專利名稱：軋輥及用于軋輥的彈簧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在第一方面，本發(fā)明涉及一種軋輥，包括輥軸和兩個(gè)軸向間隔分開的止動(dòng)環(huán)，其中一個(gè)止動(dòng)環(huán)固定而另一個(gè)是鎖緊螺母，多個(gè)形式為輥環(huán)和/或隔離環(huán)的其它環(huán)被安裝在止動(dòng)環(huán)之間，以及包括至少一個(gè)具有兩個(gè)軸向間隔分開的端部的彈簧。
在第二方面，本發(fā)明還涉及一種這樣的彈簧。
背景技術(shù)：
在大體如上所述的這種被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為復(fù)合軋輥的軋輥中，重要的是輥環(huán)保持壓靠存在的隔離環(huán)形成緊密接觸，從而使得環(huán)不會(huì)相對(duì)彼此滑動(dòng)。出于此目的，只有鎖緊螺母本身是不夠的，因此必需在一組環(huán)中設(shè)置至少一個(gè)強(qiáng)有力的彈簧，其可以長時(shí)間連續(xù)地對(duì)環(huán)施加彈簧預(yù)應(yīng)力。出于此目的，其中貝氏彈簧先前已用(例如參見US5735788)。然而，出于許多不同的原因，貝氏彈簧的使用結(jié)果并不良好。其原因之一是這種彈簧具有過快松弛或疲勞的傾向。另一原因是貝氏彈簧與相鄰環(huán)僅具有線接觸而非面接觸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在排除先前已知軋輥以及其中關(guān)聯(lián)的彈簧中所包括的彈簧預(yù)應(yīng)力問題，并且旨在分別提供改進(jìn)的軋輥和彈簧。因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種適合于復(fù)合軋輥的彈簧，其強(qiáng)有力且具有長的使用壽命，從而它可以以強(qiáng)有力的方式長時(shí)間工作而無松弛。其他目的是提供一種具有短行程或彈簧長度并且盡管如此仍能產(chǎn)生相當(dāng)大的動(dòng)態(tài)彈簧力的彈簧。本發(fā)明的附加目的是提供一種彈簧，它具有適度的軸向延伸從而使得不會(huì)不必要地干擾止動(dòng)環(huán)之間的可用空間(軋輥寬度)。此外，本發(fā)明旨在提供一種保證與相鄰環(huán)之間的面接觸而非線接觸的彈簧。
根據(jù)本發(fā)明，第一方面，至少主要目的由限定在獨(dú)立權(quán)利要求1中的軋輥來獲得。根據(jù)本發(fā)明的軋輥的有利實(shí)施例還限定在從屬權(quán)利要求2中。
在另一方面，本發(fā)明還涉及一種這樣的軋輥彈簧。這種彈簧的重要特征存在于獨(dú)立權(quán)利要求3中。根據(jù)本發(fā)明的彈簧的優(yōu)選實(shí)施例還限定在從屬權(quán)利要求4-10中。


附圖中圖1是其中包括有根據(jù)本發(fā)明的彈簧的復(fù)合軋輥的局部縱向剖視圖，圖2是該彈簧的單獨(dú)透視圖，圖3是彈簧的端視圖，并且圖4是沿圖3中A-A的放大縱向剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，參考數(shù)字1指具有轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱基本形狀并且具有兩個(gè)軸向間隔分開的止動(dòng)環(huán)2、3的可驅(qū)動(dòng)輥軸，該止動(dòng)環(huán)之一即環(huán)2固定而另一個(gè)是鎖緊螺母3。該固定的止動(dòng)環(huán)2可被制成如圖1所示的環(huán)狀軸肩形式，或被制成獨(dú)立環(huán)(未示出)形式，該獨(dú)立環(huán)雖然軸向相對(duì)于該軸鎖定但可分離地安裝于軸上?？煞蛛x的鎖緊螺母3通過包括螺母環(huán)內(nèi)側(cè)上的內(nèi)螺紋和軸上的外螺紋的螺紋接頭4連接于該軸。
在止動(dòng)環(huán)2、3之間設(shè)置一組可分離的環(huán)，其中某些是輥環(huán)5而其它的是隔離環(huán)6。專用的隔離環(huán)6A插入在輥環(huán)5和指示為7的環(huán)狀彈簧之間?？傮w上，所有的環(huán)具有轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱的、更具體而言圓柱形的基本形狀，從而它們一方面限定在外和內(nèi)圓柱形表面8、9之間另一方面限定在相對(duì)的平面端面10之間。通常由車削加工而成的圓柱形表面8、9由軸的中心軸線C限定。
圖2-4詳細(xì)描述了彈簧7的特性。
圖2中，可以看到彈簧7也具有由外和內(nèi)圓柱形表面11、12確定的、與中心軸線C同心的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱基本形狀(在安裝狀態(tài)下，彈簧環(huán)的中心軸線與輥軸1的中心軸線一致)。此外，彈簧體由相對(duì)的軸向間隔分開的大致環(huán)狀端部13、14限定。為了在以下的說明書中提供清晰的概念，以上端部分別被稱為前端和后端。然而，這些僅關(guān)于圖2而言，其中端部13顯示在前端而端部14在后端。
如圖4所示，多個(gè)狹槽或間隙15在彈簧體前端13開口，這些狹槽向著后端14延伸但未到達(dá)該后端。在此例中，前開口槽15的數(shù)目共有兩個(gè)。以這種方式，狹槽15將整體分離為三個(gè)不同的薄層16、17、18，每一個(gè)薄層具有自由端面19、20、21。
每個(gè)狹槽15由兩個(gè)間隔分開的圓柱表面22、23限定，這些表面同心并且終止于底部24。
在彈簧體的后端14中，兩個(gè)類似的第二狹槽25開口，它們向著前端13延伸而未到達(dá)該前端。在與狹槽15相同的方式下，狹槽25分離出三個(gè)后向薄層26、27、28。該三個(gè)薄層的端面指示為29、30、31。該狹槽25也由終止于底部34的圓柱形同心限制面32、33限定。
在圖4中，L1指彈簧體的總長度或軸向延伸，而L2指單個(gè)狹槽25的長度或深度。有利地，全部的四條狹槽，即也包括狹槽15，具有相同的深度L2。雖然狹槽的深度可能在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)變化，并且從而改變彈簧的特性，但是深度L2應(yīng)占彈簧體總長度L1的至少60％。另一方面，狹槽深度L2不應(yīng)超過長度L1的90％。
各個(gè)狹槽15有利地位于兩個(gè)相鄰狹槽25之間的大約一半處。兩個(gè)外側(cè)的前向薄層17、18的材料厚度兩倍于內(nèi)側(cè)的前向薄層16的相應(yīng)材料厚度(例如這取決于外徑和內(nèi)徑之差)。相反地，外側(cè)的后向薄層28的材料厚度是兩個(gè)內(nèi)側(cè)的后向薄層26、27的材料厚度的一半。
根據(jù)本發(fā)明的重要特征，彈簧體的每個(gè)端部的端面之一相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)相鄰薄層的端面軸向移位。因此，如圖4中清晰可見，中間的前向薄層16的端面19相對(duì)于最接近的薄層17的端面20軸向(向前)移位。此外，在本例中，薄層17的端面20相對(duì)于最外薄層18的端面21軸向向前移位。在彈簧的無負(fù)載狀態(tài)下，如圖4所示，該位移量分別指示為S1和S2。實(shí)踐中，假如彈簧體具有外徑D1和內(nèi)徑D2之差在20-50毫米范圍內(nèi)且總長度L1在60-120毫米范圍內(nèi)的尺寸，那么這些位移量可處于0.2-2毫米的范圍之內(nèi)，適當(dāng)?shù)?.4-1毫米。
以類似(雖然相反)的方式，端面29、30、31逐步地相對(duì)于彼此軸向移位S1、S2。在實(shí)踐中，端部14處的位移量S1、S2可以大小相等并且與相對(duì)端部13處的相應(yīng)S1、S2大小相等。
根據(jù)本發(fā)明，至少那些端面19、31被制成具有平面形狀，這些端面形成彈簧體抵靠軋輥中的相鄰環(huán)的接觸面。出于制造的實(shí)際原因，其它端面20、21；29、30也可是平面的。
所述彈簧體有利地制造為例如一個(gè)單件金屬，比如鋼。通過機(jī)加工(車削、銑削和/或空心鉆)例如具有適當(dāng)彈性性能的鋼的環(huán)形坯料，因此生產(chǎn)出能夠提供彈簧力、彈簧長度、尺寸等方面的高變化需求的彈簧。
在圖1中，彈簧7被顯示出安裝在鎖緊螺母3和隔離環(huán)6A之間，該彈簧的平面端面31壓靠鎖緊螺母3內(nèi)側(cè)的同樣的平面端面，同時(shí)端面19壓靠隔離環(huán)6A的平面端面。當(dāng)鎖緊螺母擰緊時(shí)，彈簧被施加反向軸向力，產(chǎn)生彈簧體內(nèi)部更確切而言介于端面19、31之間的迷宮形彈簧力傳遞，彈簧體通過其彈性變形尤其是鄰接狹槽底部24、34處薄層的彈性變形而被壓縮。依賴于夾持力的大小，端面19、31將相對(duì)于相鄰端面20、30稍向內(nèi)移動(dòng)，該端面20、30轉(zhuǎn)而相對(duì)于端面21、29向內(nèi)移動(dòng)。即使變形和位移運(yùn)動(dòng)很小，彈簧中也將產(chǎn)生相當(dāng)可觀的彈簧力。
在圖1中，多個(gè)例如螺栓的緊固裝置35之一被顯示為設(shè)置在鎖緊螺母周圍的邊緣結(jié)構(gòu)中，該緊固裝置不但可用來初始調(diào)節(jié)彈簧張力而且如果需要還可再調(diào)節(jié)它。
本發(fā)明不限于以上所描述和附圖所示的實(shí)施例。因此，彈簧在環(huán)組中的定位不僅限于緊鄰鎖緊螺母的地方。必要的是彈簧在輥軸的環(huán)組中是有效的。此外，彈簧本身可以另一種方式而非彈簧體為一個(gè)整體成型的形式實(shí)現(xiàn)。因此，彈簧體由兩個(gè)或多個(gè)單獨(dú)部件裝配是可能的。它們可以適當(dāng)?shù)姆绞接谰媒M合但它們也可作為單件存在。用其它非鋼或金屬的材料制造彈簧也是可能的。此外，薄層的數(shù)目和分離狹槽的數(shù)目分別可在后附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)非常顯著地變化。然而，至少一個(gè)狹槽必須在彈簧體的一端開口并且至少一個(gè)狹槽在其相對(duì)端開口。
權(quán)利要求
1.軋輥，包括輥軸(1)和兩個(gè)軸向間隔分開的止動(dòng)環(huán)(2，3)，其中一個(gè)止動(dòng)環(huán)(2)固定而另一個(gè)為鎖緊螺母(3)，多個(gè)形式為輥環(huán)和/或隔離環(huán)的其它環(huán)被安裝在止動(dòng)環(huán)(2，3)之間，同時(shí)至少一個(gè)彈簧(7)由兩個(gè)軸向間隔分開的端部(13、14)限定，其特征在于，在彈簧(7)的前端(13)中，開口有至少一個(gè)向著后端(14)延伸而未到達(dá)該后端的第一狹槽(15)，并且該第一狹槽分離出兩個(gè)具有環(huán)狀端面(19、20)的前向薄層(16、17)，在后端(14)中，開口有至少一個(gè)向著前端(13)延伸而未到達(dá)該前端的第二狹槽(25)，并且該第二狹槽分離出兩個(gè)具有環(huán)狀端面(30、31)的后向薄層(27、28)，并且特征還在于在彈簧體的至少一個(gè)端部(13、14)，端面(19、31)相對(duì)于相鄰薄層的端面(20、30)軸向突出，位于彈簧相對(duì)端部的突出端面(19、31)壓靠相鄰環(huán)(6A、3)的端面(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋輥，其特征在于各個(gè)薄層(16、28)的環(huán)狀端面(19、31)是平面的并且垂直于彈簧的軸向延長線(C)延伸，而且相鄰環(huán)(6A、3)的端面為平面的并且垂直于其軸向延長線延伸。
3.用于軋輥的彈簧，包括由彈性材料制成并具有兩個(gè)軸向間隔分開的端部(13、14)的環(huán)狀主體，其特征在于，在主體的前端(13)，開口有至少一個(gè)向著后端(14)延伸而未到達(dá)該后端的第一狹槽(15)，并且該第一狹槽分離出兩個(gè)具有環(huán)狀端面(19、20)的前向薄層(16、17)，并且特征還在于在主體的后端(14)，開口有至少一個(gè)向著前端(13)延伸而未到達(dá)該前端的第二狹槽(25)，并且該第二狹槽分離出兩個(gè)具有環(huán)狀端面(30、31)的后向薄層(27、28)，并且特征還在于在主體兩端中的每一個(gè)處，薄層(16、28)的端面(19、31)相對(duì)于相鄰薄層(17、27)的端面(20、30)軸向突出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的彈簧，其特征在于各個(gè)薄層(16、28)的端面(19、31)是平面的并且垂直于彈簧的軸向延長線(C)延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的彈簧，其特征在于狹槽(15、25)的軸向長度(L2)占彈簧體長度(L1)的至少60％。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5中任一項(xiàng)所述的彈簧，其特征在于狹槽(15、25)的軸向長度(L2)占彈簧體長度(L1)的至多90％。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-6中任一項(xiàng)所述的彈簧，其特征在于在彈簧體的每個(gè)端部(13、14)，開口有兩個(gè)或更多狹槽(15、25)，這些狹槽分離出三個(gè)或更多的薄層(16、17、18；26、27、28)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3-7中任一項(xiàng)所述的彈簧，其特征在于具有扁平形狀從而介于其相對(duì)端部(13、14)之間的軸向長度(L1)小于外徑(D1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3-8中任一項(xiàng)所述的彈簧，其特征在于該彈簧是一個(gè)單件金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求3-8中任一項(xiàng)所述的彈簧，其特征在于該彈簧是不止一個(gè)的單件金屬。
全文摘要
本發(fā)明一方面涉及一種軋輥而另一方面涉及一種軋輥彈簧，該彈簧為本發(fā)明的核心。彈簧的形式為由彈性材料制成且具有兩個(gè)軸向間隔分開的端部(13、14)的環(huán)狀主體(7)。在彈簧體的前端(13)中開口有至少一個(gè)向著后端(14)延伸而未到達(dá)該后端的第一狹槽(15)，并且該第一狹槽分離出兩個(gè)前向薄層(16、17)。在后端(14)中，開口有至少一個(gè)向著前端(13)延伸而未到達(dá)該前端的第二狹槽(25)，并且該第二狹槽分離出兩個(gè)前向薄層(27、28)。彈簧體兩個(gè)端部中的每一個(gè)處，薄層的端面(19、31)相對(duì)于相鄰薄層的端面(20、30)軸向移位。當(dāng)彈簧在軋輥所包括的輥軸的兩個(gè)環(huán)之間夾緊時(shí)，突出端面受到壓縮力，該力在該端面之間產(chǎn)生迷宮形彈簧力傳遞。
文檔編號(hào)B21B27/02GK1879984SQ200610093799
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2006年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日
發(fā)明者雅羅斯拉夫·弗爾克, 約爾格·格萊策, 耶克·安德松 申請(qǐng)人:山特維克知識(shí)產(chǎn)權(quán)股份有限公司