CN100513685C - 用于压力处理料幅的轧辊 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于压力处理料幅的轧辊，包括一个支架(3)、一个绕着支架(3)支承的辊套(4)、至少一个在支架(3)和辊套(4)之间的压力腔(12)，该压力腔至少部分地填充一种支承液体，该支承液体可以至少间接地把一种液压支承力从支架(3)传到辊套(4)上。按本发明，在所述至少一个压力腔(12)内设有一个弹性元件(18′)，该弹性元件无节流地与支承液体保持连通，并且该弹性元件在超过用于产生液压支承力所需的液体压力时是可压缩的。

Description

用于压力处理料幅的轧辊
技术领域
本发明涉及一种用于压力处理料幅的轧辊。
背景技术
这样的轧辊也称为“浮动的”轧辊。它们包括一根大多数情况下旋转固定地支承的支架，一个构成为轧辊圆周的辊套绕着支架可旋转地支承。在支架和辊套之间构成至少一个压力腔，该压力腔填充液体，该液体可以把液压支承力传递到辊套上，该支承力在径向上沿辊缝的方向定向。
一种这样的轧辊由DE-AS 1 026 609已知。它在支架内具有多个从下向上延伸的盲孔用于防止不允许的压力升高，所述盲孔在压力液体柱的上面含有一个气垫。
由WO 88/03610已经，在浮动轧辊的压力腔内设有一个第二腔，该第二腔通过一个节流部位与第一腔相连接。在第二腔内有一个填充气体的、不透气封闭的橡胶软管。因此第二腔总是只部分地填充液体。由于这个措施，当第一腔内的压力变化时，在第二腔内的液体体积也可以发生变化。所以辊套的振动导致液体振荡地流动通过节流部位，这样由于液体摩擦将振动能量转换成摩擦热能。
DE 31 51 001 A1涉及一种静压支承的轧辊，其中辊套通过静压的轴承元件支承在支架上。静压元件的轴承外壳与一个外部的弹性作用的蓄压器相连接用于减振。
这样的轧辊已经证明适用于压力处理料幅，例如用于对纸张和其他材料的进行上光和压凸、用于轧出纺织品的水分、用于压光和拉出塑料薄膜和橡胶薄膜以及用于其它压制过程。然而已经证明，特别是当浮动轧辊设有一个弹性的例如由塑料制成的外层时，在不希望的短暂的运行时间后在轧辊外层的圆周上形成多边形。这种多边形是由于振动状态形成的，其中轧辊相对于形成辊缝边界的配合工具(大多数是一个反压辊)振动。
发明内容
因此本发明的目的是，进一步设计一种同类的轧辊，以致可以用结构上简单的方式使辊套与支架有效振动隔开，以便通过减小相对于配合工具振动的质量来减小由于振动而产生的磨损。
根据本发明，提出一种用于压力处理料幅的轧辊，包括一个支架、一个绕着支架支承的辊套、至少一个在支架和辊套之间的压力腔，该压力腔至少部分地填充一种支承液体，该支承液体可以至少间接地把一种液压支承力从支架传到辊套上，其特征在于：在所述至少一个压力腔内设有弹性元件，该弹性元件无节流地与支承液体保持连通，并且该弹性元件在超过用于产生液压支承力所需的液体压力时被压缩。
通过在所述至少一个压力腔内设置一个弹性元件，该弹性元件无节流地与产生液压支承力的支承液体保持连通，并且该弹性元件在超过用于产生液压支承力所需的液体压力时是可压缩的，在辊缝内至少基本上避免由于支架的振动而造成的压力峰值。无节流的连通弹性元件和压力液体导致，即使振幅较大的支架振动也不会或者只有很小部分地传递到辊套上。
试验表明，在按本发明进一步设计的浮动的轧辊中，辊套的外层受到的磨损相对于那些按现有技术设计的轧辊明显减小了，并且辊套在维修和更换之前可使用明显更长的时间。
除了产生液压支承力的液体所处在的压力腔外，轧辊可以还包括一个泄漏腔，该泄漏腔用于容纳和排出从压力腔出来的液压液体。附加地在泄漏腔内可以设有至少一个另外的弹性元件，用于改进辊套与支架的振动隔开。
优选的是，所述至少一个弹性元件具有一个装有或可装有一种可压缩介质的空腔。
在一个优选的结构方案中，弹性元件构成为软管状的。
可压缩的介质优选是空气。
在一种可能的第一实施方式中，弹性元件构成为封闭的并且以一种预定的压力填充。这个压力处于液压支承液体的最低的期望压力。在使用轧辊时，弹性元件被这样压缩，使得在支承液体压力和气动压力之间达到平衡。
试验表明，弹性元件填充大气压力适合于多方面的应用。
然而为了扩大可使用按本发明轧辊的压力范围，优选的是，弹性元件包括一个单向阀，通过该单向阀可填充在一定压力下的空气，这个压力又低于支承液体在轧辊的运行过程中的压力。此外在弹性元件内的压力可以优化适应在压力腔和泄漏腔内的相应可以期望的压力比。
按本发明的带有封闭的弹性元件的轧辊的实施方式的一个缺点是，弹性元件必须具有一个尽可能大的内部容积，以便轧辊适合于在辊缝内的一个尽可能大的压力范围。因为只有在一个最小初始容积的情况下才保证，即使空气体积在最高的、希望的运行压力的情况下，也具有一个足够的空气体积用于平衡支架的振动。然而弹性元件的一个大的初始容积需要一个相应大的在压力腔或者泄漏腔内的自由空间，这会导致支架的不希望的削弱并且随之而来增加振动倾向或者加大振幅。
因此一种按本发明的轧辊的实施方式是特别优选的，其中所述至少一个弹性元件与一个压缩空气源相连接，通过该压缩空气源可如此跟踪压力，使得它始终略高于液压支承液体的压力。在这种实施方式中，换句话说，弹性元件内的气动压力-也就是它的柔性-适应于支承液体所处在的相应实时的液压压力。
为了防止弹性元件塌陷，它们可以装备有内部支承件，例如一个由可弹性变形的材料制成的螺旋。
为了容纳所述至少一个弹性元件，优选的是设有在一个在支架上加工出的凹槽。特别是当弹性元件构成为软管状时，所述凹槽优选地具有轴向平行延伸的纵向槽的形式。
一种按本发明的轧辊的实施方式是特别优选的，该轧辊包括用于测量支承液体的液压压力的装置。这个装置可以包括一个压力传感器，该压力传感器优选的是设置在轧辊的外面，然而和压力腔处于流体连接。
在一种按本发明的轧辊的特别优选的实施方式中，压力传感器用于控制或调节气动压力，用该气动压力加载所述至少一个弹性元件。
附图说明
在附图中示意描述按本发明的轧辊的一个实施例。其中：
图1 轧辊的横截面图，
图2 同一轧辊的局部剖视的纵视图，
图3 该轧辊的液压和气动的布线图。
具体实施方式
整体上标记为100的轧辊构成为所谓的浮动轧辊。它与一个反压辊1一起构成一个辊缝2，用于压力处理一个连续前进的在附图中未示出的料幅。反压辊1可以构成为传统的轧辊、控制挠曲的轧辊、浮动轧辊或任意其它方式。
按本发明的轧辊100包括一个支架3，该支架旋转固定地支承在一个图中未示出的机架上。一个辊套4可绕着支架3旋转地支承，辊套的外壳面5构成轧辊100的工作圆周6。
在辊套4的内壳面7和支架3的外壳面8之间有一个环状间隙9，该环状间隙通过两个互相对置的纵向密封装置10、11分成一个靠近反压辊1的压力腔12和一个远离反压辊1的泄漏腔13。
在轧辊100的运行过程中，压力腔12包含处于一个液压压力下的支承液体，该支承液体的压力确定在辊缝2内产生的线性力。
泄漏腔13用于容纳和排出支承液体，该支承液体从纵向密封装置10、11旁边经过进入到泄漏腔内。
在支架3的圆周上均匀分布地设置四个纵向槽14、15、16、17，这些纵向槽分别用于容纳一个弹性元件18、18′，该弹性元件无节流地与支承液体保持连通，并且它的设计结构和工作方式下面还会进一步描述。
弹性元件18、18′构成为软管状。它们各自包括一个由弹性材料制成的外套19以及设置在外套19的内部容积内的支承件20，即使在较高的液压支承介质的压力下，该支承件也能防止外套19的塌陷。
在弹性元件18、18′的内部容积21内存在着气动压力，该气动压力的大小取决于支承液体所处在的液压压力的大小用一种借助于图3下面进一步描述的方式来调节。为了测量实时的存在于压力腔12内的液压压力，设有一根测量管路22，该测量管路把压力腔12和一个在轧辊100外面的压电转换器23(见图3)连接起来。
按本发明的轧辊100的气动和液压布线现在借助于图3进行描述。
与泄漏腔13保持连通的、在图1下部示出的弹性元件18通过一根气动管路24经过一个减压阀25连接到一个中央压缩空气源26。这样来理解，代替一个单个气动管路24，该气动管路通过一个在图中未示出的分配器与在泄漏腔13内的弹性元件相连接，也可以为各个弹性元件分别设置单独的气动管路。
减压阀25调节压力到一个值，这个值比在泄漏腔13内的液压支承介质所处在的液压压力高几个1/10bar。该泄漏腔具有一个在图中未示出的出口。典型的是，在气动管路24内的气动压力大约为0.3bar，在泄漏腔13内的液压压力为0.1bar。
与压力腔12保持连通的弹性元件18′通过一根总管27或-可选地-通过一些单个管路和一个压电转换器28相连接，该压电转换器把在弹性元件的内部容积21内的气动压力转换成电信号。后者通过一根电线29传递到整体上标记为31的调节装置的输入端30。此外由压电转换器23产生的电信号通过一根电线32传递到输入端30，该电信号是支承液体的液压压力大小的尺度。
调节装置31比较这两个输入信号，并且在它的输出端33产生一个取决于输入信号差值的输出信号，该输出信号通过一根电线34传递到一个气动-压力调节器36的操纵元件35。
压力调节器36根据电信号把由外部的压缩空气源26确定的典型为6bar的气动压力调节到0到5bar之间的值，这个值确定在与它相连的气动管路37上。因为在压力腔12内压力也可以大于5bar，部分甚至到10bar，气动管路37与一个压力加倍器38的输入端相连接。压力加倍器的输出端与一个气动管路39相连接，在压力加倍器的输出端产生两倍于气动管路37内的压力，该气动管路39本身在部位40通入到总管27内。
调节装置31通过一根数据线41与一个监控装置42相连接，该监控装置分析调节装置31实时的运行状态并且显示出来以及通过一个经过一个调制解调器43连接的操纵装置44可远程操纵。
附图标记表
1  反压辊                 24 气动管路
2  辊缝                   25 减压阀
3  支架                   26 压缩空气源
4  辊套                   27 总管
5  壳面                   28 压电转换器
6  工作圆周               29 电线
7  壳面                   30 输入端
8  壳面                   31 调节装置
9  环状间隙               32 电线
10 纵向密封装置           33 输出端
11 纵向密封装置           34 电线
12 压力腔                 35 操纵元件
13 泄漏腔                 36 压力调节器
14 纵向槽                 37 气动管路
15 纵向槽                 38 压力加倍器
16 纵向槽                 39 气动管路
17 纵向槽                 40 部位
18 弹性元件               41 数据线
19 外套                   42 监控装置
20 支承件                 43 调制解调器
21 内部容积               44 操纵装置
22 测量管路               100轧辊
23 压电转换器

Claims (16)

1.一种用于压力处理料幅的轧辊(100)，包括一个支架(3)、一个绕着支架(3)支承的辊套(4)、至少一个在支架(3)和辊套(4)之间的压力腔(12)，该压力腔至少部分地填充一种支承液体，该支承液体可以至少间接地把一种液压支承力从支架(3)传到辊套(4)上，其特征在于：在所述至少一个压力腔(12)内设有弹性元件(18′)，该弹性元件无节流地与支承液体保持连通，并且该弹性元件在超过用于产生液压支承力所需的液体压力时被压缩。
2.根据权利要求1所述的轧辊，其特征在于：轧辊包括至少一个泄漏腔(13)，用于容纳从压力腔(12)出来的支承液体。
3.根据权利要求2所述的轧辊，其特征在于：在所述至少一个泄漏腔(13)内设有至少一个弹性元件(18)。
4.根据权利要求1至3之一所述的轧辊，其特征在于：所述至少一个弹性元件(18、18′)包括一个装有或可装有一种可压缩介质的空腔。
5.根据权利要求4所述的轧辊，其特征在于：所述至少一个弹性元件(18、18′)构成为软管状。
6.根据权利要求4所述的轧辊，其特征在于：可压缩的介质是空气。
7.根据权利要求6所述的轧辊，其特征在于：弹性元件(18、18′)是封闭的并且以一种预定的压力填充空气。
8.根据权利要求7所述的轧辊，其特征在于：弹性元件(18、18′)用在大气压力下的空气加载。
9.根据权利要求7所述轧辊，其特征在于：弹性元件(18、18′)包括一个单向阀，通过该单向阀可填充在一定压力下的空气，这个压力低于液压支承液体在运行过程中的压力。
10.根据权利要求6所述的轧辊，其特征在于：所述至少一个弹性元件(18、18′)与一个压缩空气源(26)相连接，通过该压缩空气源可如此调节压力，使得所述压力始终略高于液压支承液体的压力。
11.根据权利要求5所述的轧辊，其特征在于：构成为软管状的弹性元件(18、18′)包括内部支承件(20)。
12.根据权利要求10所述的轧辊，其特征在于：内部支承件(20)包括一个由可弹性变形的材料制成的螺旋。
13.根据权利要求1所述的轧辊，其特征在于：所述至少一个弹性元件(18、18′)设置在一个在支架(3)上加工出的凹槽内。
14.根据权利要求13所述的轧辊，其特征在于：凹槽具有轴向平行延伸的纵向槽(14、15、16、17)的形式。
15.根据权利要求1所述的轧辊，其特征在于：设有用于测量支承液体的液压压力的装置。
16.根据权利要求15所述的轧辊，其特征在于：轧辊如此设计，使得用于测量液压压力的装置用于控制或调节气动压力，用该气动压力加载所述至少一个弹性元件(18、18′)。
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