(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの端部部分ロールを含む、複合材料シェルを備えた少なくとも２つの部分ロールから構成され、前記２つの端部部分ロールは、前記少なくとも２つの部分ロールのロールシェルの端面の間に間隙が残るよう、直接的に或いは中間部分ロールを介して共に接続され、各端部部分ロールは、前記ロールシェルの外端部に接続され且つ前記ロールシェルと共に回転する端部ジャーナルを含み、該端部ジャーナルは、端部軸受によって固定フレーム構造に支持される張出しロールであって、
前記少なくとも２つの部分ロールは、その前記ロールシェルと共に回転する中間ジャーナルによって共に接続され、該中間ジャーナルは、中間軸受によって当該張出しロール外部の固定支持ビームに支持されることを特徴とする、
張出しロール。
【請求項２】
各中間軸受は、中間軸受筐体内に装着され、該中間軸受筐体は、前記シェルの端面の間の前記間隙に延びるリング形状フランジ区画と、該リング形状フランジ区画から突出する中間支持素子とを含み、該中間支持素子は、当該張出しロール外部の固定支持ビームに接続されることを特徴とする、請求項１に記載の張出しロール。
【請求項３】
各端部軸受は、端部軸受筐体内に装着され、該端部軸受筐体は、端部支持素子によって固定フレーム構造に接続されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の張出しロール。
【請求項４】
各端部支持素子は、手動調節可能な支持素子から構成され、該支持素子は、雄ねじを備える第一ピンと、雄ねじを備える第二ピンと、前記第一ピン及び前記第二ピンを接続する雌ねじを備えるスリーブとを含み、該スリーブは回転ハンドルを含むことで、前記ハンドルからの前記スリーブの回転は、前記端部軸受を半径方向に偏向することを特徴とする、請求項３に記載の張出しロール。
【請求項５】
各中間支持素子は、手動調節可能な支持素子から構成され、該支持素子は、雄ねじを備える第一ピンと、雄ねじを備える第二ピンと、前記第一ピン及び前記第二ピンを接続する雌ねじを備えるスリーブとを含むことで、前記回転ハンドルからの前記スリーブの回転は、中間軸受を半径方向に偏向することを特徴とする、請求項２に記載の張出しロール。
【請求項６】
各端部支持素子は、自動調節可能な支持素子から構成され、該支持素子は、シリンダと、該シリンダに適合されたピストンと、該ピストンに固着されたピストンピンとを含み、前記端部軸受を半径方向に偏向するために、圧力媒体が、前記ピストン、よって、前記ピストンピンを移動することを特徴とする、請求項３に記載の張出しロール。
【請求項７】
各中間支持素子は、自動調節可能な支持素子から構成され、該支持素子は、シリンダと、該シリンダに適合されたピストンと、該ピストンに固着されたピストンピンとを含み、前記中間軸受を半径方向に偏向するために、圧力媒体が、前記ピストン、よって、前記ピストンピンを移動することを特徴とする、請求項２に記載の張出しロール。
【請求項８】
前記支持ビームは、その両端部で、固定フレーム構造に固着されることを特徴とする、請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の張出しロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に定められる張出しロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に従った張出しロールでは、複合材料から成るシェルが用いられる。弾性係数及び密度のような複合材料ロールの有利な材料特性の故に、複合材料ロールが適度のトルクで所望の曲率に曲げ得るように、並びに、複合材料ロールが臨界未満の速度、即ち、最低共振周波数未満の速度、又は、共振周波数間の速度のいずれかで動作するように、複合材料ロールを寸法取り得る。応力が過剰に増大することなしに、鋼ロールを所要の曲率に曲げることが望ましいならば、ロール直径は極めて小さくなければならない。この場合、１つ又はそれより多くのロールの臨界速度を超えることは不可避的である。
【０００３】
加えて、鋼ロールのために、曲げ加工によって求められる曲げモーメントは、複合材料ロールのために、曲げ加工によって求められる曲げモーメントよりも著しく高く、その場合には、鋼ロールの軸受力も、複合材ロールの軸受力よりも著しく高い。
【０００４】
フィンランド国特許第１０６７４１号は、紙匹状の材料のための１つの曲げ可能な複合材料ロールを提案している。ロールは、複合材料から成る連続的な管状ロールシェルと、ロールシェルの両端部に取り付けられ、且つ、ロールシェルと共に回転するジャーナルとを含む。ジャーナルは、ロールの軸方向に互いに離間して配置された少なくとも２つの軸受素子を用いて、ジャーナルを取り囲む支持素子に支持され、次いで、それは機械フレームに支持されている。第一軸受素子が、曲げ機構を介して、支持素子に接続され、曲げ機構は、第一軸受素子を非屈曲ロールの中心軸に対して偏向するために、半径方向に影響を及ぼす力を第一軸受素子に向け、それ故に、ジャーナルは、第二軸受素子に生成される支点に対して曲がり、曲げモーメントはロールシェルに向けられている。そのような解決を用いることで、ロールシェルを均一な曲率に曲げ得る。しかしながら、その解決は、張出しロールに向けられる力が高いプレスセクションには余り適していない。
【０００５】
フィンランド国特許第１０６２７７号は、幾つかの連続的に位置するロール素子を含む部分的ロールを提案しており、各ロール素子は、それ独自の支持シャフトによって支持されて回転するよう、軸受を用いて取り付けられている。ロール素子の支持シャフトの両方の軸方向端面上に配置されて、例えば、突起及び対応する凹部のような接続素子があり、それらを用いることによって、２つの連続的なロール素子を分離可能な方法で互いに接続し得る。支持シャフトは、少なくとも２つの部分から構成され、２つの連続的な部分的ロールの端面上の接続素子が互いに接触し或いは結合から分離するまで支持シャフトの軸方向長さを修正するために、その相互位置を変更し得る。これは部分的ロールの中央での個々のロール素子の置換を可能とし、ロール組立体全体の解体の必要性はない。各ロール素子は、２つのネスト状の円筒形スリーブから成り、それらはそれらの中間地点に対称に配置されたネックによって共に接続されている。外部シリンダはロール素子のシェルを形成し、内部シリンダは外部シリンダよりも短い。内部シリンダは、その外面近傍で、２つの軸受を用いて、ロール素子の回転しない支持シャフトに取り付けられている。支持シャフトは２つのフランジ状部分から構成され、それらは内部シリンダを通じて延在するピンによって共に接続されている。シリンダは回転するのに対し、支持シャフトは固定されている。支持シャフトの他の部分は、その端部で、ロール素子外部の支持ビームに支持されている。この支持は調節可能であり、その場合には、個々のロール素子の位置を隣接するロール素子に対して調節することが可能である。そのような構成は、部分的ロール曲率の調節をもたらす。部分的ロールの曲率は、個々のロール素子の中心軸が整列されないという事実によって生み出される。しかしながら、個々のロール素子のシェルは平行であり、それ故に、部分的ロールの曲率は断片線を形成する。部分的ロールは、より多数の軸受を必要とし、それらはグリース潤滑されている。支持シャフトとシェルとの間の封止も、ある程度問題である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来技術の問題点を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従った主要な特徴は、請求項１の特徴部分に記載されている。
【０００８】
本発明に従った張出しロールは、複合材料シェルを備えた少なくとも２つの部分ロールから構成される。張出しロールは、２つの端部部分ロールを含み、２つの端部部分ロールは、部分ロールのシェルの端面間に間隙が残るよう、直接的に或いは中間部分ロールを介して共に接続される。各端部部分ロールは、シェル外端部に接続され、且つ、シェルと共に回転する端部ジャーナルを含み、少なくとも１つの端部軸受によって固定フレーム構造に支持される。部分ロールは、そのシェルと共に回転する中間ジャーナルを介して共に接続される。各中間ジャーナルは、中間軸受によって、張出しロール外部の固定支持ビームに支持される。
【０００９】
よって、ロールは、その端部ジャーナル及び中間ジャーナルによって、ロール外部の固定構造に支持される。
【００１０】
中間支持地点のお陰で、本発明に従った張出しロールは、高い負荷を支持することができ、それはプレスフェルト上を走行する紙匹を伸ばすためのプレスセクション内でのその使用も可能にする。負荷の一部は中間支持地点によって受け止められ、それ故に、端部支持地点及び各シェル部分に晒される負荷は、端部だけで固着されるロールよりも著しく低い。
【００１１】
本発明に従った張出しロールによれば、中間軸受において循環オイル潤滑も用い得る。オイルは、中間軸受筐体内に設けられる通路を介して中間軸受に導かれる。
【００１２】
中間軸受は中間軸受筐体内で保護されているので、部分ロールシェルの対向する端面に関連して封止は要求されない。中間軸受筐体と部分ロールのシェル端面との間からロール内に進入する如何なる不純物も、中間軸受筐体内に位置する中間軸受にアクセスし得ない。
【００１３】
添付図面の図を参照して本発明を記載するが、本発明の詳細が排他的に限定されることことは意図されていない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明に従ったロールを概略的に示す縦断面図である。ロールは、２つの端部部分ロール１０，３０と、それらの間に位置する中間部分ロールとから成る。各部分ロール１０，２０，３０は、複合材料シェル１１，２１，３１を有する。中間部分ロール２０のシェル２１の外端面は、端部部分ロール１０，３０のシェル１１，３１の内端面から距離Ｄに位置している。外端部固着素子１４，３４が、各端部部分ロール１０，３０のシェル１１，３１の外端部の内面に固着され、内端部固着素子１５，３５が、シェル１１，３１の内端部の内面に固着されている。次いで、中間部分ロール２０のために、外端部固着素子２２，２３が、シェル２１の外端部の内面に固着されている。
【００１５】
シェル１１，３１と共に回転する端部ジャーナル１２，３２が、各端部部分ロール１０，３０の外端部に位置する外端部固着素子１４，３４に固着されている。各端部ジャーナル１２，３２の外面は、端部軸受４０，５０の回転する内側軌道輪に支持されているが、端部軸受４０，５０の回転しない外側軌道輪は、端部軸受筐体４１，５１に支持されている。次いで、各端部軸受筐体４１，５１は、端部支持素子４２，５２を用いて、固定フレーム構造Ｒに支持されている。
【００１６】
第一端部部分ロール１０及び中央部分ロール２０は、第一中間ジャーナルを用いて共に接続されている。次いで、第二端部部分ロール３０及び中心ロール２０は、第二中間ジャーナル３３を介して共に接続されている。第一中間ジャーナル１３は、その一端で、第一端部部分ロール１０のシェル１１の内端部に位置する内端部固着素子１５に固着され、その他端で、中間部分ロール２０のシェル２１の外端部に位置する外端部固着素子２２に固着されている。第二中間ジャーナル３３は、その一端部、第二端部部分ロール３０のシェル３１の内端部に位置する内端部固着素子３５に固着され、その他端部で、中間部分ロール２０のシェル２１の外端部に位置する外端部固着素子２３に固着されている。
【００１７】
第一中間ジャーナル１３は、その中心部分で、第一中間軸受６０の回転する内側軌道輪に支持されている。第一中間軸受６０の外側軌道輪は、第一中間軸受筐体８０に非回転に支持されている。第一中間軸受筐体８０は、第一端部部分ロール１０のロールシェル１１の内端面と中央部分ロール２０のロールシェル２１の外端面との間の間隙Ｄからロールシェル１１，２１の外面の高さまで延在する第一リング形状フランジ区画８２を含む。第一軸受筐体８０のリング形状フランジ区画８２は、第一中間支持素子８３を含み、第一軸受筐体８０は、第一中間支持素子によって張出しロール外部の支持ビームＰに固着されている。
【００１８】
次いで、第二中間ジャーナル３２は、その中央部分で、第二中間軸受７０の回転する内側軌道輪に支持されている。第二中間軸受７０の外側軌道輪は、第二中間軸受筐体９０に非回転に支持されている。第二中間軸受筐体９０は、第二リング形状フランジ区画９２を含み、第二リング形状フランジ区画は、第二端部部分ロール３０のロールシェル３１の内端面と中央部分ロール２０のロールシェル２１の外端面との間の間隙Ｄからロールシェル３１，２１の外面の高さまで延在している。第二軸受筐体９０のリング形状フランジ区画９２は、第二中間支持素子９３を含み、第二軸受筐体９０は、第二中間支持素子によって張出しロール外部の固定支持ビームＰに固着されている。
【００１９】
次いで、剛的な支持ビームＰは、その両端部で、固定フレームＲに支持されている。
【００２０】
ジャーナル１２，１３，３３，３２及びロールシェル１１，２１，３１は、単一の回転ユニットを構成している。このように、張出しロールは、４つの支持地点Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を用いて固定フレームＲに支持されている。２つの最も外側の支持地点Ａ１，Ａ２は、端部軸受４０，５０でロール両端部に位置し、２つの中央支持地点Ｂ１，Ｂ２は、中間軸受６０，７０に位置している。中間支持素子８３，９３は固定的或いは調節可能であり得る。中間支持素子８３，９３が調節可能である状況では、各中間軸受６０，７０を支持ビームＰに対して半径方向Ｓに移動し得る。対応する方法において、端部支持素子４２，５２は固定的或いは調節可能であり得る。端部支持素子４２，５２が調節可能である状況では、各端部軸受４０，５０をフレームＲに対して半径方向Ｓに移動し得る。
【００２１】
図２は、第一中間軸受筐体８０の不等角図を示している。中間軸受筐体８０は、円筒区画８１と、その中央に位置するフランジ区画８２とを含む。フランジ区画８２は、円筒区画８１の外面から突出し、底部分で、中間支持素子８３に拡張し、中間軸受筐体８０は、中間支持素子８３を用いて、支持ビームＰに固定されている。中間軸受６０は、中間軸受筐体８０の円筒区画８１内に位置し、その上で、中間ジャーナル１３の外面は、中間軸受６０の回転する内側軌道輪を支持している。次いで、中間軸受６０の外側軌道輪は、中間軸受筐体８０に回転不能に支持されている。中間軸受筐体８０は、潤滑のための供給通路８４を備えることができ、供給通路に沿って、中間軸受６０のための連続的な潤滑剤供給を配備することが可能である。第一中間軸受筐体８０及び第二中間軸受筐体９０は同一である。中間軸受筐体８０の外端部に、中間軸受６０へのアクセスを提供する開放可能な中間軸受筐体８１カバーがある。
【００２２】
図３は、中間支持素子８３，９３及び端部支持素子４２，５２と共に用い得る、手動調節可能な支持素子１００の例を示している。支持素子１００は、雄ねじを備える第一ピン１０１と、雄ねじを備える第二ピン１０２と、ピンを接続する雌ねじを備えるスリーブ１０３とを含む。追加的に、スリーブ１０３は、ハンドル１０４，１０５を有し、ハンドルを用いてスリーブ１０３を回転し得る。ピン１０１，１０２及びスリーブ１０３のねじは、スリーブ１０３が一方向に回転されるときに、ピン１０１，１０２がスリーブ１０３の内側に回転し、スリーブが反対方向に回転されるときに、ピンがスリーブ１０３の外に回転するよう構成されている。
【００２３】
図４は、中間支持素子８３，９３及び端部支持素子４２，５２と共に用い得る、自動調節可能な支持素子２００の例を示している。支持素子２００は、シリンダ２０１と、シリンダに適合されたピストン２０２と、ピストン２０２に固着されたピストンピン２０３とを含む。圧力媒体をピストン２０２の両側に導くことによって、ピストン２０２、故に、ピストンピン２０３を移動し得る。
【００２４】
ロールをある曲率に曲げることは、３つの方法で遂行され得る。第一選択肢では、中間軸受６０，７０は、中間支持素子８３，９３によって固定位置に維持されるのに対し、端部軸受４０，５０は、端部支持素子４２，５２を用いて偏向される。中間軸受６０を固定位置に維持し、且つ、端部軸受４０，５０を、例えば、図１において下方に偏向することによって、ロールは、ロール中央部が上で両端部が下になるよう、ある曲率に曲げられる。曲げモーメントは、端部部分ロール１０，３０のシェル１１，３１を介して、端部ジャーナル１２，３２から中間ジャーナル１３，３３にシフトされ、曲げモーメントは、そこから中心部分ロール２０のシェル２１にさらにシフトされる。第二選択肢では、端部軸受４０，５０は、端部支持素子４２，５２によって固定位置に維持されるのに対し、中間軸受６０，７０は、中間支持素子８３，９３によって偏向される。端部軸受４０，５０を固定位置に維持し、且つ、中間軸受６０，７０を、例えば、図１において上方に偏向することによって、ロールは、ロール中央部が上で両端部が下になるよう、ある曲率に曲げられる。曲げモーメントは、中間軸受１３，３３から、中間部分ロール２０のシェル２１に、並びに、端部部分ロール１０，３０のシェル１１，３１にシフトされる。第三選択肢では、端部軸受４０，５０及び中間軸受６０，７０の双方が偏向される。端部軸受４０，５０を、例えば、図面において下方に、中間軸受６０，７０を、図面において上方に偏向することによって、ロールは、ロール中心が上に両端部が下になるよう、ある曲率に曲げられる。曲げモーメントは、端部ジャーナル１２，３２から端部部分ロール１０，３０のシェル１１，３１に、中間軸受１３，３３から中間部分ロール２０のシェル２１並びに端部部分ロール１０，３１のシェル１１，３１にシフトされる。
【００２５】
図１に示される実施態様において、中間部分ロール２０のシェル２１は滑らかな曲率に曲げられるのに対し、端部部分ロール１０，３０のシェル１１，３１の曲率は、端部部分ロール１０，３０のシェル１１，３１の外端部に向かって直線的に増大している。
【００２６】
図１に示されるロールは、３つの部分ロールから構成されている。ロールは、２つの端部部分ロール１０，３０と、それらの間の中間部分ロール２０とを有する。もしロールが比較的短いならば、それは２つの部分ロールのみを用いて遂行され得る。この場合、中間部分ロール２０は取り除かれる。次に、端部部分ロール１０，３０は、図１において第一端部分ロール１０が中間部分ロール２０に固着されるのと類似の方法で、中間ジャーナル１３を用いて、一体的に共に固着される。２つの部分ロール１０，３０で構成されるロールでは、我々は３つの支持地点のみを有し、その場合には、各支持地点によって受け取られる負荷は、３つの部分ロールで構成されるロールよりも大きい。
【００２７】
図１に示されるロール１は、原理上、１つよりも多い中間部分ロール２０も含み得る。そのときには、部分ロールは比較的短く、その場合には、それらをある曲率に曲げることは困難になる。
【００２８】
図１に示される状況において、ロール曲率は垂直面に形成される。ロール曲率が水平面或いは垂直面と水平面との間の任意の角度に形成されるよう、ロールを固着し得ることも明らかである。ロール曲率の角度位置が調節可能であるよう、フレームＲへの支持ビームＰ及び端部軸受筐体４１，５１の固着を構成し得る。
【００２９】
ロールシェルの外径は、有利に、１５０〜６００ｍｍの範囲内であり、カバーを備えるシェルの厚さは、有利に、８〜２５ｍｍの範囲内であり、ジャーナルの直径は、有利に、７０〜１５０ｍｍの範囲内であり、ロール長は、有利に、５〜１２ｍの範囲内である。
【００３０】
本発明の着想を定める請求項が示され、請求項の範囲内で、本発明の詳細は、例としてのみ与えられている上記の記載から変化し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に従ったロールを概略的に示す縦断面図である。
【図２】中間軸受筐体を示す不等角図である。
【図３】１つの手動で調節可能な支持素子を示す概略図である。
【図４】１つの自動で調節可能な支持素子を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    端部部分ロール
１１    複合材料ロール
１２    端部ジャーナル
１３    第一中間ジャーナル
１４    外端部固着素子
１５    内端部固着素子
２０    中間部分ロール
２１    複合材料ロール
２２    外端部固着素子
２３    外端部固着素子
３０    端部部分ロール
３１    複合材料ロール
３２    端部ジャーナル
３３    第二中間ジャーナル
３４    外端部固着素子
３５    内端部固着素子
４０    端部軸受
４１    端部軸受筐体
５０    端部軸受
５１    端部軸受筐体
６０    第一中間軸受
７０    第二中間軸受
８０    第一中間軸受筐体
８２    第一リング形状フランジ区画
８３    第一中間支持素子
９０    第二中間軸受筐体
９２    第二リング形状フランジ区画
９３    第二中間支持素子
１００  支持素子
１０１  第一ピン
１０２  第二ピン
１０３  スリーブ
１０４  ハンドル
１０５  ハンドル
２００  支持素子
２０１  シリンダ
２０２  ピストン
２０３  ピストンピン
【図１】
0004571927.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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