KR20060132505A

KR20060132505A - 롤 및 이러한 롤용 링

Info

Publication number: KR20060132505A
Application number: KR1020060054620A
Authority: KR
Inventors: 요르예 글레이서; 맨데르스 카위한; 잔-에릭 칼손
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2006-06-17
Publication date: 2006-12-21
Also published as: RU2395730C2; BRPI0602201A; RU2006121390A; CN1879985A; US20060287176A1; SE0501387L; CN100425360C; KR101269910B1; ATE430632T1; EP1733815A1; ZA200604928B; BRPI0602201B1; SE529022C2; DE602006006619D1; JP5087738B2; US8133162B2; MXPA06006871A; EP1733815B1; JP2006349179A; UA88287C2

Abstract

제 1 양태에서, 본 발명은 링, 바람직하게는 콤비 롤로 만들어진 잠금 너트 형태의 링에 관한 것이며, 이 링은 하나 이상의 스프링 장치 (12) 를 구비하며, 이 스프링 장치에서, 기계적 압축 스프링 (18) 은 전방 가압체 (19) 와 지지체 (20) 사이에서 작용하며, 전방 가압체 (19) 는 압축 스프링에 의해 발생된 스프링 력이 항상 전달되도록 전후로 움직일 수 있으며, 지지체 (20) 는 고정 위치에 있지만, 압축 스프링의 장력을 변화시키도록 스크류 (26) 를 통해 조정가능하게 움직일 수 있다.

다른 양태에서, 본 발명은 본 발명에 따른 링을 포함하는 콤비 롤에 관한 것이다.

Description

롤 및 이러한 롤용 링{A ROLL, AS WELL AS A RING FOR SUCH A ROLL}

도 1 은 본 발명에 따른 롤의 길이방향 부분 단면도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 스프링 장치가 빌트인되어 있는, 롤에 포함된 잠금 너트 형태의 링의 확대 단면도이다.

도 3 은 스프링 장치가 장착되는 중공 공간 만을 도시하는 단면도이다.

도 4 는 스프링 장치에 포함되는 다른 구성부품을 도시하는 분해도이다.

도 5 는 스프링 장치에 포함되는 압축 링의 확대도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 구동 롤 샤프트 2 : 정지 링

3 : 잠금 너트형태의 정지 링 4 : 롤 링

5 : 스페이서 링 6 : 링

7, 8 : 단부면 9 : 암나사

10 : 수나사 11 : 둘레 홈

12 : 스프링 장치 18 : 압축 스프링

19 : 가압체 20 : 지지체

30, 31 : 컵

제 1 양태에서, 본 발명은 구동 롤 샤프트와 축방향으로 서로 떨어져 배치되는 정지링과 잠금 너트로 된 정지링 및, 이 정지 링 사이에 장착되는 하나 이상은 롤 링인 복수 개의 다른 링을 포함하는 종류의 롤에 관한 것이다.

전술한 형식의 롤은 당업자에게는 콤비 롤 (combi roll) 로 불린다. 실제로, 이러한 롤은 길고 가는 금속 제품 예컨대, 와이어, 바아, 파이프 등의 열간 또는 냉간 압연에 사용된다. 이를 위해, 롤 링 즉, 스페이서 링 등과 대조적으로 금속의 성형을 실행하는 베리 링에는 통상 반원형 단면 형상을 갖는 수개의 원주 홈이 형성된다.

이러한 롤의 연장된 적절한 기능을 위한 중요한 요소는, 아주 큰 토오크가 서로에 대해 동일한 슬립없이 샤프트로부터 링까지 전달될 수 있기 때문에, 다른 롤과 스페이서 링이 서로에 대해 신뢰할 수 있게 구동 롤 샤프트에 대해 회전가능하게 고정되는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는, 조임 장치가 사용되는데, 이 장치는 한편으로는 기계적 스프링의 스프링 력을 이용하고, 다른 한편으로는 유압 작동 장치를 이용하는 두개의 메인 카테고리로 나뉘어질 수 있다. 이러한 장치중 후자에 언급된 장치는 예컨대, 회전하는 롤에 고가의 유압유 도관을 설치해야 할 필요성, 및 오일 누출의 위험성 등과 같은 많은 이유로 인해 적절하지 않다. 따라서, 이들 기계적 스프링이 기술적으로도 복잡하지 않을뿐만 아니라 제조, 장착 및 사용이 더욱 용이하고 저렴하기에 기계적 스프링이 더욱 바람직하 다.

당해 기술분야에서는, 콤비 롤을 위한 기계적 스프링들이 다양하게 제안되고 있다. 이러한 제안중 하나가 US 5735788 호에 개시되어 있으며, 이는 구동 롤 샤프트의 탈착가능한 링 세트로 접시 스프링 (belleville spring) 을 사용하는 것에 대해 개시하고 있다. 그러나, 이는 피로의 문제 때문에 롤 링 및 스페이서 링 세트 내측에 스프링을 배치함에 따라서 다른 것들 사이에서는 성공적이지 못했다. 당해 기술분야에서 접시 스프링의 스프링 력 또는 장력은 세트 스크류 등에 의해 재조정될 수 있지만, 탈착가능한 링 세트 내측에 배치된 결과, 스프링이 연속적으로 힘을 받게 되며, 이 힘은 변형을 유발하는데, 더 구체적으로는 이 힘은 스프링을 평탄화시켜 그 결과, 작동중 스프링이 그 사이의 마찰 조인트에서 슬립이 일어나지 않는 이러한 힘에 의해 서로에 대해 링이 가압되는 것을 유지하는 능력을 순간적으로 잃게 될 정도로 느슨해지거나 피로를 받게된다. 또한, 경사진 스프링은 인접한 링들에 대해 마모되며, 스프링이 링과 함께 (원형) 라인 접점을 가지며, 면 접점을 갖지 않는다는 점 때문에, 이들 링은 매우 짧은 시간동안 마모될 수 있다.

본 발명의 목적은 US 5735788 에 개시된 롤 뿐만아니라 기계적 스프링을 만들 수 있는 다른 롤의 전술한 문제점을 제거하고, 개선된 롤을 제공하는 데에 있다. 따라서, 제 1 양태에서, 본 발명의 주목적은 기계적으로 작용하는 스프링 장치를 갖는 롤을 제공하는 것으로, 이 장치는 작동중 링 사이의 슬립을 방지하기 위해, 높은 스프링력 또는 높은 예압을 롤의 탈착가능한 링에 적용 할 수 있으며, 또한 작동중 링에서 일정하게 발생하는 불가피한 변형 (동일한 재료에서의 마모 및 변형으로 인함) 을 간단한 방법으로 보상할 수 있어, 높은 예압이 링 사이의 토오크의 순간적인 전달을 보장할 수 있다. 또다른 목적은 공간을 요구하는 스프링 장치에 의해 점유되지 않는 적절한 방식으로 롤 폭 (고정 정지 링과 잠금 너트 사이의 축방향 가용 공간) 이 사용될 수 있는 롤을 제공하는 데에 있다. 본 발명의 또다른 목적은 링의 스프링 예압과 관련한 서비스가 간단하고 신속하게 이루어질 수 있는 롤을 제공하는 데에 있다.

본 발명에 따르면, 적어도 제 1 목적은 청구범위 제 1 항에서 특징부로 규정된 구성에 의해 이루어진다. 본 발명에 따른 롤의 특히 바람직한 실시예는 청구범위 제 2 항에서 더 규정된다.

제 2 양태에서, 본 발명은 본 발명에 따른 롤 용으로 의도된 빌트인 스프링 기능으로 만들어진 링에 관한 것이다. 이 양태에서, 본 발명의 중요한 목적은 링, 특히 하나 이상의 스프링 장치가 포함된 잠금 너트 형태의 링을 제공하는 것으로서, 이 스프링 장치는 한편으로는 롤의 다른 링에서 상당한 변형이 보상될 수 있는 큰 작동 범위를 가지며, 다른 한편으로는 작동중, 슬립핑의 우려를 방지하기 위해 동력학적으로 높은 예압을 갖는 링을 즉시 제공한다. 또 다른 목적은, 단순한 방식으로 링이 구동 롤 샤프트에 장착 및 탈착될 수 있으며, 스프링 장치에 작용하는 스프링 력이 단순하며, 인간환경 공학적으로 편리한 방법으로 조정될 수 있게 만들어지는 스프링 기능을 갖는 링을 제공하는 데에 있다.

전술한 목적은 청구범위 제 3 항에 규정된 링을 통해 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 링의 바람직한 실시예는 종속항인 청구범위 제 4 항 내지 제 13 항에서 더 규정된다.

본 발명은 구동 롤 샤프트에 장착가능한 링 특히, 잠금 너트 형태의 정지 링에 관한 것으로서, 이 링은 기계적 압축 스프링이 포함되는 스프링 장치,이 스프링 장치는 한편으로는 전방 가압체와 다른 한편으로는 지지체 사이에서 작용하며, 전방 가압체는 다른 링을 향해 압축 스프링에 의해 발생된 스프링 력이 일정하게 통과하도록 전후로 움직일 수 있으며, 지지체는 롤의 작동중, 링에 대한 고정 위치에 있지만, 롤의 작동 이외에는 압축 스프링의 장력을 변화시키도록 조정 부재를 통해 조정하능하게 움직일 수 있다. 바람직하게는, 이러한 형식의 둘레에 이격된 복수 개의 스프링 장치는 링을 따라 원형 림 형태로 배치된다.

도 1 에는 콤비 롤 (combi roll) 이 도시되어 있으며, 이 롤은 두개의 축방향으로 이격되는 정지 링 (2, 3) 을 갖는 구동 롤 샤프트 (1) 를 포함하며, 이 정지 링 (2, 3) 중 하나의 정지 링 (2) 은 고정되며, 다른 하나의 정지 링 (3) 은 샤프트로부터 해체 가능한 잠금 너트이다. 실시예에서, 고정된 정지 링 (2) 은 샤프트의 레스트에 일체로된 링형 숄더의 형태이다. 그러나, 고정 정지 링 (2) 은 샤프트에 관해 축방향으로 잠금되는 적절한 방법으로 별개의 해체가능한 링의 형태로 만들어질 수도 있다.

고정된 정지 링 (2) 과 탈착가능한 잠금 너트 (3) 사이에 수개의 해체가능한 링이 배치되는데, 몇 개는 롤 링 (4) 이고, 몇 개는 스페이서 링 (5) 으로서 배치된다. 서로 근접하게 위치된 잠금 너트 (3) 와 롤 링 (4) 사이에는 추가의 링 (6) 이 존재하는데, 이는 스페이서 링 (5) 의 설계로부터 유추될 수 있으며, 하기에서 조임 링 (tightening ring) 이라 한다. 일반적으로, 구동 롤 샤프트 (1) 와 다른 링은 회전 대칭이며, 더욱 자세하게는 원통형, 기본 형상이고, 이 링은 평면형 단부 접촉면으로 범위가 한정된다. 단부면에서, 롤 너트 (3) 의 양쪽 단부면에만 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같은 참조 부호 7, 8 가 제공된다. 그 원통형상 내측에서, 잠금 너트 (도 1 참조) 에는 구동 롤 샤프트의 수나사 (10) 와 결합하는 암나사 (9) 가 형성된다. 직접 롤 성형 작업을 제공하는 목적을 가지며, 이를 위해 원주형 둘레 홈 (11) 을 갖는 롤 링 (4) 이 초경 합금 또는 다른 내마모재로 제조될 수 있고, 중간 링 (5, 6) 이 강 또는 주철 등과 같은 연질의 금속으로 이루어질 수도 있다. 그러나, 다른 링의 재료는 본 발명의 구현을 위해서는 중요하지 않다. 중요한 것은 링의 단부면 사이 계면에 있는 마찰 조인트가 링 사이에서의 슬립을 효과적으로 방지한다는 것이다. 이를 위해서는, 큰 스프링 력 또는 예압에 의해 링이 지속적으로 압축유지되어야 한다.

도 2 내지 도 5 는 잠금 너트 (3) 에 빌트인되는 스프링 장치 (12) 의 특성을 상세히 나타내고 있다. 도 2 는 잠금 너트에 스프링 장치가 장착된 것을 나타내고 있으며, 도 3 은 스프링 장치가 수용되는 관통 구멍 만을 나타내고 있으며, 도 4 는 서로 이격된 스프링 장치의 개별 구성 부품을 나타내는 분해도이다.

잠금 너트 (3) 에서 축방향으로 연장하며, 일반적으로 13 으로 나타낸 전술 한 구멍은 한편으로는 잠금 너트의 안쪽으로 향해 있으면서 단부면 (7) 에서 개방되어 있는 전방면 또는 전방 구멍부 (14) 를 포함하며, 다른 한편으로는, 잠금 너트의 후면 또는 외방 단부면 (8) 에서 개방하는 넓은 카운터싱크부 (16) 를 통과하는 후방 구멍부 (15) 를 포함한다. 실시예에서, 전방 구멍부 (14) 는 후방 구멍부 (15) 의 직경보다 큰 직경을 가지며, 따라서 카운터싱크부 (16) 는 후방 구멍부 (15) 보다 큰 직경을 갖는다. 전방 구멍부 (14) 의 내부면은 매끄럽고 원통형상이며, 그 전체 길이를 따라 후방 구멍부 (15) 에는 암 나사 (17) 가 형성된다.

스프링 장치 (12) 의 구성 부품 (도 4 참조) 은 전방 가압체 (19) 및 후방 스톱 또는 지지체 (20) 사이에서 작용하는 압축 스프링 (18) 이다. 실시예에서, 가압체 (19) 는 압축 스프링 (18) 의 전방 단부에 대해 가압될 수 있는 플랜지 (21) 를 갖는 적절한 원통형 핀으로 이루어진다. 지지체 (20) 는 피스톤 형태이며, 추가로 원통형 봉입면 (22), 적절한 평면형상의 후면 (23), 또한 중앙 시트 (25) 가 개방되어 있으며, 가압체 (19) 의 후방 단부는 시트와 결합하는 전방 측면 (24) 을 포함한다. 스크류 (26) 는 암 나사 (17) 와 결합하며, 수나사 (27)에 의해 후방 구멍부 (15) 에서 조여질 수 있다. 스크류의 헤드 (28) 는 카운터싱크부 (16) 에 수용된다. 시거 링 (Seeger ring)(29) 은 구멍 (13) 에서 적소에 상이한 스프링 구성 부품을 유지한다.

도시된 본 발명의 바람직한 실시예에서, 압축 스프링 (18) 은 결합된 세트 (united set) 로 배치된 복수 개의 컵 (30, 31) 을 포함하는 컵 스프링이다. 이 스프링의 특징은 세트에서 수개의 제 1 컵 (30) 이 다른 컵 (31) 의 작은 단부 에 반대 방향으로 그 작은 단부를 포인팅시킴으로써 뒤돌아 있는다. 더 구체적으로는, 컵 (30) 의 작은 단부가 도 5 에서 좌측을 가리키도록 배치되며, 컵 (31) 의 작은 단부는 우측을 가리키도록 배치된다. 이와 같이, 두개의 중간 컵은 외부 주변 가장자리를 따라 서로 접촉하며, 두개의 최외각 컵은 한편으로는 가압체 (19) 의 플랜지 (21) 에 다른 한편으로는 지지체 (20) 의 정면 (24) 에 대해 내부 가장자리에 의해 프레스된다.

지지체 (20), 스프링 (18), 가압체 (19), 및 시거 스프링 (29) 이 장착과 함께 전방 구멍부 (14) 에 적절한 순서로 삽입되며, 스크류 (26) 는 나사 구멍부 (15) 에서 후방으로부터 삽입된다. 시거 링 (29) 은 전방 구멍부 (14) 에서 적소에 스프링 구성 부품 (20, 18, 19) 을 유지하기 위한 용도이다.

도면에는 단지 하나의 개별 스프링 장치 (12) 만이 도시되어 있다. 그러나, 실제로, 잠금 너트 (3) 는 원형 림 형태로 이격되어 배치되는 복수 개의 주변 스프링 장치로 만들어진다. 예컨대, 잠금 너트는 그 원주를 따라 등거리로 이격된 8 개의 스프링 장치를 포함할 수도 있다.

롤 링 (4) 과 다른 링 (5, 6) 이 도 1 에 도시된 바와 같이 구동 롤 샤프트 (1) 에 적용되면, 잠금 너트 (3) 가 수나사 (10) 에 의해 조임된다. 더 구체적으로는, 잠금 너트는 조임 링 (6) 에 대해 상당한 압력으로 조임된다. 잠금 너트가 가장 효과적인 체결 단부 위치에 도달하면, 스프링 장치 (12) 가 작동되며, 더 구체적으로는 개별 스크류 (26) 가 구멍에서 멀게 나사체결됨으로써 작동된다. 가압체 (19) 의 자유 전방 단부가 조임 링 (6) 에 대해 가압됨에 따라, 압축 스프 링 (18) 이 더 압축되며, 더 구체적으로는 피스톤이 구멍부에서 전방으로 움직임으로써 더욱 압축된다. 스크류에 의해 피스톤이 소망하는 스프링 예압이 얻어지는 위치에 도달할 때, 스크류 조임이 중단된다. 이후, 롤이 작동 가능하게 된다.

작동 중, 구동 롤 샤프트의 상이한 링은 동적 응력 (dynamic stress) 을 받게 되며, 이 동적 응력은, 상이한 스프링 장치에서 압축 스프링들에 의해 효과적인 방법으로 실행된다. 더 구체적으로는, 개별 스프링 력이 공통의 조임 링 (6) 에 전달되고, 이 힘은 동일한 힘이 인접한 롤 링 (4) 에 대해 동일하게 높은 압력으로 작용하도록 분배된다. 전술한 방법에서 압축 스프링이 강한 컵 스프링 형태로 이루어지기 때문에, 동적 스프링 작동이 긴 작동 작동중에 이루어지면서, 유지된다. 그러나, 스프링 력이 감소된다면, 재조정이 이루어지는데, 이는 구멍에서 추가적으로 피스톤을 가압하기 위해 스크류 (26) 의 추가적인 체결에 의해 이루어진다. 이에 의해, 소망하는 예압으로 스프링을 다시 압축한다.

본 발명에 따른 롤 및 이 롤에 포함된 스프링 구조의 중요한 이점은 단순한 방식으로 롤 사이에서 스프링 예압을 신뢰할 수 있을 정도로 높게 유지할 수 있다는 점이다. 따라서, 이는 링이 서로에 대해 슬립되지 않는 것을 보장한다.

다른 이점으로는 스프링 예압을 위해 필요한 수단이 롤 폭의 어떠한 부분도 점유하지 않는다는 것인데, 이는 즉 정지 링 (2, 3) 사이의 허용가능한 공간을 점유하지 않는다는 것이다.

본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 도시된 실시예로만 제한하는 것은 아니 다. 따라서, 잠금 너트 (3) 대신에 고정 정지 링 (2) 에 전술한 스프링 장치를 배치할 수도 있다. 이는 고정된 정지 링 뿐만 아니라 가동의 잠금 너트에 스프링 장치를 배치할 수 있게 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단순한 방식으로 롤 사이에서 스프링 예압을 신뢰할 수 있을 정도로 높게 유지할 수 있는 롤, 이 롤용 링 및 이 롤에 포함된 스프링 구조를 제공한다.

Claims

구동 롤 샤프트 (1) 와 축방향으로 서로 떨어져 배치되는 고정 정지 링 (2) 과 잠금 너트로 된 정지 링 (3), 및 이 정지 링 사이에 장착되며 하나 이상은 롤 링 (4) 인 복수 개의 다른 링 (4, 5, 6) 을 포함하는 롤로서,

적어도 정지 링 (3) 은 스프링 장치 (12) 를 구비하며, 이 스프링 장치는 신장하여 정지 링 (3) 의 양끝면 (7, 8) 에서 개방되어 있는 관통 구멍 (13) 에 수납되며, 상기 스프링 장치에서 기계적 압축 스프링 (18) 이 전방 가압체 (19) 와 지지체 (20) 사이에서 작용하며, 전방 가압체 (19) 는 압축 스프링에 의해 발생된 스프링 력이 항상 링 (6) 에 전달되도록 구멍의 개구를 통해 전후로 움직일 수 있으며, 상기 지지체 (20) 는 롤의 작동중, 정지 링 (3) 에 대해 고정 위치에 있지만, 롤이 작동을 안할 때는 압축 스프링의 장력을 변화시키도록 조정 부재 (26) 를 통해 조정가능하게 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 롤.
제 1 항에 있어서, 복수 개의 스프링 장치 (12) 가 잠금 너트 형태인 정지 링 (3) 에 수납되며, 잠금 너트와 롤 링 (4) 사이에는, 롤 링 (4) 을 따라 개별 스프링 장치의 스프링 력을 분배하는데 사용되는 조임 링 (6) 이 배치되고, 이 조임 링은 스프링 장치가 배치되는 원형 림의 직경보다 큰 외경을 갖는 것을 특징으로 하는 롤.
스프링 장치 (12) 를 구비하며, 이 스프링 장치는 신장하여 정지 링 (3) 의 양끝면 (7, 8) 에서 신장하여 개방되어 있는 관통 구멍 (13) 에 수납되며, 기계적 압축 스프링 (18) 이 전방 가압체 (19) 와 지지체 (20) 사이에서 작용하며, 전방 가압체 (19) 는 압축 스프링에 의해 발생된 스프링 력이 항상 전달되도록 구멍의 개구를 통해 전후로 움직일 수 있으며, 상기 지지체 (20) 는 링에 대해 고정 위치에 있지만, 압축 스프링의 장력을 변화시키도록 조정 부재 (26) 를 통해 조정가능하게 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 롤용 링.
제 3 항에 있어서, 가압체 (19), 압축 스프링 (18) 및 지지체 (20) 는 구멍의 전방 구멍부 (14) 에서 함께 수용되며, 조정 부재 (26) 는 뒤에서부터 접근가능하게 후방 구멍부 (15) 에 수용되는 것을 특징으로 하는 롤용 링.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 가압체 (19) 는 압축 스프링 (18) 이 가압되는 플랜지 (21) 를 갖는 핀인 것을 특징으로 하는 롤용 링.
제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 지지체 (20) 는 조정 부재 (26) 에 의해 가압되는 후면 (23) 을 갖는 피스톤인 것을 특징으로 하는 롤용 링.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 가압체 (19) 의 후방 단부는 지지체 (20) 의 전방면 (24) 에 있는 시트 (25) 에 삽입되는 것을 특징으로 하는 롤용 링.
제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 전방 구멍부 (14) 는 후방 구멍부 (15) 의 직경보다 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 롤용 링.
제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 조정 부재는 후방 구멍부 (15) 에 있는 암나사 (17) 와 결합하는 수나사 (27) 를 갖는 스크류 (26) 인 것을 특징으로 하는 롤용 링.
제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 압축 스프링은 수 개의 컵 (30, 31) 을 포함하는 컵 스프링 (18) 인 것을 특징으로 하는 롤용 링.
제 10 항에 있어서, 하나 이상의 제 1 컵 (30) 은 그의 작은 단부가 하나 이상의 제 2 컵 (31) 의 작은 단부와 반대 방향으로 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 롤용 링.
제 11 항에 있어서, 중앙에 있는 두 개의 컵 (30, 31) 은 서로 마주하는 큰 단부에 의해 가압되며, 컵의 작은 단부에는 바깥쪽으로 향해 있고 가압체 (19) 의 플랜지 (21) 와 지지체 (20) 의 전방면 (24) 을 가압하는 것을 특징으로 하는 롤용 링.
제 3 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 원형 림에 원주방향으로 서로 떨어져 배치되는 복수 개의 스프링 장치 (12) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤용 링.