特許 5847355 支持ローラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5847355

(24)【登録日】2015年12月4日

(45)【発行日】2016年1月20日

(54)【発明の名称】支持ローラ

(51)【国際特許分類】

   B21B 39/00 20060101AFI20151224BHJP

   F16C 27/04 20060101ALI20151224BHJP

   F16C 19/28 20060101ALI20151224BHJP

   F16C 33/64 20060101ALI20151224BHJP

   F16C 13/00 20060101ALI20151224BHJP

   F16C 13/02 20060101ALI20151224BHJP

【ＦＩ】

   B21B39/00 F

   F16C27/04

   F16C19/28

   F16C33/64

   F16C13/00 Z

   F16C13/02

【請求項の数】13

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-507489(P2015-507489)

(86)(22)【出願日】2013年4月22日

(65)【公表番号】特表2015-516553(P2015-516553A)

(43)【公表日】2015年6月11日

(86)【国際出願番号】EP2013058301

(87)【国際公開番号】WO2013160254

(87)【国際公開日】20131031

【審査請求日】2014年10月27日

(31)【優先権主張番号】102012206905.4

(32)【優先日】2012年4月26日

(33)【優先権主張国】DE

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390035426

【氏名又は名称】エス・エム・エス・グループ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100173521

【弁理士】

【氏名又は名称】篠原 淳司

(74)【代理人】

【識別番号】100153419

【弁理士】

【氏名又は名称】清田 栄章

(72)【発明者】

【氏名】アルテル・イェンス

(72)【発明者】

【氏名】ブロイアー・ミヒャエル

(72)【発明者】

【氏名】キッピング・マティアス

(72)【発明者】

【氏名】イェプゼン・オーラフ・ノルマン

(72)【発明者】

【氏名】ハウスマン・オーラフ

【審査官】 池ノ谷 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６３−１１９９２６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５３−０５７１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５３００４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｂ １３／００−１３／２２

Ｂ２１Ｂ ３９／００−４１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属製品の圧延機設備、又は、鋳造、輸送若しくは矯正のための装置に対して用いる支持ローラ（１、１０）であって、
この支持ローラが、
円筒形のローラ軸（２、２０）と、
このローラ軸（２、２０）に対して同心的に設けられた、中空円筒形の外側リング（３、３０）と、
前記ローラ軸（２、２０）と外側リング（３、３０）との間に設けられた、多数の転動体（５、５０）とを備え、
その際、前記ローラ軸（２０）が、少なくとも部分的に、このローラ軸の中心軸線（Ａ）に対して離心的に設けられた中空室（７０）を備えており、
中空室（７０）が、穿孔（７０）として形成されており、この穿孔が、ローラ軸（２０）の中心軸線（Ａ）に対して平行に延在している様式の上記支持ローラにおいて、
前記中空室（７０）が、前記中心軸線（Ａ）と、支持ローラ（１、１０）の周囲に対する１つの負荷の導入（Ｆ）の１つの位置との間に配設されていること、
前記穿孔（７０）が、１つの直径（Ｄ）有しており、この直径が、ローラ軸（２０）の半径の、５０％と９５％との間の値であること、
を特徴とする支持ローラ。

【請求項2】

中空室（７０）は、ローラ軸（２０）の中心軸線（Ａ）に対して平行に、少なくとも、多数の転動体（５、５０）の長さにわたって、及び、前記ローラ軸（２０）の長さの少なくとも４０％にわたって、またはこれらの内のいずれか一方にわたって延在していることを特徴とする請求項１に記載の支持ローラ。

【請求項3】

穿孔（７０）の中心軸線（Ｍ）は、負荷の導入位置とローラ軸（２０）の中心軸線（Ａ）との間に張り渡された面内において設けられていることを特徴とする請求項１に記載の支持ローラ。

【請求項4】

負荷の導入位置の方向内における、穿孔（７０）の傍らで極めて少なく残留する、ローラ軸（２０）の壁厚（Ｗ）は、
ローラ軸（２０）の半径の、少なくとも５％の値であることを特徴とする請求項３に記載の支持ローラ。

【請求項5】

負荷の導入位置の方向内における、穿孔（７０）の傍らで極めて少なく残留する、ローラ軸（２０）の壁厚（Ｗ）は、
ローラ軸（２０）の半径の、最大で５０％の値であることを特徴とする請求項３から４のいずれか一つに記載の支持ローラ。

【請求項6】

転動体（５０）は、球形部材、または円筒形部材（５０）として形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の支持ローラ。

【請求項7】

外側リング（３０）及び転動体（５０）またはこれらの内のいずれか一方は、それぞれに、
ローラ軸（２０）の直径の、２０％と５０％との間の横断面厚さを有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の支持ローラ。

【請求項8】

支持ローラは、更に、ローラ軸（２０）と転動体（５０）との間に設けられた、機械的な磨耗からのこのローラ軸（２０）の保護のための、内側リングを備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の支持ローラ。

【請求項9】

内側リングは、ローラ軸（２０）の半径の２０％より小さな、最大の横断面厚さを有していることを特徴とする請求項８に記載の支持ローラ。

【請求項10】

金属製品の圧延機設備、又は、鋳造、輸送若しくは矯正のための装置に対して用いるローラ装置であって、
このローラ装置が、
請求項１から９のいずれか一つに記載の支持ローラ（１０）と、
１つの支承ブロック（９０）を備える、支持ローラ（１０）を支承するための手段とを備えていることを特徴とするローラ装置。

【請求項11】

ローラ軸（２０）は、前記支承するための手段を介して、固定された状態で支承されていることを特徴とする請求項１０に記載のローラ装置。

【請求項12】

請求項１から９のいずれか一つに記載の少なくとも１つの支持ローラ（１０）、または、請求項１０から１１のいずれか一つに記載の少なくとも１つのローラ装置を備えることを特徴とする矯正機械、鋳造機械、または圧延機械。

【請求項13】

請求項１から９のいずれか一つに記載の支持ローラ（１０）を製造するための方法であって、この方法が、以下の工程、即ち、
ローラ軸（２０）の準備の工程、
ローラ軸（２０）内への、離心的であって、ローラ軸（２０）の中心軸線（Ａ）に対して平行に延在している穿孔（７０）の形成の工程、
および、
支持ローラ（１０）への、ローラ軸（２０）、外側リング（３０）とローラ軸（２０）との間で、回転可能な支承部を形成する転動体（５０）、および１つの中空円筒形の外側リング（３０）の組み合わせの工程、
から成ることを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ストリップ、薄板、形材、または、その他の部材のような金属製品を製造または加工するための、圧延設備、鋳造設備、または矯正設備のための支持ローラに関する。

【背景技術】

【0002】

上記の分野のための支持ローラは、様々に公知であり、且つ、しばしば２列または３列に形成され、その際、１つのローラ軸が、固定状態で、１つの支承ブロック内において支承されており、且つ、このローラ軸の周りを回って、転動体を介して回転可能に支承された１つの外側リングが設けられている。
特許文献１は、静液圧的な支持要素を備える支持ロールを有する、ロールスタンドを記載している。
特許文献２から、特に、炉で加熱された、金属的なストリップ材料、鋼から成る鋳込みストランド、およびその種の他の物の搬送のための、ローラテーブルローラが公知である。

【0003】

１つの公知の装置は、同様に概略的に、図１内において図示されている。
この図示された装置は、１つの支承ブロック９内において支承された支持ローラ１を備えており、
この支持ローラが、１つの中心軸線Ａを有するローラ軸２、並びに、多数の転動体５、および、相応する外側リング３を備えており、この外側リングが、１つの金属製品または１つのロールとの接触状態にあることは可能である。
この金属製品またはこのロールを介して、転動体に作用する負荷、もしくは負荷の導入（Ｌａｓｔｅｉｎｌｅｉｔｕｎｇ）は、
直線状の力Ｆによって表現される。
この直線状の力は、例えば、１つの矯正機械内における矯正工程の結果であり、また、しかしながら同様に、単にこの金属製品の自重によって、結果として生じる。負荷の導入位置、もしくは負荷の導入点の位置は、一般的に、図示された垂直方向の位置に限定されない。
負荷は、同様に他の角度においても、１つの支持ローラに、もしくはこの支持ローラの周囲に作用することが可能である。

【0004】

この図示された装置における欠点は、この転動体が、正に頂点において、極めて大きな負荷を受けることである。
特に、ある時点において、頂上位置に存在する、１つの列の単に１つの転動体だけが最大に負荷される。

【0005】

このことから、１つの転動体列のこれら転動体の極めて高い不均等な支持特性が、結果として生じる。
頂上位置における前記転動体は、外側リングにおける、導入される直線状の負荷に基づいて、相応する列によって引き受けられる負荷のほぼ５０％に至るまで支持する。

【0006】

上記のことは、支持ローラの（動力学的な）定格荷重（Ｔｒａｇｚａｈｌ）および耐用期間が低減されるということを結果として招く。

【0007】

特に、矯正機械内において、ローラ軸に沿って、不均等な力が生じ、これら力によって、個別の転動体が、特に、これら転動体の長手軸線方向に隣接する転動体と比較して、強度に負荷される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】独国出願公開第２６５１０２８Ａ１明細書

【特許文献2】独国出願公開第１０１２８９９９Ａ１明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

この従来技術を鑑みて、本発明の技術的な課題は、１つの支持ローラを提供することであり、この支持ローラの場合、（動力学的な）定格荷重及び／または耐用期間が増大、もしくは最適化される。

【0010】

更に、有利には、上記欠点の内の少なくとも１つの欠点は、克服されるべきである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この技術的な課題の解決のために、本願発明は、
金属製品の圧延機設備、又は、鋳造、輸送若しくは矯正のための装置に対して用いる支持ローラであって、
この支持ローラが、
円筒形のローラ軸と、
このローラ軸に対して同心的に（回転可能に）設けられた、中空円筒形の外側リングと、
前記ローラ軸と外側リングとの間に設けられた、多数の転動体（もしくは転動体列）とを備え、
その際、前記ローラ軸が、少なくとも部分的に、このローラ軸の中心軸線に対して離心的に設けられた中空室を備えており、
中空室が、穿孔として形成されており、この穿孔が、ローラ軸の中心軸線に対して平行に延在している様式の上記支持ローラにおいて、
前記中空室が、前記中心軸線と、支持ローラの周囲に対する１つの負荷の導入の１つの位置との間に配設されており、
前記穿孔が、１つの直径有しており、この直径が、ローラ軸の半径の、５０％と９５％との間の値である。

【発明の効果】

【0012】

本発明に従う装置によって、ローラ軸に弾性が付与され、この弾性によって、頂上位置において負荷される転動体が、１つの負荷を回避可能である。
特に、１つの転動体に対して作用する負荷は、ローラ軸の長手軸線方向においてと同様に、このローラ軸の周囲方向内においても、より良く、隣接する転動体に分配される。支持ローラの耐用期間および動力学的な定格荷重は増大され、且つ、転がり軸受装置の磨耗が低下される。
特に、外側リングに対して作用する直線状の負荷は、ここで、より良く、転動体列の異なる転動体に分配される。

【0013】

一般的に、これら転動体は、有利には、ローラ軸の中心軸線の方向内において、互いに並列して位置している、複数の転動体列内において設けられている。このローラ軸は、円形の横断面を有する円筒形の本体を意味する。

【0014】

高品質または耐摩耗性の、多数の転動体の配設は、もはや、必ずしも必要ではない。もっぱら、ローラ軸内における中空室の配置だけによって、負荷の分布、および耐久性は、強度に改善される。
他方、装置の耐久性を最大にするために、極めて高い品質の、または、極めて耐摩耗性の転動体を使用することは同様に可能である。

【0015】

概念「金属製品」は、特に、金属ストリップ、薄板、形材、または、他の金属部材を意味する。

【0016】

支持ローラの有利な実施形態に従い、中空室は、ローラ軸の長さの、少なくとも８０％にわたって延在している。この中空室は、特に同様に、ローラ軸の全長にわたって延在していることは可能である。

【0017】

支持ローラの更に有利な実施形態に従い、中空室は、穿孔として形成されており、この穿孔が、基本的に、ローラ軸の中心軸線に対して平行に延在している。１つの穿孔が設けられている場合、単に１つの作業ステップ（即ち、穿孔作業）内においてだけで、前記支持ローラの耐久性の明確な改善が達成され得る。

【0018】

支持ローラの更に有利な実施形態に従い、穿孔の中心軸線は、基本的に、負荷の導入点とローラ軸の中心軸線とによって区画された（張り渡された）面内において設けられている。まさに、この領域内において、転動体の負荷は最も大きな状態である。

【0019】

支持ローラの更に有利な実施形態に従い、穿孔は、ローラ軸の半径の５０％と９５％との間、および有利には、７５％と９０％との間の値に相応する直径を有している。

【0020】

支持ローラの更に有利な実施形態に従い、穿孔の上方に（もしくは負荷の導入の方向内において）残留する、ローラ軸の壁厚は、ローラ軸の半径の、少なくとも５％、有利には少なくとも１０％の値である。

【0021】

支持ローラの更に有利な実施形態に従い、穿孔の上方に（もしくは負荷の導入の方向内において）残留する（および穿孔と隣接する）、ローラ軸の壁厚は、ローラ軸（２０）の半径の、最大で５０％、および、有利には最大で２５％の値である。

【0022】

上記範囲は、耐負荷能力と弾性との良好な妥協を具現する。

【0023】

支持ローラの更に有利な実施形態に従い、転動体は、球形部材、または円筒形部材として形成されている。

【0024】

支持ローラの更に有利な実施形態に従い、外側リング及び／または転動体は、それぞれに、ローラ軸の直径の、２０％と５０％との間の、および有利には、２５％と４０％との間の横断面厚さを有している。

【0025】

支持ローラの更に有利な実施形態に従い、この支持ローラは、更に、ローラ軸と転動体との間に、機械的な磨耗からのこのローラ軸の保護のために、内側リングを備えている。有利には、前記内側リングは、ローラ軸の半径の２０％より小さな、および有利には１０％より小さな、最大の横断面厚さを有している。

【0026】

更に、本願発明は、特に、金属製品の、圧延機設備のための、または、鋳造、輸送または矯正する装置のための、ローラ装置を備えている。
このようなローラ装置は、一方では、本発明に従う支持ローラを、他方では、支持ローラを支承するための手段を備えている。このような手段は、少なくとも１つの支承ブロック（有利には、少なくとも２つの支承ブロック）を備えていることは可能である。
特に、このローラ軸は、基本的に固定された状態で（回転不能に）、前記手段または支承ブロックを介して支承されていることは可能である。

【0027】

更に、本願発明は、前記実施形態のいずれか一つに記載の、少なくとも１つの支持ローラまたはローラ装置を備える矯正機械、鋳造機械、または圧延機械を備えている。

【0028】

要するに、本願発明は、同様に、支持ローラを製造するための方法を含んでおり、この方法が、
ローラ軸の準備の工程、
ローラ軸内への、離心的な穿孔の形成の工程、および、
支持ローラへの、ローラ軸、転動体、および１つの中空円筒形の外側リングの組み合わせの工程を備えている。
その際、転動体は、（列を成して）外側リングとローラ軸との間で、回転可能な支承部を形成する。

【0029】

上記された実施形態、およびこれら実施形態の特徴は、互いに組み合わせされ得、または互いに置換され得る。

【0030】

次に、簡潔に実施例の図を説明する。更なる詳細は、この実施例の詳細な説明から見て取れる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】従来技術に従う、支持ローラの、概略的で透視図的な部分断面図である。

【図2】本発明による実施例に従う、支持ローラの、概略的で透視図的な部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

従来技術に関する図１は、既に、冒頭において説明されている。
図２は、１つの、支承ブロック９０内において支承された支持ローラ１０を図示している。
図１内において図示された支持ローラ１と同じように、この支持ローラ１０は１つのローラ軸２０、１つの外側リング３０、並びに、この外側リング３０とローラ軸２０との間に設けられている転動体５０を備えている。これら転動体は、有利には、複数の（互いに並列して位置している）列内において設けられている。このローラ軸２０は、その際、１つの中心軸線Ａを備えており、この中心軸線Ａの上方に、１つの中空室７０が設けられている。
有利には、この中空室７０は、（中心軸線もしくはローラ軸線に対して垂直方向に）の、１つの円形の横断面を備えている。この横断面は、しかしながら同様に、長円形または多角形にも形成され得る。同様に、複数の中空室、または、平行に設けられた穿孔７０も可能である。
本願発明は、中心軸線Ａの上方に設けられている、中空室もしくは穿孔７０に限定されない。むしろ、これら中空室もしくは穿孔７０は、有利には、これら中空室もしくは穿孔が、基本的に、支持ローラ１０に対する負荷の導入の位置と中心軸線Ａとの間に設けられているように、設けられている。
１つのそのような負荷は、例えば、１つの他のロール、１つの他のローラ、または、１つの金属製品、特に矯正されるべき金属製品によって、支持ローラ１０に対して作用可能である。

【0033】

通常のように、ローラ軸２０は、有利には、固定された状態で、支承ブロック９０内において支承されている。これらローラ軸、および、支持ローラまたは支持ローラ装置のその他の部材は、支承ブロック９０と共に、有利には、大部分、鋼または鋼合金から製造され得る。

【0034】

一般的に、特に、支持ローラ１０の作動状態において、この支持ローラ１０の周囲に対して、１つの負荷もしくは力Ｆが作用可能である。この支持ローラもしくは外側リングの周囲は、例えば同様に、円筒形の外套と記載され得る。
不均等な負荷の分布は、特に、矯正機械の領域内において生じる可能性がある。

【0035】

ローラ軸２０内への、穿孔もしくは中空室７０の形成によって、そのような力Ｆは、より良く、転動体５０を介して、ローラ軸２０、または、転動体５０とローラ軸２０との間付加的な内側リングに対して、分配され得る。

【0036】

一般的に、それに加えて、１つの転動体５０に対して作用する負荷は、中空室７０の形成によって、この中空室を囲繞する転動体５０に対して、（ローラの周囲方向と同様に、軸線方向にも）より良く導出され得る。

【0037】

有利には、ローラ軸２０のプロフィルを、軸線方向内において変化させることは、一般的に、同様に可能である。例えば、このローラ軸２０が、（軸線方向に見て）１つの中心領域内において、有利には、このローラ軸２０の軸線方向外側に位置する領域におけるよりも、より大きな横断面を有して、しかしながら同様に選択的に、より小さな横断面を有して形成され得る。

【0038】

外側リング３０、転動体５０、およびローラ軸２０の、有利な相対的な直径は、既に、発明の効果の記載内において記載されている。

【0039】

要するに、当業者は、本願発明、または本願発明の実施形態の個別の特徴を、適合のために、既存の所与の要件に適合可能である。

【符号の説明】

【0040】

１ 支持ローラ
２ ローラ軸
３ 外側リング
５ 転動体
９ 支承ブロック
１０ 支持ローラ
２０ ローラ軸
３０ 外側リング
５０ 転動体
７０ 中空室／穿孔
９０ 支承ブロック
ａ ローラ軸の中心軸線
Ａ ローラ軸の中心軸線
Ｄ 中空室／穿孔の直径
Ｆ 力／支持ローラの周囲に対する負荷の導入
Ｍ 穿孔の中心軸線
Ｗ 負荷の導入位置の方向内における、支持ローラの最も小さな壁厚

【図1】

【図2】