KR20170104933A - 세장형 금속 재료를 운송하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

세장형 금속 재료를 운송하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세장형 금속 재료를 운송하기 위한 장치에 관한 것으로서, 그러한 장치는, 세장형 재료(3)가 마찰 접촉으로 체인들(12, 12') 사이에서 통과되어 그에 따라 세장형 재료가 이동되도록 배열되는, 연속적인 체인(12, 12')을 구비하는 2개의 체인 구동 유닛(6, 6'); 압력 힘(F7, F7')을 체인(12, 12')으로 서로를 향해서 인가하도록 구성된 2개의 제어 가능한 압력 유닛(7, 7'); 체인 구동 유닛(6, 6') 중 적어도 하나에 기계적으로 연결되고 동작 중에 세장형 재료(3)의 길이방향(L)으로 그러한 체인 구동 유닛(6, 6') 중 적어도 하나를 이동시키도록 구성된 적어도 하나의 제어 가능한 조정 유닛(8, 8')을 포함한다. 본 발명은 또한 그러한 장치를 가지는 시설뿐만 아니라, 그러한 장치를 제어하기 위한 프로세스에 관한 것이다.

Description

세장형 금속 재료를 운송하기 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR TRANSPORTING ELONGATED METAL MATERIAL}
본 발명은 세장형 금속 재료, 특히 스트립 재료, 와이어 재료, 파이프 재료 및/또는 프로파일링된 재료(profiled material)를 운송하기 위한 장치 및 프로세스에 관한 것이다.
DE 10 2004 047 048 A1으로부터, 공급 장치를 따라서 세장형 재료를 공급하기 위한 공급 장치가 공지되어 있다. 공급 장치는, 세장형 재료를 조이기 위한 조임 위치와 세장형 재료를 해제하기 위한 해제 위치 사이에서 조정될 수 있는 조임 조오(clamping jaw)를 갖는 복수의 조임 장치를 포함한다. 그러한 조임 위치에서, 조임 장치는 공급 방향으로 이동될 수 있다.
DE 32 08 158 A1로부터, 금속 스트립의 장력을 일정하게 유지하는, 체인 당김 및 체인 제동 장치가 공지되어 있다. 금속 스트립은 2개의 대향된 연속적으로 작동되는 체인 시스템들 사이에서 조여진다. 체인 단편(chain segment)은 코팅을 구비하며, 그러한 코팅은 부가적인 프로파일을 가지는 탄성 코팅으로 형성될 수 있다.
DE 40 09 862 A1는 금속 스트립을 당기고 제동하기 위한 장치를 제시한다. 그러한 장치는, 구동 롤 및 편향 롤 위에서 연속적으로 순환되고 금속 스트립이 그 사이에 조여지는, 골격 내에서 서로 대향되어 배치되는 2개의 스트립-유사 장력화 요소(tensioning element)로 구성된다. 장력화 요소는 티탄 알루미늄 합금으로 생성되는 무한 금속 스트립의 형태로 제공된다. 금속 스트립과 연속적으로 이동되는 티타늄 스트립 사이의 상대적인 운동을 방지하기 위해, 티타늄 스트립은 마찰 라이닝을 구비한다. 마찰 라이닝을 위해, 탄성중합체가 제시된다. 2개의 장력화 요소의 구동 롤이 구동 조립체에 의해서 구동된다.
DE 299 09 850 U1로부터, 금속 스트립을 당기고 제동하기 위한 장치가 공지되어 있다. 금속 스트립은 체인 기어에 의해서 구동되는 2개의 대향된 롤 블록들 사이에서 조여지고 안내된다. 이러한 시스템은 예를 들어, 1,500 m/분까지의 속력에 도달하는 것으로 알려져 있다.
종래 기술의 당김 또는 제동 장치에서, 일정한 프로세스 속력은 그러한 장치가 기능하게 하기 위한 본질적인 예비 조건이다. 스트립 재료의 인장측과 압력측 사이의 속력의 약간의 차이만이 탄성적인 마찰 조오 또는 장치와 금속 스트립 사이의 활주 마찰에 의해서 보상될 수 있다.
본 발명의 목적은 세장형 재료의 프로세스 방향으로, 이동 운동역학과 관련하여 큰 정도의 가변성을 허용하는, 세장형 금속 재료를 위한 운송 장치를 제시하는 것이다. 또한, 세장형 재료의 작업 프로세스 중의 불일치의 경우에, 보상 가능성을 제공하는 적합한 프로세스를 제시하는 것이 목적이다. 또한, 상이한 경로 길이들 및 속력들을 각각 보상하는 시설(plant)이 제시된다.
해결책은 세장형 금속 재료, 특히 스트립 재료, 와이어 재료, 파이프 재료 또는 프로파일링된 재료를 운송하기 위한 장치에 의해서 제시되며, 그러한 장치는: 무한 제1 체인을 가지는 제어 가능한 제1 체인 구동 유닛; 무한 제2 체인을 가지는 제어 가능한 제2 체인 구동 유닛으로서, 세장형 재료가 마찰 접촉 하에서 제1 체인과 제2 체인 사이를 통과하고, 그에 따라 - 제1 및 제2 체인 구동 유닛이 동작중일 때 - 세장형 재료가 세장형 재료와 접촉되는 체인 부분의 이동 방향으로 이동되도록, 제1 및 제2 체인 구동 유닛이 배열되는 제2 체인 구동 유닛; 세장형 재료를 향해서 제1 압력을 제1 체인으로 인가하도록 구성되는 제어 가능한 제1 압력 유닛; 세장형 재료를 향해서 제2 압력 힘을 제2 체인으로 인가하도록 구성되는 제어 가능한 제2 압력 유닛; 제1 및 제2 체인 구동 유닛 중 적어도 하나에 기계적으로 연결되고 동작 중에 세장형 재료의 길이방향으로 제1 및 제2 체인 구동 유닛 중 적어도 하나를 이동시키도록 구성된 적어도 하나의 제어 가능한 조정 유닛을 포함한다.
그러한 장치의 장점은, 적어도 하나의 조정 유닛에 의해서, 프로세스의 2개의 측부 상에서 즉, 세장형 재료의 입구와 출구 사이에서 상이한 힘 및/또는 장력 수준을 조정할 수 있다는 것이다. 이와 관련하여, 입구라는 용어는, 공급 방향으로, 운송 장치의 전방에 즉, 상류에 위치되는 세장형 재료의 영역을 나타낼 것이다. 따라서, 출구는, 공급 방향으로, 운송 장치의 뒤에 즉, 하류에 배치되는 세장형 재료의 영역인 것으로 이해된다. 그에 따라, 장점으로서, 적어도 하나의 조정 유닛은 세장형 재료의 입구와 출구 사이에서 경로 길이 및/또는 속력의 차이를 보상할 수 있는 가능성을 제공한다. 본 개시 내용과 관련한 "적어도 하나의 조정 유닛"이라는 표현은, 특히, 체인 구동 유닛 모두를 함께 이동시키기 위해서 체인 구동 유닛 모두에 작용하는 하나의 조정 유닛이 제공될 수 있다는 것, 또는 체인 구동 유닛 마다, 연관된 조정 유닛이 제공된다는 것을 의미한다. 적어도 하나의 조정 장치가 셋팅 장치로서 또한 지칭될 수 있다.
적어도 하나의 조정 유닛은 적어도 하나의 체인 조립체를 정지적 구성요소에 대해서 이동시킬 수 있고, 그에 따라 세장형 재료의 공급에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 체인 구동 유닛에 의해서 세장형 재료로 전달되는 이동 및 적어도 하나의 조정 유닛에 의해서 세장형 재료로 전달되는 이동이 중첩되어 세장형 재료의 결과적인 이동을 형성한다. 세장형 재료의 운송 이동과 관련하여, 그러한 이동이 연속적으로, 그리고 가변적으로 제어 가능한 속력으로 발생될 수 있는 것이 특히 제시된다. 장치는 또한, 세장형 제품에 대한 속력 및 경로 조정을 허용하는 당김 및 운송 시스템으로서 지칭될 수 있다.
본 개시 내용과 관련된 "세장형 금속 재료"라는 표현은, 그 주 연장 방향(길이방향)으로, 다른 연장 방향 보다 실질적으로 더 큰, 예를 들어 적어도 10배 더 큰 확장을 가지는 금속-기반의 재료를 의미하기 위한 것이다. 특히, "세장형 재료"라는 용어는 금속 재료로 제조된 스트립 재료, 와이어 재료 또는 프로파일링된 재료를 포함하는 것을 의미한다. "금속 재료"는, 세장형 재료의 형태로 가공될 수 있는 모든 재료, 예를 들어, 강, 고-등급 강, 알루미늄과 같은 경량 금속, 구리, 황동 또는 청동과 같은 비철 금속, 뿐만 아니라 몇몇 금속 성분을 가지는 합금을 지칭한다. 플라스틱 형태의 세장형 재료의 이용이 일반적으로 또한 가능하다.
바람직한 실시예에 따라서, 구조 및 동작 모드와 관련하여 동일하도록, 제1 및 제2 체인 구동 유닛이 설계된다. 그에 따라, 달리 기술되는 바가 없는 한, 2개의 체인 구동 유닛 중 하나에 대해서 본 개시 내용과 관련하여 설명된 모든 구체적인 내용이 또한 제2 체인 구동 유닛에도 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이는, 덧붙여 말하자면, 구조 및 동작 모드와 관련하여 또한 동일할 수 있는, 제1 및 제2 압력 유닛에 그리고 - 2개의 분리된 조정 유닛이 제공되는 경우에 - 또한 분리된 조정 유닛에 적용될 수 있다.
바람직하게, 체인 구동 유닛 각각은 체인 조립체를 구동하기 위한 별개의 모터를 포함한다. 체인 조립체는 복수의 상호-연결된 체인 부재를 포함하고 유한 체인의 형태로 제공된다. 또한, 2개의 체인 구동 유닛 각각은 체인이 순환하도록 주위로 배열되는, 운반체, 구동 롤 및 편향 롤을 포함할 수 있다. 구동 롤 및 편향 롤은 서로 거리를 두고 제1 운반체 상에서 회전식으로 지지된다. 모터에 의해서 회전식으로 구동될 수 있는 구동 롤은, 모터로부터 체인으로 토크를 전달하기 위해서 바람직하게 형상-결합 방식(form-locking way)으로 체인과 결합된다. 모터는, 예를 들어, 전기 기계 또는 유압 기계의 형태로 제공될 수 있다. 체인 구동 유닛 마다, 각각의 체인 조립체를 회전 구동시키는 별개의 모터가 바람직하게 제공된다. 제1 체인 조립체를 구동시키기 위한 모터 및 제2 체인 조립체를 구동시키기 위한 모터가 제어와 관련하여 바람직하게 동기화되며, 그에 따라 2개의 체인 유닛이 동일한 회전 속력으로 이동된다.
실시예에 따라서, 체인 조립체는 복수의 원주방향으로 분포된 마찰 부재를 포함한다. 마찰 부재가 체인 조립체의 회전 운동 중에 세장형 재료와 마찰 접촉되도록 그에 따라 2개의 대향된 체인 조립체들 사이에 조여진 세장형 재료를 공급 방향으로 이동시키도록, 마찰 부재가 설계된다. 하나 또는 몇개의 마찰 부재가 체인 부재의 각각의 하나에 배열될 수 있다. 특히, 마찰 부재 각각이 마찰 라이닝을 포함하는 것이 제시되며, 그러한 마찰 라이닝은, 정지 마찰이 마찰 라이닝과 세장형 재료 사이에서 생성되게 하는 방식으로, 세장형 재료의 재료에 맞춰 구성된다. 실질적으로, 정지 마찰 만이 세장형 재료에서 생성되도록, 그에 따라 마모율이 낮고 세장형 재료의 표면이 보전되도록, 이동에 참여하는 구성요소의 재료 및 힘이 조정될 수 있다.
가능한 보다 구체적인 실시예에 따라서, 마찰 라이닝은 - 각각의 경우에 철, 구리, 안티모니, 아연, 몰리브덴의 분말 또는 섬유 - 광섬유 및/또는 황화물의 형태인, 구리, 황동, 철, 회색철(grey iron)과 같은 금속 성분을 포함한다. 마찰 라이닝을 위한 다른 재료, 예를 들어 플라스틱 및/또는 고무의 이용이 또한 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
2개의 구동 유닛의 체인 조립체 각각은 연관된 압력 유닛에 의해서 세장형 재료를 향해서 힘-하중을 받으며(force-loaded), 그에 따라 마찰 부재와 세장형 재료 사이에 마찰력이 축적된다. 압력 유닛은, 운반체 판 상에서 회전식으로 지지되는, 서로의 옆에 병렬로 배열된 몇 개의 롤 부재를 포함할 수 있다. 롤 부재는, 세장형 재료로부터 멀어지는 쪽으로 대면하는, 체인 부재의 측면과 접촉되고, 세장형 재료를 향해서 그 측면에 하중을 가한다. 특히, 제1 압력 유닛 및 제2 압력 유닛이 서로 반대로 배열되는 것이 제시되고, 2개의 압력 유닛으로부터 세장형 재료 상에 직접적으로 작용하는 힘들은 서로를 향해서 지향된다. 그러한 압력 힘들은 적어도 하나의 작동 구동부에 의해서, 예를 들어 유압 기계에 의해서 생성된다. 제1 가능성에 따라서, 적어도 하나의 작동 구동부가 정지적 구성요소 상에서 지지된다. 대안적으로, 적어도 하나의 작동 구동부가 대향 압력 유닛에 대항하여 지지될 수 있고, 그에 따라 작동 구동부가 작동될 때, 이들은 서로에 대항하여 직접적으로 하중을 받는다.
작동 구동부는, 요건에 따라서, 더 크거나 더 작은 범위까지, 세장형 재료를 향해서 운반체 판에 하중을 가하기 위해서 운반체 판 상에 작용할 수 있다. 실시예에 따라서, 제1 압력 유닛 및 제2 압력 유닛이, 세장형 재료의 공급 방향으로, 정지적 구성요소에, 예를 들어 프레임에 고정되는 것이 제시될 수 있다. 따라서, 압력 유닛의 이동은 수직 방향으로만 즉, 세장형 재료를 향하거나 그로부터 멀어지게만 가능할 수 있을 것이다. 바람직하게, 조정 구동부(들)로부터 생성되는 압력 힘이 개별적으로 셋팅될 수 있고 가변적으로 제어될 수 있다. 특히, 하나의 또는 양 압력 유닛의 압력 힘은 체인 조립체의 구동 속력 및 적어도 하나의 조정 유닛의 위치, 각각의 이동과 독립적으로, 생성될 수 있다.
실시예에 따라서, 적어도 하나의 조정 유닛이 정지적 구성요소에 대항하여 지지된다. 조정 유닛을 작동시키는 것에 의해서, 힘이 세장형 재료의 주 연장 방향으로 조정 유닛에 연결된 체인 구동 유닛에 인가된다. 이와 관련하여, 주 연장 방향은 세장형 재료의 공급 방향을 따르는 것 또는 그에 대항하는 것 즉, 길이방향을 따르는 것을 의미한다. 조정 유닛이 각각 지지되고 고정되는 정지적 구성요소가 예를 들어 구동부의 정지적 프레임일 수 있다.
조정 유닛은 특히 유압식 피스톤-실린더 유닛의 형태로 제공될 수 있는 선형 구동부를 포함할 수 있다. 유압식 조정 유닛은 동적으로 그리고 신속하게 제어될 수 있다는 점에서 유리하다. 보다 구체적인 실시예에서, 선형 구동부의 제1 부분이 정지적 구성요소에 연결될 수 있고, 선형 구동부의 제2 부분이 연관된 체인 구동 유닛에 연결될 수 있다. 선형 구동부의 속력 및/또는 위치가 가변적으로 조정될 수 있다. 조정 유닛을 작동시키는 것에 의해서, 연관된 체인 구동 유닛이 정지적 구성요소에 대해서, 즉 세장형 재료의 공급 방향을 따라 또는 그에 대항하여 이동될 수 있다. 만약 구동 유닛이 공급 방향으로 이동되도록 제어 유닛이 제어된다면, 출력 단부에서 보다 입력 단부에서 더 큰 인장력이 발생된다. 반대로, 즉, 만약 구동 유닛이 조정 유닛에 의해서 공급 방향에 대항하여 이동된다면, 입력 단부에서의 인장력이 출력 단부에서 작다. 2개의 구동 유닛이 적합한 안내부에 의해서 세장형 재료의 주 연장 방향으로 정지적 구성요소 내에서 길이방향으로 변위 가능하게 안내될 수 있다.
바람직한 실시예에 따라서, 세장형 재료의 공급 속력 및/또는 견인력을 제어하기 위해서, 제어 유닛이 제공된다. 바람직하게, 2개의 조정 유닛, 2개의 구동 유닛 및 적어도 하나의 압력 유닛을 제어하고, 이러한 목적을 위해서, 그러한 유닛에 제어 가능하게 연결되는 정확하게 하나의 제어 유닛이 제공된다. 특히, 각각의 개별적인 제어 매개변수가 제어 유닛에 의해서 개별적으로 셋팅될 수 있는 것이 제시된다. 또한, 개별적인 제어 매개변수가 최대 값과 최소 값 사이에서 바람직하게 연속적으로 셋팅될 수 있다.
균일한 힘의 도입 및 그에 따른 세장형 재료의 균일한 이동을 달성하기 위해서, 2개의 체인 구동 유닛이 동기식으로 구동되는 것이 유리하고, 즉 동일한 힘 및 속력이 세장형 재료의 상부 측면으로 그리고 세장형 재료의 하부면으로 인가되는 것이 유리하다. 바람직하게, 동일한 것이 2개의 압력 유닛의 제어에 및/또는, 2개의 조정 유닛이 이용되는 경우에, 2개의 조정 유닛의 제어에 적용된다.
보다 구체적인 실시예에 따라서, 제1 및/또는 제2 구동 유닛의 조립체 또는 구성요소의 적어도 일부가 경량 구조재로부터, 특히 경량 금속 또는 섬유-보강 플라스틱으로 생성될 수 있다. 경량 구조재의 이용은 3개의 유닛의 조정 운동역학 및/또는 작용력을 분리하는 것과 관련하여 유리하다. 경량 구성 방법으로 개별적인 조립체 또는 구성요소를 생산하는 것에 의해서, 시설을 동작시키는데 필요한 에너지의 양이 적어진다.
또한, 전술한 목적은 세장형 금속 재료를 프로세싱하기 위한 시설을 제공하는 것에 의해서 달성되고, 그러한 시설은 세장형 재료의 공급 방향으로 세장형 금속 재료를 연속적으로 가공하기 위한 적어도 하나의 도구 및 세장형 재료를 운송하기 위한 장치를 가지며, 그러한 장치는 전술한 실시예 중 적어도 하나를 포함한다.
전술한 시설은 그러한 장치와 관련하여 언급되고 여기에서 인용된 것과 동일한 장점을 갖는다. 장치는 상이한 시설 구성요소들 사이의, 예를 들어 장치의 전방 및 후방에 배열된 시설 구성요소 사이의 속력 및 경로 길이의 차이를 보상할 수 있다. 그러한 장치를 이용하는 것에 의해서, 상이한 공급 속력들을 필요로 하는 세장형 재료의 2개의 연속적인 작업 프로세스를 실시할 수 있다.
제1 가능성에 따라서, 세장형 재료를 도구를 통해서 끌어 당기는 견인력을 운송 장치가 세장형 재료로 인가하도록, 운송 장치가 세장형 재료의 공급 방향으로 도구 후방에(즉, 하류에) 배열될 수 있다. 제2 가능성에 따라서, 도구와 관련하여, 세장형 재료를 도구를 통해서 밀어 내는 압력 힘을 장치가 세장형 재료로 인가하도록, 장치가 또한 세장형 재료의 공급 방향과 관련하여 도구의 전방에(즉, 상류에) 배열될 수 있다. 전술한 바와 같이, 장치는 또한, 시설 구성요소로서 또한 지칭될 수 있는 2개의 도구들 사이에 배열될 수 있다.
원칙적으로, 도구는 세장형 재료를 프로세싱하기 위해서 이용되는 임의의 도구, 예를 들어 롤링 도구, 절단 도구, 코팅 도구, 프로파일링(성형) 도구 및/또는 엠보싱 도구일 수 있다. 그러한 도구는 스트립 재료의 두께가 감소되는 롤링 도구와 관련하여 특히 적합하게 이용되며, 그러한 두께 감소는 롤링 도구의 입구와 출구 사이의 상이한 속력들을 유도한다. 특별한 유형의 롤링은 가요성 롤링으로서, 그러한 가요성 롤링에서 스트립 재료는 길이에 걸쳐 가변적인 시트 두께를 수용한다. 입구 속력이 가변적인 경우에, 이는 롤링 도구의 출구측에서의 가요성 롤링된 스트립 재료의 거의 일정한 속력을 수반한다. 그에 따라, 장치는 가요성 롤링을 위한 시설에서 특히 적합하고, 그러한 장치는 가요성 롤링 도구의 상류 및/또는 하류에 배열될 수 있다. 이와 관련하여, 출구측에서의 거의 일정한 속력이 5%까지의 속력 변화를 포함할 것이다.
또한, 전술한 목적은, 장치에 의해서, 세장형 금속 재료, 보다 특히 스트립 재료, 와이어 재료, 파이프 재료 또는 프로파일링된 재료를 운송하기 위한 프로세스를 제공하는 것에 의해서 달성되고, 그러한 장치는 세장형 재료가 마찰 접촉 하에서 사이에서 안내되는 2개의 체인 구동부, 체인 부분을 세장형 재료에 대항하여 압력-하중 인가하기 위한 2개의 압력 유닛, 및 세장형 재료의 길이방향으로 체인 구동 유닛을 변위시키기 위한 적어도 하나의 조정 유닛을 가지며, 그러한 프로세스는:
세장형 재료가 대향하는 마찰 부재들 사이에서 조여지도록 그리고 그와 함께 공동으로 이동되도록, 2개의 체인 구동 유닛의 마찰 부재가 세장형 재료와의 마찰 접촉하게 되는, 2개의 체인 구동 유닛을 구동시키는 단계; 장치의 전방 및/또는 후방에서 세장형 재료의 운송에 영향을 미치는 세장형 재료의 적어도 하나의 물리적 프로세스 값을 결정 단계; 세장형 재료의 운송에 영향을 미치는 세장형 재료의 물리적 목표 값을 계산하는 단계로서, 그에 의해서 결정된 바와 같은 물리적 프로세스 값을 고려하는, 계산하는 단계; 및 정지적 구성요소에 대해서 세장형 재료의 길이방향으로 2개의 체인 구동 유닛이 가변적으로 조정되도록, 계산된 물리적 목표 값을 기초로 적어도 하나의 조정 유닛을 제어하는 단계로서, 체인 구동 유닛에 의해서 세장형 재료로 전달되는 제1 이동 및 적어도 하나의 조정 유닛에 의해서 2개의 체인 구동 유닛으로 전달되는 제2 이동이 서로 중첩되어 세장형 재료의 결과적인 이동을 유발하는, 조정 유닛 제어 단계를 포함한다.
그러한 프로세스는 긴 제품에 대해서 작업하기 위한 시설 구성요소들 사이의 속력 및 경로 길이의 차이를 보상하는 전술한 장점을 제공한다.
보다 구체적인 실시예에 따라서, 제1 물리적 프로세스 값, 예를 들어 세장형 재료의 입구 속력 및/또는 입구 힘이 장치의 전방에서 결정될 수 있고, 제2 물리적 프로세스 값, 예를 들어 세장형 재료의 출구 속력 및/또는 출구 힘이 장치의 후방에서 결정될 수 있다.
2개의 압력 유닛에 의해서 세장형 재료로 간접적으로 인가되는 압력을 제어하기 위해서, 제1 및 제2 물리적 프로세스 값이 고려되는, 추가적인 프로세스 단계가 제공될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 2개의 체인 구동 유닛, 2개의 압력 유닛 및 적어도 하나의 조정 유닛이 서로 독립적으로 제어된다.
전체적으로, 세장형 재료의 속력 및/또는 힘이 적합한 방식으로 상류 및/또는 하류 프로세스의 요건에 맞춰 구성될 수 있는 방식으로, 장치가 프로세스에 의해서 제어될 수 있다. 예를 들어, 일 측부, 즉 입구측 또는 출구측에서, 세장형 재료 상에 작용하는 길이방향 힘이 영이 되도록 그리고 다른 측부에서, 각각의 프로세스를 위해서 요구되는 공칭 견인력이 인가되도록, 적어도 하나의 조정 유닛이 제어될 수 있다. 견인력을 영으로 셋팅하는 것은, 기본 장력을 인가하기 위한 추가적인 장치가 필요치 않다는 점에서 유리하다. 영의 힘과 공칭 힘 사이의 범위를 가지는 다른 견인력이 또한 셋팅될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이하에서, 도면을 참조하여 바람직한 실시예가 설명될 것이다.
도 1은 제1 작업 위치에서 세장형 재료를 운송하기 위한 발명에 따른 장치를 도시한다.
도 2는 제2 작업 위치에서 도 1에 따른 장치를 도시한다.
이하에서 함께 설명될 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 세장형 재료(3)를 운송하기 위한 장치(2)를 도시하며 그러한 장치는 또한 운송 장치로서 지칭될 수 있다. 본 실시예에서, 장치(2)는 2개의 작업 프로세스들(P1, P2) 사이에 배열된다. 세장형 재료(3)의 공급 방향으로, 운송 장치의 전방에 배열되는 제1 작업 프로세스(P1) 내에서, 세장형 재료(3)는 제1 방식으로 작업되고, 운송 장치(2)의 후방에 배열되는 제2 작업 프로세스(P2) 내에서, 세장형 재료는 제2 방식으로 작업된다.
세장형 재료는, 주 연장 방향(길이방향(L))으로, 제2 연장 방향(폭 및/또는 두께 방향) 보다 적어도 10배 더 큰 확장부를 포함하는 재료로 이해된다. 특히, 세장형 재료는 금속 재료로 제조된 스트립, 와이어, 파이프 또는 프로파일링된 재료일 수 있다. 예를 들어, "금속 재료"는, 강, 고-등급 강, 알루미늄과 같은 경량 금속, 구리, 황동 또는 청동과 같은 비철 금속, 뿐만 아니라 몇몇 금속 성분을 가지는 합금일 수 있다.
작업 프로세스(P1, P2) 및 이를 위한 도구의 설계는 세장형 재료(3)의 유형에 의존한다. 작업 프로세스는 또한 가공 프로세스로 지칭될 수 있다. 만약 금속-기반의 스트립 재료가 세장형 재료로서 이용된다면, 2개의 작업 프로세스(P1, P2) 중 적어도 하나 또는 양자 모두가, 예를 들어, 롤링, 절단, 코팅, 프로파일링 및/또는 엠보싱 프로세스일 수 있다. 이러한 경우에, 2개의 작업 프로세스(P1, P2)는 세장형 재료 작업에 대한 상이한 프로세싱 속력들을 일시적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 롤링 프로세스는 후속 절단 프로세스보다 더 빠르거나 더 느리게 일시적으로 실시될 수 있다.
2개의 작업 프로세스들(P1, P2) 사이에 배열된 장치(2)는 운송 장치의 입구(4) 및 출구(5)에서 세장형 재료(3) 상에 작용하는 힘(F4, F5)의 가변적 조정을 허용하고, 그러한 조정은 각각의 작업 프로세스(P1, P2)에 맞춰 구성된다.
본 실시예에서, 운송 장치(2)는 2개의 작업 프로세스들(P1, P2) 사이에 배열된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 장치(2)는 또한 단지 하나의 작업 프로세스 및 단지 하나의 시설 구성요소를 가지는 배열로 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 장치(2)는 세장형 재료(3)에 작업을 실시하기 위한 하나의 단일 작업 도구의 전방 또는 후방에 배열될 수 있다. 세장형 재료에 인장력을 인가하는 장치의 성질로 인해서, 장치(2)는 달리 필요할 수 있는 코일러를 대체하는 역할을 할 수 있다.
이하에서, 그러한 장치(2)의 설계 및 동작 모드를 더 구체적으로 설명한다. 장치(2)는 쌍으로 함께 작업하는 복수의 기능적 유닛, 즉 제1 및 제2 체인 구동 유닛(6, 6'), 제1 및 제2 압력 유닛(7, 7'), 그리고 제1 및 제2 조정 유닛(8, 8')을 포함한다. 또한, 운송에 영향을 미치는 운송 매개변수, 특히 세장형 재료(3)의 공급 속력(v3) 및/또는 견인력(F4, F5)을 제어하기 위한 제어 유닛(미도시)이 제공된다.
2개의 체인 구동 유닛(6, 6') 각각은, 운반체(9, 9'), 구동 롤(10, 10'), 편향 롤(11, 11'), 연속적인 체인(12, 12') 및 모터(13, 13')를 포함한다. 구동 롤(10, 10') 및 편향 롤(11, 11')은, 각각의 회전 축(A10, A11) 주위로 회전되도록, 운반체(9, 9')에서 서로 거리를 두고 배열된다. 구동 롤(10, 10')은 연관된 모터(13, 13')에 의해서 회전식으로 구동될 수 있고, 모터에 의해서 도입된 토크를 각각의 체인(12, 12')으로 전달한다. 이러한 목적을 위해서, 구동 롤(10, 10')은, 체인(12, 12')의 상응하는 형상-결합 수단과 형상-결합식으로 결합되는 적합한 형상-결합 수단을 구비할 수 있다. 모터는 예를 들어 전기 모터 또는 유압 모터일 수 있다. 세장형 재료(3)의 상부 및 하부 단부에서 균일한 구동 조건 및 균일한 힘의 도입을 성취하기 위해서, 2개의 체인 유닛(6, 6')이 동일한 회전 속력(v12, v12')으로 이동되도록, 제1 체인 유닛(6)을 구동하기 위한 제1 모터 및 제2 체인 유닛(6')을 구동하기 위한 제2 모터(13')가 동기식으로 구동되는 것이 제공된다.
각각의 체인(12, 12')은 복수의 상호-연결된 체인 부재(14, 14')를 포함한다. 각각의 체인 부재(14, 14')는 체인 조립체(12, 12')의 순환 이동 중에 세장형 재료(3)와 마찰 접촉되도록 그에 따라 2개의 대향된 체인 조립체(12, 12') 사이에 조여진 세장형 재료(3)를 공급 방향(R3)으로 이동시키도록 설계된 하나의 또는 복수의 마찰 부재(15, 15')를 포함할 수 있다. 마찰 부재(15, 15')는 마찰 라이닝과 세장형 재료 사이에 정지 마찰이 생성되도록, 세장형 재료의 재료에 채택되는 마찰 재료를 포함하는 마찰 라이닝을 각각 포함할 수 있다. 강으로 이루어진 세장형 재료의 조각을 운송하기 위해서, 마찰 라이닝은 각각의 경우에 운반체 재료에 내재될 수 있는 강, 구리, 안티모니, 아연, 몰리브덴의 분말 또는 섬유, 및/또는 광섬유 및/또는 황화물의 형태인, 구리, 철, 회색철과 같은 금속 성분을 특히 포함할 수 있다.
세장형 재료(3)와 마찰 접촉되는 체인 부분(16, 16')은 연관된 압력 유닛(7, 7')에 의해서, 세장형 재료(3)를 향하는 방향을 따라 즉, 세장형 재료의 수직 방향을 따라 압력 힘(F7, F7')으로 하중을 받는다. 압력 힘들(F7, F7')이 서로를 향해서 지향되는 방식으로, 2개의 압력 유닛(7, 7')이 배열된다는 것을 확인할 수 있을 것이다. 마찰 부재(15, 15')와 세장형 재료(3) 사이의 마찰력이 또한 변경될 수 있도록, 압력 힘의 강도가 가변적으로 조정될 수 있고, 그러한 마찰력은 수직 항력에 의존한다.
압력 유닛(7, 7') 각각은 운반체 판(18, 18') 상에서 회전식으로 지지되는 몇개의 롤 부재(17, 17')를 포함한다. 롤 부재(17, 17')는 세장형 재료(3)로부터 멀어지는 쪽으로 대면하는 체인 부재(14, 14')의 측면 상에 작용하고, 세장형 재료(3)를 향해서 체인 부재에 하중을 가한다. 그러한 압력 힘(F7, F7')은 적어도 하나의 작동 구동부(미도시)에 의해서, 예를 들어 유압 기계에 의해서 생성된다. 동력 구동부 또는 셋팅 구동부로도 지칭될 수 있는 작동 구동부는, 다시, 운송 프로세스를 제어하는 전자 제어 유닛에 제어식으로 연결된다. 특히, 압력 힘(F7, F7')의 크기가 요건에 따라, 최대 값과 최소 값 사이에서 제어 유닛에 의해서 가변적으로 제어/조정될 수 있는 것이 제안된다. 바람직한 실시예에서, 제1 압력 유닛(7)의 작동 구동부 및 제2 압력 유닛(7')의 작동 구동부가 동기식으로 동작되며, 그에 따라 대향 측면들로부터 세장형 재료 상에 작용하는 힘(F7, F7')이 같게 된다. 2개의 압력 유닛(7, 7')은 세장형 재료의 공급 방향(R3)으로 고정되도록, 정지적 구성요소, 예를 들어 프레임에 고정될 수 있다. 대안적인 실시예에 따라서, 압력 유닛(7, 7')은 양 압력 유닛 상에서 각각 지지되는 하나의 또는 몇 개의 동력 구동부에 의해서 서로 대항하여 직접적으로 하중을 받을 수 있다.
운송 장치의 입구측(4)과 출구측(5) 사이의 보상 효과를 생성하기 위해서, 조정 장치(8, 8')가 체인 구동 유닛(6, 6') 마다 제공되고, 그러한 조정 장치에 의해서, 연관된 체인 구동 유닛이 세장형 재료의 길이방향(L)으로 이동될 수 있다. 대안적인 실시예에 따라서, 양 체인 구동 유닛 상에 구동식으로 작용하는 하나의 단일 조정 유닛 만을 제공할 수도 있다.
조정 유닛(8, 8')은 유압식 피스톤-실린더 유닛의 형태로 각각 제공되고, 스핀들 구동부와 같은 다른 선형 구동부가 또한 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 조정 유닛(8, 8')은 조정 가능한, 즉 변화 가능한 길이를 가지며, 제1 부분(19, 19')은 정지적 구성요소(20, 20')에 연결되고 그리고/또는 그에 대항하여 지지되며, 제2 부분(21, 21')은 연관된 체인 구동 유닛(6, 6')에 연결되어, 힘을 그로 전달한다. 조정 유닛(8, 8')의 속력 및/또는 위치는 제어 유닛에 의해서 가변적으로 셋팅될 수 있다.
조정 유닛(8, 8')은 각각의 연관된 체인 구동 유닛(6, 6')을 정지적 구성요소(20, 20')에 대해서 즉, 세장형 재료(3)의 공급 방향(R3)으로 또는 그에 대항하여 이동시키도록 설계된다. 조정 유닛(8, 8')을 작동시키는 것에 의해서, 작동 힘(F8, F8')이 각각의 체인 구동부(6, 6')로 인가되고, 이는 입구(4)에서 그리고 출구(5)에서 각각 세장형 재료의 인장력에 영향을 미친다. 또한, 체인 구동부(6, 6')는 그 전체가, 조정 유닛(8, 8')의 선형 셋팅 속력(v8, v8')에 상응하는 셋팅 속력(v6, v6')으로 정지적 구성요소(20, 20')에 대해서 이동된다. 조정 유닛(8, 8')이 작동될 때, 체인 구동 유닛(6, 6')에 의해서 세장형 재료(3)로 전달되는 각각 속력(v12, v12')의 제1 이동, 및 2개의 조정 유닛(8, 8')에 의해서 체인 구동 유닛(6, 6')으로 전달되는 각각 속력(v8, v8')의 제2 이동이 서로 중첩되고, 그에 따라 세장형 재료(3)의 결과적인 이동 및 속력(v3) 각각이 얻어진다.
가능한 제어 방법에 따라서, 세장형 재료(3)의 적어도 하나의 실질적으로 일정한 기본 속력(v12, v12')이 체인 구동 유닛(6, 6')에 의해서 셋팅될 수 있고, 그리고 프로세스를 제어하기 위한 속력의 동적인 조정이 조정 유닛(8, 8')에 의해서 이루어질 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 유압식 조정 유닛이 특히 적합한데, 이는 그러한 유압식 조정 유닛이 신속하게 동적으로 제어될 수 있기 때문이다. 운송 프로세스를 제어하기 위한 입력 매개변수, 예를 들어 입구측에서의 속력(v4) 및/또는 견인력(F4) 및/또는 출구측(5)에서의 속력(v5) 및/또는 견인력(F5)이 이용될 수 있다. 이러한 것을 기초로 하여, 체인 구동 유닛(6, 6')으로부터 세장형 재료(3) 상에 작용하는 견인력에 대한 공칭 값(목표 값)이 결정될 수 있고, 그러한 값에 따라서, 체인 구동 유닛의 모터(13, 13'), 압력 유닛(7, 7')의 구동부, 및 조정 유닛(8, 8')이 그에 따라 제어된다.
만약 체인 구동 유닛(6, 6')이 공급 방향(R3)으로 이동되도록 즉, 도 1에 도시된 위치로부터 도 2에 도시된 위치 내로 이동되도록 조정 유닛(8, 8')이 제어된다면, 세장형 재료(3)의 입구측(4)에서 생성되는 인장력(F4)은 출구측(5)에서 보다 더 크다. 역으로, 즉 체인 구동 유닛(6, 6')이 조정 유닛(8, 8')에 의해서 공급 방향(R3)에 대항하여, 즉 도 2에 도시된 위치로부터 도 1에 도시된 위치로 이동된다면, 입구측(4)에서의 인장력(F4)은 출구측(5)에서 보다 낮다. 적합한 안내부(미도시)에 의해서 세장형 재료(3)의 길이방향을 따라 길이방향으로 변위 가능하도록, 2개의 체인 구동 유닛(6, 6')이 정지적 구성요소(20, 20') 내에서 안내될 수 있다.
본 발명에 따른 운송 장치(2) 및 그러한 운송 장치로 실행될 수 있는 프로세스 각각은 2개의 프로세스 측부(4, 5) 상의 상이한 힘 및/또는 인장 수준을 가변적으로 조정 및 제어하기에 적합하다. 이러한 방식으로, 입구(4)와 출구(5) 사이의 경로 길이 및/또는 속력을 보상할 수 있다.
2 장치
3 세장형 재료
4 입구
5 출구
6, 6' 체인 구동 유닛
7, 7' 압력 유닛
8, 8' 조정 유닛
9, 9' 운반체
10, 10' 구동 롤
11, 11' 편향 롤
12, 12' 체인
13, 13' 모터
14, 14' 체인 부재
15, 15' 마찰 부재
16, 16' 체인 부분
17, 17' 롤 부재
18, 18' 운반체 판
19, 19' 부분
20, 20' 정지적 구성요소
21, 21' 부분
A 축
F 힘
L 길이방향
P 프로세스
R 공급 방향

Claims (16)

  1. 세장형 금속 재료, 특히 스트립 재료, 와이어 재료, 파이프 재료 또는 프로파일링된 재료를 운송하기 위한 장치이며:
    연속적인 제1 체인(12)을 가지는 제어 가능한 제1 체인 구동 유닛(6);
    연속적인 제2 체인(12')을 가지는 제어 가능한 제2 체인 구동 유닛(6')으로서, 상기 세장형 재료(3)가 마찰 접촉으로 제1 체인과 제2 체인(12, 12') 사이를 통과하고 그에 따라 제1 및 제2 체인 구동 유닛(6, 6')을 동작시키는 것에 의해서, 상기 세장형 재료가, 상기 세장형 재료(3)와 접촉되는 체인 부분(16, 16')의 이동 방향으로 이동되도록, 상기 제1 및 제2 체인 구동 유닛(6, 6')이 배열되는, 제2 체인 구동 유닛;
    상기 세장형 재료(3)를 향해서 제1 압력 힘(F7)을 상기 제1 체인(12)으로 인가하도록 구성되는 제어 가능한 제1 압력 유닛(7);
    상기 세장형 재료(3)를 향해서 제2 압력 힘(F7')을 상기 제2 체인(12')으로 인가하도록 구성되는 제어 가능한 제2 압력 유닛(7');
    제1 및 제2 체인 구동 유닛(6, 6') 중 적어도 하나에 기계적으로 연결되고 동작 중에 상기 세장형 재료(3)의 길이방향(L)으로 상기 제1 및 제2 체인 구동 유닛 중 적어도 하나를 이동시키도록 구성된, 적어도 하나의 제어 가능한 조정 유닛(8, 8')
    을 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 체인 구동 유닛(6)은 상기 세장형 재료(3)의 길이방향(L)으로 상기 제1 압력 유닛(7)에 대해서 이동 가능하고, 상기 제1 압력 유닛(7)은 상기 세장형 재료의 길이방향으로 정지적 구성요소(20)에 고정되도록 유지되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 조정 유닛(8, 8')이 정지적 구성요소(20, 20')에 대항하여 지지되고 선형 구동부, 특히 유압식 피스톤 실린더 유닛을 포함하고, 상기 선형 구동부의 길이 변화가 상기 정지적 구성요소(20, 20')에 대한 상기 체인 구동 유닛(6, 6')의 이동에 영향을 미치도록, 상기 선형 구동부의 제1 부분(19, 19')이 정지적 구성요소(20, 20')에 연결되고 제2 부분(21, 21')이 상기 체인 구동 유닛(6, 6')에 연결되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세장형 재료(3)의 운송에 영향을 미치는 적어도 하나의 물리적 프로세스 값을 제어하기 위해서 제어 유닛(ECU)가 제공되고, 상기 제어 유닛은 상기 제1 및 제2 체인 구동 유닛(6, 6')에, 상기 제1 및 제2 압력 유닛(7, 7')에, 그리고 상기 적어도 하나의 조정 유닛(8, 8')에 제어식으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 체인 구동 유닛(6) 및 상기 제2 체인 구동 유닛(6'), 제1 압력 유닛(7) 및 제2 압력 유닛(7'), 및/또는 적어도 하나의 조정 유닛(8, 8')이 각각 동기식으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세장형 재료(3)의 공급 속력(v3)이 상기 제1 압력 유닛(7)의 압력 힘(F7)과 독립적으로 조정될 수 있도록, 상기 제1 체인 구동 유닛(6), 제1 압력 유닛(7) 및 적어도 하나의 조정 유닛(8)이 서로 독립적으로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 체인 구동 유닛(6)은 운송 목적을 위해서 상기 세장형 재료(3)와 마찰 접촉되도록 구성된 복수의 원주방향으로 분포된 마찰 부재(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    모든 동작 조건 하에서 정지 마찰이 보장되도록, 상기 마찰 부재(15)의 각각이 상기 세장형 재료에 맞춰 구성되는 마찰 라이닝을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 체인 구동 유닛(6)의 적어도 일부 구성요소가 경량 재료, 특히 경량 금속 또는 섬유-보강 플라스틱으로 생산되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  10. 세장형 금속 재료(3)를 세장형 재료의 공급 방향(R3)으로 연속적으로 작업하기 위한 도구를 가지는, 세장형 금속 재료를 프로세싱하기 위한 시설에 있어서,
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 세장형 재료를 운송하기 위한 장치(2)를 특징으로 하는, 시설.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 세장형 재료가 도구를 통해서 당겨지게 하는 인장력(F4)을 상기 장치가 상기 세장형 재료에 인가하도록, 상기 세장형 재료(3)를 운송하기 위한 장치(2)가 상기 도구의 후방에서 상기 공급 방향(R3)에 대해서 배열되는 것을 특징으로 하는, 시설.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 도구가 롤링 도구, 절단 도구, 코팅 도구, 프로파일링 도구 또는 엠보싱 도구인 것을 특징으로 하는, 시설.
  13. 장치(2)에 의해서, 세장형 금속 재료, 특히 스트립 재료, 와이어 재료, 파이프 재료 또는 프로파일링된 재료를 운송하기 위한 방법으로서, 상기 장치는, 상기 세장형 재료(3)가 마찰 접촉 하에서 사이에서 통과되는 2개의 체인 구동 유닛(6, 6'), 체인 부분(16, 16')을 상기 세장형 재료(3)에 대항하여 가압하기 위한 2개의 압력 유닛(7, 7'), 및 상기 세장형 재료(3)의 길이방향(L)으로 2개의 체인 구동 유닛(6, 6') 중 적어도 하나를 변위시키기 위한 적어도 하나의 조정 유닛(8, 8')을 구비하고, 상기 방법은:
    상기 세장형 재료(3)가 대향하는 마찰 부재들(14, 14') 사이에서 조여지도록 그리고 그와 함께 공동으로 이동되도록, 2개의 체인 구동 유닛의 마찰 부재(14, 14')가 세장형 재료와 마찰 접촉되는, 2개의 체인 구동 유닛(6, 6')을 구동시키는 단계;
    상기 장치(2)의 전방 및/또는 후방에서 상기 세장형 재료(3)의 운송에 영향을 미치는 상기 세장형 재료의 물리적 프로세스 값(v4, F4; v5, F5)을 결정하는 단계;
    상기 세장형 재료(3)의 운송에 영향을 미치는 상기 세장형 재료(3)의 물리적 목표 값(vsoll, Fsoll)을 계산하는 단계로서, 그에 의해서, 결정된 바에 따른 상기 물리적 프로세스 값(v4, F4; v5, F5)을 고려하는, 계산 단계;
    정지적 구성요소(20, 20')에 대해서 상기 세장형 재료(3)의 길이방향(L)으로 상기 2개의 체인 구동 유닛(6, 6')이 가변적으로 조정되도록, 상기 계산된 물리적 목표 값(vsoll, Fsoll)을 기초로 적어도 하나의 조정 유닛(8, 8')을 제어하는 단계로서, 상기 2개의 체인 구동 유닛(6, 6')에 의해서 상기 세장형 재료로 전달되는 제1 이동 및 상기 적어도 하나의 조정 유닛(8, 8')에 의해서 상기 2개의 체인 구동 유닛(6, 6')으로 전달되는 제2 이동이 서로 중첩되어 상기 세장형 재료(3)의 결과적인 이동을 유발하는, 조정 유닛 제어 단계
    를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 장치(2)의 전방에서 결정되는 제1 물리적 프로세스 값은 상기 세장형 재료(3)의 입구 속력(v4) 또는 입구 힘(F4)이고; 그리고
    상기 장치(2)의 후방에서 결정되는 제2 물리적 프로세스 값은 상기 세장형 재료(3)의 출구 속력(v5) 또는 출구 힘(F5)인 것을 특징으로 하는, 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 2개의 압력 유닛(7, 7')에 의해서 상기 세장형 재료(3)로 간접적으로 인가되는 압력(F7, F7')을 제어하는 단계로서, 그에 의해서 이미 결정된 상기 물리적 프로세스 값(v4, F4; v5, F5) 중 적어도 하나를 고려하는, 압력 제어 단계가 추가적으로 제공되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2개의 체인 구동 유닛(6, 6'), 상기 2개의 압력 유닛(7, 7'), 및 적어도 하나의 조정 유닛(8, 8')이 서로 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는, 방법.
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