KR20100033215A - 키 고정 방식의 잠금 링을 구비하는 복합 롤. - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합 롤에 관련된 것으로서 특히 키를 이용하여 잠금 분할 링을 고정함에 의해 상기 잠금 분할 링을 안정적으로 고정하는 한편, 이에 의해 미끄럼을 방지할 수 있는 키 고정 방식의 잠금 링을 구비하는 복합 롤에 관한 것이다.

종래에는 잠금 분할 링을 고정하는 볼트가 반복적인 토크 작용에 의해 파손되는 문제점이 있었으나, 본 발명에 의한 경우 링 키가 유압 유닛과 잠금 분할 링의 그루브에 삽입되어 토크가 반복적으로 작용해도 파손됨이 없이 상기 잠금 분할 링을 안정적으로 고정할 수 있고 이에 따라 미끄럼 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

복합 롤, 잠금 분할 링, 키

Description

키 고정 방식의 잠금 링을 구비하는 복합 롤.{Composite roll with divided ring fixed by key}

본 발명은 복합 롤에 관련된 것으로서 특히 키를 이용하여 잠금 분할 링을 고정함에 의해 상기 잠금 분할 링을 안정적으로 고정하는 한편, 이에 의해 미끄럼을 방지할 수 있는 키 고정 방식의 잠금 분할 링을 구비하는 복합 롤에 관한 것이다.

일반적으로 복합 롤이라고 하는 것은 선재를 압연하는 데 사용되는 것으로서 도 1a 내지 도 2를 참조하여 설명한다.

상기 도 1a 및 1b와 도 2에 나타난 바와 같이 종래의 복합 롤(1)은 샤프트(10)상에 장치되는 압연 링(20), 유압 유닛(50),잠금 분할 링(40), 그리고 너트(60)를 포함한다.

상기 샤프트(10)는 일측에 돌출 슬리브(11)가 형성되어 있고 타측에 나선(12)이 형성되어 있다.

상기 압연 링(20)은 표면에 엠보싱(21)이 형성되어 선재를 압연하는 부재로서, 상기 샤프트(10)의 돌출 슬리브(11)측에 가압되어 장착된다.

상기 유압 유닛(50)은 상기 압연 링(20)과 접촉하는 한편 상기 압연 링(20)을 상기 돌출 슬리브(11)측으로 밀어붙이기 위한 피스톤 링(70)을 구비한다.

이때, 상기 유압 유닛(50)과 압연 링(20)사이에 잠금 분할 링(40)이 장착된다.

한편 상기 압연 링(20)과 유압 유닛(50)사이에 스페이서(30)를 장치한 후 상기 스페이서(30)상에 잠금 분할 링(40)을 장치하는 방식도 사용되고 있다.

이와 같은 종래의 복합 롤(1)에 상기 잠금 분할 링(40)을 장착하는 방법에 대해 설명한다.

먼저 샤프트(10)상에 압연 링(20), 스페이서(30), 유압 유닛(50)을 장치하고 너트(60)를 조인 후, 유압 유닛(50)에 유압을 걸어준다.

상기 유압 유닛(50)의 유로(51)에 유압이 작용되면 상기 피스톤 링(70)이 상기 압연 링(20)측으로 밀려가면서 상기 압연 링(20)을 상기 샤프트(10)의 돌출 슬리브(11)측으로 밀어붙이게 된다.

이와 같이 유압의 작용에 의해 상기 유압 유닛(50)과 스페이서(30)사이에 공간이 증가되며, 상기 증가된 공간에 잠금 분할 링(40)을 장치한다.

상술한 바와 같이 잠금 분할 링(40)을 장착한 후 유압이 제거된 경우에도 상기 잠금 분할 링(40)이 끼움되어 있어 상기 압연 링(20)을 계속적으로 가압하게 되어 상기 압연 링(20)을 안정적으로 단단히 고정하게 된다.

이러한 상기 압연 링(20)은 통상적으로 텅스텐-카바이드(Tungsten Carbide)를 재료로 사용하고 있으며, 상기 재질을 사용한 압연 링을 TC 링(Tungsten Carbide ring)이라고 한다.

상기 텅스텐 카바이드는 경도가 아주 높아 다이아몬드 입자가 함유된 연마기로 롤의 외경 및 공형을 연마하여 제작되며, 이러한 텅스텐 카바이드를 사용하는 TC 링에 의해 압연하는 경우 가공면이 아주 깨끗하고 정밀하며 마모가 극히 적어 선재제품의 압연에 적합하다.

이때 압연용 복합 롤을 상술한 텅스텐 카바이드로 만들지 않고 여러 부품을 조합한 복합 롤(composite roll)구조로 하는 것은 상기 텅스텐 카바이드 재질이 충격이나 굽힘에 약하고 가격이 비싸기 때문에 압연 링(20)만을 텅스텐 카바이드로 제작하는 것이다.

상기 압연 링(20)을 고정하기 위해 사용되는 잠금 분할 링(40)은 통상적으로 2개로 분할된 분할 링을 사용하고 있으며, 볼트에 의해 상기 스페이서(30)에 고정시키는 구성을 취하고 있다.

이와 같은 복합 롤(1)의 경우 토크가 가해질 때, 잠금 분할 링(40)과 샤프트(10)사이에 미소한 미끄럼(slip)이 발생하는데, 이때, 상기 볼트에 원주방향(방향I)으로 전단력이 작용된다.

그런데, 상기 전단력을 지지하는 전단면은 볼트의 골지름을 기준으로 한 단면적이어서 그 전단면이 아주 작다.

다시 말해서 볼트의 전단면이 작은 관계로 상대적으로 큰 전단 응력이 작용 되는 결과가 초래되어 토크가 반복적으로 작용하는 경우 상기 볼트가 전단 응력에 의해 파손되는 경우가 많아 결과적으로 상기 잠금 분할 링이 이탈하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 잠금 분할 링과 유압 유닛에 그루브를 형성한 후 상기 그루브에 키를 결합시켜 상기 잠금 분할 링을 고정하는 잠금 분할 링 고정용 링 키를 구비하는 복합 롤을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일측에 돌출 슬리브를 구비하고 타측에 나선을 구비하는 샤프트와, 상기 샤프트상에 장착되는 압연 링과, 상기 압연 링과 접촉하며 유압으로 작동되는 피스톤 링이 구비된 링 형상의 유압 유닛과, 상기 유압 유닛과 압연 링사이에 장착되는 잠금 분할 링과, 상기 샤프트의 나선에 결합되어 상기 유압 유닛을 지지하는 너트를 포함하는 복합 롤에 있어서, 상기 잠금 분할 링과 상기 유압 유닛은 상호 맞닿는 측면의 대응되는 위치에 각각 음각된 환형의 그루브를 구비하고, 상기 유압 유닛은 외주면에 입구를 형성하되, 상기 그루브와 연통되며 수직방향으로 연장된 삽입홀을 구비하며, 링 형상으로서, 상기 유압 유닛의 그루브와 잠금 분할 링의 그루브에 걸쳐 삽입되는 링 키와, 상기 삽입홀에 체결되어 상기 링 키의 축방향 운동을 제한하는 고정 부재를 포함하는 키 고정 방식의 잠금 링을 구비하는 복합 롤에 특징이 있다.

이상 설명한 바와 같이 종래에는 잠금 분할 링을 고정하는 볼트가 반복적인 토크 작용에 의해 파손되는 문제점이 있었으나, 본 발명에 의한 경우 링 키가 유압 유닛과 잠금 분할 링의 그루브에 삽입되어 토크가 반복적으로 작용해도 파손됨이 없이 상기 잠금 분할 링을 안정적으로 견고히 고정할 수 있고, 미소한 미끄럼이 발생해도 토크 전달력이 유지되는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 유압 유닛과 잠금 분할 링 사이에 링 키를 장치하여 잠금 분할 링을 안정적으로 고정하는 것으로서 이하 첨부된 도면과 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

실시예1

도 3에는 본 발명의 유압 유닛(110)과 잠금 분할 링(130) 그리고 링 키(120)에 대한 일 실시예 및 그들의 결합관계가 나타나 있다.

상기 링 키(120)은 링(ring) 형상을 가지는데, 후술하는 환형 그루브(112,132)에 삽입되어 상기 잠금 분할 링(130)이 이탈되지 않도록 고정한다.

도 3에서는 상기 링 키(120)의 일부분을 절개하여 그 단면을 표시한 것이며 잠금 분할 링(130)의 경우 2분할되어 있는 예를 나타내고 있다.

본 실시예에서는 상기 링 키(120)의 형상으로서 얇은 두께를 가지는 판체형상의 링(ring)으로 형성되어 있는 것을 예시하고 있다.

그러나 본 발명의 링 키(120)는 그 형상이 후술하는 그루브(112,132)에 삽입 되어 상기 잠금 분할 링(130)이 이탈되지 않도록 하는 한 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로서, 본 발명의 링 키(120)가 본 실시예에 의해 그 권리범위가 제한되지 않음은 당연하다.

이하 상기 링 키(120)가 삽입되는 그루브에 대해 설명한다.

상기 그루브(112,132)는 상기 잠금 분할 링(130)과 상기 유압 유닛(110)의 상호 맞닿는 측면의 대응되는 위치에 환형 형상으로 음각되고, 상기 그루브(112,132)에 상기 링 키(120)가 각각 삽입되어 수용된다.

즉, 상기 링 키(120)는 상기 유압 유닛(110)의 그루브(112)에 일측이 삽입되어 있는 상태에서, 타측이 상기 잠금 분할 링(130)의 그루브(132)에 삽입되어 상기 잠금 분할 링(130)이 샤프트(10)측으로 부터 이탈되지 않도록 하여 상기 잠금 분할 링(130)을 안정적으로 고정할 수 있게 된다.

한편 본 실시예에서 상기 그루브(112,132)의 형상은 "ㄷ"형상의 슬롯을 예시하고 있으며, 상기 유압 유닛(110)과 잠금 분할 링(130)에 형성되는 그루브(112,132)는 상호 대응되는 위치에 형성된다.

이는 본 실시예의 링 키(120)가 판상의 환형대 형상을 가지고 있는 관계로 상술한 바와 같이 상기 그루브(112,132)를 상호 대응되는 위치에 각각 형성한 것이다.

그러나, 상기 그루브(112,132)는 상기 링 키(120)가 삽입되도록 하는 것을 목적으로 하고 있으므로, 이러한 목적을 달성할 수 있는 형상인 한 모두 본 발명의 범주에 속할 것이다.

한편 본 발명의 유압 유닛(110)은 삽입홀(113)을 구비한다.

상기 삽입홀(113)은 그 외주면에 입구를 형성하되, 상기 그루브(112)와 연통되며 수직방향으로 연장된다.

이러한 삽입홀(113)에 고정 부재(F)가 체결되어 상기 링 키(120)를 고정하게 된다.

이하 본 발명의 유압 유닛(110), 링 키(120) 그리고 잠금 분할 링(130)의 장착 방법을 설명하면서, 상기 고정 부재(F)에 의해 링 키(120)를 고정하는 구성에 대해 함께 설명한다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 유압 유닛(110)과 링 키(120) 그리고 상기 잠금 분할 링(130)이 앞서 설명한 종래의 너트(60), 압연 링(20) 및 샤프트(10)에 장치된 상태의 단면을 도시한 것이다.

도 4는 링 키(120)를 상기 유압 유닛(110)의 그루브(112)에 삽입한 후 너트(60)를 장착한 상태이다.

이때, 앞서 설명한 바와 같이 상기 유압 유닛(110)의 유로(111)를 통해 작동 유체를 투입하여 유압을 작용하게 되면, 이에 의해 피스톤 링(70)이 상기 압연 링(20)측으로 밀려가게 되며, 그 결과 상기 스페이서(30)와 유압 유닛(110)사이에 공간이 증가하게 된다.

이때, 도 5에 나타난 바와 같이 상기 증가된 공간에 잠금 분할 링(130)을 장착한다.

이후, 도 6에 나타난 바와 같이 상기 링 키(120)를 상기 잠금 분할 링(130) 의 그루브(132)측으로 이동시킨 후 유압 유닛(110)의 삽입홀(113)에 고정 부재(F)를 결합시킨다.

이때, 상기 삽입홀(113)은 상술한 바와 같이 상기 유압 유닛(110)의 외주면에 입구를 형성하되, 상기 유압 유닛(110)의 그루브(112)와 연통되며 수직 방향으로 연장된다.

이와 같은 상기 삽입홀(113)에 상기 고정 부재(F)가 결합되면, 상기 고정 부재(F)는 상기 유압 유닛(110)의 그루브(112)내에서 결합된 링 키(120)와 접촉하게 된다.

이와 같은 구성에 의해 상기 고정 부재(F)가 상기 링 키(120)를 상기 잠금 분할 링(130)측으로 밀어붙여 상기 링 키(120)를 상기 양 그루브(112,132)에 걸쳐서 고정하게 된다.

다시 말해서 상기 고정 부재(F)와 링 키(120)가 접촉하여, 상기 링 키(120)의 축방향 이동이 제한되고, 그 결과 상기 링 키(120)가 고정되는 것이다.

이때, 상기 고정 부재(F)를 장치한 후 상기 유압 유닛(110)에 투입된 작동 유체를 배출시키면 상기 피스톤 링(70)은 원래 위치로 복귀하나 상기 스페이서(30)와 압연 링(20)은 상기 잠금 분할 링(130)이 끼움되어 있어 가압된 상태가 유지된다.

이러한 작용에 의해 상기 가압 링(20)은 축방향으로 가압된 상태에서 상기 샤프트(10)와 같이 회전될 수 있게 되어 가공물(도시되지 않음)을 압연할 수 있게 된다.

한편 본 실시예에서는 상기 고정부재(F)로서 볼트를 대상으로 하고 있다. 그러나, 상기 볼트는 본 발명의 고정 부재(F)의 일 실시예에 불과하므로 상기 삽입홀(113)에 삽입되고 상기 링 키(120)가 접촉할 수 있는 한 모두 본 발명의 고정 부재(F)의 범주에 속함은 당연하다.

또한, 본 실시예에서와 같이 상기 삽입홀(113) 내부 또는 상기 삽입홀(113)이 수직방향으로 연장되어 상기 그루브(112)의 바닥면과 닿는 부분에 나선(113a,113b)을 형성하여 본 실시예의 볼트가 안정적으로 체결될 수 있도록 하는 것도 바람직하다.

종래에는 앞서 설명한 바와 같이 볼트에 의해 직접적으로 잠금 분할 링을 고정하는 구성이었다.

이러한 종래 기술의 경우 토크가 가해질 때, 잠금 분할 링과 샤프트사이에 미소한 미끄럼(slip)이 발생하는데, 이때, 원주방향으로 상기 볼트에 전단력이 작용된다.

그런데, 상기 전단력을 지지하는 전단면은 볼트의 골지름을 기준으로 한 단면적이어서 그 전단면이 아주 작아 상기 볼트가 파손되거나 암나사부가 손상되는 경우가 많아 결과적으로 볼트의 체결력이 상실되어 상기 잠금 분할 링이 이탈하는 문제점이 있었다.

그러나 본 발명의 링 키(120)에 의하는 경우 상술한 바와 같이 그루브(112,132)에 삽입된 상태에서 잠금 분할 링(130)을 반경방향으로 고정하고 있으므로 토크가 반복적으로 작용되어도 상기 고정 부재(F)에 직접적으로 전단력이 작용하지 않아서 파손의 우려가 적으며, 잠금 분할 링(130)과 유압 유닛(110)사이에 슬립이 발생하더라도 부품간의 상호 결합 상태는 그대로 유지되므로 토크 전달력은 처음 상태와 동일하게 유지되는 결합구조를 제공한다.

따라서 종래와 달리 본 발명에 의한 경우 잠금 분할 링(130)이 이탈되는 문제점은 없으며, 이에 의해서 상기 잠금 분할 링(130)을 안정적으로 고정할 수 있게 된다.

또한 본 실시예에서는 상기 링 키(120)를 하나의 원을 형성하는 일체형을 예시로 들고 있으나, 상기 링 키(120)를 다수개로 분할하는 것도 가능하다.

즉, 도 7에 나타난 바와 같이 링 키(120)를 3개로 분할한 경우 앞서 설명한 너트(60)를 결합한 후에 상기 유아 유닛(110)의 그루브(112)에 삽입하는 것도 가능하다.

다만 그 분할된 갯수는 제한이 없으나, 분할된 갯수가 많아 원주방향의 길이가 짧은 경우 작업성이 떨어지는 문제점이 있으므로 작업하기 용이한 원주방향 길이를 확보할 수 있는 갯수로 제한되어야 한다.

실시예2

본 실시예는 본 발명의 링 키(120)가 장치되는 구성의 다른 실시예에 관한 것으로서 도 8을 참조하여 설명한다.

상기 도 8은 본 발명의 유압 유닛(110)과 잠금 분할 링(130) 그리고 링 키(120)에 대한 일 실시예 및 그들의 결합관계를 도시한 도면이다.

본 실시예에서 링 키(120)는 실시예1의 그루브(112,132)와 달리 링 키 장착부(112-1,132-1)에 장치된다.

즉, 상기 잠금 분할 링(130)과 상기 유압 유닛(110)의 상호 맞닿는 측면과 외주면 사이의 모서리를 원주방향으로 각각 제거하여 상기 각 외주면상에 단차지게 형성되는 링 키 장착부(112-1,132-1)부를 형성한다.

다시 말해서 실시예1의 경우 링 키(120)가 그루브(112,132)에 삽입되는 구성이라면, 본 실시예2의 경우 상술한 링 키 장착부(112-1,132-1)상에 상기 잠금 분할 링(130)이 끼움되는 구성이다.

이때, 상기 링 키(120)가 폐쇄된 원 형상을 가지므로 상술한 바와 같이 링 키 장착부(112-1,132-1)에 상기 잠금 분할 링(130)이 끼움되고, 이에 의해 상기 잠금 분할 링(130)이 고정되는데에는 문제가 없다.

그러므로, 본 실시예2에서는 실시예1과 같이 링 키(120)가 분할되는 것은 허용되지 않는다.

한편 본 실시예에서는 상기 링 키 장착부(112-1,132-1)를 단차 형상을 갖는 것을 예시하고 있으나, 본 발명의 링 키 장착부(112-1,132-1)은 앞서 설명한 바와 같이 링 키(120)에 잠금 분할 링(130)이 끼움될 수 있도록 하는 것을 목적으로 하는바, 이러한 목적이 달성되고 링 키 장착부(112-1,132-1)를 구비하는 한 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하고, 이러한 측면에서 본 발명의 링 키 장착부(112-1,132-1)는 본 실시예에 의해 제한되지 않는다.

본 실시예에서 삽입홀(113-1)은 실시예1과 달리 상기 유압 유닛(110)의 링 키 장착부(112-1)와 접하여 형성되는 한편 수직방향으로 연장된다.

이러한 본 실시예의 삽입홀(113-1)에 앞서 설명한 고정 부재(F)가 삽입되어 링 키(120)의 축방향 이동을 제한하게 된다.(도 9 참조)

이상 설명한 링 키 장착부(112-1,132-1)와 삽입홀(113-1)의 구성외에는 앞서 설명한 실시예1의 구성과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

실시예3

본 실시예는 상기 잠금 분할 링(130)에 대한 것으로서 도 10을 참조하여 설명한다.

앞서 설명한 잠금 분할 링(130)은 도 3 또는 도 8에 나타난 바와 같이 2분할인 경우를 대상으로 설명하였으나, 이 외에도 다수개로 분할할 수 있다.

즉, 도 10에 나타난 바와 같이 4분할하여 사용하는 것도 가능하다.

도 1a 내지 도 2는 종래의 복합 롤에 대한 일부 단면 사시도 및 단면도,

도 3 내지 도 6은 본 발명의 유압 유닛, 링 키, 잠금 분할 링의 일부 단면 사시도 및 단면도,

도 7은 본 발명의 링 키에 대한 다른 실시예의 사시도,

도 8 내지 도 10은 본 발명의 잠금 분할 링에 대한 다른 실시예의 사시도,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 종래의 복합 롤 10 : 샤프트

11 : 돌출 슬리브 12 : 나선

20 : 압연 링 21 : 엠보싱

30 : 스페이서 40 : 잠금 분할 링

41 : 고정홀 F : 고정 부재

50 : 유압유닛 51 : 유로

60 : 너트 70 : 피스톤 링

100 : 잠금링 고정장치 110 : 유압 유닛

111 : 유로 112 : 그루브

112-1 : 링키 장착부 113 : 삽입홀

113a,113b : 나선 F : 고정 부재

120 : 링 키 120-1 :링 키(분할)

130 : 잠금 분할 링 131 : 잠금 분할 링 본체

132 : 그루브 132-1 링키 장착부

130-1 잠금링(4개분할)

Claims (4)

1. 일측에 돌출 슬리브를 구비하고 타측에 나선을 구비하는 샤프트와, 상기 샤프트상에 장착되는 압연 링과, 상기 압연 링과 접촉하며 유압으로 작동되는 피스톤 링이 구비된 링 형상의 유압 유닛과, 상기 유압 유닛과 압연 링사이에 장착되는 잠금 분할 링과, 상기 샤프트의 나선에 결합되어 상기 유압 유닛을 지지하는 너트를 포함하는 복합 롤에 있어서,

   상기 잠금 분할 링과 상기 유압 유닛은 상호 맞닿는 측면의 대응되는 위치에 각각 음각된 환형의 그루브를 구비하고,

   상기 유압 유닛은 외주면에 입구를 형성하되, 상기 그루브와 연통되며 수직방향으로 연장된 삽입홀을 구비하며,

   링 형상으로서, 상기 유압 유닛의 그루브와 잠금 분할 링의 그루브에 걸쳐 삽입되는 링 키와,

   상기 삽입홀에 체결되어 상기 링 키의 축방향 운동을 제한하는 고정 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 키 고정 방식의 잠금 링을 구비하는 복합 롤.
2. 청구항 제1항에 있어서,

   상기 링 키는 다수개로 분할된 것을 특징으로 하는 키 고정 방식의 잠금 링을 구비하는 복합 롤.
3. 일측에 돌출 슬리브를 구비하고 타측에 나선을 구비하는 샤프트와, 상기 샤프트상에 장착되는 압연 링과, 상기 압연 링과 접촉하며 유압으로 작동되는 피스톤 링이 구비된 링 형상의 유압 유닛과, 상기 유압 유닛과 압연 링사이에 장착되는 잠금 분할 링과, 상기 샤프트의 나선에 결합되어 상기 유압 유닛을 지지하는 너트를 포함하는 복합 롤에 있어서,

   상기 잠금 분할 링과 상기 유압 유닛의 각 외주면상에 링키 장착부가 형성되고,

   상기 유압 유닛은 외주면의 링키 장착부와 접하여 수직방향으로 연장된 삽입홀을 구비하며,

   링 형상으로서, 상기 유압 유닛과 잠금 분할 링의 링키 장착부에 걸쳐 장착되는 링 키와,

   상기 삽입홀에 체결되어 상기 링 키의 축방향 운동을 제한하는 고정 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 키 고정 방식의 잠금 링을 구비하는 복합 롤.
4. 청구항 제3항에 있어서,

   상기 링키 장착부는 상기 잠금 분할 링과 상기 유압 유닛의 상호 맞닿는 측면과 외주면 사이의 모서리를 원주방향으로 각각 제거하여 상기 각 외주면상에 단차지게 형성한 것을 특징으로 하는 키 고정 방식의 잠금 링을 구비하는 복합 롤.

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