KR20130139983A - 고온 풀림가공을 위한 복합재료 롤러 - Google Patents

고온 풀림가공을 위한 복합재료 롤러 Download PDF

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KR20130139983A
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마르 라꼬스떼
레미 베세뜨
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Abstract

복합재료로 만들어지는 원통형 쉘(120)과, 금속재료로 만들어지고 단부들 중 적어도 하나에 스핀들(130; 140)을 포함하는 축선방향 서포트 요소(170)를 포함하는 고온 풀림가공 라인을 위한 롤러(100). 상기 롤러는, 축선방향 서포트 요소(170)에 고정되고 쉘(120) 내에 형성된 각각의 제1 또는 제2 관통개구(122, 123) 내에 각각 배열되는 제1 및 제2 키(150, 155)들을 적어도 더 포함한다. 제1 키(150)는 제1 관통개구(122)의 제1 원주방향 베어링 표면(1221)에 대항하여 지지되도록 장착되는 한편 제2 키(155)는 원주 이동방향(Sa)에 있어서 제1 관통개구(122)의 제1 원주방향 제어링 표면(1221)에 대향되는 제2 관통개구(123)의 제2 원주방향 베어링 표면(1232)에 대항하여 장착된다. 제1 키(150)는 제1 관통개구(122)의 제2 길이방향 베어링 표면(1224)에 대항하여 지지되도록 장착되는 한편 제2 키(155)는 축선 이동방향(Sa)에 있어서 제1 관통개구(122)의 제2 길이방향 베어링 표면(1224)에 대향되는 제2 관통개구(123)의 제1 길이방향 베어링 표면(1233)에 대항하여 장착된다.

Description

고온 풀림가공을 위한 복합재료 롤러 {ROLLER MADE FROM A COMPOSITE MATERIAL AND USED FOR HIGH-TEMPERATURE ANNEALING}
본 발명은 산업 제품들을 운송, 안내 또는 성형하기 위하여 사용되며 넓은 온도들 및 온도 변화도(gradients)에 영향을 받게 되는 롤러 분야에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 그러나 배타적이지 않게, 본 발명은 고성능 강을 제조하기 위하여 사용되는 것과 같이, 1000℃ 이상의 온도에 이르는 매우 고온에서의 풀림가공 라인들을 위한 롤러들에 관한 것이다.
그러한 온도에서 금속판은 매우 작은 강도를 가지므로, 스트립에 인장력을 가하는 것은 생각할 수 없으며, 그래서 스트립이 크리프(creep)를 겪지 않도록 하기 위해서 그리고 스트립을 안내하기 위해서, 스트립을 위하여 매우 가까운 서포트를 가지도록 할 필요가 있다. 그 결과, 고온 풀림가공 라인은 일단 05 미터(m) 내지 2m 마다 롤러를 설치할 필요가 있다. 또한 각각의 롤러는 모터로 구동되며, 롤러들의 세트는 동기화되어 어떠한 인장력도 가해짐 없이 그리고 최소한의 마찰로 스트립의 이동을 수행하도록 한다.
그러한 타입의 풀림가공 라인에서 사용되는 롤러들은 전형적으로, 제한하고자 하는 것이 아닌 예시로서, 대략 100 밀리미터(mm)이고 일반적으로 500mm 보다 작은 직경을 가지며, 서포트 표면의 길이는 일반적으로 500mm 내지 3000mm의 범위 내에 놓인다.
그러한 타입의 산업에서 사용되는 롤러들은 일반적으로 표면 코팅(세라믹 산화물, 지르코니아, 실리카, 등 타입의)을 갖는 내열 강(refractory steel)으로 만들어지지만, 1000℃ 이상의 온도에서는 풀림가공 라인들에 있어서 제한된 수명을 제공하며 마모로 인해 종종(일반적으로 한달 내지 5달마다) 교체될 필요가 있다.
보다 높은 온도를 수용하는 세라믹 또는 그래파이트로 만들어진 롤러들이 널리 사용되고 있다. 그러나, 그러한 롤러들은 비교적 깨지기 쉽고, 이것은 수명을 제한한다. 또한 본 발명은, 전형적으로 600℃ 내지 900℃의 범위 내에서, 보다 저온에서 처리되지만, 높은 수준의 인장력이 가해지는 풀림가공 강판(annealing sheet steel)을 위한 라인들 내에 제공되는 롤러들에 관한 것이다. 그러한 타입의 처리를 위하여, 강철 롤러들이 통상 사용되지만, 상당한 팽창계수 때문에, 온도의 영향 하에서 변형될 수 있으며, 이것은 금속판에 형성되는 폴드(folds)(통상 "히트 버클(heat buckles)"이라 언급됨)를 야기시키거나 또는 금속판을 빈약하게 안내(탈선(diverted))하는 것을 때때로 야기시킬 수 있다. 그러한 상황 하에서, 이 롤러들은, 하중 운반 표면이 길이가 2000mm에 달할 수 있는 상태로, 전형적으로 500mm 내지 1000mm의 범위 내에서, 보다 큰 직경을 일반적으로 제공한다.
US 6,709, 372 호에는, 연속적인 풀림가공 플랜트에서 금속 스트립을 운반하기 위한 풀림가공 롤러가 개시되어 있으며, 이 롤러는, 탄소-탄소(C-C) 복합재료, 즉 탄소 매트릭스에 의해 고밀도화된 탄소섬유 보강을 이루는 재료 중 어느 하나, 또는 SiC-SiC 복합재료, 즉 SiC 매트릭스에 의해 고밀도화된 SiC 섬유 보강으로 만들어지는 재료 중 또 다른 어느 하나로 만들어지는 칼라 또는 쉘을 갖는다. 또한 US 2009/036283 호에는 C-C 복합재료로 만들어진 칼라를 갖는 고온 강철-제조 또는 야금 플랜트에서 사용되는 롤러가 개시된다.
C-C 또는 SiC-SiC 복합재료 페럴(ferule)을 갖는 롤러가 강철 칼라를 갖는 롤러보다 보다 양호한 열기계 성능(thermomechanical performance)을 가지긴 하지만, 이들 2개의 복합재료들의 사용은 단점을 나타낸다.
일반적으로 그러한 롤러들은 기계적인 강도를 제공하기 위해서 롤러를 통과하는 금속 샤프트의 사용을 필요로 한다. 그러한 상황 하에서, 샤프트가 회전시 칼라를 구동시킬 수 있도록 하기 위해서 복합재료의 칼라와 금속 샤프트 사이의 회전 커플링을 제공하기 위한 수단을 가질 필요가 있다.
그렇지만, 샤프트와 칼라 사이의 차등 열 팽창 때문에, 샤프트의 팽창을 제한하거나 차등 팽창을 보상하기 위해 특정 수단이 제공될 필요가 있다.
팽창을 제한할 때에는, 예컨대 샤프트의 내측에 냉각유체를 순환시킴으로써, 샤프트가 고온에 대항하여 능동적으로 냉각될 수 있도록 하는 장치들이 존재한다. 능동 냉각을 위해서는 플랜트가 더욱 복잡하게 되고 대량의 에너지를 소모하게 된다.
차등 팽창을 보상할 때에는, 금속 샤프트가 팽창될 수 있도록 하는 한편, 반대로, 고온에서 매우 작게 팽창하는 복합재료 칼라에 가해지는 응력을 제한하는 해결책이 제안되었다. US 2009/036283 호에는 열구조 복합재료로 만들어지는 쉘 또는 칼라가 주위에 배열되는 상태로 금속 샤프트를 갖는 롤러가 개시되어 있다. 샤프트와 쉘 사이의 차등 팽창을 보상하기 위해서, 반경방향 간극이 이들 2개의 요소들 사이에 제공된다. 이러한 해결책이 차등 반경방향 팽창을 보상하기에는 효과적이긴 하지만, 샤프트에 의한 회전시 쉘이 구동될 수 있도록, 샤프트의 외부표면에 형성되는 홈들과 샤프트의 홈들 내에 맞물리기 위한 쉘의 내부표면 상의 이빨을 필요로 한다.
이러한 특정 형상은 롤러를 제조하는 것을 더욱 복잡하게 하고 비용을 증가시킨다. 나아가서, 냉각시, 샤프트 상에 칼라를 위치시키는 것(중심을 맞추는 것)은, 냉각시 샤프트와 쉘 사이에 존재하는 넓은 반경방향 간극 때문에 어려움들이 존재할 수도 있다.
본 발명의 목적은, 고온, 특히 1000 이상의 온도의 영향 하에서, 및/또는 온도의 급격한 변화시, 변형되지 않는 외측 형상을 갖는 복합재료의 칼라 또는 쉘을 포함하며, 이것이 단순하고 신뢰성있는 그리고 2개의 요소들 사이의 차등 팽창이 보상될 수 있도록 하는 수단에 의해 쉘과 금속 샤프트 사이의 회전 연결을 보장하는 동안에 성취되는 신규한 롤러 구조체를 제공하고자 하는 것이다.
이러한 목적을 위하여, 본 발명은, 복합재료로 만들어지는 원통형 쉘과, 금속재료로 만들어지고 단부들 중 적어도 하나에 스핀들을 포함하는 축선방향 서포트 요소를 포함하는 고온 풀림가공 라인을 위한 롤러로서, 상기 롤러는:
상기 축선방향 서포트 요소에 고정되고 쉘 내에 형성된 각각의 제1 또는 제2 관통개구 내에 각각 배열되는 제1 및 제2 키들(keys)을 적어도 더 포함하며, 상기 관통개구들은 상기 키들의 치수보다 큰 치수를 가지며, 각각의 관통개구는 쉘의 원주를 따르는 이동방향에 있어서 제1 및 제2 원주방향 베어링 표면들 및 축선 이동방향에 있어서 제1 및 제2 길이방향 베어링 표면들을 포함하는 것과;
제1 키는 제1 관통개구의 제1 원주방향 베어링 표면에 대항하여 지지되도록 장착되는 한편 제2 키는 제2 관통개구의 제2 원주방향 베어링 표면에 대항하여 장착되는 것과;
제1 키는 제1 관통개구의 제2 길이방향 베어링 표면에 대항하여 지지되도록 장착되는 한편 제2 키는 제2 관통개구의 제1 길이방향 베어링 표면에 대항하여 장착되는 것;
을 특징으로 하는 롤러를 제공한다.
본 발명의 롤러의 원통형 쉘, 즉 고온에서 금속판을 지지하는 롤러의 몸체는, 열구조 복합재료로 만들어진다. 열구조 복합재료의 우수한 열적, 기계적, 그리고 열기계적 성능 때문에, 본 발명의 롤러는 강철이 견딜 수 있는 것보다 높은 온도, 즉 1000 이상의 온도 그리고 아마도 1300까지의 온도에서 기능할 수 있으며, 세라믹 또는 그래파이트의 단점을 나타내지 않고 이를 수행할 수 있다.
또한 열구조 복합재료는 종래기술의 롤러들에 의해 지지되는 하중을 견디기에 충분한 구조 특성을 제공한다. 게다가, C-C 또는 세라믹 매트릭스 복합(CMC)재료와 같은 재료들은, 낮은 열팽창의 계수를 가지며, 고온의 영향 하에서 쉘이 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 그에 따라 온도가 상승하거나 하강하는 동안에 롤러의 외측 형상을 보존할 수 있다. 또한, 히트 버클(heat buckles)의 우려 및 탈선(diversion)의 우려를 제한할 수 있으므로, 컴비네이션에 있어서의 이 특성들은 고온에서 그리고 높은 수준의 인장력 하에서 처리되는 금속판에 대하여 풀림가공 라인들에 알맞은 롤러들을 제조하기 위하여 특히 유리하다.
나아가서, 회전 구동은 적어도 하나의 스핀들의 맨드릴에 체결되는 키들을 경유하여 원통형 쉘에 전달된다. 그 결과, 구동 토크는 간단하고, 개수가 적고, 저렴한 요소들을 이용하여 전달된다.
나아가서, 원통형 쉘에 대항하는 키들의 대향 원주 쓰러스트 때문에, 쉘은 이 쉘 상에 과도한 수준의 응력을 가하지 않고 팽창하는 스핀들의 결과로서 키들이 팽창 및/또는 이동할 수 있도록 쉘 내에 충분한 원주방향 간극을 각각의 키와 대응 관통개구와의 사이에 남겨두고 있는 동안에 양쪽 모두의 회전방향으로 스핀들에 의해 구동될 수 있다. 또한 쉘과 키/스핀들 사이의 차등 팽창이 일어나는 방식으로 쉘 상에서 응력을 제한하는 것은, 축선방향으로의 쉘과 키들 사이의 대향 베어링 표면들에 의해 축선방향으로도 성취될 수 있다.
나아가서, 강철로 만들어지는 롤러에 비해 본 발명의 롤러의 낮은 중량 및 낮은 관성으로 인해, 구동을 위해 필요한 동력의 수준이 상당히 작아진다.
본 발명의 특징에 따르면, 제1 및 제2 키들은 축선방향 서포트 요소의 제1 단부 부근에 배열되며, 상기 롤러는 축선방향 서포트 요소의 제2 단부 부근에 배열되는 제3 및 제4 키들을 적어도 더 포함하며, 상기 제3 및 제4 키들은 축선방향 서포트 요소에 고정되고 쉘 내에 형성된 각각의 제3 또는 제4 관통개구 내에 각각 배열되며, 상기 관통개구들은 키들의 치수보다 큰 치수를 가지며, 각각의 관통개구는 쉘의 원주를 따르는 결정된(determined) 이동방향에 있어서 제1 및 제2 원주방향 베어링 표면들 및 상기 결정된 축선 이동방향에 있어서 제1 및 제2 길이방향 베어링 표면들을 포함한다. 제3 키는 제3 관통개구의 제2 원주방향 베어링 표면에 대항하여 지지되도록 장착되는 한편 제4 키는 제4 관통개구의 제1 원주방향 베어링 표면에 대항하여 장착된다. 제3 키는 제3 관통개구의 제1 길이방향 베어링 표면에 대항하여 지지되도록 장착되는 한편 제4 키는 제4 관통개구의 제2 길이방향 베어링 표면에 대항하여 장착된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 각각의 스핀들은, 쉘의 일단부에 형성된 어깨부와 협력하는 센터링 스페이서를 가져, 냉각시, 원통형 쉘과 함께 스핀들의 중심을 맞추기 용이하게 된다.
또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 롤러는, 스핀들과 함께 원통형 쉘의 내측에 배열되는 금속재료의 축선방향 서포트 요소와, 쉘의 내부표면과 축선방향 서포트 요소의 외부표면 사이에 배열되는 적어도 하나의 탄성변형 요소를 포함한다. 축선방향 서포트 요소와 원통형 쉘 사이의 탄성 연결은, 이 요소들 사이의 차등 팽창을 보상하도록 작용하는 한편, 냉각시 그리고 고온의 양쪽 모두에서, 축선방향 서포트 요소의 축선 상에 쉘의 축선이 맞춰지도록 작용한다.
이 탄성 연결은, 특히, 쉘의 내부표면과 축선방향 서포트 요소의 외부표면 사이의 원주방향 공간 내에 균일하게 분포되는 복수의 스프링 혀부들(spring tonques) 또는 그래파이트 시트 스키드들(graphite sheet skids)에 의해서, 또는 쉘의 내부표면과 축선방향 서포트 요소의 외부표면 사이에서 원주방향 공간 내에 배열되는 스플릿 링의 형태인 스프링 블레이드(spring blade)에 의해서 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 원통형 쉘은 양호한 열 전도율과 낮은 열팽창 계수 양자 모두를 제공하는 탄소-탄소(C-C) 복합재료로 만들어진다. 또한, CMC 재료와 같이, 영(0)에 가까운 열 전도율에 대한 열팽창 계수의 비율을 제공하는 다른 열구조 복합재료가 원통형 쉘을 만들기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들은, 비-제한적인 실시예들로서 주어진, 그리고 첨부된 도면들을 참조하여 이루어지는, 본 발명의 특정 실시형태들의 이어지는 설명으로부터 드러난다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 고온 풀림가공 라인(high temperature annealing line)을 위한 롤러의 도면;
도 2 및 3은 도 1의 롤러의 분해도;
도 4는 도 1의 평면 IV-IV 상의 단면도;
도 5 및 6은 도 1의 롤러의 키(keys)들을 나타내는 도면;
도 7 및 8은 도 1의 롤러의 일부 상세도;
도 9 및 10은 도 4의 평면 IX-IX 및 X-X 상의 각각의 단면도; 그리고
도 11은 본 발명의 롤러의 쉘과 축선방향 서포트 요소 사이의 차등 팽창(differential expansion)을 보상하기 위한 탄성변형 요소의 다양한 실시형태를 나타내는 부분 사시도이다.
본 발명의 특정한, 그러나 독점적이지 않은 적용분야는, 금속판(sheet metal)의 스트립들(strips), 예컨대 고성능 강의 스트립들이 1000℃ 이상의 온도로 처리되는 연속적인 풀림가공 라인들(annealing lines) 또는 플랜트이다.
도 1 내지 3은, 풀림가공 라인에서 금속판 스트립을 운송, 안내, 또는 성형하기 위하여 고르게 잘 이용되기에 적합한 본 발명의 실시형태에 따른 롤러(100)를 나타낸다.
롤러(100)는, 원통형 쉘 즉 페럴(ferule)(120)과, 스핀들(130)을 포함하는 일단부 및 스핀들(140)을 포함하는 타단부를 갖는 축선방향 서포트 요소(170)를 포함한다.
금속 롤러들이 변형 없이 견딜 수 없는 1200℃ 이상의 온도에서 신뢰성 있는 작동을 보장하기 위해서, 그리고 세라믹스 또는 그래파이트보다 큰 기계적인 강도를 제공하는 동안 그렇게 하기 위해서, 원통형 쉘(120)은 열구조 복합재료(thermostructural composite material), 특히, 공지의 방식으로, 탄소 매트릭스에 의해 고밀도화(densified)된 탄소섬유 보강을 포함하는 재료인 탄소/탄소(C-C) 복합재료, 또는 공지의 방식으로, 적어도 부분적으로, 세라믹인 매트릭스에 의해 고밀도화된 탄소 또는 세라믹 섬유 보강으로 특히 만들어지는 CMC 복합재료로 만들어진 선대칭 부분(121)으로 구성된다. C-C 또는 CMC 재료들과 같은 열구조 복합재료들은, 구조 부분들(structural parts)을 구성하기에 적합하게 하는 양호한 기계적 특성들에 의해, 그리고 C-C 또는 CMC 재료에 대해 1300℃ 이상일 수 있는 고온에서 기계적인 특성들을 보존하기 위한 용량에 의해 특징지어진다. 열구조 복합 재료는, 자기-지지(self-supporting)되도록, 즉 롤러가 내부 서포트 없이 영향받을 수 있는 힘들을 견딜 수 있도록 케이싱에 대해 충분한 기계적 강도를 갖게 한다.
또한 이러한 타입의 재료는 강철과 같은 금속재료의 열팽창 계수(대략 12 × 10-6/℃)에 비해 낮은 열팽창 계수(C-C 재료에 대하여 대략 2.6 × 10-6/℃)를 나타낸다. 그 결과, 처리를 위해 금속판과 접촉되는 롤러(100)의 부분을 구성하는 쉘(120)은 온도의 작용 하에서 매우 조금 팽창하며 고온 기계적 특성 때문에 변형되지 않는다.
복합재료, 특히 C-C 또는 CMC로 부품들을 제조하는 방법은 잘 알려져 있다. 이것은 일반적으로, 제조된 부품의 형상과 가까운 형상의 탄소섬유 프리폼(preform)을 만드는 단계와, 그 다음 매트릭스로 프리폼을 고밀도화하는 단계를 포함한다. 또한 CMC 재료들은, SiC 섬유들과 같은 세라믹 섬유들로 보강이 이루어지도록 만들어질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명에 있어서는, SiC 섬유들과 같은 세라믹 섬유들의 기계적 특성들이 예컨대 1200℃ 이상의 고온에서 저하되나, 역으로 탄소섬유들의 기게적 특성들은 고온에서 향상되기 때문에, 탄소섬유 보강이 사용된다.
섬유 프리폼은 부품의 보강을 구성하며 그 역할은 기계적 특성들의 측면에서 극히 중요하다. 프리폼은 탄소섬유들로 만들어지는 섬유 조직들(fiber textures)로부터 얻어진다. 사용되는 섬유 조직들은 다음과 같이 다양한 종류 및 형상들을 가질 수 있다:
- 2-차원(2D) 직물(fabric);
- 3D 위빙(weaving)에 의해 또는 다중 층들(multiple layers)로 얻어지는 3-차원(3D) 직물;
- 브레이딩(braiding);
- 니팅(knitting);
- 펠트(felt); 및
- 방적사(yarns) 또는 토(tows)의 단방향성(UD; unidirectional) 시트 또는 상이한 방향들로 복수의 UD 시트들을 중첩시킴으로써 그리고 예컨대 스티칭(stitching), 화학 접착제(chemical bonding agent), 또는 니들링(needling)에 의해 UD 시트들을 함께 결합(bonding)시킴으로써 얻어지는 다방향성(nD; multidirectional) 시트.
또한 직물, 브레이드(braid), 니트(knit), 펠트, 시트, 토 등의 복수의 중첩된 층들로 만들어지는 섬유 구조를 사용할 수도 있으며, 이 층들은 예컨대 스티칭에 의해, 방적사 또는 강성 요소들을 식립함에 의해, 또는 니들링에 의해 함께 결합된다.
성형(shaping)은 단섬유 와인딩(filamentary winding)함으로써, 맨드릴(mandrel) 상에 UD 시트를 와인딩, 위빙, 스택킹(stacking), 케이블들의 시트들 또는 2-차원/3-차원 가닥들(plies) 등을 니들링함으로써 수행된다.
C-C 재료를 가지고, 섬유 프리폼은, 페놀릭 형태(phenolic type)의 수지와 같은, 탄소 매트릭스의 전구체(precursor)인 수지로 함침(impregnated)된 프리폼으로 액체 기술(liquid technique)에 의해 고밀도화될 수 있다.
함침 후, 만들어질 부품의 섬유 보강을 구성하기 위한, 그리고 이 부품의 형상에 실질적으로 상응하는 형상을 가지는 섬유 프리폼은, 서포트 공구가공(support tooling)의 도움으로 형상을 갖춘다. 그 다음 수지(들)는(은) 열처리에 의해 변형(transformed) (중합(polymerized)/탄화(carbonized))된다. 함침 및 중합/탄화 작업들은, 필요하다면, 결정된 기계적 특성들을 얻기 위해서, 몇 번에 걸쳐 반복될 수 있다.
또한 섬유 프리폼은, 공지의 방식으로, 탄소 매트릭스의 화학 기상 침착법(CVI; chemical vapor infiltration)에 의해 기체 기술(gaseous technique)을 이용하여 고밀도화될 수도 있다.
액체 기술과 기체 기술을 결합한 고밀도화는, 의도된 활용을 위하여 만족스러운 특성들을 얻는 동안, 작업을 용이하게 하기 위해서, 비용을 제한하기 위해서, 제조 사이클을 제한하기 위해서 때때로 이용된다.
본 발명의 롤러의 쉘을 구성하는 선대칭 부분을 만들기 위하여 사용될 수 있는 CMC 재료는, 예컨대 탄소 상(phase) 및 탄화규소 상을 갖는 매트릭스로 고밀도화된 탄소섬유 보강으로 만들어진 재료인 탄소-탄소/탄화규소(C-C/SiC) 복합재료, 또는 탄화규소 매트릭스로 고밀도화된 탄소섬유 보강으로 만들어진 재료인 탄소-탄화규소(C-C/SiC) 복합재료와 같은, 적어도 부분적으로 세라믹인 매트릭스, 특히 탄화물, 질화물, 내열성 산화물(refractory oxide) 등의 매트릭스에 의해 고밀도화된 탄소섬유 보강으로 만들어진다. C-C/SiC 재료를 가지고, 매트릭스의 탄소 제1 상은, 섬유들에 가깝게 존재하기 위해서 처음에는 침착(deposited)되고, 이어서 SiC 제2 상에 의해 피복되며, 그에 따라 탄소로 만들어지는 제1 상 위에서 산화에 대항하는 보호를 제공하기 위하여 SiC 층을 형성할 수 있다.
액체 기술을 이용한 고밀도화시, 매트릭스(또는 세라믹 상)는, 예를 들어 탄화규소(SiC)를 위한 전구체인 폴리카보실란 수지, 또는 SiCO를 위한 전구체인 폴리실록산 수지, 또는 SiCNB를 위한 전구체인 폴리보로카보실라잔 수지, 또는 폴리실라잔 수지(SiCN)일 수 있는 세라믹 전구체 수지를 이용하여 만들어진다. C-C/SiC 재료에 대하여, 섬유 프리폼은, 페놀릭 형태의 수지와 같은, 매트릭스의 탄소 상을 위한 전구체인 수지와 처음에 함침된다.
예컨대 화학 기상 침착법(CVI)에 의한 기체 기술에 의한 고밀도화시, 매트릭스(또는 세라믹 상)는, C-SiC 재료를 만들 때, 메틸트리클로로실란(MTS)을 분해한 결과로서 SiC를 부여하는 MTS일 수 있는 SiC의 기체 전구체를 이용함으로써 만들어진다. C-C/SiC 재료를 만들 때, 탄소 제1 상은 깨짐으로써 탄소를 부여하는 메탄 및/또는 프로판과 같은 탄화수소 가스로 형성될 수 있고, 그 다음 탄소 제2 상은 예컨대 MTS를 분해함으로써 탄소 제1 상 위에 침착된다.
물론, 고밀도화는 액체 기술 및 기체 기술 양쪽 모두를 결합하는 방법을 포함할 수 있다.
축선방향 서포트 요소(170)와 스핀들(130 및 140)들은 예컨대 스테인리스 타입 강철의 금속재료로 만들어진다. 각각의 스핀들(130, 140)은, 맨드릴(131, 141)과, 하프-샤프트(half-shaft)(133, 143)로 연장되는 절두원추부(frustoconical portion)(132, 142)를 포함한다. 축선방향 서포트 요소(170)와 스핀들(130 및 140)은 단일 부품으로 만들어질 수 있다. 변형예에 있어서, 스핀들은 해제가능한 연결 수단에 의해 축선방향 서포트 요소에 연결될 수 있으며, 그에 따라 2개의 스핀들이 축선방향 서포트 요소로부터 분리되도록 할 수 있는 장점을 나타내며, 따라서 스핀들들 중 하나가 독립적인 방식으로 유지보수 또는 교체되도록 한다.
본 실시예에 있어서, 롤러(100)는 풀림 라인의 인클로저(enclosure) 내측에 배열된다(도 1). 하프-샤프트(133 및 143)들은 인클로저(10)의 각각의 베어링(11 및 12)에 의해 지지된다. 도 1의 실시형태에 있어서, 샤프트(133)는 회전 구동 모터(13)와 결합되는 반면, 샤프트(143)는 베어링(12) 내에 유지된다.
원통형 쉘(120)은 2개의 링들 즉 캡(200 및 210)들에 의하여 축선방향 서포트 요소(170) 상에서 축선방향으로 제위치에 유지된다. 더욱 상세하게는, 캡(200)의 소직경부(smaller-section portion)(204)는 맨드릴(131) 내에 형성된 나사 구멍(1310)들과 협력하는 파스너 부재(201)들(예컨대 나사들)에 의하여 스핀들(130)의 맨드릴(131) 상에 체결된다(도 2 및 3). 마찬가지로, 캡(210)의 소직경부(214)는 맨드릴(141) 내에 형성된 나사 구멍(1410)들과 협력하는 파스너 부재(211)들(예컨대 나사들)에 의하여 스핀들(140)의 맨드릴(141) 상에 체결된다(도 2 및 3). 소직경부(204 및 214)들은 아래에 설명되는 바와 같이 센터링 스페이서들(centering spacers)을 형성하는 원통형부(202 및 212)들로 각각 연장된다.
도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 축선방향 서포트 요소(170)는, 스핀들(130) 부근에서의 제1 및 제2 하우징(134 및 135)들을 포함하며, 하우징(134)은 제1 키(key)(150)(도 5)를 수용하기 위한 것이고 하우징(135)은 제2 키(155)(도 6)를 수용하기 위한 것이다. 키(150 및 155)들은 예컨대 스핀들(130 및 140)들과 같은 재료의 금속재료로 만들어진다. 일반적으로 키(150 및 155)들은 각각의 길이 L150 및 L155(상단부(155a)에 대하여), 각각의 폭 ℓ150 및 ℓ155(상단부(155a)에 대하여), 그리고 각각의 깊이 P150 및 P155 에 걸쳐 연장되는 직육면체의 형태이다. 키(155)는, 아래에 상세하게 설명되는 바와 같이 쉘(120) 내에 형성되는 관통개구 내에 위치되기 위한 상단부(155a)와, 하우징(135)과의 협력을 위한 보다 작은 길이 및 폭의 바닥부(155b)를 갖는다. 키(155)의 상단부(155a)의 치수는 최종 조립체가 맞춰지는 것을 보장하기 위해서 필요하다면 (기계가공) 조절될 수 있다.
제1 키(150)는, 키 내에 형성되는 통로(154)를 통하여 나사(151)를 삽입함으로써 그리고 하우징(134)의 바닥에 만들어지고 나사(151)의 나사산과 정합하는 탭핑가공부(tapping)(도 4에는 도시생략)를 포함하는 구멍(1341) 내에 나사를 조임으로써 제1 하우징(134) 내에 고정된다. 물론, 하우징(1341) 내에 키를 고정하기 위한 다른 수단을 이용하는 것도 예상될 수 있다. 마찬가지로, 제2 키(155)는, 키 내에 형성되는 통로(156)를 통하여 나사(152)를 삽입함으로써 그리고 하우징(135)의 바닥에 형성되고 나사(152)의 나사산과 정합하는 탭핑가공부(도 4에는 도시생략)를 포함하는 구멍(1351) 내에 나사를 조임으로써 제2 하우징(135) 내에 고정된다.
쉘이 축선방향 서포트 요소(170)에 의해 회전 구동되도록 허용하는 동안에, 키들이 쉘(120)을 관통하도록 허용하기 위해서, 제1 및 제2 관통개구(122 및 123)들은 쉘 내에 형성된다. 제1 관통개구(122)는 제1 하우징(134)과 협력하기 위한 것이고 제2 관통개구(123)는 제2 하우징(135)과 협력하기 위한 것이다. 쉘(120)의 원주를 따른 이동방향(Sc)에 있어서, 제1 관통개구(122)는 제1 및 제2 원주방향 베어링 표면(1221 및 1222)들을 포함한다. 또한, 축선 이동방향(Sa)에 있어서, 제1 관통개구(122)는 제1 및 제2 길이방향 베어링 표면(1223 및 1224)을 포함한다. 마찬가지로, 제2 관통개구(123)는, 쉘(120)의 원주를 따른 이동방향(Sc)에 있어서 제1 및 제2 원주방향 베어링 표면(1231 및 1232)들을 포함하고, 축선 이동방향(Sa)에 있어서 제1 및 제2 길이방향 베어링 표면(1233 및 1234)들을 포함한다.
제1 관통개구(122)는, 구체적으로는 길이 L150 및 폭 ℓ150의 제1 키(150)의 치수보다 큰, 구체적으로는 길이 L122 및 폭 ℓ122의 치수를 제공한다. 마찬가지로 제2 관통개구(123)는, 구체적으로는 길이 L155 및 폭 ℓ155의 제2 키(155)의 치수보다 큰, 구체적으로는 길이 L123 및 폭 ℓ123의 치수를 제공한다.
본 발명에 따르면, 그리고 도 7 및 9에 도시된 바와 같이, 제1 키(150)는 제1 관통개구(122)의 제1 원주방향 베어링 표면(1221)에 대항하여 지지되도록 장착되어, 제1 관통개구(122)의 제2 원주방향 베어링 표면(1222)과 키(150) 사이에 원주방향 간극(JC1)을 남겨두게 한다. 또한 제1 키(150)는 제1 관통개구(122)의 제2 길이방향 베어링 표면(1224)에 대항하여 지지되도록 장착되어, 제1 관통개구(122)의 제1 길이방향 베어링 표면(1223)과 키(150) 사이에 길이방향 간극(Jℓ1)을 남겨두게 한다.
또한 본 발명에 따르면 그리고 도 8 및 10에 도시된 바와 같이, 제2 키(155)는 제2 관통개구(123)의 제2 원주방향 베어링 표면(1232)에 대항하여 지지되도록 장착되어, 제2 관통개구(123)의 제1 원주방향 베어링 표면(1231)과 키(155) 사이에 원주방향 간극(JC2)을 남겨두게 한다. 또한 제2 키(155)는 제2 관통개구(123)의 제1 길이방향 베어링 표면(1233)에 대항하여 지지되도록 장착되어, 제2 관통개구(123)의 제2 길이방향 베어링 표면(1234)과 키(155) 사이에 길이방향 간극(Jℓ2)을 남겨두게 한다.
관통개구(122 및 123)들의 원주방향 및 길이방향 베어링 표면들에 대항하여 제1 및 제2 키(150 및 155)들에 의해 원주방향 및 길이방향 양쪽 모두로 향하는 대향 쓰러스트(opposing thrusts) 때문에, 축선방향 서포트 요소(170)에 대해 쉘을 반경방향으로 그리고 축선방향으로 제위치에 유지할 수 있는 한편, 키(150 & 155)들과 관통개구(122 & 123)들 사이에 각각 남아있는 원주방향 간극(JC1 및 JC2)들과 길이방향 간극(Jℓ1 및 Jℓ2)들 때문에 키들의 및/또는 축선방향 서포트 요소(170)의 팽창시 쉘 상에서 키들에 의해 가해지는 응력을 제한할 수 있다.
또한 관통개구(122 및 123)들의 관통개구(1221 및 1232)들의 각각의 원주방향 베어링 표면(122 및 123)들에 대항하는 키(150 및 155)들로부터의 대향 원주방향 쓰러스트는 양 회전방향으로 쉘(120)에 회전 토크를 전달하도록 작용한다.
키(150 및 155)들과, 그에 따른 쉘(그리고 하우징(134 및 135)들) 내의 관통개구(122 및 123)들은, 도 9에 도시된 바와 같이, 쉘(120)의 축선(Xe)에 대해 반경방향으로 반대인 위치에 바람직하게 위치된다. 쉘의 축선(Xe)에 수직인 공통 평면 내에서 쉘에 대항하여 키들의 축선방향 베어링 지점들(points)을 위치시킴으로써, 키들과 쉘 사이의 응력은 팽창이 일어날 경우에 감소된다.
나아가서, 도 4에 도시된 바와 같이, 키(150 및 155)들은 쉘의 축선(Xe)을 따라서 바람직하게 축선방향으로 오프셋된다. 또한 이러한 오프셋은 팽창이 일어나는 경우에 쉘과 키들 사이의 응력을 감소시키도록 작용한다.
또한, 본 실시예에 있어서, 축선방향 서포트 요소(170)는 스핀들(140)의 부근에서 제3 및 제4 하우징(136 및 137)들을 포함하며, 하우징(136)은 키(150)와 유사한 제3 키(160)(도 2 및 3)를 수용하기 위한 것이고, 하우징(137)은 키(155)와 유사한 제4 키(165)(도 2 및 3)를 수용하기 위한 것이다.
제3 키(160)는, 키(160) 내에 형성된 통로(164)를 통하여 나사(161)를 삽입시킴으로써 그리고 하우징(136)의 바닥에 형성되고 나사(161)의 나사산과 정합하는 탭핑가공부(도 4에는 도시생략)를 갖는 구멍(1361) 내에 나사를 조임으로써 제3 하우징(136) 내에 고정된다.
마찬가지로, 제4 키(165)는, 키(165) 내에 형성되는 통로(166)를 통하여 나사(162)를 삽입함으로써 그리고 하우징(137)의 바닥에 형성되고 나사(162)의 나사산과 정합하는 탭핑가공부(도 4에는 도시생략)를 포함하는 구멍(1371) 내에 나사를 조임으로써 제4 하우징(137) 내에 고정된다.
축선방향 서포트 요소(170)에 의해 쉘이 회전 구동될 수 있는 동안에 키들이 쉘(120)을 통과할 수 있도록 하기 위해서, 제3 및 제4 관통개구(124 및 125)들은 쉘 내에 형성된다. 제3 관통개구(124)는 제3 하우징(136)과 협력하기 위한 것이고, 제4 관통개구(125)는 제4 하우징(137)과 협력하기 위한 것이다. 제3 관통개구(124)는, 쉘(120)의 원주를 따른 이동방향(Sc)에 있어서 제1 및 제2 원주방향 베어링 표면(1241 및 1242)들을 가지며, 축선 이동방향(Sa)에 있어서 제1 및 제2 길이방향 베어링 표면(1243 및 1244)을 가진다. 마찬가지로, 제4 관통개구(125)는, 쉘(120)의 원주를 따른 이동방향(Sc)에 있어서 제1 및 제2 원주방향 베어링 표면(1251 및 1252)들을 가지며, 축선 이동방향(Sa)에 있어서 제1 및 제2 길이방향 베어링 표면(1253 및 1254)들을 가진다.
제3 관통개구(124)는, 구체적으로는 길이 L160 및 폭 ℓ160의 제3 키(160)의 치수보다 큰, 구체적으로는 길이 L124 및 폭 ℓ124의 치수를 제공한다. 마찬가지로 제4 관통개구(125)는, 구체적으로는 길이 L165 및 폭 ℓ165의 제4 키(165)의 치수보다 큰, 구체적으로는 길이 L125 및 폭 ℓ125의 치수를 제공한다.
본 발명에 따르면, 그리고 도 7 및 10에 도시된 바와 같이, 제3 키(160)는 제3 관통개구(124)의 제2 원주방향 베어링 표면(1242)에 대항하여 지지되도록 장착되어, 제3 관통개구(124)의 제1 원주방향 베어링 표면(1241)과 키(160) 사이에 원주방향 간극(JC3)을 남겨두게 한다. 또한 제3 키(160)는 제3 관통개구(124)의 제1 길이방향 베어링 표면(1223)에 대항하여 지지되도록 장착되어, 제3 관통개구(124)의 제2 길이방향 베어링 표면(1244)과 키(160) 사이에 길이방향 간극(Jℓ3)을 남겨두게 한다.
또한 본 발명에 따르면 그리고 도 7 및 10에 도시된 바와 같이, 제4 키(165)는 제4 관통개구(125)의 제1 원주방향 베어링 표면(1251)에 대항하여 지지되도록 장착되어, 제4 관통개구(125)의 제2 원주방향 베어링 표면(1252)과 키(165) 사이에 원주방향 간극(JC4)을 남겨두게 한다. 또한 제4 키(165)는 제4 관통개구(125)의 제2 길이방향 베어링 표면(1254)에 대항하여 지지되도록 장착되어, 제4 관통개구(125)의 제1 길이방향 베어링 표면(1253)과 키(165) 사이에 길이방향 간극(Jℓ4)을 남겨두게 한다.
쉘(120)의 관통개구(124 및 125)들과 키(160 및 165)들 사이의 원주방향 및 길이방향 베어링 표면들은 키(150 & 155)들과 관통개구(122 & 123)들 사이의 원주방향 및 길이방향 베어링 표면들에 비해 반대되는 방식으로 배열된다. 이것은, 샤프트(131)에 결합되는 모터(13)로부터 쉘(120)에 토크를 전달하는 키(150 및 155)들에 가깝게 위치되는 롤러의 부분과, 키(160 및 165)들과 스핀들(140)에 가깝게 위치되는 반대편 부분과의 사이에서 회전 구동력의 안정적인 전달을 보장하도록 작용한다.
관통개구(124 및 125)들의 원주방향 및 길이방향 베어링 표면들에 대항하여 제3 및 제4 키(160 및 165)들의 원주방향 및 길이방향 대향 쓰러스트에 의해서, 축선방향 서포트 요소(170)에 대해 쉘을 반경방향으로 그리고 축선방향으로 제위치에 유지할 수 있는 한편, 원주방향 간극(JC3 및 JC4)들 때문에 그리고 관통개구(124 & 125)들과 키(160 & 165)들 사이에 각각 남아있는 길이방향 간극(Jℓ3 및 Jℓ4)들 때문에 키들의 및/또는 축선방향 서포트 요소(170)의 팽창시 쉘 상에서 키들에 의해 가해지는 응력을 제한할 수 있다.
키(160 및 165)들과, 그에 따른 쉘(또한 하우징(136 및 137)들) 내의 관통개구(124 및 125)들은, 도 10에 도시된 바와 같이, 쉘(120)의 축선(Xe)에 대해 반경방향으로 반대인 위치에 바람직하게 위치된다. 쉘의 축선(Xe)에 수직인 공통 평면 내에서 쉘에 대항하여 키들의 축선방향 베어링 지점들을 위치시킴으로써, 키들과 쉘 사이의 응력은 팽창이 일어날 경우에 감소된다.
나아가서, 도 4에 도시된 바와 같이, 키(160 및 165)들은 쉘의 축선(Xe)을 따라서 바람직하게 축선방향으로 오프셋된다. 또한 이러한 오프셋은 팽창이 일어나는 경우에 쉘과 키들 사이의 응력을 감소시키도록 작용한다.
나아가서, 도 4에 도시된 바와 같이, 쉘(120)에 대항하는 키(150 및 155)들의 길이방향 베어링 표면들, 또한 쉘(120)에 대항하는 키(160 및 165)들의 길이방향 베어링 표면들은, 공통의 반경방향 평면 상에서 바람직하게 정렬되어 있어, 힘이 가해지면 손상될 수 있는 쉘(120) 상에서 대향되는 힘이 동시에 가해지는 것을 회피하게 한다.
도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 축선방향 서포트 요소(170)는, 축선방향 서포트 요소의 원주 주위에서 균일하게 분포되는 복수의 가요성 스프링 혀부(tongues)(180)들을 갖는다. 본 실시예에 있어서, 각각의 혀부(180)는 축선방향 서포트 요소(170)의 외부표면에 형성된 하우징(172)의 바닥에 고정되는 중심 고정 베이스(181)를 갖는다. 그렇지만, 혀부들은 축선방향 서포트 요소의 외부표면 상에 직접적으로 고정될 수 있다. 또한 각각의 혀부(180)는 고정 베이스(181)의 양쪽으로 그리고 이 고정 베이스의 위쪽으로 연장하는 2개의 만곡부(182 및 183)들을 포함한다. 이 만곡부(182 및 183)들은 쉘의 내부표면과 접촉하게 된다.
혀부들은 롤러의 이 위치에서 도달되는 온도 수준에 따르는 금속재료 또는 C-C 또는 C-C/SiC와 같은 열구조 복합재료로 만들어질 수 있다.
혀부(180)들은, 차가울 때 축선방향 서포트 요소(170) 상에서 쉘(120)을 중심에 맞추도록, 또한 금속으로 만들어진 축선방향 서포트 요소와 열구조 복합재료로 만들어진 쉘 사이의 차등 팽창을 보상하도록 작용한다.
도 11에 도시된 변형 실시형태에 있어서는, 스플릿 링의 형태인 스프링 블레이드(190)가 축선방향 서포트 요소(170) 주위에 배열될 수 있으며, 그 다음 이 요소는 스프링 블레이드를 축선방향으로 유지하기 위한 환형 홈(173)을 포함한다.
또 다른 변형 실시형태에 있어서, 차가울 때 쉘의 중심맞춤 및 축선방향 서포트 요소에 대한 차등 팽창의 보상은, 상기 설명된 혀부들과 같이, 축선방향 서포트 요소의 외부표면에 축선방향으로 배열되는 그래파이트 시트로 만들어진 스키드(skids)들에 의해 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 캡(200)은, 쉘(120)의 일단부에 제공되고 어깨부(shoulder)(126)를 형성하는 소직경부(125)와 협력하는 센터링 스페이서(202)를 갖는다(도 4). 마찬가지로, 캡(210)은, 쉘(120)의 타단부에 제공되고 어깨부(128)를 형성하는 소직경부(127)와 협력하는 센터링 스페이서(212)를 갖는다(도 4). 각각의 스페이서(202 및 212)는 쉘(120)의 소직경부(125 및 127)들이 맞물리는 각각의 오목부를 형성하며, 그에 따라 금속 스핀들(130 및 140)들의 축선(Xf)이 열구조 복합재료로 만들어진 쉘(120)의 축선(Xe)과 함께 조립체 상에서 중심이 맞춰질 수 있도록 한다.
100: 롤러
120: 쉘
122: 제1 관통개구
123: 제2 관통개구
124: 제3 관통개구
125: 제4 관통개구
130, 140: 스핀들
150: 제1 키
155: 제2 키
160: 제3 키
165: 제4 키
170: 축선방향 서포트 요소
1221, 1231, 1241, 1251: 제1 원주방향 베어링 표면
1222, 1232, 1242, 1252: 제2 원주방향 베어링 표면
1223, 1233, 1243, 1253: 제1 길이방향 베어링 표면
1224, 1234, 1244, 1254: 제2 길이방향 베어링 표면

Claims (14)

  1. 복합재료로 만들어지는 원통형 쉘(120)과, 금속재료로 만들어지고 단부들 중 적어도 하나에 스핀들(130; 140)을 포함하는 축선방향 서포트 요소(170)를 포함하는 고온 풀림가공 라인을 위한 롤러(100)로서, 상기 롤러는:
    상기 축선방향 서포트 요소(170)에 고정되고 쉘(120) 내에 형성된 각각의 제1 또는 제2 관통개구(122, 123) 내에 각각 배열되는 제1 및 제2 키(150, 155)들을 적어도 더 포함하며, 상기 관통개구(122; 123)들은 상기 키(150, 155)들의 치수보다 큰 치수를 가지며, 각각의 관통개구(122; 123)는 쉘(120)의 원주를 따르는 이동방향(Sc)에 있어서 제1 및 제2 원주방향 베어링 표면(1221, 1222; 1231, 1232)들 및 축선 이동방향(Sa)에 있어서 제1 및 제2 길이방향 베어링 표면(1223, 1224; 1233, 1234)들을 포함하는 것과;
    제1 키(150)는 제1 관통개구(122)의 제1 원주방향 베어링 표면(1221)에 대항하여 지지되도록 장착되는 한편 제2 키(155)는 제2 관통개구(123)의 제2 원주방향 베어링 표면(1232)에 대항하여 장착되는 것과;
    제1 키(150)는 제1 관통개구(122)의 제2 길이방향 베어링 표면(1224)에 대항하여 지지되도록 장착되는 한편 제2 키(155)는 제2 관통개구(123)의 제1 길이방향 베어링 표면(1233)에 대항하여 장착되는 것;
    을 특징으로 하는 롤러.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제1 및 제2 키(150, 155)들은 쉘의 축선에 수직인 평면 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 롤러.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    제1 및 제2 키(150, 155)들은 쉘의 축선방향으로 오프셋되는 것을 특징으로 하는 롤러.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 및 제2 길이방향 베어링 표면(1223, 1224; 1233, 1234)들은 공통의 반경방향 평면 내에서 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 롤러.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 및 제2 키(150, 155)들은 축선방향 서포트 요소(170)의 제1 단부 부근에 배열되며, 상기 롤러는 축선방향 서포트 요소(170)의 제2 단부 부근에 배열되는 제3 및 제4 키(160, 165)들을 적어도 더 포함하며, 상기 제3 및 제4 키들은 축선방향 서포트 요소(170)에 고정되고 쉘(120) 내에 형성된 각각의 제3 또는 제4 관통개구(124, 125) 내에 각각 배열되며, 상기 관통개구들은 키(160, 165)들의 치수보다 큰 치수를 가지며, 각각의 관통개구(124; 125)는 쉘의 원주를 따르는 상기 이동방향(Sc)에 있어서 제1 및 제2 원주방향 베어링 표면(1241, 1242; 1251, 1252)들 및 상기 축선 이동방향(Sa)에 있어서 제1 및 제2 길이방향 베어링 표면(1243, 1244; 1253, 1254)들을 포함하는 것과;
    제3 키(160)는 제3 관통개구(124)의 제2 원주방향 베어링 표면(1242)에 대항하여 지지되도록 장착되는 한편 제4 키(165)는 제4 관통개구(125)의 제1 원주방향 베어링 표면(1251)에 대항하여 장착되는 것과;
    제3 키(160)는 제3 관통개구(124)의 제1 길이방향 베어링 표면(1243)에 대항하여 지지되도록 장착되는 한편 제4 키(165)는 제4 관통개구(125)의 제2 길이방향 베어링 표면(1254)에 대항하여 장착되는 것;
    을 특징으로 하는 롤러.
  6. 청구항 5에 있어서,
    제3 및 제4 키(160, 165)들은 쉘의 축선에 수직인 평면 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 롤러.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    제3 및 제4 키(160, 165)들은 쉘의 축선방향으로 오프셋되는 것을 특징으로 하는 롤러.
  8. 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    제3 및 제4 길이방향 베어링 표면(1243, 1244; 1253, 1254)들은 공통의 반경방향 평면 내에서 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 롤러.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 스핀들은 쉘의 일단부에 형성된 어깨부와 협력하는 센터링 스페이서(202; 210)를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    쉘(120)의 내부표면과 축선방향 서포트 요소(170)의 외부표면 사이에 배열되는 적어도 하나의 탄성변형 요소(180)를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러.
  11. 청구항 10에 있어서,
    쉘(120)의 내부표면과 축선방향 서포트 요소(170)의 외부표면 사이에서 원주방향 공간 내에 균일하게 분포되는 복수의 스프링 혀부(180)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러.
  12. 청구항 10에 있어서,
    쉘(120)의 내부표면과 축선방향 서포트 요소(170)의 외부표면 사이에서 원주방향 공간 내에 균일하게 분포되는 복수의 그래파이트 시트 스키드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러.
  13. 청구항 10에 있어서,
    쉘(120)의 내부표면과 축선방향 서포트 요소(170)의 외부표면 사이에서 원주방향 공간 내에 배열되는 스플릿 링(190)의 형태인 스프링 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러.
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    원통형 쉘은 C-C 또는 CMC 복합재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 롤러.
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