JP5107361B2 - ストリップ密封ゲート - Google Patents

Description

この発明は、第一空間を第二空間に対して密封するストリップ密封ゲートに関し、両空間がストリップ、特に金属ストリップにより通過されて、空間を密封するするために、少なくとも二つのロールが設けられていて、ストリップの両面に密封してこのストリップに当接している。

金属ストリップ、特に鋼ストリップを製造して加工する際に圧力減少された周辺において処理を実施する（真空処理）ことが本来必要である。このために、ストリップが周辺圧力に比べて下降された圧力水準を有する空間に案内される。連続的処理を達成させるために、このために、前記種類のストリップ密封ゲートが必要であり、ストリップ密封ゲートは空間の間のストリップを異なった圧力水準に密封する。ゲートは主に二つのストリップ処理範囲の間に圧力差を発生させるのに用いられる。

この種によるストリップ密封ゲートは例えばドイツ特許第４４１８３８３号明細書（特許文献１）とドイツ特許出願公開第１９９６０７５１号明細書（特許文献２）とから知られている。それには一つのゲート段には、二つの密封ロールがストリップを密封するようにストリップに当接して、しかも第一密封ロールがストリップの上面に、第二密封ロールがストリップの下面に当接する。ゲート段の密封性を改良させるために、円筒状に形成されたロールがその周面には弾性で柔軟な材料から成る材料により包囲されている。外套は密封してストリップ表面に当接できて、ゲートの気密性を向上させる。

この種のストリップ密封ゲートは一般に、本質的に１より大きい幅対厚さ比を備える製品に使用される。このストリップ密封ゲートはストリップ処理する異なった媒体が使用される室を互いに密封するために使用され得る。

上記公知の解決手段はいつもは完全に十分ではない。これは、特に装入条件で密封すべきストリップの幅が変更されるときに特に適用される。異なった幅のストリップへのストリップ密封ゲートの適合は費用がかかり、いつもは良好な密封製品をもたらさない。

ドイツ特許第４４１８３８３号明細書 ドイツ特許出願公開第１９９６０７５１号明細書

それ故に、この発明の課題は、このストリップ密封ゲートに関して改良を達成させ得るように上記種類のストリップ密封ゲートを再現することである。このゲートは改良された密封作用を有し、異なった幅のストリップのために万能に使用できる。

この発明による課題の解決手段は、少なくとも一つのロールがその周辺に少なくとも部分的に柔軟な弾性材料を備えていて、少なくとも一つのロールが柔軟な弾性材料から成る外套を備えている内部芯を有し、この内部芯は中心領域に円筒状輪郭を有し、芯はその縁領域において拡大されていることを特徴とする。

これにより、ストリップ辺の境界領域においてロールの密封性を改良することを可能とする。

好ましくは、芯が軸方向に互いに移動できる二つの部材から成る。それ故に、簡単な形式でストリップ密封ゲートが異なった幅のストリップに設置され得る。

共働作用するロールの一方が全軸方向拡大部にわたり一定直径を有する首尾一貫した円筒状輪郭を有し得る。この場合には、首尾一貫した円筒状輪郭を備えるロールの表面が鋼から成り得る。しかし、首尾一貫した円筒状輪郭を備えるロールが柔軟な弾性材料を備えていることも企図され得る。

選択的且つ好ましくは、共働作用する両ロールが縁領域に拡大された輪郭を備える内部芯を有することも企図されている。

芯の両方の互いに軸方向に移動自在部分はその接触領域において互いに補足可能な横断面形状を有し得る。

さらに、少なくとも一つのロールがその全軸方向拡大部にわたり柔軟な弾性材料から成る外套を備え得る。このために、選択的態様は少なくとも一つのロールがその軸方向縁領域のみに柔軟な弾性材料から成る外套を備えていることを企図する。

十分な裏空間密封性のために、少なくとも一つのロールが、同じストリップ面に配置されている少なくとも一つの密封ロールに対向することが企図され得る。この場合には、密封ロールが別の密封ロールに当接し得る。密封ロールの少なくとも一方が密封面に当接し得る。好ましくは、密封面が凹状に形成されていて、特に接触する密封ロールの形状に適合されていることが企図されている。

少なくとも一つのロールの軸方向端領域には、密封要素が配置され得て、少なくとも一つのロールの前面と接触する。この場合には、密封要素は、その密封要素がばね要素によって軸方向において弾性的に付勢されて少なくとも一つのロールの前面に当接するように配置され得る。

少なくとも一つのロールの軸方向端領域には、さらに、横にストリップ辺に当接する案内ロールを介してストリップ辺に対する定義された隙間間隔に維持される密封要素が配置され得る。これにより、密封要素の摩耗が著しく減少できる。

より高い圧力差を発生させるために、複数のゲート段がストリップ走行方向に前後に配置されるときに、その圧力差が選定された。

ストリップ密封ゲートは好ましくは、第一圧力水準を備える第一空間を第一圧力水準と相違する第二圧力水準を備える第二空間に対して密封するように役立つために使用される。しかし、これらの異なった媒体では互いに密封されなければならないときに、ストリップ密封ゲートが空間の圧力均一の際にも使用され得る；この場合には、ストリップ密封ゲートが第一処理媒体を備える第一空間を第一処理媒体と相違する第二処理媒体を備える第二空間に対して密封するように使用されることが企図される。

ストリップ密封ゲートにより鋼ストリップを処理する処理領域の側面図を概略的に示す。 図１による処理領域によって密封されてストリップ密封ゲートを通して通過案内されるストリップの平面図を示す。 ストリップの搬送方向に見たストリップを密封する二つの共働するロールを示す。 弾性材料から成る外套なしに図示されてた図３による断面Ａ−Ｂにおける密封するロールを示す。 ロールが一度搬送方向に見て且つ一度ロールの軸方向に見て図示されていて、ストリップの当接する二つの密封ロールの一実施態様を示す。 図５による表示において二つの密封ロールの選択的実施態様を示す。 弾性材料から成る外套を含めて一つのロールの第一実施態を概略表示で示す。 弾性材料から成る外套を含めて一つのロールの第二実施態を概略表示で示す。 弾性材料から成る外套を含めて一つのロールの第三実施態を概略表示で示す。 若干の細部を伴う弾性材料から成る外套を含めて一つのロールの図９と類似な表示を示す。 ロールの軸方向に見て、ロールの後に配置された二つの密封ロールを備える密封すべきストリップの上部のロールを示す。 ロールの軸方向に見て、ロールの後に配置された二つの密封ロールを備える図１１に対する選択的実施態を示す。 軸方向に観察して、ロールの横方向密封に対する配列を含めたロールを示す。 図１３ａに付属する平面図を示す。 複数のゲート段を備えるストリップ段の表示を概略的に示す。 ストリップの搬送方向に見てストリップの横方向密封に対する配列を示す。 ロールの軸方向に見てストリップの横方向密封に対する配列を示す。 図１５ａによる横方向密封に対する配列の平面図を示す。

図面には、この発明の実施例が図示されていて、この発明はこの実施例に基づいて詳細に説明される。

図１には、処理範囲２５を示し、これを通してストリップ４が搬送方向に連続的に貫通案内される。この処理範囲２５では、周辺圧力ｐ₁ （第一圧力）に比べて減少されている第二圧力ｐ₂ が作用する。両圧力間の圧力差Δｐを連続的作動にて正確に得るために、搬送方向Ｆにおいて処理範囲２５の前後に各一個のストリップ密封ゲートが存在する。周辺は第一空間２を意味し、処理範囲２５が第二空間３を意味し、これらの空間には異なった圧力が支配されている。密封を形成するために、各ストリップ密封ゲート１が少なくとも二つのロールを有し、これらロールは次に詳細に説明される。

ストリップ４は出来るだけ連続的に処理装置を通して案内されなければならない。このために、ストリップコイルがストリップ始端部或いはストリップ終端部にて溶接によって互いに結合される。この場合には、図２に見られるように、ストリップ４の幅及び／又は厚さは結合箇所において多少常に変更する。搬送方向Ｆにおいて前ストリップ４は図２による実施例では幅Ｂ₁ を有する後続ストリップ４より大きな幅Ｂ₂ を有する。図示されるように、辺傾斜が連続的移行を可能とする。

改良された形式で可変な厚さ及び／又は幅を備える製品のためにストリップ４を密封するロールを適格に形成するために、図３に図示されるように、ロールの構成が企図されている。

ここではまず最初にストリップ４が図示されていて、しかも搬送方向Ｆにおいて見られる。密封するために、ロール５がストリップ４の上面に当接し、ロール６がストリップ４の下面に当接する。各ロール５、６は鋼製芯８を有し、その芯は柔軟な弾性材料７から成る外套により包囲されている。芯８が中心領域９にて円筒状外輪郭１０を有する間に、この芯はその側面領域１１と１２において半径方向に拡大されていて、現在は円錐状部には全外部に配置された円筒状領域が隣接する。

芯８と材料７の半径方向に拡大された縁領域によってロール５、６の縁領域では改良された密封作用が達成される。

これは、異なった幅のストリップ４にも最適に利用され得るので、芯８が二つの部材８’と８”から成り、これら部材は軸方向ａにおいて互いに移動できる。この場合には、両部材８’と８”はその接触箇所に、それらが横断面に補足的形状を有し、それは図４から明らかである。

この構成により、芯８の円筒状領域１０の軸方向長さを実際のストリップ幅に適合させるために、図示されていない操作手段を備えるロール５、６を軸方向ａにおいて互いに離れさせるか、或いは一体に移動させることが可能である。それ故に、異なった幅のストリップでは、最適な密封効果がロール５、６によって得られることが達成される。

芯８は柔軟な材料７から成る外套により覆われ、この材料が半径方向に延伸できる。ストリップ４の幅への幅適合が芯８の互いの中への移動或いは互い外へ離すことにより軸方向ａにおいて行われる。ストリップ厚さ適合が調整部材（例えば拡張ピン）により弾性材料７の下部に行われる。

図５には、再度、図３による配列の原理が見られる、即ち両ロール５、６がそれぞれに弾性材料７製の外套を有し、最適に密封されるようにストリップ４に当接する。単にストリップ辺２０の領域には、小さければ小さいほど、材料７がより弾性になるスパンドレルが開かれたままである。

ストリップ４は弾性材料７に埋め込まれる。ストリップ４の横の領域は直接にロール材料の接触によって密封されている。材料７の柔軟性は異なったストリップ厚さの密封を典型的作業領域にてロールの後調整なしに可能とする。

けれども、一方のみのロール５が形成されて、外周に弾性のない例えば鋼外套を有するロール６と共働作用することが可能である。これは図６に見られる。弾性材料７の当接はここでは図示されるように与えられる。

図７、８と９には、ロール５、６の概略的に異なった構成が見られる。

図７には、弾性材料７製外套がロール５、６の全延伸部にわたり軸方向ａにおいて一定厚さを有し、ロール５、６のここに示された円筒状輪郭１０は全ロール幅にわたり一定である。

図８による解決手段によると、芯８の円筒状輪郭１０がロール５、６の中心領域ではここで弾性材料７製のより厚い外套によって直径を減少されている。

図９による解決手段では、弾性材料７がロール５、６の縁領域にのみ配置されている、というのは、ロール縁領域がここで密封の重大な領域（ストリップ辺の領域）であるからである。

図９による解決手段は、図１０ではさらに詳細に図示されている。ここでは、弾性材料７製外套がスリーブ２６を介して芯８上に支承されていることが見られる。円筒状中心領域１０は最小ストリップ幅より小さく形成されている。弾性材料７製外套がいつもストリップ辺２０を厚くする。スリーブ２６によって弾性材料７製外套が簡単に交換できる。

図１１では、如何にストリップ密封ゲート１の後空間密封が成就され得るかが見られる。ロール５、６はここで密封ロール１３を始動し、この密封ロールがロール５、６と同じ長さ軸方向ａに延びていることが見られる。密封ロール１３はさらに密封面１５に当接し、密封ロール１３の形状に一致して、凹面始動面を有する。この始動面は滑面或いは滑り軸受を意味する。

処理空間を密封するロール５、６には、固定密封ロール１３が押圧されている。これは支持する滑面１５と組合せて後空間領域に密封を形成する。このパッキングは柔軟材料７の使用の際にも加工し、密封ロール１３が柔軟材料７製外套に適切に押し込まれる。

図１２では、二つの密封ロール１３と１４が使用されるときに、この原理が適切に利用され得ることが見られる。密封ロール１３がここで柔軟な密封ロールとして形成され得る。これは固定密封ロール１４により裏面上に密封される。密封ロール１４は支持する滑面１５と組合せて後空間領域に密封を形成させる。

横方向密封は、図１３ａと図１３ｂに図示されているように、圧縮部材或いは密封板によって行われる。

横方向密封は、現在は密封板として形成されている柔軟な密封要素１６によって行われる。この密封要素１６はロール５、６の前面を密封する。より良い密封作用のために固定式逆板２７と密封要素１６の間にばね要素１８が作用し、ばね要素は密封要素１６を軸方向ａにおいてロール５、６の前面に押圧する。このばね要素１８は例えばブラシ或いは発泡材であり得る。

密封ロールによる後空間の密封の場合には、場合によっては密封ロールの軸方向支持体に対する軸ジャーナル或いは圧縮部材の通過案内が横方向密封領域によって行われる。選択的に固定圧縮部材が密封ロール領域にて外部から密封要素１６へ載置される。

軸方向支持体によって、密封ロールに軸方向力が発生した際に密封要素１６の取り外しが回避され、軸方向力と関連した漏れが回避される。

図１４では、室枠（境界）２８の内部にそれぞれの圧力差を発生させてストリップ密封ゲート１に沿って次第に圧力を上昇させるか、或いは下降させるために、複数のゲート段２２、２３、２４が設けられ得ることが見られる。

圧力が圧力ｐ₁ から圧力ｐ₂ と圧力ｐ₃ を介して圧力ｐ₄ まで次第に上昇或いは下降する。ここでは、カスケード構成が選択されてゲート段からゲート段まで圧力を下降させる。それから、ロール領域における最大に密封すべき圧力差がいつも現実のゲート段の処理領域にて密封すべき圧力差に適用されることが推論される。

その結果は、放出すべき漏れ容積の減少である。

図１５ａ、１５ｂ、１５ｃでは、最終的にストリップゲート用の別の密封システムが図示されていて、特に可変の厚さと幅を備えるストリップのために適している。

ストリップ辺２０の領域における密封は、図示された装置によって行われる。現実のストリップ幅に装置を適合させるために、横方向密封要素の位置決めが行われる。後空間密封のために、別の密封要素２９が設けられている。

ストリップ幅或いはストリップ位置の小さい変更への適合は、ばね要素３０の作用によって行われる。閉鎖前に密封要素１９を支持するために、ストリップ辺２０上を回転する案内ロール２１が設けられていて、案内ロールはストリップ辺２０に対する密封要素１９の小さい隙間間隔ａを遵守する。

ストリップ辺領域内の密封は複数部材の密封システムによって達成される。ばね負荷されて移動自在な密封要素１９（滑り部材）は自動的に現存のロール設定に適合される。ロール５、６は後空間領域内で摩擦接触の密封枠３１によって行われる。

提案された解決手段により、異なった圧力の空間、しかし同じ圧力の空間が互いに密封され得て、これら空間では異なった処理媒体、特に処理ガスが、しかし液体も存在する。横方向ロールがストリップ辺に設けられている限り、これにより良好な横方向案内が達成される。ストリップ表面を回転するロールが遮蔽要素を案内するように利用され得る。

１．．．．．ストリップ密封ゲート
２．．．．．第一空間
３．．．．．第二空間
４．．．．．ストリップ
５、６．．．ロール
７．．．．．柔軟な弾性材料
８．．．．．内部芯
８’、８”．．．芯の一部
９．．．．．中心領域
１０．．．．円筒状輪郭
１１、１２．．．縁領域
１３、１４．．．密封ロール
１５．．．．密封面
１６．．．．密封要素
１７．．．．ロールの前面
１８．．．．ばね要素
１９．．．．密封要素
２０．．．．ストリップ辺
２１．．．．案内ロール
２２、２３、２４．．．ゲート段
２５．．．．処理範囲
２６．．．．スリーブ
２７．．．．逆板
２８．．．．室枠（境界）
２９．．．．密封要素
３０．．．．ばね要素
３１．．．．密封枠

ｐ₁ ．．．．第一圧力水準
ｐ₂ ．．．．第二圧力水準
ｐ₃ ．．．．別の圧力水準
ｐ₄ ．．．．別の圧力水準
Δｐ．．．．圧力差
Ｆ ．．．．搬送方向
ａ ．．．．軸方向 ｓ ．．．．隙間間隔
Ｂ₁ 、Ｂ₂ ．．．ストリップ幅

Claims (18)

1. 第二空間（３）に対して第一空間（２）を密封し、両空間（２、３）がストリップ（４）、または金属ストリップにより通過され、空間（２、３）を密封するために、少なくとも二つのロール（５、６）が設けられ、ストリップの両面に密封してこのストリップに当接するストリップ密封ゲート（１）において、ロール（５、６）の少なくとも一方がその周面に部分的に柔軟な弾性材料（７）を備えていて、少なくとも一方のロール（５、６）が柔軟な弾性材料（７）製の外套を備えている内部芯（８）を有し、内部芯（８）が中心領域（９）内に円筒状輪郭（１０）を有し、芯（８）が縁領域（１１、１２）にて拡大されているので、ロール（５、６）が縁縁領域（１１、１２）では中心領域（９）に対して半径方向に拡大されていること、芯（８）が軸方向（ａ）において互いに移動自在である二つの部材（８’、８”）から成ることを特徴とするストリップ密封ゲート。
2. 共働作用するロール（５、６）の一方が全軸方向延長部にわたり一定直径を備える首尾一貫した円筒状輪郭を有することを特徴とする請求項１に記載のストリップ密封ゲート。
3. 首尾一貫した円筒状輪郭を備えるロール（５、６）の表面が鋼から成ることを特徴とする請求項２に記載のストリップ密封ゲート。
4. 首尾一貫した円筒状輪郭を備えるロール（５、６）は柔軟な弾性材料（７）を備えていることを特徴とする請求項２に記載のストリップ密封ゲート。
5. 共働作用する両ロール（５、６）が縁領域（１１、１２）に拡大された輪郭を備える内部芯（８）を有することを特徴とする請求項１に記載のストリップ密封ゲート。
6. 互いに軸方向に移動自在な二つの部分（８’、８”）がその接触領域に互いに補足的横断面形状を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のストリップ密封ゲート。
7. 少なくとも一方のロール（５、６）がその全軸方向延長部にわたり柔軟な弾性材料（７）製の外套を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のストリップ密封ゲート。
8. 少なくとも一方のロール（５、６）がその軸方向縁領域のみに柔軟な弾性材料（７）製の外套を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のストリップ密封ゲート。
9. 少なくとも一方のロール（５、６）が同じストリップ幅に配置されている少なくとも一つの密封ロール（１３）に当接することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のストリップ密封ゲート。
10. 密封ロール（１３）が別の密封ロール（１４）に当接することを特徴とする請求項９に記載のストリップ密封ゲート。
11. 密封ロール（１３、１４）の少なくとも一方が密封面（１５）に当接することを特徴とする請求項９或いは１０に記載のストリップ密封ゲート。
12. 密封面（１５）が凹状に形成されていて、及び／又は密封面に接触する密封ロール（１３、１４）の形状に適合されていることを特徴とする請求項１１に記載のストリップ密封ゲート。
13. 少なくとも一方のロール（５、６）の軸方向端領域には、密封要素（１６）が配置されていて、この密封要素が少なくとも一方のロール（５、６）の前面（１７）と接触することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のストリップ密封ゲート。
14. 密封要素（１６）は、その密封要素がばね要素（１８）によって軸方向（ａ）において弾性的に付勢されて少なくとも一方のロール（５、６）の前面（１７）に当接することを特徴とする請求項１３に記載のストリップ密封ゲート。
15. 少なくとも一方のロール（５、６）の軸方向端領域には、密封要素（１６）が配置されていて、この密封要素がストリップ辺（２０）に当接する横方向案内ロール（２１）を介してストリップ辺（２０）に対する定義された隙間間隔（ｓ）に保持されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のストリップ密封ゲート。
16. 複数のゲート段（２２、２３、２４）がストリップ走行方向において互いに前後に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載のストリップ密封ゲート。
17. ストリップ密封ゲートは第一圧力水準（ｐ_１）備える第一空間（２）を第一圧力水準とは相違する第二圧力水準（ｐ_２）を備える第二空間（３）に対して密封するために使用されていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載のストリップ密封ゲート。
18. ストリップ密封ゲートは第一処理媒体を備える第一空間（２）を第一処理媒体とは相違する第二処理媒体を備える第二空間（３）に対して密封するために使用されていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載のストリップ密封ゲート。

Images