(57)【要約】  連続的な中心軸（１）及び少なくとも２つのローラシェル（２ａ、２ｂ、２ｃ）を備え、中心軸が少なくとも３つの転がり接触軸受（４）内に回転可能に取り付けられることによって支持され、各ローラシェルが２つの転がり接触軸受の間で中心軸上に回転式に固定されて配置されているストランドガイドローラにおいて、内部ストレスを最小限に抑え、耐用寿命を延ばすために、ストランドガイドローラを転がり接触軸受（４）で浮動式に支持し、固定軸受ハウジング（８）内で軸方向に変位できるようにすることが提案される。
2009512560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的な中心軸（１）及び少なくとも２つのローラシェル（２ａ、２ｂ、２ｃ）を備え、中心軸が少なくとも３つの転がり接触軸受（４）内に回転可能に取り付けられることによって支持され、各ローラシェルが２つの転がり接触軸受の間で前記中心軸上に回転式に固定されて配置されているストランドガイドローラであって、転がり接触軸受（４）で浮動式に支持され、固定軸受ハウジング（８）内で軸方向に変位できることを特徴とするストランドガイドローラ。
【請求項２】
各転がり接触軸受が少なくとも１つの内輪（５）、外輪（６）、及び前記内輪と前記外輪の間に分布して配置された転がり接触体（７）を含み、前記転がり接触軸受（４）の内輪（５）は、前記中心軸（１）とともに、また前記ローラシェル（２ａ、２ｂ、２ｃ）とともに、軸方向に伸長されたユニット（１５）を形成し、このユニットは前記軸受ハウジング（８）内に配置されており、軸方向に変位可能となっていることを特徴とする請求項１に記載のストランドガイドローラ。
【請求項３】
前記軸方向に伸長されたユニット（１５）が、
ａ）前記転がり接触軸受（４ａ、４ｄ）の少なくとも１つが、関連する軸受ハウジング（８）内に配置され、軸方向に変位可能となっていること、
ｂ）前記転がり接触軸受の構成部品である、前記外輪（５）、前記内輪（６）及び前記転がり接触軸受（４ｂ、４ｃ）の少なくとも１つの転がり接触体（７）によって、互いに対して、制限された軸方向変位ができるようになっていること、及び
ｃ）前記転がり接触軸受（４）の少なくとも１つが条件ａ）を満たし、前記転がり接触軸受（４）の少なくとも１つが条件ｂ）を満たすこと、
のうち１つの構成を有していることによって、軸方向に動作可能とされることを特徴とする請求項２に記載のストランドガイドローラ。
【請求項４】
外側の前記転がり接触軸受（４ａ、４ｄ）の内向き方向の変位の可能性が止め具（１６）によって制限されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のストランドガイドローラ。
【請求項５】
外側の前記転がり接触軸受（４ａ、４ｂ）が球体ローラ軸受によって形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のストランドガイドローラ。
【請求項６】
内側の前記転がり接触軸受（４ｂ、４ｃ）がトロイダル軸受によって形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のストランドガイドローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的な中心軸及び少なくとも２つのローラシェルを備えたストランドガイドローラに関する。このストランドガイドローラは、中心軸は少なくとも３つの転がり接触軸受内に回転可能に取り付けられることによって支持され、ローラシェルはそれぞれ２つの転がり接触軸受の間で中心軸上に回転可能に固定され配置されている。
【背景技術】
【０００２】
高いストランド幅（スラブ及び薄スラブ）を有する金属ストランドの鋳造のためのストランド鋳造システムでは、金属ストランドを、ストランドガイドスタンド又はストランドガイドセグメントの支持構造内に多重に取り付けられて支持されているストランドガイドローラのストランド鋳造モールドを出た後に、支持しガイドするための使用が行われる。
【０００３】
詳細には、本発明は、スラブ及び薄スラブ断面を有するストランドの鋳造のための鋼材ストランド鋳造システムの多重に取り付けられたストランドガイドローラに関する。数学的に見ると、ストランドガイドローラは、ｎ個のローラシェル（ｎ≧２）及びｍ個の支持軸受（ｍ＝ｎ＋１）を含む。
【０００４】
中心連続かつ回転可能な軸を備えた、多重に取り付けられたストランドガイドローラは、ストランド鋳造システムの従来の機器の一部である。例えば、特許文献１では、中心軸が４つの転がり接触軸受内で回転可能に支持された、４重に取り付けられたストランドガイドローラが開示されている。これらの軸受位置の１つ（特許文献１の図１に示すアイテムＹ）は、固定軸受として構成されている。その結果、ストランドガイドローラは左右半分に分割され、溶銑ストランドによって発生するこれらの領域での熱膨張にそれぞれ対応することができる。個々のローラシェルは楔連結によって、中心軸に回転式に係合する。規定された固定軸受を固定することによって、撓み動作の方向を判断して熱膨張を補償する。例えば汚染などによって起きた妨害の場合、これにより望ましくない追加的な軸方向力が発生する場合がある。軸方向に向いた開きボルト及びばねアセンブリによって軸方向の戻り力がかかることが、ストランドガイドローラの設計をさらに複雑にしている。
【０００５】
特許文献２には、軸受位置がローラ本体の切込みによって形成されている、多重に取り付けられた、一部品型のストランドガイドローラも開示されている。必然的に分割される軸受のうち、外側軸受の１つは固定軸受として構成されている。これにより、非対称のローラ設計及び膨張に対する非対称の補償が生じる。ストランドの重量及びドライブモーメントによる高い径方向の負荷によって、膨張の補償が損なわれることがあり、したがってストランドガイドローラの耐用寿命が短くなる。
【０００６】
特許文献３には、転がり接触軸受内に多重に取り付けられたストランドガイドローラも開示されており、ここではストランドガイドローラは端側に置かれた固定軸受によってストランドガイド内に配置されている。この場合もまた、軸方向力と膨張力が重なることによって、望ましくない高い負荷が軸受にかかることがある。
【特許文献１】米国特許第５，６４９，８８９号明細書
【特許文献２】オーストリア国特許第３７３，３８３号明細書
【特許文献３】米国特許第４，１６４，２５２号明細書（デンマーク国特許第２７  ５４  ９５２号明細書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって本発明は、既知の従来技術の短所を防ぎ、溶銑ストランドから生じる熱及び機械的負荷によって発生するローラ設計における引張力を実質的に防ぎ、ストランドガイドローラの耐用寿命が延びる、ストランドガイドローラを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
まず上述のタイプのストランドガイドローラから説明すると、この目的は、ストランドガイドローラが固定軸受ハウジング内で転がり接触軸受によって浮動的に支持される、すなわち軸方向変位が可能である、ということにより達成される。この設計の基本的な利点は、ストランドガイドローラ全体が支持されており、軸方向に変位可能となっており、したがって軸方向の撓み動作は、局所的に起きる妨害位置と無関係にいつでも可能である、ということである。したがって、１つにはストランドの運搬によって、また１つにはストランドガイドローラの熱膨張によって発生する軸方向力の蓄積が、一貫して回避される。
【０００９】
従来の販売モデルに対応して使用される転がり接触軸受は、軸受製造業者によって提供されているものなどがあり、多岐にわたる。転がり接触軸受はそれぞれ、少なくとも１つの内輪、外輪、及び外輪と内輪の間に分布して配置された転がり接触体を含む。任意で、転がり接触体はローラ保持器内で互いに対して定位置に固定される。転がり接触軸受の内輪は、中心軸とともに、またストランドガイドローラのローラシェル及び任意で他の中間輪とともに、軸方向に伸長されたユニットを形成し、この伸長されたユニットは転がり接触軸受の軸受ハウジング内に配置されており、軸方向に変位可能となっている。
【００１０】
軸方向（ストランドガイドローラの回転軸方向）に伸長されたユニットには、実質的に２つの動作の可能性がある。１つには、転がり接触軸受を、内輪、外輪及び転がり接触体からなる構成部品として、周囲を囲む軸受ハウジング内に嵌め込むことができ、軸方向に変位可能となるようにする。もう１つには、内輪に対して外輪が、制限された距離での軸方向変位ができるように、外輪、内輪及び転がり接触体が互いに対して適合された転がり接触軸受を使用することが可能である。
【００１１】
したがって、伸長されたユニットの軸方向の変位動作を可能にする、ストランドガイドローラで可能な適切な構成には、
ａ）転がり接触軸受の少なくとも１つが、関連する軸受ハウジング内に配置され、軸方向に変位可能となっていること、
ｂ）転がり接触軸受の構成部品である、外輪、内輪及び転がり接触軸受の少なくとも１つの転がり接触体によって、互いに対して、制限された軸方向変位ができるようになっていること（例えば、トロイダル軸受）、及び
ｃ）転がり接触軸受の少なくとも１つが条件ａ）を満たし、転がり接触軸受の少なくとも１つが条件ｂ）を満たすこと、
が含まれている。
【００１２】
外側の転がり接触軸受の内向き方向への変位の可能性又は端側に配置された転がり接触軸受が止め具によって制限されることにより、ストランドガイドローラの伸長されたユニットの自由な軸方向変位性は制限される。したがって、端側に配置されたこれらの転がり接触軸受はそれぞれ、片側で固定軸受の機能を果たす。特に、内輪に対する外輪の制限された軸方向変位が可能な転がり接触軸受の場合は、ストランドガイドローラの伸長されたユニットの自由な軸方向変位性は、それぞれの転がり接触軸受内で許容される軸方向変位性とするように適合させなければならない。
【００１３】
好ましくは、ストランドガイドローラの外側の転がり接触軸受は球体ローラ軸受によって形成される。
【００１４】
内側の転がり接触軸受は好ましくはトロイダル軸受によって形成される。この軸受設計によって、内輪に対する外輪の軸方向動作の十分な自由度が可能になる。さらに、トロイダル軸受はストランドガイドスタンドによって生じる調心の誤差（製造上の不精確度、熱条件での膨張）を実質的に補償することができる。さらに、これらは球体ローラ軸受より高い負荷能力を示す。
【００１５】
本発明の他の利点及び特徴は、保護範囲を制限する訳ではなく、以下の例示的な実施形態の説明から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
ストランドガイドローラは、連続的な中心軸１と、互いに位置合わせされており、且つ調心バネ３ａ、３ｂ、３ｃを使用することによって中心軸１に回転可能に固定された状態で配置された３つのローラシェル２ａ、２ｂ、２ｃから構成されている。隣り合うローラシェル２ａ、２ｂの間、隣り合うローラシェル２ｂ、２ｃの間、及び中心軸１の端部領域の両方において、中心軸は転がり接触軸受４内に支持されている。外側の転がり接触軸受は少なくとも２列の球体ローラ軸受４ａ、４ｄによって形成されている一方、内側の転がり接触軸受はトロイダル軸受４ｂ、４ｃによって形成されている。各軸受の構造は、原則は知られているが、内輪５、外輪６、及び任意でローラ保持器（図示せず）内で互いに対して所定位置に固定された多数の転がり接触体７から構成されている。前記転がり接触軸受４はそれぞれ軸受ハウジング８によって囲まれ、その外側が密閉されている。軸受ハウジングは、ストランドガイドスタンド又はストランドガイドセグメントのセグメントフレームの支持構造体９に脱着可能に固定され、該支持構造体を介して軸受潤滑手段１０及び／又は軸受ハウジング冷却手段１１に連結されている。
【００１７】
各転がり接触軸受４の内輪５、内輪に隣接する軸受シールを支持するスペーサスリーブ１２、及びローラシェル２ａ、２ｂ、２ｃは、クランププレート１３とクランプネジ１４との間で、軸方向に伸長されたユニット１５に連結されている。クランププレート１３は中心軸１の端面にネジを使用して固定されており、同時にローラ内側冷却手段の中央冷却剤通路を閉じている。クランプネジ１４は、中心軸１の反対側端部で、ネジ山を切った中心軸の心棒にネジ留めされ固定されている。このように伸長されたユニット１５は、固定軸受ハウジング８内部で浮動式に配置され、これにより軸方向変位が可能になる。
【００１８】
発生する軸方向力を効果的に阻止し低減するために、転がり接触体７の輪郭ならびに内輪５及び外輪６の走行面の向かい合う輪郭の設計は、内側トロイダル軸受４ｂ、４ｂが軸方向変位に十分に対応できるようになっている。２つの外側又は端側の径方向ローラ軸受４ａ、４ｄでは、外輪６が軸受ハウジング８内に軸方向に変位可能にそれぞれ配置され、トロイダル軸受４ｂ、４ｃに向かって内向き方向に向かう軸方向動作は止め具１６によって制限される。これらの止め具１６は、径方向ローラ軸受４ａ、４ｄの外輪６がそれぞれ打ち当たる、軸受ハウジング８内の横端面１７によって形成される。これにより、ストランドガイドローラは全体として、構成部品が伸長されたユニット１５を形成する限り、制限はされているが自由な軸方向動作を両方向に行うことを可能にする。変位の許容される距離は約１０から１２ｍｍであり、最大１６ｍｍまで可能であり、トロイダル軸受の許容制限値によって決まり、ローラの温度によって変化する。
【００１９】
中心軸１は内側冷却手段１８を有する。冷却剤は、ストランドガイドローラの中心軸内に組み込むこともできる端面回転インサート１９を介して供給され、除去される。ローラシェルの集中冷却を達成するために、ローラシェルを通して冷却剤ラインをガイドすることも完全に可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ストランド幅が約１，５００ｍｍの鋼材ストランドの鋳造のためのストランド鋳造システムで使用されている、４重に取り付けられたストランドガイドローラの概略図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  中心軸
２ａ  ローラシェル
２ｂ  ローラシェル
２ｃ  ローラシェル
３ａ  調心バネ
３ｂ  調心バネ
３ｃ  調心バネ
４ａ  球体ローラ軸受
４ｂ  トロイダル軸受
４ｃ  トロイダル軸受
４ｄ  球体ローラ軸受
５  内輪
６  外輪
７  転がり接触体
８  軸受ハウジング
９  支持構造体
１０  軸受潤滑手段
１１  軸受ハウジング冷却手段
１２  スペーサスリーブ
１３  クランププレート
１４  クランプネジ
１５  ユニット
１６  止め具
１７  横端面
１８  内側冷却手段
１９  インサート
【図１】
2009512560.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月26日(2007.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的な中心軸（１）及び少なくとも２つのローラシェル（２ａ、２ｂ、２ｃ）を備え、中心軸が少なくとも３つの転がり接触軸受（４）内に回転可能に取り付けられることによって支持され、各ローラシェルが２つの転がり接触軸受の間で前記中心軸上に回転式に固定されて配置されているストランドガイドローラであって、転がり接触軸受（４）で浮動式に支持され、全体として固定軸受ハウジング（８）内で軸方向に変位できることを特徴とするストランドガイドローラ。
【請求項２】
各転がり接触軸受が少なくとも１つの内輪（５）、外輪（６）、及び前記内輪と前記外輪の間に分布して配置された転がり接触体（７）を含み、前記転がり接触軸受（４）の内輪（５）は、前記中心軸（１）とともに、また前記ローラシェル（２ａ、２ｂ、２ｃ）とともに、軸方向に伸長されたユニット（１５）を形成し、このユニットは前記軸受ハウジング（８）内に配置されており、軸方向に変位可能となっていることを特徴とする請求項１に記載のストランドガイドローラ。
【請求項３】
前記軸方向に伸長されたユニット（１５）が、
ａ）前記転がり接触軸受（４ａ、４ｄ）の少なくとも１つが、関連する軸受ハウジング（８）内に配置され、軸方向に変位可能となっていること、
ｂ）前記転がり接触軸受の構成部品である、前記外輪（５）、前記内輪（６）及び前記転がり接触軸受（４ｂ、４ｃ）の少なくとも１つの転がり接触体（７）によって、互いに対して、制限された軸方向変位ができるようになっていること、及び
ｃ）前記転がり接触軸受（４）の少なくとも１つが条件ａ）を満たし、前記転がり接触軸受（４）の少なくとも１つが条件ｂ）を満たすこと、
のうち１つの構成を有していることによって、軸方向に動作可能とされることを特徴とする請求項２に記載のストランドガイドローラ。
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月8日(2008.9.8)
【手続補正１】
【補正対象項目名】手続補正１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的な中心軸（１）及び少なくとも２つのローラシェル（２ａ、２ｂ、２ｃ）を備え、中心軸が少なくとも３つの転がり接触軸受（４）内に回転可能に取り付けられることによって支持され、各ローラシェルが２つの転がり接触軸受の間で前記中心軸上に回転式に固定されて配置されているストランドガイドローラであって、転がり接触軸受（４）で浮動式に支持され、全体として固定軸受ハウジング（８）内で軸方向に変位できることを特徴とするストランドガイドローラ。
【請求項２】
各転がり接触軸受が少なくとも１つの内輪（５）、外輪（６）、及び前記内輪と前記外輪の間に分布して配置された転がり接触体（７）を含み、前記転がり接触軸受（４）の内輪（５）は、前記中心軸（１）とともに、また前記ローラシェル（２ａ、２ｂ、２ｃ）とともに、軸方向に伸長されたユニット（１５）を形成し、このユニットは前記軸受ハウジング（８）内に配置されており、軸方向に変位可能となっていることを特徴とする請求項１に記載のストランドガイドローラ。
【請求項３】
前記軸方向に伸長されたユニット（１５）が、  ａ）前記転がり接触軸受（４ａ、４ｄ）の少なくとも１つが、関連する軸受ハウジング（８）内に配置され、軸方向に変位可能となっていること、  ｂ）前記転がり接触軸受の構成部品である、前記外輪（５）、前記内輪（６）及び前記転がり接触軸受（４ｂ、４ｃ）の少なくとも１つの転がり接触体（７）によって、互いに対して、制限された軸方向変位ができるようになっていること、及び  ｃ）前記転がり接触軸受（４）の少なくとも１つが条件ａ）を満たし、前記転がり接触軸受（４）の少なくとも１つが条件ｂ）を満たすこと、  のうち１つの構成を有していることによって、軸方向に動作可能とされることを特徴とする請求項２に記載のストランドガイドローラ。
【請求項４】
外側の前記転がり接触軸受（４ａ、４ｄ）の内向き方向の変位の可能性が止め具（１６）によって制限されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のストランドガイドローラ。
【請求項５】
外側の前記転がり接触軸受（４ａ、４ｂ）が球体ローラ軸受によって形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のストランドガイドローラ。
【請求項６】
内側の前記転がり接触軸受（４ｂ、４ｃ）がトロイダル軸受によって形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のストランドガイドローラ。
【国際調査報告】
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