JP4537001B2 - 半径方向の変位の補整機構を有するロール軸受けのためのシール装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロールネックに、このロールネックを取り囲む、シール面と協働する少なくとも１つの弾性的なシール要素が付設されており、シール要素が固定の保持部によって担持され、シール面がロールネックと共に可動のネックブッシュ延長部によって担持される、ロール軸受けの胴部側の領域内のシール装置に関する。

この様式のシール装置は、特に、油膜軸受けにとって、例えば米国特許第４，４３５，０９６号明細書によって、久しい以前から従来技術として公知である。ここで使用されるシール要素は、一方では、油膜軸受けからの油がロール胴へと達してしまうこと、他方では、部分的に焼結材で置換された冷却潤滑剤がロール胴から油膜軸受け内へと侵入してしまうことを阻止する。

圧延工程の際に生じる異なった負荷によって、チョック内でロールネックが半径方向に変位してしまう。圧下されてない無負荷のロールの場合、ネックブッシュと軸受けブッシュとの間のシール間隙は、下の領域内で減少するのに対して、反対の上の領域内の間隙は、拡大する。これに対して、ロールが圧下されている場合、そして圧力がチョック及び軸受けを介してロールに加えられる場合は、ネックブッシュと軸受けブッシュとの間の軸受け間隙が、下の領域内で大きくなり、これに対して、反対の上の領域内で減少することが生じる。異なった負荷から生じるこの半径方向の変位は、従来技術では、シール要素によって補整しなければならない。

この場合、無負荷のロールの場合は、シール要素の下の領域内のシールリップが、非常に広範に圧縮されるのに対して、上の領域内のシールリップは、ほとんどまだシール面に当接しない。これに対して、圧下されたロールの場合は、シールリップが、シール要素の上の領域内で非常に広範に圧縮され、下の領域内では、同様にほとんどまだシール面に当接しない。

この半径方向の遊びと結びつくのは、一方で、極端に圧縮された状態での、他方で、絶え間ない負荷変動による、より激しい負荷及びこれによる大きなシールの摩耗であり、更には、シール作用が、最適にシール面に当接しないシールリップによって激しく弱まるという危険である。

米国特許第３，８６６，９２４号明細書は、軸方向に運動するロッドもしくはチューブのための違った種類のワイピング装置を開示する。ここでは、相前後して配設された軸方向に応力を受ける複数のシールリップが開示され、これらのシールリップは、金属の保持リングを介してＯリングに支持され、これらのＯリングは、運動方向に対して垂直なチューブもしくはロッドの変位を補整する。

本発明の基本にある課題は、軸受けブッシュ内でロールネックが半径方向に変位するにもかかわらず、シール要素に過度に応力を受けず、これによりシール要素の摩耗を低減し、その寿命を高め、シール要素のシールリップが、常に最適にシール面に当接するように、この種のシール装置を発展構成することである。

この課題を解決するために、シール面が、弾性的な支持要素を介してネックブッシュ延長部に支持されるか、シール要素及び／又はシール面が、それぞれ弾性的な支持要素を介して保持部及びネックブッシュ延長部に支持され、弾性的な支持要素が、シール要素のシールリップよりも小さい剛性を備えることが提案される。この場合、半径方向に変位する場合は、シール要素のシールリップが、先ず、より少なくなったシール間隙の状態で、その形状を変化させるのではなく、その大きい剛性のために、相応の力を、シール要素を担持する弾性的な支持要素に伝達し、この支持要素は、シール間隙のこの領域内で圧縮される。向かい合って位置する側では、弾性的な支持要素は、大きくなったシール間隙内で相応に伸びて、ここでも、シールリップは、大きく運動することなく、常に最適にシール面に当接する。

弾性的な支持要素の剛性及び半径方向の補整の程度が、予設定可能に調整可能であることが、有効であると実証された。これにより、一方では、異なった剛性のシール要素に適応させること、他方では、弾性的な支持要素を、期待される半径方向の変位に適合させることができる。

シール要素及びシール面が、保持部及びネックブッシュ延長部上で、締付け手段と突出部との間に固定されており、締付け結合部が、半径方向のシール要素及びシール面の運動を可能にするのに対し、周方向のシール要素の運動が阻止される場合は有利である。これにより、例えば、固定されているシール要素の場合、このシール要素は、運動するシール面に生じる摩擦力によって連行されないが、半径方向の補整は保証されていることが得られる。

弾性的な支持要素として、Ｏリング又は閉鎖されたホースも考えることができ、これらは、例えば、エラストマで充填することができ、半径方向の変位の最適な補整を保証することができる。

シール要素及び弾性的な支持要素の簡単な組込み及び簡単な交換は、弾性的な支持要素が、シール要素に統合されており、このシール要素と、ユニットを構成するか、又は一部材的に形成されている場合に得られる。

締付け手段、及び／又はこの締付け手段と結合しているシール要素のフランク部及び／又はシール面が、テフロン（登録商標）コーティングされている場合は有利である。これにより、シール要素もしくはシール面の半径方向の変位が、その保持部内で可能である。

シール要素及び／又はシール面がその保持部内で所望の半径方向の運動以外に周方向の運動を行なうことができるということを阻止するために、締付け手段、及びシール要素のフランク部及び／又はシール面が、半径方向に整向された係合部もしくは案内部を備え、これらの案内部もしくは係合部が、締付けなく形成されていることが、有効であると実証された。

本発明を、図面を基にして詳細に説明する。

図１からは、ロールネック２を備えるロール１を読み取ることができる。ロールネック２は、図２に明らかなように、そのネックブッシュ３で軸受けブッシュ４内に支持され、この軸受けブッシュは、更にまた、チョック５によって担持される。ネックブッシュ３には、シール面７を担持するネックブッシュ延長部６を認めることができる。チョック５には、シール要素９，１０を担持するために使用される保持部８が組み付けられている。この場合、シール要素９，１０は、締付け手段１１によって、シール要素９，１０の半径方向の運動は可能であるが、しかしながら、保持部８内でのその周方向の運動が阻止されるように、ストッパ１２に緊張されている。保持部８とシール要素９，１０との間には、弾性的な支持要素１３が配設されている。弾性的な支持要素１３は、内部にエラストマが充填されている閉鎖されたホースの形で形成されている。

軸受けブッシュ４及びチョック５に対してロールネック２及びネックブッシュ３が半径方向に変位する場合、シール要素９，１０は、その半径方向の変位を補整しなければならない。しかしながら、弾性的な要素１３は、シール要素９，１０のリップ１４，１５よりも小さい剛性を備えるので、弾性的な支持要素１３が半径方向の変位を受け入れるのに対して、シールリップ１４，１５は変形されないことが得られる。これにより、シールリップ１４，１５が、最適なシール作用が得られるように、常にシール面７に当接することが保証される。これに加えて、シールリップ１４，１５のこの調整をする際に、まさに最低の摩耗が保証されていることになる。

この例は、シール要素９，１０が弾性的な支持要素１３を介して支持されていることを示すにすぎない。しかしながらまた、本発明の対象は、シール面７だけが、相応の弾性的な支持要素を介してネックブッシュ延長部６上に支持されているか、又は、シール要素も、またシール面も、弾性的な支持要素を介して担持されることである。

油膜軸受けを有するロールの切取り部を示す。 シール領域の詳細図を示す。

符号の説明

１ ロール
２ ロールネック
３ ネックブッシュ
４ 軸受けブッシュ
５ チョック
６ ネックブッシュ延長部
７ シール面
８ 保持部
９ シール要素
１０ シール要素
１１ 締付け手段
１２ 突出部
１３ 弾性的な支持要素
１４ シールリップ
１５ シールリップ

Claims (10)

1. ロールネック（２）に、このロールネックを取り囲む、シール面（７）と協働する少なくとも１つの弾性的なシール要素（９，１０）が付設されており、シール要素（９，１０）が固定の保持部（８）によって担持され、シール面（７）がロールネック（２）と共に可動のネックブッシュ延長部（６）によって担持される、ロール軸受けの胴部側の領域内のシール装置において、
   シール面（７）が、弾性的な支持要素（１３）を介してネックブッシュ延長部（６）に支持されるか、シール要素（９，１０）及びシール面（７）が、それぞれ弾性的な支持要素（１３）を介して保持部（８）及びネックブッシュ延長部（６）に支持され、弾性的な支持要素（１３）が、シール要素（９，１０）のシールリップ（１４，１５）よりも小さい剛性を備え、弾性的な支持要素（１３）の剛性及び弾性的な支持要素（１３）の半径方向の補整運動の程度が、予設定可能に調整可能であることを特徴とするシール装置。
2. シール要素（９，１０）及びシール面（７）が、保持部（８）及びネックブッシュ延長部上で、少なくとも１つの締付け手段（１１）と突出部（１２）との間に固定されており、締付け結合部が、半径方向のシール要素（９，１０）及びシール面（７）の運動を可能にするのに対し、周方向のシール要素（９，１０）の運動が阻止されることを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
3. 弾性的な支持要素（１３）として、少なくとも１つのＯリングが使用されることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１つに記載のシール装置。
4. 弾性的な支持要素（１３）として、少なくとも１つの閉鎖されたホースが使用されることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１つに記載のシール装置。
5. ホースもしくはＯリングが、エラストマで充填されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のシール装置。
6. 弾性的な支持要素（１３）が、シール要素（９，１０）とユニットを構成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のシール装置。
7. 締付け手段（１１）及び突出部（１２）、及び／又はこの締付け手段（１１）及び突出部（１２）と結合しているシール要素（９，１０）の面及び／又はシール面（７）が、テフロン（登録商標）コーティングされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のシール装置。
8. 少なくとも締付け手段（１１）、及びこの締付け手段（１１）と結合しているシール要素（９，１０）の面及び／又はシール面（７）が、半径方向に整向された係合部もしくは案内部を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のシール装置。
9. シール要素（９，１０）として、ラジアルシャフトシールリングが使用されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のシール装置。
10. ２つのシール要素（９，１０）が、保持部（８）上に配設されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のシール装置。

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