JP4163768B2 - 圧搾ロール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対抗面と相俟って形成されるプレスニップに沿って延びるプレスシューと、該プレスシューを介してガイドされるプレスジャケットと、定置の支持体に支持されてロール軸線の方向で互いに相前後して配置されていて夫々圧力流体によって作動されかつシリンダ−ピストンユニットによって構成された複数の動力エレメントとを有しており、前記動力エレメントの可動のピストンによって前記プレスシューが、プレスジャケットを対抗面に押圧するために負荷される形式の、前記プレスニップ内で材料ウェブを処理するための圧搾ロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
前記形式の圧搾ロールは例えば欧州特許第０３４５５０１号明細書に基づいて公知である。このような圧搾ロールの場合、製作費及び組立経費は、処理すべき材料ウェブ、特に紙匹又はカートンウェブの全幅にわたって横切るプレスニップに沿っての線荷重分布の所望の均一度に著しく関連している。プレスシューが、ロール軸線の方向で間隔ｔをおいて相前後して個別に配置された複数の動力エレメントによつて支持されている場合、動力エレメント間のプレスシューの最大撓みはｆ＝ｃ・ＰL・ｔ4である。但し関係式中、ｃはプレスシューの弾性的な可撓性を考慮する定数、ＰLは線荷重、ｔは動力エレメント間のスパン幅である。
【０００３】
最大撓みを規定する関係式に基づいて、均等な線荷重分布に関してはスパン幅が特にデリケートであることが判る。つまり線荷重は、プレスシューが撓む部位で小さくなる。撓みが大きくなり、かつプレスニップを通走する材料ウェブの圧縮性が小さくなる場合、線荷重は動力エレメント間の中点では零に低下することすらある。
【０００４】
不都合に高い撓みに対抗するために、前掲の欧州特許第０３４５５０１号明細書に基づいて公知になっている圧搾ロールでは、動力エレメントは２列に配列されており、しかも２列の平行な動力エレメント列は夫々、材料ウェブに対して直角な横方向にロール軸線に沿って延びている。動力エレメントの単列形又は単行形配列に対比して、公知の２列形配列は、個々のピストンによって全体的に形成されるピストン面が等しい場合には動力エレメント間の支持間隔がロール軸線の方向で半分になるという利点をもたらすことになる。とは云え、各シリンダ−ピストンユニットによって構成される動力エレメントの数は４倍に増加する。しかも、より小形のシリンダと、より小さなピストン面とを有する、比較的小さく設計された４つの動力エレメントは、それ相応に大形のシリンダとそれに相応した大形のピストンとを有する、比較的大きく設計された１つの動力エレメントよりも著しくコスト高になる。より多数の動力エレメントの組立は必然的に時間がかかる。更に又、公知の圧搾ロールの場合にプレスシューを支持するために使用されるピストン棒は、比較的広い半径方向スペースを要求する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の圧搾ロールを改良して、構造をコンパクトにし、特に半径方向の所要スペースを最小限にし、かつ動力エレメント数を最小限に抑えると共に、特に動力エレメントピッチがロールに応じて異なる場合でも、材料ウェブに対して横方向での最適の線荷重分布をプレスニップ全体にわたって保証することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の構成手段は、ピストン及びプレスシュー又はその何れかが、ロール軸線Ｘの方向で相互間隔を有する不連続的な、しかも支持力を集中せしめる凸状の少なくとも２つの離隔した接触面を備えており、それによって少なくとも１つの動力エレメントのピストン及びプレスシューの対向領域又はその何れかが、前記のピストンとプレスシューとの間に発生する支持力を、ロール軸線に対して垂直なピストン中心平面の異なった側で互いに対向して位置するピストン周縁領域において少なくとも実質的に集中させるように、構成されている点にある。
【０００７】
【作用】
従って本発明の思想は実質的に、各動力エレメントのピストンをプレスシューに対して中央で支持するのではなくて、ピストンとプレスシューとの間の支持力を、程度の差こそあれロール軸線の逆方向でピストン周縁の方向に集中させることである。この結果、動力エレメント間の有効スパン幅が縮小され、ひいては冒頭で述べた関係式に従って支持点間におけるプレスシューの最大撓みは冪数４だけ著しく減少することになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
所望の支持力集中を得るための有利な実施形態では、ピストン及びプレスシュー又はその何れかが、ロール軸線の方向で相互間隔を有する不連続的な、しかも支持力を集中せしめる凸状の少なくとも２つの離隔した接触面を備えている。この場合少なくとも各接触面は、例えば接着された、或いは電鍍により薄膜成層された滑りライニングを有しているのが有利であり、該滑りライニングは、金属対抗面に対して特に低い摩擦係数を有する材料層、例えば滑剤で含浸された織布層から成り、前記滑剤はＰＴＦＥ、モリブデン亜硫酸塩、ポリエチレン又は成層カーボンであってもよい。
【０００９】
不連続的に離隔した両接触面の面重心間の、ロール軸線の方向で測定した間隔が、ロール軸線の方向で相前後して配置された複数の動力エレメントのピストンのピストンピッチの少なくとも１／２に等しいか又は前記ピストンピッチの１／２よりも大であり、互いに隣り合ったピストンの隣接した接触面の面重心間の軸方向間隔が、前記ピストンピッチの１／２よりも小さくなるように構成されている場合には、最適の成績が得られる。
【００１０】
１つのピストンにおける不連続的に離隔した接触面間の比較的大きな間隔を補償するために、両接触面間で、殊にピストン中心領域に配置された少なくとも１つの静圧ポケットが設けられているので、如何なる場合にもピストン中心領域における有害な撓みは排除されている。
【００１１】
別の実施形態では、ピストン周縁領域に支持力を集中させるために、ピストンとプレスシューとの間で殊にピストン内に１つの環状の静圧ポケットが配置されている。
【００１２】
ピストン内に設けられた各静圧ポケットは絞りを介して、シリンダ−ピストンユニットによって構成された動力エレメントのシリンダ圧力室と連通されているか、或いは前記シリンダ圧力室とは無関係に圧力流体で負荷することもできる。
【００１３】
ピストン周縁領域に支持力を集中させる１つの環状の静圧ポケットを使用する場合には、環状の静圧ポケットの内部領域で、ピストン内に形成された無圧ポケットが設けられており、該無圧ポケット内に、外部へ通じる放圧孔が開口している。
【００１４】
殊にピストン棒を備えていない平形ピストンとして構成されたピストンは、該ピストンと定置の支持体もしくはシリンダ底との間でピストン軸線に対して偏心配置された少なくとも１つの弾性的な支材によって回動を防止されている。
【００１５】
本発明の圧搾ロールの更に別の有利な実施形態は特許請求の範囲の請求項の記載から明らかである。
【００１６】
【実施例】
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００１７】
図１及び図２には、対抗面と相俟って形成されるプレスニップ（図示せず）において特に紙匹又はカートンウェブのような材料ウェブを処理するために使用される圧搾ロール１０の一部分が図示されている。
【００１８】
このために圧搾ロール１０は、プレスニップに沿って延びるプレスシュー１２と、該プレスシュー１２を介してガイドされるプレスジャケット（図示せず）と、ロール軸線Ｘの方向で互いに相前後して配置されていて夫々圧力流体によって作動されかつシリンダ−ピストンユニットによって構成された複数の動力エレメント１４（図面に図示されているのは１つだけ）とを有しており、前記動力エレメント１４の可動のピストン１６によってプレスシュー１２は、プレスジャケットを対抗面に押圧するために負荷される。該対抗面は対抗ロールによって構成することができる。前記動力エレメント１４は、プレスシュー１２から離反した方の側で定置の支持体１８に固定されている。
【００１９】
ピストン棒を備えていない平形ピストンとして構成された各ピストン１６は、動力エレメント１４のフラットな無底のシリンダ部分２０内でガイドされている。このフラットな無底のシリンダ部分２０は下側で（図１参照）定置の支持体１８に支持され、かつ、ピストン１６を負荷する圧力室を形成するために該支持体１８によって密閉されている。このために無底のシリンダ部分２０と定置の支持体１８との間にはリングパッキン２４が設けられている。
【００２０】
シリンダ部分２０は、プレスシュー１２に対面した方の上端部に内向き鍔２６を備え、該内向き鍔２６は、内向きに開いた環状溝２８を有し、該環状溝２８内には、ピストン１６の外周面に接するリングパッキン３０が挿嵌されている。シリンダ部分２０自体は、定置の支持体１８内に対応成形された溝状受容部３２内に挿嵌されており、該溝状受容部３２はロール軸線Ｘの方向に延びている。
【００２１】
ところで動力エレメント１４のピストン１６は、該ピストン１６とプレスシュー１２との間で発生する支持力を、ロール軸線Ｘに対して垂直なピストン中心平面３４を挟んだ両側に互いに対向して位置するピストン周縁領域において少なくとも実質的に集中させるように、構成されている。
【００２２】
このためにピストン１６は、ロール軸線Ｘの方向で相互間隔を有する不連続的な、しかも支持力を集中せしめる凸状の２つの離隔した接触面を備え、この両接触面は本例では、交換可能な接触プレート３６によって形成されている。図示の実施例ではピストン中心平面３４の両側に夫々、前記のような接触プレート３６が配置されている。更に有利には各接触プレート３６は、例えば電鍍によって被着された滑りライニングを有している。しかも本例では図２から判るように接触プレート３６は、大体において腎臓形の形状を有している。
【００２３】
接触プレート３６によって離隔形成された２つの不連続的な接触面の面重心Ｓ間の、ロール軸線Ｘの方向で測定した間隔２ａは、ロール軸線Ｘの方向で相前後して配置された複数の動力エレメント１４のピストン１６のピストンピッチｔの少なくとも１／２に等しい。この場合、両面重心Ｓ間の前記間隔２ａを、ピストンピッチｔの１／２よりも大きく構成して、互いに隣り合ったピストン１６の隣接した接触面の面重心Ｓ間の軸方向間隔ｓが、ピストンピッチｔの１／２よりも小さくなるようにするのが殊に有利である。図２に示した符号ａは、各面重心Ｓとピストン中心平面３４との間の間隔である。
【００２４】
ロール軸線Ｘの方向で離隔配置された両接触プレート３６の間でピストン１６は、ピストン中心領域に配置された静圧ポケット３８を有し、該静圧ポケット３８はその外周を、ピストン１６に紛失不能に設けられた、プレスシュー１２に弾性的に圧着される滑り兼シールリング４０によって包囲されている。該滑り兼シールリング４０は保持リング４２によって紛失不能にピストン１６に確保される。
【００２５】
ピストン１６はロール軸線Ｘの方向では比較的高い曲げ剛さを有し、該曲げ剛さは、プレスシュー１２の曲げ剛さに少なくとも等しいのが有利である。
【００２６】
ピストン１６内に設けられた静圧ポケット３８は、殊に絞りとして有利に作用する孔４４を介して、シリンダ−ピストンユニットによって構成された動力エレメント１４の圧力室２２と連通されている。該圧力室２２には、定置の支持体１８内に設けられた通路４６を介して圧力流体が供給され、前記通路４６自体は、支持体１８を貫通する圧力流体導管と接続することができる。
【００２７】
従って圧力室２２を介してピストン１６にも静圧ポケット３８にも圧力流体が供給される。しかし原理的には、圧力室２２とは無関係に静圧ポケット３８に給圧することも考えられる。
【００２８】
ピストン１６は、該ピストン１６と定置の支持体１８との間でピストン軸線に対して偏心配置された弾性的な支材によって相対回動を防止されており、該支材は本例ではハンマーヘッド５０を備えた板ばね４８によって構成されており、該板ばね４８のハンマーヘッド寄り端部はピストン側の孔５２内に挿嵌されており、また該板ばね４８の他端部は締め代をもって、定置の支持体１８内に穿設された孔５４内にプレス嵌めされている。図１では板ばね４８は４５゜だけ転回して図示されている。
【００２９】
本実施例では、前記のようなシリンダ−ピストンユニットによって構成された動力エレメント１４の、シリンダつまりフラットなシリンダ部分２０とピストン１６とは夫々円筒形横断面を有している。
【００３０】
図３及び図４に示した圧搾ロール１０の第２実施例が、図１及び図２に示した第１実施例と相違している点は主として、２つの接触プレートの代わりに、ピストン１６とプレスシュー１２との間でピストン周縁領域に支持力を集中させる１つの静圧ポケット５６がピストン１６内に環状に配置されていることである。この環状の静圧ポケット５６は、１つの保持リング５８によって夫々紛失不能にピストン１６に支承されて弾性的にプレスシュー１２に圧着される内側シールリング６０と外側シールリング６２とによってシールされている。前記保持リング５８は複数本のねじ６４によってピストン１６に緊定されている。シリンダ部分２０は複数本のねじ６６によって定置の支持体１８に緊定されている。
【００３１】
図３に基づいて判るように、環状の静圧ポケット５６は、やはり絞りとして作用する孔６８を介して圧力室２２と連通している。
【００３２】
環状の静圧ポケット５６の内部には、ピストン１６の中央領域に形成された無圧ポケット７０が設けられており、該無圧ポケット７０には、外部へ通じる放圧孔７２が開口している。
【００３３】
第２実施例は、その他の点では少なくとも実質的に、図１及び図２に示した第１実施例と同等の構成を有している。
【００３４】
図５の部分縦断面図では、３つの隣り合った動力エレメント１４を備えた定置の支持体１８が示されており、該動力エレメント１４は、定置の支持体１８を中心として回転するプレスジャケット７３にプレスシュー１２を圧着する。前記プレスジャケット７３の上には、搾水すべき紙匹が単独でか、或いは支持するフェルトベルトと共にサンドイッチ７４として載っている。動力エレメント１４のプレス力に対抗して対抗エレメント７６の支持力が作用する。該対抗エレメント７６は殊に、回転するロールとして構成されているか、或いはプレスジャケット７３′を有するプレスシュー１２′として構成されている。更にまた図５では、通路４６とは独立して静圧ポケット３８に通じる圧力流体供給導管７５又は７５′が設けられている。なお図５において符号Ｘはロール軸線、符号ｔは動力エレメント１４の間隔つまりピストンピッチ、符号ｓは互いに隣り合ったピストンの隣接した支持面３６の面重心間の軸方向間隔、符号ａは各支持面３６の面重心とピストン中心平面３４との間の間隔である。
【図面の簡単な説明】
【図１】動力エレメントの領域で示した本発明の第１実施例による圧搾ロールの部分的な概略断面図である。
【図２】プレスシューの図示を省いて図１に示した動力エレメントのピストンの平面図である。
【図３】動力エレメントの領域で示した本発明の第２実施例による圧搾ロールの部分的な概略断面図である。
【図４】プレスシューの図示を省いて図３に示した動力エレメントのピストンの平面図である。
【図５】隣接した３つのシリンダ−ピストンユニットを備えた圧搾ロールの縦断面図である。
【符号の説明】
１０ 圧搾ロール、 １２，１２′ プレスシュー、 １４ 動力エレメント、 １６ ピストン、 １８ 定置の支持体、 ２０ 無底のシリンダ部分、 ２２ 圧力室、 ２４ リングパッキン、 ２６ 内向き鍔、 ２８ 環状溝、 ３０ リングパッキン、 ３２ 溝状受容部、 ３４ ピストン中心平面、 ３６ 接触プレート又は支持面、 ３８ 静圧ポケット、 ４０ 滑り兼シールリング、 ４２ 保持リング、 ４４ 孔、 ４６ 通路、 ４８ 板ばね、 ５０ ハンマーヘッド、 ５２，５４ 孔、 ５６ 静圧ポケット、 ５８ 保持リング、 ６０ 内側シールリング、 ６２ 外側シールリング、 ６４，６６ ねじ、 ６８ 孔、 ７０ 無圧ポケット、 ７２ 放圧孔、 ７３，７３′ プレスジャケット、 ７４ サンドイッチ、 ７５，７５′ 圧力流体供給導管、７６ 対抗エレメント、 ａ 各面重心とピストン中心平面との間の間隔、 ２ａ 面重心間の間隔、 Ｓ 面重心、 Ｘ ロール軸線、 ｔ ピストンピッチ、 ｓ 互いに隣り合ったピストンの隣接した接触面の面重心間の軸方向間隔

Claims (20)

1. 対抗面と相俟って形成されるプレスニップに沿って延びるプレスシュー（１２）と、該プレスシュー（１２）を介してガイドされるプレスジャケットと、定置の支持体（１８）に支持されてロール軸線（Ｘ）の方向で互いに相前後して配置されていて夫々圧力流体によって作動されかつシリンダ−ピストンユニットによって構成された複数の動力エレメント（１４）とを有しており、前記動力エレメントの可動のピストン（１６）によって前記プレスシュー（１２）が、プレスジャケットを対抗面に押圧するために負荷される形式の、前記プレスニップ内で材料ウェブを処理するための圧搾ロール（１０）において、ピストン（１６）及びプレスシュー（１２）又はその何れかが、ロール軸線Ｘの方向で相互間隔を有する不連続的な、しかも支持力を集中せしめる凸状の少なくとも２つの離隔した接触面（３６）を備えており、それによって少なくとも１つの動力エレメント（１４）のピストン（１６）及びプレスシュー（１２）の対向領域又はその何れかが、前記のピストン（１６）とプレスシュー（１２）との間に発生する支持力を、ロール軸線（Ｘ）に対して垂直なピストン中心平面（３４）の異なった側で互いに対向して位置するピストン周縁領域において少なくとも実質的に集中させるように、構成されていることを特徴とする、圧搾ロール。
2. 接触面が、交換可能な接触プレート（３６）によって形成されている、請求項１記載の圧搾ロール。
3. 少なくとも接触面（３６）が、金属に対比して低い摩擦係数を有する滑りライニングで夫々被覆されている、請求項１又は２記載の圧搾ロール。
4. 不連続的に離隔した両接触面（３６）の面重心（Ｓ）間の、ロール軸線（Ｘ）の方向で測定した間隔（２ａ）が、ロール軸線（Ｘ）の方向で相前後して配置された複数の動力エレメント（１４）のピストン（１６）のピストンピッチ（ｔ）の少なくとも１／２に等しいか又は前記ピストンピッチ（ｔ）の１／２よりも大であり、互いに隣り合ったピストン（１６）の隣接した接触面（３６）の面重心（Ｓ）間の軸方向間隔（ｓ）が、前記ピストンピッチ（ｔ）の１／２よりも小さくなるように構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の圧搾ロール。
5. ピストン（１６）が、ロール軸線（Ｘ）の方向で相互間隔をおいて離隔配置された凸状の両接触面（３６）間で、ピストン中心領域に配置された静圧ポケット（３８）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の圧搾ロール。
6. ピストン（１６）がロール軸線（Ｘ）の方向で、プレスシュー（１２）の曲げ剛さに少なくとも等しい値の曲げ剛さを有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の圧搾ロール。
7. ピストン（１６）とプレスシュー（１２）との間でピストン周縁領域に支持力を集中させる１つの静圧ポケット（５６）がピストン（１６）内に環状に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の圧搾ロール。
8. ピストン（１６）内に設けられた少なくとも１つの静圧ポケット（３８，５６）が絞り（４４，６８）を介して、シリンダ−ピストンユニットによって構成された動力エレメント（１４）のシリンダ圧力室（２２）と連通している、請求項１から７までのいずれか１項記載の圧搾ロール。
9. ピストン（１６）内に設けられた少なくとも１つの静圧ポケットが、シリンダ−ピストンユニットによって構成された動力エレメント（１４）のシリンダ圧力室（２２）には無関係に圧力流体によって負荷される、請求項１から８までのいずれか１項記載の圧搾ロール。
10. ピストンに配設された少なくとも１つの静圧ポケット（３８，５６）が、定置の支持体（１８）を貫通する圧力流体導管を介して負荷可能に設けられている、請求項１から９までのいずれか１項記載の圧搾ロール。
11. 少なくとも１つの静圧ポケット（３８，５６）が、ピストン（１６）とプレスシュー（１２）との間に紛失不能に配置されて当該対抗面に弾性的に圧着される少なくとも１つの滑り兼シールリング（４０；６０，６２）によって包囲されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の圧搾ロール。
12. ピストン周縁領域に支持力を集中させる環状の静圧ポケット（５６）が、夫々紛失不能にかつ弾性的に当該対抗面に圧着される内側シールリング（６０）と外側シールリング（６２）とによってシールされている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の圧搾ロール。
13. 環状の静圧ポケット（５６）の内部領域で、ピストン（１６）内に形成された無圧ポケット（７０）が設けられており、該無圧ポケット内に、外部へ通じる放圧孔（７２）が開口している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の圧搾ロール。
14. ピストン（１６）が、ピストン棒を備えていない平形ピストンとして構成されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の圧搾ロール。
15. シリンダ−ピストンユニットによって構成された動力エレメント（１４）のシリンダが、定置の支持体（１８）に支持されたフラットな無底のシリンダ部分（２０）から成り、該シリンダ部分が、ピストン（１６）を負荷する圧力室（２２）を形成するために、前記定置の支持体（１８）によって密閉されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の圧搾ロール。
16. ピストン（１６）が、ピストン軸線を中心とする回動を防止されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の圧搾ロール。
17. ピストン（１６）が、該ピストンと定置の支持体（１８）もしくはシリンダ底との間でピストン軸線に対して偏心配置された少なくとも１つの弾性的な支材（４８）によって回動を防止されている、請求項１６記載の圧搾ロール。
18. 弾性的な支材が、ハンマーヘッド（５０）を備えた板ばね（４８）から成り、該板ばねのハンマーヘッド寄り端部がピストン側の孔（５２）内に挿嵌されており、また該板ばねの他端部は、定置の支持体（１８）又はシリンダ底に固定されている、請求項１７記載の圧搾ロール。
19. 弾性的な支材（４８）が弾性バーから成り、該弾性バーの一端が、ピストン側の孔（５２）内に、また他端が、定置の支持体（１８）又はシリンダ底に穿設した孔（５４）内に遊嵌されている、請求項１７記載の圧搾ロール。
20. シリンダ−ピストンユニットによって構成された動力エレメント（１４）のシリンダ及びピストンが夫々、円筒形横断面を有している、請求項１から１９までのいずれか１項記載の圧搾ロール。

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