JPS5918568B2 - ロ−ル装置 - Google Patents

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つ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装置に関する。

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つて
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つ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つて構成さ
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フ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２
５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つた。

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イツ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つた。しかし、室内の
圧力が２５バール以上に上つた場合、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、したがつ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テ
イング・ロールを用いることが［ベルリアンド・テクス
テイールベリヒテ」１９５３年８月号、第９３５ページ
〜９４０ページによつ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。したがつて、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
粍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ヤツプ●シールによつ
て構成され、その対向するギヤツプ面が、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
によつて常に離間状態を保つように構成される。

本発明のギヤツブ・シールの構成によつて摩擦の問題が
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（ギャツ
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。したがつて、従来のロール装置において設け
られていたギヤツプ・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ヤツプの幅を取つ
ていた。また、従来においては、このようなギアップが
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
なかつた。このために、洩れ損失が許容範囲を越えるほ
ど高くなるのであつた。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つ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ヤツプ面の間の隙間を
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ヤツ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、および対向するギヤツ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ぱ
、周のまわりのギヤツプ面の間の距離の許容誤差を約０
．０１Ｔｆ０ｎに保持することが可能である。この場合
において、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、技術的に言
つて対向するギヤツプ面の間の距離を０．１ｗａｎ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０．０４Ｔｍ〜
０．０７Ｔｍ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つて説明する。

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つて支軸の外周に対して
離間している。中空ロー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′つて支持され
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
端部によつ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１０に対してその上方からカウンタ・ロール６
が接触しており、そのロール６との間にニツプ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によつて、中空
ロール３と支軸１との間のスペースは前記ニツプ５に近
い側の室１２とニツプ５から遠ざかつた側の室１１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によつて室１
１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、そのライン１３を
介して圧力流体が室１２に供給されるようになつている
。この圧力流体は、一方において、申空ロール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つ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１２内の圧
力の作用によつて中空ロール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
つて、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とは異つ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
略してある。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
のローラ軸受であつて、その一方の軸受リング１５は半
径方向に沿うフ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。半径方向のフランジ
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ヤツプ・シール２０のための一
方のギヤツプ面を形成している。このギヤツプ・シール
２０の他方のギヤツプ面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は半径方向のフランジ２２と軸方向に沿う肩
部２３とよりなる。そして、肩部２３は一方の軸受リン
グ１５に向つて延出している。そして軸受リングの肩部
２３の端面に形成されたギヤツプ面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ヤツプ面１７と
によつて所定の間隙（ギヤツプ）を有する前記ギヤツプ
・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側の側面によつて形成されている。軸
受リング２１は、断面Ｌ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、その突起によつて軸受リング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つて延出して軸受リング
２１に対して係合している。このスプリング２６の作用
によつて軸受リング２１は、室１２内に圧力が存在しな
い場合においてもローラ１８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２１は間隙（ギヤツプ）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つている。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２９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によつて室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２
５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２
１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ヤツプ・シール
２０のところにおいてである。ここにおいてはギヤツプ
面１７，１９が相対的に回転する。これら対向するギヤ
ツプ面はその離間距離がきわめて短く、すなわち、０．
０４ｍ〜０．０７ｍの間に維持されているので、ここに
はチヨーク弁効果が生じ、従つて第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つて圧力流
体はごくわずかしか流れない。従つてこのため、圧力流
体の洩れが少いことにより室１２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およびギヤツプ・シール２０を半
径方向に沿つてローラ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
を付してある。口ーラ軸受３４は内側軸受リング３５を
有し、その外周面がひとつのギヤツプ面を形成している
。軸受リング３５はせまい間隙（ギヤツプ）４７によつ
て支軸１から離れている。従つて、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によつて回転しないよ
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によつてシー
ルされている。他方の軸受リング３１は半径方向に沿う
フランジ３２を有し、その内周面は他方のギヤツブ面３
９を形成している。軸受リング３１には、さらに半径方
向に沿うフランジ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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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つ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つて前記中
   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いて、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つて
   保持されてなることを特徴とするロール装置。 ２ 前記対向するギャップ面の離間距離は０．１ｍｍ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 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
   は軸方向型のローラ軸受であり、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 前記一方の軸受リングには軸方向に沿う肩部を有す
   る半径方向のフランジが設けられ、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
   項記載のロール装置。 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 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 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 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
   るとともに当該フランジが軸方向に沿う肩部を支持し、
   半径方向フランジ側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
   載のロール装置。 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つ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。