(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークロールと多段バックアップロールとを備えた圧延機であって、ベース部上でその長手方向に並列して配列した複数の転がり軸受を備えたベース部から成り、前記転がり軸受がその外部リングによって転がり軸受を包囲するスリーブ（２）を回動可能に支持し、前記スリーブがその内面によって全面で転がり軸受の外部リングの外面に当接し、かつ該外部リングの外面がバックアップロールのロール胴で、ベース部（１）の長さ方向に３つの転がり軸受が配設されていて、それらのうち中央の転がり軸受が円錐ころ軸受（４）として形成されているものにおいて、  両方の外部の転がり軸受が円筒ころ軸受（５）として形成されていて、両方の円筒ころ軸受（５）とベース部（１）との間で各々１つのモータによってベース部の縦軸（３）の周りに捩り可能の偏心ブシュ（７）が配列されていて、  ベース部（１）の負荷領域で該ベース部と偏心ブシュ（７）との間で各々１つの円筒ころ軸受（５）の傾斜を可能にする自動調節可能のセグメント（１２）が具備されていること、を特徴とする圧延機。
【請求項２】
前記各偏心ブシュ（７）に無段階の旋回駆動装置（平歯車８）が組込まれていて、両方の旋回駆動装置が同期可能である、請求項１記載の圧延機。
【請求項３】
前記ベース部（１）が捩り不能にハウジングスタンドの中に固定されている、請求項１又は２に記載の圧延機。
【請求項４】
前記バックアップロールの圧延材に相対する側で、円錐ころ軸受（４）の両側でベース部（１）の中に溝が切削されていて、その溝の中に前記円筒ころ軸受に組み込まれた前記セグメント（１２）が挿入され、該セグメント（１２）は、前記ベース部（１）の長手方向に前記溝に向けて凸面に形成されていて、流体静力学的に負荷軽減可能である平軸受材料から成る、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧延機。
【請求項５】
前記偏心ブシュ（７）がベース部（１）の偏心面（１４）上で摺動して回動可能に案内されていて、その偏心面（１４）の偏心度が前記偏心ブシュ（７）の中立の捩り位置でベース部の縦軸（３）と偏心カム軸が一列になることを可能にする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧延機。
【請求項６】
前記ベース部（１）がその両周縁領域で面取り（１５）を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の圧延機。
【請求項７】
前記セグメント（１２）の凸面に相対するベース部（１）の円周領域が局所的に長手方向に屋根状に面取りされていて、この面取り領域が転がり軸受け内部リング中心から両側に延長して前記セグメント（１２）の凸面に対応して形成されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の圧延機。
【請求項８】
前記偏心ブシュ（７）とベース部（１）の偏心面（１４）との間の接触領域が流体静力学的に負荷軽減可能である、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の圧延機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ベース部上でその長手方向に並列して配列した複数の転がり軸受を備えた該ベース部から成るワークロールと多段バックアップロールとを備えた圧延機に関するもので、前記転がり軸受がその外部リングによって転がり軸受を包囲するスリーブを回動可能に支持し、前記スリーブがその内面によって全面で転がり軸受の外部リングの外面に当接し、該外部リングの外面がバックアップロールの圧延胴を形成し、ベース部の長さに３つの転がり軸受が考慮されていて、該転がり軸受のうち中央の転がり軸受が円錐ころ軸受として形成されている。
【０００２】
このような圧延機は米国特許第１９１０１５８号により公知である。
【０００３】
今日のホットストリップミルでは形状および平面度制御が重要な役割を担っている。その場合、負および正のワークロールベンディングは圧延荷重下でも変化を可能にする「典型的な」アクチュエータである。しかし、幅、厚さ、断面形状、材料、圧延温度、圧延速度、ロール温度および鋼品質のような種々のパラメータを考慮して作業しなければならないので、今日普通に行われている少量のロット数および汎用的に使用可能の圧延機では、調整範囲を大きく取ることが重要である。
【０００４】
近年新規のストリップミルではますます他のアクチュエータが使用されていて、それらの中でＣＶＣロール研削として、公知のバレル輪郭およびロールクロッシング、ワークロールおよび／またはバックアップロールのクロスが最もよく知られている。この両解決策は、両方法においてロールが荷重下にて調整できないため、最適ではない。コストのかかるＣＶＣ研削によるロールの輪郭形成は、さらに所望の形状を達成するために、非常に精密に行う必要がある。しばしば圧延材は特定の条件下で周縁および中心部で様々に変形される。連続的なストリップミルにおいて、ロールは各ハウジングで異なる一定のボトル輪郭を有する必要がある。
【０００５】
ロールクロッシングすなわちロール対相互のロールの傾斜において、所定の旋回角度で均一の角速度を達成するために、特別の措置が必要である。たとえば通常のピボットクロス−カルダンシャフトではなく、ロールの駆動装置用の歯付スピンドルが必要である。旋回は、さらに半径圧延力の１０％までになることがある非常に高い軸力が発生する。さらに、ロールクロッシングは、圧延材がミルハウジングの中で捩じれるため、圧延材の供給時に問題を引起こす。
【０００６】
上記の欠点を回避しかつ簡単であるもう１つのアクチュエータの探求で、形状制御用の補助アクチュエータとして形状調節可能のスリーブによって利用される偏心カムを備えたバックアップロールが開発された。たとえば欧州特許公報第０５８４６４２号は、そこでロール軸と呼ばれた円形体が５つまたはそれ以上のセクションに分割されていて、これらのセクションがロール軸を貫通する中心軸に対して偏心的に配列されている分類に従った形式の圧延機を記述している。ロール軸のセクションには、そのオフセットの結果として偏心的に支持軸受が円錐ころ軸受の形態で配列されていて、前記支持軸受に転がり軸受をゆるいクリアランスで包囲する円筒形スリーブが押圧可能である。そこで提案されたロール軸のセクションの円筒形の部分は様々な直径を有するが、これはバックアップロールの中心に対して対称的に段が付けられている。
【０００７】
圧延プロセス中に、スリーブはバックアップロールの軸支に対してワークロールとこのワークロールに相対する転がり軸受外部リングとの間で転落する。ワークロールから離れる側ではスリーブが自由に軸受に接触せずに回転する。ロール軸の回動によってワークロールのベンディング線は、有効な偏心度がバックアップロールとワークロールとの間で変化されるため、影響を及ぼすことができる。この方法によってロール間隙の形状にミルハウジングの中で作用することができる。
【０００８】
この公知の解決策における欠点は、バックアップロールとワークロールの軸受との間でバックアップロールの外側スリーブの縮充運動のために高い圧延荷重時の運動の安定性が与えられていないことである。他方、バックアップロールのスリーブと転がり軸受との間に必要なクリアランスによってホットミルハウジングの中の下部バックアップロールとしての使用は、水および汚れに対して効果的な軸支の保護が継続的に実現されていないので、実現できないか、または非常に困難である。特にスリーブと軸受との間の縮充運動は部分的にのみ転がり軸受外部リングの当接によって明らかな摩耗現象を引き起こし、これが圧延機の調節可能性とそれにより圧延製品の品質とにマイナスの影響を及ぼす。上述の理由から、従来分類に従ったバックアップロールの実用的な応用事例は知られていない。
【０００９】
公知の偏心的なバックアップロールのもう１つの問題は、ベース部とスリーブとの間の軸支である。なぜなら軸受は完全に圧延力を伝達する必要があるからである。所定の球面ころ軸受は著しく高く負荷されていて、約６０００時間の要求寿命に達することは困難である。スリーブとベース部との間の偏心的な調節によって、軸受の寿命はさらに低減される。
【００１０】
それに加えて、圧延荷重なしの偏心カム調節時にバックアップロールのスリーブは、これが凸面または中立の基本形状を得るように変形される。この凸面の位置で球面ころ軸受が転倒され、その結果、その寿命がさらに低減される。
【００１１】
最終的に公知の偏心的なバックアップロール形成時に、スリーブが偏心的な軸支の突出部上で閉じられる必要があるため、スリーブの取付けが著しく困難である。
【００１２】
本発明の目的は、公知の偏心的に調節可能のバックアップロールを前提として、低製造コストで摩耗の影響下にある部材の本質的により高い寿命が期待され、かつ単純化した構造によって転がり軸受へのスリーブの取付けおよび取外しが軽減されるように、その構造を改善することである。
【００１３】
この目的は特許請求の範囲第１項の特徴によって解決される。
【００１４】
本発明の核心は、バックアップロールの中央領域の偏心カム調節を省き、その代りにバックアップロールの両周縁領域だけを偏心カムの調節で捩り、その場合にベース部上で捩り可能の偏心ブシュと一組になる単純な円筒ころ軸受を採用することである。円筒ころ軸受は球面ころ軸受に比べて明らかな長所を有する。このように球面ころ軸受は製造中により不正確になり、その結果、均一の支持が公知の偏心的なバックアップロールで多数の球面ころ軸受によって容易に達成されていない。円筒ころ軸受では、ロールバレルの軸移動がリング上で回転中に１％のオーダーで許容されていて、これが球面ころ軸受の場合で可能であるよりも好適な調整を許容する。さらに円筒ころ軸受は製造においてより好適であり、それにより廉価である。
【００１５】
本発明の提案の一実施態様において、各偏心ブシュには無段階の旋回駆動装置が組込まれていて、両方の旋回駆動装置が同期可能であることを考慮している。この方法によって、スリーブ突出の無段階の調節が周縁領域で可能になる。
【００１６】
特許請求の範囲第１項の最後の特徴によって、ベース部の負荷領域で該ベース部と偏心ブシュとの間で各々１つの円筒ころ軸受の傾斜を可能にする自動調節可能の転倒セグメントが具備されていることを考慮している。この転倒セグメントにより、円筒ころ軸受への特に好適な荷重配分とそれにより本質的な寿命増加とが達成される。転倒セグメントを備えた円筒ころ軸受では軸受内部リングが変形され、これは球面ころ軸受の場合の外部リングの傾斜よりも好適であり、これが軌道の捩りを引起こす。この転倒セグメントによって、バックアップロールの荷重領域で転がり軸受リングの変形が引起される。この力は転倒セグメントの様々な偏位で確実に該転倒セグメントを介してベース部の中へ伝達することができる。転倒セグメントから通常の変形不能に支持された軌道への移行部では、リングはたしかに僅かに捩られる。しかしこれは僅かな転動のみを支持し、それに対し無負荷である領域でロール荷重なしに通過するので、これは無害である。
【００１７】
本発明のもう１つの提案によって、ベース部が捩り不能にハウジングスタンドの中に固定されていることを考慮している。ベース部用のコストのかかる捩り駆動装置は、ベース部に対するバックアップロールもしくはスリーブ調節が偏心ブシュの独立した旋回駆動装置を介して行われ、もはや先行技術におけるようにベース部の捩りを介しては行われないため、この解決策では省かれる。それによってベース部が常に中立位置にとどまり、圧延力は常に同一の位置で軸受ブロックを介してハウジングに伝達される。
【００１８】
本発明の特に好適な特徴によって、ベース部の荷重領域で該ベース部と偏心ブシュとの間で各々１つの円筒ころ軸受の傾斜を可能にする自動調節可能の転倒セグメントが具備されていることを考慮している。この転倒セグメントにより円筒ころ軸受への特に好適な荷重配分とそれにより本質的な寿命増加とが達成される。転倒セグメントを備えた円筒ころ軸受の場合、軸受内部リングが変形されており、これは球面ころ軸受における外部リングの傾斜よりも好適であって、これが軌道の捩りを引起こす。転倒セグメントによって、バックアップロールの荷重領域の中で転がり軸受リングの変形が生じる。この力は転倒セグメントの様々な偏位で確実に該転倒セグメントを介してベース部の中へ伝達することができる。転倒セグメントから通常の変形不能に支持された軌道への移行部では、リングがたしかに僅かに捩じられる。しかしこれは僅かな転動のみを支持する領域でロール荷重なしに通過するので、これは無害である。
【００１９】
本発明のもう１つの好適な実施態様において、偏心ブシュがベース部の偏心面上で摺動して回動可能に案内されていて、その偏心度が偏心ブシュの中立の捩り位置でベース部縦軸と偏心カム軸が一列になることを可能にすることが考慮されている。この方法で偏心ブシュの中立位置が作られ、それによって軸間のオフセットが生じない。この位置はスリーブの引上げに利用される。偏心ブシュの捩りは約２ｍｍのオフセットを生じ、この位置で圧延される。
【００２０】
本発明のもう１つの特徴によって、ベース部をその両周縁領域で平にすることを考慮している。それによって、偏心ブシュと転がり軸受リングとがジャケットの傾斜で伸長できることが保証されなければならない。この平坦化はベース部のフライス切削によって局所的に円周でベース部の側面で圧延面と平行の面で行なうことができる。
【００２１】
転がり軸受の転倒可能性を非負荷領域で可能にするために、本発明のもう１つの特徴によって、転倒セグメントに相対するベース部の領域が局所的に円周で長手方向に屋根状に面取りされていて、この面取りが転がり軸受内部リング中心から両側へ延長する。この措置によって偏心ブシュと転がり軸受を傾斜させることができる。負荷領域の反対側で、この解決策はもう１つの転倒セグメントよりも簡単であり、ベンディングに負荷されたベース部の断面を弱めない。
【００２２】
偏心ブシュの接触面とベース部の偏心面との間でセッティング時に、すなわち偏心ブシュの捩り時に高負荷された平面の間の相対運動が生じるので、本発明のもう１つの特徴によって、この接触領域は流体静力学的に負荷軽減可能でなければならない。それによってスリーブのセッティングと調節とが荷重下で可能になるという調節機構の利便性が達成される。
【００２３】
本発明の重要な長所の一つは、その単純性にある。この単純性は転がり軸受を包囲するスリーブ用の標準転がり軸受の問題のない使用を可能にし、それによって前記の欠点が回避され、コスト的により好適な解決策が得られる。偏心ブシュとその調節駆動装置とを備えたベース部は長時間の使用に適していて、単に摩耗部としてのスリーブだけは摩滅後に交換しなければならない。
【００２４】
本発明の一実施例は図面に示し、以下に説明する。
【００２５】
図１に本発明によるバックアップロールを縦断面図で示した。該バックアップロールは本質的に、スリーブ２がベース部の縦軸３の周りに回動可能に軸支されているベース部１から成る。さらに、ベース部１とスリーブ２との間に３つの転がり軸受が配列されていて、それらのうち中央の転がり軸受が二重の円錐ころ軸受４として、かつ両方の前記転がり軸受の両側に配列された転がり軸受が円筒ころ軸受５として形成されている。円錐ころ軸受４が直接ベース部に載っているのに対し、円筒ころ軸受５の内部リング６とベース部１の円周との間に配列されていて、その周縁領域で各々１つの偏心ブシュ７がベース部１に対して捩り可能に配列されている。偏心ブシュ７は互いに独立しているが同期可能に回動されていて、そのために各々１つの平歯車８が駆動装置（図示せず）とともに装備されていて、これが歯付ピニオンの外側で各々１つのベース部端上に回動可能に軸支された回転スリーブ９の内歯の中へかみ合い、これが前面で形状嵌合式に両方の偏心ブシュ７の各々の中にかみ合い、該偏心ブシュ７を捩る。ベース部は円周歯付きジャーナル１０を介して捩り不能に固定されている。ジャーナル１０は取付部１１で支持され、その中でベース部１がハウジングフレーム１１の中に収容される。
【００２６】
バックアップロールの圧延材に相対する側で、円錐ころ軸受４の両側でベース部１の中に溝が切削されていて、その中に各円筒ころ軸受５に組込まれた転倒セグメント１２が挿入されている。この転倒セグメント１２はベース部１の長手方向に球形に形成されていて、該ベース部のバレル１３から離れた、本質的にベース部の外周に相当する側で偏心ブシュ７を支持し、その上に円筒ころ軸受５の内部リング６が支持されている。偏心ブシュ７の捩りによって、バックアップロールのスリーブ２にベンディング力が取り込まれ、これがスリーブ２の凸面または凹面の変形を引起こす。円筒ころ軸受がこの偏心的に作用するベンディング力によって損傷されないことにより、各転倒セグメント１２は、この転倒セグメントがそのバレル１３を介して摺動して斜めに調整されながら、円筒ころ軸受５の十分な傾斜を可能にする。
【００２７】
荷重側から離れた円筒ころ軸受５の内部リング領域が大きすぎる強制力にさらされないことにより、転倒セグメント１２に相対するベース部１の領域は局所的に円周でベース部１の長手方向に屋根状に面取りされていて、この面取りは、円筒ころ軸受５の中央領域から出発しながら、両側へ延長する。この面取りは平に仕上げられていて、ベース部１の円周部分を介してのみ延長する（図２参照）。
【００２８】
図２には、ベース部１の外周でもその側面領域で圧延面と平行に、平な面取り１５が考慮されていることを識別できる。この面取り１５は負荷方向へスリーブ２の傾斜でベース部１に対して生じる可能性がある偏心ブシュ７と内部リング６との僅かな伸びを可能にする。本発明によって偏心ブシュ７の支持領域でベース部１に同様に偏心面１４の偏心度が偏心ブシュ７の偏心度に相当する偏心度が形成されているので、偏心ブシュ７の対応する捩りによって偏心面１４上に中立位置を調節することができ、その中でスリーブ２がベンディングに影響されず、それによりスリーブ２がこの位置で取付けおよび取外しすることができる。この位置は図２に示した。
【００２９】
図３では偏心ブシュ７が１８０゜捩られていて、その結果、偏心カムの完全なベンディング作用がスリーブ２に作用する。この位置でバックアップロールが最大の調節可能のバレル性を有し、この位置と中立位置との間で無段階に可変できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるバックアップロールの縦断面図である。
【図２】  スリーブの取付位置での転倒セグメントの領域で図１によるバックアップロールの断面図である。
【図３】  極度の偏心位置を含む図２の断面図である。
【図１】
0004331893.tif 000002
【図２】
0004331893.tif 000003
【図３】
0004331893.tif 000004