(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
・その中空室内に案内されたバーベル状の二重ピストン（１２０）を有し、この二重ピストンが、第１のピストン（１２０−１）と第２のピストン（１２０−２）を備え、これらピストンが、細くされた中心部材（１２６）を介して互いに不動に結合され、細くされた中心部材の領域に、容積流調整弁の中央圧力チャンバ（１３０）が形成されているシリンダ（１１０）を備え、
・第１及び第２のピストンの中心部材（１２６）とは反対側の端面によって画成された、容積流調整弁のシリンダ内の第１及び第２の周辺圧力チャンバ（１５０−１，１５０−２）を備え、
・シリンダ内に、中央圧力チャンバ（１３０）内へ流体媒体が流入するもしくは中央圧力チャンバ（１３０）から流体媒体が流出するための流入通路（１６０）と第１の流出通路（１７０−１）を備える
容積流調整弁（１００）であって、
第１の流出通路（１７０−１）以外に、中央圧力チャンバ（１３０）から流体媒体が流出するための第２の流出通路（１７０−２）が設けられ、
二重ピストン（１２０）が両流出通路に関して中心位置に存在する場合に、第１のピストン（１２０−１）によって部分的に覆われた第１の流出通路（１７０−１）と、第２のピストン（１２０−２）によって部分的に覆われた第２の流出通路（１７０−２）が、それぞれ１つの同じ開口横断面面積を解放するような軸方向の間隔２ｄで、第１及び第２の流出通路（１７０−１，１７０−２）がシリンダに配置されている、容積流調整弁（１００）において、
第２の周辺圧力チャンバ（１５０−２）内へ第１の流出通路（１７０−１）内の静圧を供給するための第１の圧力通路（１８０−１）が設けられていること、
第１の周辺圧力チャンバ（１５０−１）内へ第２の流出通路（１７０−２）内の静圧を供給するための第２の圧力通路（１８０−２）が設けられていること、
第１の周辺圧力チャンバ（１５０−１）内に、第１のプランジャ（１９０−１）が、第１の周辺圧力チャンバを画成する二重ピストンの第１のピストン（１２０−１）の端面に作用を与えるために軸方向に移動可能に支承され、第１のプランジャ（１９０−１）が、第１の流出通路（１７０−１）内の全圧の作用を受け得ること、及び、
第２の周辺圧力チャンバ（１５０−２）内に、第２のプランジャ（１９０−２）が、第２の周辺圧力チャンバを画成する二重ピストンの第２のピストン（１２０−２）の端面に作用を与えるために軸方向に移動可能に支承され、第２のプランジャ（１９０−２）が、第２の流出通路（１７０−２）内の全圧の作用を受け得ること、
を特徴とする容積流調整弁（１００）。
【請求項２】
容積流調整弁が、２０００ｂａｒまでの圧力用に設計されていること、を特徴とする請求項１に記載の容積流調整弁（１００）。
【請求項３】
第１及び第２の周辺圧力チャンバ（１５０−１，１５０−２）内に、それぞれ１つのバネ（１４０）が配置され、これらバネの間で、二重ピストンが、中心位置に、しかしながら軸方向に移動可能に保持されていること、を特徴とする請求項１又は２に記載の容積流調整弁（１００）。
【請求項４】
・ロールネック（３００）を収容するためのシリンダ状の収容室（２１０）を有し、
・収容室（２１０）内へ冷却剤及び／又は潤滑剤を供給するための第１及び第２の供給通路（１７０−１，１７０−２）を有し、
・供給通路（１７０−１，１７０−２）内の冷却剤及び／又は潤滑剤の容積流を調整するための要素を有する
圧延材を圧延するためのロールスタンド内のロールのロールネック（３００）を回転可能に支承するためのチョック（２００）において、
要素が、請求項１〜３のいずれか１項に記載の容積流調整弁（１００）の形態で形成されていること、
流体媒体が、冷却剤及び／又は潤滑剤として形成されていること、及び、
容積流調整弁（１００）の第１の流出通路（１７０−１）が、チョックの第１の供給通路に接続され、第２の流出通路（１７０−２）が、チョックの第２の供給通路に接続されていること、
を特徴とするチョック。
【請求項５】
供給通路の少なくとも１つが、収容室の内壁に形成された静圧ポケット（２，３）に至ること、を特徴とする請求項４に記載のチョック。
【請求項６】
収容室（２１０）が、軸受ブッシュ（２２０）によって張設され、この軸受ブッシュが、摩耗部品としてチョック（２００）内に挿入されていること、及び
静圧ポケット（２，３）が、軸受ブッシュ（２２０）の内側に形成されていること、
を特徴とする請求項５に記載のチョック。
【請求項７】
供給通路（１６０）を介して容積流調整弁（１００）の中央圧力チャンバ（１３０）内へ２０００ｂａｒまでの圧力を有する冷却剤及び／又は潤滑剤を供給するために、ポンプ装置（２５０）が設けられていること、を特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のチョック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの排出通路内の流体媒体の容積流を制御するための容積流調整弁に関する。更に、本発明は、好ましくは金属の圧延材を圧延するためのロールスタンド内のロールのロールネックを回転可能に支承するためのチョック内でのこのような容積流調整弁の適用に関する。
【背景技術】
【０００２】
容積流調整弁は、従来技術内で基本的に公知であり、従って、例えば欧州特許出願公開第１  ４５２  ３８１号明細書、欧州特許第１  ６５３  １３２号明細書、英国特許第８１５  ６２２号明細書又は西独国特許出願公開第２０５１  ９４９号明細書から公知である。
【０００３】
特に最後に挙げた西独国特許出願公開第２０５１  ９４９号明細書は、請求項１の上位概念による容積流調整弁を開示する。具体的には、この文献は、その中空室内にバーベル状の二重ピストンが軸方向に移動可能に案内されたシリンダを有する容積流調整弁を開示する。二重ピストンは、第１及び第２のピストンから成り、これらピストンは、細くされた中心部材を介して互いに結合されている。細くされた中心部材の領域に、容積流調整弁の中央圧力チャンバが形成されている。シリンダの端面に、バネが配置され、これらバネは、中空室の内部へ延在し、その間で、二重ピストンは、中心位置に保持されている。バネの領域に、容積流調整弁のそれぞれ１つの第１及び第２の周辺圧力チャンバが形成されている。シリンダ内に、シリンダ内へ流体媒体が流入もしくは流出するための流入通路及び第１の排出通路が設けられている。
【０００４】
説明した容積流調整弁以外に、例えば西独国特許出願公開第１０３  ３６  ８９４号明細書からは、金属の圧延材を圧延するためのロールスタンドのロールのロールネック用の油膜軸受としてのチョックも、従来技術内で知られている。そこに開示されたチョックは、軸受ブッシュを有し、この軸受ブッシュは、ロールネック用のシリンダ状の収容室を張設する。その内側に、軸受ブッシュは、例えば、実質的に共通の軸方向の線内に配置された２つの静圧ポケットを備え、これら静圧ポケットは、逆止弁と軸受ブッシュもしくはチョック内に延在する孔とを介して冷却剤及び／又は潤滑剤を供給可能である。孔内の絞りは、軸受ブッシュ内でロールネックが傾いた状態でも、ロールネックの最適な静圧支承を保証すべきである。
【０００５】
まさにこの機能は、リストリクタ又はオリフィスとも呼ばれる絞りを満足するが、実際には不十分である。具体的に、絞りもしくはリストリクタは、特に収容室内でロールネックが傾いた状態でなくても、流体媒体もしくは冷却剤及び／又は潤滑剤の容積流を均等に両静圧ポケットに分配することに適していない。更に、絞りもしくはリストリクタは、部分的に２００ｂａｒ超の高い圧力損失を示す。
【０００６】
西独国公開特許公報第２７５１０８２号明細書は、請求項１の上位概念による容積流調整弁を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１  ４５２  ３８１号明細書
【特許文献２】欧州特許第１  ６５３  １３２号明細書
【特許文献３】英国特許第８１５  ６２２号明細書
【特許文献４】西独国特許出願公開第２０５１  ９４９号明細書
【特許文献５】西独国特許出願公開第１０３  ３６  ８９４号明細書
【特許文献６】西独国公開特許公報第２７５１０８２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の根底にある課題は、公知の容積流調整弁を、特にロールネックを支承するためのチョックと関係して使用するために、流出通路内の圧力比が異なる場合でも、容積流調整弁の流出通路内の流体媒体の容積流が均等化されるように発展させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、調整弁に関しては、請求項１の対象によって解決される。
【００１０】
中心位置との概念は、対称位置も意味する。請求した二重ピストンの中心位置もしくは対称位置で、両流出通路によって解放される開口横断面積はゼロより大きい；即ち、この中心位置もしくは対称位置で、流体媒体は、いかなる場合でも流出することができる；流出通路は、いずれにしても遮断されていない。
【００１１】
この請求した容積流調整弁の形態は、前記課題を解決するための、即ち、流出通路内の圧力比が異なる場合でも、第１の流出通路内及び第２の流出通路内の容積流がそれぞれ同じ大きさに保たれることを保証するための構造上の前提条件である。
【００１２】
二重ピストンの中心部材の長さＬは、例えば第１及び第２の流出通路の中心軸の間隔２ｄに等しい。二重ピストンの第１及び第２のピストンがそれぞれ、流出通路用の制御エッジとも呼ばれるその端面が中心部材に対して垂直に延在するシリンダであると仮定すると、請求した中心部材の長さは、二重ピストンが中心位置に存在する場合に、第１の流出通路が二重ピストンの第１のピストンによって、第２の流出通路が二重ピストンの第２のピストンによって、それぞれ半分だけ閉じられていることを保証する。
【００１３】
流出通路内の圧力比が異なる場合でも両流出通路内に同じ大きさの容積流を保証するために、バルブスプールとも呼ばれる二重ピストンは、それぞれ適当に位置決めされるもしくは適当に、即ち流出通路内の圧力比に依存して移動される必要がある。この目的のため、本発明は、第２の実施例により、第２の周辺圧力チャンバ内へ第１の流出通路内の静圧を供給するための第１の圧力通路が設けられていること、及び、第１の周辺圧力チャンバ内へ第２の流出通路内の静圧を供給するための第２の圧力通路が設けられていること、
を企図する。
【００１４】
更に、第１の周辺圧力チャンバ内に、第１のプランジャが、第１の周辺圧力チャンバを画成する二重ピストンの第１のピストンの端面に作用を与えるために軸方向に移動可能に支承され、第１のプランジャが、第１の流出通路内の全圧の作用を受け得ること、及び、第２の周辺圧力チャンバ内に、第２のプランジャが、第２の周辺圧力チャンバを画成する二重ピストンの第２のピストンの端面に作用を与えるために軸方向に移動可能に支承され、第２のプランジャが、第２の流出通路内の全圧の作用を受け得ること、が企図されている。
【００１５】
説明した両措置、即ち正圧及び全圧のそれぞれ周辺圧力チャンバ内への供給により、二重ピストンは、自動的に、圧力比及び好ましくは両周辺圧力チャンバ内のバネ力から生じる力のバランスに応じて調整される。
【００１６】
前記圧力の周辺圧力チャンバへの作用により、流出通路内に所望の量的に等しい容積流が生じるように、自動的に位置決めされることが達成される。
【００１７】
ロールスタンド内のバックアップロールを支承するためのチョックにおける容積流調整弁の以下で説明される企図される適用にとって、容積流調整弁が、２０００ｂａｒまでの圧力用に設計されている場合が有利である。
【００１８】
本発明の前記課題は、更に、請求項４によるチョックによって解決される。従って、チョックは、チョックの収容室内へ流体媒体としての冷却剤及び／又は潤滑剤の容積流を調整するために、本発明による容積流調整弁が設けられていること、を特徴とする。その場合、チョックの収容室内へ冷却剤及び／又は潤滑剤を供給するために、容積流調整弁の第１の流出通路が、第１の供給通路に接続され、第２の流出通路が、第２の供給通路に接続されている。
【００１９】
この請求した本発明によるチョックの形態は、有利には、チョックの収容室内でロールネックが傾斜した状態でも、収容室への両供給通路内の冷却剤及び／又は潤滑剤の容積流が常に同じ大きさであることを保証する。
【００２０】
その点で、請求したチョックの利点は、本発明による容積流調整弁に関して前で挙げた利点に一致する。
【００２１】
容積流調整弁及びチョックの別の有利な形態は、従属請求項の対象である。
【００２２】
明細書には、３つの図が添付されている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による容積流調整弁
【図２】図１に対する詳細図
【図３】本発明による調整弁と関係したロールのロールネックを回転可能に支承するためのチョック
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明を、以下で実施例の形態の前記図に関係させて詳細に説明する。全ての図で、同じ技術的要素は、同じ符号で指示されている。
【００２５】
図１は、本発明による容積流調整弁１００を示す。容積流調整弁は、実質的にシリンダ１１０から成り、このシリンダ内に、バーベル状の二重ピストン１２０が、軸方向に移動可能に支承されている。概念“軸方向”は、本発明の意味では、二重ピストンの運動方向用に使用される。二重ピストン１２０は、第１のピストン１２０−１と第２のピストン１２０−２から成り、これらピストンは、細くされた中心部材１２６を介して互いに不動に結合されている。第１及び第２のピストンは、できる限り緊密にシリンダ壁に当接する。細くされた中心部材１２６の領域に、容積流調整弁１００の中央圧力チャンバ１３０が形成されている。シリンダの終端領域に、第１の周辺圧力チャンバ１５０−１と第２の周辺圧力チャンバ１５０−２が形成され、これら周辺圧力チャンバは、それぞれ中心部材とは反対側の第１及び第２のピストンの端面によって画成されている。中央の側に、好ましくはシリンダ１１０の半分の高さのところに、流体媒体、例えば冷却剤及び／又は潤滑剤をポンプ装置２５０によって中央圧力チャンバ１３０内へ供給するための供給通路１６０が形成されている。中央圧力チャンバ１３０から流体媒体が流出するため、シリンダ壁に第１の流出通路１７０−１並びに第２の流出通路１７０−２が形成されている。第１及び第２の流出通路１７０−１，１７０−２は、それぞれ供給通路１６０の両側に対して同じ軸方向の間隔ｄを備える。同時に、二重ピストン１２０の中心部材１２６の長さＬは、好ましくは第１及び第２の流出通路１７０−１，１７０−２の中心軸の間隔２ｄに一致する。このようにして、二重ピストン１２０が中心位置に存在する場合に、第１の流出通路１７０−１が第１のピストン１２０−１によって、同時に第２の流出通路１７０−２が第２のピストン１２０−２によって、両ピストンが同じ開口横断面積を解放するように閉じられていることが保証される。
【００２６】
二重ピストンを、特に容積流調整弁の不作動時に中心位置の保つために、周辺圧力チャンバ１５０−１，１５０−２内に、好ましくはそれぞれ１つのバネ１４０が配置されている。しかしながら、バネ１４０は、シリンダ１１０内で二重ピストン１２０を軸方向に移動させるための基本的な可能性を妨げない。
【００２７】
本発明の前記課題、第１及び第２の流出通路１７０−１，１７０−２内に、そこの圧力比が異なる場合でも量的に同じ容積流を保証することは、特に、容積流調整弁の周辺圧力チャンバ１５０−１，１５０−２が適切に所定の圧力の作用を受けることによって解決される。具体的には、この目的のために、第１の周辺圧力チャンバ１５０−１は、第２の流出通路１７０−２内の静圧の作用を受ける。同様に、第２の周辺圧力チャンバ１５０−２は、第１の流出通路１７０−１内の静圧の作用を受ける。作用は、それぞれ設けられた第１及び第２の圧力通路１８０−１，１８０−２を介して行なわれる。
【００２８】
更に、第１の周辺圧力チャンバ１５０−１内に、第１のプランジャ１９０−１が、第１の周辺圧力チャンバを画成する二重ピストンの第１のピストン１２０−１の端面に作用を与えるために軸方向に移動可能に支承されている。調整弁の作動中、第１のプランジャ１９０−１は、１つの圧力通路を介して第１の流出通路１７０−１内の全圧の作用を受ける。同様に、第２の周辺圧力チャンバ内に、第２のプランジャ１９０−２が、第２の周辺圧力チャンバ１５０−２を画成する二重ピストンの第２のピストン１２０−２の端面に作用を与えるために軸方向に移動可能に支承されている。更にまた同様に、第２のプランジャ１９０−２は、１つの圧力通路を介して第２の流出通路１７０−２内の全圧の作用を受ける。圧力通路は、図１では破線で図示されている。
【００２９】
図２は、第１又は第２の流出通路１７０−１，１７０−２への静圧及び全圧用の圧力通路の接続を示す。具体的に、流出通路１７０−１，１７０−２内に流体媒体が流れることが認められる。これは、中央圧力チャンバ１３０から消費部、例えばロールネックを回転可能に支承するためのチョックへ流れる冷却剤及び／又は潤滑剤である。この場合、流出通路内の流体媒体は、図２で符号１で示されているような速度分布を示す。流出通路内の全圧ｐＴｏｔａｌを検出するため、ピトー管が設けられ、このピトー管は、流体媒体がピトー管内へ流入するように位置合わせされている。更に、流出通路１７０の壁に、開口が設けられ、この開口は、流出通路内の静圧ｐＳｔａｔを検出するための第１もしくは第２の圧力通路１８０−１，１８０−２の終端である。
【００３０】
容積流調整弁１００の作動中、二重ピストン１２０は、これに作用する力のバランスに応じて自動的もしくは自発的に調整される。この力のバランスは、特に、中心部材１２６とは反対側の第１及び第２のピストン１２０−１，１２０−２の端面に作用する力に基づいて生じる。力は、一方では、第１及び第２のピストンの端面への静圧の作用によって並びにプランジャによって同じ端面に加えられる力によって生じる力である。バネ１４０によって同じ端面に加えられる力も、力のバランスに対して影響を有する。力のバランスは、二重ピストンの軸方向の位置を、従って第２の流出通路の開放度に対する第１の流出通路の開放度の比を決定する。開放度のこの比に応じて、第１及び第２の流出通路１７０−１，１７０−２内の容積流は、量的に等しく調整可能である。
【００３１】
図３は、チョック２００と関係した本発明による容積流調整弁１００の前記適用を示す。チョック２００は、圧延材を圧延するためのロールスタンド内のロールのロールネック３００を回転可能に支承するために使用される。チョック２００は、シリンダ状の収容室２１０を備え、この収容室内に、ロールネック３００が、回転可能に支承されている。シリンダ状の収容室は、典型的に軸受ブッシュ２２０によって張設され、この軸受ブッシュは、摩耗部品としてチョック２００内に挿入されている。軸受ブッシュ２２０の内壁に、複数の、典型的に２つの静圧ポケット２，３が形成され、これらポケットを経て、冷却剤及び／又は潤滑剤が、収容室２１０内、正確に言えば軸受ブッシュ２２０とロールネック３００の間の環状間隙内へ高圧下で圧送される。この目的のため、容積流調整弁の第１の流出通路１７０−１−第１の供給通路とも呼ばれる−が第１の静圧ポケット２と接続され、容積流調整弁の第２の流出通路１７０−２が第２の静圧ポケット３と接続されている。
【００３２】
特にチョック２００と関係した本発明による容積流調整弁１００の使用のために、容積流調整弁が２０００ｂａｒまでの圧力用に設計されている場合が有利である。
【符号の説明】
【００３３】
１              速度プロフィル
２              静圧ポケット
３              静圧ポケット
１００          容積流調整弁
１１０          シリンダ
１２０          二重ピストン
１２０−１      第１のピストン
１２０−２      第２のピストン
１２６          中心部材
１３０          中央圧力チャンバ
１４０          バネ
１５０−１      第１の周辺圧力チャンバ
１５０−２      第２の周辺圧力チャンバ
１６０          中央圧力チャンバ用の供給通路
１７０−１      中央圧力チャンバからの流体媒体用の第１の流出通路
１７０−２      中央圧力チャンバからの流体媒体用の第２の流出通路
１８０−１      第１の圧力通路
１８０−２      第２の圧力通路
１９０−１      第１のプランジャ
１９０−２      第２のプランジャ
２００          チョック
２１０          シリンダ状の収容室
２２０          軸受ブッシュ
２５０          ポンプ装置
３００          ロールネック
ｄ              軸方向の間隔
Ｌ              中心部材の長さ
ｐＴｏｔａｌ    全圧
ｐＳｔａｔ      静圧
【図１】
0006586526.tif 000002
【図２】
0006586526.tif 000003
【図３】
0006586526.tif 000004