用於造紙機的管狀輥及製造管狀輥的方法
2023-05-08 18:31:26
專利名稱：用於造紙機的管狀輥及製造管狀輥的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於造紙機的管狀輥(tube roll)，該管狀輥包括殼體和在其兩端部的輥頭(roll head)，用於將該管狀輥可旋轉地支撐於該造紙機；在殼體中的兩個金屬圓柱體，適於彼此以一間隔同軸設置；以及在圓柱體之間、連接到兩個圓柱體的芯構造。本發明還涉及一種製造管狀輥的方法。
背景技術：
所謂的管狀輥用於造紙機和紙板機中。管狀輥具有中空的內部，並且其殼體是管狀的。與實心輥相比，由於其重量輕且中空構造，管狀輥主要用於無壓區位置(nipless position)。也就是說，管狀輥是分開的，不與另一輥接觸。此位置包括例如砑光機中的紙輥和導輥以及壓榨輥。通過使管狀輥可旋轉地支撐於造紙機，輥頭另外安裝於殼體端部。殼體厚度是幾十毫米，並且，殼體最通常是通過鑄造來製造。另一方面，管狀輥殼體還可以通過厚鋼板焊接製成。在與反作用輥形成壓區的管狀輥中，例如塗布輥和表面施膠(surface sizing)輥，僅使用具有壁厚約50mm的鑄造管狀輥。
不管制造方法，公知的管狀輥的殼體總是需要機械加工。儘管通過機械加工可以在殼體中獲得足夠的圓度，但管狀輥的震動特性將隨著殼體在不同點的厚度變化而改變。也就是說，殼體特性在殼體的圓周方向和在軸向均發生變化。由於管狀輥具有中空構造，所以在其他方面管狀輥的震動也是技術難題。此外，管狀輥的承載能力差。
通過設置兩個同軸圓柱體來形成管狀輥殼體，來嘗試提高承載能力。此管狀輥揭示於公開號WO98/12440中。然而，該管狀輥具有兩個不同直徑的、彼此配合的傳統的圓柱體。在管狀的圓柱體之間，另外設置有形成芯構造的配合部件，以支撐圓柱體。在一個實施例中，該部件由幾個六角形單元構成，其設置在彼此的頂端並由金屬板材製成。一般而言，包含於殼體內的圓柱體的厚度通常是幾十毫米。
製造此殼體的要求是日益嚴格的。另外，機械加工管狀輥和調節管狀輥平衡是非常費時的。儘管提高了承載能力，但管狀輥的總重量由於附加部件和內圓柱體而增加。此外，部件的數量多，並且使部件在圓柱體之間配合部件是困難的。使用不同厚度的材料，使得製造更進一步複雜化。
發明內容
本發明的目的是提供一種用於造紙機的新穎的管狀輥，其重量更輕、但更堅固，並具有比之前的管狀輥更好的承載能力和震動特性。本發明的另一目的是提供一種用於製造管狀輥的新穎的方法，其比之前的製造方法更快捷而且效率更高，並可以用於製造具有不同特性的管狀輥。根據本發明的管狀輥的特性可以從所附的權利要求1中很明顯看出。相應地，根據本發明的方法的特性可從所附的權利要求27中明顯看出。在根據本發明的管狀輥中，具有基本上相同厚度的材料可以用於圓柱體和芯構造。至少內圓柱體可以由金屬板材製成。不可預料的是整個殼體可以由金屬板材製成。這樣就可以獲得與傳統管狀輥相比顯著不同的重量。此外，管狀輥本身的質量和硬度的關係比以前更優越。此外，由於其構造和製造方法，根據本發明的管狀輥不需要機械加工就能夠使用。如果需要，使用可允許機械加工的塗料，以便獲得所需的管狀輥表面特性。管狀輥的輥頭也是使用軸對稱零件和板構造的新的構造。另外，芯構造可以以多種不同方式形成，並且管狀輥可以有多種不同功能。
下面將通過結合附圖詳細描述本發明，附圖用於描述本發明的一些實施例，其中圖1a是根據本發明的管狀輥的殼體的剖視圖；圖1b是圖1a顯示的殼體的局部放大圖；圖2a是根據本發明的殼體的局部放大剖視圖；圖2b是描述根據本發明的管狀輥的殼體的兩個不同實施例的局部放大剖視圖；圖3是根據本發明的管狀輥的輥頭的局部剖視圖；
圖4a是根據本發明的管狀輥的軸測視圖；圖4b是圖4a的局部剖視圖；圖4c是圖4b顯示的芯構件的局部剖視圖；圖5a是用於形成圖5b的芯構造的型板(pattern)的局部視圖；圖5b顯示了根據本發明的芯構造的另一實施例，顯示為局部未完成的狀態；圖5c顯示了圖5b的完成的芯構造；圖6a顯示了根據本發明的管狀輥的特定實施例；圖6b顯示了根據本發明的管狀輥的另一特定實施例；圖7a顯示了用於根據本發明的管狀輥的芯構造的兩個實施例；圖7b是用於製造芯構造的材料的軸測視圖；圖8描述了應用根據本發明的管狀輥的各種造紙機。
具體實施例方式
圖1是根據本發明的管狀輥的殼體10的剖視圖。管狀輥通常是為造紙機而設計的，但是它們也可以應用於紙板機及其他類似的成形機器。管狀輥的基本構件包括殼體10和在殼體兩端的輥頭11，用於支撐該管狀輥，使該管狀輥可相對於造紙機旋轉。輥頭11的一個實施例顯示於圖3中。另外，如圖1所示，殼體10具有兩個金屬圓柱體12和13，適於彼此以一間隔同軸設置。芯構造14用於支撐圓柱體12和13，該芯構造14位於圓柱體12和13之間並連接圓柱體12和13。
根據本發明，至少內圓柱體別出心裁地由具有厚度為1-5mm，更優選是2-4mm的金屬板材製成。在不與反作用輥形成壓區的管狀輥中，外圓柱體也優選由具有厚度為1-5mm，優選是2-4mm的金屬板材製成。在適於與反作用輥形成壓區的管狀輥中，外圓柱體優選是由具有例如6-30mm，優選是10-20mm厚度的厚金屬板材製成。此構造提供了一種管狀輥，其重量顯著地輕於以前的管狀輥，卻有足夠的強度和承載能力。此外，圓柱體和芯構造很容易地彼此連接。輥頭11也連接到圓柱體12和13上。同時，還可能提供有利於負載和震動的殼體。此外，與已知設計相比，圓柱體彼此更接近。在這種情況下，圓柱體的形狀和整個殼體儘可能保持不變。芯構造的高度的增加基本上會增加管狀輥的強度；然而，同時芯構造將需要比計劃的設計更複雜的設計。
通常，圓柱體之間的距離是管狀輥的外徑的2-15％，優選是3-10％。然而，距離最小約是30mm，最大約是100mm。這樣，根據本發明，為了提供沿殼體的徑向方向的芯構造，一個連續的芯構件就足夠了。可以理解的是，在殼體10的圓周方向上，可以有多個如圖1b所示的芯構件15。製造比提出的芯構造高的芯構造將很困難，並會增加材料需要和管狀輥重量。每一芯構件15是由金屬板材彎曲而成，並連接到外圓柱體12的內表面和內圓柱體13的外表面上，以形成單元結構。所提出的帽狀芯構件有利於連接；然而，也可以採用其他類型的芯構件。在提出的實施例中，每一芯構件都是獨立的帽狀的金屬板構件。另一方面，一個合適的彎曲金屬板構件可以包括多個芯構件。
為了獲得使用金屬板帶來的好處，加工必須精確。因此，根據本發明，圓柱體和芯構造可以均為雷射切割和雷射焊接的金屬板構件。雷射切割提供了具有高尺寸和外形精確度的金屬板構件，其被精確地彎曲成需要的形狀。優選通過使用沒有殘餘應力的冷扎板的金屬板材來促進切割和彎曲。這確保了金屬板構件在切割操作過程中和切割操作之後保持平直，並且在彎曲過程中回彈小。特別是，彎曲芯構件時獲得的精確度會影響管狀輥最終的精確度。此外，雷射焊接允許金屬板構件彼此連接時沒有變形。雷射焊接是一種不使用金屬填料的焊接類型，因此，最終的管狀輥將不會有傳統的焊縫。因此，在焊接之後，管狀輥殼體不需要機械加工就能夠使用。為了獲得足夠的精確度，在雷射焊接中採用適宜的焊接夾具和轉盤。圖1b是圖1a中的殼體10的局部放大圖。用箭頭示出了基本上在整個殼體長度上進行雷射焊接。在生產技術方面，芯構件15首先在其凸緣16處焊接到內圓柱體13的外表面上，並最後將外圓柱體12焊接到芯構件15的頂部。除了以上所述，例如，圓柱體可以由現成的管制成。此外，材料強度，特別是管的強度可以高於計劃的強度。除了雷射方法，還可以採用其他合適的方法。
在橫截面方向，圓柱體由一個金屬板構件製成，其是如圖1b所示的對接焊。然而，在管狀輥的軸向，每一圓柱體12和13均由兩個或以上圓柱形構件12』和13』製成。這確保了製造過程保持足夠簡單。該製造通過使用2000mm長的圓柱形構件進行了測試，並且結果是有利的。根據本發明，在兩圓柱體之間，在連續的圓柱形構件之間形成的對接接頭處，另外採用支撐件17(參見圖2a)。該支撐件17是圓環構件，其優選具有合適的凸起18，用於固定圓柱形構件13』。圖2a還顯示了輥頭的一個構件20，優選是通過在箭頭指示的位置進行焊接，將圓柱形構件12』和13』連接到該構件上。
圖2b顯示了支撐件17的各種應用。此處的支撐件17是連接在圓柱形構件12』和13』的對接接頭處的簡單的環。在圖的右側的支撐件17是採用上述應用的方法雷射焊接的。相應地，左側的支撐件17是通過粘合連接的，由此提供了構件之間的彈性接頭19。彈性有效地減輕了殼體震動。例如，合成橡膠可以用作彈性連接材料。此外，如果需要，焊接和粘合可以相結合。另外，由於這對殼體的剛度的影響很小，所以有利的是採用簡單的支撐構件。另一方面，支撐構件的尺寸可以用於改變沿管狀輥軸向的殼體的剛度。彈性接頭還有助於更換管狀輥的殼體。相同標號用於功能類似的零件。
圖4a是顯示根據本發明的處於準備安裝狀態的管狀輥。在突出軸26』的相配的軸承28裝配於該輥頭11。圖4b是該管狀輥的局部剖視圖。這裡，芯構件位於管狀輥的橫向方向上。根據本發明，通常，芯構造是由一個或多個芯構件製成，其沿管狀輥的軸向或橫向設置。因此，芯構件是沿管狀輥的整個軸長度或其圓周長度連續延伸的構件、或既沿管狀輥的整個軸長度又沿其圓周長度連續延伸的構件。芯構造的最簡單的形式是一個芯構件，其延伸以覆蓋內圓柱體的整個外表面。芯構造可以以其整個表面接觸一個或兩個圓柱體。然而，更優選是此接觸點僅在此構造的內表面和外表面的一部分。這是圓柱體的接觸點沿圓周方向或軸向連續形成接觸線的情況。這些接觸線可以在此構造的內表面或外表面上彼此相對，或者它們可以處於不同的位置，例如交替的。對於位於圓周方向的接觸線，使用術語「橫向芯構造」；並且相應地，對於軸向接觸線，使用術語「縱向芯構造」。橫向芯構造為管狀輥提供了圓周剛度(其特別是對負載有利)，並且允許根據本發明的管狀輥也用作壓區輥。在圖6a和圖7b中，部分接觸線顯示為點劃線。管狀輥的軸向接觸線用標號44表示，圓周方向接觸線用標號45表示。特別是在圖7a所示的實施例中示出了沿兩個方向的接觸線。根據本發明的管狀輥的應用將在後面結合圖8更詳細地描述。圖4c是一個芯構件15的橫截面視圖，這裡，箍(hoop)15』通過冷紮成形來製成。該箍的材料強度是3mm。該外圓柱體12的厚度是15mm，而該內圓柱體13的厚度是6mm。該殼體10還包括具有大約20mm厚度的聚氨酯塗層。該管狀輥可以用於例如塗布輥和表面施膠設備。
圖5b顯示了根據本發明的芯構件15，其首先焊接到內圓柱體13。在此應用中，通過粘合來連接外圓柱體。優選地，採用單組分的聚氨酯基粘合劑和密封合成物。該合成物通過空氣水分硬化，形成具有良好的抗腐蝕性和減震特性的高質量彈性體。該接頭還很耐用。採用根據本發明的方法，首先通過焊接使輥頭和內圓柱體連接。然後，通過焊接將形成芯構造的彎曲金屬板構件安裝於該內圓柱體周圍。焊接點通過圖5b和圖5c中的箭頭來表示。朝向外圓柱體的芯構造的構件被預先處理，並且，使用圖5a所示的型板29來塗抹合成物。從而，設置了具有厚度為幾個毫米的精確形狀的帶30。讓該帶30乾燥，在帶30乾燥後，在形成於其前表面上的凹槽31中塗布一薄層的新的合成物(如圖5c所示)。在安裝外圓柱體之前，預先處理其內表面，以確保粘合。最後，外圓柱體被適當拉伸，並通過焊接連接到輥頭。如果需要，通過機械加工來將輥頭變直，並且塗布該管狀輥。一旦合成物乾燥，則管狀輥便可以交付使用了。
圖3顯示了根據本發明的輥頭11，其包括可拆卸地彼此連接的兩個環狀構件20和21。如圖2a所示，所述圓柱形構件12』和13』連接到第一環狀構件20上。類似地，在第二環狀構件21中，存在用於將管狀輥可旋轉地連接到造紙機的部件22。由於第一環狀構件，例如，殼體可以製造成圓形並可以連接到機械加工設備上進行塗層。這裡，部件22包括環狀構件23，其利用板構件24和25以同軸的方式設置於所述第二環狀構件21，用於形成盒形結構。這裡，還通過在箭頭指示之處進行焊接，使部件彼此連接。該盒形結構的優點是重量輕、且堅固。此外，待機械加工的構件的尺寸遠小於傳統的輥頭的尺寸。該環狀構件23還包括用於將中空軸連接到造紙機上的連接單元26。這裡，連接單元26是突出軸26』，其通過冷縮配合連接到環狀構件23上。為了將中空軸連接到造紙機，在突出軸26』上設置合適的軸承(未示出)。所提出的輥頭是堅固的，並且在沿管狀輥的軸向上僅需要較小的空間。
第一環狀構件還可以用於平衡殼體。上述環狀構件20和21彼此以螺栓(未示出)固定。該第一環狀構件20設置有用於螺栓的螺紋孔27。實際上，有意地設置比螺栓更多的螺紋孔27。這允許在需要時，在未使用的螺紋孔內安裝附加螺栓，以平衡殼體。上述構造能夠在保持現有的輥頭的同時僅改變殼體。這樣就允許僅通過改變殼體來簡單地設置所需的管狀輥特性。
雖然根據本發明的殼體可以不經過機械加工就能夠使用，但應用位置可能需要管狀輥具有一定的特性。例如，可以在外圓柱體的外表面上設置塗層，並且在需要時，可以加工該塗層。另一方面，薄壁殼體具有良好的導熱性能。這樣就可以通過引導合適的介質進入中空軸或甚至進入殼體內部，來調整需要的管狀輥的溫度。因此，根據本發明的管狀輥甚至可以用作乾燥圓柱體。此外，殼體可以設置孔，例如，隨著在殼體內的空氣排出，該孔有利於在捲紙缸的尾部傳遞(tail transfer)。
至少外圓柱體12的區域的一部分可以具有通孔32，用於使氣流通過單元(cell)結構連通到管狀輥周圍環境、或從管狀輥周圍環境連通到單元結構。圖6a顯示了一體形成於單元結構的吹氣和吸氣系統的例子。通過使用單元結構，在需要時，可以僅在單元的一部分提供吹氣和吸氣。這樣就能夠例如在尾部引紙(tail threading)時進行紙幅的局部抽吸，或相應地在需要的位置離開管狀輥。在圖6a中用箭頭示出了氣流。實際上，然而，單個管狀輥可以設置吹氣或吸氣，然而，二者可以設置在同一管狀輥的不同位置上。在金屬板材上打孔是非常容易的；特別是利用雷射切割方法時，孔可以被精確地限定。同時，孔的形狀和位置的選擇可以比傳統技術具有更大的自由度。實際上，上述管狀輥可以用作例如具有一體成型的區域可控吹氣和吸氣的捲紙軸(reel spool)。該吹氣和吸氣可以限定在機器方向(machine direction)，例如，在保持在芯構造15和外圓柱體12之間的一個或多個單元46之內。與在整個單元區域設置吸氣或吹氣的情況相比，可以很容易在一個單元上製造有效的吸氣和吹氣。另一方面，也可以在造紙機橫向單元的一定區域內橫向地限定吹氣或吸氣。例如，該構造能夠將主動控制吸氣區域一體形成到用於尾部引紙的管狀輥上。另一方面，吹氣可以用於例如，僅在機器或橫向方向上的某個特定的需要位置提供分離刮除(detaching doctoring)或改變吹氣。通常，因為吹氣或吸氣僅設置在需要的位置，所以節約真空或空氣消耗是顯著的。對所需單元結構的真空或空氣分布通過管狀輥頭構造(未示出)產生。該管狀輥還可以包括用於測量壓力水平和其他相關參數及其他形狀的壓力測量件。
還可以在形成於芯構造中的單元中布置其他類型的介質流，用於例如通過液體或氣體加熱或冷卻管狀輥。這主要應用於塗布輥或乾燥輥的應用。例如，通過冷卻該輥，可以提高塗布輥的耐用性。
芯構造也可以包括其他功能。根據本發明，外圓柱體、內圓柱體和/或芯構造設置有傳感元件，用於測量管狀輥壓力。圖6b顯示了傳感元件的兩個應用例子。在第一實施例中，該管狀輥的外圓柱體12的內表面設置有應變儀34。該應變儀可以用於基於該芯構造和由金屬板材製成的殼體的變形，來確定容易產生影響的力。除了應變儀，還可以使用EMFI震動板(diaphragm)，當該震動板直接安裝於傳統輥塗布下時，其不能夠抵抗橡膠塗層的硬化(curing)熱。另一方面，測量傳感器可以使用傳統的壓力傳感器或類似物。
在圖6b中，傳感元件33設置於芯構件15中。對於單個傳感器，可以考慮芯構造角度來計算力。另一方面，通過將芯構造的不同側面的力加總來消除角度的影響。測量件還可以在管狀輥的切線方向提供剪切力。例如，應變儀可以用於直接測量例如有關塗布、卷取或捲紙的壓區載荷。另一方面，可以例如在乾燥器和導輥上容易地測量紙幅或織物的拉伸。提出的結構提供了以簡單的方式進行多功能測量，這在傳統的管狀輥中是不可能的。此外，測量件提供了在使用單元構造管狀輥的過程中進行監控以及其預定壽命的測量的條件。該傳感元件33通過適當的導線35連接至遙測裝置，例如其用於傳遞來自正在旋轉的管狀輥(未示出)的測量結果。
還可以通過將適宜提供剛度的材料填充到單元或單元的一部分中，提高管狀輥、特別是具有縱向芯構造的管狀輥的剛度。例如，可以使用加強輪廓件，其可以通過擠出成形、由強度大於200Gpa的碳纖維製成，以提供高軸向剛度。該加強輪廓件47優選是精確地相應於單元46的形狀，以便允許其每一表面儘可能精確地連接到單元46的內表面上，即連接到芯構造14上。與圖6b不同，加強輪廓件還可以是空心的。一旦加強輪廓件和芯構件之間的接合處儘可能連接好，加強輪廓件將能承受傳遞給管狀輥的力。該加強輪廓件優選是具有製成的凹槽或類似物，以便用於粘合劑及所需的裝置；節結、隆起、或類似物，用於將加強輪廓件定位在合適位置。導入凹槽的粘合劑在圖6b中以陰影顯示。當管狀輥位於垂直位置時，能最好地進行粘合，由此允許以一定壓力將粘合劑塗布於凹槽中，優選是從下向上。利用加強輪廓件，通過選擇用於安裝於管狀輥內的加強輪廓件的合適的量，能夠容易地改變管狀輥的剛度，同時考慮到其動態特性。為了使管狀輥無震動地旋轉，加強輪廓件必須相對於管狀輥中心對稱地位於殼體內。因此，管狀輥內的單元的數量必須是可以以例如二或四或其他偶數等分的，使得加強輪廓件可以位於例如，每一第二、或每一第四單元內。然而，設置於太長間隔的加強輪廓件具有的缺點是，在管狀輥旋轉過程中，在殼體周圍的慣性力矩差會增加過大，會引起震動。
測試的一個管狀輥的直徑是800mm，圓柱體之間的距離是50mm。外圓柱體由厚度為4mm的金屬板製成。內圓柱體和該芯構件的厚度是2mm。具有長度大約為7800mm的管狀輥的總重量是1700kg，其僅是設有鑄造殼體的傳統管狀輥的重量的一半。此外，在這種情況下，該管狀輥的最低特定頻率增加了5Hz。圖1a顯示了包括36個芯構件的這種管狀輥的橫截面視圖。
除了上述的金屬板，芯構造可以由金屬泡沫材料或彈性合成物製成，實際上，可拉伸的金屬在圓柱體之間鑄成，或在圓柱體之間粘合由金屬泡沫材料構件。使用金屬泡沫材料提供了承載能力極大但重量輕的芯構造，其同時提供了有效的減震。此外，圓柱體的尺寸可自由選擇，特別地，鑄造是一種簡單的製造方法。由於特定金屬泡沫材料特性，管狀輥可以不產生重量或震動問題而按照需要製造而成。例如，鋁泡沫材料由於其重量輕和抗腐蝕而是一種適宜材料。這示於圖7a中，其中，管狀輥橫截面的底部是由金屬泡沫材料製成。使用金屬泡沫材料還顯著地增加了管狀輥的承載能力。在金屬泡沫材料中，還可以設置例如由碳纖維製成的加強帶，其可以進一步增強殼體。圖7a所示的管狀輥另外還設置有塗層。
相應地，圖7a剖視圖的上部由彈性合成物製成。實際上，芯構造由例如聚氨酯墊36形成，其中，以合適的間隔切割形成開口37(圖7b)。這就可以使管狀輥的質量小，並且彈性合成物承受輕微變化，這實際上有效地減輕了震動。當使用聚氨酯墊時，墊粘合在圓柱體之間。對於橡膠，也可使用硬化。開口的尺寸和形狀可以用於根據需要調整減震特性。
根據本發明的管狀輥由兩個薄圓柱體連接芯構造組成。與傳統的輥相比，此類型的管狀輥重量僅為傳統的輥重量的三分之一。同時，製造費用明顯較低。該管狀輥還特別適用於例如乾燥部中的紙輥和導輥、塗布器中的壓區輥、或在紙卷(reel)或捲紙機(winder)中的捲紙軸。因此，管狀輥該還可以用作受到中等的壓區載荷的壓區輥。
適於用作壓區輥的管狀輥的例子是如下構造其中，外圓柱體由15mm厚板材製成，並且具有50mm較小直徑的內圓柱體由4mm厚金屬板材製成。內圓柱體通過焊接連接到輥頭上。芯構造由具有3mm厚的波狀結構的金屬板材形成，並且其如圖6a所示沿橫向設置於內圓柱體的頂部。該外圓柱體通過粘合設置於該芯構造的頂部並通過焊接連接到頭構造。最後，外徑1500mm的管狀輥用XmateX塗層塗覆。因此，如圖4a所示設置的管狀輥的尺寸適於壓區載荷75KN/m。這使得適於例如，用作表面塗布設備的輥。圖8顯示了管狀輥應用的其他例子。根據本發明的管狀輥可以用於例如乾燥筒38、導輥39或塗布輥40。具有彼此接觸的壓區的表面施膠設備或塗布設備的輥子可以是根據本發明的管狀輥。該管狀輥還可以用作紙輥41、砑光機中的壓榨輥42部件以及用作紙卷或捲紙機中的捲紙缸43。根據本發明的管狀輥的剛度特性足夠用於抵抗由於織物拉伸或與另一輥子接觸的壓區在線性載荷低於100kN/m下施加的載荷。
根據本發明的管狀輥比以前的管狀輥輕得多。此外，兩個圓柱體和位置彼此接近的芯構造提供了不僅堅固而且具有良好的承載能力的殼體。這使得根據本發明的管狀輥甚至可以用作壓區輥。此外，此構造可以有效地減輕震動，使得根據本發明的管狀輥在使用時較穩定。該管狀輥直徑小，從而還可以降低電力(power)要求。此外，由於管狀輥採用了新的輥頭構造，所以該管狀輥易於安裝和使用。另外，此構造消除了一半重大(half-critical)的震動，允許安全地製造比以前更小的管狀輥。另一方面，通過使用板構造圓柱體，消除了先前製造技術設置的限制，沒有重量問題。從而也允許製造大的輥。此外，該管狀輥具有很強的抗腐蝕性和與之相關的各種功能。
權利要求
1.一種用於造紙機的管狀輥，其中該管狀輥包括殼體(10)和輥頭(11)，該輥頭(11)位於殼體兩端部，用於將該管狀輥可旋轉地支撐於該造紙機；兩個金屬圓柱體(12、13)，其位於該殼體(10)中，適於彼此以一間隔同軸設置；以及芯構造(14)，其位於所述圓柱體(12、13)之間並連接到兩個圓柱體(12、13)；其特徵在於，每一輥頭(11)連接到兩個圓柱體(12、13)，在所述圓柱體中，至少內圓柱體(13)由金屬板材製成。
2.如權利要求1所述的管狀輥，其特徵在於，所述圓柱體的外圓柱體(12)也由金屬板材製成。
3.如權利要求1或2所述的管狀輥，其特徵在於，該金屬板材的厚度是1-5mm，更優選是2-4mm。
4.如權利要求1-3中任一項所述的管狀輥，其特徵在於，該外圓柱體(12)的厚度大於該內圓柱體(13)的厚度。
5.如權利要求1-4中任一項所述的管狀輥，其特徵在於，所述圓柱體(12、13)之間的距離是該管狀輥的外徑的2-15％，優選是3-10％，然而，該距離在30-100mm的範圍內。
6.如權利要求1-5中任一項所述的管狀輥，其特徵在於，該芯構造(14)由一個或多個芯構件(15)構成。
7.如權利要求6所述的管狀輥，其特徵在於，該芯構造(14)由適於沿該管狀輥的軸向或橫向設置的一個或多個芯構件(15)構成。
8.如權利要求6或7所述的管狀輥，其特徵在於，該芯構造(14)由一個連續的芯構件(15)構成。
9.如權利要求8所述的管狀輥，其特徵在於，該芯構件(15)由金屬板材製成，其連接到該外圓柱體(12)的內表面和該內圓柱體(13)的外表面上，以形成單元結構。
10.如權利要求9所述的管狀輥，其特徵在於，優選是碳纖維構造的加強輪廓件(47)與該芯構件(15)形成為一體。
11.如權利要求8所述的管狀輥，其特徵在於，該芯構件(15)是彈性墊(36)。
12.如權利要求1-10中任一項所述的管狀輥，其特徵在於，所述圓柱體(12、13)和該芯構造(14)都是雷射切割和雷射焊接的金屬板構件。
13.如權利要求1-10中任一項所述的管狀輥，其特徵在於，在該管狀輥的軸向，所述兩個圓柱體(12、13)由兩個或兩個以上的圓柱形構件(12』、13』)組成，並且在其間的對接接頭處以及在所述圓柱體(12、13)之間設有與所述圓柱形構件(12』、13』)連接的支撐件。
14.如權利要求13所述的管狀輥，其特徵在於，在所述圓柱形構件(12』、13』)和該支撐件(17)之間設有雷射焊接部或由彈性連接材料例如合成橡膠製成的彈性接頭(19)。
15.如權利要求1-10中任一項所述的管狀輥，其特徵在於，該金屬板材是沒有殘餘應力的冷扎板。
16.如權利要求1-6中任一項所述的管狀輥，其特徵在於，該芯構造(14)由金屬泡沫或彈性合成物組成。
17.如權利要求1-16中任一項所述的管狀輥，其特徵在於，該輥頭(11)包括兩個彼此可拆卸地連接的環狀構件(20、21)，所述圓柱體(12、13)連接到所述環狀構件的第一環狀構件(20)上，同時所述環狀構件的第二環狀構件(21)設置有用於將管狀輥可旋轉地連接於該造紙機的部件(22)。
18.如權利要求17所述的管狀輥，其特徵在於，該部件(22)包括環狀構件(23)，該環狀構件(23)利用板構件(24、25)同軸設置於所述第二環狀構件(21)上以形成盒形結構，並且該環狀構件(23)具有用於將一中空軸連接到該造紙機上的連接單元(26)。
19.如權利要求1-18中任一項所述的管狀輥，其特徵在於，在該外圓柱體(12)的外表面上設有塗層。
20.如權利要求9所述的管狀輥，其特徵在於，在該外圓柱體(12)的至少部分區域具有通孔(32)，用於使通過該單元結構到管狀輥周圍、或從管狀輥周圍到該單元結構的氣流連通。
21.如權利要求9所述的管狀輥，其特徵在於，在該單元結構包括多個單元(50)，其中有用於加熱或冷卻該管狀輥的介質流。
22.如權利要求1-21中任一項所述的管狀輥，其特徵在於，在該外圓柱體(12)、內圓柱體(13)和/或芯構造(14)中設置有用於測量該管狀輥的壓力的傳感元件(33)。
23.如權利要求1-22中任一項所述的管狀輥，其特徵在於，該管狀輥是造紙機中的校正輥、導輥或壓榨輥(39、41、42)。
24.如權利要求1-22中任一項所述的管狀輥，其特徵在於，該管狀輥是造紙機中的表面施膠或塗布設備的輥(40)。
25.如權利要求1-22中任一項所述的管狀輥，其特徵在於，該管狀輥是造紙機中的捲紙軸(43)。
26.如權利要求1-22中任一項所述的管狀輥，其特徵在於，該管狀輥是造紙機中的乾燥筒(38)。
27.一種製造管狀輥的方法，該管狀輥包括輥頭(11)和殼體(10)，以及在兩個同軸相配的圓柱體(12、13)之間的芯構造(14)，其特徵在於製造輥頭(11)；由金屬材料製造外圓柱體(12)；由金屬板材製造內圓柱體(13)；以及在如下步驟之後，製造該芯構造將該芯構造(14)設置於該內圓柱體(13)的項部；以及使該芯構造(14)和該內圓柱體(13)彼此連接，並且，在這些步驟之前或之後，使該內圓柱體(13)和該輥頭(11)彼此連接；之後，該外圓柱體(12)設置於該芯構造(14)的頂部，並連接到該芯構造(14)和該輥頭(11)。
28.如權利要求27所述的方法，其特徵在於，該管狀輥被塗布；
29.如權利要求27或28所述的方法，其特徵在於，該芯構造(14)的外表面的相互接觸表面和/或該外圓柱體(12)的內表面在彼此連接之前經過預處理。
30.如權利要求27-29中任一項所述的方法，其特徵在於，該芯構造(14)和該圓柱體(12、13)通過焊接連接。
31.如權利要求27-30中任一項所述的方法，其特徵在於，該輥頭(11)和所述圓柱體(12、13)通過焊接連接。
32.如權利要求27-31中任一項所述的方法，其特徵在於，所述圓柱體(12、13)由兩個或兩個以上彼此通過對接焊縫連接的圓柱形構件(12』、13』)製成。
33.如權利要求32所述的方法，其特徵在於，在所述圓柱形構件(12』、13』)之間的對接焊縫處設置支撐件(17)。
34.如權利要求27-33中任一項所述的方法，其特徵在於，在焊接中使用雷射焊接。
35.如權利要求27-29中任一項所述的方法，其特徵在於，該芯構造(14)和所述圓柱體(12、13)通過粘合連接。
全文摘要
本發明涉及一種用於造紙機的管狀輥。該管狀輥包括殼體(10)和用於將該管狀輥可旋轉地支撐於該造紙機的輥頭(11)。殼體(10)具有適於彼此以一間隔同軸設置的兩個金屬圓柱體(12、13)。在圓柱體(12、13)之間，另外設有連接到兩個圓柱體(12、13)的芯構造(14)。每一輥頭(11)連接到兩個圓柱體，在圓柱體中，至少內圓柱體(13)由金屬板材製成。本發明還涉及一種製造管狀輥的方法。
文檔編號D21F3/02GK1738979SQ200480002356
公開日2006年2月22日 申請日期2004年1月29日 優先權日2003年1月29日
發明者萊奧·庫爾基寧, 拉米·文尼寧, 彼得裡·蘭內斯, 塔圖·皮特凱寧, 卡裡·霍洛派寧 申請人:美卓造紙機械公司