支撐輥的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種特別是用于軋機設備或者用于金屬產品的鑄造、輸送或者矯直的裝置的支撐輥(1、10)，該支撐輥包括圓柱形的輥軸(2、20)、與輥軸(2、20)同軸地布置的空心圓柱體形狀的外環(3、30)以及布置在輥軸(2、20)和外環(3、30)之間的多個滾動體(5、50)。根據本發明，輥軸(20)在其中軸(A)和負載引入位置之間還至少區段式地包括空腔(70)。由于提供了根據本發明的空腔，特別地提高了支撐輥的承載量和/或使用壽命。
【專利說明】支撐輥

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于軋制設備、鑄造設備或矯直設備的支撐輥，該軋制設備、鑄造設備或矯直設備用于制造或者加工金屬產品，例如帶材、板材、型材或者類似部件。

【背景技術】
[0002]上述領域中的支撐輥已經眾所周知并且通常以兩列或者三列的形式構造，其中，輥軸固定地支承在軸承體中并且圍繞該輥軸設置以能夠在滾動體上旋轉的方式支承的外環。
[0003]圖1示意性地示出了這種已知的結構。所示結構包括支承在軸承體9中的支撐輥1，該支撐輥包括具有中軸線a以及多個滾動體5的輥軸2和相應的外環3，該外環能夠與金屬產品或者軋輥相接觸。由線性力F示出通過金屬產品或軋輥作用在滾動體上的載荷或者說負載引入。該力例如可以是在矯直機中矯直過程的結果或者也可以是僅通過金屬產品的自身重量產生的。負載引入部位或者說負載引入點的位置通常不局限于所示的垂直位置。負載也能夠以其他角度作用在支撐輥或者說該支撐輥的圓周上。
[0004]所示結構的缺點在于,滾動體恰好在頂點處受到非常大的載荷。特別是在某些時間點上僅在一列的處于頂點位置的滾動體負載最大。
[0005]由此造成一列滾動體中的滾動體的承載情況非常不均勻。由于引入的在外環上的線狀負載，處于頂點位置的滾動體承受相應列所接收的負載的約直至50%。
[0006]這導致，支撐輥的(動態)承載量和使用壽命降低。
[0007]特別是在矯直機中沿輥軸出現不均勻的力，由于該力單獨的滾動體相對于其在縱向上相鄰的滾動體受到非常大的載荷。


【發明內容】

[0008]在這種現有技術的基礎上，本發明的技術目的在于提供一種支撐輥，其中提高或者說優化了(動態)承載量和/或使用壽命。
[0009]優選地，還可以克服上述缺點中的至少一個。
[0010]為了實現該技術目的，本發明包括特別是用于軋機設備或者用于金屬產品的鑄造、運輸或者矯直的裝置的支撐輥，該支撐輥具有圓柱形的輥軸、與輥軸同軸地(能夠旋轉地)布置的空心圓柱體形狀的外環以及布置在輥軸和外環之間的多個滾動體(或者滾動體列)。根據本發明，輥軸(至少區段式地)具有與其(幾何形狀上的)中軸線偏心布置的空腔，該空腔基本上能夠布置在輥軸的中軸線和負載引入(到支撐輥或者外環的圓周上)的位置之間。
[0011]由于根據本發明的結構使得輥軸具有用于使在負載的頂點位置的承受載荷的滾動體偏移的彈性。特別是作用在滾動體上的負載在輥軸的縱向以及輥軸的周向上更好地分布到相鄰的滾動體上。提高了支撐輥的使用壽命和動態承載量并且減小了輥軸承的磨損。特別是作用在外環上的線性負載這時更好地分布到滾動體列的各個滾動體上。
[0012]滾動體通常優選以沿輥軸的中軸線方向相互并列放置的多個滾動體列的方式布置。輥軸看作是具有圓形橫截面的圓柱體。
[0013]提供多個較高品質或者更加耐磨損的滾動體不再是強制必需的。僅通過在輥軸中設置空腔就大大改善了負載分布以及耐久性。另一方面，使用非常高品質以及耐磨損的滾動體從而使得裝置的耐久性最大化同樣是可行的。
[0014]術語“金屬產品”特別是指金屬帶材、板材、型材或者其他金屬部件。
[0015]根據支撐輥的一個優選的實施方式，空腔在輥軸的長度的至少80%上延伸。特別地，空腔也能夠在滾動體的整個長度上延伸。
[0016]根據支撐輥的另一個優選的實施方式，空腔構造為孔，該孔基本上平行于輥軸的中軸線延伸。如果設有孔，那么通過僅一個操作步驟(即鉆孔)就明顯改善支撐輥的耐久性。
[0017]根據支撐輥的另一個優選的實施方式，孔的中軸線基本上處于經過輥軸的負載引入點和輥軸的中軸線展開的平面中。輥軸承的載荷恰好在該區域中最大。
[0018]根據支撐輥的另一個優選的實施方式，孔具有相當于在輥軸的半徑的50%和95 %之間、優選其75 %和90 %之間的直徑。
[0019]根據支撐輥的另一個優選的實施方式，輥軸的在孔上方(或者說在負載引入方向上)余留的壁厚是輥軸的半徑的至少5%以及優選至少10%。
[0020]根據支撐輥的另一個優選的實施方式，輥軸的在孔上方(或者說在負載引入方向上)余留(并且靠近孔處)的壁厚是輥軸的半徑的最高50%以及優選最高25%。
[0021]所述區域能夠具有載荷承受能力和彈性的良好協調。
[0022]根據支撐輥的另一個優選的實施方式，滾動體構造為球形元件或圓柱形元件。
[0023]根據支撐輥的另一個優選的實施方式，外環和/或滾動體分別具有在輥軸的直徑的20%和50%之間以及優選在其25%和40%之間的橫截面厚度。
[0024]根據支撐輥的另一個優選的實施方式，該支撐輥還包括位于輥軸和滾動體之間的內環以用于保護輥軸免受機械磨損。該內環優選能夠具有小于輥軸的半徑的20%以及優選小于其10%的最大橫截面厚度。
[0025]本發明還包括特別是用于軋機設備或者用于金屬產品的鑄造、運輸或者矯直的裝置的輥裝置。這種輥裝置一方面包括根據本發明的支撐輥并且另一方面包括用于支承支撐輥的器件。這種器件能夠包括至少一個軸承體(優選至少兩個軸承體)。特別地，輥軸原則上能夠固定地(不可旋轉地)由該器件或者軸承體支承。
[0026]此外，本發明包括具有至少一個根據上述實施方式中任一個所述的支撐輥或者輥裝置的矯直機、鑄造機或軋機。
[0027]最后，本發明還包括一種用于制造支撐輥的方法，該方法包括以下步驟:提供輥軸,將偏心的孔引入輥軸中以及將輥軸、滾動體和空心圓柱體形狀的外環組成支撐輥。同時(成列的)滾動體在外環和輥軸之間構成能夠旋轉的軸承。
[0028]上述實施方式及其特征能夠相互結合或者彼此替換。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]下面簡要說明實施例的附圖。實施例的詳細說明給出其他細節。
[0030]在附圖中:
[0031]圖1示出了根據現有技術的支撐輥的示意性的局部立體橫截面圖；以及
[0032]圖2示出了根據本發明的實施例的支撐輥的示意性的局部立體橫截面圖。

【具體實施方式】
[0033]在開頭已經描述了涉及現有技術的圖1。圖2示出了支承在軸承體90中的支撐輥10。類似于圖1所示的支撐輥1，支撐輥10包括輥軸20，外環30以及處于外環30和輥軸20之間的滾動體50。滾動體優選以多個(并排的)列的方式布置。對此，輥軸20包括中軸線A，在該中軸線上方設有空腔70。優選地，空腔70 (垂直于中軸線或者說輥軸地)包括圓形橫截面。但是該橫截面也能夠構造成橢圓形或者多邊形。多個空腔或者平行布置的孔70也是可行的。本發明并不局限于處于中軸線A上方的空腔或者孔70。確切地說，空腔或孔70優選布置成，該空腔或孔基本上布置在負載引入到輥10上的位置和中軸線A之間。這樣的負載例如由另一個軋輥、另一個輥或者金屬產品，特別是待矯直的金屬產品作用到支撐輥10上。
[0034]如通常地那樣，輥軸20優選固定地支承在軸承體90中。支撐輥或者支撐輥裝置的輥軸和其余元件連同軸承體90能夠優選大部分由鋼或鋼合金制成。
[0035]通常，首先在支撐輥10運轉過程中使負載或者說力F作用在支撐輥10的圓周上。支撐輥或者說外環的圓周例如同樣能夠描述為圓柱形的外殼。不均勻的負載分布特別是可能出現在矯直機的區域中。
[0036]通過將孔或者空腔70引入輥軸20中能夠使這種負載F更好地經過滾動體50分布到輥軸20上或者滾動體50和輥軸20之間的額外的內環上。
[0037]通常，通過空腔70的構造還能夠使得作用在滾動體50上的負載更好地(沿輥的周向以及軸向)導出到包圍空腔的滾動體50上。
[0038]優選地，通常來說輥軸20的外形沿軸向變化同樣是可行的。即，例如輥軸20在中間區域(沿軸向看)優選具有比輥軸20的位于軸向外側的區域更大的橫截面，但是也可以選擇性地具有更小的橫截面。
[0039]外環30、滾動體50和輥軸20的優選的相對直徑已經在本發明的公開內容中提及。
[0040]最后，本領域技術人員能夠調整本發明的相應特征或者其實施方式來匹配所給出的條件。
[0041]附圖標記列表
[0042]I支撐輥
[0043]2 輥軸
[0044]3 外環
[0045]5滾動體
[0046]9軸承體
[0047]10支撐輥
[0048]20 輥軸
[0049]30 外環
[0050]50滾動體
[0051]70空腔/孔
[0052]90軸承體
[0053]a輥軸的中軸線
[0054]A輥軸的中軸線
[0055]D空腔的直徑/孔的直徑
[0056]F支撐輥的圓周上的力/支撐輥的圓周上的負載引入
[0057]M孔的中軸線
[0058]W棍軸朝向負載引入位置的最小壁厚
【權利要求】
1.一種支撐輥(110),其特別是用于軋機設備或者用于金屬產品的鑄造、輸送或者矯直的裝置，所述支撐輥包括: 基本上呈圓柱形的輥軸(2.20)； 與所述輥軸(2.20)同軸地布置的空心圓柱體形狀的外環(3.30)；以及 布置在所述輥軸(2.20)和所述外環(3.30)之間的多個滾動體(540)； 其特征在于，所述輥軸(20)至少區段式地包括與其中軸線(八)偏心布置的空腔(70),所述空腔基本上能夠布置在所述中軸線(八)和負載引入(的到所述支撐輥(110)的圓周上的位置之間。
2.根據權利要求1所述的支撐輥，其特征在于，所述空腔(70)平行于所述輥軸(20)的中軸線(八)在多個滾動體(540)的長度上延伸和/或在所述輥軸(20)的長度的至少40%上延伸，優選在所述輥軸的長度的至少80 %上延伸。
3.根據權利要求1或2所述的支撐輥，其特征在于，所述空腔(70)為孔(70)，所述孔基本上平行于所述輥軸(20)的中軸線(八)延伸。
4.根據權利要求3所述的支撐輥，其特征在于，所述孔(70)的中軸線(1)基本上處于在所述輥軸(20)的負載引入位置和所述輥軸的中軸線(八)之間展開的平面中。
5.根據權利要求3或4所述的支撐輥，其特征在于，所述孔(70)的直徑在所述輥軸(20)的半徑的50%和95%之間，優選在所述輥軸(20)的半徑的75%和90%之間。
6.根據權利要求3至5中任意一項所述的支撐輥，其特征在于，所述輥軸(20)的在所述孔(70)旁邊的負載引入位置的方向上余留的最小壁厚(1)是所述輥軸(20)的半徑的至少5%，優選至少10%。
7.根據權利要求3至6中任意一項所述的支撐輥，其特征在于，所述輥軸(20)的在所述孔(70)旁邊的負載引入位置的方向上余留的最小壁厚(1)是所述輥軸(20)的半徑的最高50%，以及優選最高25%。
8.根據前述權利要求中任意一項所述的支撐輥，其特征在于，所述滾動體(50)為球形元件或圓柱形元件(50)。
9.根據前述權利要求中任意一項所述的支撐輥，其特征在于，所述外環(30)和/或所述滾動體(50)的截面厚度分別在所述輥軸(20)的直徑的20%和50%之間，以及優選在所述輥軸(20)的直徑的25%和40%之間。
10.根據前述權利要求中任意一項所述的支撐輥還包括: 布置在所述輥軸(20)和所述滾動體(50)之間的內環以用于保護所述輥軸(20)免受機械磨損。
11.根據權利要求10所述的支撐輥，其特征在于，所述內環的最大截面厚度小于所述輥軸(20)的半徑的20%，優選小于所述輥軸(20)的半徑的10%。
12.一種輥裝置，特別是用于軋機設備或者用于金屬產品的鑄造、輸送或者矯直的裝置，所述輥裝置包括: 根據前述權利要求中任意一項所述的支撐輥(10)；以及 用于支承所述支撐輥(10)的器件，所述器件優選包括軸承體(90)。
13.根據權利要求12所述的輥裝置，其特征在于，所述輥軸(20)由用于支承的器件固定地支承。
14.一種矯直機、鑄造機或軋機，其包括至少一個根據前述權利要求中任意一項所述的支撐輥(10)或者根據前述權利要求中任意一項所述的輥裝置。
15.一種用于制造根據權利要求1至11中任意一項所述的支撐輥(10)的方法，所述方法包括以下步驟: 提供輥軸(20)； 將偏心的孔(70)引入所述輥軸(20)中；以及 將所述輥軸(20)、滾動體(50)和空心圓柱體形狀的外環(30)組成支撐輥(10),其中，所述滾動體(50)在所述外環(30)和所述輥軸(20)之間構成能夠旋轉的軸承。
【文檔編號】B21B13/14GK104302413SQ201380022216
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年4月22日 優先權日:2012年4月26日
【發明者】J·阿特爾, M·布羅伊爾, M·基平, O·N·耶普森, O·豪斯曼 申請人:西馬克·西馬格公司