TW496797B - Dynamic crown control back-up roll assembly - Google Patents

Description

A7 1'發明説明（ί) 相關申請 本申請要求享有1 9 9 7年4月2 4日Herbert Lemper提出申請的系列號6 0 / 0 4 4,2 3 3的臨時申請 所享有的一切權利。 技術領域 本發明與輥軋機有關，尤其與凸面控制方法與裝置有 關。 發明背景 經濟、那中央標準局員工消費合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以前的凸面控制技術中，同業將很大一部分精力放在 彎曲工作輥或支持輥以向工件表面的中心施加壓力。高速 工作的大軸輥的很難彎曲，並需大量的設備。Ginzburg在 美國專利4,8 13,258和 5,093,974及5,347 ，8 3 7中所述的心軸和可彎曲的軸輥可以裝有軸套。 Fawdl在美國專利1，8 6 4,2 9 9中描述了一種早期的心 軸上的軸套。Frank在美國專利1，9 1 9，1 5 8也描述了 一種早期的有“結實軸套”的“剛性樑”，樑與軸套間有 軸承，也見於Wood的美國專利2，0 1 0,2 1 1。各種安 裝於軸類或其他支撐設備上的液壓系統被直接地或間接地 用來彎曲軸套？見Bretschneider的美國專利3,6 0 4,0 8 6，Lehman 的美國專利 3，8 7 9，8 2 7，Takigawa 等的 美國專利4,2 4 2,7 8 1，Elbe美國專利4,0 6 2，〇 9 6，Biondetti 的美國專利 3,9 4 9,4 5 5，及 Christ 的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規桔（210X29^^ ) 496797 A7 B7 五、發明説明（>) 美國專利4,0 5 9,9 7 6 (見圖3 )。 其他人也硏究了一些直接的機械方法來加強工作輥的 中心。見Gronbeck的由輪子支持的空心支撐輥（美國專利 4,4 0 7，1 5 1 )，Yoshii 等在美國專利4,5 9 6，1 3 0所述的不同形狀的支撐輥，Matricon等在美國專利4,9 1 2，9 5 6 中及 Dominique 在美國專利4，8 8 2，9 2 2 中所述的變化控制軸向負載的應用裝置，Guettinger在美國 專利4，4 1 4，8 8 9中描述的固定支座。Schneider的流 體靜壓支撐元件在內部“微變形至橢圓形”的移動環的表 靣上有承載表面一見ElHs在美國專利4,6 7 6，0 8 5 的卷4，第6 7行，控製作用於中間輥2 4的液壓圓柱塞 組件的位置。在美國專利4,8 7 5,2 6 1中，Nishida討 論前有技術，其中支撐輥的輥軸和外殻間配有圓柱滚子。 他將圓錐滾子加於圓柱滾子和外殼間而從圓柱滾子上獲得 軸向壓力。 經滴部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據美國專利4，1 5 6，3 5 9，Verbickas制成正負 凸面，圖2顯示了其偏心滾子。這些偏心滾子可以旋轉而 改變工作輥表面的壓力。Masiii在美國專利4,8 6 0,4 1 6中揭示了一種在軸與套之間使用圓錐滾子軸承的“可變 凸面”的形狀。“每個軸承的內圈的內輪廓表面的圓心與 同一軸承的內圈的外輪廓表面的中心在內圈的端部偏心” (4 16卷2 1 —2 5行），這種情況（見4 16的圖1 6 )在整個軸承上是對稱的，但在軸線到軸承外表面的距 離沒有偏心和變動。Tomizawa等的美國專利5，0 0 7，1 本紙張尺度適用中國國家摞準（CNS ) Λ4規枱（210X 297^1 經濟部中央標率局員工消费合作社印製 496797 A7 13 7 _____ -------r-rTTWTH . . - . …. ~~~~----- 五、發明説明（$ ) 5 2是建立在Masui專利的基礎上的，並採用彎曲的心軸 來改變凸面輪廓。 同業中仍然在尋找只用一個支撐輥操作的簡單凸面控 制系統。 發明槪述 一種支撐輥可以使用最小外力提供正負最大範圔的動 態凸面控制。它不需在現行的支撐輥內部有任何的液壓系 統。本發明的支撐輥包括諸如減振滾子軸承之類的減振元 件和偏心輪。 本發明的支撐輥是基於一個帶有多個偏心輪緣的心軸 之上的。根據一連串的由凸面形狀或其與期望凸面或其他 條件而來的輸入信號，心軸連續定向運動以改變凸面形狀 。這種運動，如心軸的連續定向運動，可由液壓？?電氣或 其他以角度定位心軸的方式驅動。 本發明中有三處變化。每一處變化中，心軸都裝配有 一系列的偏心環。每一偏心輪緣依次與其外部的軸承相配 合。在兩處變化中，軸套包括整個組合，並可以通過接觸 工作輥來轉動軸承。 本發明的第一處變化是軸承與軸套間有間隙，第二處 是心軸與偏心環有間隙。第三處，一系列的套圈取代了軸 套，採用中間輥來避免在鋼板上產生壓痕。 ：-I4—丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )刎規枱（21〇X 297ii i 496797 A7 五、發明説明（zf ) 圖式簡述 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 圖1 a —：U是本發明的一個較佳實例。圖1 a所示 爲軸承及心軸外的偏心環截面。軸承及心偏心環依次由軸 套所環繞。圖lb — le所示爲軸承及偏心環系列的橫截 面。總的來說，圖1 a —le表明瞭軸承外的間隙（爲說明 而誇張）的形狀。 圖2a — 2e所示爲本發明的另一種形狀，其中， 間隙在偏心環裡面；圖2 b — 2 e爲與圖1 b — le相 似的軸套、軸承及偏心環的橫截面。 圖3a — 3d中，表示了一處變化，其中，每一套軸承 和偏心環的軸套被分成不連續的套圈。 圖4所示爲圖3a — 3d變化中的輥座。它指出了連 接於支撐輥和工作輥之間的軸輥。而且，它指明瞭用於本 發明所有變化的心軸的轉動機構的位置。 圖5a — 5c是7個偏心環的一系列方位，顯示在選定 位置處獲得的對凸面效果。 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 發明詳細說明 現在參看圖la — le ，可以看見安裝於心軸1上的 偏心環2、3、4、5。圖中，中間的偏心環標爲5，而 其他幾個標爲2、3、4。見圖1 a，每一對偏心環2、3 、4安裝於提供最大凸面的位置，從中心環5起由左至右 逐次縮進，中心環5處爲凸面的最高點2 1。本圖爲瞭解 釋得更淸楚，偏心環2、3、4、5的尺寸都有誇張，導 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4規枱（210/297公¥1 496797 經濟部中央標隼局員工消費合作社印紫 Α7 Β1 五、發明説明（<) 致軸套8和工作輥4 3的曲率也誇大了。 偏心環I表示一個有圓柱孔和圓柱外表面的環，圓柱 孔和圓柱面具有平行且不同軸的軸線。偏心度將決定獲得 最大外輪廓的偏心環在心軸上的位置。鍵9將偏心環2、 3、4、5由以不同的角度定位並固定於心軸上，以下會 加以說明。 確定偏心環偏心度的最佳方式將參照圖5進行說明， 但這裡可以說，中間的偏心環與最尾部的偏心環具有相同 的偏心度是可能的，如圖1和圖2的7個偏心環結構所示 〇 環繞於每個偏心環2、3、4及5外的是軸承7，所 有軸承外的是軸套8。從圖lb、lc、Id和le可以看出 ，偏心環2、3、4及5均有圓孔和外圓面，圓孔和外圓 面的軸線不重合但平行，所以環的厚度是逐漸變化的。例 如，圖lb中，環2的上部厚底部薄，而圖le所示的環5 正相反，上邊壁薄，下邊最大凸面位置處壁厚。偏心環2 、3、4及5是由心軸1上的鍵槽2 2及鍵9固定其相對 位置。 圖lb、lc、Id和le所示爲間隙6的誇張示意圖。{列 如，軸套8內徑標稱直徑爲5 0英寸，如果最大凸面調整 範圍爲1 0 0 0微米’則間隙6不得超過〇.〇 2英寸，但 間隙可以隨凸面調整範圍而變化（±5 0%)。軸套具有 磨出的內部凸面（沒有顯示），如，中心厚度5 〇 〇微米 而端部比中心薄的軸套，輪廓最高突出點與及兩個端部點 ____________7 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規了 ---.·I-1---續| (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 、1Τ 496797 Α7 Β7 五、發明説明u) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 構成一個圓弧（心軸沒有因偏心環而變形）。偏心環“最 大凹進” 5 0 0微米即可在軸套的外工作表面獲得平直的 輪廓。“最大凸出”位置由軸套的厚度幫助得到。 心軸及固定於其上的偏心環的方位一即凸面輪廓調 整一隨凸面產品的稱爲輪廓信號的控制信號連續變化， 此控制信號反映了產品凸面輪廓，參照圖4將對此進行解 釋。 圖2 a與圖1 a相似’但描述的是圖1 a 一 1 e中軸承 7上邊誇張的間隙6，心軸1與偏心環1 1、1 2、6 1 3和14間的間隙10誇張地顯示於心軸1的上部。 、τ 圖1和圖2：中，間隙6和1 0各自處於軸承7和心軸 的上部，這是因爲使用中間隙空間在組合的底部將被壓縮 。實際中，間隙要使組件拆卸容易。如圖la — le所示 結構，間隙6允許軸套置於軸承外面；如圖2a — 2e中結 構，間隙1 0允許偏心環1 1、1 2、1 3及1 4置於心 軸1外。每種結構中，偏心環都是由鍵9插於鍵槽2 2中 固定於所需位置。 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 圖3 a所示本發明，將環3 0、3 1、3 2固定於心 軸1上。軸承3 3由擋圈3 4分別隔開並由卡圈3 8固定 。每一個軸承3 3有自己的套圈形式的軸套3 5。圖la-le和圖2a — 2e有所變化後，環3 0、3 1、3 ‘2由鍵 3 6插於鍵槽3 7中固定於其位置上。從圖3 d中可以看 出，心軸1和偏心環、軸承、套圈的位置反過來，如旋轉 1 8 0 ° ，凸面就會相應地反過來；如旋轉9 〇 °則凸面 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規枱（210Χ297/:Ί ) 經滴部中央標率局員工消費合作社印1i 496797 A7 五、發明説明（y ) 是平直的。這樣，從中間位置開始，在小於9 〇 °的範圍 內旋轉心軸就會獲得相對的有規律的從小至大的凸面輪廓 〇 爲說明在偏心環3 0、3 1、3 2位置處產生的凸面 ，誇張了工作輥4 2和4 3曲線。圖4爲圖3a裝於包括 一個低支撐輥4 0，2個工作輥4 2和4 3，心軸1及中 間輥5 1的輥座上的變化情況。如圖3 a所示，心軸1上 套有偏心環3 0、3 1、3 2，軸承3 3及套圈3 5。精 於此技的人會認識到低支撐輥4 0可以被我發明的支撐輥 組件所取代，如另用一個套有偏心環3 0、3 1、3 2、 軸承3 3及套圈3 5的心軸1，在新的低支撐輥4 0和工 作輥4 2間置有第2個中間輥5 1。圖4還描述了一種用 於根據產品上凸面形狀形成的如靠模等產生的控制信號轉 動心軸的結構。軸頸4 6上裝配有擋圈4 7及密封卡環4 5。軸承座5 0裡的銅或錫銅合金的軸瓦4 8提供軸承面 ’允許連續旋轉調整心軸。由於偏心環是由鍵連接於心軸 上的，所以可以與心軸一同轉動。連接於心軸上的液壓驅 動器4 9通過回轉調整凸面使心軸可以連續重定位。凸面 調整可與圖1和圖2所示相似的方式進行。可以用任何能 使心軸回轉的驅動裝置來代替液壓回轉驅動器，如電氣或 液壓馬達驅動的齒輪。 圖5a、5b及5c詳細顯示了偏心環1 1、1 2、1 3 及1 4 C見圖2 )的方位。圖5 a中，用誇張的圓弧5 2 表示了偏心環1 1、1 2、1 3及1 4處於獲得“最大凸 本紙張尺度適用中國國家彳( cns ) ' 丨_ίΊ— #τ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 、1Τ 496797 經滴部中央標率局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明u ) 出”的位置。此圓弧由選定的與直線6 0有一定距離的點 5 4、5 5及5 6確定的，圓弧5 2是由這三點確定的圓 上的一部分。 相同的，當鍵槽2 2旋轉1 8 0°到達如圖5 b所示 的環的左邊時，由點5 7、5 8及5 9確定的圓弧5 3代 表了（爲說明而誇張的）“最大凹進”位置的輪廓。偏心 環1 2的厚度從0.0 9976到1.0024，偏心環1 3 的厚度由0.9 8 4 4到1.0 1 5 6變化，此結構中爲得到 需要的凸面，偏心環1 1和1 4的厚度在1.0 2至0.9 8 之間變化（任意測量）。這樣，這個特例中，偏心環的偏 心度優偏心環內外圓柱面軸線間的距離確定的，數據如下 ••偏心環 1 2 — 0.0024，13 — 0.0156, 1 1 和 1 4 — 0 · 0 2。 從圖5c可以看出，偏心環11、12、13及14由 鍵槽2 2定於最高位置，意味* b最低點環的厚度爲1， 凸面輪廓是平直的。 精通此項技術的人可能會意識到奇數個偏心環的優越 性，這樣中間的偏心環作爲凸面的中心，其他的偏心環在 1 8 0°範圍內提供了從“最大凸出”至“最大凹進”的輪 廓。 因爲偏心環的表面名義上與心軸的表面平行，這種情 況會對偏心環的工作邊產生很大的壓力，所以希望能減少 對軸套內表面的壓力。 結合圖4與上面所述，本發明的支撐輥組件可以用於 (請先閱讀背面之注意事項存填寫本ιί'ο 、τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規彳Μ 210X297公始） 496797 A7 五、發明説明（7) 輥座的上部或下部，圖1和2所示結構，圖4所示分段的 軸套，圖1和2所示的連續軸套並不必須（但可以使用） 中間輥。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁

I 經漓部中央標率局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規枱（210X 297公耠）

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1 · 一種用於輥壓的一個凸面控制支撐輥組件包括一 個心軸，套在心軸上並用鍵槽固定的一系列偏心環，偏心 環外至少有一個軸套，軸套與每一個偏心環間都有滾動軸 承。 2 ·根據申請專利範圍第1項之凸面控制支撐輥組件 ’包括能根據產品凸面輪廓在1 8 0°範圍內連續調整該 心軸和偏心環角度位置的裝置。 3 ·根據申請專利範圍第1項之凸面控制支撐輥組件 ，該偏心環分佈於心軸上，以期在第一位置獲得最大凸面 曲率，偏心環可與心軸一同回轉以在第二位置獲得最小曲 率。 4 ·根據申請專利範圍第3項之凸面控制支撐輥組件 ，其最大和最小曲率具有基本相同的圓弧形狀。 5 · 一個凸面控制支撐輥組件包括一個軸套，一個在 軸套裡面的心軸，軸套內表面有滾動軸承支撐回轉的軸套 和安裝於心軸上的偏心環及軸承本身。 6 ·根據申§靑專利$e圍第5項之凸面控制支擦輕組件 ，在該心軸與軸套之間有間隙。 7 ·根據申請專利範圍第5項之凸面控制支撐輥組件 ，在該軸承與軸套之間有間隙 8 ·根據申請專利範圍第5項之凸面控制支撐輥組件 ，該軸套有一個近似圓柱形的內表面及鼓形的外表面，鼓 形外表面的橫截面與軸套的軸線處於同一平面，並呈現由 此外表面的兩端點及凸面中心點確定的圓弧形狀。 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） <請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁)

   496797 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 9 ·根據申請專利範圍第5項之凸面控制支撐輥組件 ，該偏心環分佈於心軸上’確定了角度在〇° 一 1 8 0° 的正負圓弧凸面輪廓。 1 Q · —種金屬輕壓中控制凸面形狀的方法，包括（a )在工作輥上輥壓金屬，工作輥有一個支撐輥、一個軸套 、_個套在軸套裡且套有一系列偏心環的心軸，偏心環上 有_軸承與軸套內表面接觸；（b)產生代表產品凸面輪廓 白勺控制丨言號；（c )根據上面所說的柄號連Im調整心軸的角 度位置。 11·根據申請專利範圍第1 〇項之方法，該心軸上 有7個偏心環。 x 2 ·根據申請專利範圍第1 〇項之方法，第2個有 支撐$昆的工作輥包括軸套和軸套內的心軸，心軸上有一系 列偏心環，偏心環上有滾動軸承與軸套內表面接觸。 13·根據申請專利範圍第1 〇項之方法，該軸套與 工作輥之間有一中間輕。 14·根據申請專利範圍第1項之凸面控制支撐輥組 件，該軸承兩端均有倒角。 15· —種用於輥壓的支撐輥組件包括（1)一個心 軸；（2 )安裝於心軸上的一系列的偏心環；（3 )具有 內外圈的軸承，軸承的內圏環繞於偏心環外並與之接觸； (4 )整個心軸上套有軸套並與軸承外圈接觸·，偏心環通 過鍵與心軸連接，偏心環與軸承提供了一個接觸面，影響 了軸承和軸套與工作輥的接觸，偏心環使得接觸面通過在 ______ 2 本紙&度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公营）~ '— 496797 D8 六、申請專利範圍 〇° 一 1 8 0 °範圍內對心軸進行角度調整而逐漸變化。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 16·根據申請專利範圍第1 5項之凸面控制支撐輥 組件，包括一個心軸的驅動器’此驅動器可以根據理想凸 面形狀形成的信號連續驅動心軸。 1 7 · —種用於輥壓的凸面控制支撐輥組件’包括一 個心軸，一系列偏心環，偏心環上有軸承，根據凸面輪廓 在0 ° - 1 8 0 °內連續調整心軸及偏心環角度位置的裝 置。 1 8 · —種用於輥壓的輥座包括上下兩個申請專利範 圍1 5項之支撐輥組件，在支撐輥組件之間有一對工作輕 〇 19·根據申請專利範圍第1 8項之輥座’包括工作 輥與支撐輥組件之間的中間輥。 3 中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐)