CN100392262C - 用于造纸机的管状辊及制造管状辊的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于造纸机的管状辊。该管状辊包括：壳体(10)和用于将该管状辊可旋转地支撑于该造纸机的辊头(11)。壳体(10)具有适于彼此以一间隔同轴设置的两个金属圆柱体(12、13)。在圆柱体(12、13)之间，另外设有连接到两个圆柱体(12、13)的芯构造(14)。每一辊头(11)连接到两个圆柱体，在圆柱体中，至少内圆柱体(13)由金属板材制成。本发明还涉及一种制造管状辊的方法。

Description

用于造纸机的管状辊及制造管状辊的方法

技术领域

本发明涉及一种用于造纸机的管状辊(tube roll)，该管状辊包括：壳体和在其两端部的辊头(roll head)，用于将该管状辊可旋转地支撑于该造纸机；在壳体中的两个金属圆柱体，适于彼此以一间隔同轴设置；以及在圆柱体之间、连接到两个圆柱体的芯构造。本发明还涉及一种制造管状辊的方法。

背景技术

所谓的管状辊用于造纸机和纸板机中。管状辊具有中空的内部，并且其壳体是管状的。与实心辊相比，由于其重量轻且中空构造，管状辊主要用于无压区位置(nipless position)。也就是说，管状辊是分开的，不与另一辊接触。此位置包括例如：砑光机中的纸辊和导辊以及压榨辊。通过使管状辊可旋转地支撑于造纸机，辊头另外安装于壳体端部。壳体厚度是几十毫米，并且，壳体最通常是通过铸造来制造。另一方面，管状辊壳体还可以通过厚钢板焊接制成。在与反作用辊形成压区的管状辊中，例如涂布辊和表面施胶(surface sizing)辊，仅使用具有壁厚约50mm的铸造管状辊。

不管制造方法，公知的管状辊的壳体总是需要机械加工。尽管通过机械加工可以在壳体中获得足够的圆度，但管状辊的振动特性将随着壳体在不同点的厚度变化而改变。也就是说，壳体特性在壳体的圆周方向和在轴向均发生变化。由于管状辊具有中空构造，所以在其他方面管状辊的振动也是技术难题。此外，管状辊的承载能力差。

通过设置两个同轴圆柱体来形成管状辊壳体，来尝试提高承载能力。此管状辊揭示于公开号WO98/12440中。然而，该管状辊具有两个不同直径的、彼此配合的传统的圆柱体。在管状的圆柱体之间，另外设置有形成芯构造的配合部件，以支撑圆柱体。在一个实施例中，该部件由几个六角形单元构成，其设置在彼此的顶端并由金属板材制成。一般而言，包含于壳体内的圆柱体的厚度通常是几十毫米。

制造此壳体的要求是日益严格的。另外，机械加工管状辊和调节管状辊平衡是非常费时的。尽管提高了承载能力，但管状辊的总重量由于附加部件和内圆柱体而增加。此外，部件的数量多，并且使部件在圆柱体之间配合部件是困难的。使用不同厚度的材料，使得制造更进一步复杂化。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于造纸机的新颖的管状辊，其重量更轻、但更坚固，并具有比之前的管状辊更好的承载能力和振动特性。本发明的另一目的是提供一种用于制造管状辊的新颖的方法，其比之前的制造方法更快捷而且效率更高，并可以用于制造具有不同特性的管状辊。本发明提供一种用于造纸机的管状辊，其中该管状辊包括：壳体和辊头，该辊头位于壳体两端部，用于将该管状辊可旋转地支撑于该造纸机；两个金属圆柱体，其位于该壳体中，适于彼此以一间隔同轴设置；以及芯构造，其位于所述圆柱体之间并连接到两个圆柱体；其中，每一辊头连接到两个圆柱体，在所述圆柱体中，至少内圆柱体由金属板材制成。本发明还提供一种制造管状辊的方法，该管状辊包括辊头和壳体，以及在两个同轴相配的圆柱体之间的芯构造，该方法包括以下步骤：制造辊头；由金属材料制造外圆柱体；由金属板材制造内圆柱体；以及制造该芯构造：将该芯构造设置于该内圆柱体的顶部；以及使该芯构造和该内圆柱体彼此连接，并且，在这些步骤之前或之后，使该内圆柱体和该辊头彼此连接；之后，该外圆柱体设置于该芯构造的顶部，并连接到该芯构造和该辊头。在根据本发明的管状辊中，具有基本上相同厚度的材料可以用于圆柱体和芯构造。至少内圆柱体可以由金属板材制成。不可预料的是：整个壳体可以由金属板材制成。这样就可以获得与传统管状辊相比显著不同的重量。此外，管状辊本身的质量和硬度的关系比以前更优越。此外，由于其构造和制造方法，根据本发明的管状辊不需要机械加工就能够使用。如果需要，使用可允许机械加工的涂料，以便获得所需的管状辊表面特性。管状辊的辊头也是使用轴对称零件和板构造的新的构造。另外，芯构造可以以多种不同方式形成，并且管状辊可以有多种不同功能。

附图说明

下面将通过结合附图详细描述本发明，附图用于描述本发明的一些实施例，其中：

图1a是根据本发明的管状辊的壳体的剖视图；

图1b是图1a显示的壳体的局部放大图；

图2a是根据本发明的壳体的局部放大剖视图；

图2b是描述根据本发明的管状辊的壳体的两个不同实施例的局部放大剖视图；

图3是根据本发明的管状辊的辊头的局部剖视图；

图4a是根据本发明的管状辊的轴测视图；

图4b是图4a的局部剖视图；

图4c是图4b显示的芯构件的局部剖视图；

图5a是用于形成图5b的芯构造的型板(pattern)的局部视图；

图5b显示了根据本发明的芯构造的另一实施例，显示为局部未完成的状态；

图5c显示了图5b的完成的芯构造；

图6a显示了根据本发明的管状辊的特定实施例；

图6b显示了根据本发明的管状辊的另一特定实施例；

图7a显示了用于根据本发明的管状辊的芯构造的两个实施例；

图7b是用于制造芯构造的材料的轴测视图；

图8描述了应用根据本发明的管状辊的各种造纸机。

具体实施方式

图1a是根据本发明的管状辊的壳体10的剖视图。管状辊通常是为造纸机而设计的，但是它们也可以应用于纸板机及其他类似的成形机器。管状辊的基本构件包括壳体10和在壳体两端的辊头11，用于支撑该管状辊，使该管状辊可相对于造纸机旋转。辊头11的一个实施例显示于图3中。另外，如图1a所示，壳体10具有两个金属圆柱体12和13，适于彼此以一间隔同轴设置。芯构造14用于支撑圆柱体12和13，该芯构造14位于圆柱体12和13之间并连接圆柱体12和13。

根据本发明，至少内圆柱体别出心裁地由具有厚度为1-5mm，更优选是2-4mm的金属板材制成。在不与反作用辊形成压区的管状辊中，外圆柱体也优选由具有厚度为1-5mm，优选是2-4mm的金属板材制成。在适于与反作用辊形成压区的管状辊中，外圆柱体优选是由具有例如6-30mm，优选是10-20mm厚度的厚金属板材制成。此构造提供了一种管状辊，其重量显著地轻于以前的管状辊，却有足够的强度和承载能力。此外，圆柱体和芯构造很容易地彼此连接。辊头11也连接到圆柱体12和13上。同时，还可能提供有利于负载和振动的壳体。此外，与已知设计相比，圆柱体彼此更接近。在这种情况下，圆柱体的形状和整个壳体尽可能保持不变。芯构造的高度的增加基本上会增加管状辊的强度；然而，同时芯构造将需要比计划的设计更复杂的设计。

通常，圆柱体之间的距离是管状辊的外径的2-15％，优选是3-10％。然而，距离最小约是30mm，最大约是100mm。这样，根据本发明，为了提供沿壳体的径向方向的芯构造，一个连续的芯构件就足够了。可以理解的是，在壳体10的圆周方向上，可以有多个如图1b所示的芯构件15。制造比本发明提出的芯构造更高的强度将很困难，并会增加材料需要和管状辊重量。每一芯构件15是由金属板材弯曲而成，并连接到外圆柱体12的内表面和内圆柱体13的外表面上，以形成单元结构。所提出的帽状芯构件有利于连接；然而，也可以采用其他类型的芯构件。在提出的实施例中，每一芯构件都是独立的帽状的金属板构件。另一方面，一个合适的弯曲金属板构件可以包括多个芯构件。

为了获得使用金属板带来的好处，加工必须精确。因此，根据本发明，圆柱体和芯构造可以均为激光切割和激光焊接的金属板构件。激光切割提供了具有高尺寸和外形精确度的金属板构件，其被精确地弯曲成需要的形状。优选通过使用没有残余应力的冷扎板的金属板材来促进切割和弯曲。这确保了金属板构件在切割操作过程中和切割操作之后保持平直，并且在弯曲过程中回弹小。特别是，弯曲芯构件时获得的精确度会影响管状辊最终的精确度。此外，激光焊接允许金属板构件彼此连接时没有变形。激光焊接是一种不使用金属填料的焊接类型，因此，最终的管状辊将不会有传统的焊缝。因此，在焊接之后，管状辊壳体不需要机械加工就能够使用。为了获得足够的精确度，在激光焊接中采用适宜的焊接夹具和转盘。图1b是图1a中的壳体10的局部放大图。用箭头示出了基本上在整个壳体长度上进行激光焊接。在生产技术方面，芯构件15首先在其凸缘16处焊接到内圆柱体13的外表面上，并最后将外圆柱体12焊接到芯构件15的顶部。除了以上所述，例如，圆柱体可以由现成的管制成。此外，材料强度，特别是管的强度可以高于计划的强度。除了激光方法，还可以采用其他合适的方法。

在横截面方向，圆柱体由一个金属板构件制成，其是如图1b所示的对接焊。然而，在管状辊的轴向，每一圆柱体12和13均由两个或以上圆柱形构件12’和13’制成。这确保了制造过程保持足够简单。该制造通过使用2000mm长的圆柱形构件进行了测试，并且结果是有利的。根据本发明，在两圆柱体之间，在连续的圆柱形构件之间形成的对接接头处，另外采用支撑件17(参见图2a)。该支撑件17是圆环构件，其优选具有合适的凸起18，用于固定圆柱形构件13’。图2a还显示了辊头的一个构件20，优选是通过在箭头指示的位置进行焊接，将圆柱形构件12’和13’连接到该构件上。

图2b显示了支撑件17的各种应用。此处的支撑件17是连接在圆柱形构件12’和13’的对接接头处的简单的环。在图的右侧的支撑件17是采用上述应用的方法激光焊接的。相应地，左侧的支撑件17是通过粘合连接的，由此提供了构件之间的弹性接头19。弹性有效地减轻了壳体振动。例如，合成橡胶可以用作弹性连接材料。此外，如果需要，焊接和粘合可以相结合。另外，由于这对壳体的刚度的影响很小，所以有利的是采用简单的支撑构件。另一方面，支撑构件的尺寸可以用于改变沿管状辊轴向的壳体的刚度。弹性接头还有助于更换管状辊的壳体。相同标号用于功能类似的零件。

图4a是显示根据本发明的处于准备安装状态的管状辊。在突出轴26’的相配的轴承28装配于该辊头11。图4b是该管状辊的局部剖视图。这里，芯构件位于管状辊的横向方向上。根据本发明，通常，芯构造是由一个或多个芯构件制成，其沿管状辊的轴向或横向设置。因此，芯构件是沿管状辊的整个轴长度或其圆周长度连续延伸的构件、或既沿管状辊的整个轴长度又沿其圆周长度连续延伸的构件。芯构造的最简单的形式是一个芯构件，其延伸以覆盖内圆柱体的整个外表面。芯构造可以以其整个表面接触一个或两个圆柱体。然而，更优选是此接触点仅在此构造的内表面和外表面的一部分。这是圆柱体的接触点沿圆周方向或轴向连续形成接触线的情况。这些接触线可以在此构造的内表面或外表面上彼此相对，或者它们可以处于不同的位置，例如交替的。对于位于圆周方向的接触线，使用术语“横向芯构造”；并且相应地，对于轴向接触线，使用术语“纵向芯构造”。横向芯构造为管状辊提供了圆周刚度(其特别是对负载有利)，并且允许根据本发明的管状辊也用作压区辊。在图6a和图7b中，部分接触线显示为点划线。管状辊的轴向接触线用标号44表示，圆周方向接触线用标号45表示。特别是在图7b所示的实施例中示出了沿两个方向的接触线。根据本发明的管状辊的应用将在后面结合图8更详细地描述。图4c是一个芯构件15的横截面视图，这里，箍(hoop)15’通过冷扎成形来制成。该箍的材料强度是3mm。该外圆柱体12的厚度是15mm，而该内圆柱体13的厚度是6mm。该壳体10还包括具有大约20mm厚度的聚氨酯涂层。该管状辊可以用于例如涂布辊和表面施胶设备。

图5b显示了根据本发明的芯构件15，其首先焊接到内圆柱体13。在此应用中，通过粘合来连接外圆柱体。优选地，采用单组分的聚氨酯基粘合剂和密封合成物。该合成物通过空气水分硬化，形成具有良好的抗腐蚀性和减振特性的高质量弹性体。该接头还很耐用。采用根据本发明的方法，首先通过焊接使辊头和内圆柱体连接。然后，通过焊接将形成芯构造的弯曲金属板构件安装于该内圆柱体周围。焊接点通过图5b和图5c中的箭头来表示。朝向外圆柱体的芯构造的构件被预先处理，并且，使用图5a所示的型板29来涂抹合成物。从而，设置了具有厚度为几个毫米的精确形状的带30。让该带30干燥，在带30干燥后，在形成于其前表面上的凹槽31中涂布一薄层的新的合成物(如图5c所示)。在安装外圆柱体之前，预先处理其内表面，以确保粘合。最后，外圆柱体被适当拉伸，并通过焊接连接到辊头。如果需要，通过机械加工来将辊头变直，并且涂布该管状辊。一旦合成物干燥，则管状辊便可以交付使用了。

图3显示了根据本发明的辊头11，其包括可拆卸地彼此连接的两个环状构件20和21。如图2a所示，所述圆柱形构件12’和13’连接到第一环状构件20上。类似地，在第二环状构件21中，存在用于将管状辊可旋转地连接到造纸机的部件22。由于第一环状构件，例如，壳体可以制造成圆形并可以连接到机械加工设备上进行涂层。这里，部件22包括环状构件23，其利用板构件24和25以同轴的方式设置于所述第二环状构件21，用于形成盒形结构。这里，还通过在箭头指示之处进行焊接，使部件彼此连接。该盒形结构的优点是重量轻、且坚固。此外，待机械加工的构件的尺寸远小于传统的辊头的尺寸。该环状构件23还包括用于将中空轴连接到造纸机上的连接单元26。这里，连接单元26是突出轴26’，其通过冷缩配合连接到环状构件23上。为了将中空轴连接到造纸机，在突出轴26’上设置合适的轴承(未示出)。所提出的辊头是坚固的，并且在沿管状辊的轴向上仅需要较小的空间。

第一环状构件还可以用于平衡壳体。上述环状构件20和21彼此以螺栓(未示出)固定。该第一环状构件20设置有用于螺栓的螺纹孔27。实际上，有意地设置比螺栓更多的螺纹孔27。这允许在需要时，在未使用的螺纹孔内安装附加螺栓，以平衡壳体。上述构造能够在保持现有的辊头的同时仅改变壳体。这样就允许仅通过改变壳体来简单地设置所需的管状辊特性。

虽然根据本发明的壳体可以不经过机械加工就能够使用，但应用位置可能需要管状辊具有一定的特性。例如，可以在外圆柱体的外表面上设置涂层，并且在需要时，可以加工该涂层。另一方面，薄壁壳体具有良好的导热性能。这样就可以通过引导合适的介质进入中空轴或甚至进入壳体内部，来调整需要的管状辊的温度。因此，根据本发明的管状辊甚至可以用作干燥圆柱体。此外，壳体可以设置孔，例如，随着在壳体内的空气排出，该孔有利于在卷纸缸的尾部传递(tail transfer)。

至少外圆柱体12的区域的一部分可以具有通孔32，用于使气流通过单元(cell)结构连通到管状辊周围环境、或从管状辊周围环境连通到单元结构。图6a显示了一体形成于单元结构的吹气和吸气系统的例子。通过使用单元结构，在需要时，可以仅在单元的一部分提供吹气和吸气。这样就能够例如在尾部引纸(tail threading)时进行纸幅的局部抽吸，或相应地在需要的位置离开管状辊。在图6a中用箭头示出了气流。实际上，然而，单个管状辊可以设置吹气或吸气，然而，二者可以设置在同一管状辊的不同位置上。在金属板材上打孔是非常容易的；特别是利用激光切割方法时，孔可以被精确地限定。同时，孔的形状和位置的选择可以比传统技术具有更大的自由度。实际上，上述管状辊可以用作例如具有一体成型的区域可控吹气和吸气的卷纸轴(reel spool)。该吹气和吸气可以限定在机器方向(machine direction)，例如，在保持在芯构造15和外圆柱体12之间的一个或多个单元46之内。与在整个单元区域设置吸气或吹气的情况相比，可以很容易在一个单元上制造有效的吸气和吹气。另一方面，也可以在造纸机横向单元的一定区域内横向地限定吹气或吸气。例如，该构造能够将主动控制吸气区域一体形成到用于尾部引纸的管状辊上。另一方面，例如，吹气可以用于仅在机器或横向方向上的某个特定的需要位置提供分离刮除(detaching doctoring)或改变吹气。通常，因为吹气或吸气仅设置在需要的位置，所以节约真空或空气消耗是显著的。对所需单元结构的真空或空气分布通过管状辊头构造(未示出)产生。该管状辊还可以包括用于测量压力水平和其他相关参数及其他形状的压力测量件。

还可以在形成于芯构造中的单元中布置其他类型的介质流，用于例如通过液体或气体加热或冷却管状辊。这主要应用于涂布辊或干燥辊的应用。例如，通过冷却该辊，可以提高涂布辊的耐用性。

芯构造也可以包括其他功能。根据本发明，外圆柱体、内圆柱体和/或芯构造设置有传感元件，用于测量管状辊压力。图6b显示了传感元件的两个应用例子。在第一实施例中，该管状辊的外圆柱体12的内表面设置有应变仪34。该应变仪可以用于基于该芯构造和由金属板材制成的壳体的变形，来确定容易产生影响的力。除了应变仪，还可以使用EMFI振动板(diaphragm)，当该振动板直接安装于传统辊涂布下时，其不能够抵抗橡胶涂层的硬化(curing)热。另一方面，测量传感器可以使用传统的压力传感器或类似物。

在图6b中，传感元件33设置于芯构件15中。对于单个传感器，可以考虑芯构造角度来计算力。另一方面，通过将芯构造的不同侧面的力加总来消除角度的影响。测量件还可以在管状辊的切线方向提供剪切力。例如，应变仪可以用于直接测量例如有关涂布、卷取或卷纸的压区载荷。另一方面，可以例如在干燥器和导辊上容易地测量纸幅或织物的拉伸。提出的结构提供了以简单的方式进行多功能测量，这在传统的管状辊中是不可能的。此外，在使用单元构造管状辊的过程中，测量件提供了位置监控以及其预定寿命的测量。该传感元件33通过适当的导线35连接至遥测装置，例如其用于传递来自正在旋转的管状辊(未示出)的测量结果。

还可以通过将适宜提供刚度的材料填充到单元或单元的一部分中，提高管状辊、特别是具有纵向芯构造的管状辊的刚度。例如，可以使用加强轮廓件，具可以通过挤出成形、由强度大于200Gpa的碳纤维制成，以提供高轴向刚度。该加强轮廓件47优选是精确地相应于单元46的形状，以便允许其每一表面尽可能精确地连接到单元46的内表面上，即连接到芯构造14上。与图6b不同，加强轮廓件还可以是空心的。一旦加强轮廓件和芯构件之间的接合处尽可能连接好，加强轮廓件将能承受传递给管状辊的力。该加强轮廓件优选是具有制成的凹槽或类似物，以便用于粘合剂及所需的装置；节结、隆起、或类似物，用于将加强轮廓件定位在合适位置。导入凹槽的粘合剂在图6b中以阴影显示。当管状辊位于垂直位置时，能最好地进行粘合，由此允许以一定压力将粘合剂涂布于凹槽中，优选是从下向上。利用加强轮廓件，通过选择用于安装于管状辊内的加强轮廓件的合适的量，能够容易地改变管状辊的刚度，同时考虑到其动态特性。为了使管状辊无振动地旋转，加强轮廓件必须相对于管状辊中心对称地位于壳体内。因此，管状辊内的单元的数量必须是可以以例如二或四或其他偶数等分的，使得加强轮廓件可以位于例如，每一第二、或每一第四单元内。然而，设置于太长间隔的加强轮廓件具有的缺点是，在管状辊旋转过程中，在壳体周围的惯性力矩差会增加过大，会引起振动。

测试的一个管状辊的直径是800mm，圆柱体之间的距离是50mm。外圆柱体由厚度为4mm的金属板制成。内圆柱体和该芯构件的厚度是2mm。具有长度大约为7800mm的管状辊的总重量是1700kg，其仅是设有铸造壳体的传统管状辊的重量的一半。此外，在这种情况下，该管状辊的最低特定频率增加了5Hz。图1a显示了包括36个芯构件的这种管状辊的横截面视图。

除了上述的金属板，芯构造可以由金属泡沫材料或弹性合成物制成，实际上，可拉伸的金属在圆柱体之间铸成，或在圆柱体之间粘合由金属泡沫材料构件。使用金属泡沫材料提供了承载能力极大但重量轻的芯构造，其同时提供了有效的减振。此外，圆柱体的尺寸可自由选择，特别地，铸造是一种简单的制造方法。由于特定金属泡沫材料特性，管状辊可以不产生重量或振动问题而按照需要制造而成。例如，铝泡沫材料由于其重量轻和抗腐蚀而是一种适宜材料。这示于图7a中，其中，管状辊横截面的底部是由金属泡沫材料制成。使用金属泡沫材料还显著地增加了管状辊的承载能力。在金属泡沫材料中，还可以设置例如由碳纤维制成的加强带，其可以进一步增强壳体。图7a所示的管状辊另外还设置有涂层。

相应地，图7a剖视图的上部由弹性合成物制成。实际上，芯构造由例如聚氨酯垫36形成，其中，以合适的间隔切割形成开口37(图7b)。这就可以使管状辊的质量小，并且弹性合成物承受轻微变化，这实际上有效地减轻了振动。当使用聚氨酯垫时，垫粘合在圆柱体之间。对于橡胶，也可使用硬化。开口的尺寸和形状可以用于根据需要调整减振特性。

根据本发明的管状辊由两个薄圆柱体连接芯构造组成。与传统的辊相比，此类型的管状辊重量仅为传统的辊重量的三分之一。同时，制造费用明显较低。该管状辊还特别适用于例如：干燥部中的纸辊和导辊、涂布器中的压区辊、或在纸卷(reel)或卷纸机(winder)中的卷纸轴。因此，管状辊该还可以用作受到中等的压区载荷的压区辊。

适于用作压区辊的管状辊的例子是如下构造：其中，外圆柱体由15mm厚板材制成，并且具有50mm较小直径的内圆柱体由4mm厚金属板材制成。内圆柱体通过焊接连接到辊头上。芯构造由具有3mm厚的波状结构的金属板材形成，并且其如图6a所示沿横向设置于内圆柱体的顶部。该外圆柱体通过粘合设置于该芯构造的顶部并通过焊接连接到辊头。最后，外径1500mm的管状辊用XmateX涂层涂覆。因此，如图4a所示设置的管状辊的尺寸适于压区载荷75KN/m。例如，这使得适于用作表面涂布设备的辊。图8显示了管状辊应用的其他例子。根据本发明的管状辊可以用于例如干燥筒38、导辊39或涂布辊40。具有彼此接触的压区的表面施胶设备或涂布设备的辊子可以是根据本发明的管状辊。该管状辊还可以用作纸辊41、砑光机中的压榨辊42部件以及用作纸卷或卷纸机中的卷纸缸43。根据本发明的管状辊的刚度特性足够用于抵抗由于织物拉伸或与另一辊子接触的压区在线性载荷低于100kN/m下施加的载荷。

根据本发明的管状辊比以前的管状辊轻得多。此外，两个圆柱体和位置彼此接近的芯构造提供了不仅坚固而且具有良好的承载能力的壳体。这使得根据本发明的管状辊甚至可以用作压区辊。此外，此构造可以有效地减轻振动，使得根据本发明的管状辊在使用时较稳定。该管状辊直径小，从而还可以降低电力(power)要求。此外，由于管状辊采用了新的辊头构造，所以该管状辊易于安装和使用。另外，此构造消除了一半重大(half-critical)的振动，允许安全地制造比以前更小的管状辊。另一方面，通过使用板构造圆柱体，消除了先前制造技术设置的限制，没有重量问题。从而也允许制造大的辊。此外，该管状辊具有很强的抗腐蚀性和与之相关的各种功能。

Claims (37)

1.一种用于造纸机的管状辊，其中该管状辊包括：

壳体(10)和辊头(11)，该辊头(11)位于壳体两端部，用于将该管状辊可旋转地支撑于该造纸机；

两个金属圆柱体(12、13)，其位于该壳体(10)中，适于彼此以一间隔同轴设置；以及

芯构造(14)，其位于所述圆柱体(12、13)之间并连接到两个圆柱体(12、13)；

其特征在于，每一辊头(11)连接到两个圆柱体(12、13)，在所述圆柱体中，至少内圆柱体(13)由金属板材制成。

2.如权利要求1所述的管状辊，其特征在于，所述圆柱体的外圆柱体(12)也由金属板材制成。

3.如权利要求2所述的管状辊，其特征在于，该金属板材的厚度是1-5mm。

4.如权利要求2所述的管状辊，其特征在于，该金属板材的厚度是2-4mm。

5.如权利要求1-4中任一项所述的管状辊，其特征在于，该外圆柱体(12)的厚度大于该内圆柱体(13)的厚度。

6.如权利要求1所述的管状辊，其特征在于，所述圆柱体(12、13)之间的距离是该管状辊的外径的2-15％，而该距离在30-100mm的范围内。

7.如权利要求1所述的管状辊，其特征在于，所述圆柱体(12、13)之间的距离是该管状辊的外径的3-10％，而该距离在30-100mm的范围内。

8.如权利要求1所述的管状辊，其特征在于，该芯构造(14)由一个或多个芯构件(15)构成。

9.如权利要求8所述的管状辊，其特征在于，该芯构造(14)由适于沿该管状辊的轴向或横向设置的一个或多个芯构件(15)构成。

10.如权利要求8或9所述的管状辊，其特征在于，该芯构造(14)由一个连续的芯构件(15)构成。

11.如权利要求10所述的管状辊，其特征在于，该芯构件(15)由金属板材制成，其连接到该外圆柱体(12)的内表面和该内圆柱体(13)的外表面上，以形成单元结构。

12.如权利要求11所述的管状辊，其特征在于，该芯构件(15)设有加强轮廓件(47)，该加强轮廓件(47)与该芯构件(15)形成为一体，该加强轮廓件(47)由碳纤维构成。

13.如权利要求11所述的管状辊，其特征在于，该芯构件(15)是弹性垫(36)。

14.如权利要求1所述的管状辊，其特征在于，所述圆柱体(12、13)和该芯构造(14)都是激光切割和激光焊接的金属板构件。

15.如权利要求1所述的管状辊，其特征在于，在该管状辊的轴向，所述两个圆柱体(12、13)由两个或两个以上的圆柱形构件(12’、13’)组成，并且在其间的对接接头处以及在所述圆柱体(12、13)之间设有与所述圆柱形构件(12’、13’)连接的支撑件。

16.如权利要求15所述的管状辊，其特征在于，在所述圆柱形构件(12’、13’)和该支撑件(17)之间设有激光焊接部或由弹性连接材料例如合成橡胶制成的弹性接头(19)。

17.如权利要求1所述的管状辊，其特征在于，该金属板材是没有残余应力的冷扎板。

18.如权利要求1所述的管状辊，其特征在于，该芯构造(14)由金属泡沫或弹性合成物组成。

19.如权利要求1所述的管状辊，其特征在于，该辊头(11)包括两个彼此可拆卸地连接的环状构件(20、21)，所述圆柱体(12、13)连接到所述环状构件的第一环状构件(20)上，同时所述环状构件的第二环状构件(21)设置有用于将管状辊可旋转地连接于该造纸机的部件(22)。

20.如权利要求19所述的管状辊，其特征在于，该部件(22)包括环状构件(23)，该环状构件(23)利用板构件(24、25)同轴设置于所述第二环状构件(21)上以形成盒形结构，并且该环状构件(23)具有用于将一中空轴连接到该造纸机上的连接单元(26)。

21.如权利要求2所述的管状辊，其特征在于，在该外圆柱体(12)的外表面上设有涂层。

22.如权利要求11所述的管状辊，其特征在于，在该外圆柱体(12)的至少部分区域具有通孔(32)，用于使通过该单元结构到管状辊周围、或从管状辊周围到该单元结构的气流连通。

23.如权利要求11所述的管状辊，其特征在于，在该单元结构包括多个单元(50)，其中有用于加热或冷却该管状辊的介质流。

24.如权利要求1或2中任一项所述的管状辊，其特征在于，在该外圆柱体(12)、内圆柱体(13)和/或芯构造(14)中设置有用于测量该管状辊的压力的传感元件(33)。

25.如权利要求1所述的管状辊，其特征在于，该管状辊是造纸机中的校正辊、导辊或压榨辊(39、41、42)。

26.如权利要求1所述的管状辊，其特征在于，该管状辊是造纸机中的表面施胶或涂布设备的辊(40)。

27.如权利要求1所述的管状辊，其特征在于，该管状辊是造纸机中的卷纸轴(43)。

28.如权利要求1所述的管状辊，其特征在于，该管状辊是造纸机中的干燥筒(38)。

29.一种制造管状辊的方法，该管状辊包括辊头(11)和壳体(10)，以及在两个同轴相配的圆柱体(12、13)之间的芯构造(14)，该方法包括以下步骤：

制造辊头(11)；

由金属材料制造外圆柱体(12)；

由金属板材制造内圆柱体(13)；以及

制造该芯构造：

将该芯构造(14)设置于该内圆柱体(13)的顶部；以及

使该芯构造(14)和该内圆柱体(13)彼此连接，并且，在这些步骤之前或之后，使该内圆柱体(13)和该辊头(11)彼此连接；

之后，该外圆柱体(12)设置于该芯构造(14)的顶部，并连接到该芯构造(14)和该辊头(11)。

30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，该管状辊被涂布；

31.如权利要求29或30所述的方法，其特征在于，该芯构造(14)的外表面的相互接触表面和/或该外圆柱体(12)的内表面在彼此连接之前经过预处理。

32.如权利要求29所述的方法，其特征在于，该芯构造(14)和该圆柱体(12、13)通过焊接连接。

33.如权利要求29所述的方法，其特征在于，该辊头(11)和所述圆柱体(12、13)通过焊接连接。

34.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述圆柱体(12、13)由两个或两个以上彼此通过对接焊缝连接的圆柱形构件(12’、13’)制成。

35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，在所述圆柱形构件(12’、13’)之间的对接焊缝处设置支撑件(17)。

36.如权利要求32-34中任一项所述的方法，其特征在于，在焊接中使用激光焊接。

37.如权利要求29所述的方法，其特征在于，该芯构造(14)和所述圆柱体(12、13)通过粘合连接。

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