輥式卷取機滾筒的製作方法

2023-06-04 09:23:36 2

專利名稱：輥式卷取機滾筒的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種帶有輥芯的輥式卷取機滾筒，該輥芯徑向朝外地具有一個由 不可壓縮的彈性體構成的功能襯層(Funktionsbelag)，其邊界層由至少一個開口和至少一 個腹板限定。下面以紙幅面作為材料幅面的例子描述本實用新型。然而，本實用新型也可 以應用在可用相似方法操作的其它材料幅面上。輥式切割機隨後用作卷繞裝置的例子，本 實用新型可以尤其有利地應用在該輥式切割機上。
背景技術：
為了儘可能有效地進行造紙的生產過程，人們力求以儘可能高的速度製造儘可能 寬的紙幅面。這樣產生的紙幅面為了繼續加工或運輸被卷繞到空載滾筒上(LeertambourehS 後通常被稱作滿載滾筒或主輥，其現在一般可達到不超過11米的軸向長度、超過4米的直 徑和不超過170噸的重量。對於一些繼續處理過程，而尤其是對於室外運輸，很難操作這樣 大而重的輥子。因此，為了室外的運輸和隨後的繼續加工過程必須使該輥子成為易操作的輥子。 這發生在輥式卷取機中，其中，在展開和卷繞材料幅面之間還設有材料幅面的縱向切割，以 便在輥式卷取機中同時卷繞多個子幅面卷材。在輥式卷取機中，原則上人們把託輥式卷取機和接觸輥式卷取機區分開來，在託 輥式卷取機中一個或多個滾筒以其重量放置在兩個或多個託輥上，並且在接觸輥式卷取機 中，保持滾筒置於中心，並且僅貼靠在一個接觸輥上。在很多情況下，一部分滾筒重量由接 觸輥承擔。在這種情況下，接觸輥式卷取機也稱作支承輥式卷取機。在託輥式卷取機中，還 存在多種加載輥或遊輥(Reiterwalze)，它們在卷繞過程開始時，通過增加的力將輥芯以及 安裝在其上的卷輥壓入由託輥構成的卷繞座(wickelbett)中，以便形成確定的卷繞應力 曲線。與輥式卷取機的種類無關地，力圖可以達到儘可能高的卷繞速度，以便實現較高 的生產率。在此，同時力圖實現良好的卷繞質量，並且避免材料幅面的損傷。因此，為以前使用的設置為鋼輥的輥式卷取機滾筒配設功能襯層。功能襯層 由彈性體構成，並且實現在輥式卷取機滾筒和卷輥之間的相對鋼輥加寬的支承壓區 (Auflagenip)或接觸壓區。帶有功能襯層的輥式卷取機滾筒帶來改善的卷繞結果，並且實 現卷繞帶有比在鋼輥的情況下更大直徑的卷輥。然而，在具有功能襯層的輥式卷取機滾筒中也存在以前那些運行特性的問題。在 用於輥式卷取機的功能襯層中，原則上把兩種不同種類的功能襯層，亦即，將由可壓縮的彈 性體構成的這種功能襯層和由不可壓縮的彈性體構成的這種功能襯層區分開來，這兩種功 能襯層本質上不同地影響形成的卷繞的特性。由可壓縮材料構成的功能襯層在穿過壓區時 被壓縮。在此，功能襯層在實踐中生成在產品運行方向上最寬的，亦即不超過55毫米的壓 區。由不可壓縮的彈性體構成的功能襯層僅可以實現約35毫米的壓區寬度，而在鋼輥上較大的卷繞幾乎沒有顯示出大於20毫米的壓區寬度。彈性體相對較大的壓區寬度和相對鋼 材的E模量明顯更小的E模量相較於鋼輥形成更具顯著保護性的卷繞過程。這尤其防止破 裂位置、褶皺、鎖定和留下痕跡的危險。由彈性體組成的功能襯層在壓區中將貼在材料幅 面上的空氣流擠壓出，並因此高效地防止貼在運動的材料幅面上的空氣包捲入形成的卷繞 中。從而功能襯層阻止卷繞變「軟」和幅面的側面運行。因此，帶有功能襯層的輥式卷取機 滾筒也可以實現較高的生產速度或卷繞速度。同樣以這種方式由可壓縮的彈性體構成的功 能襯層達到高於其不可壓縮的對應物的效率。然而，由可壓縮材料構成的功能襯層僅適用 於較小的至中等的精扎輥的重量。在較高負載中可壓縮的功能襯層迅速地到達其功能極 限，並且隨後如在材料觸點上壓縮的彈簧一樣地反應，並且剛性地將負載傳遞到其支座上。 之後，期望的效果消失，相反地，輥式卷取機滾筒基本上呈現出純鋼輥的特性。此外，根據現有技術，可壓縮的材料僅可以在手工加工過程中，尤其通過帶狀的粘 貼設置在輥式卷取機 滾筒的輥芯上。其製造成本相應地昂貴並且其維護相應地耗費。相反地，由不可壓縮的彈性體組成的功能襯層也為帶有較大重量的精軋輥提供一 個良好的支承能力和承載能力。功能襯層也平緩待卷繞材料幅面的橫剖面波動，並且同時 減小留下痕跡的危險，因為該功能襯層，相似於可壓縮的功能襯層，以小於鋼製的輥式卷取 機滾筒的壓力工作。然而，功能襯層會帶來另一種並非總是期望的、獨特的卷繞效果所謂的壓區感應 的卷繞硬度-也就是在卷繞裝置的其它運行數據相同時，形成的卷繞通過使用具有由不可 壓縮的彈性體組成的功能襯層的輥式卷取機滾筒得到大於通過使用鋼製的輥式卷取機滾 筒得到的卷繞硬度。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是，改善輥式卷取機的運行特性。該技術問題通過開頭所述類型的輥式卷取機滾筒這樣解決，即這樣選擇邊界層的 至少一個開口和至少一個腹板的比例，以便邊界層形成一種準可壓縮的特性。邊界層的高度，也就是其徑向長度，在此由功能襯層的開口底部和表面之間的距 罔定義。功能襯層一如既往地保持其支承功能、承載功能、負載功能或接觸功能，亦即，通 過功能襯層達到形成的卷輥和輥式卷取機滾筒之間期望的接觸特性。尤其可以實現相對純 鋼輥更大的接觸壓區。詞彙「準可壓縮的」應表達為，與功能襯層的其餘部分相比邊界層明顯可壓縮。由 於功能襯層的其餘部分不可壓縮，所以該功能襯層保證了所需的卷繞功能並且保持了其支 承功能或承載功能。以這種方式可以將可壓縮的功能襯層和不可壓縮的功能襯層的優點統一起來。可 以這樣說，將可壓縮的功能襯層的優點集成在不可壓縮的功能襯層的基本功能中，不可壓 縮的功能襯層的邊界層由於基於宏觀結構上有針對性地被削弱，在受到形成的卷輥的特別 負載的情況下，該邊界層表現出「準可壓縮」。因此首次也可以實現以高的卷繞速度，例如最大為2500m/min，尤其是最大為 2800m/min，相當特別地以最大為3100m/min的速度卷繞大而重的卷輥，其優選具有超過1400毫米的輥端直徑，特別具有超過1650毫米的輥端直徑。優選的是，在壓應力從10t/m2至100t/m2，優選從20t/m2至80t/m2的條件下被擠 出的腹板材料的至少80%，優選至少90%，特別優選至少97%可以由所述至少一個開口容納。以這種方式，非常有可能使本身不可壓縮的功能襯層的邊界層形成準可壓縮的特 性。
有利的是，設置至少兩個開口，優選3至6個開口，特別優選大量的開口。優選多個開口均勻地或不均勻地分布在功能襯層的表面。以這種方式，功能襯層上的載荷分配可尤其均勻地分布或區段性地集中。各開口例如可以在形成孔和多邊形圖案的情況下被引入功能襯層的表面。在此， 孔圖案尤其包括優選垂直引入功能襯層表面的、圓形或橢圓形的開口。多邊形圖案可以優 選由十字槽構成，並且例如在功能襯層的表面上形成菱形圖案。有利的是，功能襯層由熱固性塑料的彈性體或熱塑性塑料的彈性體組成。熱固性塑料提供具有多數不可壓縮的彈性體的族，這些熱固性塑料提供突出的技 術特性。選出的熱塑性塑料也提供不可壓縮的特性，除此之外還提供改善的加工和處理性 能。此外有利的是，功能襯層具有從20士5Pusy&Jones到60士5Pusy&Jones範圍內的硬度。以這種方式，確保功能襯層形成良好的支承性能，然而腹板按本實用新型可以這 樣擠入開口的自由體積中，從而形成邊界層準可壓縮的特性。至少一個開口具有矩形的橫截面，可以是有利的。這種開口可尤其簡單地製造。例如它們可以通過銑削加工或鑄型加工容易地並且 價廉地引入功能襯層中。另一個優點在於，在功能襯層磨損時，也就是說在開口深度減小 時，這種開口的自由體積連續地線性減少，這尤其簡單地形成各開口的結構設計。同樣可以有利的是，至少一個開口具有一個與矩形橫截面不同的形狀，尤其具有 敞開式多邊形或敞開式橢圓形的形狀。以這種方式可以在壓應力下產生邊界層的非線性特性。則邊界層的腹板可以要麼 斜率遞增，要麼斜率遞減地變形。也可以通過選擇開口的幾何尺寸來影響氣體輸出的可實 現的體積流量和流動類型。為此可以有利地考慮，至少一個開口在功能襯層表面中形成一個螺旋線的形狀。以這種方式，可尤其保護地處理待卷繞的材料幅面卷材，尤其是紙幅面卷材。當輥 式卷取機滾筒連續地在與螺旋線形的斜率匹配的、確定的區段上旋轉時，螺旋線形的開口 在形成的材料幅面滾筒的表面上來回移動。因此，也可以出色地處理高敏感度的多種紙。尤 其可再次更好地避免卷繞錯誤，如破裂位置、褶皺或鎖定。有利的是，多個開口螺旋線形地相鄰布置。以這種方式可以尤其有效地轉化剛剛記載的效果。功能襯層優選具有在4毫米至24毫米範圍內，優選在5至20毫米之間，特別優選 在6毫米到16毫米範圍內的徑向厚度。因為輥式卷取機滾筒的功能襯層在摩擦影響的情況下作用在待處理的材料幅面
5上，功能襯層由於磨損或多或少受到嚴重的損耗。在此，包層厚度的減小，也就是說功能襯 層徑向厚度的減小按本實用新型不是完全均勻的。在實踐中也一再發生功能襯層由異體的 影響局部地被損壞。不均勻的磨損和這樣的損壞使得這樣是必要的，即，該襯層必須是可精 磨的(nachschleifbar)，以便促進經濟地運行輥式卷取機。出於此原因，人們力圖為這種維 護工作提供儘可能幾毫米的材料。然而，隨著功能襯層厚度逐漸增加，功能襯層在卷繞過程中必須承受的內部作用 力也增加。出於這種要求，給出的厚度範圍形成良好的以至相當好的折中方案。開口間距有利地在1. 8毫米至9. 2毫米之間，優選在2. 5毫米至7. 0毫米之間，特 別優選在3. 5毫米至5. 5毫米之間。開口寬度有利地在0. 5毫米至2. 5毫米之間，優選在0. 7毫米至1. 6毫米之間，特 別優選在0. 8毫米至1. 3毫米之間。開口深度有利地在0. 7毫米至5毫米之間，優選在1. 0毫米至3. 5毫米之間，特別 優選在1. 3毫米至2. 8毫米之間。若功能襯層具有至少一個在前述數值範圍內的所述參數，那麼可以特別好地生成 邊界層的一個準可壓縮的特性。然而，在此優選邊界層由前述3個要求的參數範圍內的至 少兩個參數的特徵組合定義。在此開口間距是指開口和腹板沿輥式卷取機滾筒軸向的共同長度，開口寬度僅指 開口沿輥式卷取機滾筒軸向的長度，開口深度是指開口沿輥式卷取機滾筒徑向的長度。最後優選功能襯層被硫化膠合、卷繞、熱壓套裝或粘貼在輥芯上。以這種方式，也考慮到經濟上的觀點，可以實現功能襯層與輥芯尤其穩定的連接。 在此也可以在中間支承一個增附劑層。

以下根據優選的實施方式並且參照附圖闡述本實用新型。在附圖中未按比例地示 意性示出圖1示出託輥-卷繞裝置；圖2示出支承輥-卷繞裝置；圖3是第一輥式卷取機滾筒在縱截面上的截面；圖4是第二輥式卷取機滾筒在縱截面上的截面；圖5是第三輥式卷取機滾筒在縱截面上的截面。
具體實施方式
圖1示出帶有共同構成一個卷繞座4的兩個託輥2、3的託輥式卷取機1，一個卷輥 5位於該卷繞座4中。當然，在該卷繞座4中也可以有多個卷輥5沿軸向相鄰地布置。驅動 託輥2、3中的至少一個。如果託輥2、3旋轉，那麼卷輥5通過摩擦一同旋轉，並且由此在其 上拉出一個未進一步示出的材料幅面，例如紙幅面。為了防止卷輥5從卷繞座4中跳出，並且為了在卷繞開始時就產生一定的卷繞硬 度，在卷繞座4上方設置一個加載輥6。加載輥6隨著卷輥5直徑的逐漸增大而向上移動。各輥，也就是兩個託輥2、3和加載輥6，可以在其圓周上具有一個參考圖3至5作進一步討論的功能襯層。圖2示出卷繞裝置7的另一種實施形式，其設置為所謂的支承輥式卷取機。該卷 繞裝置7具有一個也可稱作支承輥或接觸輥的中心輥8。卷輥9、10貼靠在該中心輥8上， 而且沿軸向在空隙上彼此錯位。該卷輥9、10保持對中。它們也可以具有中心驅動11、12。 在卷繞時軸承結構沿導軌13、14傾斜向上移動。卷輥9、10在兩個上部的四分之一圓周中 貼靠在中心輥8上。在這種卷繞裝置7中，中心輥8配設有一個參考圖3至5作進一步描述的功能襯層。在此，圖3以縱截面示出一個輥式卷取機滾筒20的截面。該滾筒如上所述可以是 兩個託輥2、3中之一、加載輥6或中心輥8。輥式卷取機滾筒20具有一個也可以稱作託罩的輥芯15。輥芯15例如由鋼材或另 一種固體材料構成。輥芯15應足夠穩定，使得不會由於貼靠的卷輥5或9、10而變形。在輥芯15的圓周上首先存在一個不是在所有實施情況下都需要的增附劑層16。 在該增附劑層16上施加有一個功能襯層17。功能襯層17總是由不可壓縮的彈性體構成。 在此，該功能襯層可以多層地構造。在此，各層可以由相同材料組成，但必要時具有不同硬 度。也可以考慮，各層例如由均勻的或不均勻的構造被機械地削弱或加固。然而，優選功能 襯層17由很大程度上勻質的、不可壓縮的彈性體構成的層組成。在此，是否在製造輥式卷 取機滾筒時按多個步驟塗敷彈性體層或是例如具有很大程度上均勻分布的加固，是不重要 的。將至少一個開口 18引入當前的、大致10毫米至16毫米厚的、例如由被硫化膠合 到輥芯15上的熱固性塑料構成的功能襯層17中，該開口 18伸展至功能襯層的外表面並且 其底部18a限定邊界層17a的內邊緣。所述至少一個開口 18由開口寬度y和開口深度t 定義。所述至少一個開口 18優選設置成矩形。然而，與矩形不同的開口形狀按具體情況也 可以是有利的。那麼，尤其也可以優選是多邊形或橢圓形的開口。那麼多邊形的開口例如 可以由梯形實現，橢圓形的形狀例如可以由圓形實現。顯而易見的，所有記載的開口形狀可 以在其它或更近的區段上打開。將所述至少一個開口 18優選螺旋線形地引入功能襯層17廣大的表面中。在此， 也可以相鄰地布置多個開口，從而在功能襯層17的表面上形成多線螺紋的圖像。若設置多個開口，這些開口也可以徑向布置，也就是說形成封閉的圓形。那麼，這 種開口可以以相互間規則或不規則的距離沿軸向分布在功能襯層17上。以尤其優選的方式，由不可壓縮的彈性體構成的功能襯層17在其外部邊界層17a 中由至少一個下列參數、優選由下列參數的組合表示
權利要求1.一種帶有輥芯(15)的輥式卷取機滾筒(20)，該輥芯(15)徑向朝外地具有一個由不 可壓縮的彈性體構成的功能襯層(17)，其邊界層(17a)由至少一個開口(18)和至少一個腹 板(19)限定，其特徵在於，這樣選擇所述邊界層(17a)的至少一個開口(18)和至少一個腹 板(19)的體積比，使得所述邊界層(17a)形成一種準可壓縮的特性。
2.如權利要求1所述的輥式卷取機滾筒，其特徵在於，在10t/m2至100t/m2，優選20t/ m2至80t/m2的壓應力作用下被擠出的所述至少一個腹板(19)的材料的至少80%，優選至 少90%，特別優選至少97%能夠被所述至少一個開口(18)容納。
3.如權利要求1或2所述的輥式卷取機滾筒，其特徵在於，設有至少兩個開口，優選3 至6個開口，特別優選大量的開口。
4.如前述權利要求中任一項所述的輥式卷取機滾筒，其特徵在於，多個開口均勻地或 不均勻地分布在所述功能襯層的表面上。
5.如前述權利要求中任一項所述的輥式卷取機滾筒，其特徵在於，所述功能襯層(17) 由熱固性塑料的彈性體或熱塑性塑料的彈性體組成。
6.如前述權利要求中任一項所述的輥式卷取機滾筒，其特徵在於，所述功能襯層(17) 具有從20 士 5Pusy&Jones到60 士 5Pusy&Jones範圍內的硬度。
7.如前述權利要求中任一項所述的輥式卷取機滾筒，其特徵在於，所述至少一個開口 具有一矩形的橫截面。
8.如權利要求1至6之一所述的輥式卷取機滾筒，其特徵在於，所述至少一個開口具有 一個與矩形橫截面不同的形狀，尤其具有敞開式多邊形或敞開式橢圓形的形狀。
9.如前述權利要求中任一項所述的輥式卷取機滾筒，其特徵在於，所述至少一個開口 在所述功能襯層(17)的表面中形成一種螺旋線的形狀。
10.如前述權利要求中任一項所述的輥式卷取機滾筒，其特徵在於，多個開口螺旋線形 地相鄰布置。
11.如前述權利要求中任一項所述的輥式卷取機滾筒，其特徵在於，所述功能襯層 (17)具有在4毫米至24毫米範圍內，優選在5毫米至20毫米之間，特別優選在6毫米到 16毫米範圍內的徑向厚度(S)。
12.如前述權利要求中任一項所述的輥式卷取機滾筒，其特徵在於，所述開口間距(χ) 在1. 8毫米至9. 2毫米之間，優選在2. 5毫米至7. 0毫米之間，特別優選在3. 5毫米至5. 5 毫米之間。
13.如前述權利要求中任一項所述的輥式卷取機滾筒，其特徵在於，開口寬度(y)在 0. 5毫米至2. 5毫米之間，優選在0. 7毫米至1. 6毫米之間，特別優選在0. 8毫米至1. 3毫 米之間。
14.如前述權利要求中任一項所述的輥式卷取機滾筒，其特徵在於，所述開口深度(t) 在0. 7毫米至5毫米之間，優選在1. 0毫米至3. 5毫米之間，特別優選在1. 3毫米至2. 8毫 米之間。
15.如前述權利要求中任一項所述的輥式卷取機滾筒，其特徵在於，所述功能襯層 (17)被硫化膠合、卷繞、熱壓套裝或粘貼在所述輥芯(15)上。
專利摘要本實用新型涉及一種帶有輥芯(15)的輥式卷取機滾筒(20)，該輥芯(15)徑向朝外地具有一個由不可壓縮的彈性體構成的功能襯層(17)，其邊界層(17a)由至少一個開口(18)和至少一個腹板(19)限定，為了改善輥式卷繞裝置的運行特性，這樣選擇所述邊界層(17a)的至少一個開口和至少一個腹板(19)的體積比，使得所述邊界層(17a)形成一種「準可壓縮」的特性。
文檔編號B65H18/02GK201895971SQ20102054865
公開日2011年7月13日 申請日期2010年9月28日 優先權日2009年9月28日
發明者曼弗雷德·馬傑 申請人:沃依特專利有限責任公司