CN1803563A - 辊式卷取机辊子 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种辊式卷取机辊子(W),其包括一个沿径向在外部具有一个功能铺层的辊芯(15)。人们希望改进辊式卷取装置的工作特性。为此建议,向所述功能铺层(17)内填入阻尼材料(18)。
Description
技术领域
本发明涉及一种辊式卷取机辊子,该辊式卷取机辊子具有一个带有沿径向在外部的功能铺层的辊芯。
背景技术
例如由EP 0679595B1已知一种此类辊式卷取机辊子。
在辊式卷取机内,将料幅、例如纸幅卷绕在可操纵的卷筒上。在许多情况下,在卷取之前还连接将料幅沿纵向分割成多个分料幅的工序,所以在辊式卷取机内同时卷绕成多个分料幅卷。
辊式卷取机原则上区分成支承辊式卷取机和接触辊式卷取机,在支承辊式卷取机中,一个或多个卷筒将其重量作用在两个或多个支承辊上,在接触辊式卷取机中,一些卷筒定心地固定以及只支靠在一个接触辊上。在许多情况下由接触辊承受卷筒的部分重量。在这种情况下接触辊式卷取机还称为支撑辊式辊卷取机。在支承辊式卷取机中往往还有一个加载辊或托辊,在卷取过程的一开始它将卷筒芯连同在卷筒芯上构成的卷筒用一个增大的力压入到由支承辊构成的卷取床(wickelbett)内,以便产生规定的卷绕紧度变化。
与辊式卷取机的类型无关,人们希望能达到尽可能高的卷取速度,以便达到高的生产率。与此同时人们希望获得高的卷取质量以及避免损伤料幅。
因此,原先使用的设计为钢辊的辊式卷取机辊子设有功能铺层。该功能铺层由弹性塑料构成。功能铺层可以在辊式卷取机辊子与卷筒之间实现一种与钢辊相比加宽的支承辊隙或接触辊隙。带有功能铺层的辊式卷取机辊子会取得更好的卷取效果,以及可以实现比在采用钢辊的情况下卷绕更大直径的卷筒。
当然,即使在具有功能铺层的辊式卷取机辊子中其工作特性仍旧存在问题。尤其是,有些辊式卷取机仍然倾向于振动和摆动。在有些不利的情况下,这种振动会导致卷筒从辊式卷取机上弹出。
发明内容
本发明的目的是改进辊式卷取机的工作特性。
上述目的通过对前言所述类型的辊式卷取机辊子采取下列措施达到,即,在所述功能铺层内填入阻尼材料。
功能铺层仍然保留其支承、支撑、加载或接触功能,也就是说,通过功能铺层达到在构成的卷筒与辊式卷取机辊子之间所期望的接触特性。尤其是达到一种与单纯的钢辊相比增大了的接触辊隙。与此同时,通过阻尼材料和功能铺层的组合还能达到“消耗掉”在卷取时产生的振动能量,也就是基本上转换为热能。因此,阻尼材料保证,在卷取时不可避免的振动当它出现时便已经被抑制,所以使振动的危险性保持更低。因为一部分振动很可能起因于卷筒与辊式卷取机辊子之间的接触,所以在振动发生处对其进行抑制。因此,附加的例如在辊式卷取机辊子轴承内的外部阻尼器可以减小尺寸或甚至完全取消。
功能铺层优选是不可压缩的以及阻尼材料是可压缩的。不可压缩的材料具有体积稳定性,也就是在辊式卷取机辊子与卷筒之间的接触区内仅发生将材料从一个位置向另一个位置排挤的现象。相反,阻尼材料则是可压缩的,也就是其体积可改变。通过体积改变(亦即在阻尼材料进入到辊式卷取机辊子与卷筒之间的辊隙内时导致体积减小而在出来时导致体积增大)来产生内摩擦,其结果是相应地产生热能。这种热能消耗了振动能量。术语“不可压缩”在这里不应理解为绝对的。意思是说功能铺层比阻尼材料可压缩性小得多。由于功能铺层实际上不可压缩,保证它具有所需要的卷取功能以及保持其有支承或支撑功能。对于辊式卷取机辊子与卷筒迄今的支承或接触特性实际上什么也没有改变。然而却显著地改善了阻尼。
在这里优选的是,阻尼材料从一组包括聚氨酯(PUR)、异戊二烯-异丁烯共聚物(11R)和碳氟弹性塑料(FCM)的材料中选择。这些材料的每一种都适合于用作阻尼材料。当然也可以设想这些材料的一种相互组合。作为功能铺层则反之可以使用一种Multdrive铺层,它由德国克雷费尔德的VoithJagenberg有限公司供应。
另外,阻尼材料一直延伸到辊表面,是有利的。这样的设计结构一方面易于制造。另一方面阻尼材料直接被卷筒压缩。最后,导致无干扰地向外散热。
功能铺层和阻尼材料优选具有相同的硬度。在这种情况下硬度并不一定准确相同。有些差异是完全允许的。在卷件硬度相同时辊式卷取机辊子实际上沿其整个表面具有相同的特性。
优选地,所述功能铺层具有30至100P&J的硬度,以及所述阻尼材料具有25至110P&J的硬度。这种硬度相当于肖氏硬度A在50至90的范围内。这种硬度已证实是恰当的。
所述阻尼材料有利地具有一个沿径向的平均宽度,该平均宽度等于在阻尼材料之间的功能铺层沿径向平均宽度的0.2倍至1.5倍。在这里,此宽度相当于沿辊式卷取机辊子轴向的尺寸。因此,交替地布置阻尼材料和功能铺层,其中,沿轴向相应的尺寸之比为上述的0.2至1.5倍。平均宽度在这里是沿径向的宽度平均值。当阻尼材料具有一矩形横截面时,则平均宽度便等于矩形的宽度。
功能铺层径向厚度优选地在5至20mm范围内。这种厚度足以一方面保证卷取和支承功能,以及另一方面保证阻尼功能。
所述阻尼材料优选地具有一个等于所述功能铺层径向厚度的0.1至0.8倍的径向尺寸。因此阻尼材料并不一定必须具有与功能铺层相同的径向厚度。这样做的优点是,使功能铺层具有必要的机械稳定性,而保证阻尼材料具有阻尼能力。
优选地将所述阻尼材料填入到至少一个构造在所述功能铺层中的凹槽内。这种槽可以例如在制造功能铺层时一起制成。但凹槽也可以事后加工,例如通过铣削或车削。也可以并列地设有多个凹槽。
所述凹槽优选地在其开口的区域内沿轴向具有一个与沿径向处于更靠里的区域相比更小的宽度。这种设计的优点是,无需附加的固定步骤地将阻尼材料固定在功能铺层内。
在这里,所述凹槽的横截面优选是一种多边形或椭圆形的形状。一种多边形的优选扩展设计例如是梯形。一种椭圆形的优选扩展设计例如是圆形。在所有的情况下均要保证将阻尼材料固定在功能铺层内,但与此同时也保证辊式卷取机辊子具有良好的阻尼特性。
所述凹槽优选地设计为螺旋槽。这种槽可螺旋线状地延伸,从而它基本上沿辊式卷取机辊子的整个轴向长度延伸。也可以在辊子的表面上加工多个凹槽,即所谓多头螺纹。螺旋槽的优点是,当辊式卷取机辊子旋转时,凹槽的开口沿轴向经卷筒的表面游动。因此避免凹槽压入到卷筒的表面内。
优选地将所述功能铺层和阻尼材料共同硫化到所述辊芯上。这例如可以通过下述方式实现,即,将带状的功能铺层和同样带状的阻尼材料卷绕到辊芯的圆周上,然后共同通过热处理最终制成。由此不仅形成辊芯与功能铺层之间的紧密连接(这种连接必要时还可以通过一种粘结剂层改善),而且还形成阻尼材料与辊芯之间以及阻尼材料与功能铺层之间同样好的连接。
在所述功能铺层内优选地设有至少一个排气槽。在卷取料幅时,附着在料幅上的空气被吸入到卷筒与辊式卷取机辊子之间的辊隙内。为了排出这种空气,已知采用排气槽。若现在考虑将排气槽仅仅或无论如何主要设在功能区内,则该排气槽并不影响辊子的阻尼特性。
附图说明
下面结合附图借助优选的实施例说明本发明。附图中:
图1示意性地表示出一支承辊式卷取设备;
图2示意性地表示出一支撑辊式卷取设备;
图3用纵剖面图表示辊式卷取机辊子的一段;
图4表示与图3不同的实施方式;
图5表示辊式卷取机辊子的另一种不同的形式;
图6用示意图表示辊式卷取机辊子的第四种设计结构;以及
图7表示辊式卷取机辊子的第五种设计结构。
具体实施方式
图1表示一种支承辊式卷取设备1,它包括两个共同构成一个卷取床4的支承辊2、3,一卷筒5处于两支承辊之间。当然,在卷取床4内沿轴向也可以并列地有多个卷筒5。支承辊2、3中至少有一个是被驱动的。当支承辊2、3旋转时,通过摩擦带动旋转卷筒5并由此拉动图中未进一步表示的料幅,例如纸幅。
为了防止卷筒5从卷取床4中跳出以及为了在卷取的一开始产生规定的卷件硬度,在卷取床4上方设一加载辊6。随着卷筒5直径渐增,加载辊6向上移动。
每个辊子,亦即两个支承辊2、3和加载辊6,可以在其圆周上具有一功能铺层,对该功能铺层将结合图3至7详细讨论。
图2表示卷取设备7的另一种设计为所谓支撑辊式卷取机的实施方式。此卷取设备7具有一中心辊8,该中心辊8也可以称为支撑辊或接触辊。在中心辊8上支靠着卷筒9、10,而且沿轴向彼此错开一个空隙。这些卷筒9、10保持定心。它们还可以有一个中央驱动装置11、12。在卷取时,轴承沿导轨13、14倾斜地向上移动。卷筒9、10在两个上部象限内贴靠在中心辊8上。在这种卷取设备7中,中心辊8设有功能铺层,对于功能铺层将结合图3至7详细说明。
图3用纵剖面图表示一辊子W的一段。如上面已提及的,此辊子可以是两个支承辊2、3、加载辊6或中心辊8中的一个。
辊子W具有一个也可以称为支承套的辊芯15。该辊芯15例如用钢或另一种牢固的材料制成。辊芯15应设计得足够稳定,以便不会由于在上面支靠了卷筒5或9、10而发生变形。
在辊芯15的圆周上首先存在一层粘结剂层16。在该粘结剂层16上敷设一层功能铺层17。至此,辊子W的结构与例如在EP 0679595B1中表示的结构是一致的。
功能铺层由弹性塑料构成,它实际上是不可压缩的,也就是说具有一种体积的稳定性。例如德国克雷费尔德的Firm Voith Paper有限公司提供这种铺层,名称为“ElaCare”,“ElaGrip”或“MultiDrive”。
现在,在功能铺层17内填入阻尼材料18。该阻尼材料18是可压缩的。它例如可以由聚氨酯(PUR)、异戊二烯-异丁烯共聚物(IIR)、碳氟弹性塑料(FCM)或这些材料的一种组合物构成。
在卷取时,卷筒5或卷筒9、10旋转。在这种情况下,支承辊2、3、加载辊6或中心辊8在与各自卷筒的接触区内被压入。对于不可压缩的功能铺层17而言,这导致材料移动。反之,对于阻尼材料18而言,这导致压缩和随后的去压松弛。在卷取时卷筒的振动越大这种体积变化越大。这种体积的改变与热量生成有关。热量取自振动过程。也就是说,阻尼材料18导致有效地减弱在卷取时产生的振动,而且直接在振动发生处实现。
在图3所示的设计结构中,阻尼材料18设在一个螺旋形环绕的凹槽19内。当然也可以设置多个螺旋形环绕的凹槽19,从而实际上得到一种多头螺旋槽。功能铺层17的径向厚度S在5至20mm范围内。凹槽19以及进而阻尼材料18具有一个相当于功能铺层17的厚度S的0.1至0.8倍的径向尺寸T。阻尼材料18在这里一直通到辊子W的表面20,也就是说,功能铺层17和阻尼材料18构成一个平滑的圆周面。
当然,在这里也可以设一排气槽21,不过它主要设在功能铺层17内。
在阻尼材料18按照图3所示的横截面为矩形的设计结构中,沿辊子W的轴向看阻尼材料18和功能铺层17在外表面上交替。在这里,阻尼材料18具有一宽度A(亦即沿轴向的尺寸),它相当于功能铺层17宽度B的0.2至1.5倍,准确地说,相当于在由阻尼材料18构成的区域之间的功能铺层17区段宽度的0.2至1.5倍。在这里规定,功能铺层17和阻尼材料18的硬度大体相同,所以卷筒5或9、10沿辊子W整个轴向长度基本上被同样地支承。例如,功能铺层17可以具有30至100P&J的硬度,而阻尼材料可以具有25至110P&J的范围内的硬度。
阻尼材料18可以被铸入到凹槽19内或牢固地粘结在那里。
阻尼材料18并不一定必须具有一种在剖面图内是矩形的截面。如图4所示,阻尼材料18也可以具有梯形的横截面。在这里凹槽19设计为,它朝辊子W的径向中心展宽。因此,阻尼材料18以燕尾形连接的形式固定在功能铺层17内。在这种情况下为说明宽度的状况人们采用一个平均宽度,亦即阻尼材料18的横截面积除以径向厚度T。
当然,也可以取代图4中表示的梯形而采用其他任何多边形,只要能实现功能铺层相应的固定功能。
图5表示一种不同的设计结构,其中,阻尼材料18基本上呈现圆形。在这里除功能铺层17外阻尼材料18也显现在辊子W的外表面上。平均宽度在这里也同样是横截面积除以阻尼材料18的径向厚度T。
图6表示另一种实施方式,其中相同的部分采用同样的附图标记。在这里,阻尼材料18在功能铺层17旁一直延伸到粘结剂层16。这例如可以采取以下措施实现:将功能铺层17和阻尼材料18共同或并列地卷绕到辊芯15上,然后通过使用较高的温度共同硫化或相应地固化。在这里,如图左半部分所示,各个构成功能铺层17和阻尼材料18的卷件沿径向定向。但它们也可以锥形地卷绕,从而如图6右边所示形成“斜”层。
图7表示子W的一种设计结构,其中阻尼材料18沿径向设在功能铺层17的内部。因此,阻尼层布置在功能铺层17的下方。
Claims (15)
1.一种辊式卷取机辊子,其包括一个沿径向在外部具有一个功能铺层的辊芯,其特征为:向所述功能铺层(17)内填入阻尼材料(18)。
2.按照权利要求1所述的辊式卷取机辊子,其特征为:所述功能铺层(17)是不可压缩的以及所述阻尼材料(18)是可压缩的。
3.按照权利要求1或2所述的辊式卷取机辊子,其特征为:所述阻尼材料(18)从一组包括聚氨酯(PUR)、异戊二烯-异丁烯共聚物(11R)和碳氟弹性塑料(FCM)的材料中选择。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的辊式卷取机辊子,其特征为:所述阻尼材料(18)一直延伸到辊子表面(20)。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的辊式卷取机辊子,其特征为:所述功能铺层(17)和阻尼材料(18)具有相同的硬度。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的辊式卷取机辊子,其特征为:所述功能铺层(17)具有30至100P&J的硬度,以及所述阻尼材料(18)具有25至110P&J的硬度。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的辊式卷取机辊子,其特征为:所述阻尼材料(18)具有一个沿径向的平均宽度(A),该平均宽度(A)等于在阻尼材料(18)之间的功能铺层(17)沿径向平均宽度(B)的0.2倍至1.5倍。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的辊式卷取机辊子,其特征为:所述功能铺层(17)的径向厚度在5至20mm范围内。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的辊式卷取机辊子,其特征为:所述阻尼材料(18)具有一个等于所述功能铺层(17)径向厚度(S)的0.1至0.8倍的径向尺寸(T)。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的辊式卷取机辊子,其特征为:将所述阻尼材料(18)填入到至少一个构造在所述功能铺层(17)中的凹槽(19)内。
11.按照权利要求10所述的辊式卷取机辊子,其特征为:所述凹槽(19)在其开口的区域内沿轴向具有一个与沿径向处于更靠里的区域相比更小的宽度。
12.按照权利要求11所述的辊式卷取机辊子,其特征为:所述凹槽(19)的横截面是一种多边形或椭圆形的形状。
13.按照权利要求10至12中任一项所述的辊式卷取机辊子,其特征为:所述凹槽(19)设计为螺旋槽。
14.按照权利要求1至9中任一项所述的辊式卷取机辊子,其特征为:将所述功能铺层(17)和阻尼材料(18)共同硫化到所述辊芯(15)上。
15.按照权利要求1至14中任一项所述的辊式卷取机辊子,其特征为:在所述功能铺层(17)内设有至少一个排气槽(21)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |