[发明专利]辊及辊轴的制造

说明书

技术领域

本发明涉及一种在用于制造和/或整理纤维幅的机器中的用于处理纸张幅、纸板幅、棉纸幅或其它的纤维幅的辊，辊具有能够绕固定不动的以栓柱支撑在支承部中的轴旋转的辊套，辊套在与配对压挤元件形成挤压缝隙的情况下被轴上的支撑装置朝着配对压挤元件的方向压挤。

此外，本发明还涉及辊轴的制造。

背景技术

这样的辊通常由静止的、轴向的承载结构(在该申请中被简化地称为辊轴或更简化地称为轴)构成，在静止的轴向的承载结构上通常定位有液压支撑元件作为支撑装置，即使在挤压缝隙中有挤压载荷时，液压支撑元件仍然再次使旋转的辊套保持在水平的位置中。有时也使用压力腔作为支撑装置，压力腔作用到辊套的部分周面上。这样的辊被称为“S辊”。

通过这种类型的支撑装置可以将在纤维幅宽度上均匀的载荷施加到纤维幅上。对于这种辊，申请人使用了由不同的材料制成的辊套。包括所谓的例如由钢或铸件制成的硬辊套。为了对纤维幅进行均匀密封，这些硬辊套也可以承载弹性的表面覆层。关于辊套还已公知的是，辊套由弹性的塑料制成，例如由纤维加强的树脂制成。这种套体是如下这样地柔韧的，即，在使用另外的辊作为针对支撑装置的配对压挤元件时可以设置与配对元件相匹配的内凹的靴形件，从而使得对于幅面来说在这种辊之间的处理区明显比例如在两个硬辊之间的要长。这种类型的辊结构在对纤维幅进行脱水的情况下或当仅想实现较小的密封时具有优点。轴借助其端部固定、定位和支撑在支座内、轴承壳体内或支架内。这些端部在下面通常被称为栓柱。旋转的辊与静止的辊轴之间的相对运动同样在栓柱的区域内经由支承部实现。

作为现有技术，图3示出了两个相对彼此作用的不同的辊，但是，这两个辊可以相应于本发明的主题。两个辊以它们的栓柱12、22支撑在机器座内的支承部18中。根据是否是上辊或下辊10、20地考虑，相应的另外的辊是在权利要求书中被称为配对压挤元件19的构件。因此，该相应的另外的辊概括地被称为配对压挤元件，这是因为在特定的情况下，也使用另外的元件来替代辊，例如转动的钢带或刷子。

在图3中示出的该现有技术把被申请人称为“NipcoFlex辊”作为下辊10来示出。其具有由钢或铸件制成的固定不动的旋转对称的轴11，轴具有一体式的栓柱12。在轴承13中并且经由旋转的支撑盘14保持地，柔韧的人工合成材料套15进行转动。液压操作的内凹地成形的、与配对压挤元件19相匹配的靴形件16作为支撑装置17朝着上辊20的方向起作用。下辊20是被申请人称为“NipcoP辊”的辊。其也具有轴21，在它的端部上焊接有栓柱22。在这里是单独的液压支撑元件26作为支撑装置17使用，这些支撑元件液力地和/或静液压地向着辊套25作用。套体25再次经由延长部24和轴承23支承在栓柱22上。

至今为止，申请人使用的辊是指，轴是重的，通常非常困难的是，针对通常超过10m的长度而足够地快速地提供材料，并且针对焊接连接的情况，对用于负荷的轴的设计要通过挤压载荷来进行尺寸设计。大多数的轴的首要目的是，将朝向挤压载荷方向的阻力矩最大化。因此，在现今的轴中，也使用了如I型廓、T型廓、箱形型廓、管型廓或U型廓那样的传统的阻力优化的横截面形状(在NicpoFlex和NipcoP的情况下也如此)。对合适的横截面几何结构的选择往往是传统的。更复杂的是对从中间部分至焊接的栓柱的过渡部进行设计。

为了进行更准确的尺寸设计并且还要考虑运行中的固有频率，尝试了不同的途径。这种类型的经优化的辊由德国专利申请DE102007006743A1所公知。

在申请DE102007006743A1中提出了一种轴，其仅沿负荷方向如下这样地实心构成，即，其具有必要的阻力矩并且进而与高的固有频率相结合地沿该方向具有必要的刚性，侧向地例如经由半壳来进行加固。为此使用了加固元件，加固元件沿横向方向以如下方式对轴进行加固，即，在使用了辊的机组高速运转的情况下，轴的固有频率在该方向上是不重要的。

轴由于变窄的结构形状和空心的加固元件如所期望地那样明显变轻了。

现在也被证实的是，上述实际改进的结构形状也具有缺点。

在铸件变型方案中，整个的承载结构由具有片状石墨的铸铁(GJL)、具有蠕虫状石墨的铸铁(GJV)和具有球状石墨的铸铁(也被称为球墨铸铁)(GJS)铸造而成。优点是，可以相对自由地选择由栓柱和中间部分构成的所期望的几何结构。反之，不足的是，用于铸件的高成本，以及高加工成本(加工大构件/铸件加工余量/表面质量)。此外，存在有铸造缺陷的风险，这就要承担对工件的高花费的检查并且仅允许有限的修复可能。此外，大铸造工件的可获得性在过去几年里一直是困难的。