CN116557408A - 辊子以及包括辊子的交叉铺网机和梳理机 - Google Patents

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Abstract

辊子(2)包括由纤维复合材料制成的覆盖层(14)和圆柱形的辊子主体(6)，该辊子主体具有外部的第一侧向面(8)、第一端部部段(10)和第二端部部段(12)。覆盖层(14)在圆周方向上完全包围所述第一侧向面(8)。覆盖层(14)的第一边缘区域(16)延伸超过第一端部部段(10)，向内折叠并且相对于辊子主体(6)固定。在交叉铺网机(58)中，辊子(2)能够设置为输送带(62)的偏转辊(72)。在梳理机(80)中，辊子(2)能够设置为用于与纤维材料接合的接合辊(84)。

Description

辊子以及包括辊子的交叉铺网机和梳理机
技术领域
本发明涉及一种辊子以及包括辊子的交叉铺网机(crosslapper)和梳理机。
背景技术
辊子被用于许多机器和设备中，以对材料进行处理或者引导传输装置(例如输送带)，并且在这种情况下对辊子的要求通常很高。例如，在交叉铺网机或梳理机中生产无纺布时所使用的辊子必须被配置为耐弯曲的，同时应当具有低旋转质量。这种辊子(例如，由铝制成的辊子)相对较轻，但具有低弹性模量。如果辊子是由钢制成的，则它们确实具有高弹性模量，但与之伴随的是大质量。另一种已知的做法是由碳纤维增强塑料形成辊子的辊体，这种辊子相对较轻且耐弯曲，但与传统解决方案相比，导致了非常高的购置成本。
发明内容
根据本发明的一个方面，辊子，尤其是用于输送和/或处理纤维网、初级棉絮(preliminary batts)、棉絮、无纺布或无纺布材料的辊子以及尤其是用于交叉铺网机或梳理机的辊子，包括基本圆柱形的辊子主体和由纤维复合材料制成的覆盖层。辊子主体具有外部的第一侧向面、第一端部部段和第二端部部段，该第二端部部段在辊子主体的纵向方向上与第一端部部段相对，该纵向方向对应于辊子主体的轴向方向。覆盖层在辊子主体的周向方向上完全包围辊子主体的第一侧向面。覆盖层的第一边缘区域延伸超过辊子主体的第一端部部段，向内折叠并且相对于辊子主体固定。
通过这种方式，提供了一种辊子，凭借由纤维复合材料制成的覆盖层，该辊子具有高耐弯曲性和低质量。然而，辊子主体可以减少纤维复合材料的比例，从而可以以相对较低的成本生产辊子。由纤维复合材料制成的覆盖层具有高弹性模量和低质量。辊子主体能够由更加有利的材料(例如铝或钢)制成，因此与辊体完全由纤维复合材料组成的辊子相比，成本得以降低。
在制造地与使用地之间以及辊子的传输过程中，辊子可能会遭受剧烈的温度波动，例如高达30开尔文的温度波动。由于材料的温度系数明显不同，因此存在这种温度波动会导致覆盖层与辊子主体分层的风险。在这种情况下，这通过将覆盖层的第一边缘区域向内折叠并将其相对于辊子主体固定在那里来防止。由纤维复合材料制成的覆盖层具有低于辊子主体的的温度系数，并且凭借覆盖层的围绕辊子主体及其端部部段的布置，防止辊子主体在径向方向和轴向方向上膨胀。
覆盖层至少部分地、优选完全地覆盖第一侧向面。在特别优选的实施例中，覆盖层的第二边缘区域延伸超过辊子主体的第二端部部段，向内折叠并且相对于辊子主体固定。因此，覆盖层对称地固定在辊子主体上，并以特别可靠的方式连接到该辊子主体。
特别是对于辊子主体和覆盖层，优选地，辊子相对于辊子的纵向轴线旋转对称地形成并且相对于辊子或辊子主体的中心平面对称地形成，中心平面垂直于纵向轴线限定在辊子主体的两个相对端部之间。
下面参考辊子主体的第一端部部段和覆盖层的第一边缘区域，对辊子的特征进行描述。在每种情况下，优选的是：辊子主体的第二端部部段和覆盖层的第二边缘区域为类似设计的。然而，原则上，第一端部部段与第二端部部段或者第一边缘区域与第二边缘区域也可以为不同设计的。
辊子主体优选形成缠绕芯(winding core)，覆盖层围绕该缠绕芯铺设。覆盖层能够包括纤维(例如碳纤维)的编织织物(woven fabric)或非卷曲织物(non-crimp fabric)。覆盖层能够是单层的或者多层的。
优选地，覆盖层的纤维复合材料的第一部分纤维基本上沿辊子主体的周向方向延伸，覆盖层的纤维复合材料的第二部分纤维基本上沿辊子主体的纵向方向延伸。这使覆盖层能够抵消辊子主体在径向方向和纵向方向上的膨胀。不言而喻，第一部分纤维和第二部分纤维也能相对于周向方向或纵向方向倾斜地延伸，其中第一部分纤维优选完全围绕辊子主体的周向延伸，而第二部分纤维从覆盖层的第一边缘区域完全延伸到第二边缘区域。
在辊子主体的第一端部部段中，覆盖层抵靠辊子主体的第一侧向面。覆盖层的第一边缘区域延伸超过第一侧向面或第一端部部段，然后沿辊子主体的纵向轴线方向向内延伸。
辊子主体优选为管状的，至少在辊子主体的第一端部部段中为管状的，并且覆盖层的第一边缘区域在一定程度上围绕第一端部部段折叠，使得其布置在第一端部部段的内部。类似地，辊子主体的第二端部部段能够为管状的，并且覆盖层的第二边缘区域在一定程度上围绕第一端部部段折叠，使得其布置在第二端部部段的内部。管指的是在纵向方向上从辊子主体的各个端部延伸到辊子主体中的基本旋转对称的凹部。
在特别优选的实施例中，辊子主体被配置为空心轴，从而可以进一步减小辊子主体的质量。为了保持低成本，还将第一边缘区域和第二边缘区域布置并固定在辊子主体的第一端部部段或第二端部部段中。第一边缘区域和第二边缘区域被分别限定在覆盖层的第一周向边缘处和第二周向边缘处。也就是说，覆盖层在这些边缘处终止，并且不延伸通过辊子主体的内侧，并且纤维也未在纵向方向上围绕辊子主体缠绕。
为了产生与辊子主体的牢固连接，第一边缘区域优选是粘合固定和/或摩擦固定的。第二边缘区域也优选是粘合固定和/或摩擦固定的。例如，能够借助于夹持元件来产生摩擦连接，下面将对其进行详细描述。
粘合连接能够通过用于将覆盖层的纤维复合材料进行层压的粘合剂或树脂来提供。通过辊子主体的第一侧向面至少在某个部段或某些部段中(优选完全)粗糙化或结构化(例如喷沙)，能够增强与辊子主体的粘合。
如下文所述，在第一实施例中，第一边缘区域、优选还有第二边缘区域能够围绕辊子主体本身折叠并固定在其上，或者在第二实施例中，能够围绕辊子的另外的部件折叠并固定在其上。
在第一实施例中，在第一端部部段中、优选也在第二端部部段中，辊子主体在端部处具有弯曲部，覆盖层的第一边缘区域或第二边缘区域围绕该弯曲部向内折叠。弯曲部限定了覆盖层的弯曲半径，覆盖层围绕该弯曲半径折叠，从而避免覆盖层中的高剪切应力，保护纤维复合材料中的纤维。同时，辊子具有尽可能简单的结构，部件少。
弯曲部最初从第一侧向面沿辊子主体的纵向轴线方向向内延伸。弯曲部优选延伸至辊子主体的用于覆盖层的相应边缘区域的紧固部段。紧固部段优选为在轴向横截面上是直的，并且相对于辊子主体的纵向轴线倾斜，优选地以2.5°至60°的角度倾斜，更优选地以5°至30°的角度倾斜。
在该实施例中，覆盖层完全由辊子主体支撑。换言之，辊子主体在纵向方向上沿除覆盖层的第一边缘区域和第二边缘区域外的整个覆盖层延伸，该第一边缘区域和该第二边缘区域围绕辊子主体的第一端部部段和第二端部部段折叠。
在第二实施例中，辊子还包括第一端部环并且优选还包括第二端部环，该第一端部环和该第二端部环与辊子主体同轴布置，并分别在第一端部部段处和第二端部部段处与辊子主体邻接。第一端部环和第二端部环与第一侧向面齐平，并且在背离辊子主体的一侧上具有弯曲部，覆盖层的第一边缘区域和第二边缘区域分别围绕该弯曲部向内折叠。弯曲部限定了覆盖层的弯曲半径，覆盖层围绕该弯曲半径折叠，从而避免了覆盖层中的高剪切应力，保护纤维复合材料的纤维。通过这种方式，覆盖层的弯曲部从而弯曲半径能独立于辊子主体的壁厚进行配置，这又使辊子主体的壁厚最小化。第一端部环和第二端部环分别直接邻接第一端部部段和第二端部部段的自由端部。在第一端部环和第二端部环与辊子主体齐平的区域中，它们具有外径，该外径对应于辊子主体或第一侧向面的外径。
弯曲部最初从端部环的与第一侧向面邻接的外侧沿辊子主体的纵向轴线方向向内延伸。弯曲部优选延伸至各个端部环的用于对应的边缘区域的紧固部段。紧固部段优选在轴向横截面上是直的，并且相对于辊子主体的纵向轴线倾斜，优选地以2.5°至60°的角度倾斜，更优选地以5°至30°的角度倾斜。
在该实施例中，覆盖层由辊子主体以及第一端部环和第二端部环支撑。换言之，辊子主体、第一端部环和第二端部环在纵向方向上沿除覆盖层的第一边缘区域和第二边缘区域外的整个覆盖层延伸，该第一边缘区域和该第二边缘区域围绕第一端部环和第二端部环折叠。
第一端部环和第二端部环可以由铝形成，并且在其独立的情况下，尤其在紧固部段中具有粗糙化的或结构化的面，以便改进覆盖层的粘合。
辊子主体的第一端部部段和第二端部部段优选为管状的并且具有内径。第一端部环和第二端部环各自能具有第一部段，该第一部段分别插入到第一端部部段和第二端部部段中并且其外径基本上对应于端部部段的内径。在辊子主体的端部处，第一端部环和第二端部环从该第一部段径向向外延伸至侧向面部段，该侧向面部段与辊子主体的第一侧向面齐平布置并且形成端部环的外侧。弯曲部从侧向面部段延伸到相应的端部环的紧固部段，该紧固部段优选地至少部分或完全布置在辊子主体的内部。
为了摩擦固定第一边缘区域，辊子优选包括至少一个第一夹持元件。辊子优选还包括第二夹持元件。第一夹持元件和第二夹持元件优选分别将覆盖层的第一边缘区域和第二边缘区域分别压靠辊子主体的紧固部段或者分别压靠第一端部环和第二端部环的紧固部段，从而固定覆盖层。
在上述第一实施例中，第一夹持元件和辊子主体的第一端部部段优选具有对应的锥形接触面，第一边缘区域容纳在该锥形接触面之间。类似地，第二夹夹持元件和辊子主体的第二端部部段能够具有对应的锥形接触面，第二边缘区域容纳在该锥形接触面之间。辊子主体在第一端部部段和第二端部部段中的锥形接触面优选由辊子主体的紧固部段形成。
在上述第二实施例中，第一夹持元件和第一端部环能够具有对应的锥形接触面，第一边缘区域容纳在该锥形接触面之间。类似地，第二夹持元件和第二端部环能够具有对应的锥形接触面，第二边缘区域容纳在该锥形接触面之间。第一端部环和第二端部环的锥形接触面优选由相应端部环的紧固部段形成。
第一边缘区域和第二边缘区域能够直接抵靠相应的接触面，以便实现直接的力传递。凭借锥形形状，能够向第一边缘区域和第二边缘区域传递高法向力，而不会对纤维复合材料的纤维产生明显的剪切应力。
在优选实施例中，第一夹持元件在辊子的纵向方向上是可调节的，使得能够对借助于第一夹持元件施加在覆盖层的第一边缘区域上的接触压力进行设置。优选地，这也适用于第二夹持元件。例如，第一夹持元件和第二夹持元件能够拧到辊子的另外的部件(例如辊子底座)，从而允许借助于螺钉紧固来改变接触压力。
例如，第一夹持元件和第二夹持元件是环形的或盘形的，并且与辊子主体同轴布置，尤其是同轴布置在辊子主体的第一端部部段和第二端部部段上。如果第一端部部段和第二端部部段为管状的和/或如果使用第一端部环和第二端部环，则第一夹持元件和第二夹持元件优选分别径向布置在辊子主体内或者分别径向布置在第一端部环和第二端部环内。
通常，辊子能够具有第一辊子底座和第二辊子底座。辊子底座基本上是环形或盘形的并且能够与辊子主体一体形成或者作为单独的元件形成。
辊子还能包括第一轴颈和第二轴颈，该第一轴颈和该第二轴颈被配置为支撑旋转的辊子。为此目的，第一轴颈和第二轴颈与辊子主体同轴布置。然后，第一轴颈和第二轴颈又能够分别与第一辊子底座和第二辊子底座一体形成，或者能够是单独的元件。
如果第一轴颈和第二轴颈分别与第一辊子底座和第二辊子底座一体形成，则第一辊子底座和第二辊子底座优选以与辊子主体分离的方式形成，并且相对于辊子主体居中。例如，辊子主体是空心轴，并且分别在第一端部部段和第二端部部段中是锥形的，其中第一辊子底座和第二辊子底座具有对应的锥形形状。
如果第一轴颈和第二轴颈是单独的元件，则第一辊子底座和第二辊子底座各自在辊子主体的纵向方向上具有贯通开口，在该贯通开口中分别安装有第一轴颈和第二轴颈。为了使第一轴颈和第二轴颈相对于辊子主体居中，贯通开口优选锥形地成形在第一辊子底座和第二辊子底座中，并且第一轴颈和第二轴颈各自具有锥形形状的端部，该锥形形状的端部容纳在相应辊子底座的贯通开口中。在该实施例中，第一辊子底座和第二辊子底座优选为基本圆柱形形状的，并且分别容纳在辊子主体的第一端部部段和第二端部部段中，例如被压入到辊子主体的第一端部部段和第二端部部段中。
可以想到的是，第一辊子底座和第二辊子底座分别同时形成第一夹持和第二夹持元件，并相对于辊子主体固定覆盖层。然而，优选地，第一夹持元件和第二夹持元件是单独形成的并分别拧到第一辊子底座和第二辊子底座，螺钉分布在第一夹持元件和第二夹持元件的周向上，以便在覆盖层的第一边缘区域和第二边缘区域上产生均匀的接触压力。第一夹持元件和第二夹持元件能各自具有贯通开口，第一轴颈和第二轴颈分别延伸通过该贯通开口。
原则上，优选的是，第一辊子底座容纳在辊子主体的第一端部部段中，第二辊子底座容纳在辊子主体的第二端部部段中，第一辊子底座和第二辊子底座在辊子主体的纵向方向上借助于夹持装置夹在一起。轴向夹持有利地促进辊子主体的热膨胀的最小化，从而降低覆盖层与辊子主体分层的风险。
夹持装置能够例如包括杆，该杆与辊子主体同轴布置并且从辊子的一个端部通过轴颈、辊子底座和辊子主体延伸到辊子的另一个端部。至少在杆的一个端部处、优选在两个端部处设置具有螺母的螺纹部段，当杆的另一个端部被锁定时，能够借助该螺纹部段对张力进行设置。例如，杆能由钢制成。
在替代实施例中，夹持装置包括碳纤维丝(carbon fibre filaments)，该碳纤维丝优选通过钩环(by hooking in loops)附接到辊子底座或轴颈。
为了可靠地固定覆盖层的第一边缘区域和第二边缘区域并且不使其损坏，应当使其向内折叠，没有褶皱和重叠，并且优选地夹紧。为此目的，有利的是，第一边缘区域和第二边缘区域各自具有分布在周向方向上的多个凹口。多个凹口中的每个凹口被配置为使得从覆盖层的沿周向方向延伸的边缘开始，第一边缘区域和第二边缘区域没有褶皱地形成，并且第一边缘区域和第二边缘区域的分别被多个凹口中的凹口彼此分离的两个子部段不重叠。这是能够实现的，例如多个凹口中的每个凹口从相应的边缘开始逐渐变细(例如基本上为三角形)。
辊子具有外部的第二侧向面，该第二侧向面至少部分地由覆盖层形成。第二侧向面能够被理解为辊子的有用面。如果辊子在交叉铺网机中例如形成偏转辊，则第二侧向面形成与偏转输送带的接触面。如果辊子使用在梳理机中，则一组齿状物能够设置在第二侧向面上。
覆盖层优选沿辊子的纵向方向在第二侧向面的至少50％、更优选地至少70％、甚至更优选地至少80％上延伸。覆盖层也能够完全形成第二侧向面，即覆盖层能够沿纵向方向在第二侧向面的100％上延伸。例如，在偏转辊的情况下，后者是可以想到的。在梳理机的辊子的情况下，优选在第二侧向面的两个轴向端部设置一个区域，该区域不是由覆盖层形成的并且用于紧固形成组的丝线。第二侧向面的这些端部区域能够由第一夹持元件和第二夹持元件形成或者由第一辊子底座和第二辊子底座形成。
辊子主体优选由金属(尤其由铝或钢)形成，或者由塑料(尤其是GRP(玻璃增强塑料)或聚酰胺)形成。与完全由纤维复合材料形成的辊子相比，这导致了成本降低，同时仍然提供了足够的耐弯曲性。
辊子主体的壁厚优选为1mm至50mm，更优选为1mm至30mm，甚至更优选为1mm至10mm。由于辊子主体被设计成具有小壁厚的空心轴，因此辊子具有低质量。
覆盖层优选包括碳纤维、玻璃纤维或者矿物纤维(例如陶瓷纤维或硅酸盐纤维)，以及塑料基质(尤其是环氧树脂、聚酯、聚氨酯或三聚氰胺树脂的塑料基质)。
覆盖层的层厚优选为0.1mm至10mm，更优选为0.5mm至8mm，甚至更优选为1mm至5mm。
能够以简单的方式改变辊子主体的壁厚与覆盖层的层厚之间的比率，以便设置辊子的性能。
辊子在纵向方向上的长度能够为1.0m至18.0m，优选为2.0m至18.0m，更优选为4.0m至18.0m。辊子的外径能够为50mm至800mm，优选为80mm至400mm，甚至更优选为100mm至350mm。利用这些尺寸，上述降低成本方面的优势，结合足够的耐弯曲性，同时避免覆盖层与辊子主体的分层，变得尤为明显。
质量相对较低的优点具有有利的效果，尤其是在辊子的高转速和/或加速度下也是如此。因此，辊子能够以优选30米/分钟至6,000米/分钟、更优选100米/分钟至5,500米/分钟、甚至更优选400米/分钟至5,000米/分钟的圆周速度运行。例如，尤其是在梳理出口(card outlet)处的随机辊或者在空气动力学无纺布成形(aerodynamic nonwovenformation)中的仿制辊(knock-off rollers)的情况下，能够实现高达3,500米/分钟或5,000米/分钟的高圆周速度。
根据本发明的另一方面，交叉铺网机包括用于输送纤维棉絮网(fibrous battweb)的至少一条输送带和多个偏转辊，至少一条输送带围绕这些偏转辊被引导，其中多个偏转辊中的至少一个偏转辊是由本文所述的辊子形成的。如开头所述，重要的是，尤其是在交叉铺网机的情况下，即使负载高，偏转辊在尺寸上也是稳定的，并且由于可能经受高加速度而具有低质量。这能够通过这种辊子以相对较低的成本来实现。本文中所描述的关于辊子本身的所有特征，在用于交叉铺网机时也同样适用。
在交叉铺网机中，辊子可旋转地安装并且经受高转速和加速度。例如，至少一条输送带以100米/分钟至1,000米/分钟、优选200米/分钟至900米/分钟、甚至更优选400米/分钟至700米/分钟的速度在辊子上移动。
在优选实施例中，交叉铺网机包括进料带、至少一条第一输送带和第二输送带、上部托架和铺设托架、以及抽出带。进料带被配置为将来自梳理机的纤维棉絮网送入交叉铺网机，并将其传送到第一输送带。第一输送带将纤维棉絮网输送到上部托架，纤维棉絮网在该上部托架中被偏转。纤维棉絮网从上部托架传送到第二输送带。第二输送带将纤维棉絮网输送到铺设托架，其中纤维棉絮网能够被上部托架与铺设托架之间的第一输送带覆盖。铺设托架被配置为垂直于抽出带的输送方向来回移动，并在此过程中将纤维棉絮网放置在抽出带上。至少一条输送带能够包括第一输送带、第二输送带、设置的任何其它输送带、进料带和抽出带中的至少一条或更多条。
根据本发明的另一方面，用于生产纤维棉絮网的梳理机包括主圆柱体(也被称为主辊)和多个接合辊，其中多个接合辊中的每个接合辊被配置用于与纤维材料接合并且在主圆柱体的上游或下游与主圆柱体相关联，其中，多个接合辊中的至少一个接合辊是由本文所述的辊子形成。为此目的，接合辊具有设置在辊子的第二侧向面上的一组齿状物。有利的是，该组齿状物能够由具有多个齿状物的丝线形成，围绕辊子的第二侧向面缠绕，并且在第二侧向面的至少一个端部区域中、优选在第二侧向面的两个端部区域中连接(例如钎焊)到第二侧向面。
如果辊子被配置为例如梳理机出口处的随机辊，则其能够被配置为高达3,500米/分钟的圆周速度。
根据本发明的另一方面，用于强化纤维棉絮网的针刺机包括针刺区，并且被配置为强化纤维棉絮网，该针刺区具有至少一个针杆，该针杆具有多个针。该针刺机包括多个辊子(例如进给辊或抽出辊)，用于引导待强化或已经被强化的无纺布网，其中多个辊子中的至少一个辊子是由本文所述的辊子形成的。
针刺机的多个辊子通常以低速运行。由于针刺机中必须桥接的大跨度，因此迄今为止，辊子经常需要中间支撑，以尽量减少或消除辊子的下垂，从而增加机器的复杂性及其成本。在针刺机中使用根据本发明的辊子，该辊子与具有相同尺寸的传统辊子相比具有更高的耐弯曲性，可以省去辊子的中间支撑。
根据本发明的另一方面，提供了一种空气动力学无纺布成形系统，其中至少一个辊子，尤其是仿制辊，能够由本文所描述的辊子形成。
根据本发明的另一方面，牵伸装置(drafting arrangement)包括多个用于拉伸纤维棉絮网或无纺布网的辊子，其中多个辊子中的至少一个辊子是由本文所述的辊子形成的。牵伸装置能够设置在交叉铺网机的上游和/或下游，同样能够设置在强化装置(诸如针刺机)之后。
除了已经提到的使用领域外，本文所描述的辊子还有许多其他应用场景。这些应用场景中的大多数通常与输送和/或处理材料网或材料片的机器有关。特别优选在以高厚度精度传输和/或处理网状产品的机器中使用辊子。
在使用长而薄的辊子并且对高线性负载下的高刚度(低下垂)具有高要求的情况下，换言之，在必须保持精确的间隙尺寸的情况下，使用这种辊子同样是特别有利的。这主要涉及以高速度或旋转速度运行的辊子。这种滚筒的相对较轻的重量在此是特别有利的。
这种辊子的用途的其他具体示例为：用于校准、层压、压印、压花、图案化、熨烫的其他纺织机(如轧光机(calanders))；用于薄膜的塑料机，例如用于层压和压花的塑料机；印刷机和涂覆机；用于皮革生产和皮革加工的机器；用于木工和单板(veneer)生产的机器；用于金属和纸张压印的轧机等。
附图说明
图1以横截面视图示出了根据本发明的辊子的一个实施例。
图2a、图2b以详细视图示出了根据本发明的辊子的一个实施例的两个替代方案。
图3a、图3b以详细视图示出了根据本发明的辊子的另一个实施例的两个替代方案。
图4以立体视图示意性地示出了根据本发明的辊子的一个实施例的覆盖层的边缘区域。
图5以侧视图示意性地示出了根据本发明的交叉铺网机的一个实施例。
图6以侧视图示意性地示出了根据本发明的梳理机的一个实施例。
具体实施方式
图1以沿辊子2的纵向轴线4的横截面视图示出了根据本发明的辊子2的一个实施例。辊子2包括基本圆柱形的辊子主体6，辊子主体6优选为空心轴。虽非必要，但有利的是，辊子主体6至少在其端部处为管状。辊子主体6具有外部的第一侧向面8、第一端部部段10和第二端部部段12。第一端部部段10和第二端部部段12各自布置在辊子主体6的一端处，并在纵向方向上彼此相对。辊子主体6具有壁厚W，并且优选由金属(例如，钢或铝)或塑料形成。
辊子2还包括由纤维复合材料制成的覆盖层14，该覆盖层优选包括碳纤维和作为基质的聚酯树脂，并且无论使用何种材料，其都具有层厚S。凭借这种结构，辊子2具有高耐弯曲性，同时具有低质量。在辊子主体6的周向方向上，覆盖层14完全包围第一侧向面8，并且还优选在辊子主体6的纵向方向上完全沿第一侧向面8延伸。因此，辊子主体6的第一侧向面8被覆盖层14完全覆盖。辊子2的外径由附图标记DA表示。
覆盖层14的第一边缘区域16延伸超过辊子主体6的第一端部部段10，向内折叠并且相对于辊子主体6固定。在所示的实施例中，辊子2为对称结构，因此在两个端部处具有相似的设计。然而，这不是必须的，辊子2的两个端部也能够为不同设计的。
覆盖层14的第二边缘区域18延伸超过辊子主体6的第二端部部段12，向内折叠并且相对于辊子主体6固定。
覆盖层14的纤维复合材料通常包括纤维，该纤维以编织织物、非卷曲织物的形式缠绕或者以一层或更多层预浸料的形式围绕辊子主体6缠绕，然后向内折叠或翻转，即在纵向轴线4方向上，在第一端部部段10和第二端部部段12中向内折叠或翻转。
在这种情况下，纤维复合材料的第一部分纤维基本上沿辊子主体6的周向方向延伸，而纤维复合材料的第二部分纤维基本上沿辊子主体6的纵向方向延伸。由于覆盖层14在第一端部部段10和第二端部部段12中折叠且相对于辊子主体6固定，因此覆盖层14在径向方向和纵向方向上抵消了辊子主体6的热膨胀，并且覆盖层14与辊子主体6的分层能够被避免。
为了避免在覆盖层14中产生剪切应力，第一边缘区域16和第二边缘区域18围绕弯曲部向内折叠。参考图2a和图2b的详细描述，在第一实施例中，辊子主体6在第一端部部段10和第二端部部段12的端部处分别具有对应的弯曲部。如图1所示并参考图3a和图3b的详细描述，在第二实施例中，辊子2包括至少一个第一端部环20并且优选还包括第二端部环22。然后第一端部环20和第二端部环22各自具有弯曲部，边缘区域16、18围绕该弯曲部折叠起来。除非另有说明，否则以下陈述同时适用于第一实施例和第二实施例。
覆盖层14能粘合固定在第一边缘区域16和第二边缘区域18以及辊子主体6的第一侧向面8区域中。为此，能使用覆盖层14的纤维复合材料树脂和/或使用单独的粘合剂。此外或作为替代，覆盖层14能通过摩擦接合固定在第一边缘区域16中并且优选也固定在第二边缘区域18中。
在所示实施例中，辊子2包括第一夹持元件24并且优选还包括第二夹持元件26。第一夹持元件24通过摩擦接合将覆盖层14的第一边缘区域16固定，第二夹持元件26通过摩擦接合将第二边缘区域18固定。第一夹持元件24和第二夹持元件26分别将第一边缘区域16和第二边缘区域18压在辊子主体6的紧固部段28上(见图2a、图2b)或者将其压在辊子主体6的第一端部环20或第二端部环22上(见图3a、图3b)。第一夹持元件24和第二夹持元件26优选为环形或盘形，并且与辊子主体6的纵向轴线4同轴布置，优选分别位于辊子2的一端处。如果第一端部部段10和第二端部部段12是管状的，或者如图所示，如果辊子主体6被配置成空心轴，那么第一夹持元件24和第二夹持元件26分别优选为至少部分地容纳在辊子主体6的第一端部部段10和第二端部部段12中。
第一边缘区域16和第二边缘区域18上的接触压力能够借助第一夹持元件24和第二夹持元件26在辊子主体6的纵向方向上的可调性进行设置。这能通过将第一夹持元件24和第二夹持元件26拧到辊子2的另一部件上来实现，从而允许通过螺钉紧固来改变接触压力。螺钉30a-30d的纵向轴线优选与辊子主体6的纵向轴线4平行对齐，并且每个夹持元件24、26的螺钉30a-30d分布在周向上。
通常，辊子2还具有第一辊子底座32和第二辊子底座34。第一辊子底座32和第二辊子底座34各自形成基本圆柱形辊子主体6的底座，同时第一辊子底座32布置在第一端部部段10中且第二辊子底座34布置在第二端部部段12中。然后第一夹持元件24和第二夹持元件26能被拧到相应的辊子底座32、34上，如前所述。
第一辊子底座32和第二辊子底座34能与辊子主体6一体形成，或者如图所示，能配备为单独的元件。在这种情况下，第一和第二辊子底座32、第一辊子底座32和第二辊子底座34基本上是环形或盘形的，因此具有圆柱形形状，并且与辊子主体6同轴布置。在第一端部部段10和第二端部部段12中，第一辊子底座32和第二辊子底座34的外径基本上对应于辊子主体6的内径。在每个端部部段10、12中，辊子主体6具有用于容纳相应辊子底座32、34的座部36a、36b。在第一端部部段10和第二端部部段12中，每个座部36a、36b分别包括辊子主体6的内部周向面以及止动面，该止动面在辊子主体6的纵向方向上定位第一辊子底座32和第二辊子底座34。例如，通过辊子主体6内侧的梯级形成止动面，辊子主体6在梯级的面向相应端的一侧具有比该梯级另一侧更大的内径。
辊子2还能够包括第一轴颈38和第二轴颈40，第一轴颈38和第二轴颈40被配置在旋转中支撑辊子2。为此，第一轴颈38和第二轴颈40与辊子主体6同轴布置。接着，第一轴颈38和第二轴颈40能分别与第一辊子底座32和第二辊子底座34一体形成，或者形成为单独的元件。
作为单独元件形成的轴颈38、40，需要相对于辊子主体6居中，以保证辊子2的同心度。在所示实施例中，第一辊子底座32和第二辊子底座34在辊子主体6的纵向方向上各具有贯通开口42、44，第一轴颈38和第二轴颈40分别安装在贯通开口42、44中。贯通开口42、44为锥形，第一轴颈38和第二轴颈40各自具有容纳在相应贯通开口42、44中的锥形端部38a、40a，其容纳在各自的通孔42、44中。第一夹持元件24和第二夹持元件24同样具有贯通开口，相应的轴颈38、40穿过该贯通开口。
辊子2或辊子主体6的(由温度引起的)膨胀能通过第一辊子底座32和第二辊子底座34被进一步抵消，第一辊子底座32和第二辊子底座34在辊子主体6的纵向方向上借助于夹持装置46被夹在一起。如图所示，夹持装置46包括杆48，例如杆48由钢制成，并且与辊子主体6同轴布置。为了夹紧，杆48在纵向方向上具有到辊子底座32、34外侧的锁紧螺母。此处，杆48相对于纵向轴线4同轴延伸穿过第一轴颈38、第一辊子底座32、辊子主体6、第二辊子底座34和第二轴颈40，并且在其两端各有一个螺纹部段。螺母被拧到这些螺纹部段中的每一个上，并支承在相应的轴颈38、40上。
如图1所示，辊子2具有外部的侧向面50，该侧向面也被称为第二侧向面50，以更好地将其与第一侧向面8区分开来。在大多数情况下以及在部分实施例中，第二侧向面50完全由覆盖层14形成。例如，覆盖层14在辊子2的纵向方向上延伸超过第二侧向面50长度L1的至少80％或至少90％。整个辊子2的长度用L2表示，且其取决于轴颈38、40的长度，并由此取决于辊子2在相应机器中的安装。因此，考虑到当前情况，第二侧向面50的长度L1更为重要。
第二侧向面50形成辊子2的实际有用表面。如果辊子2，例如用作输送带的偏转辊，例如用在交叉铺网机中，则第二侧向面50形成与输送带的接触面。如果辊子2用在梳理机中，则能构在第二侧向面50上设置一组齿状物。该组齿状物通常是通过围绕辊子2缠绕丝线来形成的，该丝线将被固定在辊子的端部。因此在这种情况下，如果第二侧向面50的第一端部区域50a和第二端部区域50b不是由覆盖层14形成的，那么这将是很有利的。相反地，第一端部区域50a和第二端部区域50b能分别由第一夹持元件24和第二夹持元件26形成或者由第一辊子底座32和第二辊子底座34形成。
图2a、图2b、图3a、图3b各自示出了辊子2的不同实施例的第一端部部段10的详细视图。这方面的所有陈述经适当修改适用于第二端部部段12。
图2a和图2b与第一实施例有关，其中覆盖层14围绕辊子主体6本身的第一端部部段10折叠，该第一端部部段具有弯曲部52。从第一侧向面8开始，弯曲部52最初沿辊子主体6的纵向轴线4方向向内延伸并直至辊子主体6的用于第一边缘区域16的紧固部段28。在横截面视图中，紧固部段28优选为直线设计并相对于纵向轴线4倾斜，因此其为覆盖层14的第一边缘区域16提供了基本锥形的接触面，并且优选地布置在辊子主体6的内部。
在根据图2a的示例性实施例中，第二侧向面50的第一端部区域50a由与覆盖层14齐平布置的第一夹持元件24或第一辊子底座34形成，从而确保尽可能地形成不受干扰的第二侧向面50。第一夹持元件24或第一辊子底座34能够具有对应于弯曲部52且抵靠覆盖层14的折叠部分的凹槽。
在根据图2b的示例性实施例中，覆盖层14旁边没有设置第二侧向面50的端部区域50a、50b。第二侧向面50完全由覆盖层14形成。第一夹持元件24和第一辊子底座32至少部分地、优选完全地容纳在辊子主体6中。
图3a和图3b与第二实施例有关，其中覆盖层14围绕具有弯曲部52的第一端部环20折叠。第一端部环20与辊子主体6同轴布置，并且在第一端部部段10处，直接在端部处与辊子主体6邻接。第一端部环20与第一侧向面8齐平，从而具有外径，该外径对应于辊子主体6或第一侧向面8的外径。
在所示的实施例中，第一端部环20具有第一部段54，该第一部段插入到辊子主体6的第一端部部段10中，第一部段54的外径基本上对应于辊子主体6在第一端部部段10中的内径。在辊子主体6的端部处，第一端部环20径向向外延伸至第一端部环20的侧向面部段56，该侧向面部段与辊子主体6的第一侧向面8齐平布置，也就是说具有与辊子主体相同的外径。弯曲部52从侧向面部段56延伸至紧固部段28，该紧固部段在横截面视图中优选为直线设计并且相对于辊子主体6的纵向轴线4倾斜，因此该紧固部段为覆盖层14的第一边缘区域16提供了基本锥形的接触面。
在根据图3a的示例性实施例中，以与根据图2a的示例性实施例类似的方式提供第二侧向面50的第一端部区域50a。在根据图3b的示例性实施例中，与根据图2b的示例性实施例类似，没有设置第二侧向面50的端部区域50a、50b，因此第二侧向面50完全由覆盖层14形成。
图4以立体视图示意性地示出了折叠的第一边缘区域16。由于第一边缘区域16的折叠，覆盖层14的基本环绕的第一边缘16a被径向布置在第一侧向面8内。因此，与覆盖层14的布置在第一侧向面8上的部分相比，第一边缘16a具有更小的直径和更小的周长。这同样适用于位于第二边缘区域18中的覆盖层14的第二边缘。然而，为了可靠地夹紧第一边缘区域16，如果合适，同样夹紧第二边缘区域18，各个边缘区域16、18应被配置为没有褶皱并且不与覆盖层材料重叠。
因此，第一边缘区域16，优选以及第二边缘区域18能够具有沿周向方向分布的多个凹口57。多个凹口57中的每个凹口57被配置成使得从覆盖层14的第一边缘16a或第二边缘开始，相应的边缘区域16、18向内折叠，没有褶皱和重叠。因此，被凹口57彼此分离的两个子部段16b、16c不重叠。为此目的，凹口57能够从相应的边缘16a开始逐渐变细(例如基本上为三角形)。
图5以侧视图示意性地示出了交叉铺网机58。交叉铺网机58包括至少一条用于输送纤维棉絮网(未示出)的输送带，此处为进料带60、第一输送带62、第二输送带64和抽出带66。此外，交叉铺网机58优选包括上部托架68和铺设托架70。进料带60被配置为将来自梳理机的纤维棉絮网送入交叉铺网机58并将其输送到第一输送带62。第一输送带62将纤维棉絮网输送到上部托架68，在上部托架68中纤维棉絮网被偏转。然后纤维棉絮网被从第一输送带62转移到第二输送带64。第二输送带64将纤维棉絮网输送到铺设托架70。铺设托架70被配置成垂直于抽出带66的输送方向来回移动，抽出带66与附图平面垂直对齐，在此过程中，纤维棉絮网被放置在抽出带66上。
交叉铺网机58包括多个偏转辊72a-72t，所述至少一条输送带60、62、64围绕所述多个偏转辊72a-72t缠绕，其中多个偏转辊72a-72t中的至少一个偏转辊72a-72t是如本文所述的辊子2形成的。所有得输送带60、62、64被配置为循环移动并且分别被至少一个偏转辊驱动。
更准确地说，在所示实施例中，进料带60围绕第一偏转辊72a和第二偏转辊72b缠绕。第一输送带62与进料带60邻接，其优选围绕第三偏转辊72c运行并从那里向上运行到上部托架68，在上部托架68中第一输送带62围绕第四偏转辊72d与第五偏转辊72e偏转。优选使第一输送带62和第二输送带64都从上部托架68导向铺设托架70，。能够提供第三输送带74，其同样从另一侧导向铺设托架70。在铺设托架70中，如果第三输送带存在，那么将第二输送带64和第三输送带74，或者替代地将第一输送带62和第二输送带64分别围绕第六偏转辊72f和第七偏转辊72g缠绕，铺设间隙在第六偏转辊72f和第七偏转辊72g之间形成，用于将纤维棉絮网释放到抽出带66上。第三输送带74首先通过多个偏转辊72h-72i从铺设托架70导出，然后通过抽出带66导回铺设托架70，第八偏转辊72j可旋转地安装在第一辅助车架76中。第一辅助车架76用来补偿第二输送带64和第三输送带74的长度，并且能沿着与铺设托架70相反的方向移动。第二输送带64首先通过抽出带66从铺设托架70导出，然后通过多个偏转辊72m-72r导回铺设托架70，第九偏转辊72o同样可旋转地安装在第一辅助托架76中。第一输送带62从上部托架68开始运行，通过第十偏转辊72s和第十一偏转辊72t返回进料带60，第十一偏转辊72t可旋转地安装在第二辅助托架78中。第二辅助托架78用来补偿第一输送带62的长度。所描述的辊子也能用于所有其他已知的交叉铺网机配置。
图6示意性地示出了用于生产棉絮网或初级棉絮的梳理机80的侧视图。具体地，梳理机80被配置为从纤维簇垫中制造纤维棉絮。为此，梳理机80包括主圆柱体82(也称为主辊)，以及多个接合辊84a-84v、86、88、90、92，这些接合辊被配置为与纤维材料接合，并且与主圆柱体82的上游或下游相关联，并且其中的至少一个接合辊是由如本文所述的辊子2形成的。
梳理机80的多个接合辊84a-84v、86、88、90、92可以包括，例如位于主圆柱体82前方的刺辊86和传送辊88以及进给辊90和机架辊92。所述多个接合辊84a-84j能包括多个清洁及工作辊84a-84j，它们各自沿主圆柱体82和/或刺辊86的周向成对布置。所述多个接合辊84k-84n也能包括设置在主圆柱体82下游的上部随机辊84k或下部随机辊84m和/或道夫辊84l、84n，或设置在后者下游的上部抽出辊和下部抽出辊84o-84r。最后，所述多个接合辊还能包括至少一个上部压缩辊和/或下部压缩辊84s-84v。例如，第一上部压缩辊84s和第二上部压缩辊84t设置在上部道夫辊84l和上部抽出辊84o之间。还能在下部道夫辊84n和下部抽出辊84q之间设置第一下部压缩辊84u和第二下部压缩辊84v。

Claims (18)

1.一种辊子(2)，包括：
基本圆柱形的辊子主体(6)，其具有外部的第一侧向面(8)、第一端部部段(10)和第二端部部段(12)，所述第二端部部段在所述辊子主体(6)的纵向方向上与所述第一端部部段(10)相对；和
由纤维复合材料制成的覆盖层(14)；
其中，所述覆盖层(14)在所述辊子主体(6)的周向方向上完全包围所述辊子主体(6)的第一侧向面(8)；和
其中，所述覆盖层(14)的第一边缘区域(16)延伸超过所述辊子主体(6)的第一端部部段(10)，向内折叠并且相对于所述辊子主体(6)固定。
2.根据权利要求1所述的辊子(2)，其中所述第一边缘区域(16)是粘合固定和/或摩擦固定的。
3.根据权利要求1所述的辊子(2)，其中所述辊子主体(6)的第一端部部段(10)在端部处具有从所述第一侧向面(8)开始的弯曲部(52)，所述覆盖层(14)的第一边缘区域(16)围绕所述弯曲部向内折叠。
4.根据权利要求1所述的辊子(2)，其中所述辊子(2)还包括第一端部环(20)，所述第一端部环与所述辊子主体(6)同轴布置，并在所述第一端部部段(10)处与所述辊子主体(6)邻接，其中所述第一端部环(20)与所述第一侧向面(8)齐平，并在背离所述辊子主体(6)的一侧上具有弯曲部(52)，所述覆盖层(14)的第一边缘区域(16)围绕所述弯曲部向内折叠。
5.根据权利要求3所述的辊子(2)，其中所述辊子(2)包括固定所述第一边缘区域(16)的至少一个第一夹持元件(24)，其中第一夹持元件(24)是环形或盘形的并且与所述辊子主体(6)同轴布置。
6.根据权利要求4所述的辊子(2)，其中所述辊子(2)包括固定所述第一边缘区域(16)的至少一个第一夹持元件(24)，其中第一夹持元件(24)是环形或盘形的并且与所述辊子主体(6)同轴布置。
7.根据权利要求5所述的辊子(2)，其中第一夹持元件(24)和所述辊子主体(6)的第一端部部段(10)具有对应的锥形接触面，所述第一边缘区域(16)容纳在所述锥形接触面之间。
8.根据权利要求6所述的辊子(2)，其中第一夹持元件(24)和所述第一端部环(20)具有对应的锥形接触面，所述第一边缘区域(16)容纳在所述锥形接触面之间。
9.根据权利要求5或6所述的辊子(2)，其中所述第一夹持元件(24)在所述辊子(2)的纵向方向上是可调节的，以对借助于所述第一夹持元件(24)作用在所述覆盖层(14)的第一边缘区域(16)上的接触压力进行设置。
10.根据权利要求1所述的辊子(2)，其中所述辊子主体(6)至少在所述第一端部部段(10)中为管状的，并且所述第一边缘区域(16)布置在所述第一端部部段(10)的内部。
11.根据权利要求10所述的辊子(2)，其中所述辊子(2)包括第一辊子底座(32)和第二辊子底座(34)，其中所述第一辊子底座(32)容纳在所述辊子主体(6)的第一端部部段(10)中，并且所述第二辊子底座(34)容纳在所述辊子主体(6)的第二端部部段(12)中，其中，所述第一辊子底座(32)和所述第二辊子底座(34)在所述辊子主体(6)的纵向方向上通过夹持装置(46)夹在一起。
12.根据权利要求1所述的辊子(2)，其中所述覆盖层(14)的第一边缘区域(16)具有沿周向方向分布的多个凹口(57)，其中所述多个凹口(57)中的每个凹口(57)形成为使得从所述覆盖层(14)的沿周向方向延伸的边缘(16a)开始，所述第一边缘区域(16)没有褶皱地形成，并且所述第一边缘区域(16)的通过所述多个凹口(57)中的凹口(57)彼此分离的两个子部段(16b、16c)不重叠。
13.根据权利要求1所述的辊子(2)，其中所述辊子(2)具有外部的第二侧向面(50)，所述第二侧向面至少部分地由覆盖层(14)形成，其中所述覆盖层(14)沿所述辊子(2)的纵向方向在所述第二侧向面(50)的至少50％上延伸。
14.根据权利要求1所述的辊子(2)，其中所述辊子主体(6)由金属形成，或者由玻璃增强塑料(GRP)或聚酰胺形成。
15.根据权利要求14所述的辊子(2)，其中所述覆盖层(14)包括碳纤维、玻璃纤维或矿物纤维以及塑料基质。
16.根据权利要求15所述的辊子(2)，其中所述塑料基质为环氧树脂、聚酯、聚氨酯或三聚氰胺的树脂基质。
17.一种交叉铺网机(58)，其具有用于输送纤维棉絮网的至少一条输送带(60、62、64、66、74)和多个偏转辊(72a-72t)，所述至少一条输送带(60、62、64、66、74)围绕所述多个偏转辊被引导，其中所述多个偏转辊(72a-72t)中的至少一个偏转辊(72a-72t)被配置为辊子(2)，所述辊子(2)包括：
基本圆柱形的辊子主体(6)，其具有外部的第一侧向面(8)、第一端部部段(10)和第二端部部段(12)，所述第二端部部段(12)在所述辊子主体(6)的纵向方向上与所述第一端部部段(10)相对；和
由纤维复合材料制成的覆盖层(14)；
其中，所述覆盖层(14)在所述辊子主体(6)的周向方向上完全包围所述辊子主体(6)的第一侧向面(8)；和
其中，所述覆盖层(14)的第一边缘区域(16)延伸超过所述辊子主体(6)的第一端部部段(10)，向内折叠并且相对于所述辊子主体(6)固定。
18.一种用于生产纤维棉絮网的梳理机(80)，包括主圆柱体(82)和多个接合辊(84a-84v)，其中所述多个接合辊(84a-84v)中的每个接合辊(84a-84v)被配置用于与纤维材料接合并在所述主圆柱体的上游或下游与所述主圆柱体(82)相关联，其中所述多个接合辊(84a-84v)中的至少一个接合辊(84a-84v)被配置为辊子(2)，所述辊子(2)包括：
基本圆柱形的辊子主体(6)，其具有外部的第一侧向面(8)、第一端部部段(10)和第二端部部段(12)，所述第二端部部段在所述辊子主体(6)的纵向方向上与所述第一端部部段(10)相对；和
由纤维复合材料制成的覆盖层(14)；
其中，所述覆盖层(14)在所述辊子主体(6)的周向方向上完全包围所述辊子主体(6)的第一侧向面(8)；和
其中，所述覆盖层(14)的第一边缘区域(16)延伸超过所述辊子主体(6)的第一端部部段(10)，向内折叠并且相对于所述辊子主体(6)固定。
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