JP2001248631A - ロールアセンブリおよびロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ウエブタイプ媒体の加圧処理のために、好ま
しくはまた、熱処理のために使用されるロールのニップ
エラーを減少させることである。 【解決手段】 ロールアセンブリは、少なくとも２つの
ロールを備え、ロールの反りが、機械的に作動する補償
手段（互いに対してロールを織り交ぜること（スキュー
イング）またはトラニオン当たり２つのベアリングをそ
れぞれ有する手段によりロールを曲げること（ロール曲
げ））によって、補償される。少なくとも１つのロール
本体３の半径方向の局所的な剛性は、そのプロフィール
が、上記補償手段によって除去されなかったニップエラ
ーを補償するように、軸方向で変化する。中心ボア４を
有するロールは、ローリング手順においてニップエラー
を補償するために、ロール本体の半径方向の局所的な剛
性が、軸方向で大きさにおいて異なるボアの直径ｄによ
って変化することによって、区別される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエブタイプ媒体
の加圧処理のための、および好ましくはまた、熱処理の
ためのロールアセンブリおよびロールに関する。

【０００２】圧力をウエブタイプ媒体上に及ぼすロール
は曲がり、その結果、ロールの中間においてロールの縁
におけるよりも大きいニップとなり、そこのライン圧力
が小さくなる。

【０００３】

【従来の技術】この問題は、現在のロールアセンブリに
おいて、典型的には、いわゆる反り補償ロール（ｂｏｗ
ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ ｒｏｌｌ）（すなわち、
全長非回転軸（この周りでチューブが回転する）を有す
るロール）として構成される、少なくとも１つのロール
によって解決される。ニップの方向において、チューブ
は、この軸にて静水力学的手段または流体力学的な手段
（これは、ニップ圧力（ロールはこれによって荷重下で
曲がる）を吸収する）によって支持される。ニップ自体
（ならびにライン圧力）は、液体圧を対応して制御する
ことによって一様に設定され得る。しかし、この反り補
償ロール、液圧ユニットおよび圧力制御装置の設計は、
このようなロールアセンブリの作製に関する費用を増加
する。

【０００４】反り補償ロールの導入を記載する前に、純
粋に機械的な手段によって反りを補償する問題を解決す
るための十分な解決法があった。全体の補償は、例え
ば、反らされた少なくとも１つのロールを提供すること
によって達成された。反りラインに従って、このロール
は、ロールの端部に向かって減少する直径に対して置か
れる。このような方法で圧迫（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）する
ことが、特定のライン圧力の大きさに対してのみ適切で
あることが、これの欠点である。別のライン圧力が必要
とされる場合（例えば、バッチにおける変化のため
に）、このロールは、適切に反らされる別のロールに交
換されなければならない。

【０００５】この反る問題を減少させることはまた、管
状本体および軸（しかし、これは、いわゆるクオーター
ポイント（ｑｕａｒｔｅｒ ｐｏｉｎｔ）で互いに固定
的に接続され、そこで支持される）からなるロールによ
って達成される。次いで、チューブの反り曲線は、Ｗ型
になり、プロフィールのエラーはより小さくなる。

【０００６】ロールの反ることがライン圧力を変化させ
ることで補償され得る機械的調整器はまた、公知であ
り、いわゆる「ロール曲げ（ｒｏｌｌ ｂｅｎｄｉｎ
ｇ）」がこれの１つの例である。ロールの２つのトラニ
オンが伸長され、それぞれがその外側端部において付加
的なベアリングを受容し、この手段によって対抗する圧
力が適用され得る。主ベアリングに対するレバーアーム
によって、ロール本体は、特定の程度まで「曲げ戻され
る（ｂｅｎｔ ｂａｃｋ）」。しかし、これは、比較的
短いロールについてのみ機能する。強力な力での具体化
は、鋼の中実コアを有するかまたは複合材鋳造材料から
のこれらのロールの製造が必要であり、これは、このよ
うなロールアセンブリの費用に非常に加わる。ニップエ
ラーの補償は、決して完全ではない。

【０００７】別の機構は、いわゆる「スキューイング
（ｓｋｅｗｉｎｇ）」であり、１つのロールが他のロー
ルに対して織り交ざっている（ｉｎｔｅｒｌａｃｉｎ
ｇ）。このように形成されるニップは、ロールの縁に対
して広がり、ロールの反ることをこのように補償する。
しかし、この反りラインおよびこの補正の失敗が正確に
は一致しないので、Ｗ型ニップエラーが残り、これは、
より高いライン圧力およびより長いウエブ長を増加す
る。これは、組織カレンダーに対するスキューイング機
構の適用（これは、非常に低いライン圧力で操作され
る）を制限する。これらが使用され得る場合、スキュー
イング機構は、反り補償ロールの使用に対して、非常に
対費用効果の高い代替法を示す。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ウエ
ブタイプ媒体の加圧処理のために、および好ましくはま
た、熱処理のために使用されるロールのニップエラーを
減少させることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ウエブタイプ
媒体の加圧処理のための、および好ましくはまた、熱処
理のためのロールアセンブリであって、以下： ａ）少なくとも２つのロールであって、ロールは、２つ
のロール間で送られる媒体に対するニップを形成するロ
ール本体を備える、ロール、 ｂ）ロールの反りであって、反りは、互いに対するロー
ルを織り交ぜる工程（スキューイング）またはトラニオ
ン当たり２つのベアリングをそれぞれ有する手段による
ロールを曲げる工程（ロール曲げ）のような機械的に作
動する補償手段によって補償される、ロールの反り、を
備え、 ｃ）少なくとも１つのロール本体の半径方向の局所的な
剛性が、軸方向で変化され、その結果、局所的な剛性の
プロフィールが、補償手段によって除去されなかったニ
ップエラーを補償することを特徴とする、ロールアセン
ブリを提供する。このことにより上記目的が達成され
る。

【００１０】好適な実施態様においては、上記ロール本
体が、軸方向に大きさの異なる直径を有する中心ボアを
備えることを特徴とする。

【００１１】好適な実施態様においては、上記ロールア
センブリが少なくとも３つのロールから構成され、そし
て少なくとも３つのロールの中間のロール本体が、半径
方向に上記変化される局所的な剛性を備えることを特徴
とする。

【００１２】好適な実施態様においては、２つ以上のニ
ップ形成ロールの上記ロール本体のそれぞれが、軸方向
に変化する半径方向に局所的な剛性を備えることを特徴
とする。

【００１３】本発明はまた、ウエブタイプ媒体の加圧処
理のための、および好ましくはまた、熱処理のためのロ
ールであって、ロールは、中心ボアを有するロール本体
を備え、ローリング手順におけるニップエラーを補償す
るために、ロール本体の半径方向の局所的な剛性が、軸
方向の大きさにおいて異なるボアの直径（ｄ）によって
変化することを特徴とする、ロールを提供する。

【００１４】好適な実施態様においては、ロール本体の
上記半径方向の局所的な剛性が、上記ボアの内側支持体
のシステムによって作製されることを特徴とする。

【００１５】さらに好適な実施態様においては、上記内
側支持体が、好ましくは上記ボアの焼嵌めとして配置さ
れるリングによって形成されることを特徴とする。

【００１６】なおさらに好適な実施態様においては、少
なくとも１つの上記リングが、１つまたはいくつかの他
のリングの半径方向剛性とは異なる半径方向剛性を含む
ことを特徴とする。

【００１７】本発明の目的は、請求項１および５の内容
によって達成される。有利な局面は、従属の特許請求の
範囲に開示される。

【００１８】本発明に従って、軸中心ボアを備えるロー
ル本体を有するロールの場合において、半径方向におけ
るロール本体の局所的な剛性（すなわち、半径方向剛
性）は、軸方向に変化する半径方向剛性のために、ニッ
プエラー（剛性が本発明に従って変化されない場合、こ
れは、そうでなければ裏当てロールに対して、ロールを
ローリングオフする間、生じる）が補償されるように変
化する。有利な実施態様では、ロールは、回転的に対称
で、中空円筒のロール本体を備え、その壁厚さ（半径方
向で測定される）は、軸方向で変化する。本発明に従っ
て、壁厚さの変化なしで、その壁厚さが大きくなればな
るほど、ニップ幅は広くなる。ボア直径または壁厚さ
は、一定のニップ幅が媒体に作用するロール本体の長さ
に渡って実際的に達成されるように、最適化される。

【００１９】ロール本体の剛性を変化させることは、内
側支持体によって、特にボアに配置されるリングによっ
て、達成される。同様な好ましい実施態様では、変化
は、ロール本体のシェルをそれ相応に形付けることによ
って直接的に達成される。

【００２０】本発明は、ウエブタイプ媒体（例えば、
紙）の加圧処理のための、および必要な場合、熱処理の
ためのロールおよびロールアセンブリを提供し、これ
は、製造するのに対費用効果が高い。１つの実質的な費
用の利点は、反ることを補償することから（好ましく
は、純粋に機械的な手段によって）、そうでない場合に
このような解決法では通常のプロフィールエラーが無し
で、生じる。

【００２１】本発明はまた、スキューイング手段の応用
の限界を拡張すること（例えば、いわゆるソフトカレン
ダーに対して）を目的とし、ソフトカレンダーは、多く
の場合、２つのロールのアセンブリに関し、その１つは
硬く加熱された表面を有し、一方、その他方は、ゴムま
たはポリマープラスチック材料の比較的ソフトなコーテ
ィングを有する。このコーティングは、カレンダーにそ
の名前を与えている。

【００２２】ソフトコーティングのために、幅広い作動
ニップがソフトカレンダーの操作で具体化し、これは、
次に、所望のスムージング効果を達成するために高いラ
イン圧力を必要とする。

【００２３】１００〜２５０Ｎ／ｍｍの範囲のライン圧
力が、通常である。費用のため、使用されるロールは、
ロール材料の強さに従って設計される。次いで、許容可
能な曲げ能力は、非常に大きいので、スムージング操作
のためのニッププロフィールにおける残りのエラーが、
もはや許容性であり得ない。ロール直径を必要な範囲ま
で増加することは、可能でない。なぜなら、これは、ロ
ールおよびカレンダーを非常に重くして操作し得なくす
るからである。さらに、作動ニップの自動的に増加する
幅は、スムージング操作自体に有利な効果を有する。

【００２４】重さに関する理由のために、ソフトカレン
ダーのロールは、大きな中心ボアで設計される。機械的
関係のために、ボアを空けることによって除去される材
料は、非常に重量に影響するが、曲げることに全く実質
的に影響しない。しかし、正確な計算によって、ライン
圧力がロールのシェルの変形を生じることが示されてお
り、これは、原則的に、片側のみの平坦化で記載され得
る。この平坦化の値は、一方でライン圧力の強さに依存
し、他方で、しかし、ロール本体の壁厚さに依存する。
これらは、直接的に中心ボアの直径を変化させることに
よって影響される。

【００２５】本発明に従って、この効果は、ニッププロ
フィールにおける残りのＷ型のエラーを補償するために
使用され、ロールをスキューイングするときに生じる。
この理由のために、１つまたは両方のロールが、ソフト
カレンダーにおいて中心ボアを備え、これはそれぞれの
位置で予測されるニップエラーに対して直径において軸
方向で適合し、その結果、一定のライン圧力を与える
と、これらは、ニップエラーの量によって半径方向に退
く。スキューイングの後に残るニップエラーの大きさと
弾性半径方向の量との両方が、それぞれの場合において
ライン圧力に比例して挙動することが示され得る。従っ
て、中心ボアがライン圧力に適合されるスキューイング
によって正確に形付けられている場合、一定のニップ圧
力が生じ、これはさらなる補正を必要としない。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施態様は、次
に図面を参照して詳細に述べられる。実施例の実施態様
の方法によって開示される全ての特徴が、それぞれ、有
利に、単一または任意の組み合わせで、特許請求された
本発明のさらなる発展を形成する。

【００２７】例として、図１に、２５０Ｎ／ｍｍのライ
ン圧力で具体化され、織り交ぜることを最適化されると
きの、紙ウエブの幅に渡るこの場合において、ウエブタ
イプ媒体の幅に渡るソフトカレンダーにおけるニップエ
ラーのプロットを例示する。ニップを形成する両方のロ
ールは、６１０ｍｍの外側直径および３，６００ｍｍの
ベアリング中心間隔を有する。ロール本体の１つは、透
明なチル鋳造物から作製され、他方は、ねずみ鉄鋳物か
ら作製される。示される紙ウエブの幅は、２，８００ｍ
ｍである。ニップエラーの増幅は、約±３４μｍであ
り、これは、もはやソフトカレンダーとして受容可能で
はない。

【００２８】図２は、最適化された壁厚さを有するねず
み鉄鋳物のロール１を示す。より良い説明を可能にする
ために、図が、軸方向に１：２０そして半径方向に１：
１０の尺度にされている。

【００２９】ロール１は、そのベアリングトラニオン
２、回転的に対称で、中空円筒のロール本体３の間で構
成され、これは、係合ロールのロール本体と一緒に、そ
こに送られるウエブのニップを形成する。ロール本体３
は、中心ボア４を備え、これは、ボア直径ｄを有する。
ボア直径ｄは、ロールの軸に沿って変化する。ボア直径
ｄの大きさまたはロール本体３の壁厚さは、図１のプロ
フィールにおけるニップエラーの関数として選択され、
これは、可能な限り一定の幅のニップが達成されるよう
に、本発明に従って補償なしで予期されるべきである。

【００３０】ロールの縁から約３５０ｍｍ離れて（すな
わち、ねじれるために、ニップが約３４ｍｍ小さい場
所）、ロールの壁は、特に薄く、柔軟に設計される。ロ
ールの中間において、関係は逆である。ロール本体３の
変形の計算は、２５０Ｎ／ｍｍのライン圧力に対して、
２つの側部の４６０ｍｍとロールの中間の３８０ｍｍと
の間のボア直径ｄの変化が、約７０μｍの半径方向の変
形における差のために作製され、その結果、ボア４また
はローラー本体３の壁厚さのこのような寸法が与えら
れ、図１に従う予想されるニップエラーが、まさに補償
されることを示す。

【００３１】図３は、ライン圧力の関数としての両方の
変形を示す。ライン圧力とは無関係に、両方がきちんと
互いにキャンセルすることが明らかである。

【００３２】主に同じ方法で、ニップエラーはまた、本
発明に従った補償なしで、他の機械的調整手段（例え
ば、ロール曲げ）において、および一般的にロールの非
Ｗ型反り曲線のためにまた除去され得る。

【００３３】上記において、本発明の好ましい実施態様
は、図面および説明の目的のために提示された。これら
は、網羅的であることも、開示されたまさにその形態に
本発明を限定することも意図されない。明らかな改変ま
たは変化は、上記技術を考慮して可能である。この実施
態様は、本発明の原理およびその実際の応用の最良の例
示を提供し、当業者が、意図した特定の使用に適するよ
うに種々の実施態様においておよび種々の改変で本発明
を使用し得るように、選択され、記述された。このよう
な改変および変化の全てが、特許請求の範囲が公正に、
法的に、そして公平に権利が与えられる範囲に従って解
釈される場合の添付の特許請求の範囲によって決定され
るような本発明の範囲内である。

【００３４】ウエブタイプ媒体の加圧処理のための、お
よび好ましくはまた、熱処理のためのロールアセンブリ
は、少なくとも２つのロール（これは、２つのロール間
で送られる媒体に対してニップを形成するロール本体
（３）を有する）を備え、ロールの反りが、機械的に作
動する補償手段（互いに対してロールを織り交ぜること
（スキューイング）またはトラニオン当たり２つのベア
リングをそれぞれ有する手段によりロールを曲げること
（ロール曲げ））によって、補償される。少なくとも１
つのロール本体（３）の半径方向の局所的な剛性は、局
所的な剛性のプロフィールが、上記補償手段によって除
去されなかったニップエラーを補償するように、軸方向
で変化する。

【００３５】中心ボア（４）を有するロール本体（３）
を備える、ウエブタイプ媒体の加圧処理のための、およ
び好ましくはまた、熱処理のためのロールは、ローリン
グ手順においてニップエラーを補償するために、ロール
本体（３）の半径方向の局所的な剛性が、軸方向で大き
さにおいて異なるボア（４）の直径（ｄ）によって変化
することによって、区別される。

【００３６】

【発明の効果】本発明により、ウエブタイプ媒体の加圧
処理のために、および好ましくはまた、熱処理のために
使用されるロールのニップエラーが減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、ニップエラープロフィールのプロット
である。

【図２】図２は、本発明に従う、ロールを通る概略の断
面である。

【図３】図３は、図２に示されるようなロールの最大平
坦化および従来のロールのスキューイング時の最大で生
じるニップエラーを、それぞれ、ライン圧力に適合され
るライン圧力スキューイングの関数として示すプロット
である。

【符号の説明】

１：ロール ２：ベアリングトラニオン ３：ロール本体 ４：中心ボア ｄ：ボア直径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハインツ−ミヒャエル ザオラレク ドイツ国 ケーニッヒスブロン 89551, ブッサルドヴェグ ７

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエブタイプ媒体の加圧処理のための、
   および好ましくはまた、熱処理のためのロールアセンブ
   リであって、以下： ａ）少なくとも２つのロールであって、該ロールは、該
   ２つのロール間で送られる該媒体に対するニップを形成
   するロール本体を備える、ロール、 ｂ）該ロールの反りであって、該反りは、互いに対する
   該ロールを織り交ぜる工程（スキューイング）またはト
   ラニオン当たり２つのベアリングをそれぞれ有する手段
   による該ロールを曲げる工程（ロール曲げ）のような機
   械的に作動する補償手段によって補償される、該ロール
   の反り、を備え、 ｃ）少なくとも１つの該ロール本体の半径方向の局所的
   な剛性が、軸方向で変化され、その結果、該局所的な剛
   性のプロフィールが、該補償手段によって除去されなか
   ったニップエラーを補償することを特徴とする、ロール
   アセンブリ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のロールアセンブリであ
   って、前記ロール本体が、軸方向に大きさの異なる直径
   を有する中心ボアを備えることを特徴とする、ロールア
   センブリ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のロールアセンブリであ
   って、前記ロールアセンブリが少なくとも３つのロール
   から構成され、そして少なくとも該３つのロールの中間
   の該ロール本体が、半径方向に上記変化される局所的な
   剛性を備えることを特徴とする、ロールアセンブリ。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のロールアセンブリであ
   って、２つ以上のニップ形成ロールの前記ロール本体の
   それぞれが、軸方向に変化する半径方向に局所的な剛性
   を備えることを特徴とする、ロールアセンブリ。
5. 【請求項５】 ウエブタイプ媒体の加圧処理のための、
   および好ましくはまた、熱処理のためのロールであっ
   て、該ロールは、中心ボアを有するロール本体を備え、
   ローリング手順におけるニップエラーを補償するため
   に、該ロール本体の該半径方向の局所的な剛性が、軸方
   向の大きさにおいて異なる該ボアの直径（ｄ）によって
   変化することを特徴とする、ロール。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のロールであって、該ロ
   ール本体の前記半径方向の局所的な剛性が、前記ボアの
   内側支持体のシステムによって作製されることを特徴と
   する、ロール。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のロールであって、前記
   内側支持体が、好ましくは前記ボアの焼嵌めとして配置
   されるリングによって形成されることを特徴とする、ロ
   ール。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のロールであって、少な
   くとも１つの前記リングが、１つまたはいくつかの他の
   リングの半径方向剛性とは異なる半径方向剛性を含むこ
   とを特徴とする、ロール。