽의 표면에 이러한 종류의 금속 벌집을 체결하는 것은 어렵고 그것은 사용시에 분리될 수 있다.
독일 특허 제 21 40 776 호는 굽힘에 대해 강화된 외벽과 롤의 외벽을 통과해 연장하고 특정 패턴(pattern)을 형성하는 개구를 포함하는 제지 기계의 흡입 롤을 기술한다. 부가로, 롤의 외벽면에는 표면의 대칭형 엠보싱(embossing)된 패턴이 실제로 형성되도록 1렬의 홀을 연결하는 그루브(groove)가 제공된다. 롤 외벽 표면의 홀 면적은 롤 외벽 전체 면적의 50% 이상이고 90%에 근접할 수 있다. 소정의 상기 홀이 블라인드-드릴 가공된 보어일 수 있다는 것 또는, 상기 홀에 부가로, 블라인드-드릴 가공된 보어가 롤의 수분 함유량을 개선시키기 위해 외벽의 표면에 형성되는 것이 또한 공보에 기술된다.
이러한 배열에서, 외벽의 표면에서 2개의 근접한 그루브 사이의 벽 연결면은 와이어 등을 지지하는 솔리드(solid) 연결부를 형성한다.
독일 특허 제 21 40 776 호의 이러한 배열에서 문제점은 롤의 흡입 효과가 약화된 솔리드 연결부이다. 이들 솔리드 연결부는 홀이나 블라인드-드릴 가공된 보어로의 수분의 자유 유동에 대한 방해 요소이다.
본 발명은 청구항 1항의 전제부에서 정의된 제지 또는 판지 기계용 롤(roll)에 관한 것이다.
본 발명에 따른 배열은 종래 기술의 배열에 대하여 본질적 개선을 제공한다.
본 발명에 따른 롤의 주요 특징적인 형상은 청구항 1항의 특징부에 기술된다.
본 발명에 따른 롤은 롤의 외벽을 통과해 연장하는 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 및/또는 롤 외벽의 외면에 위치되는 상응하는 개구로의 수분의 매우 양호하고 균일한 유동을 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 롤에서, 어떠한 개별 와이어 사크도 롤 외벽의 외면상에 요구되지 않는다. 본 발명에 따른 롤 외벽 외면의 개방 면적은 적용에 따라 약 70-90%이다.
본 발명의 배열은 롤 외벽을 통과하여, 예를 들면 보어를 통과하여, 연장하는 개구 또는 외벽의 외면에 형성되는 오목부, 예를 들면 블라인드-드릴 가공된 보어, 또는 그것들의 조합을 포함하는 제지 또는 판지 기계의 롤에 사용될 수 있다. 상기 롤은, 예를 들면, 웹 포머(former)에 그리고 프레스부에 사용된다. 본 발명은 흡입이 전체 외벽의 외주에서 이루어지는 흡입 롤 또는 흡입이 롤의 일정 부분에서 이루어지는 정적 흡입 박스를 구비하는 흡입 롤에 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 배열은, 음압이 롤 내부에 유지되게 하는, 어떠한 외측 음의 압력원도 사용하지 않는 롤에 사용될 수도 있다. 그러한 경우에, 웹으로부터 제거되는 수분은 웹을 지지하는 와이어 등에서 형성되는 압력차의 작용으로 압축점에서 롤 외벽의 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어로 전달된다.
다음에, 본 발명은 첨부된 도면에서 특징에 관하여 더욱 상세하게 게시되는데, 그러나, 이것의 상세한 설명에 관하여 본 발명은 배타적으로 한정되도록 의도되지 않는다.
도 1은 흡입 롤의 개략적 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 롤 외벽의 표면 패턴의 한가지 실시예,
도 3은 도 2의 실시예의 변형,
도 4는 본 발명에 따른 롤 외벽의 표면 패턴의 제 2 실시예,
도 5는 본 발명에 따른 롤 외벽의 표면 패턴의 제 3 실시예.
도 1은 본 발명에 따른 배열이 사용될 수 있는 흡입 롤의 구조에 관한 도면이다. 흡입 롤은 단부 플랜지(12A 및 12B)를 통해 롤 외벽(11)에 결합되는 축 저널(13A 및 13B)상에서 회전가능하게 저널되는 롤 외벽(11)을 포함한다. 롤 외벽(11)은 롤 외벽(11)을 통과해 연장하는 다수의 홀(15)로 형성되는 개구들(15)을 구비한다. 도면은 외벽(11)의 약간의 개구들(15)만 도시한다. 롤의 내부가 이 도면에서는 비어있지만, 롤 내측에는 흡입이 롤 외벽의 일정 부분으로 유도되게 하는 흡입 박스가 존재할 수도 있다. 축 저널의 적어도 하나(13B)는 롤의 내부로 안내되고 외측 음의 압력원(도면에 도시 안됨)이 결합될 수 있는 덕트를 포함한다. 공기는 롤의 전체 내부로부터 또는 흡입 박스에 의해 구획되는 부분에서 음의 압력원에 의해 흡출된다(화살표 P2). 롤 외벽(11)의 개구(15)는 전체 외벽(11)을 통과해 동일 직경을 지니고 연장하는 보어로 구성될 수 있고 또는 카운터싱크는 외벽(11)의 외면의 보어에 형성될 수 있는데, 이것에 의해 외벽(11)의 외면에 개방되는 홀(15)의 면적은 확대된다. 롤 외벽(11)의 개구(15)는 홀이 롤의 축방향에서 열을 지어 위치되지 않게 하는 나선형이 되도록 유리하게 형성된다. 이러한 배열에 의해, 홀(15)의 수분이 배출되는 것과 공기로 홀이 연속해서 채워지는 것은 시간에 관해 계단식으로 발생되도록 배열될 수 있는데, 이것에 의해 발생되는 소음이 감소될 수 있다. 홀(15)의 직경은 통상적으로 약 2-5 mm이고 카운터싱크의 직경은 통상적으로 약 2-15 mm이다.
도 2A는 본 발명에 따른 롤 외벽 외면의 패턴의 한가지 실시예를 도시한다. 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 롤 외벽에 위치되는 그것들의 카운터싱크(15)는 롤 외벽 외면의 규칙적 패턴을 형성한다. 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)의 중심에 의해 형성된 선을 통해, 롤 외벽의 외면을 따라 나선형으로 연장하고 롤 축 X-X에 관해 나선형 각이인 곡선을 그리는 것이 가능하다. 이 도면에서, 상기 각는 약 45°이지만, 실제 적용에서 나선형 각는 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)가 롤 축 X-X에 평행하게 열을 지어 위치되지 않도록 45°보다 현저하게 더 작다. 본 발명의 다른 실시예를 도시하는, 도 4의 실시예에서, 나선형 각는 약 10°이다. 본 발명에 따른 배열은 그 자체가 소정 나선형 각로 그리고 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어에 의해 형성되는 소정의 규칙적 패턴을 지니고 사용될 수 있다.
도 2A에서 제 1 방향(S1)으로 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)에 의해 형성되는 열은 롤 외벽의 외면에 형성되는 제 1 그루브(16)에 의해 연결되고 제 2 방향(S2)으로 이들 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)에 의해 형성되는 열은 롤 외벽의 외면에 형성되는 제 2 그루브(17)에 의해 연결된다. 이 도면은 제 1 방향(S1)으로 진행하는 2개의 근접한 그루브(16)와 제 2 방향(S2)으로 진행하는 2개의 근접한 그루브(17)만 묘사한다. 롤 외벽의 외면에서 교차하는 그루브(16,17)의 폭은 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 외벽의 외면의 그것들의 카운터싱크(15)의 직경과 실질적으로 일치한다. 제 1 그루빙(grooving)(16)이 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)상의 외벽 외면에 이루어지는 경우, 솔리드 연결부(16')는 외벽의 외면에 근접한 그루브(16) 사이에 형성되는데, 이러한 연결부는 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)로 수분이 자유롭게 유동하는 것을 방지한다. 이러한 솔리드 연결부(16')는 제 1 그루빙(16)에 관하여 엇갈리게 위치되고 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)상에 형성되는 제 2 그루빙(17)에 의해 단속된다. 그러한 경우에, 4개의 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 서로 가장 근접한 그것들의 카운터싱크(15) 사이에, 롤 표면상에서 주행하는 웹의 와이어 또는 상응하는 지지 부재를 위한 정사각형 지지점(18)이 존재하는데, 이러한 지지점은 외벽의 최초 외면과 동일 수준에 위치된다.
도 2A에 도시된 배열에 의해, 롤 외벽의 외면의 개방 면적은 매우 작은 정사각형 지지점(18)이 롤 표면상에서 주행하는 와이어를 지지하도록 약 90%까지 상기 면적의 최대로 확대될 수 있다. 정사각형 지지점(18)의 에지(edge)로부터, 외벽의 표면은 외벽으로 경사지고 외벽의 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)로 개방되는데, 이러한 연결부에서 웹으로부터 제거되는 수분은 외벽의 홀 및/또는 개구로 자유롭고 균일하게 유동할 수 있다.
도 2B는 지지점(18)에서 롤 외벽의 단면을 도시한다. 단면은 외벽의 외면으로 상방 확대되는 원추형의 형태가 유리한 그루브(16,17)의 윤곽을 도시한다. 지지점(18)은 상기 지지점들의 외면이 평면을 구성하도록 이 도면에서 묘사되는데, 이것은 제조 기술의 관점에서 볼 때 가장 바람직한 배열이다. 작업의 관점에서 볼 때 가장 바람직한 배열에서, 지지점의 외면은 정사각형 지지점의 에지가 와이어에 대해 예리한 모서리를 형성하지 않도록 반구형이다. 반구형 표면은 롤 표면상에서 운동하는 와이어에 대해 매끄러운 지지면을 제공한다. 그루브(16,17)의 깊이는 약 1.5-2 mm가 유리하고 상기 그루브들은, 예를 들어, 터닝(turning), 밀링(milling) 또는 널링(knurling)에 의해 롤 외벽의 외면에 형성될 수 있다.
도 3은 도 2의 실시예의 변형을 도시한다. 도 3에서, 제 1(S1)과 제 2(S2) 방향으로 형성되는 그루브(40,41)는 그루브(40,41)의 에지가 홀 및 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 외벽의 외면의 그것들의 카운터싱크(15)에 탄젠트(tangent)를 형성하도록 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)의 열 사이에 제공된다. 이러한 배열에서, 각각의 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 그것들의 카운터싱크(15) 주위의, 외벽의 외면에서, 웹을 지지하는 와이어 또는 상응하는 부재를 위한 4개의 지지점(42)이 존재한다. 이 실시예에 의해 제공되는 외벽 외면의 개방 면적은 도 2에 도시된 실시예의 면적만큼 크지 않지만, 이 경우에도, 수분은 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)로 상대적으로 효과적이고 균일하게 이동한다.
도 4는 본 발명에 따른 롤 외벽 외면의 패턴의 제 2 실시예를 도시한다. 롤 외벽에 위치되는 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 그것들의 카운터싱크(15)는 완전히 충만된 원과 같은 형상으로 도시된다. 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 그것들의 카운터싱크(15)에 부가로, 원형 그루브(30)가 롤 외벽의 외면에 형성된다. 각각의 그루브(30)의 중심이 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)의 중심과 일치하고 그루브(30)의 중심 반경은 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)의 중심 사이의 거리와 같도록 그루브(30)가 형성된다. 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)의 중심은 이 실시예에서 등변 삼각형의 꼭지점에 위치된다. 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 그것들의 카운터싱크(15)를 둘러싸는 외벽의 외면은 상기 그루브(30)에 의해 개방될 수 있다. 따라서 그루브(30)의 깊이까지 연장되는 연결 채널(channel)은 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 외벽 외면의 그것들의 카운터싱크(15) 사이에 형성된다. 이 실시예에서, 와이어 등은 삼각 지지점(31)에 의해 지지된다. 롤 외벽 외면의 개방 면적은 그루브(30)의 폭을 제어함으로써 이 실시예에서 조절될 수 있다. 이 실시예도 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)로의 수분의 효과적 유동을 제공한다.
도 5는 본 발명에 따른 롤 외벽 외면의 패턴의 제 3 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 각각의 블라인드-드릴 가공된 보어가 가장 근접한 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 연결부를 둘러싸는 그것들의 카운터싱크(15)에 연결부를 개방시키도록 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 그것들의 카운터싱크(15) 사이에 블라인드-드릴 가공된 보어(50)가 제공된다. 이러한 방법으로, 롤 외벽의 개방 면적이 확대될 수 있다. 외벽 외면의 개방 면적의 크기는 이 실시예에서, 기타 패턴들 중에, 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)가 외벽의 외면에 어떤 종류의 패턴을 형성하는가에 따라 좌우된다. 블라인드-드릴 가공된 보어(50)가 도 4에 도시된 홀 패턴으로 형성된다면, 상대적으로 큰 개방 면적이 얻어질 수 있고, 블라인드-드릴 가공된 보어(50)가 도 5에 도시된 홀 패턴으로 형성된다면, 약간 더 작은 개방 면적이 얻어진다. 와이어를 지지하는 지지점은 참조 번호 51로 이 도면에 표시된다.
청구항은 후속하여 제공되고 발명의 상세한 설명은 상기 청구항에 관해 본 발명의 사상내에서 변형될 수 있고 실시예에 의해서만 상기된 설명과 달라질 수 있다.

Claims (6)

  1. 롤이 회전되게 배치되도록 지지되는 축 저널(13A, 13B), 상기 축 저널(13A, 13B)이 결합되는 단부 플랜지(12A,12B), 및 상기 단부 플랜지(12A,12B)에 결합되는 외벽(11)을 포함하며, 상기 외벽(11)으로는 상기 외벽(11)을 통과해 연장하는 다수의 개구들 및/또는 외벽의 외면에 형성되는 오목부(15)가 형성되고, 개구 및/또는 오목부는 규칙적 패턴을 형성하는 제지 또는 판지 기계용 롤에 있어서,
    각각의 개구 및/또는 오목부로부터 또는 그것들의 카운터싱크(15)로부터, 연결부에 가장 근접한 적어도 각각의 개구 및/또는 오목부 또는 그것들의 카운터싱크(15)를 지니고, 롤 외벽(11)의 외면에서 연장하는 그루브 또는 부가적 오목부(16,17,40,41,30,50)의 형태로 제공되는 연결부가 존재하도록, 홀이 바람직한, 상기 개구 주위, 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)가 바람직한, 상기 오목부 주위의 외벽(11) 외면의 솔리드 연결부가 개방되는 것을 특징으로 하는 롤.
  2. 제 1 항에 있어서, 이중 그루빙(16,17)이 상기 롤 외벽(11)의 외면에 형성되어, 제 1 그루빙(16)이 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 그것들의 카운터싱크(15)의 열을 제 1 방향(S1)으로 연결하고 제 2 그루빙(17)이 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 그것들의 카운터싱크(15)를 제 1 방향(S1)을 가로지르는 제 2 방향(S2)으로 연결하여, 상기 와이어를 지지하고 상기 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 그것들의 카운터싱크(15) 사이에 위치되는 개별 지지점(18)이 상기 롤 외벽(11)의 외면에 형성되는 것을 특징으로 하는 롤.
  3. 제 1 항에 있어서, 이중 그루빙(40,41)이 상기 롤 외벽(11)의 외면에 형성되어, 상기 제 1 그루빙(40)이 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 그것들의 카운터싱크(15)로 형성되는 열 사이에 제 1 방향(S1)으로 형성되고 상기 제 2 그루빙(41)이 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 그것들의 카운터싱크(15)로 형성되는 열 사이에 제 2 방향(S2)으로 형성되어, 상기 제 2 방향(S2)은 상기 제 1 방향(S1)을 가로지르며, 상기 와이어를 지지하고 상기 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 그것들의 카운터싱크(15)의 모서리에 위치되는 개별 지지점(42)이 상기 롤 외벽(11)의 외면에 형성되는 것을 특징으로 하는 롤.
  4. 제 1 항에 있어서, 원형 그루브(30)가 상기 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 그것들의 카운터싱크(15) 주위의 상기 롤 외벽(11)의 외면에 형성되는 것을 특징으로 하는 롤.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 그루브(30)가 상기 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)를 연결하는 채널을 형성하도록, 상기 원형 그루브(30)의 중심이 상기 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)의 중심과 일치하고, 상기 그루브(30)의 원주의 중심 반경이 상기 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어(15)의 중심 사이의 거리와 같은 것을 특징으로 하는 롤.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 부가적인 블라인드-드릴 가공된 보어(50)가 연결부에 가장 근접한 각각의 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 그것들의 카운터싱크(15)로의 연결부를 구비하도록 상기 홀 및/또는 블라인드-드릴 가공된 보어 또는 그것들의 카운터싱크(15) 사이의 롤 외벽(11)의 외면에 부가적 블라인드 드릴 가공된 보어(50)가 형성되는 것을 특징으로 하는 롤.
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