JPH07107238B2

JPH07107238B2 - 可変クラウンロ−ル

Info

Publication number: JPH07107238B2
Application number: JP62083135A
Authority: JP
Inventors: ユハニ・ニスカネン
Original assignee: バルメツト・オイ
Priority date: 1986-04-16
Filing date: 1987-04-06
Publication date: 1995-11-15
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: SU1639436A3; FI74072C; US4757586A; CA1306893C; DE3761586D1; JPS62243898A; EP0242345A2; FI861612A0; ATE50031T1; FI74072B; EP0242345B1; EP0242345A3

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、可変クラウンロールであって、前記ロール
が、回転しない大重量の中心軸を含み、前記軸上に円筒
形ロールマントルが回転可能に軸受され、前記軸と前記
ロールマントルの内面との間に液圧流体により負荷され
たピストン−滑りシュー組立体が嵌装され、前記滑りシ
ューはピストンを介して液圧流体の圧力により前記負荷
シューに面して設けられたニップ（Ｎ）におけるニップ
圧力の分布を制御するためロールマントルの内面に負荷
することができ、前記ピストン−シュー組立体は前記軸
に設けられた円筒形の孔等を含み、前記孔等の中に円筒
形等のピストンが嵌装されるものに関する。

従来技術において、製紙機械用のいくつかの異なつた可
変クラウンロールまたは調節可能なロールが知られてい
る。一般に、これらのロールは回転しない大重量の中心
軸および前記軸の周りで回転可能に設けられたロールマ
ントルを含んでいる。前記軸とマントルとの間には、マ
ントル内面に作用する。一連の滑りシューおよび圧力流
体室の一方または双方が嵌装されている。一般に、プレ
スニップまたはカレンダニップのような、ロールによつ
て形成されたニップが可変クラウンロールおよびそのカ
ウンタロールの軸シャーナルに加えられる負荷力によつ
て負荷される。

本発明は摺動面がロールマントルの内面に作用しまた前
記摺動面が少なくとも滑り面上に流れる圧力流体によつ
て部分的に液圧潤滑される一連の滑りシューを含む可変
クラウンロールまたは調節可能なクラウンロールに関す
るものである。

本発明に関連する従来技術として、米国特許第4,241,48
2号、フィンランド国特許第56,252号および第69,684号
ならびにフィンランド国特許出願第792,712号を参照さ
れたい。

可変ロールに使用されかつロールマントルの内面に作用
しまた圧力流体によつて負荷される部材を支持しかつ負
荷するため、多数の異なつた機能が必要であり、一つの
同じ部材にこれらすべての機能を統合することは従来公
知の装置では成功しなかつた。下記は、前記支持および
負荷装置に必要な特性のあるものを示す。：すなわち、 −支持シューの液圧潤滑ならびに負荷シュー／シリンダ
は負荷力が変化しても、またマントルと内側部分の間に
角度変化が起こっても、十分よくシールされなければな
らないこと、 −支持シューの負荷ピストンは、摩擦によつて生ずる力
である、横方向の力をうけなければならないこと、 −支持シューの負荷装置が、支持されるマントルと中心
軸の相対的位置は負荷力の変化に伴つて互いにいちじる
しく変化するため、関節接合継手として作用可能でなけ
ればならないこと、 −支持シューのピストンは十分な半径方向力を生じなけ
ればならず、その変化の範囲はマントルを支持しかつ負
荷する点において十分に大きくなければならないこと、 −支持シューの摺動面を潤滑する油膜の厚さを制御する
ことができなければならないこと、 −支持シューの負荷ピストンおよび中心軸に関連して設
けられた孔はピストンのかなりの半径方向運動を許容し
なければならないこと、である。

従来技術で公知の負荷および支持部材において、上記に
列挙した機能は、少なくともそのすべては、満足に実施
されなかつた。

したがつて本発明の目的は上記の欠点を解消して上記の
特性が達成される滑りおよび支持シュー用固定装置を提
供することである。

本発明の目的は滑りシューがそれらに負荷を加えるピス
トンに対してすべての方向に自由に位置することができ
る滑りシュー用支持装置を提供することにある。

本発明の特別の目的は負荷ピストンに対する滑りシュー
の旋回点が滑りシューの潤滑される摺動面からできるだ
け近い位置に設けられ、滑りシューを回転しようとする
滑りシューの摩擦によつて生ずる摩擦力をできるだけ小
さくする、滑りシュー用支持装置を提供することにあ
る。

本発明の本質的な目的は、圧力流体が負荷ピストンの負
荷空間から滑りシューの潤滑空間に簡単なそして堅密な
支持継手構造を通つて流れる、滑りシューとそれらの支
持ピストンとの間の相対的支持装置を提供することにあ
る。

上記のそして今後明らかとなる目的を達成するため、本
発明の主たる特徴は下記の通りである。すなわち、 −球状軸受面を備えた軸受が負荷ピストンとそれらの滑
りシューとの間に嵌装され、前記軸受の回転点中心が滑
りシューの側に設けられること、 −ピン型突出部分が前記負荷ピストンに嵌装され、前記
突出部分が前記軸受を通つて延びること、 −前記ピン型突出部分と滑りシューまたは滑りシューに
取付けられた突出部分との間に、シールされた関節接合
装置が設けられること、および、 −圧力流体がピストンの負荷空間から前記ピン型突出部
分を通つて滑りシューの液圧潤滑空間に流れること、である。

本発明によれば、滑りシューの回転中心はロールマント
ル内面の側、すなわち滑りシューの摺動面の側に設けら
れ、それによりロールマントルと滑りシューとの間の摩
擦はシューを傾けるモーメントを最少にする。

本発明によれば、本発明の好ましい実施例において、負
荷ピストンのピンと滑りシューまたは滑りシューに取付
けられた要素との間にシールリングが設けられるとき、
滑りシューの回転中心の平面において、シールは作用中
できるだけ少なく移動し、それにより信頼性のあるシー
ルをなしまたその構造を簡単にすることができる。

本発明のさらに別の利点は、滑りシューと負荷ピストン
との間に標準的軸受を使用することができ、その摩擦を
小さくしそのコストを妥当なものとなしうることであ
る。

本発明の支持装置において、回転半径の比較的小さい軸
受を使用することができ、それによりシューの傾斜を阻
止しようとするモーメントをできるだけ小さくすること
ができる。

以下、本発明を添付図面に示す本発明の実施例について
詳細に説明するが、本発明は前記実施例の細部に限定さ
れるものではない。

はじめに、第１、第２図および第３図には各区域におい
て調節可能なクラウンロールの構造が全体的に示されて
おり、前記構造は従来公知である。ロール10例えば製紙
機用プレスロールまたはカレンダロールは回転するシリ
ンダマントル11を含み、その中に固定の大重量軸12が設
けられている。マントル11の内面11′と軸12の間には十
分大きい自由空間13がある。マントル11は軸12の延長部
を構成する軸ジャーナル12a,12bにおいて軸受13a,13bに
よつて支持されている。マントル11は端部フランジ14a,
14bによつて閉鎖されている。ロールマントル11は図示
しない駆動機構を介して駆動される。

ロール10の反対側には別のロール50が設けられ、前記ロ
ール10および50は一緒に例えば加圧ニップＮを形成して
いる。軸12とマントル11の内面11′との間には、本発明
により、ピストン負荷シュー組立体20₁・・20_Nが設けら
れその装置によりニップＮにおける直線負荷を各区域に
おいて調節可能でありかつ所望のレベルに、すなわち直
接負荷を均一に分布するように、補償することができ
る。

以下、軸12とロールマントル11の間に設けられた、本発
明によるピストンシュー装置の主要構造を説明する。

前記各シリンダ16内には、各別に調節可能な適当な大き
さの圧力が図示しない外部圧力源から流体導管を通つて
供給される。各シリンダには、例えば円形断面の、ピス
トン15が設けられている。各ピストン15に対し、それぞ
れの負荷シューが連結されている。負荷シュー22は互い
に同じものであり、それらは軸方向にできるだけ密に、
大きい補償力を用いてでもシリンダマントル11に均一な
負荷が加わるように、設けられている。シュー22は例え
ば二つの液圧潤滑室23a,23bを備え、それらの間にまた
その端部に畝部24が設けられ、その畝部24はマントル11
の平滑な内面11′に対して潤滑された摺動面を形成して
いる。液圧室23a,および23b内には、潤滑油がピストン1
5の圧力空間16pからピストン15の孔26を通りまた本発明
による支持継手装置30′を通つて供給される。支持継手
装置30′については下記に詳細に説明する。

下記に、とくに第３図を参照して、本発明の好ましい実
施例を説明する。

同時に、滑りシュー22と負荷ピストン15の間に設けられ
た、本発明による支持継手装置30′は圧力密取付部とし
て作用し、それによつて圧力流体は負荷ピストン15のシ
リンダ16の圧力空間16pから滑りシュー22の潤滑室23aお
よび23bに供給される。摺動面の反対側に設けられた滑
りシュー22の面には突出片36が取付けられ、その突出片
36はシリンダ孔16内側に十分に広い遊びをもつて設けら
れている。突出片36下側の浅い孔37には、軸受片32が固
定されている。第２の軸受片31はピストン15の端面の孔
21に取付けられている。軸受片31および32は互いに向き
合う球状軸受面33を備え、その軸受中心は第３図にＯで
示され軸受半径Ｒをもつている。

ピストン15は中心孔26を有し、その孔26の広い部分にピ
ン25が固定され、本発明のピン型突出体25に係るピン25
は軸受31,32,33の中心を通つて滑りシュー22の突出片36
の中心孔38内に延びている。突出片36の内側に設けられ
た前記ピン25の上部分には、二つのリングフランジ28が
設けられ、かつ前記フランジ間の溝29にはゴムの弾性シ
ールリング等のシール性を有する弾性部材39が嵌合され
ており、これらピン25の上部分で、本願発明に係るピン
型突出体（25）と、滑りシュー（22）若しくは滑りシュ
ー（22）に取り付けられた突出部（36）との間を密閉的
に関節接合する手段（30）を形成している。孔27はピン
25を貫通し、前記孔の一端はピストン15の孔26に、また
他端は滑りシュー22の突出片36の空間40に連通してい
る。滑りシュー22の孔22pは前記空間40に開いている。

ピストン15を負荷するシリンダ孔16の圧力空間16pか
ら、圧力流体は、滑りシュー22とロールマントル11の内
面11′との間の摺動面を液圧的に潤滑するように、通路
26−27−40−22pに沿い滑りシュー22の空間23a,23bに流
れる。前記圧力流体の通路は突出部分36の孔38の内面に
対してピン25のシールリングによつて組立体30の継手に
おいてシールされている。

本発明によれば、ピストン15の球状軸受31,32,33のおよ
び滑りシュー22の回転中心Ｏはピストン15のピン25のシ
ール39の高さに設けられ、滑りシュー22およびその固定
された突出部分36がピストン15に対して旋回するとき、
シール39は突出部分36の孔38の壁に対してきわめて僅か
移動し、簡単なそして信頼性のあるシール構造が得られ
る。本発明によれば、組立体20₁・・・20_Nにおいて、ピ
ストン15のおよび滑りシュー22の回転中心Ｏは、上記の
理由で、滑りシュー22とマントル11の間できるだけ滑り
シューの近くに設けられる。

第３図において、ピストン15の孔26、ピストンピン25,
およびその中の孔27はシリンダ孔16の中心線Ｋ−Ｋ上に
設けられる。

それらのシリンダ孔16において、ピストン15はシールリ
ング17によつてシールされる。継手装置30は、中心軸12
とマントル11の間の位置の相対的変化にも係わらず、滑
りシューの摺動接触は正しいままであり、その上、ピス
トン15はそれらの孔16に梗着しない。

本発明による滑りシュー装置は、部分的に、好ましくは
主として、液圧潤滑が実施される滑りシューに対して使
用するためのものである。滑りシューにおいてはまた部
分的に液圧潤滑を実施することができ、滑りシュー22は
その摺動面の端部に斜截部41を含み、前記斜截部41は、
マントル11の内面11′とともに、くさび型空間を限定
し、その中に潤滑剤のダム圧が発生し、その圧力により
摺動面は、もし要すれば、部分的に液圧によつて潤滑さ
れる。

第３図には、各部が正確な割合でかつ1:1.5の割合に拡
大した滑りシュー装置が図示されている。第３図におい
て、ロールマントル11の回転方向における滑りシューの
長さは符号Ｌで、負荷ピストン15の直径は符号Ｄで、球
状軸受の半径は符号Ｒで、そしてマントル11の摺動面か
らの前記球状軸受の支持中心Ｏまでの垂直距離は符号Ｅ
でそれぞれ示されている。本発明の範囲内において、前
記各寸法は、一般に、Ｄ＝50ないし200mm;E＝20ないし8
0mm;L＝100ないし300mm;R＝20ないし50mmである。本発
明に必要な寸法ＲおよびＥは滑りシュー22の幅Ｌに比例
し、それは好ましくはL/R＞約３好ましくはL/R＝約４・
・６、そしてL/E＞約２、好ましくはL/E＝約2.5・・・
４である。もし前記寸法ＲおよびＥが負荷ピストン15の
直径に比例するならば、Ｄはは寸法ＲおよびＥより数倍
大きいのが好ましいことが確かめられた。

上記構造は下記のように作用する。軸12はその軸ジャー
ナル12a,12bに取付けられた図示しない関節軸受を介し
てニップＮを負荷するようにカウンタロール50に押付け
られ、それにより軸12は同時に変形する。各区域におけ
るニップ圧力Ｎの分布（プロフィル）を制御するため、
大きさの調節可能な流体圧力が滑りシュー・ピストン組
立体20₁・・・20_Nを負荷するように導管18を通して加え
られ、前記圧力はピストン15およびニップＮの区域内で
ピストンに取付られたシュー22をロールマントル11の内
面11′に対して加圧する。シュー22はそれらの潤滑油を
負荷油かおよびピストン15の圧力からうけ、そこで空間
23a,23bにおける潤滑油の圧力はピストン15およびそれ
に取付けられたシュー22の負荷圧力に比例する。軸12が
負荷力のため変形するとき、ピストン20およびシュー22
が支持継手装置30によつて連結されているため、シュー
22はマントル11に従つてまたピストン15は中心軸に従つ
て位置決めすることができる。またシュー22は球状軸受
31,32,33の周りにロール10の横断面上に位置することが
でき、またこの位置決めはシュー22の室23a,23bへの潤
滑油のシールされた通路によつて邪魔されることはな
い。

本発明は細目において、特許請求の範囲において限定さ
れた本発明の構想の範囲で変型することができるもの
で、単に例示しとて上記に説明したものとは細部におい
て異なるものとすることができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明による可変クラウンロールがカウンター
ロールに対してニップを形成するときの略図。第２図は第１図のII−II線に沿う断面図。第３図は第２図より拡大した第１図のII−II線に沿う部
分断面図。 10……クラウンロール、11……ロールマントル、12……
中心軸、13a,13b……軸受、15……ピストン、16……孔
（負荷空間）、20₁〜20_N……ピストン−滑りシュー組立
体、22……滑りシュー、23a,23b……液圧空間、25……
ピン（ピン型突出体）、30……密封的に関節接合する手
段、32,32……軸受、33……球状軸受面、36……突出
部、Ｏ……回転中心

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可変クラウンロール（10）であって、前記
ロール（10）が回転しない大重量の中心軸（12）を含
み、前記軸上に円筒形ロールマントル（11）が回転可能
に軸受され、前記軸（12）と前記ロールマントル（11）
の内面（11′）との間に液圧流体により負荷されたピス
トン−滑りシュー組立体（20₁,…20_N）が嵌装され、前
記滑りシュー（22）はピストン（15）を介して液圧流体
の圧力により前記滑りシュー（22）に面して設けられた
ニップ（Ｎ）におけるニップ圧力の分布を制御するため
ロールマントル（11）の内面（11′）に負荷を与えるこ
とができ、前記ピストン−滑りシュー組立体（20₁,…20
_N）は前記軸（12）に設けられた円筒形の孔（16）等を
含み、前記孔（16）等の中に円筒形等の負荷ピストン
（15）が嵌装されるものにおいて、球状軸受面（33）を備えた軸受（31,32）を負荷ピスト
ン（15）とそれらの滑りシュー（22）との間に、当該軸
受の回転中心（０）が滑りシュー（22）側に位置するよ
うに嵌装し、ピン型突出体（25）を、当該ピン型突出体（25）が前記
軸受（31,32）を貫通して延びるように、前記負荷ピス
トン（15）に嵌装し、ピン型突出部（25）に、当該ピン型突出部（25）と、滑
りシュー（22）若しくは滑りシュー（22）に取り付けら
れた突出部（36）との間を密閉的に関節接合する手段
（30）を設け、この密閉的に関節接合する手段（30）
を、球状の軸受面を有する軸受（31,32）の回転中心
（Ｏ）を含む平面（Ｓ）上に、又はその付近に位置さ
せ、かつ、圧縮流体をピストン（15）の負荷空間（16p）か
ら、ピン型突出部（25）を通して滑りシュー（22）の液
圧潤滑空間（23a,23b）に流す手段を設けたことを特徴とする可変クラウンロール。
【請求項２】前記ピン型突出体（25）が円筒形回転体
で、その中心軸がピストン（15）のシリンダ孔（16）の
中心軸線（Ｋ−Ｋ）に一致することを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の可変クラウンロール。
【請求項３】滑りシュー（22）側に設けられたピン型突
出体（25）の一部に、間に溝（29）を形成する二つの環
状フランジ（28）が設けられ、前記溝（29）内にシール
リング（39）が嵌装され、前記シールリング（39）が、
負荷ピストン（15）と滑りシュー（22）との間の、密閉
的に関節接合する手段（30）として作用することを特徴
とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の可変ク
ラウンロール。
【請求項４】負荷ピストン（15）の平坦な外端が孔（2
1）等を備え、前記孔（21）等に凹状軸受面（33）を有
する球状軸受（31）が固定され、凸状軸受面（33）を有
する他の軸受リング（32）が滑りシュー（22）の内側平
坦面に又は滑りシュー（22）の突出部分（36）の内側
に、又はその孔（37）に固定され、前記ピン型突出体
（25）は前記軸受リング（31,32の内側孔（35）を貫通
して延びていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
〜第３項の何れか一項に記載の可変クラウンロール。
【請求項５】前記滑りシュー（22）の内側面が突出部分
（36）を備え、前記突出部分（36）が広い遊びをもって
シリンダ孔（16）等の外側に嵌入し、前記突出部分（3
6）が中心孔（38）を備え、前記孔（38）の内部に前記
ピン型突出体（25）が延び、前記孔（39）の内面に対し
てピン型突出体（25）に設けられたシールリング（39）
が、密閉的に関節接合する手段（30）として作用ことを
特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項の何れか一項
に記載の可変クラウンロール。
【請求項６】滑りシュー（22）に面する前記突出部分
（36）の孔の側に空間（40）が設けられ、前記空間（4
0）内に前記ピン型突出体（25）の孔（27）が開口し、
前記孔（27）の反対側が、ピストン（15）の孔（26）を
介してピストン（15）の圧力負荷空間（16p）に連結さ
れ、前記空間（40）から孔（22p）等が滑りシュー（2
2）上の液圧潤滑空間（23a,23b）に通じていることを特
徴とする特許請求の範囲第５項に記載の可変クラウンロ
ール。
【請求項７】ロールマントル（11）の回転方向における
前記滑りシュー（22）の長さＬに対する前記球状軸受の
ジャーナル半径Ｒの比および滑りシュー（22）の摺動面
からのジャーナル中心（０）の垂直距離Ｅの比は、L/R
＞約３、またL/E＞約２であり、かつ前記負荷ピストン
（15）の直径（Ｄ）は、前記ジャーナル半径Ｒ及び前記
距離Ｅより大きいことを特徴とする特許請求の範囲第１
項〜第６項の何れか一項に記載の可変クラウンロール。