CN1112993C

CN1112993C - 用于片材轧花的装置、及其应用、制造方法和操作方法

Info

Publication number: CN1112993C
Application number: CN99106493A
Authority: CN
Inventors: 查尔斯·伯格利; 伯纳德·威斯特
Original assignee: Boegli Gravures SA
Current assignee: Boegli Gravures SA
Priority date: 1999-05-17
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2003-07-02
Anticipated expiration: 2019-05-17
Also published as: CN1240683A

Abstract

在一对轧花辊之间轧花的方法，在轧花辊上设有同样的辊齿，辊齿包括沿轴向和圆周方向成排延伸的角锥齿。与理论上的角锥形状相比较，齿的头部被削平，同时，角锥的边缘被切削。轧花辊沿着轴向相互位移，因此固定在最大插入的辊齿的稳定的啮合位置，并且，在操作中保持此位置。由此使轧花辊相互安全的同步运动，并且获得任何材料，尤其是纸片材的最佳轧纹。

Description

用于片材轧花的装置、及其应用、制造方法和操作方法

技术领域

本发明涉及一种用于片材轧花的装置，其包括一对轧花辊，在轧花辊上设有同样的辊齿(toothing)，其连接驱动装置，而且能够被共同驱动，轧花辊能够以弹性方式相互压靠在一起；还涉及一种装置的操作方法，以便对片材进行轧花，其包括一对具有同样齿的轧花辊，在操作中，轧花辊接触配合。

背景技术

这种装置已经在美国专利No.5,007,271中详细描述。这种已知的轧花装置是要获得高质量的轧纹，特别是使轧花的轧花辊相互同步，而不论轧花辊的齿多精密，与此同时，仅有一个轧花辊被驱动，由其驱动另一个轧花辊。已经发现，如果两个轧花辊同样设有硬辊齿，很难满足上述要求，以保证轧花辊具有可接受的使用寿命。

为了满足轧花辊的相互同步的要求，轧花辊以这种方式相互对准，使两个轧花辊沿圆周方向设置的成排辊齿位于同一平面，以便两个轧花辊的啮合区域的辊齿侧面相互接触，并由被驱动的轧花辊迫使惰辊转动。

上述各轧花辊的相互对准配置实际上与被轧花的片材一样长，所述片材尤其是包装片材，主要是铝箔。但是，最近纸片材得到大量使用，甚至被指定使用。这些片材基本上比铝箔硬，已经发现，已知的轧花辊不再适应上述要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于片材轧花的装置，其包括一对轧花辊，在所述轧花辊上设有同样的辊齿，所述轧花辊连接一驱动装置，而且能够被单个地或共同地驱动，所述轧花辊能够以弹性方式相互压靠在一起，其特征在于，所述辊齿的角锥齿包括被削平的顶部和一矩形的底平面，所述辊齿这样排列使得其侧面分别平行，并且其排列方向垂直于所述轧花辊的纵轴，以便得到一种自稳定的操作状况，在这种状况下，所述轧花辊可彼此相对移动，并能移至多个相互配合位置，在这些位置中，所述轧花辊的辊齿在一确定的位置上这样啮合，使得各轧花辊的各辊齿在一稳定的相互配合位置上被对称地包围在对置的轧花辊的四个辊齿之间。

本发明的目的是提供一种可以满足新要求的装置，即可以获得各种片材的最佳轧纹。通过提供一种用于片材轧花的装置可以实现本发明的目的，其中该装置包括一种操作方法，其中轧花辊能够相互相对运动，并且在辊齿预定啮合的位置相互配合位移，从而进入自稳定操作。从属权利要求中描述了实施例中的具体特征。

本发明还涉及使用本发明的装置用于轧花主要由纸构成的片材的应用，还涉及轧花辊的制造方法，其中，辊齿在成型之后接着进行腐蚀加工。

如上所述，按照本发明的要求，轧花辊辊齿相互啮合的预定位置不仅保证稳定和同步地使轧花辊驱动转动，而且，最佳轧纹不依赖于被轧纹材料。因此，本发明还涉及装置的操作方法以便对片材轧花，其中，使装置连续不变的操作，轧花辊在相互配合的位置中操作，各轧花辊在接触区域的各辊齿至少在近似对称的状态下被包围在另一个轧花辊的四个辊齿之间。

附图说明

下面对附图进行简要的描述。并参照优选的实施例进一步详细描述本发明。

图1是表示轧花辊的辊齿的展开图；

图2和3表示当本发明的装置在启动时，轧花辊的辊齿处于的啮合位置；

图4和5表示轧花辊的辊齿处于稳定啮合的位置；

图6表示在相互配合的轧花辊处于自稳定位置时，引导片材通过时的状态；

图7是表示按照本发明的轧花辊辊齿的稳定的相互位置的示意图；

图8是表示处于相互稳定位置的轧花辊的相应示意图。

具体实施方式

对于轧花装置的基本构造，参照上述美国专利No.5,007,271。带状片材在两个带有辊齿的轧花辊之间通过，其中一个轧花辊固定支撑，并且被驱动，而另一个轧花辊可自由转动的、以轴颈支撑方式支撑在轴上，并且在可调整压力作用下压靠在被驱动的轧花辊上，可调整压力由弹性力或气压力或其它装置提供。

两个轧花辊设有同样的表面辊齿，其如图1的展开图所示，所述辊齿包括角锥齿，其沿着圆周方向成排设置，而且其排列方向垂直于轴线方向。如上所述，图1表示了角锥齿，这些角锥齿具有精确的角锥几何形状，所述角锥有尖锐的顶点，这属于现有技术中所述实施例的情况。

按照一新颖的特征，齿的顶点被削平，如图2～5所示，即，齿变短ΔA，如图3所示，在实际中，ΔA至少等于理论几何齿高的2％，较好是5～25％。此外，各截角锥的角锥齿的边缘被切削，其一般通过对辊齿的机械加工后，接着进行腐蚀后加工处理获得，例如通过蚀刻或电化学腐蚀，其主要影响角锥边缘。

另一个相对于已知实施例的区别是，轧花辊的相互配合的轴向位置是预定的，即，轧花辊之间可以相互相对位移产生轴向间隙，其至少为1/2齿距，较好为3/4齿距，以便使轧花辊相互位移进入稳定位置，如下所述。

当装置启动时，轧花辊首先相互与插入的带状片材连接，并相互压靠在一起，产生运动，在图2和3中相当确实地描绘了轧花辊在接触区域，相对的辊齿位置。图2表示沿着圆周方向相对的辊齿位置。图3表示沿着轴向相对的辊齿位置。按照图3所示，辊齿侧面相互接触，因此得到相互工作高度E_H1。

因为轧花辊在转动，它们趋于产生相互之间的轴向位移，如果两个轧花辊的辊齿停止在各辊齿侧面移动，各轧花辊的辊齿将相互更深地插入，于是导致较小的工作高度E_H2。此辊齿的相对位置在图4和5中表示，其中图4表示沿着圆周方向相对的辊齿位置。图5表示沿着轴向相对的辊齿位置。可以看到，辊齿以这种方式相互啮合，即，各辊齿被对称包围在另一个轧花辊的4个辊齿之间，即，辊齿沿着其边缘相互接触，并且因为辊齿的边缘被切割，并且它们的顶点变平，辊齿将设置或固定在啮合的比较深的位置，其位置稳定，而且，不分开，如经验所示。因此，辊齿在自身动力学条件下，稳定地处于一定位置。如图6所示，通过在轧花辊之间通过的片材加强自稳定效果。

在两个轧花辊的相互配合的任何位置，被轧花的材料被迫围绕着结构边缘K1、K2。这产生纸拉伸，由纸拉伸在惰辊上产生作用力F1、F2，因此使轧花辊位移，从图6所示的非稳状态移动到图4和5所示的最大插入的稳定位置。如上所述，为了使轧花辊沿着轴向或圆周方向，离开相互配合的最大插入的稳定位置，需要相当大的作用力。因此，在相应的啮合范围内，保证以不变的相互啮合的辊齿位置，安全和稳定地驱动惰辊。同时，保证获得最佳的轧纹，尤其是对于纸片材。在啮合的最初位置，辊齿也可沿着轴向在齿侧面相互接触，在这种情况下，通过沿着圆周方向的相对位移，获得啮合的稳定位置。

附图7和8以图解方式表示本发明的轧花位置(图7)和常规的辊齿位置(图8)的比较情况。在这两个示意图中，一个轧花辊的辊齿顶点由三角形表示，另一个轧花辊的由圆圈表示。虚线表示相对断开线，其意味着在本发明的辊齿位置，轧纹长度基本上比常规的辊齿位置中的长，与此同时，片材不仅在不受拉伸的作用下弯折，而且，弯折沿着对称的对角线方向发生。

但是，为了操作的可靠性，还必须满足一定的最小条件。因此，按照图7，在本发明的轧花过程中，由于金属化纸的弹性，可以提供两个轧花辊的一定节距的误差ΔT，作为动力补偿。换句话说，按照本发明的轧花，如果节距差ΔT大于一定的自对中系数，轧花就不再可能。在任何情况下，如果各轧花辊的同步自对中不可靠，轧纹图案将可能被破坏。下列关系式中的代号表示：

T1＝第一轧花辊径向节距；

T2＝第二轧花辊径向节距；

ΔT＝节距差；

T_HT＝理论径向节距(公称节距)；

S_ZF＝自对中系数；

E_F＝经验系数＝98.75。

SZF＝T_HT/E_F ΔT＝T1-T2 S_ZF≥ΔT

在数字表示的实施例中，如下所述：

T1＝0.402

T2＝0.399

T_HT＝0.400

ΔT＝0.402-0.399＝0.003

S_ZF＝0.400/98.75＝0.00405

0.00405≥0.003

这意味着保证了自对中效果。上述尺寸单位都是mm。

所述的优选实施例的提供了简单、可靠、寿命长的轧花辊、和不依赖于片材的高质量的轧纹，以及简单的操作方法。在此实施例中，使用上述辊齿形状的优点是可以通过动力位移进入优选的辊齿稳定的相互位置。但是，提出其它实施例也是可行的。

轧花辊可以设有不同高度或相同高度的辊齿，即，节距当然必须相应，但削平量可以有变化。在辊齿高度不同的情况下，惰辊，即非驱动轧花辊具有高度较低的辊齿。其具有稍微大一点的磨损性能，但是，其比驱动轧花辊容易更换。

轧花辊还包括预先或粗定向装置，例如在轧花辊的侧面，各个边缘的粗辊齿，在开始加工时相互啮合，为轧花辊提供粗定向，由此提供正确的啮合，接着，使轧花辊进入其稳定位置。为了使轧花辊自由相互配合的位移，进入稳定位置，上述定向装置必须有足够的间隙。

一旦进入稳定的啮合位置，就可锁定相互配合的轧花辊位置，由此排除了轧花辊可能从稳定位置跳出，进入另一不同位置的危险。例如一旦进入稳定位置，通过夹紧轴向可位移的辊轴，可以锁定惰辊的轴向位置，使得在前面未连接的自由运动的齿轮连接在两个轧花辊之间。

最终，通过自由运动的齿轮或从开始按照本发明提供的相互配合的设置，也可以使轧花辊进入相互配合位置。

Claims

1.一种用于片材轧花的装置，其包括一对轧花辊，在所述轧花辊上设有同样的辊齿，所述轧花辊连接一驱动装置，而且能够被单个地或共同地驱动，所述轧花辊能够以弹性方式相互压靠在一起，其特征在于，所述辊齿的角锥齿包括被削平的顶部和一矩形的底平面，所述辊齿这样排列使得其侧面分别平行，并且其排列方向垂直于所述轧花辊的纵轴，以便得到一种自稳定的操作状况，在这种状况下，所述轧花辊可彼此相对移动，并能移至多个相互配合位置，在这些位置中，所述轧花辊的辊齿在一确定的位置上这样啮合，使得各轧花辊的各辊齿在一稳定的相互配合位置上被对称地包围在对置的轧花辊的四个辊齿之间。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征是：一个轧花辊能够被驱动，而另一个轧花辊可以自由转动，并且通过所述轧花辊辊齿的啮合作用，能够被第一轧花辊驱动；所述轧花辊可以沿轴向彼此相对位移，所述可自由转动的轧花辊设置有轴向间隙。

3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征是：在稳定的相互配合位置，所述轧花辊相互插入最大的插入深度。

4.按照权利要求1所述的装置，其特征是：所述辊齿的边缘被削去。

5.按照权利要求1所述的装置，其特征是：所述辊齿的高度削平量至少是2％，最好是5～25％。

6.按照权利要求1所述的装置，其特征是：所述轧花辊包括不同高度的齿，最好是自由转动的轧花辊具有较低的辊齿。

7.按照权利要求1所述的装置，其特征是：设有使所述轧花辊初步相互配合定向的装置，其当轧花辊连接时相互啮合，或所述定向装置为齿轮使两个轧花辊之间有一定间隙。

8.按照权利要求1所述的装置，其特征是：还包括当轧花辊进入预定的、相互配合的位置时，消除所述轧花辊相互之间运动的装置，例如通过消除在轧花辊之间的相互间隙，或通过与连接在两辊之间的一齿轮啮合来实现。

9.使用权利要求1所述装置对主要由纸构成的片材轧花的应用。

10.按权利要求1所述的装置的操作方法，其特征在于，在稳定不变的操作中，轧花辊在一相对位置上被操作，在该位置上，在各轧花辊的接触区域中的各辊齿至少近似对称地被包围在另一个轧花辊的四个辊齿之间；并且，所述轧花辊至少在启动过程中被设置成转动并被带到一起，以便获得一预定的、稳定的相互配合位置，在此位置，轧花辊保持稳定操作。

11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于：进入稳定的配合位置之后，在该相互配合的位置上，通过消除轧花辊之间的相互间隙，在轴向和/或圆周方向锁定轧花辊。