KR940011914B1 - 로울 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

로울

[도면의 간단한 설명]

제1도는 맞물림 로울의 아래에 설치되어 있으며, 각각의 베어링 하우징에 부착된 압력 실린더를 구비하고 있는 자기 부하식 편향조절 로울의 단부입면도.

제2도는 제1도에 도시된 로울 상의 한 단부를 도시하는 측입면도.

제3도는 제1도의 장치와 유사하나, 베어링 하우징과 지지 스탠드 사이에 압력 스탠드를 가지고 있지 않는 자기 부하식 편향조절 로울과 맞물림 로울의 단부입면도.

제4도는 자동 장전 조절식 로울의 평면 단면도.

제5도는 제2도에 도시된 장치의 부분 단면된 측면도이다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 제지 기계상에서 제조중에 있는 종이와 같은 이동하는 웹(web)재료를 가공하기 위한 로울에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 필요에 따라 곧게 연장되거나 상향 또는 하향굴곡되는 로울쉘의 표면상의 종방향 연장선을 따라 로울쉘의 편향을 조절할 수 있도록 압력수단이 하나 또는 그 이상의 위치에서 로울쉘의 내측외주면에 대해 힘을 가하도록 로울내에 위치되는 자기 부하식 편향조절 로울(self-loading controlled deflection roll)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 로울쉘이 구동될 수 있고 또한 동시에 그 종축에 대해 측방향 또는 횡방향으로 이동되는 자기 부하식 편향조절 로울에 관한 것이다.

자기 부하식 편향조절 로울은 공지되어 있다. 그 일예들이 미합중국 특허 제3,885,283호, 제4,048,701호, 제4,520,723호에 개시되어 있다. 상기 특허에는 편향조절 로울을 구동하기 위한 많은 장치들이 있다. 그러나, 상기 장치들은 로울 쉘이 고정 지지보에 대해 상대적으로 구동되어야 하기 때문에 구조가 복잡하다. 또한, 상기 로울 쉘이 그 편향조절 구조물의 작동중에 발생하는 소정의 굴곡을 수용하여야 하고 또 상기 로울표면은 맞물림 로울과 닙 형성 맞물림(nip engagement)되거나 해제되도록 이동할 수 있어야 하기 때문에 그 구조가 더 복잡해진다.

종래의 자기 부하식 편향조절 로울은 그 회전 축을 횡단하는 축을 중심으로 로울 쉘의 작은, 그러나 중요한, 굴곡 운동을 수용할 수 있도록 양 단부에 자동 중심 조정(self-aligning)베어링을 사용한다. 또한, 종래의 자기 부하식 편향조절 로울은 로울 쉘과 독립적으로 자신을 지지하기 위해서 그 자신의 베어링을 필요로하는 구동 기어박스를 사용한다.

종래의 몇몇 자기 부하식 편향조절 로울은 활주 칼라 또는 요오크(yoke)를 사용하였는데, 상기 활주요오크의 상부에서, 상기 로울 쉘을 상부에 회전가능하게 장착하는 베어링의 내측 레이스(race)가 상기 고정 로울 샤프트 또는 지지보에 대해 로울 쉘을 축방향으로 이동시키도록 활주 요오크에 교대로 장착되었다. 그러한 장치는 비온더티의 미합중국 특허 제3,885,283호에 개시되어있다. 이러한 장치는 정밀한 작동을 위해 작은 공차를 필요로 하지만, 이와 같은 작은 공차는 활주 맞물림되는 면에 비용이 많이드는 정밀한 다듬질을 필요로 한다. 반면에, 느슨한 공차는 불필요한 진동을 허용할 수 있다.

편향조절 로울을 구동하기 위한 종래의 장치는 로울 쉘에 구동력을 제공하는 동안에 고정 로울 지지보를 지지할 필요가 있기 때문에 매우 복잡하다. 이러한 장치는 종종 매우 값비싼 3중-레이스 베어링의 사용을 필요로 한다. 결국, 지지보의 종축과 동심을 이루는 종래의 구동수단에 의해 구동되는 편향조절 로울은 지지보에 대한 로울 쉘의 측방향 이동을 조절할 수 없다.

[발명의 요약]

본 발명은 로울의 지지보를 이동시키지 않고도 대응 로울과닙 형성 맞물림 되도록 로울 쉘이 자기부하(self-loading)를 받는 장치를 제공한다. 본 발명은 또한 전체 로울쉘이 그 종방향 회전축에 대해 측 방향으로 이동할 수 있는 편향조절 로울을 제공한다. 결국, 본 발명은 고정 지지보에 대하여 로울 쉘을 직접 구동함과 동시에, 로울의 자기 부하 작동 및 편향 조절 작동 모두를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 로울 쉘은, 베어링 하우징내에서 테이퍼 롤러 베어링과 같은 비 자동 중심조정 베어링 상에 지지되는 단부 조립체에 장착된다. 이에따라, 로울 쉘과 하우징 사이에 확실한 정렬 상태가 형성 및 유지된다.

상기 로울의 한단부에서, 링 기어는 단부 조립체의 한부분을 구성하며 또한 그 단부에서 베어링 하우징에 확고하게 정렬된 테이퍼 롤러 베어링과 정렬된다. 구동 기어를 구비한 구동 샤프트는 이 베어링 하우징에 회전가능하게 장착되며, 상기 구동기어는 로울 쉘을 회전 구동시키기 위해 링기어와 맞물린다. 상기 구동샤프트는 상기 로울 쉘을 구동하는 링기어와 동일한 베어링 하우징내에 설치되기 때문에, 모든 작동 조건하에서 구동 기어와 링 기어의 정렬상태가 형성되고 유지된다.

상기 로울의 각각의 단부에 있는 베어링 하우징은 로울의 종축에서 오프셋(off-set)된 위치에서 지지 스탠드에 선회가능하게 부착된다. 상기 로울의 중심 지지보(support beam)도 동일한 지지 스탠드 내에 선회 가능하게 지지된다. 이러한 배치는 상기 베어링 하우징과 로울 쉘면이 중심 샤프트에 대해 이동할 수 있도록 한다.

편향 조절식 로울내에는, 도시된 바와 같이,한개 또는 그 이상의 압력 요소가 존재하는데, 상기 압력요소들은 하나 이상의 피스톤에 의해 작동되어 필요에 따라 로울 지지보의 어떠한 이동과도 독립하여 로울 쉘을 측방향으로 이동시키거나 편향 조절 동작을 제공한다. 이에따라, 상기 로울의 양 단부에 있는 지지 스탠드가 자기 부하식 편향조절 로울과 닙 형성 맞물림되는 로울의 지지 스탠드 또는 베어링 하우징에 직접 설치될 수 있게 된다.

따라서, 맞물리는 로울 사이에서 닙을 개방 또는 폐쇄하는 것이 필요하게 되거나 편향조절 로울의 편향을 조절하는 것이 필요하게 될때, 지지보와 로울 쉘 사이에 작용되는 힘들은 두 로울의 지지 스탠드 사이의 연결부에 의해 전적으로 흡수되어, 특정의 닙 부하력들이 각각의 로울을 지지하는 기계 프레임에 전달되지 않는다.

비 자동 중심조정 베어링이 상기 로울 쉘을 지지하기 위해서 사용되기 때문에 상기 베어링 하우징에 대한 상기 로울 쉘의 확고한 정렬이 유지되고, 따라서, 상기 베어링 하우징은 기어 박스로 사용될 수 있다. 이는 구동 샤프트와 구동 기어와 상기 로울 쉘을 구동하는 링 기어와 동일한 베어링 하우징내에 설치될 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 로울 구동부가 쉘 베어링 장착부 및 하우징과 결합되는 자기 부하식 편향조절 로울을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 로울 쉘이 자동 중심조정 베어링에 의해 지지되지 않는 자기 부하식 편향조절 로울을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기어 박스 베어링의 기능 및 쉘을 회전가능하게 지지하는 베어링의 기능이 결합되어 있는 자기 부하식 편향조절 로울을 제공하는 것이다.

본 발명의 특징과 목적은 베어링이 로울 쉘과 베어링 하우징 사이에서 확고한 정렬 상태를 유지하게 되어 있는 편향조절 로울을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 외측으로 선회가능한 베어링 하우징을 구비하는 자기 부하식 편향조절 로울을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 특징과 장점은 구조가 간단하고, 로울을 닙 형성 맞물림 혹은 맞물림 해제되게 하거나, 또는 맞물림 로울의 연부에 연부압(edge pressure)을 작용시키는 외부 압력 실린더를 사용할 수 있는 자기부하식 편향조절 로울을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점들은 첨부 도면 및 특허청구범위와 관련한 양호한 실시예의 상세한 설명을 통해 쉽게 당업자에게 이해될 수 있는 것이다.

[바람직한 실시예의 상세한 설명]

제4도와 제5도에는, 고정 지지브(10) 및 양단부에서 지지스탠드(13)내에 선회가능하게 장착되는 단부저널(11)을 구비하는 자기 부하식 편향조절 로울(4)가 도시되어 있다. 중공의 원통형 로울 쉘(12)는 지지보를 중심으로하여 배치된다. 공지된 유체 정역학 또는 유체 동력학의 원리에 따라 작동하며 지지보(10)의 대응하는 공동내에 설치된 한개 또는 그 이상의 피스톤에 의해 지지되는 한개 또는 그 이상의 베어링 지지 슈우(shoe)(42)는 보의 상부에 로울 쉘의 지지 요소를 제공하기 위해 로울 쉘의 내면과 지지보 사이의 공간에 배치된다. 상기 로울 쉘의 일단부에 있는 것은, 종축(6)을 중심으로 상기 로울 쉘과 동심을 이룰 수 있도록 캡 스크류(8)에 의해 부착되는 원통 플랜지(17)을 포함하는 로울 단부 조립체(14)이다. 베어링 링(18)은 로울의 전단부에서 로울 단부 조립체 내에 고정 부착되어 있다. 비슷하게, 링 기어(20)은 상기 로울의 후단부에서 상기 로울 단부 조립체내에 부착된다. 따라서, 상기 로울과 조립체는 플랜지(17)과 베어링 링(18) 또는 링 기어(20)을 구비하고 있다.

전방 베어링 하우징(22)는 상기 로울의 전방단부에 있고, 또 후방 베어링 하우징(23)은 상기 로울의 후방단부에 있다. 단부 조립체의 로울 베어링 링(18)과 링기어(20)은 테이퍼 롤러 베어링(16)에 의해 베어링 하우징 내에 회전할 수 있도록 장착된다. 이러한 테이퍼 롤러 베어링은 비 자동중심조정(non-self-aligning) 베어링이다. 이 사실의 중요성은 테이퍼 롤러 베어링이 그 회전축을 횡단하는 축을 중심으로 내측 레이스(race)와 외측 레이스 사이에서 특정의 선회 동작을 일어나게 하지 않는다는 것이다. 따라서, 상기 베어링 링(18)과 링 기어(20) 또한 로울 쉘의 회전 축을 횡단하는 축을 중심으로 이동할 수 없다.

제1도-제3도에 있어서, 상기 베어링 하우징(22,23)은 선회 아암(24)에 의해 지지 스탠드(13)에 선회가능하게 장착되고, 거기에서 구형 부싱(26)은 샤프트 또는 핀(27)을 중심으로 회전할 수 있도록 장착된다. 이러한 베어링 하우징 선회부는, 자동장전 편향조절식 로울(4)의 회전축(6), 맞물림 로울(2)의 회전축(3), 슈우(42) 및 그들 사이에 위치된 접촉 닙 선(N)을 통하여 연장되는 평면(36)에 수직으로 형성되는, 거의 수평인 판(34)(제1도 및 제3도) 내에 위치된다.

제5도에 있어서, 구동샤프트(28)은 로울 쉘(12)의 회전 축(6)에 평행한 종축(5)를 중심으로 회전하도록 양 단부 근처에 있는 구동 샤프트 베어링(30)에 의해 후방 베어링 하우징(23)내에 설치된다. 구동 기어(32)는 구동 샤프트에 고정되고 링 기어(20)과 맞물린다. 구동 샤프트(28)과 링 기어(20)은 둘다 같은 베어링 하우징(23) 내에 고정되기 때문에 구동 기어(32)와 링 기어(20)의 확고한 정렬이 유지되는데, 이는 링 기어 베어링(16)이 자동 중심 조정 베어링이 아니기 때문에 발생하는 것이다. 다시말해서, 테이퍼 롤러 베어링은 그들의 내측 레이스와 외측 레이스의 확고한 정렬 및 이에 상응하여 베어링 하우징내에 링 기어의 정렬 상태를 유지시킨다.

제1도에 도시된 다른 실시예에 있어서, 압력 실린더(38)이 선회 샤프트(27)을 중심으로 자기 부하식 편향조절 로울(4)의 선회 운동을 제공하기 위해서 자기 스탠드(13)과 전방 및 후방 베어링 하우징(22,23) 사이에 장착된다. 편향조절 로울이, 제1도에 도시된 바와같이, 맞물림 로울(2)에 대해 상대적으로 낮은 위치에 설치된때, 유압 유체에 의해 작동되는 유압 실린더의 형태를 취하는 압려 실린더(38)은 그들의 부속품이 베어링 하우징에 가깝게 부착되기 때문에 선회 아암(24)를 통하여 로울의 연부에 형성되는 부하를 증가시키거나 줄이도록 작동될 수 있다. 종이의 제조에 있어서, 편향조절 로울이 제지 기계의 캘린더부 또는 프레스부내에 사용될 수 있는가에 관계없이 상기 기계를 통하여 이동하는 테이퍼 웹의 연부를 제어하는 것은 종이 두께의 균일성 및 횡기계 방향의 가공성을 보장하기 위해서 중요한 것이다.

편향조절 로울(4)가, 제1도에 도시된 상기 실시예가 180°회전하게 되는 경우와 같이, 맞물림 로울(2)에 대해 상부 위치에 장착된다면, 압력 실린더(38)이 작동되어 로울(4)와의 닙 형성 맞물림 상태에서 상방으로 이격되게 상승시키는 작용을 할 수 있게 된다. 이것은 피스톤(40)과 슈우(42)의 반대편에 있는 편향조절 로울 샤프트내에 설치된 가압 피스톤과 슈우장치와 같은 특정의 내부 장치를 제공할 필요성을 배제한다. 이러한 상부 위치에서, 압력 실린더(38)은 맞물리는 로울 사이의 접촉 닙선(N)의 연부에 적용되는 압력을 변화시키는데 사용될 수 있고, 그것에 의해 이 위치에서 웹의 두께 및 마무리 상태를 조절할 수 있다.

작동시, 제4도 및 제5도에 도시된 바와 같이, 편향조절 로울(4)는 저널(11)에 의해 그 스탠드(13)에 선회가능하게 고정된다. 로울 쉘(12)는, 선회 샤프트(27)에 의해 스탠드(13)에 선회가능하게 장착되는 전방 및 후방 베어링 하우징(22,23)내에 있는 테이퍼 롤러 베어링(16)과 같은 비 자동 중심조정 베어링 상에 회전가능하게 장착된다. 구동 샤프트(28)은 가요성 구동부(도시되지 않음)을 통해서 역시 도시되지 않은 모우터와 같은 동력원에 연결되어, 로울 쉘은 구동시키도록 링 기어(20)과 맞물리는 구동 기어(32)를 회전시킨다.

편향조절 로울내로 공급된 유압 오일(44)와 같은 가압 유체는 한개 또는 그 이상의 피스톤(40)의 바닥에 대향 가압되므로써 한개 또는 그 이상의 슈우(42)가 닙 선(N)의 아래에 있는 로울 쉘(12)의 내면에 힘을 가하고, 로울 쉘의 편향성을 조절하며, 또는 맞물림 로울(2)와의 접촉 닙선(N)을 따라 로울 쉘의 표면에 크라운(crown)을 형성시킨다. 편향조절 로울이 로울 쉘의 내측에 힘을 작용하도록 하는 방식은 공지되어 있으므로 자세하게 논의되지 않을 것이다. 이와 관련해서는, 여기에 참조로 그 내용이 설명되는 미합중국 특허 제3,276,102호가 참조된다. 한개 또는 그 이상의 대응슈우를 가진 한개 또는 그 이상의 피스톤은 고정 지지보(10)에 대해 상기 로울 쉘(12)를 지지하는 지지 요소로서 사용될 수 있다. 비슷하게, 상기 슈우의 작동은 공지된 유체 정역학 또는 유체 동력학 원리에 따른 것일 수 있다.

슈우와 피스톤 지지요소와 작동은, 양방향 화살표(9)에 의해 표시된 바와 같이 종축(6)에 대해 상기 로울 쉘(12)를 측방향 또는 횡방향으로 움직이게 한다. 상기 지지보(10)은 스탠드(13)내의 저널에 의해 고정되기 때문에, 피스톤의 작동과 이에 따른 로울 쉘의 횡방향 이동은, 제3도에서와 같이, 전방 및 후방 베어링 하우징(22,23)을 선회 샤프트(27)을 중심으로 상향 회전하게 한다. 이러한 상향 연장된 위치, 즉, 부하를 받는 위치에서, 상기 로울의 회전축(6)은 저널을 통하는 로울의 종축과 더 이상 일치되지 않는다. 모두가 후방 본 발명 (23)과 함께 움직이기 때문에, 구동샤프트(28), 기어(32,20) 및 로울 쉘(12) 사이에서 경사 이동이나 상대이동은 없다. 따라서, 로울 자체의 내부 지지 요소의 작동에 의해서 로울 쉘(12)가 맞물림 로울(2)와 닙 형성 맞물림되도록 측방향으로 이동되므로 로울은 자기부하 식이다. 지지보(10)상에 작용하는 반력은 보의 하방 편향을 유발하게 된다. 이러한 편향은 상기 로울의 양단부에 있는 지지 스탠드(13)내의 저널(11)상에 있는 구형 부싱(15)에 의해 조절된다. 맞물림 로울(2)는, 일체적으로 형성되어 볼트(48)에 의해 지지 스탠드(13)에 고정되는 베어링 하우징(7) 및 지지 스탠드(46)을 구비함으로써, 편향조절 로울(4)와 맞물리게 된다. 모든 닙 하중 및 반력은 지지 스탠드 및 그 스탠드를 조립시키는 볼트에 의해 수용된다. 부하가 형성되지 않으므로, 부하가 스위 아암 또는 제지지계 프레임에 전달되지 않는다.

상기 로울이 닙 형성 맞물림 되도록 부하를 받은 후에, 피스톤 또는 피스톤들의 추가의 작동은 당업계에 공지된 방식으로 접촉 닙선을 따라 로울 쉘의 편향을 조절하도록 작용된다,.

닙 맞물림 상태에서 로울을 착탈하는 것이 요청될 때, 상기 피스톤 또는 피스톤들은 작동되지 않고, 또 상기 로울 쉘(12)는 로울(2,4) 사이에 갭을 만들기 위해서 선회 샤프트(27)을 중심으로 하방으로 선회된다.

제1도에 도시된 바와 같은 실시예에 있어서, 작동은 본질적으로 상기된 바와 같지만, 압력 실린더(38)은 상기 지지 스탠드(13)과 베어링 하우징(22,23)을 선회가능하게 연결시켜준다. 필요하다면, 상기 압력 실린더는 편향조절 로울의 부하 및 탈 부하의 효과를 증가시킬 수 있다.

따라서, 자기 부하식 편향조절 로울은 상기의 목적을 성취하며 개시된 바와 같은 특징 및 장점을 포함한다. 양호한 실시예에 개시된 특정 구조의 변경이 특허청구된 본 발명의 기술적 사상 및 내용을 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 예를들면, 테이퍼 롤러 베어링이 양호한 실시예로서 상술되었지만, 이것은 단지 예를든것 뿐이며, 링 기어와 로울 쉘 사이의 확고한 정렬 상태를 유지할 수 있는 다른 베어링도 사용될 수 있다.

또한, 상기 베어링 하우징이 지지스탠드내에 선회되도록 지지되고 또 연결되도록 되어 있지만, 슬라이딩핀과 멈추개와 같은 것에 의해 베어링 하우징을 지지 스탠드에 지지 및 연결하는 것이 본 발명의 범위내에서 고려될 수 있다.

Claims (6)

1. 고정 지지보(10), 상기 지지보(10)을 중심으로 배치되어 지지보(10)과의 사이에 공간을 형성하는 회전가능한 로울 쉘(12), 지지보(10)의 단부를 지지하는 단부 지지수단(13,15), 지지보(10)에 장착되어 그 지지부(10)에 대해 측방 이동 및 회전가능하게 로울 쉘을 지지하는 로울쉘 지지 요소 수단(42), 로울 쉘(12)의 각각의 단부상에 배치되며 베어링 하우징(22,23)내에서 베어링(16)상에 지지되는 로울 단부조립체 수단(14), 및 지지수단(13,15)의 단부에 베어링 하우징(22,23)을 이동가능하게 연결시키는 수단(24,26,27)을 구비하며, 사이에 형성된 접촉 닙선(N)을 따라 맞물림 로울(2)와 맞물리는 자동 장전 편향조절식 로울(4)에 있어서, 상기 로울 단부조립체 수단(14)는 로울쉘(12)의 일단부에서 그 단부에 대해 확고하게 고정되는 링기어(20)을 포함하고, 상기 베어링 하우징(22,23)은 지지수단(13,15)의 단부와는 별개로 로울 단부조립체 수단(14)에 걸쳐 로울 쉘(12)의 단부에 대해 배치되어 로울쉘(12)에 대해 축방향 및 반경방향으로 고정되고, 상기 베어링은, 로울쉘(12)와 베어링 하우징(22,23) 사이의 확고한 정렬을 유지시키며 로울쉘(12)을 회전가능하게 지지하는 로울 단부조립체 수단(14)의 중간에서 각각의 베어링 하우징(22,23)내에 장착되는 비자동중심조정 베어링(16)을 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 부하식 편향조절 로울.
2. 제1항에 있어서, 링기어(20)을 포함하는 로울 단부조립체 수단(14)에 걸쳐진 하우징(23)내에 장착되어 로울 쉘(12)를 회전가능하게 구동시키도록 링기어(20)과 맞물리는 구동수단(28,32)를 추가로 구비하며, 베어링 하우징(23)에 장착된 상기 구동수단(28,32)는 단부 지지수단(13,15)와 독립적으로 형성됨으로써 지지보(10)에 대한 로울 쉘(12)의 측방향 이동과 독립적으로 구동 수단(28,32)와 링기어(20)사이의 확고한 정렬상태가 형성 및 유지되는 것을 특징으로 하는 자기 부하식 편향조절 로울.
3. 제1항에 있어서, 상기 베어링 하우징(22,23)이 단부 지지수단(13)에 선회가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 자기 부하식 편향조절 로울.
4. 제1항에 있어서, 베어링 하우징(22,23)은 로울쉘의 회전축(6)과 로울쉘(12)와 맞물림 로울(2)의 접촉 닙선(N)사이에서 연장하는 면(36)에 대해 90°의 각도로 배치된 면에 있는 단부 지지수단(13)에 선회가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 자기 부하식 편향조절 로울.
5. 제1항에 있어서, 베어링(16)이 테이퍼 롤러 베어링을 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 부하식 편향 조절 로울.
6. 제1항에 있어서, 지지보(10)에 대해 측방향으로 로울쉘(12)의 단부에 힘을 가하기 위해 베어링 하우징(22,23)과 자동적으로 연결되는 압력실린더(38)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 부하식 편향 조절 로울.

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