JP4125286B2 - ロールリング用環状保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロールリング用環状保持装置に関する。

軸方向に作用するクランプ装置はロールリングをロールシャフト上に固定するのに使用される。これは二つの環状支持部材間で作用し、その少なくとも一つはロールリングの取り付けのため着脱することができる。これらは、一方ではシャフトに一体的に連結されたシャフトカラーにより、他方ではシャフト螺子に着座した螺子付きリングにより形成されている（特許文献１あるいは２参照。）。

米国特許公開公報第４００８５９８号 米国特許公開公報第４１１７７０５号

シャフトが螺子付きリングの位置で曲げ応力を受ける場合、螺子は全周にわたって均一に負荷を受けるわけではなく、むしろシャフトの曲げ圧を受ける側が主に負荷を受ける。こちら側は回転するので、螺子は交番応力を受けることになり、破壊されることもある。

本発明は、曲げ応力に対し、螺子付きリング以上に対応可能な装置を提供することを目的としている。

本発明の解決策は請求項１に記載のロール装置であり、この装置においては、着脱自在の支持部材が、シャフトカラーに支持された分割リングにより形成され、分割リングの構成部品は分割リングを囲繞する固定リングにより保持されている。後者は分割リングに作用する極めて大きい捩り力を吸収する。これは元応力を受けているのが好ましく、特に焼ばめされているのがよい。取り付けのために、分割リングが支持されるシャフトカラーの外径はロールリングの内径より小さい。

軸方向の力を吸収するためにシャフト溝に取り付けられた分割リングを使用することは公知である（ドイツ特許公開公報第３０２２５５４号あるいは第２１１８６２７号）。しかしながら、極めて大きい捩り力が作用する場合にはこれは適用できない。

本発明によれば、このような極めて大きい捩り力は固定リングにより吸収される。

ロールリング２はロールシャフト１上の所定の位置に取り付けられている。ロールリング２はクランプ装置３により軸方向に拘束されている。この場合、ロールリング２は一方ではシャフトカラー４により形成された支持部材に支持されるとともに、他方では着脱自在の支持部材５により支持されている。シャフトは領域６において取り付けられ、曲げ応力を受ける。

クランプ装置３と着脱自在の支持部材５の詳細は図２に図示されている。クランプ装置３は公知の原理に基づいている（欧州特許第３４３４４０号）。スラストリング８は隣接するロールーリング２に軸方向に支持されており、接続部１０を介して圧力媒体が供給されるピストン／シリンダ装置９を備えている。ピストン／シリンダ装置９は、環状切欠部に調整リング１２を収容した"楔リング"１１を軸方向に押圧する。互いに対向する楔リング１１の側面と調整リング１２の側面は鋸歯状に形成されており、楔リング１１に対し調整リング１２を回転させることにより、これらの軸方向の長さを調節することができる。支持部材４，５の互いに対向する面間の軸方向の距離は、クランプ装置３が軸方向の長さが最短となるように配置されると、僅かな取付代はあるもののロールリング２と中間リング１４とクランプ装置３の全長に相当している。これらの部材がシャフト１に一旦取り付けられると、ピストン／シリンダ装置９に圧力が加えられ、調整リング１２が締められて、ピストン／シリンダ装置９の圧力が解放される。したがって、ロールリング２はクランプ装置３により支持部材４，５間に軸方向に挟持される。上述した構成は公知である。

分割したインサートリングを調整リング１２と楔リング１１の鋸歯の代わりに使用することもでき、分割インサートリングの軸方向の長さは、油圧で挟持された状態におけるリング８，１１間の距離に相当する（米国特許公開公報第４１１７７０５号）。

着脱自在の支持部材５は、シャフトカラー１５とリング１６により構成され、リング１６は半分に分割されているのが好ましく、カラー１５の端面に環状端部１７が支持されている。リング１６の停止面１８は隣接するロールリング２に対向している。停止面１８の平均直径はカラー１５の端面の平均直径より大きいので、リング１６は捩りモーメントを受け、この捩りモーメントはリング１６をロールリング２に隣接する領域においてシャフトから離反する方向に捩るように作用する。これは、分割リング１６上の所定の位置に焼ばめされた固定リング１９により防止される。その元応力は大きいので、軸方向の力が加わってもリング１６の一部がシャフトから持ち上がることはない。

図３から分かるように、リング１６の部材１６ａ，１６ｂは螺子２０あるいは他の締結手段により一体的に保持されているが、これらは操作力でリング部材１６ａ，１６ｂを固定するというよりも取付時にそれらを一時的に固定するためのものである。これらは一時的に作用する他の適当な固定手段に置換することもでき、完全になくしてもよい。

分割リング１６は第１の停止面１８がロールリング２あるいはロールリング２と分割リング１６との間に位置することがある中間リングに対向している。この面を介して伝達された軸方向の力は第２の停止面２５を介してシャフトカラー１５に伝達される。第１の停止面１８は平均半径２４を持ち、第２の停止面２５は平均半径２６を持つ。平均半径２４，２６の違いにより分割リング１６に作用する捩りモーメントは、その差に比例する。

分割リング１６は内側（半径方向）において面２７を介してシャフト１の外面に支持されている。この内面２７はロールリング２の反対側に境界部２８を持つ。分割リング１６が捩り力に降伏する場合、内面２７特にロールリングから離れた境界部２８でシャフト１に支持されるのに対し、境界部２８から離れたロールリング側ではシャフト１から持ち上がる傾向にある。この持ち上がりは固定リング１９により阻止される。境界部２８の回りで捩り変形に対抗して発生する捩りモーメントは、境界部２８からの軸方向の距離が大きいほど大きい。それ故、本発明は、ロールリングに近接しそれを介して固定リング１９が分割リング１６に支持される内面２９の境界部３０と、ロールリングから離れた境界部２８との軸方向の距離３２をできるだけ大きく、少なくとも第１及び第２の平均半径２４，２６の差ぐらいにできるだけ大きくすることを教示するものである。さらに正確には、半径差の少なくとも３／４で、半径差より大きいのが好ましい。

停止面１８は、その半径方向の全体にわたって軸方向の力の伝達に全面的に寄与するとは到底想定できないほど半径方向に大きい場合もある。そのような場合、第１の平均半径を寸法設定するに際し、全停止面のうち半径方向の内側のみ、すなわち軸方向の力の伝達に関係する部分のみ考慮される。

図示された例では、分割リング１６はロールリングから離れた軸方向に平行な延長部３１を備えており、ロールリングに近接した固定リング１９の内面２９の境界部３０と、ロールリングから遠い分割リング１６の内面２７の境界部２８との間の軸方向の距離を維持することができる。図６に示される実施例では、分割リング１６は同じ目的で全長が長く設計されており第２の停止面２５はロールリングから遠い分割リング１６の内面２７側に形成されている、

図２の実施例に対応する図４に示される別の実施例では、固定リング２１は円錐面２２を介して分割リング１６と相互作用する。固定リング２１が完全に押され、その端面１８が分割リング１６と同一面上に並ぶと、操作力により半径方向の内側に向かって作用する力より固定リングに元応力を与える力が大きくなる程度に固定リングに元応力が与えられる。その結果、シャフト１からのリング１６の持ち上がりが防止される。

ロール装置全体の部分断面図である。 ロール装置において本発明に関係する部分の軸方向の拡大断面図である。 ロール装置の軸方向に垂直な断面図である。 別の装置の断面図である。 分割リングと固定リングの断面図である。 別の分割リングと固定リングの断面図である。

Claims (4)

1. ロールシャフト（１）と該ロールシャフト（１）上で二つの環状支持部材（４，５）間に挟持された少なくとも一つのロールリング（２）とを備え、前記二つの環状支持部材（４，５）の少なくとも一つ（５）が着脱自在に構成されたロール装置であって、前記着脱自在の支持部材（５）は、シャフトカラー（１５）の端面により軸方向に支持される分割リングにより形成され、該分割リングの構成部品（１６ａ，１６ｂ）は前記分割リングを囲繞する焼ばめされた固定リング（１９，２１）により保持されていることを特徴とするロール装置。
2. 前記固定リングは焼ばめされて元応力が与えられていることを特徴とする請求項１に記載のロール装置。
3. 前記シャフトカラー（１５）の外径は前記ロールリング（２）の内径より大きくないことを特徴とする請求項１あるいは２に記載のロール装置。
4. 前記分割リング（１６）は第１の停止面（１８）をロールリング側に近接したリング（２）に対向させ、前記第１の停止面（１８）は第１の平均半径（２４）を有するとともに、前記分割リング（１６）は第２の停止面（２５）を前記シャフトカラー（１５）に対向させ、前記第２の停止面（２５）は第２の平均半径（２６）を有し、前記分割リング（１６）はシャフト（１）に支持された内面（２７）を有するとともに前記ロールリングから離れた境界部（２８）を有し、前記固定リング（１９）は前記ロールリングに近接した境界部（３０）を有する内面（２９）を介して前記分割リング（１６）に保持され、前記ロールリングから離れた境界部（２８）と前記ロールリングに近接した境界部（３０）との間の軸方向に平行な距離（３２）が前記第１及び第２の平均半径（２４，２６）の差（３３）の少なくとも３／４であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロール装置。

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