JPS5834220A - ロ−ル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ロール作動面を構成する回転可能な中空ロー
ルとその中空ロールの軸方向に沿って挿通されるととも
に内周面に対して離間して置かれた静止状態の支軸とを
有する形式のロール−置に関する。

この形式のロール装置の支軸は、当該支軸と中空ロール
との間に形成された室内に充填された圧力流体によって
中空ロールを支持し、当該室内には支軸に取付けられた
シール機構が設けられ、そのシール機構はロール有効面
の両側において支軸に、沿って延出する帯状の長手方向
シール手段と横方向の端部シール手段とを有する。

この種のロール装置として、種々異なる構造の長手方向
のシール手段および横方向の端部シール手段が西ドイツ
特許第１１９３７３９号、第２０２５７７７号および第
２７１８４１４号に開示されている。ここにおいて、横
方向端部シール手段はスライド・リングないしスライド
帯の形状をなすシールによって構成され、当該シールは
支軸に連結されるとともに回転する中空ロールに連結さ
れた半径方向の７ランジに当接して−いる。スライド帯
のシールに対しては室内の圧力流体が作用している。す
なわち、それらは前記圧力流体の圧力に比例した力で半
径方向のフランジのスライド面に当接する。

いままでの多くの経験によれば、室内の圧力が約２５バ
ール以下に保たれている限り、従来のロール装置の作動
は一応満足の行くものであった。そして、このような約
２５バール以下の圧力は紙工業、織物工業あるいはプラ
スティック工業において用いられるロール装置には充分
なものであった。

しかし、室内の圧力が２５バ一ル以上に上った場合、シ
ールおよびその対向面の間の摩擦が上昇し、相当に大き
な動力の損失を引き起こすとともに摩耗が急速に増大す
ることが見られた。これは、ロール装置が連続して作動
する場合に特に大きな問題となる。というのは、ロール
装置による作業の場合にロールを交換することが主要な
作業となり、その作業が多くの場合に生産ライン全体を
中断させてしまうからである。

この種のロール装置が金属の加工処理のために用いられ
る場合には、さらに特別に高い圧力が必要であり、した
がって室内の圧力は前述の圧力よりも増大する。

また、鉄鋼業において、ロール装置にいわゆるフローデ
ィング・ロールを用いるこζが「ベルリアンド・テクス
ティールベリヒテＪ１９５３年８月号、第９３５ページ
〜９４０ページによって原理的には知られている。しか
しこの場合には、実際上、高圧を収容するためにきわめ
て特殊な構造にする必要がある。

したがって、本発明の目的は、高圧の場合においても過
度の摩擦損失や摩耗が横方向端部シール部分に生じない
簡単な構造のロール装置を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明のロール装置におい
ては、各横方向の端部シールがギャップ・シールによっ
て構成され、その対向するギャップ面が、支軸や中空ロ
ールにおける撓みの如何に関わらず、精密ローラー軸受
によって常に離間状態を保つように構成される。

本発明のギャップ・シールの構成によって摩擦の問題が
克服され、従来のスライド・シールの場合に生じていた
摩擦損失や摩耗が解消される。しかしながら、この種ロ
ール装置において間隙（ギャップ）をどこに設けるかと
いうことは単純な問題ではない。というのは、ロール装
置の２つの部分、すなわち横方向に置かれた支軸と中空
ロールは相対的に回転するとともに互いにシールされ、
また作動中において互いに撓むのである。しだがつて、
従来のロール装置において設けられていたギャップ・シ
ールは特殊な作動状態に置いても接触を避けるために相
当に大きなギャップの幅を取っていた。また、従来にお
いては、このようなギャップがあるために高圧の場合に
必要なシールをなすことができなかった。このために、
洩れ損失が許容範囲を越えるほど高くなるのであった。

これに対して本発明においては、精密ローラ軸受の手段
によって支軸や中空ロールの撓みの如何にかかわらず対
向するギャップ面の間の隙間を維持するようにしたもの
である。このような本発明の構成においては、すべての
作動状態においてシール効果が維持されるとともにギャ
ップの幅もきわめて小さくできるものである。

本発明のロール装置に用いられる精密ローラ軸受、およ
び対向するギャップ面を形成するローラ軸受の軸受リン
グ自体は市販のものを用いることができる。そして、ロ
ーラ軸受が軸方向型のローラ軸受の場合には、周のまわ
りのギャップ面の間の距離の許容誤差を約ｏ、ｏ１１Ｉ
ＩＩｌｌに保持することが旬能である。この場合におい
で、相互に働く軸受゛リングはもちろん特別なものを選
択する必要がある。

本発明においては、技術的に８って対向するギャップ面
の間の距離を０．１ｍｍ以下にすることが可能である。

この距離は実際上、軸受の直径に応じて０．０４ｍｍ〜
０．０７ｎｕｎの間で変化させることができる。

以下本発明のロール装置の実施例を図面に従って説明す
る。

第１図において、ロール装置１０は横方向に置かれた静
止の支軸１を有し、その支軸１の回りに中空ロール３が
回転可能に配置されている。中空ロールの内周面は全周
に渡って支軸の外周に対して離間している。中空口′−
ルは支軸に対して中空ロールの両端部近傍において設け
られた軸受によって支持されている。支軸１の各端部１
′は中空ロール３から突出するとともにロール・トラニ
オンを構成する。その支軸の端部から力が当該ロール装
置１０に供給されるとともにその支軸の端部によって当
該ロール装置がロール・スタンド（図示せず）に支持さ
れてい、る。この実施例において、当該ロール装置１ｏ
に対してその上方がらカウンタ・ロール６が接触してお
り、そのロール６との間にニップ５が形成されている。

中空ロール３の内周面４と支軸１との間゛に形成された
スペースにおいて、左右一対の軸受の間には支軸１の両
側に取付けられた長手方向に沿うシール８が設けられて
いる。第２図かられかるように、長手方向に沿うシール
８は支軸１の直径方向に対向して一対設けられている。

そして各シール８は中空ロール３の内周面に対して当接
してシール効果を果している。一対のシール８によって
、中空ロール３と支軸１との間のスペースは前記ニップ
５に近い側の室１２とニップ５がら遠ざがった側の室１
１とに区画されている。一方、各軸受の近傍でかつその
軸受けの内側には横方向端部シール９が配置されている
。それら端部シール９および長手方向のシール８によっ
て室１１および１２がシール状態に保持されている。一
方の室１２には供給ライン１３が接続され、イのライン
１３を介して；ｆ力流体が室１２に供給されるようにな
っている。この圧力流体は、一方において、中空ロール
３の内周面に対して作用し、他方において、支軸１の、
内周面４と対向する面７に対して作用する。支軸１と中
空ロールの内周面との間には全周にわたって隙間がある
ために、支軸は、直線的な圧力を形成するに必要な室１
２内の圧力の作用によって中空ロール３に影響を与える
ことなく撓むことができる。また、中空ロールは軸受２
を介して支軸１上に支持されているので、中空ロールも
意図的に撓ませることが可能である。

中空ロール３が回転する際に、下方の室１１内への流体
の洩れは若干存在する。従って、この下方の室１１には
圧力流体が徐々に満たされる。このような状態において
、下方の室１１に対して上方の室１２とは異った圧力の
圧力流体を満すことも所望に応じて可能である。この場
合には、下方の室１１に対しても圧力を供給するための
ラインの接続構造が必要であるが、図中においてはその
圧力供給ラインの図示を省略しである。

第３図には横方向端部シール９の構造が詳細に示されて
いる。当該シール９は全体として１４で示された精密ロ
ーラ軸受１４を有する。第３図に示したローラ軸受は軸
方向型のローラ軸受であって、その一方の軸受リング１
５は半径方向に沿う７ランジの形状をなし、かつ中空ロ
ール３に対してシール状態で固定されている。半径方向
のフランジの一側面は中空ロール３の内周面４に形成さ
れた内側肩部１６に対して当接している。半径方向の７
ランジの他方の側面は軸受２に対して当接している。ま
た軸受リング１５は軸受２のローラ１８のための平坦な
軸受面１７を有するとともにギャップ・シール２０のた
めの一方のギャップ面を形成している。このギャップ・
シール２ｏの他方のギャップ面１９はローラ軸受の他方
の軸受リング２１上に形成されている。すなわち、他方
の軸受リング２１は半径方向の７ランジ２２と軸方向に
沿う肩部２３とよりなる。そして、周部２３は一方の軸
受リング１５に向って延出している。

そして軸受リングの肩部２３の端面に形成されたギャッ
プ面１９とそれに対向して軸受リング１５に形成された
他方のギャップ面１７とによって所定の間隙（ギャップ
）を有する前記ギャップ・シール２０が形成されている
。精密ローラ軸受１４のローラ１８のための軸受面２４
は、半径方向のフランジ２２の、肩部２３側の側面によ
って形成されている。

軸受リング２１は、断面り字形をなす取付部材２５と共
働する。この取付部材２５は軸受リング２１よりもさら
に内側において支軸１上にシール状態で支持されている
。この取付部材２５の半径方向に沿う腕には、図示され
ていないが、軸受リング２１に対して解放可能に係合す
る突起が設けられ、その突起によって軸受リング２１は
回転しないように阻止されている。取付部材２５に形成
されたばね取付穴にスプリング２６の一端が支持され、
そのスプリング２６の他端は軸方向に沿って延出して軸
受リング２１に対して係合しても）る。

このスプリング２６の作用によって軸受リング２１は、
室１２内に圧力が存在しない場合においてもロー５１８
に対して押圧付勢されている。

取付部材２５の軸方向に沿う腕に対して、軸受リング２
１は間隙（ギャップ）２７を有するので、取付部材２５
の半径方向に沿う腕は軸受リング２１に対して相対的に
一定の距離軸方向に移動可能になっている。軸受リング
２１の半径方向のフランジ２２には、その内周面に溝２
９が設けられ、その溝２９にはシール３０が嵌め込まれ
ている。

このシール３０によって室１２からの圧力流体の流出が
阻止される。軸受リング２１と取付部材２５との間には
相対的な回転が生じないので、シール３０は何等回転に
よる影響を受けない。但し、軸受リング２１と取付部材
との間には、シール３０によるシール作用の間、ごくわ
ずかの相対的な移動があるだけである。回転状態におけ
るシールがなされるのはギャップ・シール２０のところ
においてである。ここにおいてはギャップ面１７゜１９
が相対的に回転する。これら対向するギャップ面はその
離間距離がきわめて短く、すなわち、０．０４ｕ＋　〜
０．０７ｍ＋＋ｎの間に維持されているので、ここには
チョーク弁効果が生じ、従って第３図に示すギャップ・
シール２０のところには上方から下方に向って圧力流体
はごくわずかしか流れない。

従ってこのため、圧力流体の洩れが少いことにより室１
２内の圧力はほとんど同じ状態に維持される。ごくわず
かに流出する圧力流体は軸受１４および２を潤滑する働
きをなす。軸受リングの軸方向に沿う肩部２３およびギ
ャップ・シール２０を半径方向に沿ってローラ１８の内
側に配置することも原理的にはもちろん可能である。し
かしこの場合にはローラ１８を高い圧力の領域に置くた
めにのぞましくない。

第４図は、第３図に示す端部シールの変形例である。こ
こにおいて、横方向の端部シール９′は半径方向に作用
するラジアル型の精密ローラ軸受３４を有する。この第
４図において、第３図と対応する部分には同じ参照番号
を付しである。

ローラ軸受３４は内側軸受リング３５を有し、その外周
面がひとつのギャップ面を形成している。

軸受リング３５はせまい間隙（ギャップ）４７によって
支軸１から離れている。従って、軸受リングは、ある程
度半径方向に動くことができるとともに傾くこともでき
る。軸受リング３５はキー４６によって回転しないよう
に保持されている。

そのキー４６は軸受リング３５の内側に形成された軸方
向に沿う溝３６に係合している。室１２内の圧力は周方
向に沿うシール５０によってシールされている。他方の
軸受リング３１は半径方向に沿う７ランジ３２を有し、
その内周面は他方のギャップ面３９を形成している。軸
受リング３１には、さらに半径方向に沿う７ランジ３２
から軸方向に一体に延出した肩部３３が形成され、その
内周面３４′が精密ローラ軸受のローラ１８のための他
方の軸受面を形成している。ローラ１８によって、対向
するギャップ面３７．３９はわずかの距離をおいて離間
し、そこにギャップ・シール４０が形成されている。こ
の第４図の変形例においても、０−ラ１８には高圧が作
用しないように、ローラ１８を高圧領域外に置く構成と
しである。

【図面の簡単な説明】

第１図は縦方向に沿って部分的に破断した本発明のロー
ル装置の正面図、第２図は第１図におけるｎ−ｍ線に沿
う断面図、第３図は第１図における部分■の拡大図、第
４図は第３図に対応する変形例の拡大図である。 １・・・支軸、３・・・中空ロール、１０・・・ロール
装置、１４．３４・・・精密ローラ軸受、２０．４０・
・・ギャップ・シール。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ロール作動面を構成する回転可能な中空ロール
   と、その中空ロールの長手方向に沿って挿通されるとと
   もに中空ロールの内周面に対して離間して静止状態に横
   方向に置かれた支軸とを有し、当該支軸がその支軸と中
   空ロールとの間に形成された室内の圧力流体によって前
   記中空ロールを支持し、前記室には支軸に取付けられた
   シール機構が設けられ、当該シール機構はロール有効面
   の両側において支軸の長手方向に沿う帯状に形成された
   長手方向シール手段と、横方向に沿う端部シール手段と
   を備えてなるロール装置におし１て、前記横方向端部シ
   ール手段はギャップ・シールとして構成され、当該ギャ
   ップ・シールの対向するギャップ面は支軸ないし中空ロ
   ールにおける撓みの如何にかかわらず精密ローラ軸受に
   よって保持されてなることを特徴とするＯ−ルＶ装置。
2. （２）　前記対向するギャップ面の離間距離は０．１＋
   ａｓよりも小さい特許請求の範囲第１項記載のロール装
   置。
3. （３）　前記対向するギャップ面は平坦状にかつ半径方
   向に延出し、前記各横方向端部シール手段の精密ローラ
   軸受は軸方向型のＤ−ラ軸受であり、その一方の軸受リ
   ングは支軸上に設けられるとともにその支軸に対して軸
   方向および半径方向にわずかの距離スライド可能に構成
   され、かつそのうえに一方のギャップ面を有し、他方の
   軸受リングは中空ロールに固定されるとともに他方のギ
   ャップ面を有してなる特許請求の範囲第１項記載のロー
   ル装置。
4. （４）　前記一方の軸受リングには軸方向に沿う肩部を
   有する半径方向の７ランジが設けられ、当該軸方向肩部
   の端面が前記一方のギャップ面を形成し、前記肩部側に
   設けられた半径方向のフランジの側面が前記ローラ軸受
   のローラのための軸受面を構成してなる特許請求の範囲
   第３項記載のＯ−ル装置。
5. （５）　前、記軸方向の肩部およびギャップ面はローラ
   軸受のローラに対して半径方向において外側に配置され
   てなる特許請求の範囲第４項記載のロール装置。
6. （６）　前記一方および他方の軸受リングを互いに押圧
   するための軸方向圧縮スプリングが設けられてなる特許
   請求の範囲第３・項ないし第５項のいずれか１に記載の
   ロール装置。
7. （７）　前記対向するギャップ面はシリンダー状に形成
   され、前記各横方向端部シール手段は半径方向型精密ロ
   ーラ軸受を有し、その一方の軸受リングは支軸上に設け
   られるとともに支軸に対してシールされ、支軸に対して
   軸′方向および半径方向にわずかの距離移動可能とされ
   、かつ−その上に一方のギャップ面を有し、他方の軸受
   リングは中空ロールに固定されるとともにその上に他方
   のギャップ面を有してなる特許請求の範囲第１項記載の
   ロール装置。
8. （８）　前記軸受リングの一方には半径方向に沿うフラ
   ンジが設けられ、当該フランジの周面がギャップ面を形
   成するとともに当該７ランジが軸方向に沿う肩部を支持
   し、半径方向７ランジｉｔの肩部の周面がローラ軸受の
   ローラのための支持面を構成してなる特許請求の範囲第
   ７項記載の０−ル装置。
9. （９）　前記半径方向のフランジおよびギャップ面はロ
   ーラ軸受のローラの内側に軸方向に沿って配置されてな
   る特許請求の範囲第８項記載のロール装置。