KR20060132491A - 롤 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤 샤프트 (1) 와 상기 롤 샤프트에 탑재되는 롤 링 (2) 을 포함하는 콤비 롤에 관한 것이고, 상기 롤 링에 대해 최소한 하나의 링이 스페이서 링 (3) 같이 축방향으로 가압되며, 상기 링의 접촉 끝면 (11) 은 서로에 대해 토크-전달 마찰 조인트로써 역할을 한다. 두 접촉면 사이의 계면에는, 링의 가장 단단한 재료보다 더 단단한 재료의 입자가 분포되어 있고, 이 입자는 마찰 조인트의 토크-전달력을 증가시키기 위해 접촉면의 각각에 부분적으로 침투하게 되어 있다.

Description

롤 {A ROLL}

도 1은 본 발명에 따른 콤비 롤의 부분 종단면도이다.

도 2는 상기 롤에 포함된 스페이서 링의 개략도이다.

도 3은 두 롤 링에 가압되기 전에 두 롤 링으로부터 분리되어 있는 스페이서 링을 도시하는 확대 상세도이다.

도 4는 링의 접촉면 사이의 계면의 일부분을 도시하는 확대 상세도이다.

본 발명은 롤 샤프트와 이 롤 샤프트에 탑재되는 롤 링을 포함하며, 상기 롤 링에 대해 적어도 하나의 다른 링이 축방향으로 가압되어 있고, 그 링들의 접촉 끝면은 서로에 대해 토크-전달 마찰 조인트로서 역할을 한다.

일반적으로, 콤비 롤은 두 개 이상의 롤 링을 포함하고, 그 롤 링은 중간의 스페이서 링에 의해 분리되며, 전체 링 세트는 한편으로는 고정 정지 링 (예를 들면 롤 샤프트의 쇼울더), 다른 한편으로는 잠금 너트 (내부 나사로 샤프트의 수나사와 결합한다) 에 의해 롤 샤프트에 고정유지된다. 게다가, 잠금 너트와 롤 링/스페이서 링 세트 사이에는 링뿐 아니라 스프링이 있을 수 있다.

많은 경우에, 롤 링은 경질 재료 (예를 들면 초경합금) 로 제조되고, 반면에 중간 스페이서 링은 더 연질이거나 연성 재료, 바람직하게는 강이나 주철로 제조될 수 있다. 큰 토크가 롤 샤프트로부터 롤 링에 전달되어야 한다. 롤 링만이 초경합금으로 제조되면, 토크는 잠금 너트로부터 각 링 사이의 접촉 끝면을 통해 고정 정지 링으로 축방향 (원통) 힘열 (train of force) 에 의해 보통 전달된다. 더 구체적으로는, 인접 링의 상호작용 끝면에 한 링의 끝면이 가압되는 계면에서의 마찰작용에 의해 토크가 각각의 링으로부터 인접 링으로 전달된다. 힘열 전체에 걸쳐 이 목적을 달성하기 위해, 링 사이의 각 계면 또는 마찰 조인트가 강력해야 하는데 즉, 서로에 대해 링의 미끄러짐 없이 토크를 전달할 수 있어야 한다.

종래에 알려진 콤비 롤 (예를 들면, US 5735788과 US 6685611) 에서, 각 계면의 끝면은 금속으로 되어 있고, 개별 링을 형성하게 되는 금속 소재를 선반 가공 및/또는 그라인딩과 같은 기계 가공을 하여 형성된다. 즉, 강재 스페이서 링의 끝면은 강면이며, 초경합금 롤 링의 끝면은 초경합금면이다. 표면 마무리와 다른 재료의 성질에 따라, 이러한 표면 사이의 마찰은 불리해질 수 있으며, 이리하여 각 링이 서로에 대해 미끄러질 수 있다. 종래에 알려진 콤비 롤의 또 다른 단점은 스페이서 링뿐 아니라 롤 링에는 링의 내면으로부터 외면까지, 즉 롤 샤프트의 겉표면으로부터 각 링의 외부 원통 면까지 방사상으로 형성된 끝면이 있다는 것이다. 이러한 끝면의 구성은 스페이서 링의 내면과 외면 사이의 대략 중간에 위치한 구역 (즉, 롤 샤프트의 겉표면 근처) 에서 토크 전달이 일어난다. 게다가, 접촉 끝면 사이의 계면에서의 표면 압력은 접촉면적이 상대적으로 크기 때문에 상당히 낮게 될 것이다.

본 발명은 종래에 알려진 콤비 롤의 상기 언급한 단점을 제거하고 개선된 롤을 제공하기 위한 것이다. 그러므로, 본 발명의 주목적은 링 사이의 미끄러짐을 신뢰적으로 방지할 수 있는 마찰 조인트를 통해 인접 링 사이에 큰 토크가 전달될 수 있는 콤비 롤을 제공하는 데에 있다. 즉, 본 발명은 상기 롤 링 사이에 강력하고 효율적인 마찰 조인트를 제공하는 데에 목적이 있다. 또한 간단한 구성 요소로 개선된 마찰 조인트를 제공하는 것 또한 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 적어도 주목적은 독립 청구항 1의 특징부에 기재된 구성에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 롤 링의 바람직한 실시예는 종속항에 기재되어 있다.

도 1에서, 롤은 구동가능한 롤 샤프트 (1), 다수의 롤 링 (2) 및 다수의 스페이서 링 (3) 을 포함하고 있다. 롤 샤프트 (1) 는 중심축선 (C) 에 대한 회전 대칭형의 기본 형상을 갖고 있다.

링 (2, 3) 은 고정 정지 링 (4) (본 예에서는 링형 쇼울더의 형태로 되어 있음) 과 샤프트의 반대편에 있는 잠금 너트 (5) 사이에 유지된다. 잠금 너트 (5) 는 내부 나사 (미도시) 를 가지며, 이 나사는 롤 샤프트의 외부 나사에 결합될 수 있다. 잠금 너트 (5) 와 제 1 롤 링 (2) 사이에는 동적 스프링 (6) 이 있는데, 이는 링 (7) 에 의해 잠금 너트로부터 떨어져 있다. 게다가, 잠금 너트에 서는 원주 방향으로 서로 떨어진 다수의 조정 장치 (8) 가 있는데, 이 조정 장치를 사용하여 스프링 (6) 의 힘을 조절할 수 있다.

본 예에서, 롤 링 (2) 은 고체 초경합금 (cemented carbide) 으로 구성되고, 스페이서 링 (3) 보다 연질인 금속, 예를 들면 강으로 구성된다. 각 롤 링 (2) 은 한편으로는 외부 원통 표면 (9) 과 내부 원통 표면 (10) 에 의해, 다른 한편으로는 양쪽 끝면 (11) 에 의해 범위가 정해지고, 이 끝면 각각은 평면이며 중심축선 (C) 에 대해 수직으로 형성된다. 각 끝면 (11) 은 바깥쪽으로는 바깥쪽 원형 에지 선 (12) 과 안쪽으로는 안쪽 원형 에지 선 (13) 에 의해 경계가 정해진다.

유사한 방식으로, 각 스페이서 링 (3) (도 2 참조) 은 중심축선 (C) 에 수직하게 링 형상으로 형성된 양쪽의 편평한 두 끝면 (11) 뿐 아니라, 링의 외경을 결정하는 외부 원통 표면 (15), 링의 내경을 결정하는 내부 원통 표면 또는 구멍 에지 표면 (10) 에 의해 범위가 정해진다.

스페이서 링 (3) 의 구성을 제외하고, 지금까지 도시된 롤에 대해 설명한 사항들은 기본적으로 종래에 이미 알려져 있는 것이다.

본 발명의 일태양에 따르면, 서로에 대해 가압되는 각 쌍의 접촉 끝면 (11) 사이의 계면에는, 링의 가장 단단한 재료보다 더 단단한 재료의 입자가 다량으로 분포되어 있다. 이 입자는 점성 유체, 예를 들면 페이스트에 분산된다. 도 3에서, 세 링이 서로 분리되어 있는 것으로 나타나 있는데, 스페이서 링 (3) 의 접촉 끝면 (11) 에는 단단한 입자를 함유하는 얇은 페이스트 층 (14) 이 있으며, 이 페이스트 층은 예컨대 페인팅과 같은 적절한 방식으로 표면에 형성된다. 대체 방법으로, 단단한 입자는 도금 기술을 사용하여 도포될 수 있다.

잠금 너트 (5) 와 조정 장치 (8) 에 의해 링 (2, 3)이 충분한 힘으로 서로에 가압되면, 도 4에 도시된 것처럼, 페이스트에 함유된 입자가 각각의 접촉 끝면 (11) 에 부분적으로 침투하게 된다. 이렇게 하여 각각의 입자는 접촉면 사이에서 소형의 기계적 브리지로서 작용하고, 그리하여 마찰 조인트의 토크전달력을 현저하게 개선하게 된다.

계면의 입자는 10-125㎛, 바람직하게는 25-100㎛의 평균 입도를 갖는다. 접촉면이 거칠 때에는 더 조대한 입자가 적절하게 사용된다.

본 경우에서, 롤 링이 초경합금으로 구성될 때, 입자는 다이아몬드, 입방 질화 붕소, 세라믹 등이 될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 각 스페이서 링 (3) (도 2 참조) 은 각 끝면 (11) 의 내부 한계 에지 선 (13) 이 롤 샤프트의 외경보다 더 크도록 즉, 구멍 에지 면 (10) 의 직경보다 더 크도록 형성되어 있다. 이렇게 하면, 주어진 외경에 대한 끝면 (11) 의 전체 면적이 감소되며, 그렇게 해서 인접 롤 링의 끝면에 대한 표면 압력이 증가하게 된다. 게다가, 힘 전달 구역, 즉 에지 선 (12, 13) 사이의 대략 중간에 있는 가상의 원형선은 종래의 스페이서 링의 상응하는 힘 전달 구역과 비교했을 때 더 바깥쪽에 위치한다. 다시 말하면, 이와 같이 중심축선 (C) 과 힘 전달 구역 사이의 반경방향 거리에 의해 정해지는 유효 토크 암이 증가한다.

본 발명은 링 사이의 미끄러짐을 방지할 수 있도록 마찰 조인트로써 역할하는 인접 링 사이에 큰 토크를 전달할 수 있는 콤비 롤을 제공한다. 즉, 본 발명은 상기 롤 링 사이에 강력하고 효율적인 마찰 조인트를 제공한다. 또한 간단한 구성 요소로서 개선된 마찰 조인트를 제공한다.

Claims (5)

1. 롤 샤프트 (1) 와 이 롤 샤프트에 탑재되는 롤 링 (2) 을 포함하며, 상기 롤 링에 대해 최소한 하나의 다른 링 (3) 이 축방향으로 가압되고, 상기 링 (2, 3) 의 접촉 끝면 (11) 은 서로에 대해 가압되고 토크 전달 마찰 조인트로서 역할을 하는 롤에 있어서,

   상기 접촉면 (11) 사이의 계면에는, 상기 링의 가장 단단한 재료보다 더 단단한 재료의 입자가 대량으로 분포되어 있고, 이 입자는 각각의 접촉면 (11) 에 부분적으로 침투하게 되는 것을 특징으로 하는 롤.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 입자는 점성 유체에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 롤.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 계면에 있는 입자의 평균 입도가 10 ~ 125㎛, 바람직하게는 25 ~ 100㎛인 것을 특징으로 하는 롤.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 롤 링은 초경합금으로 제조되고, 상기 입자는 다이아몬드, 입방 질화 붕소 또는 세라믹 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 롤.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 스페이서 링 (3) 의 적어도 한 끝면 (11) 은 내부 에지 (13) 에 의해 경계가 정해지고, 이 내부 에지의 직경이 상기 롤 샤프트 (1) 의 외경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 롤.

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