專利名稱：輥式卷取機(jī)輥?zhàn)拥闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?，該輥式卷取機(jī)輥?zhàn)泳哂幸粋€(gè)帶有沿徑向在外部的功能鋪層的輥芯。
背景技術(shù)：
例如由EP 0679595B1已知一種此類輥式卷取機(jī)輥?zhàn)印?br> 在輥式卷取機(jī)內(nèi)，將料幅、例如紙幅卷繞在可操縱的卷筒上。在許多情況下，在卷取之前還連接將料幅沿縱向分割成多個(gè)分料幅的工序，所以在輥式卷取機(jī)內(nèi)同時(shí)卷繞成多個(gè)分料幅卷。
輥式卷取機(jī)原則上區(qū)分成支承輥式卷取機(jī)和接觸輥式卷取機(jī)，在支承輥式卷取機(jī)中，一個(gè)或多個(gè)卷筒將其重量作用在兩個(gè)或多個(gè)支承輥上，在接觸輥式卷取機(jī)中，一些卷筒定心地固定以及只支靠在一個(gè)接觸輥上。在許多情況下由接觸輥承受卷筒的部分重量。在這種情況下接觸輥式卷取機(jī)還稱為支撐輥式輥卷取機(jī)。在支承輥式卷取機(jī)中往往還有一個(gè)加載輥或托輥，在卷取過程的一開始它將卷筒芯連同在卷筒芯上構(gòu)成的卷筒用一個(gè)增大的力壓入到由支承輥構(gòu)成的卷取床(wickelbett)內(nèi)，以便產(chǎn)生規(guī)定的卷繞緊度變化。
與輥式卷取機(jī)的類型無關(guān)，人們希望能達(dá)到盡可能高的卷取速度，以便達(dá)到高的生產(chǎn)率。與此同時(shí)人們希望獲得高的卷取質(zhì)量以及避免損傷料幅。
因此，原先使用的設(shè)計(jì)為鋼輥的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)釉O(shè)有功能鋪層。該功能鋪層由彈性塑料構(gòu)成。功能鋪層可以在輥式卷取機(jī)輥?zhàn)优c卷筒之間實(shí)現(xiàn)一種與鋼輥相比加寬的支承輥隙或接觸輥隙。帶有功能鋪層的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)訒?huì)取得更好的卷取效果，以及可以實(shí)現(xiàn)比在采用鋼輥的情況下卷繞更大直徑的卷筒。
當(dāng)然，即使在具有功能鋪層的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)又衅涔ぷ魈匦匀耘f存在問題。尤其是，有些輥式卷取機(jī)仍然傾向于振動(dòng)和擺動(dòng)。在有些不利的情況下，這種振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致卷筒從輥式卷取機(jī)上彈出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改進(jìn)輥式卷取機(jī)的工作特性。
上述目的通過對前言所述類型的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)硬扇∠铝写胧┻_(dá)到，即，在所述功能鋪層內(nèi)填入阻尼材料。
功能鋪層仍然保留其支承、支撐、加載或接觸功能，也就是說，通過功能鋪層達(dá)到在構(gòu)成的卷筒與輥式卷取機(jī)輥?zhàn)又g所期望的接觸特性。尤其是達(dá)到一種與單純的鋼輥相比增大了的接觸輥隙。與此同時(shí)，通過阻尼材料和功能鋪層的組合還能達(dá)到“消耗掉”在卷取時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)能量，也就是基本上轉(zhuǎn)換為熱能。因此，阻尼材料保證，在卷取時(shí)不可避免的振動(dòng)當(dāng)它出現(xiàn)時(shí)便已經(jīng)被抑制，所以使振動(dòng)的危險(xiǎn)性保持更低。因?yàn)橐徊糠终駝?dòng)很可能起因于卷筒與輥式卷取機(jī)輥?zhàn)又g的接觸，所以在振動(dòng)發(fā)生處對其進(jìn)行抑制。因此，附加的例如在輥式卷取機(jī)輥?zhàn)虞S承內(nèi)的外部阻尼器可以減小尺寸或甚至完全取消。
功能鋪層優(yōu)選是不可壓縮的以及阻尼材料是可壓縮的。不可壓縮的材料具有體積穩(wěn)定性，也就是在輥式卷取機(jī)輥?zhàn)优c卷筒之間的接觸區(qū)內(nèi)僅發(fā)生將材料從一個(gè)位置向另一個(gè)位置排擠的現(xiàn)象。相反，阻尼材料則是可壓縮的，也就是其體積可改變。通過體積改變(亦即在阻尼材料進(jìn)入到輥式卷取機(jī)輥?zhàn)优c卷筒之間的輥隙內(nèi)時(shí)導(dǎo)致體積減小而在出來時(shí)導(dǎo)致體積增大)來產(chǎn)生內(nèi)摩擦，其結(jié)果是相應(yīng)地產(chǎn)生熱能。這種熱能消耗了振動(dòng)能量。術(shù)語“不可壓縮”在這里不應(yīng)理解為絕對的。意思是說功能鋪層比阻尼材料可壓縮性小得多。由于功能鋪層實(shí)際上不可壓縮，保證它具有所需要的卷取功能以及保持其有支承或支撐功能。對于輥式卷取機(jī)輥?zhàn)优c卷筒迄今的支承或接觸特性實(shí)際上什么也沒有改變。然而卻顯著地改善了阻尼。
在這里優(yōu)選的是，阻尼材料從一組包括聚氨酯(PUR)、異戊二烯-異丁烯共聚物(11R)和碳氟彈性塑料(FCM)的材料中選擇。這些材料的每一種都適合于用作阻尼材料。當(dāng)然也可以設(shè)想這些材料的一種相互組合。作為功能鋪層則反之可以使用一種Multdrive鋪層，它由德國克雷費(fèi)爾德的VoithJagenberg有限公司供應(yīng)。
另外，阻尼材料一直延伸到輥表面，是有利的。這樣的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)一方面易于制造。另一方面阻尼材料直接被卷筒壓縮。最后，導(dǎo)致無干擾地向外散熱。
功能鋪層和阻尼材料優(yōu)選具有相同的硬度。在這種情況下硬度并不一定準(zhǔn)確相同。有些差異是完全允許的。在卷件硬度相同時(shí)輥式卷取機(jī)輥?zhàn)訉?shí)際上沿其整個(gè)表面具有相同的特性。
優(yōu)選地，所述功能鋪層具有30至100P&J的硬度，以及所述阻尼材料具有25至110P&J的硬度。這種硬度相當(dāng)于肖氏硬度A在50至90的范圍內(nèi)。這種硬度已證實(shí)是恰當(dāng)?shù)摹?br> 所述阻尼材料有利地具有一個(gè)沿徑向的平均寬度，該平均寬度等于在阻尼材料之間的功能鋪層沿徑向平均寬度的0.2倍至1.5倍。在這里，此寬度相當(dāng)于沿輥式卷取機(jī)輥?zhàn)虞S向的尺寸。因此，交替地布置阻尼材料和功能鋪層，其中，沿軸向相應(yīng)的尺寸之比為上述的0.2至1.5倍。平均寬度在這里是沿徑向的寬度平均值。當(dāng)阻尼材料具有一矩形橫截面時(shí)，則平均寬度便等于矩形的寬度。
功能鋪層徑向厚度優(yōu)選地在5至20mm范圍內(nèi)。這種厚度足以一方面保證卷取和支承功能，以及另一方面保證阻尼功能。
所述阻尼材料優(yōu)選地具有一個(gè)等于所述功能鋪層徑向厚度的0.1至0.8倍的徑向尺寸。因此阻尼材料并不一定必須具有與功能鋪層相同的徑向厚度。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，使功能鋪層具有必要的機(jī)械穩(wěn)定性，而保證阻尼材料具有阻尼能力。
優(yōu)選地將所述阻尼材料填入到至少一個(gè)構(gòu)造在所述功能鋪層中的凹槽內(nèi)。這種槽可以例如在制造功能鋪層時(shí)一起制成。但凹槽也可以事后加工，例如通過銑削或車削。也可以并列地設(shè)有多個(gè)凹槽。
所述凹槽優(yōu)選地在其開口的區(qū)域內(nèi)沿軸向具有一個(gè)與沿徑向處于更靠里的區(qū)域相比更小的寬度。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是，無需附加的固定步驟地將阻尼材料固定在功能鋪層內(nèi)。
在這里，所述凹槽的橫截面優(yōu)選是一種多邊形或橢圓形的形狀。一種多邊形的優(yōu)選擴(kuò)展設(shè)計(jì)例如是梯形。一種橢圓形的優(yōu)選擴(kuò)展設(shè)計(jì)例如是圓形。在所有的情況下均要保證將阻尼材料固定在功能鋪層內(nèi)，但與此同時(shí)也保證輥式卷取機(jī)輥?zhàn)泳哂辛己玫淖枘崽匦浴?br> 所述凹槽優(yōu)選地設(shè)計(jì)為螺旋槽。這種槽可螺旋線狀地延伸，從而它基本上沿輥式卷取機(jī)輥?zhàn)拥恼麄€(gè)軸向長度延伸。也可以在輥?zhàn)拥谋砻嫔霞庸ざ鄠€(gè)凹槽，即所謂多頭螺紋。螺旋槽的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)輥式卷取機(jī)輥?zhàn)有D(zhuǎn)時(shí)，凹槽的開口沿軸向經(jīng)卷筒的表面游動(dòng)。因此避免凹槽壓入到卷筒的表面內(nèi)。
優(yōu)選地將所述功能鋪層和阻尼材料共同硫化到所述輥芯上。這例如可以通過下述方式實(shí)現(xiàn)，即，將帶狀的功能鋪層和同樣帶狀的阻尼材料卷繞到輥芯的圓周上，然后共同通過熱處理最終制成。由此不僅形成輥芯與功能鋪層之間的緊密連接(這種連接必要時(shí)還可以通過一種粘結(jié)劑層改善)，而且還形成阻尼材料與輥芯之間以及阻尼材料與功能鋪層之間同樣好的連接。
在所述功能鋪層內(nèi)優(yōu)選地設(shè)有至少一個(gè)排氣槽。在卷取料幅時(shí)，附著在料幅上的空氣被吸入到卷筒與輥式卷取機(jī)輥?zhàn)又g的輥隙內(nèi)。為了排出這種空氣，已知采用排氣槽。若現(xiàn)在考慮將排氣槽僅僅或無論如何主要設(shè)在功能區(qū)內(nèi)，則該排氣槽并不影響輥?zhàn)拥淖枘崽匦浴?br>

下面結(jié)合附圖借助優(yōu)選的實(shí)施例說明本發(fā)明。附圖中圖1示意性地表示出一支承輥式卷取設(shè)備；圖2示意性地表示出一支撐輥式卷取設(shè)備；圖3用縱剖面圖表示輥式卷取機(jī)輥?zhàn)拥囊欢?；圖4表示與圖3不同的實(shí)施方式；圖5表示輥式卷取機(jī)輥?zhàn)拥牧硪环N不同的形式；圖6用示意圖表示輥式卷取機(jī)輥?zhàn)拥牡谒姆N設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)；以及圖7表示輥式卷取機(jī)輥?zhàn)拥牡谖宸N設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
圖1表示一種支承輥式卷取設(shè)備1，它包括兩個(gè)共同構(gòu)成一個(gè)卷取床4的支承輥2、3，一卷筒5處于兩支承輥之間。當(dāng)然，在卷取床4內(nèi)沿軸向也可以并列地有多個(gè)卷筒5。支承輥2、3中至少有一個(gè)是被驅(qū)動(dòng)的。當(dāng)支承輥2、3旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過摩擦帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)卷筒5并由此拉動(dòng)圖中未進(jìn)一步表示的料幅，例如紙幅。
為了防止卷筒5從卷取床4中跳出以及為了在卷取的一開始產(chǎn)生規(guī)定的卷件硬度，在卷取床4上方設(shè)一加載輥6。隨著卷筒5直徑漸增，加載輥6向上移動(dòng)。
每個(gè)輥?zhàn)?，亦即兩個(gè)支承輥2、3和加載輥6，可以在其圓周上具有一功能鋪層，對該功能鋪層將結(jié)合圖3至7詳細(xì)討論。
圖2表示卷取設(shè)備7的另一種設(shè)計(jì)為所謂支撐輥式卷取機(jī)的實(shí)施方式。此卷取設(shè)備7具有一中心輥8，該中心輥8也可以稱為支撐輥或接觸輥。在中心輥8上支靠著卷筒9、10，而且沿軸向彼此錯(cuò)開一個(gè)空隙。這些卷筒9、10保持定心。它們還可以有一個(gè)中央驅(qū)動(dòng)裝置11、12。在卷取時(shí)，軸承沿導(dǎo)軌13、14傾斜地向上移動(dòng)。卷筒9、10在兩個(gè)上部象限內(nèi)貼靠在中心輥8上。在這種卷取設(shè)備7中，中心輥8設(shè)有功能鋪層，對于功能鋪層將結(jié)合圖3至7詳細(xì)說明。
圖3用縱剖面圖表示一輥?zhàn)覹的一段。如上面已提及的，此輥?zhàn)涌梢允莾蓚€(gè)支承輥2、3、加載輥6或中心輥8中的一個(gè)。
輥?zhàn)覹具有一個(gè)也可以稱為支承套的輥芯15。該輥芯15例如用鋼或另一種牢固的材料制成。輥芯15應(yīng)設(shè)計(jì)得足夠穩(wěn)定，以便不會(huì)由于在上面支靠了卷筒5或9、10而發(fā)生變形。
在輥芯15的圓周上首先存在一層粘結(jié)劑層16。在該粘結(jié)劑層16上敷設(shè)一層功能鋪層17。至此，輥?zhàn)覹的結(jié)構(gòu)與例如在EP 0679595B1中表示的結(jié)構(gòu)是一致的。
功能鋪層由彈性塑料構(gòu)成，它實(shí)際上是不可壓縮的，也就是說具有一種體積的穩(wěn)定性。例如德國克雷費(fèi)爾德的Firm Voith Paper有限公司提供這種鋪層，名稱為“ElaCare”，“ElaGrip”或“MultiDrive”。
現(xiàn)在，在功能鋪層17內(nèi)填入阻尼材料18。該阻尼材料18是可壓縮的。它例如可以由聚氨酯(PUR)、異戊二烯-異丁烯共聚物(IIR)、碳氟彈性塑料(FCM)或這些材料的一種組合物構(gòu)成。
在卷取時(shí)，卷筒5或卷筒9、10旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，支承輥2、3、加載輥6或中心輥8在與各自卷筒的接觸區(qū)內(nèi)被壓入。對于不可壓縮的功能鋪層17而言，這導(dǎo)致材料移動(dòng)。反之，對于阻尼材料18而言，這導(dǎo)致壓縮和隨后的去壓松弛。在卷取時(shí)卷筒的振動(dòng)越大這種體積變化越大。這種體積的改變與熱量生成有關(guān)。熱量取自振動(dòng)過程。也就是說，阻尼材料18導(dǎo)致有效地減弱在卷取時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，而且直接在振動(dòng)發(fā)生處實(shí)現(xiàn)。
在圖3所示的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，阻尼材料18設(shè)在一個(gè)螺旋形環(huán)繞的凹槽19內(nèi)。當(dāng)然也可以設(shè)置多個(gè)螺旋形環(huán)繞的凹槽19，從而實(shí)際上得到一種多頭螺旋槽。功能鋪層17的徑向厚度S在5至20mm范圍內(nèi)。凹槽19以及進(jìn)而阻尼材料18具有一個(gè)相當(dāng)于功能鋪層17的厚度S的0.1至0.8倍的徑向尺寸T。阻尼材料18在這里一直通到輥?zhàn)覹的表面20，也就是說，功能鋪層17和阻尼材料18構(gòu)成一個(gè)平滑的圓周面。
當(dāng)然，在這里也可以設(shè)一排氣槽21，不過它主要設(shè)在功能鋪層17內(nèi)。
在阻尼材料18按照圖3所示的橫截面為矩形的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，沿輥?zhàn)覹的軸向看阻尼材料18和功能鋪層17在外表面上交替。在這里，阻尼材料18具有一寬度A(亦即沿軸向的尺寸)，它相當(dāng)于功能鋪層17寬度B的0.2至1.5倍，準(zhǔn)確地說，相當(dāng)于在由阻尼材料18構(gòu)成的區(qū)域之間的功能鋪層17區(qū)段寬度的0.2至1.5倍。在這里規(guī)定，功能鋪層17和阻尼材料18的硬度大體相同，所以卷筒5或9、10沿輥?zhàn)覹整個(gè)軸向長度基本上被同樣地支承。例如，功能鋪層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的范圍內(nèi)的硬度。
阻尼材料18可以被鑄入到凹槽19內(nèi)或牢固地粘結(jié)在那里。
阻尼材料18并不一定必須具有一種在剖面圖內(nèi)是矩形的截面。如圖4所示，阻尼材料18也可以具有梯形的橫截面。在這里凹槽19設(shè)計(jì)為，它朝輥?zhàn)覹的徑向中心展寬。因此，阻尼材料18以燕尾形連接的形式固定在功能鋪層17內(nèi)。在這種情況下為說明寬度的狀況人們采用一個(gè)平均寬度，亦即阻尼材料18的橫截面積除以徑向厚度T。
當(dāng)然，也可以取代圖4中表示的梯形而采用其他任何多邊形，只要能實(shí)現(xiàn)功能鋪層相應(yīng)的固定功能。
圖5表示一種不同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其中，阻尼材料18基本上呈現(xiàn)圓形。在這里除功能鋪層17外阻尼材料18也顯現(xiàn)在輥?zhàn)覹的外表面上。平均寬度在這里也同樣是橫截面積除以阻尼材料18的徑向厚度T。
圖6表示另一種實(shí)施方式，其中相同的部分采用同樣的附圖標(biāo)記。在這里，阻尼材料18在功能鋪層17旁一直延伸到粘結(jié)劑層16。這例如可以采取以下措施實(shí)現(xiàn)將功能鋪層17和阻尼材料18共同或并列地卷繞到輥芯15上，然后通過使用較高的溫度共同硫化或相應(yīng)地固化。在這里，如圖左半部分所示，各個(gè)構(gòu)成功能鋪層17和阻尼材料18的卷件沿徑向定向。但它們也可以錐形地卷繞，從而如圖6右邊所示形成“斜”層。
圖7表示子W的一種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其中阻尼材料18沿徑向設(shè)在功能鋪層17的內(nèi)部。因此，阻尼層布置在功能鋪層17的下方。
權(quán)利要求
1.一種輥式卷取機(jī)輥?zhàn)樱浒ㄒ粋€(gè)沿徑向在外部具有一個(gè)功能鋪層的輥芯，其特征為向所述功能鋪層(17)內(nèi)填入阻尼材料(18)。
2.按照權(quán)利要求1所述的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?，其特征為所述功能鋪?17)是不可壓縮的以及所述阻尼材料(18)是可壓縮的。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?，其特征為所述阻尼材?18)從一組包括聚氨酯(PUR)、異戊二烯-異丁烯共聚物(11R)和碳氟彈性塑料(FCM)的材料中選擇。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?，其特征為所述阻尼材?18)一直延伸到輥?zhàn)颖砻?20)。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?，其特征為所述功能鋪?17)和阻尼材料(18)具有相同的硬度。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?，其特征為所述功能鋪?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.按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?，其特征為所述阻尼材?18)具有一個(gè)沿徑向的平均寬度(A)，該平均寬度(A)等于在阻尼材料(18)之間的功能鋪層(17)沿徑向平均寬度(B)的0.2倍至1.5倍。
8.按照權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?，其特征為所述功能鋪?17)的徑向厚度在5至20mm范圍內(nèi)。
9.按照權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?，其特征為所述阻尼材?18)具有一個(gè)等于所述功能鋪層(17)徑向厚度(S)的0.1至0.8倍的徑向尺寸(T)。
10.按照權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?，其特征為將所述阻尼材?18)填入到至少一個(gè)構(gòu)造在所述功能鋪層(17)中的凹槽(19)內(nèi)。
11.按照權(quán)利要求10所述的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?，其特征為所述凹?19)在其開口的區(qū)域內(nèi)沿軸向具有一個(gè)與沿徑向處于更靠里的區(qū)域相比更小的寬度。
12.按照權(quán)利要求11所述的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?，其特征為所述凹?19)的橫截面是一種多邊形或橢圓形的形狀。
13.按照權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?，其特征為所述凹?19)設(shè)計(jì)為螺旋槽。
14.按照權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?，其特征為將所述功能鋪?17)和阻尼材料(18)共同硫化到所述輥芯(15)上。
15.按照權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?，其特征為在所述功能鋪?17)內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)排氣槽(21)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輥式卷取機(jī)輥?zhàn)?W)，其包括一個(gè)沿徑向在外部具有一個(gè)功能鋪層的輥芯(15)。人們希望改進(jìn)輥式卷取裝置的工作特性。為此建議，向所述功能鋪層(17)內(nèi)填入阻尼材料(18)。
文檔編號(hào)B65H27/00GK1803563SQ20051012849
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月15日
發(fā)明者喬格·米勒 申請人:沃依特制紙專利有限責(zé)任公司