KR20080034957A - 금속 생산물의 처리에 이용되는 기계를 위한 롤러 가동장치 - Google Patents

Abstract

시트 금속, 스트립들, 등의 형상을 가진 금속 생산물들을 위하여 이용되는 평평화 기계들을 위한 것이고 또한 다른 적용분야를 위한 유사한 기계들에서도 이용되는 롤러 가동 장치가 제공된다. 그 롤러 가동 장치는, 피구동 롤(roll; 8)들에 운동을 전달하고, 그들의 독립적인 제어뿐만 아니라 더 높은 토크를 전달할 수 있으며 매우 기능적인 장치를 포함한다. 그러한 장치는 짐발 어댑터들을 설치하기 위하여 가용한 공간에 관하여 종종 맞닥뜨리는 문제들을 해결한다. 이것은, 톱니가 제공된 어댑터(4)들을 이용함으로써 달성되는데, 그것은 동일한 플랜지 직경(flange diameter)을 가지고 더 높은 토크를 제공할 수 있고, 어댑터들의 작동각도들이 저감될 필요가 있는 임의의 적용분야에 있어서 임의의 경우에 이용될 수 있다.

Description

금속 생산물의 처리에 이용되는 기계를 위한 롤러 가동 장치{Roller actuating device for machines used for processing metal products}

본 발명은 기계, 특히 시트 금속(sheet metal), 스트립(strip), 또는 다른 유사한 금속 생산물과 같은 금속 생산물을 처리하기 위하여 이용되는 평평화 기계(flattening machine)("레벨러(leveler)"로도 알려짐)를 위한 것으로서, 작동하는 롤러에 운동(motion)을 전달하는 장치를 포함하는, 롤러 가동 장치(roller actuating device)에 관한 것이다. 이 장치는, 피구동(driven) 롤러들 간의 피치(pitch)가 축소되어 관절연결된 전달 부재(articulated transmission member)들의 이용에 영향을 미칠 수 있는 임의의 적용분야에서 이용될 수 있다.

금속 생산물을 처리하기 위하여 이용되는 기계의 롤러를 작동시키기 위한 다양한 장치들, 주로 평평화 기계 또는 "레벨러"가 알려져 있다.

평평화 기계의 롤러 가동 메카니즘(mechanism)의 제1 실시예는 문헌 DE3501871 에 기술되어 있는데, 여기에서는 평평화 롤러(flattening roller)들이 지지 롤러(supporting roller)들에 의하여 지지되고, 지지 롤러들 각각은 그 자신의 기어 유니트(gear unit)를 거쳐서 그 모터에 의하여 개별적으로 제어된다. 평평화 롤러들 또는 지지 롤러들은 카단 샤프트(cardan shaft)로 그들 자신의 기어 유니트에 연결된다. 이 유니트는 측방향으로 오프셋(offset)되고, 삽입되며, 그 고정된 전기 모터에 의하여 반대측 측부들 상에서 교번적으로(alternately) 구동된다.

평평화 기계의 다른 롤러 가동 시스템이 문헌들 JP62240113 및 JP63068223 에도 설명되어 있는데; 여기에는 기계의 상측 롤러와 하측 롤러를 통하여 지나가는 금속 시트 또는 스트립의 평평화 또는 수평화(straightening) 효과를 향상시키기 위한 방법들이 포함되어 있다.

첫째 문헌인 JP62240113 에서는, 제1 평평화 롤러들의 작동속도 저감뿐만 아니라 후속하는 롤러들의 가속을 통하여 스트립에 추가적인 소류력(tractive force)을 인가함으로써 처리(process)의 향상이 달성된다.

이와는 달리 제2 문헌인 JP63068223 에는, 스트립의 흐름(run)을 따라서 각 평평화 롤러를 지지하는 기어박스(gearbox)들을 특징으로 하는 롤러 평평화 기계가 기술되어 있다. 이 기어박스들은 그 기계가 스트립에 올바른 인장력을 주는 것을 가능하게 하는 로드미터(loadmeter)들을 포함함으로써, 평평화 롤러들과 스트립 자체 간의 미끄러짐(slippage)을 방지한다.

그러나, 이와 같은 장치들 또는 롤러 가동 시스템들 모두는 다음과 같은 다양한 단점을 갖는다:

- 짐벌 어댑터(gimbal adapter)와 같은 카단 샤프트를 이용하기 때문에, 높은 값의 토크(torque)를 전달하는 것이 불가능하고;

- 전체적으로, 특히 운동 전달 기어들이 배치된 곳에서(특히 모터가 매우 크 다), 치수가 상당히 크며,

- 점검 및 일부 구성요소들(예를 들어, 감축 유니트의 내부 기어들 또는 어댑터들)의 제거가 요망되는 경우에, 유지보수(maintenance)의 곤란성이 크다는 단점이 있다.

그러므로, 상기 단점들을 해결할 수 있는, 금속 생산물 처리용 롤러 가동 장치를 설계할 필요가 있는 것으로 고려되어 왔다.

본 발명의 목적은 높은 토크를 전달할 수 있고 매우 기능적인 기계 - 예를 들어, 스트립들, 시트 금속, 또는 다른 유사한 생산물들을 처리하는데에 이용되는 평평화 기계 - 를 위한 혁신적인 롤러 가동 장치를 달성하는 것이다.

다른 목적은, 다른 공지된 장치들에서 이용되는 것보다 훨씬 더 소형인 롤러 가동 장치를 제공함으로써, 전체적인 생산 라인에 걸쳐 전체 기계에 의하여 점유되는 공간을 현저히 저감시키고, 그와 동시에 설치 비용을 최소화시키는 것이다.

그러므로, 본 발명은 금속 생산물을 처리하기 위하여 이용되는 기계를 위한 롤러 가동 장치에 의하여 전술된 목적을 달성하도록 의도되는데, 상기 롤러들은 그들의 회전축들을 형성하고 회전할 수 있다. 청구항 1 에 따르면 그 가동 장치는, 상기 롤러들에 회전을 전달하는 모터 수단, 및 상기 모터 장치들로부터 상기 롤러들로 운동을 전달하는 장치들을 포함하고, 상기 전달 장치들은 각 롤러를 위하여, 제1 피니언 감속 기어 유니트 및 스프로킷, 제2 태양-및-위성(sun-and-planet) 운동 기어 감속 유니트, 및 롤러에 회전을 전달하기 위하여 상기 제2 감속 기어 유니트를 전달 샤프트에 연결하는 평판형 기어 분배부(flat gear distribution)를 포함한다.

유리하게는, 롤러 가동 장치는 각 롤러를 위한 독립적인 모터 구동부(motor drive)를 필요로 할 것이다(하기의 구성요소들을 참고):

- 전기 모터;

- 크라운 휠(crown wheel)의 트레인(train)을 구비한 감속 기어(reduction gear)

- 하나 또는 그 이상의 스페이서 아이들 휠(spacer idle wheel)을 구비한, 셋 또는 그 이상의 기어 분배부(gear distribution)

- 톱니 어댑터(toothed adapter)

각각의 롤러를 위한 셋 또는 그 이상의 기어들을 구비한 모든 분배부들에 의하여 분배기(distributor)가 이루어진다.

이 해결안은, 상당한 감속비(reduction ratio)가 요망되는 경우에 대형의 평판형 감속 기어 대신에 유성 감속 기어(planetary reduction gear)를 이용함으로써 소형의 전달 시스템을 갖는 것을 가능하게 하고, 분배기와 롤러들 간에 짐발 어댑터들 보다 훨씬 더 소형인 톱니 어댑터들을 이용함으로써 높은 토크 값을 전달하는 것을 가능하게 한다. 작은 감속비가 요망되는 경우에는, 대안으로서 평판형 감속 기어를 이용하는 것이 가능하다.

유리하게는, 그 장치가 분배기 기어들의 손가락 배치(finger arrangement)를 포함하는데, 이것은 톱니 어댑터들의 작동각도를 바람직하게는 0°내지 2°로 저감시키기 위하여 샤프트 운동 출력축(output axis)들을 가깝게 이동시키는 것과 공간들의 최적화를 가능하게 한다.

작동하는 롤러들의 갯수, 즉 감속 기어들과 모터들의 갯수, 는 3 으로부터 "n" 의 값으로까지 달라질 수 있는데, 그 값은 가용한 공간에 맞는(compatible) 것이다. 종속항들은 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 한정한다.

본 발명의 추가적인 특징들과 장점들은, 금속 생산물들을 처리하기 위하여 이용되는 기계들을 위한 롤러 가동 장치의 예시적이되 본 발명을 한정하는 것은 아닌 바람직한 실시예에 관한 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다. 상기 발명의 상세한 설명은 하기의 첨부된 도면들을 참조로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 장치를 포함하는 평평화 기계의 측면도이고;

도 2 는 본 발명에 따른 장치의 제1 구성요소의 정면도이고;

도 3 은 도 2 에 도시된 것과 같은 구성요소의 배면도이고;

도 4 는 도 2 에 도시된 구성요소의 A-A선을 따라 취한 단면도이고;

도 5 는 도 2 의 구성요소의 평면도이고;

도 6 은 본 발명에 따른 장치의 제2 구성요소의 단면도이다.

상기 도면들에는 스트립들 또는 다른 유사한 금속 생산물들을 처리하기 위하여 이용되는 평평화 기계의 롤러 가동 장치(8)가 도시되어 있다. 평평화 롤러라고 불리는 각 롤러(8)는 다음과 같은 구성요소들에 의하여 개별적으로 작동된다.

- 전기 모터(1);

실린더형의 사전-감축(pre-reduction)을 구비한 크라운 휠들의 트레인을 구비한 감속 기어(2);

- 중앙 스페이서 아이들 휠(12)을 구비한, 세 개의 기어 분배부(3');

- 톱니 어댑터(4)

각각의 롤러(8)를 위한 세 개 또는 그 이상의 기어들을 구비한 모든 분배부(3')들에 의하여 분배기(3)가 구성된다.

제1 감속 기어 유니트를 구성하는, 예를 들어 피니언(pinion; 21) 및 스프로킷(sprocket; 22)을 구비한 톱니 기어 짝맞춤(mating)이 크라운 휠들의 트레인을 구비한 감속 기어(2)들과 그들의 대응하는 모터(1)들 사이에 요망될 것이다. 각 피니언(21)은 그 모터에 직접적으로 연결된 입력 샤프트(20)와 일체로 된 것이다.

이 영역에서는 토크 값이 낮기 때문에, 모터들을 대응하는 감속 기어 유니트(2)에 연결시키기 위하여 톱니 조인트(toothed joint; 23)들 또는 짐발 어댑터들을 이용하는 것이 가능하다.

유리하게는, 기어 분배부(3')들을 수용하는 박스(box)에 대해 일 측부에 모터(1)들이 설치되는데, 그 박스는 유성 감속 기어(2)들도 지지한다.

내부에 수용된 분배부(3')들과 함께, 프레임(frame)은 분배기(2)를 구성한다.

다른 연결부(예를 들어, 톱니 연결부 또는 끼움된 샤프트)가 분배부 기어(3')들의 트레인을 구비한 상기 감속 기어(2)들 사이에 필요하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는, 평평화 롤러(8)들의 가동 장치가, 구동되는 평평화 롤러들 간의 독립성을 유지하면서도 요망되는 감속을 달성하는데에 이용되는 크라운 휠들의 트레인을 구비한 9개의 감속 기어(2)들을 포함한다.

유리하게는, 유성적인 구성형태(planetary configuration)가 초소형화 및 큰 감속의 달성을 가능하게 한다.

유성 감속 기어(2)들은 다음의 특징들을 포함하기도 한다:

- 일체형 사전-감축을 구비한 1단계 구성(one-stage arrangement);

- 일련의 볼트들 또는 다른 고정용 요소들로 분배기 몸체부(3)에 연결된 강(steel)으로 된 박스 또는 "케이스", 두 박스들 모두가 기초부(foundations) 상에 지지 프레임 세트(support frame set)를 이룸;

- 표면경화된 강(casehardened steel)으로 된 기어들 및 피니언들;

- 스프로킷들 및 피니언들을 위한 헬리컬 톱니(helical teeth);

- 마찰저감 베어링(antifriction bearings).

대신에, 유리하게는 기어 분배기(3)가, 각 유성 감속 기어(2)를 지지하고 그것을 대응하는 톱니 어댑터(4)(이에 따라서, 피구동 평평화 롤러(8))와 연결시키기 위하여, 9개의 입력 샤프트(5)들 및 9개의 출력 샤프트(6)들을 구비한 구성을 포함한다. 각 롤러는 분배기(3) 내에 셋 또는 그 이상의 기어 분배부(3')들을 포함하는데, 그것은 감속 기어(2)에 연결된 입력 샤프트(5) 상에 있는 적어도 하나의 구동 피니언(11), 토크(회전력)를 전달하기 위하여 중간 샤프트 상에 있는 적어도 하나의 아이들 휠(12), 및 대응하는 톱니 어댑터(4)에 연결된 출력 샤프트(6) 상에 있는 적어도 하나의 피구동 피니언(13)을 포함한다. 추력(thrust)을 보상하기 위하여, 대응되는 샤프트들 상에는 동등한 갯수의 헬리컬 톱니 요소들이 일반적으로 끼워진다.

이 기어 분배부(3')들은 서로에 대해 기계적으로 연결되지 않고, 따라서 각 평평화 롤러의 독립적인 작동을 가능하게 한다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 그러한 기어 분배부(3')들은, 높은 소형화를 결정하는 손가락 구성형태에 따라서, 평평화 롤러들의 축들에 대해 상대적으로 외측 주변의 위치에 배치되는 것이 유리하다.

또한, 분배기(3)은 하기의 사항들을 포함한다:

- 기초부 내에 완전히 심어진(embedded), 강(steel)으로 된 하우징;

- 피니언들 및 휠들을 위한 헬리컬 톱니;

- 마찰저감 베어링을 구비한 것으로서, 단조강(forged steel)으로 된 기어들.

마지막으로, 어댑터(4)들 또는 연장부들 또는 톱니형성된 구동 샤프트들이 기어 분배기(3)를 평평화 롤러(8)들에 연결시킨다. 이 어댑터(4)들은 작동 롤러에 연결된 제동쐐기 허브(splined hub)를 포함한다. 또한 그들은 작동각도를 갖는데, 그것은 바람직하게는 0°내지 2°의 범위 내이다.

본 발명에 관련하여, 롤러 가동 장치의 다른 장점은, 그것의 높은 소형화 정도를 포함한다. 특히, 모터(1)들로부터 톱니 어댑터(4)들까지의 구동 메카니즘들을 포함하는 영역의 최대 전체 치수는 3000 x 2200 x 1900 mm를 초과하지 않는다.

대안적인 실시예들 중의 하나로서, 그 가동 장치는 롤러들의 2쌍들, 3쌍들, 또는 3을 초과하는 갯수의 그룹들을 제어할 수 있는데; 2쌍, 3쌍, 또는 그룹 각각은 그 자신의 모터에 의하여 제어된다.

본 발명에 따른 상기 롤러 가동 장치는, 평평화 기계에만 국한되는 것이 아니라, 금속 생산물을 처리하는데에 이용되는 임의의 기계에도 이용될 수 있는데, 특히 피구동 롤러들 간의 피치가 저감되어 관절연결된 전달 부재의 이용에 영향을 미칠 수 있는 임의의 적용분야에서 이용될 수 있다.

Claims (7)

1. 금속 생산물을 처리하기 위하여 이용되는 기계를 위한 가동 장치로서,

   그 가동 장치는, 회전축들을 형성하고 회전할 수 있는 롤러들, 상기 롤러(8)들에 회전을 전달하는 모터 수단(1), 및 상기 모터 수단으로부터 상기 롤러들로 운동을 전달하는 전달 수단을 포함하고,

   상기 전달 수단은 각 롤러(8)를 위하여, 제1 피니언 감속 기어 유니트(21) 및 스프로킷(22), 제2 태양-및-위성(sun-and-planet) 운동 감속 기어 유니트(2), 및 롤러에 회전을 전달하기 위하여 상기 제2 감속 기어 유니트를 전달 샤프트(4)에 연결하는 평판형 기어 분배부(3')를 포함하는, 금속 생산물의 처리에 이용되는 기계를 위한 롤러 가동 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 감속 기어 유니트(2) 및 상기 기어 분배부(31)들은 기초부 상에 설치된 지지 프레임 세트(support frame set)에 통합된, 금속 생산물의 처리에 이용되는 기계를 위한 롤러 가동 장치.
3. 앞선 청구항들 중의 어느 한 항에 있어서,

   모터 수단(1)은 상기 프레임에 대한 일 측부 상에 설치된, 금속 생산물의 처리에 이용되는 기계를 위한 롤러 가동 장치.
4. 앞선 청구항들 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 기어 분배부(3')들은 롤러(8)들의 축들에 대한 외측 주변 위치에 배치된, 금속 생산물의 처리에 이용되는 기계를 위한 롤러 가동 장치.
5. 앞선 청구항들 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 기어 분배부(3')들은 태양-및-위성 운동부(2)에 연결된 제1 피니언(11), 아이들 휠(12), 및 전달 샤프트(4)에 연결된 제2 피니언(13)을 포함하는, 금속 생산물의 처리에 이용되는 기계를 위한 롤러 가동 장치.
6. 앞선 청구항들 중의 어느 한 항에 있어서,

   전달 샤프트(4)들은 톱니 어댑터들인, 금속 생산물의 처리에 이용되는 기계를 위한 롤러 가동 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 톱니 어댑터(4)들의 작동각도들은 바람직하게는 0° 내지 2°인, 금속 생산물의 처리에 이용되는 기계를 위한 롤러 가동 장치.

Images