JPH04272293A - 撓み制御可能なロ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】撓み制御可能なロ−ルは、主とし
て紙、不織布、プラスチックフィルム及び繊維製ウェブ
の加圧及び温度処理のために用いられる。但し、該ロ−
ルの能力は上記用途に限定されない。撓み制御可能なロ
−ルは、回転しないクロスヘッドと、該クロスヘッドを
軸に回転する中空ロ−ルとにより構成され、該中空ロ−
ルは内側から適切な液圧式手段によって、中空ロ−ルの
内側で撓むことができるクロスヘッドから自らを離すよ
うにして支持される。かみこみ部における線圧によって
生起される線荷重に対する反力は、通常の中実ロ−ルで
は、線荷重に対応する中実ロ−ルの撓みによって生起さ
れる。撓み制御可能なロ−ルでは、この撓みはクロスヘ
ッドに伝わるので、中空ロ−ルは撓みと無関係であり、
所望の撓み曲線を受け入れることができ、特に直線状に
維持することができる。

【０００２】一連の使用例を論じる場合には、中空ロ−
ルを駆動した場合の考察が必要である。この駆動は重大
な構造的な問題を引き起こす。その問題とは、中空ロ−
ルはそのときの駆動条件に対応して半径方向に移動し、
よって生じた撓みのため、ケ−シングの軸線が駆動しな
い場合に比べて変形するからである。駆動装置が中空ロ
−ルに接触する接触領域は、機台に対しても荷重が掛か
る度に撓むクロスヘッドに対しても同じ位置を有しない
。この場合に注意すべきことは、製紙業界で用いられか
つ最大限１０ｍの長さと１ｍの直径を有するロ−ルでは
、駆動装置が、毎分１０００ｍ及びそれ以上の相当の周
速で、同様に相当の製造能力を伝達しなければならない
ことである。この場合、中空ロ−ルを回転させる歯車装
置の歯合が不正確であると、該装置に過度な磨耗が生ず
るからである。

【０００３】中空ロ−ルの両端が同一線上に並ばないこ
とが駆動ピニオンの歯合に及ぼす作用を防止するため、
ピニオンを伝動装置ケ−ス内に配置された中空ロ−ルと
共軸の延長部で支承する。伝動装置ケ−ス及びピニオン
は中空ロ−ルの端部の動きに追従するが、相互の位置及
び正確な歯合は維持される。

【０００４】このことの一例は米国特許公報第３７６６
６２０号に開示され、該例では、中空ロ−ルの端部は、
クロスヘッドに設けられたころがり軸受に支承され、ク
ロスヘッドに対する中空ロ−ルの端部のずれは芯合せに
基づいて生じる誤差の範囲にに限られる。伝動装置ケ−
スは、中空ロ−ルに比べて外径が狭い延長部を囲繞して
いる。伝動装置ケ−スと接続した軸方向フランジは、外
側から延長部に係合する。軸方向フランジの外周面と延
長部の内周面の間には、ダブル・ロ−ラ・ベアリングが
設けられ、該ダブル・ロ−ラ・ベアリングによって、共
に回転しない伝動装置ケ−スが、回転する延長部に支持
されている。該延長部の半径方向外側には、伝動装置ケ
−スで支持されかつ軸線に平行な駆動ジャ−ナルが設け
られている。該駆動ジャ−ナルに取着された駆動ピニオ
ンは、伝動装置ケ−スの内側の軸受の高さで延長部の外
面に形成された歯に歯合する。

【０００５】伝動装置ケ−スによる支持をなくすことは
、特に好ましい訳ではない。何故ならば、支持長はダブ
ル・ロ−ラ・ベアリングの幅に限られるからであり、力
が中空ロ−ルに対する伝動装置ケ−スの傾斜に作用する
とき、相当な力のモ−メントがダブル・ロ−ラ・ベアリ
ングに印加されるからである。

【０００６】ドイツ特許公報第２５０７６７７号及び第
３６２３０２８号に開示された撓み制御可能なロ−ルで
は、中空ロ−ルの両端がクロスヘッドに支持されるので
なく、中空ロ−ルは全体として該中空ロ−ル用のガイド
に沿ってクロスヘッドの方へ半径方向に移動する。駆動
装置が接触する中空ロ−ルの両端の全移動は、上記半径
方向の移動よりもはるかに大きい。何故ならば、全移動
は単なる角度変化以外に、並進運動成分を含むからであ
る。ドイツ特許公報第２５０７６７７号では、ピニオン
を有する伝動装置ケ−スは、ピニオンの両側において、
中空ロ−ルの延長部の外面で支持されている。この種の
構造的に異なった実施例は、ドイツ特許公報第３６２３
０２８号の内容であり、該内容の特徴は、ピニオンを有
する駆動ジャ−ナルが、内側に一方の斜歯を有する中空
ジャ−ナルとして形成され、他方の斜歯が駆動シャフト
の端部で一方の斜歯に歯合することである。上記公報す
なわちドイツ特許公報第２５０７６７７号及び第３６２
３０２８号では、伝動装置ケ−スの移動は、自在継手の
軸で駆動することにより調整され、ドイツ特許公報第３
６２３０２８号の実施例では、斜歯を有する駆動シャフ
トによる移動の調整が行なわれている。

【０００７】ドイツ特許公報第２５０７６７７号及び第
３６２３０２８号に共通する点は、伝動装置ケ−スが中
空ロ−ルの延長部にのみ支持され、中空ロ−ルが、その
内側に設置されかつクロスヘッドに接触する軸受又はガ
イドによって案内されることである。

【０００８】ドイツ特許公報第３６４５０３４号の実施
例では、中空ロ−ルはクロスヘッドに支持されているが
、米国特許公報第３７６６６２９号の実施例と異なって
、軸受は延長部の外面に設置され、鐘形の軸承部材の内
周面に支持される。鐘形の軸承部材の縮径部は、クロス
ヘッドの外端部の支持長に遊びなしに設けられている。 上記実施例では、中空ロ−ルの駆動は、該中空ロ−ルの
端面に接続された鎖歯車のリムを介して行なわれる。こ
のような「開放型の」駆動装置は、多くの使用例では少
しも考慮されない。何故ならば、この駆動装置では不都
合は機台の間の、ロ−ルの作動領域で生じるからである
。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ドイ
ツ特許公報第３６４５０３４号の種類のロ−ルに、閉鎖
型のケ−スを有するピニオン駆動装置を備えることであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は、作動するロ
−ル周面を形成する回転形の中空ロ−ルと、該中空ロ−
ルを周囲に間隔をあけて長手方向に貫通し、自らの端部
が中空ロ−ルの端部から突出しかつ該端部で支持される
回転しないクロスヘッドと、中空ロ−ルの内部でクロス
ヘッドの表面に沿って支持され、中空ロ−ルの内周面に
作用する液圧式の支持手段を備えたロ−ルであって、中
空ロ−ルの端部の外側に設けられ、大径の部分とロ−ル
の端部に対し軸方向に隣接し、かつクロスヘッドが貫通
している小径の領域を有し、該小径の領域に設けられた
支持長の部分でクロスヘッドの端部を遊びなしに包摂し
て支持し、自らの外周面で支持部材の外力の作用を受け
る鐘形の軸承部材と、中空ロ−ルの端部に設けられ、該
中空ロ−ルの直径に対し縮径した部分を有するとともに
、半径方向の遊びをもって軸方向に鐘形の軸承部材の大
径の領域に挿入され、前記部分の外面と鐘形の軸承部材
の大径の部分の内周面との間の前記挿入領域に、鐘形の
軸承部材に対し中空ロ−ルを回転自在に支持する軸受を
嵌込む軸方向の延長部と、鐘形の軸承部材と中空ロ−ル
の間で延長部とともに回転自在に接続された外歯と、該
外歯に歯合し、かつ中空ロ−ルの軸線に対し平行な軸線
を有する駆動ピニオンと、延長部の部分を囲繞し、駆動
ピニオンを支承する伝動装置ケ−スと、駆動ピニオンの
、中空ロ−ルに向いた側に設けられ、伝動装置ケ−スを
延長部の一側で支持する軸受と、駆動ピニオンの他側で
軸方向に軸受の中心の高さに設けられ、伝動装置ケ−ス
を他側で鐘形の軸承部材の大径の部分の外面で支持する
自動調心軸受を具備するロ−ルを形成することにより解
決される。

【００１１】

【作用及び効果】上記ロ−ルを本発明に基づいて構成す
ることによって、特に次の問題、すなわち従来の伝動装
置ケ−スはピニオンと結合された延長部に支承され、そ
の外側が例えばドイツ特許公報第３６４５０３４号の発
明のように、鐘形の軸承部材によって覆われているため
に、外側からはもはやアクセスできないという問題が解
決された。鐘形の軸承部材と中空ロ−ルの端部との間に
すべての駆動装置を配置することは基本的には可能であ
るが、ロ−ルの全長が余りに拡張してしまうという欠点
がある。ドイツ特許公報第３６４５０３４号の発明の構
造では、主軸受を中空ロ−ルの軸方向外側に設けたこと
によって、クロスヘッドの支持長が拡張される結果とな
った。クロスヘッドの撓みが過大となるのを制限のため
従って伝達可能な線圧を適切に保持するため、又設置す
るスペ−スには制限があるとの理由から、クロスヘッド
及びロ−ルが長いことは好ましくない。

【００１２】本発明によれば、駆動装置は軸方向に最小
限の所要スペ−スで伝動装置ケ−スとピニオンとから一
体に形成することができ、その際、伝動装置ケ−スはロ
−ルの該伝動装置ケ−スに向いた端部で、鐘形の軸承部
材の外側に支持されるので、該端部で伝動装置ケ−スを
支持するのに追加の軸方向スペ−スが不要であるという
好結果を得ることができる。伝動装置ケ−スは最適と考
えられる支持、すなわち駆動ピニオンの両側での支持を
受けるので、ロ−ルの隣接する端部に向いた軸受を外側
から結合するように収容するスペ−スは必要ない。

【００１３】外歯を設置するのに適切な方法は、請求項
２に開示されている。この場合延長部に固定される歯車
を該延長部に固定される別個の歯車として形成すること
により、ロ−ルの製造を簡略化するだけでなく、軸受を
取付けるためにできるだけ小さくなければならない延長
部の外径に比べて大きいピッチ円直径の歯車を用いるこ
ともできる。

【００１４】請求項３に基いて、中空ロ−ルに向きかつ
伝動装置ケ−スに配置された軸受は個別に形成された歯
車に支持され、このような支持方法により駆動ユニット
全体を延長部から軸方向に容易に取り外すことができる
。

【００１５】請求項４は歯車の支持方法が記載され、請
求項５には、軸方向にできるだけ頑丈な構造を設けると
いう観点から重要な構成が記載されている。

【００１６】歯車を介して大きな機械的パワ−ガ伝達さ
れるので、歯のブランクに過大な力がかからぬように適
切の幅及び厚さが付与されねばならない。しかし、上記
のような歯の幅及び厚さは、回転モ−メントの伝達にの
み用いられる内歯歯車の例から考えて、歯車の中心部分
は薄くしたり、凹部又は開口を設けてもよい。このよう
に例えば深さが軸受幅の少なくとも一部分をなすような
凹部を形成すれば、伝動装置ケ−スの軸受をある程度歯
車の上記凹部挿入することができる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１に全体として符号１００が付されたロ−ルは
、作用するロ−ル周面２を形成しかつ円筒状の内周面４
を備える回転形の中空ロ−ル１を有する。該中空ロ−ル
１には、回転しないクロスヘッド３が長手方向に貫通し
ている。該クロスヘッド３の端部３´は中空ロ−ル１か
ら突出し、クロスヘッド３は自動調心軸受５を介してロ
−ルハウジング６に支持され、中空ロ−ル１の内周面４
から周囲に間隔を保っている。従ってクロスヘッド３は
上記内周面４と接触することなしに、中空ロ−ル１の内
側で撓むことができる。ロ−ル作用を行なうかみこみ部
が図１に示すように上側にあるときはクロスヘッド３は
湾曲し、その軸線７はほぼ線７´で示した下方位置にず
れる。このずれは図１に誇張して示されているが、実際
の数値も少なからぬものである。すなわち、製紙業で用
いられる長いロ−ルでは、クロスヘッド３の中央位置で
の半径方向のずれは、製紙作業を停止した無荷重状態に
於て、３０ｍｍ程度になることがある。

【００１８】図１に示すようにかみこみ部が中空ロ−ル
の上側にあるときは、クロスヘッド３の上面に液圧式の
支持手段（図示せず）が設けられ、該支持手段は中空ロ
−ル１の内周面４に作用する一連の支持ピストン、内周
面４の方に開放され周囲を密封された液圧式チャンバ、
中空ロ−ル１に沿って延びる突条ピストン等を用いて形
成される。支持手段は単に液圧を内周面４に印加する働
きをなすと言うことができるが、詳細に言えば、かみこ
み部における線圧の作用を受けて撓むクロスヘッド３か
ら得られる反力と上記突条ピストンを用いて中空ロ−ル
１を内側から支持するということである。

【００１９】中空ロ−ル１の左側の端部には、中空ロ−
ル１の軸方向左側に延びる延長部２０が設けられ、該延
長部２０はねじ８によって中空ロ−ル１の端面に直接固
定されている。中空ロ−ル１の左に続く端部領域では、
クロスヘッド３の直径が先細りになっている。延長部２
０はこの縮径に対応するので、中空ロ−ル１の端面に取
着された半径方向の部分２０´と、クロスヘッド３の径
より小径の外側の部分３´´をわずかな間隔をもって囲
繞する部分２０´´とにより構成される。該部分２０´
´は、中空ロ−ル１に比べて遥かに小さく、実施例では
中空ロ−ル１のほぼ半分に縮径された外径を有する。

【００２０】ブシュ形の部分２０´´の軸方向左に延び
る外端部の付近には、上記部分２０´´の外周面に自動
調心ころ軸受９が設けられ、該自動調心ころ軸受９の外
側は全体として符号３０が付された鐘形の軸承部材の拡
径部３０´の直径の内周面に支持されている。拡径部３
０´には、軸方向外側に縮径部３０´´が接続され、該
縮径部３０´´の外周面には自動調心軸受５が設置され
、縮径部３０´´の内径はクロスヘッド３の突出端３´
の外径に対応して形成され、縮径部３０´´は突出端３
´の長い支持長１０の部分に遊びなしに嵌め込まれてい
る。かみこみ部において中空ロ−ル１に印加された線圧
は、延長部２０及び自動調心ころ軸受９を介して、鐘形
の軸承部材３０に伝達され、該鐘形の軸承部材３０は、
自動調心ころ軸受９が縮径部３０´´に対し軸方向にに
移動することによって生じる曲げモ−メントに対して、
支持長１０の軸方向に延びる部分によって抵抗すること
ができる。

【００２１】延長部２０の左側の端部には、全体として
符号１１が付されたスライドリングパッキングが設けら
れ、該スライドリングパッキング１１は圧液がクロスヘ
ッド３と中空ロ−ル１の内周面４との空間１２から自動
調心ころ軸受９の領域に浸入することを防止する。自動
調心ころ軸受９は個別に油が差され、かくして、潤滑液
は圧液と別に作用するようになっている。

【００２２】鐘形の軸承部材３０に接続される拡径部３
０´は、鐘形の軸承部材３０の右側の端部に確実に接続
された別個の部分として形成され、拡径部３０´はブロ
ンズ製軸受により構成され、拡径部３０´の外面は球面
１３を有する。球面１３の中心は、クロスヘッド３の軸
線７上にあり、また自動調心ころ軸受９の図１の軸方向
に延びる中央平面の高さ位置にある。延長部２０の縮径
の部分２０´を外側で囲繞し複数部分よりなる伝動装置
ケ−ス２５は軸方向左側に延びる延長部１４を有し、該
延長部１４は軸線７に対し直角な面で２部分に区分され
、延長部１４の内周面１５は球面１３に対応して制作さ
れ、該球面１３上に支承されている。

【００２３】拡径部３０´の、中空ロ−ル１側の端部の
すぐ右側に於ては、外周には歯１６を有する歯車１８が
延長部２０の部分２０´´に嵌められ、該歯車１８は部
分２０´´に対して回転しないようにキ−１９によって
固定されている。駆動ピニオン１７は駆動ジャ−ナル２
１に取着され、歯車１８と歯合している。駆動ジャ−ナ
ル２１の左側の端部２２は、自在継手の軸を介して駆動
モ−タ又は歯車装置と結合される。駆動ジャ−ナル２１
は駆動ピニオン１７の両側で軸受２３、２４を介して伝
動装置ケ−ス２５の外側部分に支承されている。

【００２４】伝動装置ケ−ス２５は、延長部１４と歯車
１８の双方に対して中空ロ−ル側に設けられ、軸線７と
直角に形成された延長部２０部分２０´の前方すなわち
左側を半径方向内側に延びるように形成されている。伝
動装置ケ−ス２５の壁部２５´は円形の開口部２６を有
し、該開口部２６にはころ軸受２７が設けられ、ころ軸
受２７のインナ−レ−ス２７´は、部分２０´´と隣接
し歯車１８の構成部分である軸方向の延長部２９の、円
筒状の外周面２８に支持される。

【００２５】開口部２６を囲繞し、伝動装置ケ−ス２５
の中空ロ−ル１に向いた壁を構成する内側の部分２５´
は、更に外側に、軸線７に対し直角に形成され、伝動装
置ケ−ス２５の壁２５´の内側の境界面を構成する部分
２５´´よりも軸方向左側すなわち外側に突出し、中空
ロ−ル１に向かう歯車１８の側面に設けられた環状溝状
の凹部３１内に突出する。該凹部３１の、軸線７に近い
境界面は、延長部２９の円筒状の外周面２８によって形
成される。こうした位置関係によって、ころ軸受２７は
、この発明のロ−ルの全長を短くするため、歯車１８の
内側に押し込まれている。歯車１８の歯１６は十分な幅
を有し、一部分ころ軸受２７と重なりあうようになって
いる。

【００２６】伝動装置ケ−ス２５は、十分な長さをもっ
て、駆動ピニオン１７の両側で支持される。この場合、
伝動装置ケ−ス２５を保持する軸受を取着するために、
図１の左側に、追加の長さは不要である。何故ならば、
伝動装置ケ−ス２５と確実に結合した延長部１４が、外
側から鐘形の軸承部材３０に接続するのに必要な拡径部
３０´を覆っているからである。中空ロ−ル１に向いた
側では軸方向のわずかな長さしか必要でない。何故なら
ば、軸受２７が歯車１８の軸方向延長部に一部分入り込
んでいるからである。支持は両方で、すなわち中空ロ−
ル１と接続した延長部２０と、クロスヘッド３と接続し
た鐘形の軸承部材３０で行なわれ、中空ロ−ル１とクロ
スヘッド３の角変位は、互いに摺動できる球面１３及び
内周面１５を延長部１４に形成することによって緩和さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は撓み制御可能なロ−ルの駆動端の縦断面
図である。

【符号の説明】

１…中空ロ−ル、２…ロ−ル周面、３…クロスヘッド、
３´…端部、４…内周面、９…軸受、１０…支持長、１
３、１４、１５…自動調心軸受、１６…外歯、１７…作
動ピニオン、１８…歯車、２０…延長部、２０´´…部
分、２５…伝動装置ケ−ス、２７…軸受、２７´…軌道
、２８…外周面、３０…鐘形の軸承部材、３０´…部分
、３０´´…領域、３１…凹部、１００…ロ−ル。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　作動するロ−ル周面（２）を形成する
   回転形の中空ロ−ル（１）と、該中空ロ−ル（１）を周
   囲に間隔をあけて長手方向に貫通し、自らの端部（３´
   ）が前記中空ロ−ル（１）の端部から突出しかつ該端部
   で支持される回転しないクロスヘッド（３）と、前記中
   空ロ−ル（１）の内部で前記クロスヘド（３）の表面に
   沿って支持され、前記中空ロ−ル（１）の内周面（４）
   に作用する液圧式の支持手段を備えたロ−ル（１００）
   であって、前記中空ロ−ル（２）の端部の外側に設けら
   れ、大径の部分（３０´）と前記ロ−ル（１００）の端
   部に対し軸方向に隣接し、かつ前記クロスヘッド（３）
   が貫通している小径の領域（３０´´）を有し、該小径
   の領域（３０´´）に設けられた支持長（１０）の部分
   で前記クロスヘッド（３）の端部（３´）を遊びなしに
   包摂して支持し、自らの外周面で支持部材の外力の作用
   を受ける鐘形の軸承部材（３０）と、前記中空ロ−ル（
   ２）の端部に設けられ、該中空ロ−ル（２）の直径に対
   し縮径した部分（２０´´）を有するとともに、半径方
   向の遊びをもって軸方向に前記鐘形の軸承部材（３０）
   の大径の領域（３０´）に挿入され、前記部分（２０´
   ´）の外面と前記鐘形の軸承部材（３０）の前記大径の
   部分（３０´）の内周面との間の前記挿入領域に、前記
   鐘形の軸承部材（３０）に対し中空ロ−ル（１）を回転
   自在に支持する軸受（９）を嵌込む軸方向の延長部（２
   ０）と、前記鐘形の軸承部材（３０）と中空ロ−ル（１
   ）の間で前記延長部（２０）に回転自在に接続された外
   歯（１６）と、該外歯（１６）に歯合し、かつ前記中空
   ロ−ル（１）の軸線に対し平行な軸線を有する駆動ピニ
   オン（１７）と、前記延長部（２０）の前記部分（２０
   ´´）を囲繞し、前記駆動ピニオン（１７）を支承する
   伝動装置ケ−ス（２５）と、前記駆動ピニオン（１７）
   の、前記中空ロ−ル（１）に向いた側に設けられ、前記
   伝動装置ケ−ス（２５）を前記延長部（２０）の一側で
   支持する軸受（２７）と、前記駆動ピニオン（１７）の
   他側で軸方向に前記軸受（９）の中心の高さに設けられ
   、前記伝動装置ケ−ス（２５）を他側で前記鐘形の軸承
   部材（３０）の前記大径の部分（３０´）の外面で支持
   する自動調心軸受（１４；１３，１５）を具備するロ−
   ル。
2. 【請求項２】　　前記外歯（１６）は、前記延長部（２
   ０）に対し同心に該延長部（２０）に取着された歯車（
   １８）に形成されていること、を特徴とする請求項１に
   記載のロ−ル。
3. 【請求項３】　　前記伝動装置ケ−ス（２５）に設けら
   れ、かつ前記中空ロ−ル（１）側に向いた軸受（２７）
   の内側のレ−ス（２７´）は前記歯車（１８）に支持さ
   れていること、を特徴とする請求項２に記載のロ−ル。
4. 【請求項４】　　前記歯車（１８）は、前記中空ロ−ル
   （１）に向いた側で、軸方向に突出し軸線に対し共軸に
   設けられかつ円筒状の外周面（２８）、しかも前記内側
   のレ−ス（２７´）を表面に設けている外周面（２８）
   を有する延長部（２９）を備えること、を特徴とする請
   求項３に記載のロ−ル。
5. 【請求項５】　　前記歯車（１８）は、中空ロ−ル（１
   ）に向いた側面に、回転する凹部（３１）を有し、該凹
   部（３１）の軸線側の境界面は円筒状の外周面（２８）
   によって形成されているので、前記伝動装置ケ−ス（２
   ５）の外周面（２８）に隣接した軸受（２７）は、軸方
   向に少なくとも部分的に前記外歯（１６）の幅領域に挿
   入されていること、を特徴とする請求項４に記載のロ−
   ル。