JPH0261646B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、作業外周面を有し回転する中空ロー
ルと、これの内周面から間隙を置いてこの中空ロ
ールを縦通する固定クロスヘツドと、該クロスヘ
ツドの外周に取付けられ作業外周面全長にわたつ
て延びると共に中空ロールの内周面に接する縦パ
ツキンと、クロスヘツド外周の縦パツキンの端部
に取付けられクロスヘツドの周方向に延び、中空
ロールの内周面に接し縦パツキンを協働して中空
ロールとクロスヘツドの間の空間を密封し圧力液
が充填される縦隔室を前記空間内に規定する横パ
ツキンと、中空ロールの端部で横パツキンの縦方
向外側に配設され、中空ロールをクロスヘツドに
支える軸受とを有するロールに関する。

［従来の技術］ 上記のロールはドイツ連邦特許第3128140号明
細書により公知である。この場合、縦パツキンと
横パツキンによつて取囲まれた縦隔室は、軸受の
間の中空ロールのほぼ全長にわたつて延びる。縦
隔室内にある圧力液は中空ロールの内周に対し
て、ロールギヤツプ側へ均一な圧力を働かせる。
この圧力はクロスヘツドによつて受け止められ
る。従つてクロスヘツドは、中空ロールの端部で
中空ロールとクロスヘツドの間の間隔不変の継手
をなす軸受の間でたわむ。このためクロスヘツド
と中空ロールの内周の間に間隔がある。

問題のロールは、例えば、製紙工業で使用する
場合は、10ｍに及ぶ大きな長さを有する。その場
合たわみの外側の最大半径方向偏りが30mmに及ぶ
ことがある。従つて、少くとも中央部のクロスヘ
ツドと中空ロールの内周との間隔は大きくなけれ
ばならない。

中央部以外ではこのように大きなたわみのもと
でクロスヘツド及びたわみに影響されない中空ロ
ールの、特定の部位での軸方向の間に既にかなり
の角が生じる。縦隔室を画定するパツキンはもち
ろんこのような変位の場合にも密封を保たなけれ
ばならない。さもなければ縦隔室内の使用圧が解
消するからである。

ドイツ連邦特許第3128140号明細書にはギヤツ
プパツキンとして形成された横パツキンが示され
ている。その場合、ギヤツプ面の適正な間隔は、
パツキンだけに属する、特別に設けたロール軸受
がギヤツプを形成する部材を正確に相互に支承す
ることによつて維持される。なお、上記の部材が
適当に遊動し得ることによつて、クロスヘツドと
中空ロールの間の変位が考慮される。

パツキンの中の軸受は極めて正確でなければな
らず、しかも大きな直径を有する。従つて、この
構造はかなり費用がかかり、差当り特殊な場合の
ために考慮される。

一般に問題の種類のロールの横パツキンは、ス
ライドリング・パツキンとして形成される。ドイ
ツ連邦特許第1026609号明細書はクロスヘツドの
半径方向溝の中に配設された半径方向スライドリ
ング・パツキンの略図を示す。しかし、実際には
横パツキンは、たいてい、軸方向スライドリン
グ・パツキンとして形成され、軸受の近傍に取付
けられた、半径方向すべり面を有するリングに軸
方向に当接する。スライドリング・パツキンはク
ロスヘツドと中空ロールの内周の半径方向変位に
追従することができる。中空ロールに対するクロ
スヘツドのたわみが大きい場合に現れる整列不良
によつて、クロスヘツドに通されたスライドリン
グはクロスヘツドのたわみに応じて動かされ、傾
斜させられるから、縁端部しか対向面に接触しな
い。その結果、平面圧縮力の大幅な増加とそれに
対応する摩耗を生じ、上記のパツキンの寿命を著
しく低下する。

ドイツ連邦特許第3128140号明細書においては、
縦隔室が端部の軸受の間の中空ロールの全長にわ
たつて延びる。この場合、横パツキンは端部横パ
ツキンとして軸受の内側に直接配設される。とこ
ろが、この横パツキンに問題が生じるだけでな
く、「縦隔室」が全長にわたつて延びないで、ド
イツ連邦特許出願公開第3128722号明細書の場合
のように、複数個の縦隔室が軸方向に順次続く場
合にも問題が生じる。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的とするところは、横パツキンの寿
命がクロスヘツドのたわみによつて阻害されない
ように、冒頭に挙げた種類のロールを改良するこ
とである。

［問題点を解決するための手段、作用、発明の効
果］ 本発明に基づきクロスヘツドと横パツキンの少
くとも過圧側接触面が隣接の軸受の中心に中心を
置く球面に相当する方向を有することによつて上
記の目的が達成される。

「過圧側接触面」という表現は以下で次のこと
を意味する。すなわち、ロールの端部に設けた横
パツキンは、横パツキンを軸方向外側へ押しやろ
うとする、縦隔室内の圧力の作用下にある。端部
横パツキンはこの作用に抗してクロスヘツドに支
えられる。すなわち、クロスヘツドの対応する対
向面に接する。クロスヘツドの対向面と横パツキ
ンの対応する面を上述の表現で表示するのであ
る。横パツキンが必ずしもロール端部になく、も
つと内側の場所に配設されている場合も、同じこ
とが当てはまる。横パツキンに２個の縦隔室が隣
接する場合は、一般に一方の縦隔室をより高い圧
力を有する。所定の横パツキンに隣接する縦隔室
の内のどれが高い圧力を有するかが、互いに確定
されていない場合は、本発明に基づき一方の方向
に対する接触面と他方の方向に対する接触面が形
成される。

クロスヘツドがたわめば、固定点をなす隣接の
軸受の中心に中心を置く球面上でクロスヘツドの
各点が変位する。従つて、本発明に基づく改良の
効果は、クロスヘツドがたわむ時に、公知の実施
態様のように横パツキンが対向面に対して方向を
変えないで、接触状態が常に等しいことにある。
横パツキンの接触面はクロスヘツドの接触面の別
の場所にしか接触しないが、その他の点で横パツ
キンに影響はない。クロスヘツドがたわんだ時も
こうして横パツキンのすべり面と対向面の全面的
な接触を維持することができ、傾斜に関連する問
題が回避される。

接触面が実際に球面の一部であれば、理想的な
状態が現れる。

しかし、球面の半径は問題のロールの構造条件
の場合、周方向の外延に比してすこぶる大きいか
ら、接触面を円錐面で近似的に形成すれば一般に
十分である。計算によれば、当該の外延の接触面
区域で球面に対する円錐面の半径方向誤差は極め
て小さく、ミクロンの範囲内、すなわち、いずれ
にせよ製造公差の範囲内である。

考慮に置かれる実施態様として横パツキンがク
ロスヘツドの軸縦断面でクロスヘツドの半径方向
に対し傾斜した互いに平行な側面を有しこれらの
側面がクロスヘツドの軸縦断面で横パツキンと同
様に傾斜してクロスヘツド内に形成された案内面
間に嵌装した構造のものや、これらの案内面をク
ロスヘツドに設けられた円周溝の側面で構成した
ものがある。

この実施態様は製造上好適である。

円周溝は外周に配設することができるが、それ
ぞれの軸受と相対するクロスヘツドの端面に配設
してもよい。

別の実施態様では、クロスヘツドは、その軸方
向に平行に離間する案内面によつて規定される円
周カラーを有し、横パツキンはクロスヘツドの縦
軸を通る断面で軸方向に離間し案内面に接触する
平行な接触面を具備し、又この円周カラーはクロ
スヘツドに軸方向に離間して設けられた２つの円
周溝によつて形成されている。

この場合は横パツキンがクロスヘツドの案内面
の間になく、円周カラーに沿つて形成された上記
の案内面を取囲む。

中空ロールの内周に沿つた横パツキンの十分
な、かつ圧力に比例した押圧力を保証するため
に、連絡路で横パツキンに背面から圧力を供給す
るようにすることが望ましい。この場合、連絡路
を縦隔室からクロスヘツドを通つて円周溝に連通
させる構成とすることによつて実現することがで
きる。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明を図面に基づいて説
明する。

第１図に全体を参照番号１０で示すロールは、
固設されたクロスヘツド１を有し、その周囲に中
空ロール２が回転する。中空ロール２の外周面は
ロールの使用外周面をなし、本実施例ではロール
ギヤツプ４を存してカウンタロール３と相互作用
する。中空ロール２の端部はクロスヘツド１上の
軸受５に支持される。軸受５は球面から成る転動
面を有するころがり軸受として構成されている。
中空ロール２から突出するクロスヘツド１の端部
１″は、球面軸受６を介して図示しないロールス
タンド等に支持される。

クロスヘツド１は、軸受５の間で、中空ロール
２の内部に中空ロール２の内周面７から離間して
いる。ロールギヤツプ４の両側で、すなわち、ロ
ール１０及びカウンタロール３の軸線を通る作用
平面に対して対称に、クロスヘツド１に縦パツキ
ン８が配設される（第２図）。本実施例では縦パ
ツキン８はクロスヘツド１の縦溝に配設されたシ
ール片として略図で示すに留めた。その構造の細
部はこの場合重要でない。いずれにせよ縦パツキ
ン８によつてクロスヘツド１と中空ロール２の内
周面７との間の間隙が、ロールギヤツプ４の側に
ある上側の縦隔室（長手方向パツキン）９と反対
側に置かれた下側の縦隔室（長手方向パツキン）
１１とに仕切られる。

縦パツキン８は軸受５の端部ないし直接内側に
配設された横パツキン（円周方向パツキン）２０
に到達し、横パツキン２０と相互作用して密封す
る。横パツキン２０は第１図に長方形として示す
に留めた。第４図ないし第７図で明らかなよう
に、実際には横パツキン２０は別様に形成されて
いる。

第１図で上側の縦隔室９は供給管１２を通じて
圧力液体供給源と連通する。縦隔室９は縦パツキ
ン８と横パツキン２０によつて密封されているか
ら、供給管１２を経て圧力液体を縦隔室９に供給
すると、内側から中空ロール２の内周に向かつて
ロールギヤツプ４の方向へ圧力が発生する。これ
によつてカウンタロール４に線圧力が働く。背圧
はクロスヘツド１によつて受け止められる。クロ
スヘツド１はこの力によつて第１図で下側へたわ
む。なぜなら、端部が軸受５によつて中空ロール
２に対して半径方向に固定されているからであ
る。ロール１０の右側の端部の構造が、（第１図
では示されていないが）特に軸受５のまわりの左
端部の構造と同様であることは、もちろんのこと
である。

縦パツキン８と横パツキン２０によるシールは
完全密封を行なうものでなくてもよい。適当なポ
ンプ出力によつて十分な圧力が縦隔室９に発生す
れば十分である。もれ出た液体、すなわち、漏液
は縦隔室１１に溜まり、排出管１３を通して除去
される。多くの場合、意図的に縦隔室１１内にも
所定の圧力が維持されるから、ロールギヤツプ４
に現れる線圧力は縦隔室９及び１１の差圧に従つ
て定められる。

縦パツキン８が互いに正確に反対側に設けられ
ることは必要でない。縦隔室９は180゜より狭くて
もよい。また、第１図には軸受５の近傍に配設さ
れた唯１個の横パツキン２０が示されているが、
図示しない別の横パツキンによつて縦隔室９（及
び縦隔室１１も）を逐次の個別縦隔室に区分して
もよい。これらの個別縦隔室に別個に圧力液を供
給して、個別に異なる圧力を形成することができ
る。

横パツキン２０をクロスヘツド１の半径方向溝
１４の中に配設された、半径方向に通したスライ
ドリング１５として構成した場合に先行技術に生
じる問題を、第３図に極めて概略的に誇張して示
す。その場合クロスヘツド１が線圧力のもとでた
わむと、横パツキン２０が略図で示したように傾
斜し、中空ロール２の内周７に全すべり面１７で
なく縁端部１６だけで接する。このため縁端部１
６の区域に高い縁圧縮力と大きな摩耗が発生す
る。これを回避しようとする訳である。

第４図に第１図の区域を改めて拡大して示
す。軸受５は中心Ｍを有する。軸受５の内側に近
接してクロスヘツド１に円周カラー２１が、本実
施例においては、クロスヘツド１の該円周カラー
２１の両側の周囲に凹設された円周溝２２，２３
間に形成される。円周カラー２１の、第４図で左
側は半径方向面２４によつて、右側は接触面２５
によつて画定され、その間の円周カラー２１は円
柱形外周を有する。

接触面２５は、中心が軸受５の中心と一致す
る、半径２７の球面２６の一部に相当する。クロ
スヘツド１の軸線に対する接触面２５の傾きは、
球面２６の対応する環状部分と同様である。球面
２６は第４図に示した切断面と交つて円形ないし
は円弧形の交線を形成する。第４図にその一部が
認められる。

所で、接触面２５は厳密に球面でなくて円錐面
であり、球面２６が接触面２５の任意の場所で接
触面２５に接することによつて、円錐面の方向が
与えられる。球面に対する円錐面の半径方向偏差
は極めて小さく、製造公差の範囲内である。球面
２６の半径２７が接触面２５の幅に比して大きい
からである。第４図の実施例では、横パツキン２
０はクロスヘツド１を取囲むリング３０から成
る。リング３０はおおむねＴ形の横断面を有す
る。Ｔの横棒３１は円周カラー２１の側面２４の
左外側面と円周溝２２の半径方向外側面との間に
遊隙を置き、Ｔの縦棒３２はその内面と円周カラ
ー２１の外周面との間に遊隙を置いて位置し、接
触面２５の区域で外側へ拡がり、接触面２５に対
応する接触面３３を形成する。リング３０は第４
図で右からこのリングに働く、縦隔室９（と場合
によつては縦隔室１１）の中の圧力によつて、第
４図で左側へ変位させようとする力を受ける。こ
の力によつて接触面３３が接触面２５に接する。

そこでクロスヘツド１がたわめば、接触面２５
が球面２６の上で変位する。リング３０の接触面
３３はその時接触面２５の別の場所に当接する
が、その他の点で状況が全く同じであるから、リ
ング３０の方向に何ら変化がなく、たわんだクロ
スヘツド１によつて動かされることはなく、全す
べり面又は密封面１７への全面的接触が維持され
る。

第５図の横パツキン２０はリングないし横パツ
キン４０から成り、軸方向に置かれたその境界面
ないし端面４１，４２は互いに平行な円錐面であ
る。リング４０はこれらの円錐面４１，４２によ
つてクロスヘツド１のおおむね半径方向の溝４３
の中に、中空ロール２の内周面７に対して移動し
得るように通されている。リング４０と溝４３と
は接触しており、その場合、境界面４１，４２が
リング４０の接触面であり、溝４３の側面４４，
４５が溝４３の接触面である。面４１，４２，４
４，４５は半径方向にではなく、第４図と同様に
半径２７及び中心Ｍを有する球面にならつて斜め
に走る。こうして、球面２６は、リング４０がそ
こで接触する区域で溝４３の側面４４に接する。
クロスヘツド１がたわむ場合、中空ロール２の内
周に対するリング４０の位置は何ら変化しない。
本実施例においては、リング４０の全すべり面な
いしは密封面１７からその「背面」、すなわち、
溝４３の底部に形成された隔室４７に通じる連絡
路４６が形成されている。溝４０は約0.3mmの横
遊隙を置いて溝４３に嵌合するから、縦隔室１１
から面４２，４５の間の遊隙を経て隔室４７に油
が到達する。このためリング４０を溝４３から中
空ロール２の内周７に押付ける圧力が隔室４７の
中に形成される。この圧力は、横パツキン２０が
封止すべき圧力に近似的に比例する。

リング５０として形成された第６図の横パツキ
ン２０は、第４図と同様にクロスヘツド１の、横
に隣接する円周溝５２，５３によつて形成され
た、クロスヘツド１の円周カラー５１と相互作用
をする。リング５０はおおむねＵ字形の横断面を
有し、接触面５４，５５が円周カラー５１の側面
に形成された接触面５６，５７に接する。リング
５０の円柱形の外周にすべりを助ける密封円周帯
条５８が配設される。この場合もまた軸受の中心
Ｍに中心を有し、接触面５４，５５，５６，５７
に接する球面２６の方向に応じて、上記の接触面
の傾斜が生じる。

本実施例で右側に置かれた高圧側から連絡路５
９がリング５０の後側（内部）の隔室６０に通じ
るから、リング５０は高圧側から中空ロール２の
内周面７の方向へ押圧される。高い圧力が横パツ
キン５０を迂回して低圧区域に吹き出すことがな
いようにするため、斜め穴６１を逆止め用ボール
弁６２で封鎖する。

第７図による実施態様においては、軸受５がク
ロスヘツド１の軸頚部すなわち段部１８に配設さ
れていること、及び縦隔室１１の区域で軸受５の
間のクロスヘツド１の部分がより大きな直径を有
することが利用される。この部分の端面１′は軸
受５の内側端面に直接相対する。

横パツキン２０はこの場合、互いに平行な円錐
形境界面ないしは円錐形側面７１，７２を有する
リングないし横パツキン７０を具備し、円錐角は
クロスヘツドの軸線と鋭角、本実施例では約25゜
を成す。リング７０は適当な寸法と方向を有する
円周溝６３に嵌合する。その境界面（側面）６
４，６５は半径２７及び中心Ｍを有する球面に対
応して傾斜している。溝６３の底部は通路６６を
介して縦隔室１１と連通する。リング７０は中空
ロール２と連結された軸受５の軌道輪（レース）
５′の端面５″に向かつて溝６３から露出する。そ
の点で、軌道輪５′は中空ロール２の内周の一部
とみなされる。リング７０に下向きかかる油圧
は、リング７０を軌道輪５′の端面５″に接触させ
る。リング７０は接触側に、周囲に連続する隔室
６７を有する。隔室６７は溝６３の底部から小さ
な通路６８を経て、潤滑のための油を供給され
る。

端面１′の近傍のクロスヘツド１の外周と中空
ロール２の内周面７との間に、本実施例では弾性
帯条６９が設けられ、リング７０と中空ロール２
の内周面７との間の三角形区域に延び、縦隔室１
１の中の圧力に対する密封を助ける。

図示の実施例は、第１図でロールの左側に設け
られている。すなわち、接触面の方向は第１図に
見られる左側の軸受５の中心に中心Ｍを有する球
面に従う。第１図によるロール１０の右半分の横
パツキンは、第１図に示さない右側の軸受の中心
に基づく別の方向を有する。リング３０，４０，
５０，７０の材料は適当な青銅である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づくロールの端部区域の部
分縦断面図、第２図は第１図の−線に沿う横
断面図、第３図はクロスヘツドがたわんだ時の望
ましくない傾斜を示す、公知の横パツキンの区域
の部分縦断面図、第４図は本発明に基づく横パツ
キンの第１実施態様を含む、第１図にで示した
部分図、第５図ないし第７図は横パツキンの他の
実施態様を含む、第４図と同様の部分図を示す。 １……クロスヘツド、１′……端面、１″……ク
ロスヘツドの端部、２……中空ロール、３……カ
ウンタロール、４……ロールギヤツプ、５……軸
受、５′……軌道輪、５″……端面、６……球面軸
受、７……内周面、８……縦パツキン、９……縦
隔室、１０……ロール、１１……縦隔室、１２…
…供給管、１３……排出管、１４……半径方向
溝、１５……スライドリング、１６……縁端部、
１７……全すべり面、１８……軸頚部（段部）、
２０……横パツキン、２１……円周カラー、２
２，２３……円周溝、２４……半径方向面、２５
……接触面、２６……球面、２７……半径、３０
……リング、３１……横棒、３２……縦棒、３３
……接触面、４０……リング、４１，４２……境
界面（端面、円錐面）、４３……溝、４４，４５
……側面、４６……連絡路、４７……隔室、５０
……横パツキン（リング）、５１……円周カラー、
５２，５３……円周溝、５４，５５……接触面、
５６，５７……接触面、５８……円周帯条、５９
……連通路、６０……隔室、６１……斜め穴、６
３……溝、６４，６５……境界面（側面）、６６
……通路、６７……隔室、６８……通路、６９…
…弾性帯条、７０……リング、７１，７２……円
錐形境界面（円錐形側面）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 作業外周面を有し回転する中空ロールと、該
   中空ロールの内周面から間隔を置いて該中空ロー
   ルを縦通する固定されたクロスヘツドと、該クロ
   スヘツドの外周に取付けられ前記作業外周面全長
   にわたつて延びると共に前記中空ロールの内周面
   に接する縦パツキンと、前記クロスヘツドの外周
   の該縦パツキンの端部に取付けられ該クロスヘツ
   ドの周方向に延び前記中空ロールの内周面に接し
   前記縦パツキンと協働して前記中空ロールと前記
   クロスヘツドとの間の空間を密封し圧力液が充填
   される縦隔室を前記空間内に規定する横パツキン
   と、前記中空ロールの端部で前記横パツキンの縦
   方向外側に配設され前記中空ロールを前記クロス
   ヘツドに支える軸受とを有するロールにおいて、
   前記クロスヘツド１と前記横パツキン２０との相
   互の接触面２５，３３；４１，４２，４４，４
   ５；５５，５７；６４，７１のうち少なくとも高
   圧側にある部分がこれらに隣接する前記軸受５の
   中心Ｍを中心とする球面２６に相当する傾きを有
   することを特徴とするロール。 ２ 前記接触面２５，３３；４１，４２，４４，
   ４５；５５，５７；６４，７１が前記球面２６の
   一部と一致することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のロール。 ３ 前記接触面２５，３３；４１，４２，４４，
   ４５；５５，５７；６４，７１が、接触区域で前
   記球面２６に接する円錐面によつて近似的に形成
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載のロール。 ４ 前記横パツキン２０が、前記クロスヘツド１
   の縦軸を通る断面で該クロスヘツド１の半径方向
   に対し傾斜した互いに平行な側面４１，４２を有
   し、これらの側面４１，４２が前記クロスヘツド
   １の前記断面で該クロスヘツド１の半径方向に対
   し前記横パツキン２０と同様に傾斜して前記クロ
   スヘツド１内に形成された互いに平行な案内面４
   ４，４５の間に嵌装されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの
   １項に記載のロール。 ５ 前記クロスヘツド１の前記案内面４４，４
   ５；６４，６５が前記クロスヘツド１に設けられ
   た円周溝４３；６３の側面であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項に記載のロール。 ６ 前記クロスヘツド１は対応の前記軸受５の内
   側の端に隣接した端面１′を有し、前記円周溝６
   ３は該端面１′に隣接すると共に該端面１′から開
   口するように形成され、該円周溝６３に挿入され
   た前記横パツキン２０，７０が該円周溝６３から
   突出して該対応の軸受５の軌道輪５′の対応端面
   ５″に当接するよう配設されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第５項に記載のロール。 ７ 前記クロスヘツド１の端面１′の近傍で前記
   クロスヘツド１の外周と前記中空ロール２の前記
   内周面７の間に密封用弾性帯条６９が配設されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記
   載のロール。 ８ 前記クロスヘツド１は、その軸方向に平行に
   離間する案内面５６，５７によつて規定される円
   周カラー５１を有し、前記横パツキン２０，５０
   は前記クロスヘツド１の縦軸を通る断面で軸方向
   に離間し、前記案内面５６，５７に接触する平行
   な接触面５６，５７を具備することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの
   １項に記載のロール。 ９ 前記円周カラー５１は前記クロスヘツド１に
   軸方向に離間して設けられた２つの円周溝５２，
   ５３によつて形成されることを特徴とする特許請
   求の範囲第８項に記載のロール。 １０ 連絡路が設けられ、これによつて前記横パ
   ツキン２０，４０；２０；５０；７０に背面から
   圧力液が送給されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第９項のいずれかの１項に記載
   のロール。 １１ 前記連絡路５９，６１，６６が前記縦隔室
   から前記クロスヘツド１を通つて前記円周溝に連
   通する構成としたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１０項に記載のロール。