KR100478389B1 - 회전부의냉각재덕트를연결하기위한장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전부, 특히 지지 및 운반 롤러의 냉각재 덕트를 연결하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 회전부는 저널을 통해 베어링 내부에 장착되고, 냉각재가 상기 저널을 축방향으로 관통하는 축방향 보어를 경유하여 상기 회전부를 거쳐 흐른다. 이때 상기 저널과 결합되는 냉각채널의 한쪽 끝은 냉각재 입구 또는 출구에 연결될 수 있고, 다른 한쪽 끝은 저널의 보어 영역으로 통하고, 냉각재의 입구 또는 출구 및 회전부의 보어 사이에 보정기를 구비하고 있다. 상기 보정기는 탄력성이 있어 상기 저널 및 고정된 장치부들 사이의 움직임을 방지하고, 상기 중간부에 배열되는 실과 함께 작용하며, 상기 보정기의 회전부쪽 단부는 회전에 견딜 수 있도록 상기 회전부의 저널과 결합된다. 상기 보정기(11)의 회전부 반대쪽 단부(12)는 마찰고리 실의 축방향으로 작용하는 마찰고리(13)와 회전에 견디도록 결합되며, 상기 마찰고리 실의 고정된 마찰고리(14)는 수용 슬리브(16)의 바닥과 같은 돌기에서 내부쪽으로 지지된다. 이때 상기 수용 슬리브는 상기 보정기(11)를 둘러싸고 이의 초기응력에 영향을 주면서 변형 가능한 간격(21) 내에서 상기 회전부의 베어링의 골조부(2)와 변형 가능한 간격으로 분리될 수 있도록 결합된다.

Description

회전부의 냉각재 덕트를 연결하기 위한 장치{DEVICE FOR COUPLING COOLANT DUCT OF A ROTATING PART}
본 발명은 주요 청구의 범위의 상위개념에 의한 회전부의 냉각재 덕트를 연결하기 위한 장치에 관한 것이다.
DE-PS 42 07 042에는 지지 및 운반 롤러의 냉각재 덕트를 연결하기 위한 동종의 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 베어링 블록 내의 저널(journal)을 경유하여 롤러 베어링을 관통하여 장착되고, 냉각재가 상기 저널을 관통하는 보어(bore)를 경유하여 상기 장치를 거쳐 흐른다. 각각의 베어링 블록은 뚜껑에 의해 폐쇄되고, 상기 뚜껑은 냉각채널을 가지는데, 이때 상기 냉각채널의 한쪽 끝은 냉각재 입구 및 출구에 연결되고, 다른 한쪽은 상기 저널 보어의 영역으로 통한다. 상기 뚜껑의 채널출입구 및 상기 롤러의 보어 사이에 실(seal)과 함께 작용하는 보정기(compensator)가 있다. 상기 실은 롤러의 축에 배열되는 밀봉면을 동축으로 하여 접한다. 바람직하게 상기 실은 주로 립실(lip seal)로서 형성된다.
상기와 같은 구조의 단점은 원뿔형 니플의 실립(seal lip)이 상기 실립에서 발생되는 움직임으로 인해 마모되므로 이의 수명이 제한된다는 점이다. 또한 포괄적인 온도범위도 제한되는데, 왜냐하면 립 원뿔형 니플들이 대개 탄성체(elastomer)로 제조되기 때문이다. 이밖에도 의도하지 않게 상기 보정기에 초기 응력이 가해질 수 있으므로, 상기 보정기는 상기 냉각재의 다양한 내부압력에 적응할 수 없게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 장치의 제1 실시예의 부분 종단면도.
도 2는 도 1의 X 방향에서 본 도면.
도 3은 도 1과 비교될 만한 제2 실시예의 종단면도.
도 4는 도 3의 Y 방향에서 본 도면.
도 5는 도 1과 비교될 만한 제3 실시예의 종단면도.
도 6은 도 2와 비교될 만한 제4 실시예의 종단면도.
본 발명의 목적은 동종의 실시예의 수명이 긴 장치를 창출하여 이를 통해 앞에서 언급된 단점들을 방지하는 데 있다.
본 발명의 목적은 청구의 범위 제1항의 제시된 특징들에 의해 달성된다. 바람직한 다른 실시예들은 종속항을 구성한다.
본 발명에 의한 구조의 장점은, 축방향으로 작용하는 마찰고리 실(seal)을 사용함으로써 삽입 영역이 현저하게 넓어질 수 있다는 데 있다. 립실용 탄성체를 사용한 결과, 종래의 통상적인 온도제한이 여기에서는 없어진다. 상기 장치의 내용연수(service life)가 명확하게 늘어나는데, 왜냐하면 마찰고리 실의 마모 비율이 립실의 마모 비율보다 훨씬 낮기 때문이다. 상기 마찰고리 실 용도로 사용되는 예를 들어 실리콘 카바이드와 같은 단단한 내마모성 재료는 아마도 상기 냉각재와 함께 딸려 온 이물질을 가루로 만들 수 있다. 상기 보정기를 상기 마찰고리 실과 함께 수용 슬리브 내에 배열함으로서, 뚜껑 모양의 플랜지가 상기 회전부의 베어링 골조부재에 대한 간격(distance) 변화를 통해 초기응력을 인가할 수 있게 된다. 상기 초기응력의 변화는 바람직하게 상기 냉각재의 내부압력의 작용을 상기 보정기의 작용에 맞추는 데 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 빠르게 작동할 뿐만 아니라 느리게도 작동하는 롤러, 롤(roll) 또는 이와 같은 것을 위해 사용될 수 있다. 왜냐하면 상기 재료의 선택 뿐만 아니라 상기 마찰고리 실의 밀봉면 크기에 의해서도 상응하는 조절이 이루어질 수 있기 때문이다. 냉각재가 상기 마찰고리 실 영역에서 누출될 수 있는데, 상기 누출은 예를 들어 뚜껑 모양의 플랜지 내에 장착되는 개구부를 통해 문제없이 다른 방향으로 배출될 수 있다. 따라서 상기 냉각재가 바람직하지 않게 상기 베어링용 윤활제와 섞일 수 있는 것을 방지한다. 상기 장치로 제조된 제품이 젖지 않도록 하기 위해서는, 대부분의 경우 상기 실이 손상된 후 한정된 위치에서 상기 냉각재를 제어하여 유출시키는 것도 바람직하다.
상기 새로 개발된 구조는 회전부용으로도 사용될 수 있고, 상기 회전부의 한쪽은 예를 들어 구동유닛과 연결되므로서 냉각연결용으로 사용될 수 없다. 이 경우 적용되는 이중원리에서는 선별된 냉각재의 입구 뿐만 아니라 출구도 한쪽으로부터 생긴다. 이를 위해 상기 회전부의 보어 내에 파이프가 배열되고, 상기 파이프의 외경은 상기 보어의 내경보다 작다. 상기와 같은 파이프는 상기 보정기 및 상기 마찰고리 실을 관통하여 연장되며, 상기 수용 슬리브 내에 배열되는 입구 또는 출구 연결부와 결합된다.
도면에서는 다수의 실시예를 통하여 본 발명에 의한 장치가 상세하게 설명된다.
도 1은 부분 종단면도로, 도 2는 도 1의 X 방향에서 본 도면으로 본 발명에 의한 장치의 제1 실시예를 나타내고 있다. 상세하게 도시되지 않은 회전부의 저널(1) 단부(端部)는 골조부(2)와 저널(1)의 사이에 위치되는 실(seal)(3)과 함께, 상세하게 도시되지 않은 베어링의 골조부(2)에 의해 덮인다. 상기 저널(1)은 축방향으로 연장되는 보어(4)를 가지고, 상기 보어를 통해 냉각재가 유도된다. 상기 저널(1)의 단부 중심에 리세스(5)가 배열되고, 상기 리세스 안으로 여기에서는 예를 들어 나사부(6)를 구비하는 밴드 슬리브(band sleeve)(7)가 끼워 넣어진다. 상기 밴드 슬리브(7)는 스토퍼를 위해 밴드형 칼라(collar)(8)를 가진다. 상기 밴드형 칼라(8)는 바람직하게 두 개의 슬로프들(slopes)(여기에서는 도시되지 않음)을 구비하므로, 상기 밴드 슬리브(7)를 나사로 단단히 죄기 위해서 상응하는 스패너를 사용할 수 있으며, 또는 플랜지 연결도 가능하다. 상기 밴드 슬리브(7) 선단(先端)(9)에는 보정기(11)의 상기 골조부(2)쪽 단부(10)가 회전에 견디도록 예를 들어 용접 이음매에 의해 고정된다. 상기 보정기(11)의 단부(10)의 반대쪽 단부(12)는 회전에 견디도록 예를 들면 마찬가지로 용접 이음매에 의해 마찰고리 실의 마찰고리(13)와 결합된다. 또한 상기 보정기(11)는 탄력성이 있어 상기 저널(1) 및 고정된 장치 부품들 사이의 움직임의 균형을 잡아주고, 상기 중간부에 배열되는 실(3)과 함께 작용한다. 상기 마찰고리 실의 고정된 마찰고리(14)는 회전에 견디도록 예를 들어 압축을 통해 수용 슬리브(16)의 바닥과 같은 단(段)(15)에 배열된다.
바람직하게 상기 마찰고리 실의 마찰고리들(13, 14)은 주로 실리콘 카바이드로 이루어지므로 단단하고 마모에 강하다. 이 실시예에서 상기 수용 슬리브(16)는 나사부(17)를 구비하는 보어(18)를 가진다. 상기 나사부(17) 내에 상응하는 냉각재 도관이 나사로 고정될 수 있다. 물론 어떠한 방식으로도 본 발명의 본질을 해치지 않으면서 상기 결합을 구조적으로 다르게 형성할 수도 있다. 상기 수용 슬리브(16)는 상기 회전부쪽 단부에 방사상 외부로 연장되는 칼라(19)를 가진다. 상기 칼라(19)에 뚜껑(20)이 설치된다. 상기 뚜껑(20)은 상기 실시예에서 결합나사들(22, 22', 22", 22'")을 끼워 넣을 수 있는 네 개의 보어(21, 21', 21", 21'")를 가진다. 상기 나사들(22 내지 22'")에 의해 상기 뚜껑(20)은 상기 골조부(2)에 고정된다. 상기 뚜껑(20)의 두께(23)가 작아질수록 상기 수용 슬리브(16)가 골조부(2)쪽으로 이동되면서 보정기(11)를 압축하게 되어, 상기 수용 슬리브(16)에 의해 둘러싸이는 보정기(11)의 초기응력이 커지게 된다. 상기 초기응력은 상기 뚜껑(20)과 골조부(2) 사이에 간격판(도시되지 않음)을 배열함으로써, 작아질 수 있다. 상기 실시예에서 예를 들어 상기 냉각재는 여기에서 화살표 24로 표시된 바와 같이 왼쪽에서 오른쪽으로 상기 장치를 관통한다. 상기 냉각재는 또한 상기 냉각재의 내부압력에 의해 영향을 받는 상기 보정기(11)도 통과한다. 상기 보정기(11)에 인가된 초기응력 및 상기 냉각재의 내부압력은 마찰고리(13, 14)를 통하여 수용 슬리브(16), 뚜껑(20) 및 골조부(2)에 작용하여 상기 골조부(2)를 실(3)쪽으로 가압하도록 작용함으로써, 상기 실(3)의 밀봉작용에 필요한 힘을 얻는 방식으로 함께 작용한다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 장치의 제2 실시예를 도 1 또는 도 2와 같이 부분 종단면 및 도면으로 나타내고 있으며, 여기에서 동일한 부분들에는 동일한 참고번호를 사용했다. 여기에서는 도 1과 다르게 뚜껑 대신에 상기 수용 슬리브(16)와 함께 작용하는 안경 모양의 판(25)이 사용된다. 상기 실시예에서 상기 보정기(11)의 초기응력에 영향을 주는 간격은 상기 결합나사들(22, 22')을 둘러싸는 간격 슬리브(26, 26')에 의해 조절된다. 이러한 경우에 판 및 저널(1) 사이의 공간은 개방되기 때문에, 실(27)은 상기 밴드 슬리브(8) 및 상기 수용 슬리브(16) 사이에 스프링 고리(28)에 의해 안정되게 배열된다. 만약 배수 개구부가 필요하다면 상기 배수 개구부는 이 경우에 상기 수용 슬리브(16)의 실린더형 부분 안에 배열되어야 한다.
도 5는 도 1과 같은 부분 종단면으로 다른 실시예를 나타내고 있다. 여기에서도 동일한 부분들에는 동일한 참고번호를 붙였다. 상기 실시예가 필요한 경우는, 여기에 상세하게 도시되지 않은 회전부의 다른 한쪽에 예를 들어 회전부의 회전을 위한 구동기가 고정되므로 상기 회전부의 다른 한쪽이 냉각재 연결용으로 사용될 수 없는 경우이다. 이 경우 상기 저널(1)의 보어(4) 내에 파이프(29)가 배열되고, 상기 파이프의 외경은 상기 저널(1)의 보어(4) 내경 보다 작다. 상기 파이프(29)는 상기 밴드 슬리브(7), 상기 보정기(11) 및 상기 마찰고리 실을 관통하여 연장되고, 다르게 형성된 수용 슬리브(30) 내에서 고정된다. 상기 수용 슬리브(30)는 상기 수용 슬리브가 입구 연결부(31) 및 출구 연결부(32)를 가진다는 점에서 도 1의 도시된 수용 슬리브와는 다르다. 상기 두 개의 연결부(31, 32)는 기능면에서는 대체될 수 있다. 상기 수용 슬리브(30)의 개방된 단부는 뚜껑(33)으로 폐쇄된다. 상기 보정기(11)와 결합된 상기 마찰고리 실의 작용은 앞에서 기술된 바와 같다.
도 6은 도 1과 관련하여 도 3에 대응되는 제 2변형을 나타내고 있다. 상기 실시예에서도 안경 모양의 판(25) 및 이와 함께 작용하는 간격 슬리브(26, 26')가 상기 뚜껑(20)을 대체한다.

Claims (10)

  1. 회전부가 저널(1)을 통해 베어링 내에 장착되고, 상기 저널을 축방향으로 관통하는 보어를 경유하여 냉각재가 상기 회전부를 거쳐 흐르고, 이때 상기 저널과 결합되는 냉각채널의 한쪽 끝은 냉각재 입구 또는 출구에 연결될 수 있고, 다른 쪽 끝은 상기 저널의 보어 영역으로 통해 있고, 냉각재의 입구 또는 출구 및 회전부의 보어 사이에 보정기가 구비되어 있으며, 상기 보정기는 탄력성이 있어 상기 저널 및 고정된 장치 부품들 사이의 움직임의 균형을 잡아주고, 상기 중간부에 배열되는 실과 함께 작용하며, 상기 보정기의 회전부쪽 단부가 회전에 견디도록 상기 회전부의 저널과 결합되어 있는, 회전부, 특히 지지 및 운반 롤러의 냉각재 덕트를 연결하기 위한 장치에 있어서,
    상기 보정기(11)의 상기 회전부 반대쪽 단부(12)는 마찰고리 실의 축방향으로 작용하는 마찰고리(13)와 회전에 견디도록 결합되고, 상기 마찰고리 실의 고정된 마찰고리(14)는 수용 슬리브(16)의 바닥과 같은 돌기에서 내부쪽으로 지지되고, 상기 수용 슬리브(16)는 상기 보정기(11)를 둘러싸고 그 초기응력에 영향을 주면서 상기 회전부 베어링의 골조부(2)와 변형 가능한 간격으로 분리될 수 있도록 결합나사(22, 22")에 의하여 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수용 슬리브(16)는 상기 회전부쪽 단부에 방사상 외부로 연장되는 칼라(19)를 가지고, 상기 칼라는 뚜껑 모양의 플랜지(20)와 함께 작용하고, 상기 뚜껑 모양의 플랜지는 다시 적어도 두 개의 나사들(22, 22')에 의해 회전부의 베어링 골조부(2)와 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 뚜껑 모양의 플랜지는 상기 결합나사들(22, 22')을 둘러싸는 간격 슬리브(26, 26')와 함께 작용하는 안경 모양의 판(25)을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정기(11)의 초기응력은 간격고리 및 다양한 길이의 간격 슬리브(26, 26')에 의해 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보정기(11)의 상기 회전부쪽 단부(10)가 상기 수용 슬리브(16) 내부까지 연장되는 밴드 슬리브(7)와 회전에 견디도록 결합되고, 상기 밴드 슬리브는 다시 회전에 견디도록 상기 회전부의 저널(1)과 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 마찰고리 실의 마찰고리(13, 14)가 단단한 내마모성 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 재료는 실리콘 카바이드인 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회전부의 보어(4) 내에 비교적 작은 직경을 가지는 파이프(29)가 배열되고, 상기 파이프는 상기 보정기(11) 및 상기 마찰고리 실을 관통하여 연장되고 상기 수용 슬리브(30) 내에 구비된 냉각재용 입구 연결부(31) 또는 출구 연결부(32)와 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    수용 슬리브(16) 및 간격 슬리브(26, 26')가 일부분 겹쳐지는 연장부의 영역에 밀봉 실(27)이 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수용 슬리브(16, 30)는 상기 케이싱의 외부면에 함께 회전하는 것을 방지하는 적어도 하나의 슬로프를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
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