JPH02268239A - ロール軸受の軸受負荷の把握のための測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は特にたわみ調整ロールを備える機械における、
ロール軸受の軸受負荷を把握するための測定装置で、す
きまをもって互いにはまり合う２つの軸受面の領域にあ
る軸受の互いに対向する側に配置された少なくとも２つ
のセンサと、センサ測定値を処理するモニタ装置とを備
えるものに関する。

（従来の技術） このような測定装置はＤＥ−ＰＳ　３４１６２１０から
公知である。同所に記載されているたわみ調整ロールは
、そのロールシェルが回転不能のキャリアによって貫か
れており、その上に圧力媒体で作動される支持要素を用
いて支えられており、また末端ではロール軸受を通じて
支承されている。これらのロール軸受は内部ブツシュを
備え、これは小さいすきまでまた回転しないようガード
されてキャリアの上に載せられている。キャリアの窪み
の中に、９０°ずらせた４個のセンサが入れてあり、こ
れらは圧力または力の記録装置として、あるいは行程ま
たは間隔の記録装置として構成されており、光学的、機
械的、電気的、磁気的などで作動することができる。軸
受負荷の把握のためにセンサ出力値の差が算定される。

（発明が解決しようとする問題点） しかしこのようなセンサを軸受の内部に配置することは
困難である。問題となるのは多くが敏感な部材であり、
過度の軸受負荷では被害を受ける恐れがある。センサ信
号を発するための導線の出し入れも困難である。さらに
公知のセンサは荒いロール運転の場合、修理を必要とし
易く、手数のかかる分解の後でないと交換できない。

本発明の根底となる課題は、ロール軸受の荒い運転にも
充分適している、冒頭に述べた種類の測定装置を記載す
ることにある。

（問題点を解決するための手段） この課題は本発明により以下のように解決される。すな
わち両センサがそれぞれ、圧力媒体源から供給できる、
軸受面を負荷する少くとも１つの圧力室を備え、少なく
とも１つのセンサにおいて圧力室が少くとも１つの圧力
媒体ポケットとして軸受面の少くとも１つに構成されて
おり、これが軸受面の間に形成された間隙部を通じて排
出口と連結していること、また圧力室内に支配する圧力
がセンサ測定値を形成することによってである。

このような構成においては、取付けあるいは取り外しし
なければならない敏感なセンサ部品は存在しない。修理
の必要の可能性もない。外部への連結は、たわみ調整ロ
ールの場合に一般的であるように、簡単な圧力媒体導管
によって行われる。圧力室圧力を把握するために、軸受
内部で処理を講じる必要がない。むしろ導管中の圧力を
測定すれば充分である。軸受負荷が変化すると、圧力ポ
ケットを囲む間隙部の幅も変化し、従ってその絞り抵抗
およびポケット圧力が変化する。軸受すきまの内部に平
衡位置が生じ、この時圧力室圧力から軸受負荷を導き出
すことができる。圧力室中の圧力が逆に各軸受面へ働く
ことにより、軸受負荷ゼロを確認することも困難ではな
い、このすきまは、運転中に間隙部での充分な絞り効果
が生じるように定める必要がある０通常これはほぼすき
まばめの範囲内にある。

好ましい実施例においては、圧力媒体ポケットをもつ２
個のセンサと、逆方向に変化する間隙部とが設けられて
いる。ここでは測定装置は高い感度を有している。何故
ならば、軸受負荷がある場合、対向するセンサに所属す
る間隙部が逆方向に変化するため、一方のポケット圧力
が上昇し、他方のものが低下し、これは対応して大きな
圧力差を生じる。その他、この構造は軸受負荷の両作用
方向に適している。

別の、より簡単な可能性は、一方のセンサが少くとも１
つの圧力媒体ポケットを備えており、他方のセンサが圧
力室としてシリンダを備え、その中へ軸受負荷のための
ピストンが入れである。一定の圧縮応力を受けることが
できるピストンは、より大きい機械的公差を補整するこ
とを可能にする。

望ましいのは両センサの有効圧力面がほぼ同じ大きさで
あることである。これはセンサ測定値として調査された
圧力を簡単に差の形成によってモニタすることを可能に
する。

圧力媒体が空気あるいはその他の気体でなく、圧力液、
特にたわみ調整ロールの支持要素の運転にも利用される
のと同じ圧力油であるのが特に有利である。このような
液体は、ポケットに後続する間隙部でのはるかに高い圧
力下降にいたる。このためポケットの中で比較的高い圧
力を作ることができる。これは測定精度を高め、軸受領
域における有効な支持力を調達することを可能にすする
。のみならず液体クツションは、振動緩衝の働きをする
有利な特性を有している。

１つの実施例では、圧力媒体源が各圧力媒体ポケットに
指定の体積流を供給するように設計されており、これは
たとえば、少くとも１つの圧力媒体ポケットを備えるそ
れぞれのセンサのために、容積式ポンプが存在すること
によってか、もしくは後続する配置器をもつ容積式ポン
プが設けられていることによって行われる。指定の体積
流により、後続する間隙部の絞り抵抗に応じて、ポケッ
ト圧力が変化する。指定の体積流は通常一定であるが、
しかしたとえば他の測定領域を得るために変化させるこ
ともできる。

別の実施例においては、圧力媒体源が前置した絞りを通
じて、圧力媒体ポケットと連結している。これによって
各圧力媒体ポケットにつき、固定の第１の絞りと可変の
第２の絞りをもつ圧力配分器が得られる。一定のポンプ
圧ではポケット圧力が間隙の大きさに応じて変化する。

前置絞りの絞り傾向が、軸受面の同心位置において間隙
のそれよりも大きいのが適切である。

このようにして軸受面が無負荷状態において高い圧力を
受けることが避けられる。特に有利であるのは、軸受面
が回転不能の２つの部分に構成されていることである。

測定結果は従って流体動力学的効果によってではなく。

回転角に応じた間隙変化によって影響される。

ロールシェルが回転不能のキャリアを囲んでおり、末端
においてロール軸受を通じて内部軸受ブシュとキャリア
の上に支承されているロールにおいては、従って軸受面
を軸受ブシュおよびキャリアにおいて構成することが望
ましい。

特に敏感な測定が得られるのは、圧力媒体ポケットがそ
れぞれ一つの溝によって囲まれてとり、この溝が排出口
と連結している場合である。

これは特に、圧力媒体ポケットが丸く、溝が円形である
場合に当てはまる。変化する間隙はこの場合、両センサ
を貫通する平面中にあり、ここでは間隙変化が最も大き
い。これは高い測定精度を生じる。

その他の可能性として、圧力媒体ポケットの間に軸方向
溝が設けられており、これらが排出口と連結している。

これは特に、圧力媒体ポケットが長方形である場合に適
用される。このようにして比較的大きいポケットが作ら
れ、その結果、軸受は比較的大きい力を受けることがで
きる。

別の構成においては、圧力媒体室をもつそれぞれ約９０
°ずらせた４個のセンサが設けられており、そのうち所
属する排出口ポケットをもつ少くとも二つの圧力媒体ポ
ケットと、互いに対向するポケットに所属する二つのモ
ニタ装置とが設けられているように構成されている。従
って軸受負荷は作用方向でも、またこれに直角にでもｆ
Ｉ認できる。

圧力媒体ポケットがそれぞれ１つの蓄圧器と連結してい
るのも有利である。これは軸受領域における適切な振動
緩衝にいたる。

さらに軸受負荷の目標値の維持のために、たわみ調整ロ
ールの支持要素のための圧力制御装置が、モニタ装置に
よって影響できる。測定結果が変化すると、これは個別
の、あるいはすべての支持要素における圧力変化によっ
て修正される。

軸受負荷の目標値を維持するために、圧力媒体源がモニ
タ装置によって影響できることが特に有利である。すな
わちポンプ圧力または搬送された体積流の変化によって
、ポケットの中の圧力が維持されるならば、軸受を通じ
てロールシェルの形態に影響を及ぼすことができる。

（実施例および発明の効果） 本発明を以下図面に示した好ましい実施例を用いて、よ
り詳細に説明する。

第１図と第２図におけるたわみ調整ロール１はロールシ
ェル２を備え、これはキャリア３が貫通している。この
キャリアは両端で回転不可能にスタンド部分４．５に支
承されている。そノ上にロールシェルが圧力媒体で負荷
した支持要素６と、逆方向に働く支持要素７とを用いて
支えられている。導管路８を通じて圧力液が供給され、
その圧力は調整器９によって決定される。ロールシェル
２はその末端部においてロール軸受１０の上に支承され
ており、その内部軸受ブシュ１１はキャリア３の軸受部
分１２の上に回転不能に支承されている。ブシュ１１は
シリンダ状の内側軸受面１３を備え、キャリア軸受部分
１２はシリンダ状の外側軸受面１４を備えている。両軸
受面は互いにすきまばめではめ合わさっているため、僅
かな運動可能性を残している。

測定装置の形成のために、キャリア軸受部分１２の軸受
面１４には、対向する側の上に圧力媒体ポケット１５．
１６およびその間に排出ロボケット１７および１８が設
けられている６圧力媒体ポケット１５の中心線は、たわ
み調整ロール１の作用面にある。これらのポケット１５
と１６は、共に圧力媒体源Ｐを形成する各一つの容積式
ポンプ１９と２０により、一定の圧力媒体体積流を供給
される。再排出ロボケット１７と１８は、この場合は受
器である排出口２１と連結している。ポケット１５と１
６の側縁には間隙部２２と２３が生じ、これらはキャリ
ア軸受部分１２に相対的なブシュ１１の移動の際に逆向
きに変化する。たとえばブシュ１１が軸受部分１２に相
対的に下向きに運動すると、間隙部２２の場合はより大
きい、間隙部２３の場合はより小さい絞り抵抗が生じる
。従ってポケット１５の中の圧力は上昇し、ポケット１
６の中の圧力は低下する。圧力差はモニタ装置２４を用
いて算出され、この装置はロールの外部で、ポンプ１９
または２０と所属する圧力媒体ポケット１５または１６
との間の連結管２５．２６に接続している。のみならず
これらの導管は、緩衝蓄圧器２７または２８を備えてい
る。モニタ装置２４の当初値は、支持要素６と７に調整
器９が影響することにより与えることができ、このため
一定の軸受負荷、たとえば軸受負荷ゼロが維持される。

外からロールシェルに働くすべての撹乱力は、ロール軸
受１０での反作用力を形成する。

ロール軸受はこれらの反作用力をブシュ１１に伝達し、
ブシュは再びキャリヤ軸受部分１２の上に支えられてい
る。ブシュ１１は二つの圧力液クツションによって負荷
されない状態において−また１センサあたり１ポケット
以上の使用の際−にそれ以上のクツションの場合も、キ
ャリア軸受部分１２に向かって変位する。これらの反作
用のために間隙２２が縮小し、間隙２３が拡大すると、
圧力差が生じ、これが撹拌力の力に応じて平衡を保つ。

この圧力差は従って支持要素６における撹拌力の調整の
ための測定量として用いることができる。一定のまたは
調整可能な体積流供給のため、比較的大きい軸受力が流
体静力学的に捕捉できる。

第３図によれば圧力源Ｐとして唯一の容積式ポンプ２９
が利用されており、これは配置器３０を通じて両ポケッ
ト１５と１６に希望の、特に一定の体積流を供給する。

これは第２図に代わる別の簡単な方法である。

第４図による実施例では圧力源Ｐとして共通のポンプ３
１が設けられており、これは各一つの絞り３２と３３を
通じて導管２５または２６と連結している。これらの絞
り３２と３３は、軸受面１３と１４の中心位置において
、間隙２２と２３の絞り抵抗よりも高い絞り抵抗を有し
ている。モニタ装置２４は再びポケット１５と１６の中
の圧力差を確認する。

ポンプ３１のポンプ圧は一定に保たれるか、あるいは評
価装置の出力値に応じて調整器３４によって調整される
。絞り３２は後続する間隙部２２とともに、絞り３３が
後続する間隙部２３と行うと全く同様に、圧力配分器を
形成する。配分比は軸受ブシュ１１とキャリア部分１２
の相対的位置によって変化する。

これまで述べたすべての変化において、流体静力学的潤
滑間隙が生じ、これはロールシェル２を流体静力学的支
持要素６と結びついて完全に圧力液クツションの上に浮
遊支持される。

これは、場合により蓄圧器２７と２８と組み合わせて、
スタンド５に関してロールシェル２の最適の緩衝を生じ
る。

第５．６図による実施例の場合、同じ部分に同じ参照番
号、また対応する部分に１００を加えた参照番号を使用
している。キャリア軸受部分１１２で構成されたポケッ
ト１１５と１１６は円形に構成されており、それぞれリ
ング状の溝１１７または１１８によって囲まれており、
この溝は軸受方向溝３７を通じて大気または排出口と連
結している。間隙部１２２と１２３は従って円環形であ
る。

これらは作用面の近くにあるため、位置変化の際には間
隙変化が、従ってポケット１１５と１１６中の圧力変化
が最も大きい。

第７図と８図による実施例では、同じ部分に同じ参照番
号、また対応する部分には２００を加えた参照番号を使
用している。この場合、圧力媒体ポケット２１５と２１
６は長方形であり、比較的大きい面を覆っているため、
それだけ大きい軸受力が現れる可能性がある。

排出ポケット２１７と２１８は軸方向溝によって形成さ
れている。この実施例はさらに、対応するポケットがキ
ャリア軸受部分２１２の中の代わりに軸受ブシュ２１１
の中にも構成することができることを示している。

第９．１０図による実施例では、同じ部分に参照番号、
また対応する部分に３００を加えた参照番号を用いてい
る。この構造は第５．６図のそれに対応するが、しかし
作用面に直角に、所属する排出リング溝４０または４１
をもつ別の二つの圧力媒体ポケット３８と３９を備えて
いる。これらはポケット１１５と１１６と同様の方法で
圧力媒体を供給される。対応するモニタ装置を用いて、
このポケット中での圧力差が算定され、これに応じてた
わみ調整ロール１の横負荷が修正される。

第１１図による実施例では、再び同じ部分に同じ参照番
号、また対応する部分には４００を加えた参照番号が用
いられる。キャリア軸受部分４１２の上部では、圧力媒
体ポケット４１５、間隙部４２２、排出ポケット４１７
が第５．６図の図面に対応する。キャリア軸受部分４１
２の下部ではこれに反して圧力室４１６があり、これは
シリンダ４２およびその中に入れたピストン４３によっ
て限定される圧力室４１６がある。導管４２６を通じて
一定の初期応力が供給される。このためピストン４３が
内部の内側軸受ブシュ１１を下向けに負荷し、一方圧力
媒体ポケット４１５の中の圧力は上向きの負荷を生じる
。上からの軸受負荷が増すと、間隙部４２２が減少し、
圧力媒体ポケット４１５の中の圧力が上昇するため、新
しい平衡状態が生じ、これが軸受負荷の基準となる。ピ
ストン４３はすきまばめに関してより大きい公差を補整
でき、−力対向する２つの圧力媒体ポケットでは、間隙
部４２２が一定の値を越えてはならない。

出願に使用した「すきまばめ」という表現は、両輪受面
の間に存在する、軸受負荷の変化の際に圧力ポケット中
で上記の圧力変化を生じるすべての種類のはまり方にわ
たるものである。従って遊びはμ領域にあってもよいし
、また非常に大きいすきまばめに相当することもあり、
後者は特にピストン４３を使用する場合である。ロール
末端を固定するための軸受機能はこの場合、失われるこ
とはない。

本発明による測定装置を用いて、軸受負荷を測定できる
ばかりでなく。またロール重量をも測定することができ
る。ロールが外部の力で負荷されていない場合、測定装
置を用いて「秤量」することができる。

本発明による測定装置は、たわみ調整ロールに所属して
いないロール軸受にも、あるいはたとえばＤＥ−Ｏ３２
８１８０１１から公知のような、たわみ調整ロールに隣
接している特殊な測定ロールの場合にも使用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による測定装置を備えるたわみ調整ロー
ルの縦断面図、第２図は第１の種類の圧力媒体源を有す
る、第１図の線Ａ−Ａに沿った横断面図、第３図は圧力
媒体源の変化したもの、第４図は別の種類の圧力媒体源
を有する、第２図に類似の横断面図、第５図は別の実施
例の第６図の線Ｂ−Ｂに沿った横断面図、第６図は第５
図の線Ｃ−Ｃに沿った部分縦断面図、第７図は第３の実
施例の横断面図、第８図はこの第３の実施例の部分縦断
面図、第９図は第４の実施例の横断面図、第１０図はこ
の第４の実施例の部分縦断面図、第１１図は第５の実施
例の横断面図を示す。 （１）−・たわみ調整ロール、（２）−ロールシェル、
（３）・−キャリヤ、（４）　（５）−・スタンド部分
、（６）（７）・・・支持要素、（８）・−・−導管路
、（９）−調整器、ＱＯ）−ロール軸受、ＯＤ−内側軸
受プッシュ、 Ｑ２）　（１１２）　（４１２）キャリヤ軸受部分、Ｑ
３）−内側軸受面、圓−外側軸受面、（１５）　（１６
）　（１１５）（１１６）　（２１５）　（２１６）　
（４１５）−圧力媒体ポケット、（１７）　（１８）　
（１１７）　（１１８）　（２１７）　（２１８）　（
４１７）排出ポケット（１９（２０）　（２９）　（３
１）　−容積式ポンプ、（２１）−−・排出口、（２２
）　（２３）　（１１２）　（１２３）　（２２２）（
２２３）　（４２２）間隙部、（２４）・−・モニタ装
置、（２５）（２６）　（４２６）　一連結管、（２７
）　（２８）−・線面蓄圧器、（３０）−一一配管器、
（３２）　（３３）−絞り、（３７）−軸方向溝、（３
８）　（３９）−圧力媒体ポケット、（４０）　（４１
）−・−・排出リング溝、（４３）・・−ピストン、（
Ｐ）　−・圧力媒体源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、特にたわみ調整ロールを備える機械における、ロー
   ル軸受の軸受負荷を把握するための測定装置で、すきま
   をもって互いにはまり合う二つの軸受面の領域にある軸
   受の互いに対向する側に配置された少くとも２つのセン
   サと、センサ測定値を処理するモニタ装置とを備えるも
   のであって、両センサが圧力媒体源（Ｐ）によって供給
   できる、軸受面を負荷する少くとも１つの圧力室を備え
   ること、少くとも１つのセンサにおいて、圧力室が少く
   とも一つの圧力媒体ポケット（１５、１６；３８、３９
   ；１１５、１１６；２１５、２１６；４１５）として、
   軸受面の少くとも１つに構成されており、これが軸受面
   の間に形成された間隙部（２２、２３；１２２、１２３
   ；２２２、２２３；４２２）を通じて排出口（２１）に
   連結していること、また圧力室の中に支配する圧力がセ
   ンサ測定値を形成することを特徴とする測定装置。 ２、圧力媒体ポケット（１５、１６；３８、３９；１１
   ５、１１６；２１５、２１６）を備える２つのセンサと
   、逆方向に変化する間隙部（２２、２３；１２２、１２
   ３；２２２、２２３）が設けられていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載の測定装置。 ３、一方のセンサが少くとも一つの圧力媒体ポケット（
   ４１５）を備えており、他方のセンサが圧力室（４１６
   ）としてシリンダを備えており、その中に軸受面負荷の
   ためのピストン（４３）が入れてあることを特徴とする
   、特許請求の範囲第１項に記載の測定装置。 ４、両センサの有効圧力面がほぼ同じ大きさであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項までの一
   つの項に記載の測定装置。 ５、圧力媒体が圧力液であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項から第４項までの一つの項に記載の測定装
   置。 ６、圧力媒体源が指定された体積流を各圧力媒体ポケッ
   トに供給することを特徴とする特許請求の範囲第１項か
   ら第５項までの１つの項に記載の測定装置。 ７、それぞれ少くとも１つの圧力媒体ポケットのための
   圧力媒体源（Ｐ）を有するセンサが、容積式ポンプ（１
   ９、２０）を備えることを特徴とする。特許請求の範囲
   第３項に記載の測定装置。 ８、圧力媒体源（Ｐ）が後続する両配量器（３０をもつ
   容積式ポンプ（２９）を備えることを特徴とする、特許
   請求の範囲第６項に記載の測定装置。 ９、圧力媒体源（Ｐ）が前置した絞り（３２、３３）を
   通じて圧力媒体ポケットと連結していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第５項までの１つの項に記
   載の測定装置。 １０、前置した絞り（３２、３３）の絞り抵抗が、軸受
   面（１３、１４）の同心位置において、間隙部（２２、
   ２３）の絞り抵抗よりも大きいことを特徴とする、特許
   請求の範囲第９項に記載の測定装置。 １１、軸受面（１３、１４）が二つの回転不能部分（１
   １、１３）に構成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項から第１０項までの一つの項に記載の測定
   装置。 １２、ロールシェルが回転不能キャリヤを囲んでおり、
   末端で内側軸受ブシュをもつロール軸受を通じてキャリ
   アの上に支承されているロールについての、特許請求の
   範囲第１１項に記載の測定装置であって、軸受面（１３
   、１４）が軸受ブシュ（１１）とキャリア軸受部分（１
   ２）において構成されていることを特徴とする測定装置
   。 １３、圧力媒体ポケット（１５、１６；１１５、１１６
   ；３８、３９）がそれぞれ溝（１１７、１１８）によっ
   て囲まれており、溝が排出口と連結していることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第１３項までの一つの
   項に記載の測定装置。 １４、圧力媒体ポケット（１１５、１１６；３８、３９
   ）が丸く、溝（１１７、１１８）が円形であることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１３項に記載の測定装置。 １５、圧力媒体ポケット（１５、１６；２１５、２１６
   ）の間に軸方向溝（１７、１８；２１７、２１８）が設
   けられており、これらが排出口と連結していることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第１４項までの１つ
   の項に記載の測定装置。 １６、圧力媒体ポケット（１５、１６；２１５、２１６
   ）が長方形であることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １５項に記載の測定装置。 １７、それぞれ約９０°ずらせた四つのセンサが圧力媒
   体室（２１５、２１６；３８、３９）を備え、そのうち
   少くとも二つの圧力媒体ポケットが所属する排出ポケッ
   トを備え、またそれぞれ対向する二つのポケットに所属
   するモニタ装置（２４）が設けられていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項から第１６項までの一つの項
   に記載の測定装置。 １８、圧力媒体ポケット（１５、１６）がそれぞれ蓄圧
   器（２７、２８）と連結していることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項から第１７項までの一つの項に記載の
   測定装置。 １９、軸受負荷の目標値を維持するために、たわみ調整
   ロール（１）の支持要素（６、７）のための圧力制御装
   置（９）が、モニタ装置（２４）によって影響できるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第１８項まで
   の一つの項に記載の測定装置。 ２０、軸受負荷の目標値維持のために、圧力媒体源（３
   １）が評価装置（２４）によって影響できることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第