专利名称：轧辊及用于轧辊的弹簧的制作方法
技术领域：
在第一方面，本发明涉及一种轧辊，包括辊轴和两个轴向间隔分开的止动环，其中一个止动环固定而另一个是锁紧螺母，多个形式为辊环和/或隔离环的其它环被安装在止动环之间，以及包括至少一个具有两个轴向间隔分开的端部的弹簧。
在第二方面，本发明还涉及一种这样的弹簧。
背景技术：
在大体如上所述的这种被本领域技术人员称为复合轧辊的轧辊中，重要的是辊环保持压靠存在的隔离环形成紧密接触，从而使得环不会相对彼此滑动。出于此目的，只有锁紧螺母本身是不够的，因此必需在一组环中设置至少一个强有力的弹簧，其可以长时间连续地对环施加弹簧预应力。出于此目的，其中贝氏弹簧先前已用(例如参见US5735788)。然而，出于许多不同的原因，贝氏弹簧的使用结果并不良好。其原因之一是这种弹簧具有过快松弛或疲劳的倾向。另一原因是贝氏弹簧与相邻环仅具有线接触而非面接触。
发明内容
本发明旨在排除先前已知轧辊以及其中关联的弹簧中所包括的弹簧预应力问题，并且旨在分别提供改进的轧辊和弹簧。因此，本发明的主要目的是提供一种适合于复合轧辊的弹簧，其强有力且具有长的使用寿命，从而它可以以强有力的方式长时间工作而无松弛。其他目的是提供一种具有短行程或弹簧长度并且尽管如此仍能产生相当大的动态弹簧力的弹簧。本发明的附加目的是提供一种弹簧，它具有适度的轴向延伸从而使得不会不必要地干扰止动环之间的可用空间(轧辊宽度)。此外，本发明旨在提供一种保证与相邻环之间的面接触而非线接触的弹簧。
根据本发明，第一方面，至少主要目的由限定在独立权利要求1中的轧辊来获得。根据本发明的轧辊的有利实施例还限定在从属权利要求2中。
在另一方面，本发明还涉及一种这样的轧辊弹簧。这种弹簧的重要特征存在于独立权利要求3中。根据本发明的弹簧的优选实施例还限定在从属权利要求4-10中。
附图中图1是其中包括有根据本发明的弹簧的复合轧辊的局部纵向剖视图，图2是该弹簧的单独透视图，图3是弹簧的端视图，并且图4是沿图3中A-A的放大纵向剖视图。
具体实施例方式
在图1中，参考数字1指具有转动对称基本形状并且具有两个轴向间隔分开的止动环2、3的可驱动辊轴，该止动环之一即环2固定而另一个是锁紧螺母3。该固定的止动环2可被制成如图1所示的环状轴肩形式，或被制成独立环(未示出)形式，该独立环虽然轴向相对于该轴锁定但可分离地安装于轴上。可分离的锁紧螺母3通过包括螺母环内侧上的内螺纹和轴上的外螺纹的螺纹接头4连接于该轴。
在止动环2、3之间设置一组可分离的环，其中某些是辊环5而其它的是隔离环6。专用的隔离环6A插入在辊环5和指示为7的环状弹簧之间。总体上，所有的环具有转动对称的、更具体而言圆柱形的基本形状，从而它们一方面限定在外和内圆柱形表面8、9之间另一方面限定在相对的平面端面10之间。通常由车削加工而成的圆柱形表面8、9由轴的中心轴线C限定。
图2-4详细描述了弹簧7的特性。
图2中，可以看到弹簧7也具有由外和内圆柱形表面11、12确定的、与中心轴线C同心的转动对称基本形状(在安装状态下，弹簧环的中心轴线与辊轴1的中心轴线一致)。此外，弹簧体由相对的轴向间隔分开的大致环状端部13、14限定。为了在以下的说明书中提供清晰的概念，以上端部分别被称为前端和后端。然而，这些仅关于图2而言，其中端部13显示在前端而端部14在后端。
如图4所示，多个狭槽或间隙15在弹簧体前端13开口，这些狭槽向着后端14延伸但未到达该后端。在此例中，前开口槽15的数目共有两个。以这种方式，狭槽15将整体分离为三个不同的薄层16、17、18，每一个薄层具有自由端面19、20、21。
每个狭槽15由两个间隔分开的圆柱表面22、23限定，这些表面同心并且终止于底部24。
在弹簧体的后端14中，两个类似的第二狭槽25开口，它们向着前端13延伸而未到达该前端。在与狭槽15相同的方式下，狭槽25分离出三个后向薄层26、27、28。该三个薄层的端面指示为29、30、31。该狭槽25也由终止于底部34的圆柱形同心限制面32、33限定。
在图4中，L1指弹簧体的总长度或轴向延伸，而L2指单个狭槽25的长度或深度。有利地，全部的四条狭槽，即也包括狭槽15，具有相同的深度L2。虽然狭槽的深度可能在相当宽的范围内变化，并且从而改变弹簧的特性，但是深度L2应占弹簧体总长度L1的至少60％。另一方面，狭槽深度L2不应超过长度L1的90％。
各个狭槽15有利地位于两个相邻狭槽25之间的大约一半处。两个外侧的前向薄层17、18的材料厚度两倍于内侧的前向薄层16的相应材料厚度(例如这取决于外径和内径之差)。相反地，外侧的后向薄层28的材料厚度是两个内侧的后向薄层26、27的材料厚度的一半。
根据本发明的重要特征，弹簧体的每个端部的端面之一相对于一个或多个相邻薄层的端面轴向移位。因此，如图4中清晰可见，中间的前向薄层16的端面19相对于最接近的薄层17的端面20轴向(向前)移位。此外，在本例中，薄层17的端面20相对于最外薄层18的端面21轴向向前移位。在弹簧的无负载状态下，如图4所示，该位移量分别指示为S1和S2。实践中，假如弹簧体具有外径D1和内径D2之差在20-50毫米范围内且总长度L1在60-120毫米范围内的尺寸，那么这些位移量可处于0.2-2毫米的范围之内，适当地0.4-1毫米。
以类似(虽然相反)的方式，端面29、30、31逐步地相对于彼此轴向移位S1、S2。在实践中，端部14处的位移量S1、S2可以大小相等并且与相对端部13处的相应S1、S2大小相等。
根据本发明，至少那些端面19、31被制成具有平面形状，这些端面形成弹簧体抵靠轧辊中的相邻环的接触面。出于制造的实际原因，其它端面20、21；29、30也可是平面的。
所述弹簧体有利地制造为例如一个单件金属，比如钢。通过机加工(车削、铣削和/或空心钻)例如具有适当弹性性能的钢的环形坯料，因此生产出能够提供弹簧力、弹簧长度、尺寸等方面的高变化需求的弹簧。
在图1中，弹簧7被显示出安装在锁紧螺母3和隔离环6A之间，该弹簧的平面端面31压靠锁紧螺母3内侧的同样的平面端面，同时端面19压靠隔离环6A的平面端面。当锁紧螺母拧紧时，弹簧被施加反向轴向力，产生弹簧体内部更确切而言介于端面19、31之间的迷宫形弹簧力传递，弹簧体通过其弹性变形尤其是邻接狭槽底部24、34处薄层的弹性变形而被压缩。依赖于夹持力的大小，端面19、31将相对于相邻端面20、30稍向内移动，该端面20、30转而相对于端面21、29向内移动。即使变形和位移运动很小，弹簧中也将产生相当可观的弹簧力。
在图1中，多个例如螺栓的紧固装置35之一被显示为设置在锁紧螺母周围的边缘结构中，该紧固装置不但可用来初始调节弹簧张力而且如果需要还可再调节它。
本发明不限于以上所描述和附图所示的实施例。因此，弹簧在环组中的定位不仅限于紧邻锁紧螺母的地方。必要的是弹簧在辊轴的环组中是有效的。此外，弹簧本身可以另一种方式而非弹簧体为一个整体成型的形式实现。因此，弹簧体由两个或多个单独部件装配是可能的。它们可以适当的方式永久组合但它们也可作为单件存在。用其它非钢或金属的材料制造弹簧也是可能的。此外，薄层的数目和分离狭槽的数目分别可在后附权利要求的范围之内非常显著地变化。然而，至少一个狭槽必须在弹簧体的一端开口并且至少一个狭槽在其相对端开口。
权利要求
1.轧辊，包括辊轴(1)和两个轴向间隔分开的止动环(2，3)，其中一个止动环(2)固定而另一个为锁紧螺母(3)，多个形式为辊环和/或隔离环的其它环被安装在止动环(2，3)之间，同时至少一个弹簧(7)由两个轴向间隔分开的端部(13、14)限定，其特征在于，在弹簧(7)的前端(13)中，开口有至少一个向着后端(14)延伸而未到达该后端的第一狭槽(15)，并且该第一狭槽分离出两个具有环状端面(19、20)的前向薄层(16、17)，在后端(14)中，开口有至少一个向着前端(13)延伸而未到达该前端的第二狭槽(25)，并且该第二狭槽分离出两个具有环状端面(30、31)的后向薄层(27、28)，并且特征还在于在弹簧体的至少一个端部(13、14)，端面(19、31)相对于相邻薄层的端面(20、30)轴向突出，位于弹簧相对端部的突出端面(19、31)压靠相邻环(6A、3)的端面(10)。
2.根据权利要求1所述的轧辊，其特征在于各个薄层(16、28)的环状端面(19、31)是平面的并且垂直于弹簧的轴向延长线(C)延伸，而且相邻环(6A、3)的端面为平面的并且垂直于其轴向延长线延伸。
3.用于轧辊的弹簧，包括由弹性材料制成并具有两个轴向间隔分开的端部(13、14)的环状主体，其特征在于，在主体的前端(13)，开口有至少一个向着后端(14)延伸而未到达该后端的第一狭槽(15)，并且该第一狭槽分离出两个具有环状端面(19、20)的前向薄层(16、17)，并且特征还在于在主体的后端(14)，开口有至少一个向着前端(13)延伸而未到达该前端的第二狭槽(25)，并且该第二狭槽分离出两个具有环状端面(30、31)的后向薄层(27、28)，并且特征还在于在主体两端中的每一个处，薄层(16、28)的端面(19、31)相对于相邻薄层(17、27)的端面(20、30)轴向突出。
4.根据权利要求3所述的弹簧，其特征在于各个薄层(16、28)的端面(19、31)是平面的并且垂直于弹簧的轴向延长线(C)延伸。
5.根据权利要求3或4所述的弹簧，其特征在于狭槽(15、25)的轴向长度(L2)占弹簧体长度(L1)的至少60％。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的弹簧，其特征在于狭槽(15、25)的轴向长度(L2)占弹簧体长度(L1)的至多90％。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的弹簧，其特征在于在弹簧体的每个端部(13、14)，开口有两个或更多狭槽(15、25)，这些狭槽分离出三个或更多的薄层(16、17、18；26、27、28)。
8.根据权利要求3-7中任一项所述的弹簧，其特征在于具有扁平形状从而介于其相对端部(13、14)之间的轴向长度(L1)小于外径(D1)。
9.根据权利要求3-8中任一项所述的弹簧，其特征在于该弹簧是一个单件金属。
10.根据权利要求3-8中任一项所述的弹簧，其特征在于该弹簧是不止一个的单件金属。
全文摘要
本发明一方面涉及一种轧辊而另一方面涉及一种轧辊弹簧，该弹簧为本发明的核心。弹簧的形式为由弹性材料制成且具有两个轴向间隔分开的端部(13、14)的环状主体(7)。在弹簧体的前端(13)中开口有至少一个向着后端(14)延伸而未到达该后端的第一狭槽(15)，并且该第一狭槽分离出两个前向薄层(16、17)。在后端(14)中，开口有至少一个向着前端(13)延伸而未到达该前端的第二狭槽(25)，并且该第二狭槽分离出两个前向薄层(27、28)。弹簧体两个端部中的每一个处，薄层的端面(19、31)相对于相邻薄层的端面(20、30)轴向移位。当弹簧在轧辊所包括的辊轴的两个环之间夹紧时，突出端面受到压缩力，该力在该端面之间产生迷宫形弹簧力传递。
文档编号B21B27/02GK1879984SQ200610093799
公开日2006年12月20日 申请日期2006年6月19日 优先权日2005年6月17日
发明者雅罗斯拉夫·弗尔克, 约尔格·格莱策, 耶克·安德松 申请人:山特维克知识产权股份有限公司