JPH08510802A - ロールを駆動する方法及び対応のロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 固定式のクロスヘッド（１）及び回転形の中空ロール（２）を具備するいわゆるフローティングロール（１００）では、長手方向シール（５）及びエンドクロスシール（９）によって、クロスヘッド（１）と中空ロール（２）との間の空間（４）に、半円筒状の長手方向チャンバ（７，８）が区分されている。噛込み部（Ｗ）の側に位置する少なくとも長手方向チャンバ（７）には圧縮ガス源が充填可能である。長手方向シール（５）及びエンドクロスシール（９）は夫々二重に設計されており、密接に並設された対のシールストリップ（２０，２０）及び（１６，１６）からなる。シールストリップ（２０，２０）と（１６，１６）との間の空間（３０，３０´）へは封止液が導入可能であり、該封止液は長手方向チャンバ（７，８）の密閉を引き受ける。長手方向チャンバ（７，８）に浸入された封止液は絶えず除去される。

Description

【発明の詳細な説明】 ロールを駆動する方法及び対応のロール 本発明は請求項１の上位概念に記載のロールを駆動する方法及び対応のロール に関する。 このようなロールはＤＥ−ＰＳ３４４５８９０から公知である。公知のロール は圧液による駆動用に定められている。すなわち、２つの長手方向チャンバには 圧液が充填されており、噛込み部の側に位置する長手方向チャンバはより高い圧 力を有する。 これらの又は他の撓み補償ロールの公知の欠点は、該撓み補償ロールが高速の 際に駆動力の高い内部的消費を示すことにある。これは製品の変形に関わる駆動 力の割合を意味するのでなく、ロール自体によって消費され、ロールが製品なし に回転するときにも存在するであろう駆動力の割合を意味する。 上位概念のロールをも含むいわゆるフローティングロールでは、長手方向シー ル及びエンドクロスシールでの摩擦による電力損は比較的僅かである。主要な割 合は、中空ロールの内周面に沿って共に案内される液膜を長手方向シールにおい て転向させることによって生じる内部的な液体摩擦による損失にある。特に、よ り高い速度では、液体摩擦に基づくこうした損失は電力需要の頭抜けて最大の割 合となる。 上位概念の種類のロールを、内部的な電力損が減少するよ うに駆動し、構成するという課題が本発明の基礎である。 この課題は、方法的観点では、請求項１に記載の発明によって解決される。長 手方向チャンバにガス状の圧力媒体を用いることにより、中空ロールの内周面に 沿って共に案内される圧力媒体層の転向及びそれによって生起される渦巻の際に 、液体摩擦は著しく減少される。しかし、ガス状の圧力媒体には長手方向チャン バの高度な封止が要求される。こうした要求は長手方向シールとエンドクロスシ ールとの間の空間に封止液を充填することによって満たされる。圧縮ガスがこれ らの空間に侵入することができないように、封止液の圧力は圧縮ガスの圧力より 高く、すなわち特に、噛込み部の側での、圧力で作用する長手方向チャンバ内の 圧力より高い。こうした状況によって、封止液の僅かな割合は、常に、長手方向 シール及びエンドクロスシールの下を通り、中空ロールの内周面に沿って長手方 向チャンバへ流出される。この結果として、時間の経過に連れて、長手方向チャ ンバに封止液が充填されるだろう。こうした場合が生じてはならないので、浸入 される封止液を絶えず除去する。それは、長手方向チャンバへの全くのガス充填 を維持するためである。 撓み制御可能なロールで圧縮ガスを圧力媒体として用いることは公知である。 この種類の例はＤＥ−ＰＳ３６２５８０２から由来する。該公報は回転不能なク ロスヘッドを具備する回転形の中空ロールを主題としている。この公報では、ク ロスヘッドと中空ロールの内周面との間の全空間には周囲にすなわち長手方向シ ールなしに圧縮ガスが充填可能であり、 個々の箇所には、圧縮ガスが支配していないゾーンを半径方向の圧力ピストンに よって形成することができる。かくしてそもそもまず第１にー側の力の作用が生 じる。しかし、この場合、種々の圧力を有する長手方向チャンバを互いにシール する長手方向シールがないので、シールの問題がないというよりは、比較できる 程度にはない。 空気で支持されるロールに関する他の例はＤＥ−ＯＳ４１０３７９９の主題で ある。この公報は、フォイルワインダに取り付ける押圧ロールとしての、ピスト ンで支持される撓み制御可能なロールを主題とする。空気による支持装置の構成 の詳細は記載されていない。 請求項２によれば、圧力で作用する長手方向チャンバへ導びかれた圧縮ガスを 温度調節することすなわち加熱すること、あるいは特に冷却することが好ましい 。非常な高速で運転しなければならないときは、後者が考慮される。この場合、 圧縮ガスは圧液に比べて著しく僅かな内部摩擦にも拘らず加熱されることもある 。これにより所望の処理温度をずらすことができる。 請求項３乃至５は本発明の装置の観点を示している。 図面には本発明の１つの実施の形態が略示されている。 図１は本発明のロールの横断面、詳しくは右半分では（ロールの長手方向に見 た）ロールの内部を、左半分では端部領域を示している。従って、クロスヘッド と結合され、転向可能である、エンドクロスシール用の支持部が見える。 図２は図１の右半分の部分拡大図を示している。 ロール１００は固定のクロスヘッド１を有し、その周囲で中空ロール２が回転 している。クロスヘッド１は中空ロール２の内周面３に対して周囲に空間４を保 つので、噛込み部に荷重が発生しても、中空ロール２の内周面に当接することな く、クロスヘッドは中空ロール２内で撓むことができる。 噛込み部における線圧によって条件付けられた力は中空ロール２から圧縮ガス を介してクロスヘッド１へ伝達される。クロスヘッド１はこうした力の作用下で 撓み、かくして均衡を引き起こす反力を生起する。図１に図示した実施の形態で は、カウンタロール１５及び噛込み部Ｗが上方に位置しているので、クロスヘッ ド１は下方に撓む。従って、図１から見て取れるように、クロスヘッド１の下側 １´は幾分偏平になっていているのは、こうした撓みの余地を残すためである。 圧縮ガスは空間４に形成された半円筒シェル状の長手方向チャンバ７にある。該 長手方向チャンバ７は空間４を軸方向に区画しかつクロスヘッド１と結合したク ロスエンドシール支持部１７に設けられたエンドクロスシール９と、クロスヘッ ド１の両側に設けられた長手方向シールとによって区分されている。長手方向シ ールのうち、図１で右側の、図面に図示した長手方向シールには全体として参照 符号５が付されている。対応の長手方向シールは、クロスヘッド１の、図１で左 側にある。双方の長手方向シール５は本実施の形態では接続面（Verbindungsebe ne）６にあり、該接続面６はロールの作動面すなわちロール１００とカウンタロ ール１５の軸線の接続面に対し直角方向の子午面である。 エンドクロスシール９及び長手方向シール５によって、本実施の形態では、２ つの長手方向チャンバ７及び８が生じる。本実施の形態では、これらのうち、長 手方向チャンバ７には供給管１８を介して圧縮ガスが充填可能であるのに対し、 長手方向チャンバ８は独自の供給管を有しない。 各々の長手方向シール５及びエンドクロスシール９は、常に、２つの個々のシ ールエレメント２０，２０及び１６，１６からなる。長手方向シール５は接続面 ６に対し左右対称に形成されている。接続面６の付近では、接続面の両側に、接 続面から僅かな間隔をあけて、クロスヘッド１の周面へ、段付き矩形の横断面を 有する長手方向リセス２３が形成されている。該長手方向リセス２３の中心面は 接続面６に対し僅かに傾斜しており、該接続面と約５°の角度を形成している。 長手方向リセス２３の最大幅の外側部分には、実質的に矩形の横断面を有する支 持ストリップ２４が設けられており、該支持ストリップは、非円形で横軸Ａを中 心に回転自在な締付部分２５によって、長手方向リセス２３の、接続面６に向い た側面の方へ押圧され、かくして緊締される。横断面の、接続面６と離隔した外 角で、支持ストリップ２４は接続面６の方へ開放したアンダカット１０を備えた 突出部を有する。長手方向シール５を形成しシールストリップ２０の形態をなす ２つのシールエレメントの各々の、長手方向縁部１１の一方は、接続面６からア ンダカット１０へ係合する。シールストリップ２０はほぼＬ字形の横断面を有し 、長手方向縁部１１は「Ｌ」の長辺の自由端に形成されている。「Ｌ」の長辺の 、 接続面６に隣り合った他端から、「Ｌ」の短辺がほぼ半径方向に、中空ロール２ の内周面３へ張り出している。そこで隣接している、シールストリップ２０の他 方の長手方向縁部１２は、「Ｌ」の短辺の自由端に形成されている。短辺は、長 手方向縁部１２が掻取り縁部を形成するように、面取りされている。シールスト リップ２０は接続面６に対して左右対称に配置されており、２つのばね片１３に よって、弾性をもって、自らの位置にかつ内周面３に接触しつつ保持される。ば ね片１３は支持ストリップ２４の「下方で」締め付けられ、自由に実質的に半径 方向外側に突出しており、ばね片１３の自由縁部は「Ｌ」の短辺の外側と接触し ている。 シールストリップ２０は、支持ストリップ２４が横方向孔２６を有するのと同 様に、シールストリップ２０の長さに亘って分布された貫通する横方向孔１４有 する。横方向孔１４及び２６は長手方向リセス２３の狭隘部分２７によって形成 されかつ長手方向シール５の長さに亘って貫通する圧液排出室に連通している。 該圧液排出室は常に長さに亘って分布され横方向に延びる１つ又は複数の導出流 路２８に連通している。導出流路２８は再度クロスヘッド１の長手方向孔２９に 通じている。長手方向孔２９を通って封止液が外側に排出されることができる。 シールストリップ２０の掻取り用の長手方向縁部１２と接続面６との間隔は実 際には約５乃至２０ｍｍである。 シールストリップ２０の間には空間３０が形成されており、該空間３０へは長 手方向リセス２３の間に延びる半径方向孔 ３１が連通している。半径方向孔３１には長手方向孔３２から封止液が供給され る。 シールストリップ２０は適切な青銅合金からなり、該青銅合金は中空ロール２ の内周面３の鋼と共に好適な摺動対を形成する。 エンドクロスシール９は相応して夫々２つの互いに平行で、横方向間隔を有す るシールストリップ１６により形成される。しかし、シールストリップ１６はこ こでは矩形の横断面を有し、クロスエンドシール支持部１７の矩形溝へ軸方向に 係合し、中空ロール２と共に回転する図示しない環状ディスクと密閉状態で接触 する。シールストリップ１６の間には封止液を充填可能な空間３０´が形成され ている。 本実施の形態では、エンドクロスシール９は上方の長手方向チャンバ７専用に 設けられている。長手方向チャンバ７はカウンタロール１５の側に配置され、供 給管１８を介して長手方向チャンバ７に圧縮ガスが供給される。しかし、例えば 、ロール１００を図１に図示のように選択的に上方か又は下方に作動させるとき は、下方の長手方向チャンバ８用のエンドクロスシールを設けることも可能であ る。 ロールに、図１に図示のように上方に作用する線圧をロール１００とカウンタ ロール１５の間の噛込み部に生起させようとするときは、長手方向チャンバ７に は供給管１８を介して圧縮ガスが対応の圧力下で供給される。圧力は中空ロール ２の上半分の内周面３に作用し、噛込み部Ｗへ向いた線圧を噛込み部Ｗで生起す る。圧縮ガスは他方ではクロスヘッド１ の上側に対し自らを支え保つ。クロスヘッド１はこれらの力の下で既述の如く下 方へ撓む。長手方向チャンバ７内で支配的な空気圧は、場合によっては、シール ストリップ２０が中空ロール２の内周面３から外れるように、図１及び２に図示 したシールストリップ２０に作用する。「Ｌ」の短辺の孔１４を通って圧縮ガス が上方のシールストリップ２０の裏側にも到達するので、一定の圧力平衡が生じ ても、いずれにせよ、ばね片１３が「Ｌ」の短辺の下側に接触するが故に、一定 の密閉が付与される。これによって、長手方向チャンバ７内で支配的な圧力の作 用面が、上方のシールストリップ２０の上側では、下側でよりも大きい。ばね片 １３がシールストリップ２０のように長手方向チャンバ７，８の全長に亘って連 続的に延びていることに注意されたい。 上方の長手方向チャンバ７が「圧力で作用する」長手方向チャンバであるとき は、図１及び２に図示の如くに下方のシールストリップ２０が「有効な」シール ストリップである。長手方向チャンバ７内の圧力が高くなればなる程、シールス トリップ２０の長手方向縁部１２がそれだけ一層堅固に中空ロール２の内周面３ へ押圧されるようになっていなければならない。このために、シールストリップ ２０の間の空間３０で、封止液によって圧力が生起され、該圧力は長手方向チャ ンバ７内の圧力と共に上昇し、いずれにせよ長手方向チャンバ７内の圧力より大 きい。図示した装置では、封止液のこの圧力は下方のシールストリップ２０をそ の長手方向縁部１１を中心に時計回りにアンダカット１０内で傾けることによっ て、下方のシールストリップ２０を相応に堅固に回転形の中空ロール２の内周面 ３へ押圧する。このことにより、封止力は長手方向チャンバ７内の圧力に適合さ れる。空間３０内の封止液の圧力が上方のシールストリップ２０にもプラスにな るので、シールストリップ２０は予めの密封を行なう。空間３０内の封止液は半 径方向孔３１及び長手方向孔３２を通って供給される。空間内の封止液は、該封 止液が圧縮ガスに比べて著しく大きな粘性を有するが故に、結果としてシールス トリップ２０での相応に大きなシール作用を有するので、長手方向チャンバ７内 の圧縮ガスの圧力が上昇しても、圧縮ガスの過剰な漏れ損失が生じることなく、 図示の装置がなお機能している。 空間３０の付近を通過する中空ロール２の内周面３に封止液が付着するが故に 、及び封止液の昇圧によって促されて、封止液の一定割合が常時シールストリッ プ２０の下方を通って長手方向チャンバ７，８へ引き摺るように流れ出る。この 結果として、通常であれば、幾らかの運転時間の後に長手方向チャンバ７，８に 圧液が充填されることにより、駆動力の既述の大きな損失が液体の内部摩擦によ って生じるであろう。これを防止するため、シールストリップ２０及び支持スト リップ２４には排出流路２８に連通する横方向孔１４及び２６が具備されている 。中空ロール２の内周面３が当接している当該のシールストリップ２０に沿って 中空ロール２が回転する最中に、そこに集まって内周面３から掻き取られた封止 液によって液体の溜りが一定の内圧をもって形成され、この内 圧の結果、長手方向チャンバ７，８に達しかつシールストリップ２０によって掻 き取られた封止液が常に排出流路２８を通って排出されるので、長手方向チャン バ７，８への充填はされることがない。 供給管１８によって案内された圧縮ガスは供給管１８への進入の前に熱交換器 を通して導かれ、そこで温度調節されることができる。このことが特に考慮され るのは、ロール１００が高速で駆動され、内部摩擦による圧縮ガスの加熱を防ぐ 必要がある場合である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．作動するロール周面を形成する回転形の中空ロールと、該中空ロールを長 手方向に貫通し、前記中空ロール（２）の内周面（３）に対し周囲に間隔を保ち 、かつ前記中空ロール（２）から突出する端部で外力が印加される回転不能なク ロスヘッド（１）と、前記中空ロール（２）及び前記クロスヘッド（１）の間の 空間（４）に形成された長手方向チャンバ（７，８）とを具備するロール（１０ ０）であって、前記長手方向チャンバ（７，８）のうちの、噛込み部（Ｗ）の側 に位置する少なくとも長手方向チャンバ（７）は、前記中空ロール（２）を前記 クロスヘッド（１）に対し支え保つのに用いる流動圧力媒体用の供給管（１８） を有し、前記長手方向チャンバ（７，８）は前記クロスヘッド（１）に取着され たシール装置（５，９）によって区分され、該シール装置（５，９）は前記長手 方向チャンバ（７，８）の、長手方向に互いに対向する端部に設けられかつ夫々 ２つの互いに平行なシールストリップ（１６）からなるエンドクロスシール（９ ）と、前記クロスヘッド（１）及び中空ロール（２）に沿って前記ロール（１０ ０）の作用面の両側で延びる長手方向シール（５）とを有し、該長手方向シール （５）のうちの各々は２つの同一の、互いに平行な、円周方向に隣接し、両側の 前記長手方向シール（５）の接続面（６）に対し左右対称に設けられたシールス トリップ（２０，２０）を有し、該シールストリップ（２０）の一方の長手方向 縁部（１１）は前記クロ スヘッド（１）の面に沿って長手方向アンダカット（１０）へ係合し、他方の長 手方向縁部（１２）は前記中空ロール（２）の前記内周面（３）に接触し、前記 シールストリップ（２０，２０）の１は圧力で作用する前記長手方向チャンバ（ ７）に対し斜めに向いており、長手方向シール（５）の前記シールストリップ（ ２０，２０）の間の空間（３０）には前記流動圧力媒体が選択可能な圧力下で充 填できてなるロール（１００）を作動する方法において、 前記長手方向チャンバ（７，８）に圧縮ガスを充填し、ー側の前記シールスト リップ（２０，２０）の間又は各々の端部のシールストリップ（１６，１６）の 間の空間（３０，３０´）に、封止液として作用しかつ圧縮ガスの圧力を越える 圧力を有する圧液を充填し、前記長手方向チャンバ（７，８）に浸入した封止液 を絶えず排除することを特徴とする方法。 ２．圧縮ガスを前記長手方向チャンバ（７）への導入前に温度調節すること、 を特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．作動するロール周面を形成する回転形の中空ロールと、該中空ロールを長 手方向に貫通し、前記中空ロール（２）の内周面（３）に対し周囲に間隔を保ち 、かつ前記中空ロール（２）から突出する端部で外力が印加される回転不能なク ロスヘッド（１）と、前記中空ロール（２）及び前記クロスヘッド（１）の間の 空間（４）に形成された長手方向チャンバ（７，８）とを具備するロール（１０ ０）であって、前記長手方向チャンバ（７，８）のうちの、噛込み部（Ｗ）の側 に位置する少なくとも長手方向チャンバ（７）は、前記中空ロ ール（２）を前記クロスヘッド（１）に対し支え保つのに用いる流動圧力媒体用 の供給管（１８）を有し、前記長手方向チャンバ（７，８）は前記クロスヘッド （１）に取着されたシール装置（５，１６）によって区分され、該シール装置（ ５，１６）は前記長手方向チャンバ（７，８）の、長手方向に互いに対向する端 部に設けられかつ夫々２つの互いに平行なシールストリップ（１６）からなるエ ンドクロスシール（９）と、前記クロスヘッド（１）及び中空ロール（２）に沿 って前記ロール（１００）の作用面の両側で延びる長手方向シール（５）とを有 し、該長手方向シール（５）のうちの各々は２つの同一の、互いに平行な、円周 方向に隣接し、両側の前記長手方向シール（５）の接続面（６）に対し左右対称 に設けられたシールストリップ（２０，２０）を有し、該シールストリップ（２ ０）の一方の長手方向縁部（１１）は前記クロスヘッド（１）の面に沿って長手 方向アンダカット（１０）へ係合し、他方の長手方向縁部（１２）は前記中空ロ ール（２）の前記内周面（３）に接触し、前記シールストリップ（２０，２０） の１は圧力で作用する前記長手方向チャンバ（７）に対し斜めに向いており、長 手方向シール（５）の前記シールストリップ（２０，２０）の間の空間（３０） には前記流動圧力媒体が選択可能な圧力下で充填できてなるロールにおいて、 前記噛込み部（Ｗ）の側に位置する少なくとも前記長手方向チャンバ（７）は 圧縮ガス源に接続可能であり、ー側の前記シールストリップ（２０，２０）と各 端部の前記シールス トリップ（１６，１６）との間の前記空間（３０，３０´）は前記長手方向チャ ンバ（７）内の圧力を越える圧力を有する封止液源に接続可能であり、前記長手 方向チャンバ（７，８）に浸入した封止液を除去する手段が具備されていること 、を特徴とするロール。 ４．前記長手方向チャンバ（７，８）から封止液を除去する前記手段は、前記 中空ロール（２）に当接する前記長手方向シール（５）の直前で、前記長手方向 チャンバ（７，８）に連通する導出流路（１４，２６，２７，２８，２９）を有 すること、を特徴とする請求項３に記載のロール。 ５．前記長手方向チャンバ（７）への導入前に圧縮ガスを導通することができ る熱交換器が具備されていること、を特徴とする請求項３又は４に記載のロール 。