JP5932166B2 - ロールハウジング内にロールを支承するためのチョック - Google Patents

Description

本発明は、ロールスタンドのロールハウジング内にロールを支承するためのチョック、即ち軸受ハウジングに関する。

ロールスタンドは、ロールのネックを収容するための主孔を備える。チョックは、チョックの内部へ典型的に圧力下で潤滑剤を供給するための供給路と、チョックから潤滑剤を変換するための排出路を備える。潤滑剤は、圧延材、例えばスラブの圧延中にロールネック軸受を潤滑するために使用される。

チョックには、還流路を経てチョックから還流する潤滑剤を移送するためのポンプ装置を付設することができる。その場合、ポンプ装置は、ハウジング、供給通路及び排出通路を備え、ポンプ装置内の供給通路はチョック内の供給路と、ポンプ装置内の排出通路はチョック内の潤滑剤用の排出路と、流体技術的に連絡する。ポンプ装置は、供給路内の潤滑剤の流れによって駆動することができる。潤滑剤の還流を支援するためのポンプ装置を有するこのようなチョックは、従来技術では、例えば欧州特許第１ ０７８ １７２号明細書又は欧州特許第１ ４９７ ０４８号明細書又は国際公開第０３／０９０９４８号パンフレットから基本的に公知である。

更に、従来技術では異なった形式のポンプ装置が、例えば循環ポンプ、水力スクリュ又はスクリュポンプが、例えばウィキペディアから一般に知られている。スクリュチューブコンベヤも、例えば米国特許第１，４３４，１３８号明細書又は瑞国特許第９５５６１号明細書から公知である。

欧州特許第１ ０７８ １７２号明細書 欧州特許第１ ４９７ ０４８号明細書 米国特許第１，４３４，１３８号明細書 国際公開第０３／０９０９４８号パンフレット 瑞国特許第９５５６１号明細書

本発明の根底にある課題は、チョックからの潤滑剤の還流を支援するための選択的なポンプ装置を有するチョックを提供することにある。

この課題は、請求項１の対象によって解決される。これは、ポンプ装置が、そのハウジング内に、還流する潤滑剤を移送するための排出通路内の移送スクリュを有するスクリュポンプと、スクリュポンプを駆動するための供給通路内の、流入する圧力下にある潤滑剤によって駆動されるタービンとを備えること、を特徴とする。

供給路及び以下では還流路とも呼ばれる排出路は、チョック内に配置されている。供給通路及び以下では還流通路とも呼ばれる排出通路は、チョック外でポンプ装置内に配置されている。供給路は、その接続個所で、少なくとも十分に供給通路と整列している。排出路は、その接続個所で、少なくとも十分に排出通路と整列している。

第１の実施例によれば、スクリュポンプが、チューブ状の基体から構成され、この基体が、その外側で移送スクリュを支持し、ポンプ装置のハウジングが孔を備え、この孔内で、スクリュポンプが軸受内に回転可能に支承されている。基体の外側と孔の内側の間の空間が排出通路を構成し、移送スクリュが、還流する潤滑剤を移送するための排出通路内へ突出し、軸受が、従って移送スクリュも、保持手段によって孔の内部に位置不動に位置決めされているが、回転可能に支承されている。

この場合有利には、移送スクリュの螺旋部が、それぞれ、チューブ状の基体に対して還流路内の潤滑剤の流れ方向に鋭角αで傾いている。この傾きは、有利には移送スクリュの効率を高める。

軸受用の保持手段は、模範的に、ハウジング内の孔の長手方向軸に対して垂直なそれぞれ１つの平面内に延在するスポークホイール又は穴付きプレートの形態で形成されている。その周縁を、保持手段は、それぞれ孔の内側においてハウジングと結合されている。その内側で、保持手段は、好ましくは孔に対して同軸に、スクリュポンプのための軸受のそれぞれ１つを支持する。

潤滑剤のための還流通路の透過性を保証するために、スポークホイール又は穴付きプレートの形態で保持手段を形成することは、少なくとも孔の長手方向軸の下で強制的に必要である。

チューブ状の基体の内部が、供給通路を構成する。この供給通路内に、スクリュポンプを駆動するためのタービンが配置されている。供給通路が中心で長手方向軸に沿って、還流通路が供給通路に対して同軸に配置される本発明によるこの構造的形成は、ポンプ装置を非常にコンパクトに、即ち省スペースに、構成できるとの利点を有する。

有利には、供給通路の横断面積に対する還流通路の横断面積の比が、２〜１０である。しかしながら、還流通路が供給通路よりも大きい横断面積を有する必要があることは、潤滑剤が圧力下で供給通路内へ圧送されるが、容積流量が同じ場合には、還流通路内では大気圧でしか流れないとの事実から生じる。

還流路は、チョックの排出側で唯一の孔の形態でチョックから出て、唯一の供給路が、還流路のための孔内でチョック内へ導入されている。ポンプ装置は、ポンプ装置の供給通路がチョックの供給路と連絡し、ポンプ装置の還流通路がチョックの排出路と連絡するように、好ましく別個のユニットとしてチョックの排出側で外に取り付けられている。

チョックの排出側は、チョックの胴側に向かい合う側である。チョックの胴側は、ロールが組み込まれる時に直接的にロールの胴に向かい合う側である。

別の実施例によれば、還流路のための孔の上の頂点が、主孔内に配置されたリング状のシールリップの作用開口の下の頂点に対して０＜ｓ＜ｒ１の垂直距離ｓを備えるように、チョックの排出側の排出路のための孔が、ロールネックを収容するための主孔に対して位置決めされており、ｒ１が、還流路のための孔の半径に一致する。この場合、還流路のための孔の上の頂点が、シールリップの作用開口の下の頂点の上に位置する。主孔の中心と還流路のための孔の中心の間に、Ｒ１＜ｄ１＜Ｒ１＋１００ｍｍの水平距離ｄ１があり、Ｒ１が、リング状のシールリップの作用半径であり、作用半径は、主孔の半径よりもいくらか小さい。

リング状のシールリップは、ロールのネックに取り付けられ、ネックをチョックの主孔に対してシールする。シールリップの作用開口は、シールリップがロールネックの挿入時に半径方向に若干圧縮された時に生じる開口のことを言う。この作用開口の半径は、シールリップの半径と呼ばれる。

チョック内の還流路のため及びポンプ装置内の還流通路のための孔の直径は、有利には４０〜８０ｍｍに過ぎない。

チョックは、ロールスタンド内の上のバックアップロールを支承するための上のチョック又は下のバックアップロールを支承するための下のチョックとすることができる。

最後に、上のチョックの下面を平坦に形成できることが有利である。チョックの主孔（１１０）の下の頂点ＵＢと上のチョックの平坦な下面の間の距離ｄ２対して、ｄ２＜２０ｍｍ、好ましくはｄ２＜１０ｍｍが適用される。

一般に、本発明は以下の利点を提供する：

ポンプ装置は、排出路内の潤滑剤の容積流量を高める。これは、本発明によるチョックにおいて、排出路の孔に関して、本発明によるポンプ装置を有しないチョックに比べて小さい横断面積もしくは小さい半径を選択できるとの利点を有する。特に、本発明によるポンプ装置を使用した場合、伝統的なチョックの場合には典型的に使用されるような潤滑剤の還流路のための第２の孔を設けることを完全に省略することができる；即ち本発明によるポンプ装置の使用時には、チョックの排出側に排出路のための１つの孔しか設ける必要がない。

更に、特に請求した水平距離ｄ１及び垂直距離ｓを維持しつつ、主孔（１１０）の下の頂点（ＵＢ）と、チョックの好ましくは平坦に形成された下面との間に所定の最大距離を維持することもしくはそれどころか下回ることができる。これは更にまた、チョックの全高が、全体的に伝統的なチョックと比べて比較的低くたもつことができるとの利点を有し、これから、ロールハウジングの窓内に他の構成要素を組み込むため、例えば曲げシリンダを組み込むために多くのスペースが存在するとの利点が生じる。

本発明によるチョックの斜視図 ポンプ装置が取り付けられたチョックの縦断面図 本発明によるポンプ装置の縦断面図 チョックの排出側の概略横断面図 本発明によるポンプ装置の横断面図

本発明を、以下で実施例の形態の添付の図に基づいて詳細に説明する。全ての図において、同じ技術的要素は、同じ符号で指示されている。

図１は、模範的に、特にその排出側１０５を見た本発明によるチョック１００の斜視図を示す。

チョックは、ロールネック（ここには図示してない）を収容するための軸受ハウジングを意味する。チョックは、典型的にロールハウジングの窓内に垂直に移動可能に支承されている。チョック内に、ロールネックを収容するための主孔１１０が設けられ、好ましくは更に軸受ブッシュ及びネックブッシュも設けられているが、これには、ここでは詳細に立ち入らない。ロールもしくはロールネックがロールの孔内に支承されている場合、チョックの一方の側が、ロールの胴に対応付けされている。チョックのこの側は、胴側と呼ばれる。チョックの既に言及した排出側は、胴側に向かい合っている。従って、名称が物語るが、それは、この側で、運転中に、即ちロールの回転中に、チョックに供給される潤滑剤が胴側に流出し、そこから導き出されるからである。

図１に、一方では供給路１２０が認められるが、この供給路を経て、供給口１２０−１を介してチョックの孔とロールネックの間の中間室もしくは正確に言えば軸受ブッシュとネックブッシュの間の中間室へ流入し、そこで潤滑剤膜を形成するために、潤滑剤２００がチョック１００内へ導入される。ロール作動中に、潤滑剤が規則的に回路内を案内される。即ち、規則的に潤滑剤が圧力下で供給路１２０を介して供給され、排出側を介して排出される。中間室内でのその使用後、胴側並びに排出側のチョックの下の領域内の潤滑剤が、チョックの潤滑剤収集室１４２内に集まる。そこから、潤滑剤は、典型的にポンプ排出され、潤滑剤回路に再び供給される。潤滑剤回路を維持するために使用され、潤滑剤を圧力ｐ下で供給路１２０内へ圧送するポンプは、本発明の対象ではなく、従って図でもそれ以上には図示されていない。しかしながら、このポンプが、本発明の対象であるポンプ装置１３０と間違えるべきでないことが重要である。

図１では、外側の同軸のリングが、チョック内の排出路１４０と、典型的にこれと整列した、潤滑剤収集室１４２内に集まった潤滑剤を排出するための本発明によるポンプ装置内の排出通路１３６である。

更に、図１には、主孔１１０の垂直な中心平面ＬＭが図示されている。前で説明の一般的な部分の終わりのところで既に説明したように、以下で説明する本発明によるポンプ装置は、主孔１１０の下の頂点ＵＢと上のチョックの好ましくは平坦に形成された下面の間の距離ｄ２は、比較的小さく保つことができ、上限は、ｄ２＜２０ｍｍ、好ましくはｄ２＜１０ｍｍである。これに対して下限は、安全の理由もしくは必要な最大荷重によって限定されている。

図２は、排出側１０５とポンプ装置１３０を有するチョック１００の縦断面図を示す。ポンプ装置１３０がチョックの排出側１０５に取り付けられ、チョック１００の内部の潤滑剤２００のための供給路１２０が、ポンプ装置１３０の内部の供給通路１３４と流体技術的に連絡していることが認められる。均等に、チョックの内部の排出路１４０がポンプ装置内の排出通路１３６と整列している。本発明によれば、供給通路１３４と排出通路１３６は、互いに同軸に配置されている。

図３は、本発明によるポンプ装置１３０の縦断面図を示す。ポンプ装置は、ハウジング１３２を備え、このハウジング内に、スクリュポンプ１３７が回転可能に支承されている。スクリュポンプ１３７のチューブ状の基体１３７−１は、軸受１３７−２内に回転可能に支承されている。軸受１３７−２及びこれによりこの軸受に支承されたスクリュポンプ１３７は、ハウジング１３２の内部に保持手段１３２ａによって保持される。保持手段１３２ａは、例えばスポークホイール又は穴付きプレートの形態で形成されている。保持手段は、好ましくはそれぞれハウジング１３２内の穴の長手方向軸Ｌに対して垂直な平面内に延在する。保持手段は、その周縁を穴の内側においてハウジング１３２と例えば一体的に結合されている。

スクリュポンプ１３７のチューブ状の基体１３７−１は、その外側で移送スクリュ１３８を支持する。移送スクリュ１３８は、その螺旋部が、スクリュポンプ１３７のチューブ状の基体１３７−１の外側とハウジング１３２内の孔の内側の間の中間室内へ突出し、この中間室は、潤滑剤２００のための排出通路１３６を構成する。移送スクリュの螺旋部は、チューブ状の基体１３７−１の外側に対して流れ方向に角度αでセットされている。供給通路１３４を経て供給され、潤滑剤収集室１４２から流出する潤滑剤２００の流れ方向は、図３に矢印により図示されている。

排出通路１３６は、チューブ状の基体１３７−１の内部によって構成される供給通路１３４に対して同軸に延在する。チューブ状の基体の内部には、その外側をチューブ状の基体１３７−１と回転不能に結合されたタービン１３９が存在する。タービン１３９は、圧力下にある、供給通路１３４を介して回路ポンプ（ここには示してない）によって供給される潤滑剤によって駆動され、この潤滑剤は、図３では右から左へ供給通路１３４を貫流する。従って有利には、タービンは、固有の駆動装置及び外部もしくは付加的なエネルギー供給装置を必要としない。タービンは、チューブ状の基体１３７−１とのその不動の結合に基づいてスクリュポンプ１３７を駆動し、このように移送スクリュ１３８を回転させる。既に前で言及したようにこの移送スクリュ１３８が、排出通路１３６内に存在する潤滑剤２００に漬かっているので、移送スクリュ１３８は、その回転によって望み通り潤滑剤収集室１４２からの潤滑剤２００の排出を支援する。流入する潤滑剤が供給通路１３４の内部のタービンを通過した後、潤滑剤は、供給口１２０−１を介してロールネックとチョックの孔との間もしくはネックブッシュと軸受ブッシュとの間の中間室内へ移送されるように、チョックの内部でそこの潤滑剤供給路１２０内へ流入する。

箇所“Ａ”には、従来技術に応じたシール装置が配置されている。

図４は、チョック１００の排出側の横断面図を示す。この横断面図は、著しく概略的にしか図示されていない。横断面図は、本発明のために重要な構造的関係を図説するために使用される。

まず、圧延プロセス時に潤滑剤収集室１４２の内部の潤滑剤２００の最大のレベルＰＨが、ポンプ装置１３０の中心点もしくは長手方向軸Ｌよりも高く上昇しないように、本発明によるポンプ装置１３０の中心点もしくは長手方向軸を潤滑剤収集室１４２に対して位置決めすることが重要である。他方で、潤滑剤２００、例えば還流通路内のオイルのレベルは、作動中に移送スクリュの螺旋部の下の頂点以下に下がるべきでない。更に、垂直方向の排出路１４０のための孔の上の頂点ＯＳが、常に主孔１１０内に配置されたリング状のシールリップの作用開口の下の頂点ＵＳの上に位置することが重要である。好ましくは、距離は、０より大きく、排出路１４０のための孔の半径ｒ１よりも小さくあるべきである。更に、主孔１１０の中心と排出路１４０のための孔の中心の間の水平距離ｄ１に対して、Ｒ１＜ｄ１＜Ｒ１＋１００ｍｍが適用されるべきであり、Ｒ１は、リング状のシールリップの作用半径である。

作用半径の概念の説明に関して、ロールネックが孔１１０に導入されていない場合は、リング状のシールリップは除荷されており、即ちその内半径は、最小である。しかしながらロールネックが穴に導入されている場合は、シールリップは、ロールネックに載っており、この場合、若干半径方向に圧縮される。この半径方向の圧縮は、シールリップの内半径の極僅かな拡大を生じさせ、シールリップのその際に生じた半径を、作用半径と呼ぶ。

図５は、本発明によるポンプ装置１３０の横断面図を示す。外側のハッチングをした領域は、スクリュポンプ１３７が挿入された円形もしくはシリンダ状の孔を有するポンプハウジング１３２を示す。ハウジング１３２内の孔に対して同軸に延在するチューブ状の基体１３７−１が認められる。チューブ状の基体１３７−１の内部に、そのタービンブレードホイールが概略的に図示されたタービン１３９が認められる。チューブ状の基体の内部横断面が、供給通路１３４の横断面積Ａ２である。

リング状の基体１３７−１の外側とハウジング１３２の内部の孔１３３の内側の間の外部室は、前で既に言及したように、排出通路１３６である。この同軸のリング室の横断面積は、排出通路の横断面積Ａ１である。潤滑剤が、圧力ｐ下で供給通路１３４及び供給路１２０を経てチョックに供給され、大気圧でしか排出通路１３６内を排出されないので、供給通路１３４の横断面積は、排出通路１３６の横断面積よりも実質的に小さく形成することができる。典型的に、供給通路の横断面積Ａ２に対する排出通路の横断面積Ａ１の比は２〜１０である。この比は、特に、大気圧下で潤滑剤収集室１４２から潤滑剤２００を迅速に排出するための支援として使用される本発明によるポンプ装置１３０によっても可能にされる。

既に前で言及したように、ポンプ装置１３０は、チョックの排出側の第２の排出孔の省略を可能にする。加えて、ポンプ装置のハウジング１３２内の孔１３３もしくは排出通路１３６の半径ｒ１は、前で図４に関係させて説明した構造的な距離関係を維持できるように小さくたもつことができる。

最後に、図５に、保持手段１３２ａのスポーク上の構成が認められる。スポークホイール又は穴付きプレートの形態の保持手段のこの構成は、潤滑剤がポンプ装置及び特に排出通路１３６を貫流できるようにするためには必要である。

１００ チョック
１０５ 排出側
１１０ 主孔
１２０ 供給路
１２０−１ 供給口
１３２ ハウジング
１３２ａ 保持手段
１３３ 孔
１３４ 供給通路
１３６ 排出通路
１３７ スクリュポンプ
１３７−１ チューブ状の基体
１３７−２ 軸受
１３８ 移送スクリュ
１３９ タービン
１４０ 排出路
１４２ 潤滑剤収集室
２００ 潤滑剤
Ａ１ 排出通路の横断面積
Ａ２ 供給通路の横断面積
ＯＳ 排出孔の上の頂点
ＵＳ リングシールの作用直径の下の頂点
ＵＢ 主孔の下の頂点
Ｒ１ リング状のシールリップの作用半径
ｒ１ 排出路のための孔の半径
ｄ１ 主孔の中心と排出路のための孔の中心の間の水平距離
ｄ２ チョックの主孔（１１０）の下の頂点（ＵＢ）と上のチョックの下面の間の距離
Ｌ ハウジング内の穴（１３３）の長手方向軸
ＬＭ 主孔の垂直な中心平面
ｓ 距離
ＰＨ 潤滑剤収集室（１４２）内のオイルレベル

Claims (8)

1. ロールのネックを収容するための主孔（１１０）と、潤滑剤（２００）用の供給路（１２０）と、潤滑剤（２００）用の排出路（１４０）と、排出路を経てチョックから還流する潤滑剤（２００）を移送するためのポンプ装置（１３０）と有し、ポンプ装置が、ハウジング（１３２）、供給通路（１３４）及び排出通路（１３６）を備え、供給通路が供給路と、排出通路が排出路と、潤滑剤の流れに関して連絡し、ポンプ装置（１３０）が、供給路（１２０）内の潤滑剤（２００）の流れによって駆動される、ロールスタンドのロールハウジング内にロールを支承するためのチョック（１００）において、
   ポンプ装置（１３０）が、そのハウジング内に、還流する潤滑剤を移送するための排出通路（１３６）内の移送スクリュ（１３８）を有するスクリュポンプ（１３７）と、スクリュポンプ（１３７）を駆動するための供給通路（１３４）内の、流入する圧力（ｐ）下にある潤滑剤によって駆動されるタービン（１３９）とを備えること、スクリュポンプ（１３７）が、チューブ状の基体（１３７−１）から構成され、この基体が、その外側で移送スクリュ（１３８）を支持し、ハウジング（１３２）が孔（１３３）を備え、この孔内で、スクリュポンプ（１３７）が軸受（１３７−２）内に回転可能に支承され、基体の外側と孔の内側の間の空間が排出通路（１３６）を構成し、移送スクリュ（１３８）が、還流する潤滑剤（２００）を移送するための排出通路（１３６）内へ突出し、軸受（１３７−２）が、軸受に回転可能に支承されたスクリュポンプ（１３７）と共に、保持手段（１３２ａ）によって孔の内部に位置不動に位置決めされていること、移送スクリュ（１３８）の螺旋部が、チューブ状の基体（１３７−１）に対して排出路内の潤滑剤の流れ方向に鋭角αで傾いていること、保持手段（１３２ａ）が、ハウジング（１３２）内の孔（１３３）の長手方向軸（Ｌ）に対して垂直なそれぞれ１つの平面内に延在するスポークホイール又は穴付きプレートの形態で形成され、それぞれその周縁を孔の内側においてハウジング（１３２）と結合され、その内側で、孔に対して同軸に、スクリュポンプ（１３７）のための軸受（１３７−２）のそれぞれ１つを支持すること、チューブ状の基体（１３７−１）の内部が、供給通路（１３４）を構成し、この供給通路内に、タービン（１３９）が配置され、基体と回転不能に結合されていること、を特徴とするチョック（１００）。
2. 供給通路（１３４）の横断面積（Ａ２）に対する排出通路の横断面積（Ａ１）の比が、２〜１０であること、を特徴とする請求項１に記載のチョック（１００）。
3. 排出路（１４０）が、チョックの排出側（１０５）で唯一の孔の形態でチョックから出て、唯一の供給路が、排出路のための孔内でチョック内へ導入され、ポンプ装置（１３０）は、ポンプ装置内の供給通路（１３４）がチョックの供給路（１２０）と連絡し、ポンプ装置（１３０）内の排出通路（１３６）がチョックの排出路（１４０）と連絡するように、チョック（１００）の排出側で外に取り付けられていること、を特徴とする請求項１又は２に記載のチョック（１００）。
4. 排出路（１４０）のための孔の上の頂点（ＯＳ）が、主孔内に配置されたリング状のシールリップの作用開口の下の頂点（ＵＳ）に対して０＜ｓ＜ｒ１の垂直距離ｓを備えるように、チョック（１００）の排出側（１０５）の排出路のための孔が、ロールネックを収容するための主孔（１１０）に対して位置決めされており、ｒ１が、排出路のための孔の半径に一致し、排出路のための孔の上の頂点（ＯＳ）が、シールリップの作用開口の下の頂点（ＵＳ）の上に位置し、主孔の中心と排出路のための孔の中心の間に、Ｒ１＜ｄ１＜Ｒ１＋１００ｍｍの水平距離ｄ１があり、Ｒ１が、リング状のシールリップの作用半径であること、を特徴とする請求項３に記載のチョック（１００）。
5. チョック内の排出路のため及びポンプ装置（１３０）内の排出通路（１４０）のための孔の直径（２ｘ，ｒ１）が、４０〜８０ｍｍであり、これら孔が、その接続個所で、少なくとも十分に整列していること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のチョック（１００）。
6. チョックが、ロールスタンド内の上のバックアップロールを支承するための上のチョック又は下のバックアップロールを支承するための下のチョックであること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のチョック（１００）。
7. 上のチョックの下面が平坦に形成されていること、を特徴とする請求項６に記載のチョック（１００）。
8. チョックの主孔（１１０）の下の頂点（ＵＢ）と上のチョックの下面の間の距離ｄ２に対して、ｄ２＜２０ｍｍが適用されること、を特徴とする請求項７に記載のチョック（１００）。

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