JP2002534294A - カレンダーロール表面の加熱 - Google Patents
カレンダーロール表面の加熱Info
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Abstract
Description
ム内でカレンダーローラを加熱する独特の方法と装置に関する。この開示された
加熱は、特に、所定の断面を有するタイヤ部品を形成する方法に適している。
いる。しかしながら、このような従来の加熱方法では、ローラ全体を加熱するに
はかなり長い時間を必要とする。
熱が選択的かつ迅速に可能である。誘導加熱器は、一般的に、電磁誘導された電
流の周波数によって分類される。低周波加熱器は通常、電荷内で電力周波数電流
を誘導する。中周波誘導加熱器は、180ヘルツと540ヘルツの間の周波数の電流を
誘導し、他方、高周波加熱器は1000ヘルツ以上の周波数の電流を誘導する。
を開示している。外部の電磁誘導システムがローラの作業面全体を加熱する一方
で、内部の電気抵抗加熱システムがローラを内部から加熱する。通常の運転では
外部の加熱システムのみが作動する。内側の加熱システムは、ローラを、必要作
動温度まで高めるのに使われる。
ローラの誘導加熱を開示している。これらのローラには熱伝導性の被覆が設けら
れている。
コイルを開示している。この誘導加熱は、ローラの中央部分の水力加熱を促す。
コイルを用いることを開示している。たくさんのコイルがローラ全体の長さにわ
たって均一に配置されている。均一加熱のために、誘導加熱コイルの対応するバ
ンク(bank)をローラの外側の長さに沿って配置してもよい。
製造(papermaking)工程を行なうことに関するものである。これら従来技術の
引用文献は、カレンダーローラの少なくとも一つがカレンダーがけ工程内の作業
用の別のローラに時々交換されることがあるカレンダーがけ工程とは離れた位置
におけるカレンダーがけローラの加熱を教示していない。
カレンダーがけ装置200用の高速切換え方法および切換え装置を開示している。
この開示された装置200は、一連のタイヤ部品から積層物を形成して、タイヤケ
ーシングを形成するのに用いられる。各カレンダー組立体302は、図7に示すよ
うに、2つのカレンダーローラ350,352を含んでいる。ローラ350,352は、頭上可
動搬送機構400によってカレンダー組立体302に送られる。
は冷却される。加熱手段335は、ハブ314,316内の開口を通して入る抵抗加熱素子
を有している。内部加熱素子335は、処理されている材料をより有効に加熱環境
下におく場合に用いられる。
組立体302内へローラを送る前にローラ350,352を加熱するときに、カレンダーが
け工程の効率がより高くなる。
ラ350,352は、ローラ350,352をカレンダー組立体302内に配置する前に加熱部で
加熱される。ローラが、この公けに開示された内部加熱手段によって加熱される
のを待つ代わりに、ローラ350,352を、そのカレンダー組立体302内の配置に先立
って加熱することよって、カレンダーがけ作業の迅速な始動が可能になる。この
内部加熱手段は、ローラ温度を保つのに用いられることもある。
間の加熱を提供し、これは加熱のより有効な方法である。
この材料は、所定の作動温度で作動する少なくとも1つのカレンダーローラによ
ってカレンダーがけされる。このカレンダーローラは時々別のローラと切り換え
られる。新しいローラをカレンダーがけ装置内のそのカレンダー位置に配置する
前に、この交換されるローラは熱源によって、作動温度よりも低い温度から加熱
される。所定の作動温度は180°〜260°Fの範囲が好ましい。
た、別の関連する1対のローラによって置き換えられてもよい。
コイルは7〜11kHzの周波数範囲で作動するのが好ましい。
置内のカレンダー位置から取り外されたローラを再加熱するのに用いられてもよ
い。
これらのローラ、または、再加熱されているこれらのローラがある期間、い任意
の温度に保たれるのを可能にする。ローラを加熱した後ローラをある期間保持す
る場合、ローラの温度は所望の温度に達した後に一定であってもよく、または、
ローラが作動温度よりも高い温度に加熱され、そしてこの保持時間の間に作動温
度にまで冷却されるようにする場合には変更してもよい。
0号および第5,762,740号に開示されているように、装置200は一連の部品から積
層物を形成するのに用いられ、この方法は特にタイヤケーシングを複数のタイヤ
部品から形成するのに有用である。タイヤケーシング形成装置200は複数のカレ
ンダー装置300からなる。各カレンダー組立体302は、2つのカレンダーローラ35
0,352を含んでいる。各カレンダー装置300では、この積層物は、カレンダーロー
ラ350,352によって所定の形にカレンダーがけされる。カレンダーローラ350,352
は、頭上可動搬送機構400によって最初のローラ載置領域420からカレンダー組立
体302に搬送される。搬送機構400は、ローラ350,352をカレンダー装置300から取
り外すことができ、また、全面積層形かまたは積層物の個々の部品のいずれかの
、異なる所定の形で積層物を形成することが望まれる場合、異なる形状を有する
他のカレンダーローラと交換される。カレンダーローラ350,352、カレンダーが
け装置300、および頭上搬送機構400の異なる形態のより詳細な説明については、
米国特許第5,513,560号と第5,762,740号を参照されたい。
ダーローラ350,352によって有利になる。カレンダーローラ350,352は前述したよ
うに、内部から加熱される。前述の開示された方法と装置は、ローラ載置領域42
0とタイヤ部品形成装置200との間に位置する加熱領域800を含めることによって
改良される。
成装置200内のカレンダー装置300に対応していることが好ましい。カレンダーが
け工程のある位置で、ローラ表面の外側からの加熱が望まれないことが分かって
いる場合、加熱部は殆どなくてもよい。これらの一連の加熱部802は、最初の加
熱部から最後の加熱部へ延びているフレーム(図示せず)によって連結してもよい
。
れている。加熱部802はフレーム構造体804を有する。加熱部802を駆動ローラ806
が横断している。駆動ローラ806はモータ808によって駆動される。加熱部802の
対向する両側部には一対のアイドルローラ810がある。各アイドルローラ810は、
アイドルローラ810が自由に回転できるように取り付けられている。各アイドル
ローラ810と駆動ローラ806との間には加熱手段812がある。加熱手段812は一般に
アイドルローラ810の長さに対応する加熱部802の長さにわたって実質的に延びて
いる。加熱手段812は、加熱手段812の全長さにわたって実質的に延びる誘導加熱
コイル814を用いることが好ましい。
れる。カレンダーローラ350,352は、1対のカレンダーローラ350,352の上方で半
径方向の所定の位置で横方向に位置する少なくとも一対のすき板(plow)320と
組み合わされる。図3を参照されたい。各すき板320は、2つのカレンダーロー
ラ350と352の間に上方で正確に嵌合するような外径を有する一対の剛体部材324
を有している。すき板320は、タイヤ部品形成装置300でのタイヤケーシングを形
成する間に、カレンダーがけされる材料があふれるのを防止しつつ、カレンダー
ローラ350,352をしっかりと固定し、かつ側面から支持する。
ラ350,352は、図4に示すように、駆動ローラ806と1つのアイドルローラ810に
接触する。駆動ローラ806が、方向矢印で示される方向に回転するにつれて、各
カレンダーローラ350,352は、図示するように反対方向に回転する。アイドルロ
ーラ810は接触点によって、図示するように駆動ローラ806と同じ方向に回転する
。
の加熱源812がローラ350,352のごく近くにあるようにするために、図示するよう
に、傾いた角度でフレーム804内に位置してもよい。各ローラ350,352は、1つの
加熱源812と組み合わされている。
る。ローラ350,352の初期温度は、室温から最終温度へ変わることがあり、すな
わち初期ローラ温度は60〜260°F(15°〜126°C)である。加熱部802で加熱され
つつあるローラの大部分が概ね室温になる間、これらのローラは、ローラを再加
熱し、その温度を調節、または維持するために、タイヤ部品形成装置300から加
熱部802に送られてもよい。
の上に取り付けられている。このデータは制御器(図示せず)に送られ、加熱手段
の加熱周期とローラ速度の計算に入れられる。ローラ350,352の表面速度はまた
加熱工程で役割を果たす。各ローラ350,352,806,810が回転する速度は、ローラ3
50,352の一部が加熱手段812によって生じる加熱領域内にとどまる時間を決定す
る。このために、速度データを制御器に送るローラ速度フィードバック装置も備
えられている。
誘電加熱は、ローラ350,352を、名目的な絶縁材料から形成し、また、ローラ350
,352に交番電界を作用させることによって行うことができてもよい。誘電加熱器
は10メカ゛ヘルツも高い周波数で動作する。
。ローラ350,352を回転するにつれて、各ローラ350,352の表面は、これと関連す
る電磁誘導コイル814によって生じる誘導電界を連続的に通過する。誘導加熱の
ために、各加熱手段812とその関連するローラ350または352との間の隙間は最も
近い距離で1/16インチ〜1/2インチ (1.58〜12.70mm)の範囲、好ましくは5/32インチ(3.97m m)の間隔である。この間隔が大き過ぎると、電磁誘導コイル814の加熱効率は低
くなる。
誘導コイル814は、その一方側の加熱のために分割帰線(split return)パンケ
ーキコイルのような従来知られたタイプのものであり、好ましくは正方形の銅管
から構成される。電磁誘導コイル814は一組の支持ブレース816によって支持され
ている。各支持ブレース816は、主ブレース818とアングルブレース820を含んで
いる。取付け用のブラケット822も用いてもよい。電磁誘導コイル814は、複数の
真鍮製取付部材824によってアングルブレース820にしっかりと固定されている。
他の従来の取り付け手段を用いてもよい。この取り付け手段は非導電性絶縁材料
から作られていることが主たる要件である。
形である。このL字形の板の短い脚部828は、電源に取り付けるための手段830を
有している。L字形の板の長い脚部832は、2つの板を一緒にしっかりと固定する
手段834を有している。これらの2つの板の間にはテフロン(商標)製のセパレ
ータ836がある。セパレータ836は、正および負に充電された銅板826を分離した
状態に保つ役割をする。銅板826とセパレータ836は、ナイロン製のナットとボル
ト部品によってしっかりと固定されている。
814の下側から延びているが、電磁誘導コイル814を通過する他の従来の冷却材を
使ってもよい。この冷却材はコイルの中央脚部840に沿って両方向に移動し、対
向する両端842,844で分かれてこのコイルの外側脚部846,848に沿って戻る。この
冷却材はやっとこ形の管850を通って出て、そして出口側脚部852を通って出る。
電磁誘導コイル814と同様に、やっとこ形の管850はもちろんその入口838および
出口852も銅管である。入口838と出口852は図示するように円形の管であるのが
好ましいが、正方形の管でもよい。電磁誘導コイル814が作動する間、電磁誘導
コイル814は再循環する冷却材で内部から冷却されるので、電磁誘導コイル814は
はっきり認められる熱を発生することはない。
経路を動く。この電流は一方の銅板826を通り、外側のコイル脚部846,848に沿い
、第1のコイル端842または844で合流し、中央脚部840を下って、対向する端844
または842で分かれ、そして残りの脚部846,848を通って他方の銅板826内に入れ
る。コイルを通過する電流は交流(AC)なので、この電流の経路はそれ自体周期ご
とに逆になる。
導コイル814の上方に生じさせるために、複数の電束集中器854が中央脚部の下側
に沿って積み重ねられている。電束集中器854は電磁誘導コイル814の一部だけが
示されているが、電束集中器854は電磁誘導コイル814の全長さに沿って置かれて
いる。電束集中器854は、この開示されたシステムの加熱効率を上げる。従来か
ら知られたる材料の電束集中器854は薄いU字形の部材である。電束集中器854は
、中央脚部840に沿って間隔をおいて延びるくぎ856の間の間隙を埋めている。誘
導電界の効率を上げるために、電束集中器と同じ形状を有する絶縁材片が電束集
中器854の間に概ね1/4インチ(約6.35mm)ごとに置かれている。絶縁材片は、電束集 中器854を通って流れようとするいかなる電流をも絶縁する。この絶縁がないと
、電束集中器854はさもなければローラ350,352に送られることがあるエネルギを
使って、不必要に加熱する傾向があるであろう。
もよい。カバー858はアングルブレース820にしっかりと固定されている。
を変えるために制御器によって変えられる。このワット数は、ローラ350,352内
で発生する熱の量を制御する。コイル814に対する電力の周波数によって発熱の
強さが制御される。相対的に高い周波数では、熱のほとんどがローラ350,352の
外側表面で、またはこの近くで発生する。低い周波数では、熱はローラ350,352
内の深い部分で発生する。一般に、より高い周波数を使用することによって、ロ
ーラ350,352は有効に加熱される。このため、この開示されたシステムは、ロー
ラとコイル面の間の空隙が狭い状態で相対的に高い周波数で作動する。
内にある。用いる周波数が低過ぎる場合、人にとって近くで非常に耳障りな可聴
ノイズが発生する。電磁誘導コイル814の好ましい周波数範囲で電磁誘導コイル8
14が作動する間、ローラ350,352は、このローラ350,352の限られた深さまで加熱
される。ローラ350または352の残り部分は、誘導された熱がローラ350または352
に深く伝導されるのに、従来の伝導の手法によって加熱される。誘導加熱と伝導
加熱を組み合わせることによって、加熱部802のエネルギ消費が最適化され、ロ
ーラ材料が利益を受ける。
約70°F(21°C)の室温から約200°F(93°C)へ約3分で加熱される。これは、内側
から加熱によって同じく1300lb.ローラを同じ温度にするには約20分かかる先に
開示された内部加熱器に比べて非常に迅速な加熱である。
率が上がり、カレンダーがけ工程における自由度をも増すことができる。ローラ
350,352をカレンダーがけ装置内に配置することによって、カレンダーがけ工程
は、内部加熱器335がローラ350,352を所望の作動温度にまでするのを待たないで
ローラ350,352がしっかりと固定されるとすぐに開始されてもよい。加熱された
ローラ350,382が一旦、カレンダーがけ装置302内に置かれると、本発明にしたが
って、内部加熱器335はローラ温度を維持するのに用いている。
置302への修理を考慮したものである。積層物仕様を変えることが望まれている
場合、異なる所定の外形を有するローラを加熱部802に送って、所望の作動温度
に、またはこの所望の作動温度よりも高い温度のいずれかに加熱してもよい。こ
の温度が作動温度よりも高ければ、ローラは、所望の温度に冷却される間、保持
してもよい。これは、例えば何らかの理由で複数のカレンダーがけ装置302が、
平行ではなく直列に並べ替えられた場合に望ましい。直列の切替では、切り替え
られた最後のローラが、関連するカレンダーがけ装置内に置かれる前にかなり長
い時間保持されているので、この最後のローラをより高い温度に加熱して、すべ
てのローラ350,352を加熱し、その後保持してもよい。
、材料の変更が完了した場合、ローラ350,352は加熱部804に送り戻して、加熱/
再加熱し、そして所望の修理または材料変更が行われる間、作動温度で保持する
。ローラ350,352を、再加熱または温度保持のために加熱部804内に配置しなけれ
ばならない他の状況が生じることがある。どのような状況になっても、すべての
所望のローラ350,352が一旦置かれるとローラ350,382をカレンダーがけ装置302
のほとんど即座の運転を考慮した温度にできることは、装置200の効率を高め、
この工程の時間短縮や製造コストの低減につながる。
製造(papermaking)工程を行なうことに関するものである。 独国特許公開第3107709号公報は、カレンダーローラの少なくとも一つがカレ
ンダーがけ加工の作動温度より低い温度に加熱される、カレンダーがけ加工に隣
接した位置にある堅いカレンダーがけローラの加熱を開示している。
Claims (9)
- 【請求項1】 所定の作動温度で作動する少なくとも1つのカレンダーロー
ラ(350または352)で材料をカレンダーがけする改良された方法であって、前記カ
レンダーローラ(350または352)は、少なくとも1つのローラ(350または352)が時
々交換される、材料をカレンダーがけする改良された方法において、 前記カレンダーローラ(350または352)を前記材料をカレンダーがけする位置に
置く前に、前記交換カレンダーローラ(350または352)を、熱源(812)によって前
記作動温度よりも低い温度から加熱することを特徴とする、材料をカレンダーが
けする方法。 - 【請求項2】 前記交換カレンダーローラ(350または352)を、誘導加熱コイ
ル(814)によって加熱する、請求項1記載の材料をカレンダーがけする方法。 - 【請求項3】 前記誘導加熱コイル(814)が、約7〜11kHzの周波数範囲で作
動する、請求項2記載の材料をカレンダーがけする方法。 - 【請求項4】 前記所定の作動温度は140°〜260°Fの範囲である、請求項
1記載の材料をカレンダーがけする方法。 - 【請求項5】 前記材料を、1対の関連するローラ(350,352)によってカレン
ダーがけし、また、1対の関連するローラ(350,352)によって交換する、請求項1
記載の材料をカレンダーがけする方法。 - 【請求項6】 前記交換カレンダーローラ(350または352)をそのカレンダー
がけ位置から取り外す工程を有し、前記交換カレンダーローラ(350または352)は
再加熱されて、そのカレンダーがけ位置に戻される、請求項1記載の材料をカレ
ンダーがけする方法。 - 【請求項7】 前記交換カレンダーローラ(350または352)を再加熱した後、
前記交換カレンダーローラ(350または352)の、そのカレンダーがけ位置への再配
置の前に前記交換カレンダーローラ(350または352)を所定の時間保持する、請求
項6記載の材料をカレンダーがけする方法。 - 【請求項8】 前記交換カレンダーローラ(350または352)を加熱した後、前
記交換カレンダーローラ(350または352)の、前記材料をカレンダーがけするその
位置への配置の前に前記交換カレンダーローラ(350,352)を所定の時間保持する
、請求項1記載の材料をカレンダーがけする方法。 - 【請求項9】 前記交換カレンダーローラ(350または352)を前記所定の作動
温度よりも高い温度に加熱し、その後、一定時間保持し、前記交換カレンダーロ
ーラ(350または352)を前記作動温度に冷却させる、請求項7または8記載の材料
をカレンダーがけする方法。
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