JPS6362914A

JPS6362914A - 変形制御ロ−ル

Info

Publication number: JPS6362914A
Application number: JP62216262A
Authority: JP
Inventors: ヨーゼフ　パフ
Original assignee: Kleinewefers GmbH
Current assignee: Kleinewefers GmbH
Priority date: 1986-09-03
Filing date: 1987-08-28
Publication date: 1988-03-19
Also published as: JPH0361848B2; ATE71701T1; EP0258478A1; EP0258478B1; DE3683495D1; FI873758A; FI89977C; FI873758A0; CA1285806C; FI89977B; US4805279A

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】（産業上の利用分野）本発明は、中芯に回転不能に保持されたキャリヤがあり
、そのキャリヤの上にキャリヤを囲む回転可能のロール
シェルが、軸線方向に順次に配列された液圧支承エレメ
ントの群の働きにより支承されており、液圧支承エレメ
ントの周方向の長さはそれらの各半径方向の幅よりも太
き（、そしてそれら液圧支承エレメントのそれぞれはひ
とつの圧力空間を間に形成するピストン部とシリンダ部
とを備える圧力付与体の一個だけによりキャリヤの上に
支承される構造の変形制御ロールの改良に関する。

（従来の技術）この種の公知のロール（米国特許公報３１３１６２５）
においては、液圧支承エレメントは９０度以上の弧角に
亘って延び広がっている。圧力付与体の円筒状ピストン
部と液圧支承エレメントとの連結は、ピストン部よりも
小さい直径を有するピンを介して行なわれる。すべての
圧力付与体には同一の圧力が加えられる。支承面は多数
の小さい軸受ポケットに区分され、その内の中央の軸受
ポケットに静液圧媒体が供給される。このロールシェル
は比較的Ｆｉｌ　イ。

この構造の場合、各液圧支承エレメントの外側両端部は
ロールシェルの支承には殆ど役立っていない。というの
はこの端部は容易に変形してしまうからである。それ故
、本来の支持はもっばら、液圧支承エレメントの作動平
面が通過する中心部だけで行なわれる。

別のある公知の構造（ドイツ公開特許２２３０１３９）
においては、支承面が最初から周方向にある寸法をもっ
て占めている。この場合も、その支承は作動平面の両側
の狭い範囲に限られている。

またある実施型では軸受面とピストン断面とが円形をな
し、また別のある実施例ではそれらは長方形をなし、そ
の軸方向に延びる辺が極端に長い。

これら上記のロールにおいては、ロールの長手方向ブロ
ックごとに加えることが可能な荷重分布は予め与えられ
た、もしくは技術的に実現可能な液圧式作動圧力によっ
て限定される。円形の支承面はたしかにピストンの断面
積を大きくすることができる。しかしそうすると、軸方
向においても更にスペースが必要となり、装着できる液
圧支承エレメントの数が少なくなる結果となる。しかし
、軸方向への展開が大きくなればなるほど、変形を微細
に制御することは不可能になる。長方形の支承面におけ
るような、軸方向への大きい展開が生じると、個々の軸
方向ブロックごとの独立制御は全く不可能となる。

そのような支承方式では、周方向における変形と過荷重
が懸念されるため、隣接ロールへの適合性が保証される
ような薄いロールシェルでは使用できない。

更に、周方向に分割配置される液圧支承エレメントを２
列設けることが公知である。この構造では各圧力付与体
のピストン部は半径方向に移動可能である（米国特許３
５８７１５２）。しかし、この場合作動平面においてロ
ールシェルは全く支承されていない、この２つの列の間
に追加して液圧支承エレメントの中央列を設けたとして
も（ＥＰ−ＯＳ１１５７９０）　、外側の列から伝達さ
れる力はロールシェルを通じてのみ作動平面に到達する
ため、好ましくない変形が生じることになる。

この欠点は、別に公知となっているロール（ドイツ特許
３０２２４９１）のように、軸方向の幅よりも長い周方
向長さを有する液圧支承エレメントのそれぞれに、周方
向に並列配置され、互いに平行である２つ以上の圧力付
与体を設ければ、防止できる。この構造においては、長
手方向ブロックごとに比較的大きい展開荷重がロールシ
ェルにかかってくる。なんとなれば、液圧支承エレメン
トが隣接し合う圧力付与体の間において一種のブリッジ
を形成し、そのブリッジはその周方向の全長を通じて、
すなわちその中央においても、強力な支承力をロールシ
ェルに与えることが出来るからである。それ故、比較的
薄い肉厚のロールシェルであっても周方向に許容以上の
変形を伴うことなく使用することができる。もし、この
液圧支承エレメントに平行な側壁部を設ければ、液圧支
承エレメントは順次密接させて配置することが可能であ
るから、展開荷重の微細な制御が可能となる。これらの
ブリッジ状の液圧支承エレメントは各自、発生する力の
影響により変形したり、それによって支承が困難になら
ないように充分な機械的強度を持たねばならない。

（本発明が解決しようとする問題点）本発明は、冒頭に述べた種類の、すなわち液圧支承エレ
メントごとにひとつだけ圧力付与体を備える変形制御ロ
ールを発展させ、液圧支承エレメントが運転において大
きい展開荷重がかかっても充分な強度を保ちうるように
することを基本課題とする。

（問題点を解決するための手段および作用）この課題は
、本発明に従って、ピストン部とシリンダ部の断面の周
方向の長さをその軸方向幅よりも大きくすることによっ
て、圧力付与体は液圧支承エレメントを周長さの大部分
に亘って間断なく支承するようにすることにより解決さ
れる。

この構造においては、液圧支承エレメントは圧力付与体
の中央もしくは間隔を置いて配置された箇所において支
持されるばかりでなく、周方向の長さの大部分に亘って
間断なく支持される。この荷重方式の場合、液圧支承エ
レメントは広い範囲に亘って一定の剛性を備える梁とな
る。

従って、液圧支承エレメントの許容外の変形を懸念する
ことなく、極度に大きい圧力を加えることができる。あ
るいは、圧力が比較的低い場合には、液圧支承エレメン
トの材料を節約することが可能となる。液圧支承エレメ
ントの軸方向長さが与えられている場合は、圧力が作用
する断面積は他のすべての公知の場合よりも大きくなる
。両方の方策はそれぞれに、また組み合わせればなおさ
らのことに、ロールの長手方向ブロックごとの大きい展
開荷重の受は支えを可能とする。軸方向において液圧支
承エレメントは細長いので、展開荷重の微細な制御、従
ってロール変形の微細な制御が可能となる。薄い肉厚の
ロールでも、その周囲の大部分が剛性のある液圧支承エ
レメントにより支承されるので問題なく使用できる。

この新規のロールは特に、非常に大きい展開荷重が問題
となる製紙工場、更にプラスチック、ゴム、箔、及びア
ルミニウム工場や製鋼所において用いられるカレンダや
圧延装置への組み込みに適している。

更に、ピストン部およびシリンダ部が周方向に平行に配
列された側壁面を備えるならばなお優れた構造となる。

そうすれば個々の圧力付与体をかなり密に隣接配置する
ことができる。製作は簡単である。気密保持も難しくな
い。

ピストン部とシリンダ部の側壁面は半円状の端壁面によ
って相互に連結することもできる。

こうすると更に製作や気密保持が容易になる。

更に、代案としてピストン部とシリンダ部の側壁面を基
本的にキャリヤの軸に平行な端壁面によって相互に連結
する方案がある。こうすれば、周囲長さが決まっている
場合、さらに大きい圧力面を得る。

更に優れた点は、ピストン部とシリンダ部の断面形状が
形と大きさにおいて液圧支承エレメントの支承面に適合
することである。従って、液圧支承エレメントはその全
周囲長さに亘って、内部からは間断なく、そして外部か
らは間断なくもしくは殆ど間断なく荷重を受けとめるこ
とが出来る。

更に優れている点は、キャリヤの長手方向の少なくとも
一部に亘って、液圧支承エレメントの向かい側でキャリ
ヤに対する二次液圧支承エレメントが設けられることで
ある。この二次液圧支承エレメントに対しても圧力が供
給されると、ロールシェルが張られ、ロールシェルに作
用する横力は液圧支承エレメント群並びに圧力付与体群
を介してキャリヤに伝達することができる。

更に優れた実施型としては、ピストン部がそれぞれキャ
リヤに、シリンダ部が液圧支承エレメントに設けられる
ことである。こうすると比較的平らな、従って材料節約
的な液圧支承エレメントとなる。

しかし、それにも拘らず運転においては圧力付与体の圧
力クッションによる連続した支持により大きいコンスタ
ントな剛性が得られる。しかも、キャリヤはかなり大き
いシリンダとして用いる孔をつけられることによってで
脆弱化されることもない。

更に、優れている点は、圧力付与体に働く圧力を個々に
もしくは区域ごとに変化させることが可能であることで
ある。このようにして、ロールシェルの軸方向に隣接し
合う全範囲において微細な制御を実施することが可能と
なる。

この新規のロールは、予め与えられた圧力に対して、長
手方向ブロックごとの最大の展開荷重で作動することが
可能であるので、液圧支承エレメントに導かれた圧力液
体が加熱媒体である場合が特に推奨される。冷たい圧力
オイルの場合、８０から５００ｂａｒまでの圧力が適用
できるが、熱い圧力オイルの場合の上限は約１２から２
０ｂａｒであるからである。でないと、ポンプやシール
などが機能しないからである。従って、本発明により、
加熱されたロールを大きい展開荷重のもとで運転するこ
とができるわけである。

（実施例）本発明を以下に図面に示された優れた実施例により詳し
く説明する。

第１図は本発明のロールを一部の縦断側面図で、一部は
縦外観図で示し、若干の液圧支承エレメントはピストン
部からとり外して示されている。第２図は第１図のＡ−
Ａ線に沿った断面図である。第３図はロールシェルの横
断平面図であり、図１のＢ−Ｂ線に沿ってキャリヤを見
た部分図である。第４図は第二の実施型の縦断側面図で
ある。第５図は第二の実施型の横断平面図である。

第１図から第３図までの実施例の場合、ロール１は、例
えば圧延装置あるいはカレンダにおけるように、対ロー
ル３とニップ間隙２を形成しつつ協同作動する。ロール
シェル４は、両端が傾倒軸受６を介してロールフレーム
７に回転不能に支持されるキャリヤ５の周りに回転可能
に支承される。ロールシェル４の端部は回転軸受８を介
して支承スリーブ９に装架される。このスリーブは図示
されていない回転モーメント止めによって回転が制止さ
れており、そしてキャリヤ５に回転不能に固定されるシ
ールプレート１０に気密を保ちながら接している。キャ
リヤと支承スリーブとの間に間隙１１があるので、この
支承スリーブは、少なくとも２０一ル間のニップすなわ
ち作動間隙２を通過する作動平面Ｅにおいでキャリヤ５
に対して相対的に半径方向に移動することができる。

ロールシェル４は、作動平面Ｅに対して対称的に配置さ
れている第一列の液圧支承エレメント１２により支えら
れている。キャリヤ５の反対側には第二列の二次液圧支
承エレメント１３が設けられる。第２図と第３図とから
判るように、液圧支承ニレメン目２はそれぞれ圧力付与
体１４により支えられており、その圧力付与体はキャリ
ヤ５に固定されたピストン部１５と液圧支承エレメント
１２の中に設けられたシリンダ部１６を有する。ピスト
ン部とシリンダ部との間に形成される圧力空間１７は周
辺方向に並んで配置された２つのポケット１８と１９と
に、それぞれひとつの絞り通路２１ないしは２２を介し
て連絡されている。

各ピストン部１５は、２つの平行の側壁面２３と２４と
を有し、これらは半円筒状の端壁面２５と２６とによっ
て互いに連結される。シリンダ部１６の内周面は同じ形
状をとるが、このようなピストン−シリンダ機構におい
て普通にみられるような間隙を内周面とピストン部との
間に持っている。

そこに設けられるシールは図示されてない。ここでは“
シリンダ部”という表現は円形シリンダの意味とは異な
っている。支承頂面２０は、２つの平行な直線部２７と
２８とにより囲まれ、その端は半円筒２９と３０とによ
って連結される。これらの形状は、ピストン部１５とシ
リンダ部１６の形状に対応しているが、それよりやや大
きくとられている。このような方法で、液圧支承エレメ
ント１２は、例えば約２鶴程度の微小な数ミリ間隔で順
次に配置することが可能となる。二次液圧支承エレメン
ト１３も同じ構成である。

圧力空間１７には圧力液体が供給されるが、この液体は
ポンプ３１により圧力調整ユニット３２，３２ａ、３２
ｂそして３２ｃ及びそのユニットにつながっている配管
３３　、３３ａ　、　３３ｂ及び３３ｃを通ってキャリ
ヤ５内の孔路となって延びている経路で圧力空間１７に
入っている。それぞれ３つの一次もしくは二次液圧支承
エレメントがひとつの区画としてまとめられている。軸
受ポケットを越えて流出する圧力流体は、排出管３４を
通って加熱装置３６を備えるタンク３５に導かれる。そ
の結果、ポンプ３１は圧力液体として加熱媒体を送るこ
とになる。

運転においては、圧力空間１７には、液圧支承エレメン
ト１２がロール１を隣接ロール３の方向に加圧するため
に充分な大きい断面積が存在する。この加圧は、この液
圧支承エレメントの比較的大きい周方向長さにわたって
全面的にかかる。従って、ロール間隙２の長手方向の各
区域には著しい周方向長の荷重がかかる。その際、液圧
支承エレメント１２は、均等に荷重を受けるので、ロー
ルシェル４の周辺を、特に作動平面Ｅの区域においても
、広い幅に亘って支承することが可能となる。圧力調整
ユニット３２から３２０の機能によって、ロールシェル
４の変形はその全長にわたって微細に制御でき、対ロー
ル３のたわみに正確に適合してゆくことが可能となる。

従って、作動平面已における力Ｐは問題なく吸収される
。もし、更にそれに加えて、横力Ｑがロールシェル４に
作用するようなとき、この力は液圧支承エレメント１２
及び１３の周方向にわたる力によって、その液圧支承エ
レメントに転移される。この場合、シリンダ部１６の一
方の端面ばピストン部１５の対応する端面に接合するの
で、この横力の大部分はキャリヤ５に伝達されることが
可能となる。この横力の伝達効率を向上させるため、二
次液圧支承エレメント１３に圧力を４き、ロールシェル
４に張力支持を行わせることができる。

第４図と第５図の実施型は殆ど第１図と第２図のそれに
対応している。それゆえ同じ部分には同一の引用記号が
付してあり、対応する部分には１００を増した引用記号
が用いられる。本質的な違いは液圧支承エレメント１１
２及び１１３とが長方形であり、すなわち２つの平行な
側部１２７及び１２８ならびに２つの平行な端部１２９
及び１３０とをもつことである。これに従って、ピスト
ンも平行な側壁面１２３および１２４ならびに同じく互
いに平行な端壁面１２５及び１２６を持つ。

このようにして各圧力空間に可能最大の圧力面が形成さ
れる。

本発明の基本思考から離反しない限り、ここに示した実
施例はいろいろな点で変更してよい。

例えば、ロールシェル４の端部はキャリヤ５に固定保持
してもよい。長方形の支承頂面１２０は、そのピストン
がピストン部１５の形状を持つ液圧支承エレメントと組
み合わせてもよい。また、ピストン部はそれぞれ液圧支
持ユニットに形成するか、あるいはそれに取り付けても
よく、あるいはまた、キャリヤ５に設けられるシリンダ
の中にがん入させてもよい。

（発明の効果）本発明によると、液圧支承エレメントが大きい展開荷重
がかかっても充分な強度を保ちうる変形制御ロールを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の変形制御ロールの一端部の
部分縦断側面図、第２図はその第１図Ａ−Ａ線矢視縦断
端面図、第３図はその第１図Ｂ−Ｂ線矢視横断平面図、
第４図は本発明の他の実施例の変形制御ロールの一端部
の部分縦断側面図、第５図はその横断平面図である。（１）・・・ロール、（２）・・・作動間隙、（３）・
・・対ロール、（４）・・・ロールシェル、（５）・・
・キャリヤ、（６）・・・傾倒軸受、（７）・・・ロー
ルフレーム、（８）・・・回転ｆｉ受、（９１・・・支
承スリーブ、ＯＩ・・・シールプレート、αυ・・・間
隙、Ｑ２（１１２）・・・液圧支承エレメント、Ｑｍ（
１１３）・・・二次液圧支承エレメント、α旬・・・圧
力付与体、ａω（１１５）・・・ピストン部、αｅ・・
・シリンダ部、０η・・・圧力空間、０樽α傷・・・ポ
ケット、（２ｍ・・・支承頂面、（２１）　（２２）・
・・絞り通路、（２３）　（２４）　（１２３）　（１
２４）・・・側壁面、（２５）（２６）・・・端壁部、
（２７）　（２８）　（１２７）　（１２８）・・・直
線部、（２９）　（３０）　（１２９）　（１３０）・
・・端壁部、（３１）・・・ポンプ、（３２）　（３２
ａ）　（３２ｂ）　（３２ｃ）　−圧力調整ユー’−７
ト、（３３）　（３３ａ）　（３３ｂ）　（３３ｃ）−
配管、（３４）　・・・排出管、（３５）・・・タンク
、（３６）・・・加熱装置、（Ｅ）・・・作動平面、（
Ｐ）・・・力、（Ｑ）・・・横力。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中芯に回転不能に保持されたキャリヤがあり、そ
のキャリヤの上にキャリヤを囲む回転可能のロールシェ
ルが、軸線方向に順次に配列された液圧支承エレメント
の群の働きにより支承されており、液圧支承エレメント
群の周方向の長さはそれらの各半径方向の幅よりも大き
く、そしてそれら液圧支承エレメントのそれぞれはひと
つの圧力空間を間に形成するピストン部とシリンダ部と
を備える圧力付与体の一個だけによりキャリヤの上に支
承される構造のロールにおいて、ピストン部（１５、１
１５）とシリンダ部（１６）の断面の周方向の長さをそ
の軸方向幅よりも大きくすることによって圧力付与体（
１４）は液圧支承エレメント（１２、１３；１１２、１
１３）を周長さの大部分に亘って間断なく支承するよう
にすることを特徴とする変形制御ロール。
（２）ピストン部（１５；１１５）およびシリンダ部（
１６）が、周方向に延びる平行の側壁面（２３、２４；
１２３、１２４）を有することを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の変形制御ロール。
（３）ピストン部（１５）とシリンダ部（１６）の側壁
面（２３、２４）が半円筒状の端壁面（２５、２６）に
より相互に連結されていることを特徴とする特許請求範
囲第２項に記載の変形制御ロール。
（４）ピストン部（１１５）とシリンダ部の側壁面（１
２３、１２４）が基本的にキャリヤ軸に平行である端壁
面（１２５、１２６）によって相互に連結されているこ
とを特徴とする特許請求範囲第２項に記載の変形制御ロ
ール。
（５）ピストン部（１５、１１５）とシリンダ部（１６
）の断面形状がその形と大きさにおいて液圧支承エレメ
ント（１２、１１２）の支承頂面（２０、１２０）に適
合することを特徴とする特許請求範囲第１項から第４項
までのうちのひとつに記載の変形制御ロール。
（６）支承頂面（２０、１２０）は周方向に並べられた
少なくとも２つのポケット（１８、１９；１１８、１１
９）を有し、それらポケットはそれぞれひとつの絞り通
路（２１、２２、１２１、１２２）を介して圧力付与体
（１４）の圧力空間（１７）と連絡していることを特徴
とする特許請求範囲第１項から第５項までのうちのひと
つに記載の変形制御ロール。
（７）キャリヤ（５、１０５）の長手部分の少なくとも
一部に亘って、液圧支承エレメント（１２、１１２）の
反対側のキャリヤに二次液圧支承エレメント（１３、１
１３）が設けられていることを特徴とする特許請求範囲
第１項から第６項までのうちのひとつに記載の変形制御
ロール。
（８）ピストン部（１５、１１５）がそれぞれキャリヤ
（５、１０５）に設けられ、シリンダ部（１６）が液圧
支承エレメント（１２、１１２）に設けられることを特
徴とする特許請求範囲第１項から第７項までのうちのひ
とつに記載の変形制御ロール。
（９）圧力付与体（１４）に作用する圧力は個々にある
いは区域ごとに変更することが可能であることを特徴と
する特許請求範囲第１項から第８項までのうちのひとつ
に記載の変形制御ロール。
（１０）液圧支承エレメント（１２、１３；１１２、１
１３）に導入される圧力液体が加熱媒体であることを特
徴とする特許請求範囲第１項から第８項までのうちのひ
とつに記載の変形制御ロール。