JP5031041B2 - ローラ軸受 - Google Patents

Description

この発明は、溶融浸漬被覆装置のローラアームにローラのローラジャーナルを支承するローラ軸受に関する。

金属被膜用の溶融浸漬被覆を備えるストリップ装置では、次の金属浴が被覆浴と呼ばれていて、浴を通してストリップを案内する転向ローラ、修正ローラと安定化ローラが利用される。これらローラは先行技術に基づいてセラミック滑り軸受に支承されている。このための例は、ドイツ特許出願公開第１９５１１９４３号明細書（特許文献１）、ドイツ特許出願公開第１０２２７７７８号明細書（特許文献２）とドイツ特許第１０２３６１１３号明細書（特許文献３）に公表されている。

公知のローラ軸受は溶融浸漬被覆装置の所謂ローラアームに配置されていて、ローラアームによって各ローラが金属浴に浸漬される。この場合には、ローラがそのローラジャーナルを介してローラ軸受に支承されている。ローラアームに取付けられたローラ軸受は先行技術では通常は固定式に或いは一方向のみに移動自在に吊り下げられている。ローラジャーナルと軸受面の間の斜め状態では、この斜め状態が例えば整列ミス或いは熱変形によって生じ得るように、ローラジャーナルがもはや完全にローラ軸受に載置されない。その結果、より高い面圧とそれに関連したローラ軸受の摩耗とが生じる。

ドイツ特許出願公開第１９５１１９４３号明細書 ドイツ特許出願公開第１０２２７７７８号明細書 ドイツ特許第１０２３６１１３号明細書 ドイツ特許第１８７６３０５号明細書 ドイツ特許第１０１３０９５９号明細書

これら先行技術から出発して、この発明の課題は、ローラジャーナル或いはローラの支承がローラジャーナルと軸受面の間の斜め状態でも悪影響を受けなく且つ軸受面を備える軸受部材が負荷する力発生に対して常に対称的に整列できるように、溶融浸漬被覆装置内でローラ用のローラ軸受を改良することである。

この課題は、特許請求項１の対象によって解決される。この対象は、軸受部材が取付け部材内で第二旋回軸線を中心に旋回自在に支承されていて、そしてブッシュがローラアームにおけるブッシュに支承された取付け部材と軸受部材と一緒に、軸線Ｓ１とＳ２に垂直に立つ軸線を中心に旋回可能に支承され且つ特定回転角度に一定に調整できることを特徴とする。

ローラ軸受のカルダン式構成は、ローラ軸受内のローラ或いはローラジャーナルがローラ軸線を中心に回転自在に支承されず、むしろ、追加的に少なくとも一つの別の自由度で移動でき、支承の品質が例えば増加した摩擦によって欠点として影響されなかったという利点を提供する。

固有のローラ軸線を中心とするローラを回転させる可能性が次に第一自由度として述べられている。

第二旋回軸線Ｓ２を中心に取付け部材において軸受部材を旋回させる更なる可能性が次の第三自由度と呼ばれているローラ用の他の自由度を表わす。

円筒状ブッシュの中心軸線を中心に所定旋回角度αだけローラ軸受におけるブッシュ内に支承された取付け部材と軸受部材と一緒にブッシュを旋回させる可能性は、軸受面を備えるローラ軸受が力発生に対して対称的に整列され得て、力発生は転向された金属ストリップからローラへ及ぼされた引張力に基づいて調整されてローラ軸受に作用する。発生する力は浴表面に垂直に上方へいつも作用せずに、むしろ、その力方向が一次的にローラを中心に金属ストリップの入口と出口角度に依存し、それ故に、ローラ軸線を中心にローラジャーナル或いはローラの回転運動をさせる。

一つの他の実施例によると、ローラ軸受がローラジャーナル、取付け部材とローラジャーナル用の少なくとも一つの軸受部材を収容する開口を備えるローラアームに支承されたブッシュを特徴とし、ブッシュ内の取付け部材が第二旋回軸線Ｓ２を中心に旋回自在に支承される。第二旋回軸線Ｓ２を中心に旋回させる可能性がローラ用の第三自由度を表わす。それにより全体としてローラがこの場合には三自由度を利用される。

軸受部材に二つのＶ状に配置された軸受面の構成は、ローラジャーナルが軸受部材にそのローラジャーナルの支承では場所的或いは立体的位置で実施される回転運動中も安定化されるという利点を提供する。

軸受部材、けれども、少なくともセラミック製軸受面の構成は、同じ高い温度硬度で僅かな摩耗しか生じないという利点を提供する。

好ましくは軸受部材、けれども、少なくとも軸受面が摩耗部材として交換できる。

取付け部材及び／又は軸受部材がブッシュの開口の縁に全く適合せずに、むしろ、ローラ軸受の負荷側にのみ配置されていて、そこでのみ溶融浸漬被覆装置の作動中、即ちローラによって金属浴に金属ストリップの転向中に力が軸受面に及ぼされる。

ローラジャーナルがローラブッシュの開口において緩く、即ち自由回転可能に支承される。負荷の場合には、即ち転向された金属ストリップによって生じる引張力の発生の際にローラジャーナルが下から上記軸受面に対して押圧され；この発生する引張力の欠陥の際に、即ち溶融浸漬被覆装置の非作動中、ローラを備えるローラジャーナルがブッシュの開口の最も深い点に下降し、ローラジャーナルが通常には軸受面に対してもはや接触しない。ブッシュの開口がローラジャーナルの直径より大きいので、可動ローラ軸線が通常には円筒状ブッシュの中心軸線と一致しない。

この発明による記載されたローラ軸受が転向ローラに適用されず、むしろ、金属浴の内部或いは外部に金属ストリップを案内する修正ローラ或いは安定化ローラに適用される。

この発明の別の好ましい構成は従属請求項の対象である。

溶融浸漬被覆装置の金属浴に浸漬されたローラを備えるローラアームを示す。 この発明のローラ軸受の構成を詳細に示す。 ローラアームに支承されたローラの第一横断面図を示す。 ローラアームに支承されたローラの第二横断面図を示す。

この発明は、次に実施例の形態の図に基づいて詳細に記載されている。

図１は、溶融浸漬被覆装置の本質的部分、即ちストリップ５００、特に金属ストリップを被覆させる液状金属を収容させた金属浴４００を示す。ローラアーム３００にはローラ２００が支承されて、金属浴４００に浸漬される。ローラがこの発明によるローラ軸受１００を介してローラアーム３００に支承されている。図１におけるローラ２００が金属浴内に金属ストリップ５００を転向させるのに用いられる。大きなローラアーム３００の傍には、図１では、より小さいローラアーム３１０、３２０が示され、これらローラアームにはこの発明によるローラ軸受１００により金属ストリップ５００を案内する修正ローラ或いは安定化ローラが支承されている。

図２はこの発明によるローラ軸受１００の構造的構成を具体的に説明する。このローラ軸受１００はカルダン式に形成されて、ローラ２００或いはローラジャーナル２１０用の運動可能性を複数自由度で提供する。

図２には、ブッシュ１１０がローラジャーナル２１０を収容する開口１１２により支承されているローラアーム３００の下端が示されている。ローラジャーナル２１０は開口１１２でローラ軸線Ｒを中心に自由回転自在に支承されている。ローラジャーナルの外面と開口の内面の間の場合によっては存在する遊びが有害ではない。ローラ軸線を中心に回転させる可能性がローラ２００の運動用の第一自由度を表わす。

第一実施例によると、ブッシュには取付け部材１２０が第一旋回軸線Ｓ１を中心に回転自在に支承されている。回転は例えば回転ボルトＤを中心に行われる。この場合には、第一旋回軸線に対して対向位置して回転対称的に配置された面Ｆが丸くされるか、或いは円筒状に形成されて、ブッシュ内部で取付け部材の旋回運動を主として可能とする。第一旋回軸線Ｓ１を中心に回転させる可能性がローラ２００用の第二自由度を表す。

別の実施例によると、ローラジャーナル用の軸受部材１３０が取付け部材１２０内で第二旋回軸線Ｓ２を中心に旋回自在に支承されている。この旋回運動を可能とするために、取付け部材１２０と軸受部材１３０の対向位置する面が丸くされる、即ち円筒状に第二旋回軸線Ｓ２に対して形成されている。第二旋回軸線Ｓ２を中心に旋回させる可能性がローラ用の第三自由度を表す。

第二自由度と第三自由度を実現させる上記実施例は、それぞれ個々に、しかし、互いに組合せて、ローラ軸受に実現され得て、図２ではこれが具体的に説明される。

軸受部材１３０は二つのＶ状に配置された軸受面１３２ａ，１３２ｂを有し、これら軸受面にはローラジャーナル２１０が特に転向された金属ストリップ５００による負荷の際に回転自在に支承されている。図２に示された実施例の場合には、ローラジャーナル２１０が下からＶ状に配置された軸受面１３２ａ，１３２ｂに対して押圧される。ローラジャーナル或いはローラのこの押圧は発生する力Ｆ_k によって行われ、その発生力がローラにより転向された金属ストリップによってローラとローラジャーナル上に及ぼされ、図２には例えば垂直上方に矢印方向に作用する。この作動状態では、開口１１２の底に対して完全に遊びが存在し、これは図２に示されている。軸受部材１３０は一部材或いは特に二部材に形成され得て、軸受部材のそれぞれ一部が軸受面１３２ａ，１３２ｂを有する。特に、軸受部材、だが少なくとも軸受面が摩耗部材として交換可能にローラ軸受に配置されている。軸受部材１３０、だが少なくとも軸受面１３２ａ，１３２ｂが特にセラミックから製造されていて、というのは、セラミックは一方では硬く、それで耐摩耗性であり、他方では金属浴内部に保持されるように、高い周辺温度に耐え得るからである。取付け部材と軸受部材は固定手段１４０によってブッシュ１１０の開口１１２の負荷側に固定されている。負荷側は同じ側であり、それに対してローラジャーナルが金属ストリップの転向の際に発生する引張力Ｆ_k に基づいて押圧される。

図２には、ブッシュ１１０がローラアームに回転可能に支承されることが認識される。具体的にはブッシュが予め決定可能な回転角度αで整列できる。この際に、ブッシュが発生する引張力Ｆ_k の方向に整列されていて、この発生する引張力の方向は、金属ストリップがローラ２００により転向される前に金属ストリップが金属浴に浸漬される角度と、金属ストリップが金属浴を去り、その後に金属ストリップがローラ２００により転向された反射角度とに依存している。第一旋回軸線Ｓ１の方向が引張力Ｆ_k の方向と一致するときに、この発明によるローラ軸受は整列されている。整列は、両Ｖ状軸受面１３２ａ，１３２ｂが溶融浸漬被覆装置の作動中にローラジャーナルによる負荷の際に金属ストリップ５００の転向の際に同様に強力に負荷される利点を有する。

図３は図１による切断平面ＩＩＩ−ＩＩＩにおけるローラアーム間に支承されたローラ２００を備えるローラアーム３００を通る横断面を示す。

図３は視線方向ＩＩＩにおけるローラアーム３００の斜め状態を示す。図３は、どのようにこの場合に、ローラ軸受１００がローラアーム３００の斜め状態を補償するかを示し、それによりローラ２００或いはローラジャーナル２１０の支承が影響されなかった。具体的にはこの場合には、特に第三自由度が有効であり、この第三自由度では、軸受部材１３０が取付け部材に対して第二旋回軸線Ｓ２を中心に角度Ａだけ旋回される。

図３との差異では、図４は切断平面ＩＶ−ＩＶにおいて図１の示された配列の正面図を
示す。ローラアーム３００の斜め状態では、この斜視図から即ちＸ−Ｚ平面において第二自由度が有効になり、この自由度では取付け部材１２０がブッシュ１１０に対して第一旋回軸線Ｓ１を中心に回転可能に支承される。この場合にも、カルダン式ローラ軸受によるローラアーム３００の上記斜め状態の補償が行われる。図２に示された実施態様によるローラ軸受における第一、第二と第三の自由度の実現の際に、ローラの改良された摩擦のない支承がローラアームの斜め状態に依存して可能である。

１００．．．．．ローラ軸受
１１０．．．．．ブッシュ
１２０．．．．．取付け部材
１３０．．．．．軸受部材
１４０．．．．．固定手段
１３２ａ，１３２ｂ．．．．Ｖ状軸受面
２００．．．．．ローラ
２１０．．．．．ローラジャーナル
３００、３１０、３２０．．．．．ローラアーム
５００．．．．．金属ストリップ

Claims (9)

1. 溶融浸漬被覆装置のローラアーム（３００）にローラ（２００）のローラジャーナル（２１０）を支承するローラ軸受（１００）であって、ローラ（２００）がローラアーム（３００）によって金属浴（４００）に浸漬でき、金属浴を通過するストリップ（５００）を案内するのに用いられ、ローラ軸受（１００）がカルダン式にローラジャーナル（２１０）を第一旋回軸（Ｓ１）を中心に支承するように、カルダン式に形成されていて、ローラアーム（３００）に支承されたブッシュ（１１０）がローラジャーナル（２１０）、取付け部材（１２０）とローラジャーナル（２１０）用の少なくとも一つの軸受部材（１３０）を収容する開口（１１２）を備えているローラ軸受において、軸受部材（１３０）が取付け部材（１２０）内で第二旋回軸線（Ｓ２）を中心に旋回自在に支承されていて、そしてブッシュ（１１０）がローラアーム（３００）におけるブッシュに支承された取付け部材（１２０）と軸受部材（１３０）と一緒に、第一旋回軸（Ｓ１）と第二旋回軸（Ｓ２）に垂直に立つローラ軸線（Ｒ）を中心に旋回可能に支承され且つ特定回転角度（α）に一定に調整できることを特徴とするローラ軸受（１００）。
2. ローラアーム（３００）に支承されたブッシュ（１１０）がローラジャーナル（２１０）と取付け部材（１２０）を収容する開口（１１２）を備えて、取付け部材がブッシュ内に第一旋回軸線（Ｓ１）を中心に旋回自在に支承されていることを特徴とする請求項１に記載のローラ軸受（１００）。
3. 取付け部材（１２０）がブッシュ（１１０）内に第二旋回軸線（Ｓ２）に垂直に立つ第一旋回軸線（Ｓ１）を中心に旋回自在に支承されていることを特徴とする請求項１に記載のローラ軸受（１００）。
4. 軸受部材（１３０）が二つのＶ状に配置された軸受面（１３２ａ，１３２ｂ）を有し、それら軸受面上にローラ（２００）のローラジャーナル（２１０）が特に転向された金属ストリップ（５００）による負荷の際に回転可能に支承されていることを特徴とする請求項１に記載のローラ軸受（１００）。
5. 軸受部材（１３０ａ，１３０ｂ）が二部材に形成されていて、両軸受面（１３２ａ，１３２ｂ）が軸受部材のそれぞれ一部に組み込まれていることを特徴とする請求項４に記載のローラ軸受（１００）。
6. 軸受部材（１３０）だが、少なくとも軸受面がセラミックから仕上げられていることを特徴とする請求項４或いは５に記載のローラ軸受（１００）。
7. 少なくとも一つの軸受部材（１３０）が摩耗部材として交換可能であることを特徴とする請求項５に記載のローラ軸受（１００）。
8. 取付け部材（１２０）及び／又は軸受部材（１３０）が金属ストリップの転向の際にローラジャーナル（２１０）の押圧力を受けるローラ軸受の負荷側にのみ形成されていて；取付け部材（１２０）と軸受部材（１３０）が固定手段（１４０）によってローラ軸受の負荷側に固定されていることを特徴とする請求項３乃至７のいずれか一項に記載のローラ軸受（１００）。
9. 回転角度（α）は、両Ｖ状軸受面（１３２ａ，１３２ｂ）が溶融浸漬被覆装置の作動中にローラジャーナル（２１０）による負荷の際に金属ストリップ（５００）の転向の際に均一強力に負荷されるように、選定されていることを特徴とする請求項１に記載のローラ軸受（１００）。

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