JPS6231717A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、外周面がロールの外周作業面を成す回転する
中空ロールと、全周にわたって間隔を置いて中空ロール
を貫通し、中空ロールから突出する端部が支承される固
定クロスヘッドと、クロスへラドて取付けられた端部横
シール及び縦シールド、＞？ｉｊ部横シール、縦シール
、クロスヘッドの外周面及び中空ロールの内周面により
規定さｎ制御可能な圧液が元項される２個の長手方向の
チャンバとを具備する連続材料を圧力処理するためのロ
ールに関する。

〔従来の技術〕

上記のロールはいわゆる浮動ロールとして製紙業、織物
業及び類似の工業で公知である。縦シールによって形成
された長手方向のチャンバはロールギャップ側にあり、
特別の場合は別として、おおむねロールの長さに等しい
。このチャンバにある圧液によってチャンバの長さの範
囲内で中空ロールの内周に均一な圧力が加えらｎ１同様
に均一な線圧締力をロールギャップに生じる。圧液はク
ロスヘッドに受は止めらｎる。中空ロールの内部に間隔
があるので、クロスヘッドはたわむことができる。線圧
締力によって中空ロールに等分布荷重が負荷されるにか
かわらず、こうして中空ロールには望ましくないたわみ
が生じない。

この浮動ロールはドイツ連邦特許第１０２６６０９号に
記載さｎている。この場合、長手方向チャンバをなるべ
く広くシ、このチャンバ内にある圧力の作用面をなるべ
く大きくするために、縦シールはロールの最も幅広い位
置、すなわち、互いに１８００ずｎて相対する位置にあ
る。しかし、ドイツ連邦特許出願公告第２４６１９１４
号公報で明らかなように、ロールギャップに対して作用
するチャンバがこｎより狭い実ＩＮＮ様も考えらｎる。

＃紙業で上記のロールが動作する周速は大急い。

「インライン」で、すなわち、製紙機械で製造される紙
の速度で動作するロールについては、８００ないし１０
００　Ｖｍｌ　ｎに及ぶ紙速度が考えらｎる。

裏紙機械以外の装置、例えば、カレンダやつや出し装置
ではこの値の２倍を考慮しなけｎばならない。

このようにして中空ロールの内周面は、中空ロールの肉
厚に相当する分だけ低いとはいえ高い速度で縦シールに
宿って摺動する。チャンバの中の圧液は、液圧作用の性
質と潤滑性、すなわち、中空ロールの内周面に浴って若
干の漏ｎと付着力を兼備する圧油である。このことは、
同時に、圧液が少くとも壁体の近傍の区域で壁体によっ
てチャンバを通って周方向に運ばｎることになる。中空
ロールの内周面が当接する縦シールに沿って、圧液が内
周から分離さ扛る。この縦シールの手前に若干の動圧が
形成されるが、中空ロールの内周面がそこの縦シールか
らチャンバの中へ退去する反対側では圧液が絶えず運び
去らｎるので、負圧が支配する。

生じた圧力勾配によって、中空ロールの内周面から隔た
るチャンバ区域を経て、すなわち、クロスヘッドに沼っ
て釣合流牡が生じる。クロスヘッドと中空ロールの内周
面の間の比較的薄い液ノーの内部で中空ロールの内層が
運ぶ液体と釣合流ｎの間に大きな相対速度で逆流が起こ
るため、全液量の内部で激しいせん所作用が生じ、その
踏果大きな乱流が発生し、著しいエネルギ損失をもたら
す。

高い使用速度のもとて圧力液の乱流は駆動力の一部を浪
費する。こｎはシールの摩擦、連続材料の処理、軸受損
失等のその他の損失ｔｌ−遥かに上まわる。

まず、第１に、線圧締力の形成を受持つ匣用ギャップ側
の長手方向チャンバに相対してもちろん別の長手方向チ
ャンバがあｐ１クロスヘッドと中空ロールの内周面との
間の間隙によって形成される。多くの場合、このチャン
バも、縦シールに沿って絶えずあふれ出る漏液であれ、
成る予圧がかけられた圧液であれ、何らかの圧液が充填
されている。実際に加えられる線圧掃力はこうして、実
際上、ロールギヤラグに臨む長手方向のチャンバ内の圧
力だけでなく、相対する２つのチャフ２間の差圧も包含
する。

反対側にあるチャンバの流体力学的条件はロールギャッ
プ側のチャンバの条件とおおむね一致し、反対側のチャ
ンバでも液体の内部乱流損失によって駆動力の一部が失
われる。

〔発明が解決しようとする間＠点〕

本発明の目的とするところは、ロールにおいて望ましく
ない乱流損失を減少することである。

Ｃ問題を解決するための手段、作用、発明の効果〕隙の
ほかに、長手方向チャンバの２個の縦シールの内側に隣
接する区域を互いに連通することによって、上記の目的
が達成される。

これによって一方の縦シールの手前の高圧帯から他方の
縦シールの手前の低圧帯へ移動させられる釣合流れに対
して特別の流路が開かれるから、釣合流れは中空ロール
の内周面に付着する液体の流れに直接近接してクロスヘ
ッドの外周面を周回する経路を取らないでよい。こうし
て、一方では、還流に対する流れ抵抗、またそれによっ
て２つの縦シールに接する区域の間の差圧を低減し、他
方では、２つの流れの相互干渉全減少して、強い乱流と
動力の損失がもはや起こらないようにするのである。

本発明の基本思想を実際に実現するために、還流路を、
相対する縦シールの近傍の２つの区域を互いに連通し、
中空ロールの内周面に涜って運ばれる圧液の圧力の釣合
又は返送を行わせる、クロスヘッドを横に貫通する横穴
として構成することである。横穴は縦シールの近傍に穿
設され、一般に中央すなわちたわみに対して中立の区域
にあるから、この横穴によるクロスヘッドの曲げ抵抗の
弱化は極めて少い。

他の実施例としては、還流路をクロスヘッドの周囲に通
された外周溝で構成することである。この場合も、外周
路が還流のための特別の流路になる。しかも、この流路
はクロスヘッドのたわみの差、また、これに関連する利
用可能な流れ断面の差に無関係である。

周方向に引込まれて生じる流れと外周溝の中の還流の相
互干渉は、外周溝の上に設けられて２つの流れを隔離す
るカバーで大幅に減少することができ、それによって乱
流と動力の損失が低減される。

横穴又は外周溝を形成することによってクロスヘッドの
横断面が不可避的に減少するが、クロスヘッドのたわみ
になるべく影響しないようにするために、横穴又は外周
溝を縦方向に互い違いに形成することが望ましい。

横穴及び外周溝の形の還流路はクロスヘッド又は長手方
向チャンバの長さの一部分にしかなく、他方、中空ロー
ルの内周面の全長にわたって圧液が運び去られるのであ
る。

長さの全域で運び去られる圧液を中空ロールの内周面か
ら還流路に集中的に流入させるために、少くとも一方の
縦シールに沿って少くともその長さの一部にわたって伸
び、中空ロールの内周の少くとも至近に到達し、周方向
に作用する案内面が望ましい。この案内面は金属板又は
グラスチックから成り、クロスヘッドの外側に取付けら
れる。

ロールの長さの大部分から液を還流路に導く円錐台形の
穴部をクロスヘッド自体に設けることも可能である。

〔実施例〕

図面を参照して、本発明を実適例に基づいて説明する。

第１図に全体を参照番号）００で示したロールは、おお
むね円柱形のはりの形の固定クロスヘッドを包含する。

中空ロール２がこのクロスヘッドの周囲に回転する。中
空ロール２はロールの外周作業面をなし、列えば、その
上に配設された図示しない対向ロールと相互作用してロ
ールギャップ３を形成する。

作用平面の両側に相対して周方向に１８０°離間した縦
シール（Ｌａｅｎｇｓｄｉｃｈｔｕｎｇｓｎ）　１０が
クロスへラド１に漬って配設され、中空ロール２の内周
面４に密接する。中空ロール２の端部の近傍に同様の端
部横シール（Ｅｎｄｑｕｅｒｄｉｃｈｔｕｎｇｅｎ）　
５が設けられて縦シール１０と相互作用し、ロールギャ
ップ（Ｗａｌｚｓｐａｌｔ）　３の側に配置され、導路
６を介して加圧液体（以下、「圧液」という）ｔ−充填
される長手方向のチャンバ７及びこれと反対側の長手方
向のチャンバ８を形成する。チャンバ８は導路９を介し
て圧液を充填することができる。縦シール１０は専ら長
方形として示されているが、別の外観を有することもで
き、例えば、ドイツ連邦特許第１１９３７９３号に記載
されているようにＬ形に形成してもよい。

チャンバ２の中に実質的に均一な液圧が作用し、中空ロ
ール２の内周面４に作用し、この中空ロール２をロール
ギャップ３へ押圧する。多くの場合、反対側のチャンバ
８内にも圧液が充填される。ロールギャップ３に現れる
紛圧縮力は、チャン・々７及び８の中の圧力の差により
生じる。

Ｗ、１図の左半分に示す実施例では中空ロール２カ端部
横シール５の外でころがυ軸受１ノに受けられてクロス
ヘッド１に支えられる。右側にはこのような支えがない
。この場合、クロスへ、ド１は中空ロール２の内部の作
用平面で成る程度変位することができる。この場合も、
端部横シール５の直接外側に軸受１２を設けることがで
きるが、これはリング１３の上に配設される。列えば、
上記（７＞　ＩＪング１３に互いに平行の対応する案内
面を備えた穴部を設けることによって、反対側の２つの
側面が扁平になったクロスへラド１の端部１′に対して
、リング１３は作用平面上を移動することができる。こ
の場合、軸受１２件クロスへ、ド１を中空ロール２の内
部で心ぎめする機能しか持た　　１ず、作用平面に力を
伝達しないでよい。この点に関してロール１００をどの
ように構成するかは、本発明にとって重要でない。

第２図では、ロール１００の中空ロール２が矢印１４の
方向に高速で、すなわち、２．０００Ｖｍｉｎに及ぶ速
度で回転するものとする。中空ロール２の内周面４は第
２図で右側の縦シール１０に沿って、これより僅かに低
い速度で摺動し、この速度で長手方向のチャンバ７を通
って周方向に運動する。この急激な運動の際に圧液が中
空ロール２の内周面４によって矢印１５の方向に運ばれ
、反対側の縦シール１０の所で内周面４から分離される
から、区域１６に若干の動圧が生じるが、圧液が引込み
効果によって絶えず運び去らｎる他方の側の区域１７で
はチャンバ２の平均圧よシ低い圧力になる。この圧力勾
配に従って、圧液は区域１６からクロスヘッド１の周囲
を経て矢印１８の方向に区域１７に逆流する。この矢印
１８方向の還流は矢印１５による引込み流れに直接近接
するので、チャンバ７の中の液体の内部に激しいせん所
作用が生じる。これが圧液の激しい乱流の原因となシ、
この乱流の結果、ロール１００の駆動装置の動力消費か
”、速度の上昇と共に急増する。

反対側の長方向のチャンノ９８に圧液が充填されている
場合は、もちろん、そこにも矢印の方向に流れが生じる
。中空ロール２の内周面４は第２図で左側の縦シール１
０を離れて区域１９から圧液を運び去る。圧液は第２図
で右側の縦シール１０に近い区域でせき止められる。

第２図に基づいて説明した動力の損失は、第３図に示す
ロール１００の構造によって解消される。

縦シール１０の直上又は直下でクロスへ、ド１を貫いて
横穴４０が設けられ、それぞれ同一の長手方向のチャン
バで高圧区域１６又は２０を当該の低圧区域１７又は１
９と連通する。横穴４０は還流路をなし、これによって
一方では圧力の釣合と流体力学的流ｎ抵抗の減少が、他
方では中空ロール２の内周面４に沿って運ばれる圧力液
量に接触せずに還流が生じる。

横穴４０はたわみに対して中立の区域の近傍にあるよう
に、縦シール１０の平面になるべく近接していなければ
ならない。

第３図には２個の横穴４０が同じ横断面に上下に位置し
て示されている。しかし、実際には、クロスヘッド１の
曲げ抵抗がなるべく低下しないために、第４図及び第５
図で明らかなように、チャンバ７の横穴４とチャンバ８
の横穴４０は長手方向に互い違いに配設されている。

実際の実施態様では、ロール１００の長さは３ｍ、中空
ロール２の内径は２６０５ｍであった。各長手方向のチ
ャンバの横穴４０の相互の間隔は１８０鴫、直径は３５
咽であった。

横′に４０への圧液の出入りを流れに好都合なように形
成するために、第３図ないし第５図で明らかなように、
横穴４０に円錐台形穴部である十分な大きさのさらもみ
（又は座ぐり）２５を設けることが望ましい。

１黄穴４０に向かって細まる、同じ目的のための円錐台
形穴部でちるろうと状スロット２６を第６図と第７図に
示す。ろうと状スロットはクロスへラド１の反対側の縦
方向に並んでおシ、横穴４０の直径にほぼ等しい高さを
有する。ろうと状スロット２６は横穴４０の間隔に相当
する長さだけ縦方向に拡がっており、この区間にあって
周方向に運ばｎる圧液を集め又は圧液全他方の側で同じ
区間に分配する。

ロールの全長にある圧ｉを個別の横穴４０に指向させる
ために、第３図と第８図に指した金属板又はグラスチッ
ク製案内Ｉｆｌｉ２７を設けてもよい。

案内面２７はクロスヘッド１に取付けられ、中空ロール
２の内周面４に向かって張９出すが、必ずしもこれに接
触しない。案内面２７は内周面４に溢って運ばれる膜層
を分離し、円錐台形穴部構造によシこれを横穴４０へ指
向させる。第３図では案内面２７が高圧又は動圧区域１
６．２０にだけ設けられている。しかし、反対側の区域
に類似の案内面２８を取付け、横穴４０から出る圧牧を
ロール１００のより大きな長さ範囲に分配することを促
すことも凸丁ｎ目である。

第９図及び第１０図では横′に１０に相当する、クロス
ヘッドＩ“の外周ｎ５０の形の還流路列が設けられる。

外周溝５０はシール１０に近い高圧区域からクロスヘッ
ド１″の上面を経て同じ長手方向のチャンバのシールに
近い低圧区域迄伸びる。第９図でクロスヘッド１”の下
側、すなわち、チャンバ８にも同様の外周溝を配設する
ことができ、その場合は２つのチャンバ２，８の外周ｆ
４５０が第５１のように縦方向に互い違いになっている
ことは言うまでもない。

第１Ｏ図で明らかなように、吐出側でせき止めらｎｔｃ
液は流体力学的抵抗が少い外周溝５０を通って吸込側へ
逆流することができ、その際、外周′＃Ｉ＃５０の深′
さのため、中空ロール２０内周面４に削って運ばｎる圧
液に対してより大きな間隔を持つようになる。引込み流
ｎと還流の分離、それと共に乱流の抑制は、第９図で明
らかなように外周＠５０にカバー５１を設けることによ
って一層促進することができる。カバー５１は例えば薄
い金属板から成り、クロスヘッドの周囲に＃、！又は鋲
止めさ扛る。そｎによって外周溝５０の区域で還流はも
はや引込み流ｎに全く接触しない。

【図面の簡単な説明】

ｍ１図は本発明の基礎となる種類の在米のロー蔓 ルの一部断面図を倉む正面図、第２図は第１図■−ｎ練
に冷う拡犬横斯面図、第３図は横穴を有する本発明ロー
ルの横断面図、第４図は本発明ロールのり・スー・ドの
第５６−　ｙ嶽に市う横断面図、第５図は第４図を右側
から見た横断面図、第６図は本発明クロスへ、ドの別の
実施態様の第７Ａ−■−に沿う横断面図、第７図は第６
ｅ■蔵に清うｉ１１析而図１第８図は圧液の果中と分配
のための案内面を備えたクロスヘッドの−ｊ面図、第９
図は外周溝を有する本発明クロスヘッドの夷１態様の斜
視図、第１０図は′Ｗ、９図によるクロスへ、ドを有す
るロールの横断面図を示す。 １、ＩＮ・・・クロスへ、ド、２・・・中空ロール、３
・・・ロールギヤ、！、４・・・内周面、５・・・横シ
ール、７゜８・・・長手方向チャンバ、１０・・・縦シ
ール、１３・・・リング、１６・・・（高圧）区域（動
圧区域）、１２・・・（低圧）区域、１９・・・（低圧
）区域、２ｏ・・・（高圧）区域（動圧区域）、２５・
・・さらもみ（円錐台形穴）、２６・・・ろうと状スロ
ット（円錐台形穴）、２７．２８・・・案ＦＦ３ＵＭｉ
、　４０・・・横穴（還流路）、５０・・・外周溝（還
流路）、５ノ・・・カバー、１００・・・ロール

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周面がロールの外周作業面を成し回転する中空
   ロールと；全周にわたって間隔を置いて該中空ロールを
   貫通し該中空ロールから突出する端部が支承される固定
   クロスヘッドと；該中空ロールの円周面に当接するよう
   に該クロスヘッドに取付けられた端部横シール及び２個
   の縦シールと；該端部横シール、該縦シール、該クロス
   ヘッドの外周面及び該中空ロールの内周面により規定さ
   れ、制御可能な圧液が充填される２個の長手方向のチャ
   ンバとを具備する、連続材料を圧力処理するためのロー
   ルにおいて、該縦シール（１０）に隣接する部分を連通
   させるための還流路（４０、５０）の列を該クロスヘッ
   ド（１、１″）内に設けたことを特徴とするロール。
2. （２）前記２個の縦シール（１０）は前記クロスヘッド
   （１）の直径方向反対側に配設され、前記還流路は該ク
   ロスヘッド（１）を横に貫通する横穴（４０）であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロール。
3. （３）前記還流路の列は、前記クロスヘッド（１″）の
   外周囲に形成された外周溝（５０）から成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のロール。
4. （４）前記外周溝（５０）の上にカバー（５１）が設け
   られ、該外周溝（５０）の中を通る流れと、前記チャン
   バ（７、８）内を通る流れを互いに隔離する構成にした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のロール。
5. （５）前記還流路（４０、５０）の列は互いに前記クロ
   スヘッド（１、１″）の軸方向に互い違いに配設される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のい
   ずれかの１に記載のロール。
6. （６）一方又は双方の前記縦シール（１０）に沿ってそ
   の全長又は一部にわたって伸びると共にその一側縁が前
   記中空ロール（２）の内周面（４）に接し又はその内周
   面（４）の近傍に位置する案内面（２７）を設け、前記
   チャンバ（７、８）内を該中空ロール（２）の内周面（
   ４）の円周方向に移動される圧液を前記還流路（４０、
   ５０）に導く構成にしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第５項のいずれかの１に記載のロール。
7. （７）前記還流路（４０、５０）は前記チャンバ（７、
   ８）への前記クロスヘッド（１、１″）の開口部に円錐
   台形穴部（２５、２６）を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかの１に記載の
   ロール。