JP3220167B2

JP3220167B2 - カレンダ

Info

Publication number: JP3220167B2
Application number: JP50927298A
Authority: JP
Inventors: キュスターズ、カール―ハインツ
Original assignee: エデュアルド・キュスターズ・マシーネンファブリーク・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー
Priority date: 1996-08-14
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 2001-10-22
Anticipated expiration: 2017-07-03
Also published as: US6149563A; EP0918946B1; DE59701233D1; JP2000505866A; CA2264102A1; DE19632769A1; WO1998006951A1; CA2264102C; DE19632769C2; EP0918946A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明の請求項１の上位概念に対応するタイプのカレ
ンダに関する。

上位概念に記載されたロールの場合には、複数の支持
凹部は、周囲を閉じた自らの縁部において中空ロールの
内周面と接触しており、ほぼ閉じられた静圧の圧力室を
形成する。これら圧力室の圧力は中空ロールの内周面に
作用し、噛込み部において線圧を発生する。圧液は第１
の供給管を通って導かれ、支持凹部の縁部を越えて常に
外へ流出する。この場合、縁部と中空ロールの内周面と
の間には荷重を支える液膜が形成され金属との接触を防
ぐ。支持凹部が密（dicht）であり、これらの支持凹部
に圧力が生起されるためには、一定の力で縁部を中空ロ
ールの内周面へ押圧しなくてはならない。このことは、
支持エレメント内のピストン・シリンダユニットに形成
されている閉じたシリンダ空間内の圧力によって生じ
る。この圧力の力は支持エレメント従ってまた縁部を中
空ロールの内周面へ押圧する。シリンダ空間の加圧のた
めの圧液は第２の供給管を通って導かれる。噛込み部に
沿って所望の種類の線圧分布を調節することができるよ
うに、支持凹部の個々に又は幾つかのグループに種々の
圧力の圧液を加える一方、シリンダ空間は、実際には、
大抵十分な接触を維持するために量られている唯一の圧
力を有する共通の供給管に接続されている。

支持エレメントに通じる２本の供給管を有するロール
はDE 38 20 974 C2から公知である。このようなロール
は、上位概念に記載の従来技術を示すカレンダに既に用
いられた。DE 38 20 974 C2に記載のロールの重要な特
徴は、支持凹部が絞りなしに第２の供給管と結合されて
いること、すなわち、圧液が支持エレメントに設けられ
た内部流路、しかも通常操作では何等著しい圧力低下を
引き起こさない横断面を有する内部流路を通って、支持
エレメントの下方の室から支持凹部へ入り込むことがで
きることにある。

上記タイプのロールはプラスチックで被覆されたロー
ル外被を有するカレンダにも用いられる。プラスチック
の被覆は金属製のロール表面よりも機械的及び熱的に著
しく傷つき易い。従って、ウェブの損傷の際にはこのよ
うな軟らかいロール被覆が容易に損傷してしまう。ウェ
ブの損傷としては、例えば、プラスチック被覆を有する
ロールが突然熱いカウンタロールと直接接触してしま
い、プラスチックが耐えられなくなるウェブの亀裂を挙
げることができる。通常操作では、ロール表面は比較的
冷たいウェブ、例えば紙のウェブによって熱いカウンタ
ロールに対して保護されている。ウェブの重なりも、線
圧が高い時、その重なりとプラスチック被覆が互いに押
し合うことによってプラスチック被覆の表面を損なうこ
とがある。

このようなウェブの損傷の際には、ロール被覆の損傷
の危険性の故に、噛込み部を迅速に開くことが絶対的に
必要である。

カレンダの通常の作動中に、ロールのクロスヘッド
は、ロール外被を支持する支持エレメントの諸力によっ
て噛込み部から離れるように撓められている。広い幅の
カレンダの場合では、この撓みは中央において数センチ
である。クロスヘッドとロール外被の内周面との間の間
隔の変化は、支持エレメントがクロスヘッドに対し直角
方向に繰り出すことによって解消される。支持エレメン
トの下に閉じ込められている圧液容量はこの繰出し行程
に対応する量だけ増大されている。

このことはいわゆる内側の行程を有する撓み制御可能
なロールを具備するカレンダの場合にも当てはまる。こ
の場合、カウンタロールへの寄せ掛けのためには、この
ようなロールのクロスヘッドがロールハウジングに設け
られた軸受装置内で移動されるのではなくて、中空ロー
ルが噛込み部を開くためにいわゆる内側の行程によって
自らの軸線に対し直角方向に移動される（DE−AS 22 54
392）。この場合、複数の支持エレメントがクロスヘッ
ドへ引っ込んだり、そこから繰り出したりするので、ロ
ール外被は自分自身に対し平行にこれらの方向に従うこ
とができる。内側の行程を有するロールの場合、中空ロ
ールの両端はクロスヘッドにおいて支持されておらず、
中空ロールは自らの軸線に対し直角方向にクロスヘッド
で作動面においてのみ支持されている。ロールが充てが
われ、それに応じて支持エレメントが繰り出されると
き、支持エレメントの「下に」多量な圧液が閉じ込めら
れているという問題はこの場合でも存在する。

「下」及び「上」という表現の場合、図１におけるよ
うに上にある噛込み部の想起が基礎になっている。

噛込み部を即座に減圧しようとするとき、この圧液量
が非常に迅速に支持エレメントから流出できなければな
らない。このことは、クロスヘッドが撓んでいるだけで
あって、クロスヘッドの伸びの際には、軸方向に内側の
支持エレメントのみを再度引っ込めればよい支持された
ロールに当てはまるのみならず、クロスヘッドが伸びる
だけでなく、全体として中空ロールに対して直角方向に
動いてなる内側の行程を有するロールにも当てはまる。

流出できなければならない容量は非常に多い訳でな
く、例えば、200mmの直径の個々の支持エレメントの場
合に、クロスヘッドの中央の撓みに基づこうと、内側の
行程の際の直角方向の移動に基づこうと、3cmの移動が
あれば、約942cm³である。しかし乍ら、噛込み部を精々
0.5秒減圧しようとするならば、このことは113000cm³/
分の瞬間液流に相当する。

記述のタイプのロールの場合において、各支持エレメ
ントの個別制御又は小グループでの制御の際に、各支持
エレメント又は各グループが別個の導管を介してロール
の外側にある圧力供給・制御装置と接続されていなけれ
ばならず、クロスヘッドの安定は複数の大きな内部流路
によって損なわれてはならないので、クロスヘッド内で
のスペース上の理由から、比較的小さな導管横断面しか
可能でない。複数の圧力が自由になる場合には、急速減
圧のために排出されるべき前記圧液量を、必要とされる
時間内に、前記導管横断面を通過させることはできな
い。

硬いロールが軟らかいロール（以前では大抵はいわゆ
る紙用ロール）と交互になっているような旧来のロール
を備えた従来の積み重ねたカレンダの場合には、この問
題は以前から知られており既に種々に解決される。例え
ば、複数のロールが、ウェブの損傷の発生の際に側方の
軸受装置において、一定区間ストッパまで落とされて、
カレンダのすべての噛込み部が同時に開かれることによ
ってである（DE−OS 20 10 322）。

複数の撓み制御可能なロールを有するカレンダの場合
にも、既に複数の解決法があるが、こうした解決法の場
合、導管横断面の問題には何等注意が払われていない
（DE−AS 23 20 519）。

DE 28 48 021 B1からは、急速減圧手段が既に実現さ
れてなる上位概念に記載されていないロールが公知であ
る。しかし、これは各支持エレメントに１つの圧液のみ
が送られてなるニプコ原理（Nipco−Prinzip）に基づく
ロールである。ピストン状の支持エレメントは、クロス
ヘッドの、圧液が導かれる先であるシリンダボア内で可
動に設置されている。支持エレメントには絞り穴が形成
されており、支持エレメントの下方のシリンダ室を支持
凹部と連通している。圧液はまず支持エレメントの下方
のシリンダ室に流入し、支持エレメントを中空ロールの
内周面へ押圧する。次に、同じ圧液が絞り穴を通って支
持凹部に達し、ここで、支持エレメントにおける中空ロ
ールの静圧式の支持という機能を担う。DE 28 48 021 B
1に記載のように、１つの弁によって、すべての支持エ
レメントへの圧液の供給が同時に中断される。このこと
によって、加圧、同時に静圧支持も、及び中空ロールの
内周面に対する個々の支持エレメントの給油が省略され
る。

本発明の課題は上位概念に記載のカレンダのために有
効な急速開放手段を製造することにある。

この課題は請求項１に記載の発明によって解決され
る。

シリンダ空間を形成しているピストン・シリンダユニ
ットであって、支持エレメントを中空ロールの内周面に
押圧し、従って支持凹部における密閉機能を保証するピ
ストン・シリンダユニットをゼロにすること（Wegschal
ten）によって、密閉機能が解消される。支持エレメン
トによって閉じ込められている圧液量がクロスヘッドと
中空ロールとの間の環状室に急激に流出することができ
る。このことは支持凹部の量に関するのみならず、特
に、支持エレメントの「下に」ある量、つまり、支持エ
レメントが引っ込むことができるように排除されねばな
らない量にも関する。この排除は供給管へなされるので
はなく、支持エレメントの、絞りのない横断面を有する
複数の内部流路を通り、「上」へ、支持凹部を通って、
クロスヘッドと中空ロールとの間の中間空間へなされ
る。

すべての支持エレメントは、押圧を引き起こすピスト
ン・シリンダユニットの共通の供給管に接続されてい
る。シリンダ空間の圧液量が、支持凹部内にかつ支持エ
レメントの下で作動する圧液の量に比較して非常に少な
いので、後者の圧液量は、今ある導管横断面の場合に即
座に流出することができて、支持凹部の縁部における密
閉作用を解消するので、支持凹部のために定められた支
持エレメント内の著しく多い圧液量が実際に急激に支持
凹部の縁部を越えて環状室へ流出することができる。か
くして、支持凹部従ってまた噛込み部の非常に急速の、
非常に均等な減圧が生じる。減圧が均等であるのは、圧
液が通常は１本の共通の供給管を介してすべてのシリン
ダ空間に供給されるからである。複数の支持凹部は弁の
開成後に十分に無圧であるが、圧液の供給から遮断され
てはいない。むしろ、これらの支持凹部には、当該の支
持凹部のために定められた圧液が充填されたままである
ので、中空ロールの内周面において複数の支持エレメン
トの縁部の金属摩耗が生じない。

図面には本発明の１つの実施の形態が示されている。

図１はカレンダを形成しているか又はカレンダの構成
要素である略示されたロール対の側面図である。

図２は各支持エレメントの断面図である。

図３は図２に示した支持エレメントの図である。

全体として参照符号Ｋが付されたカレンダによって図
１ではロール対のみが示されている。このロール対は上
ロール10と下ロール100とを有し、両者の間では噛込み
部31において紙のウェブ30が圧縮処理に晒される。ウェ
ブ30の厚みはかなり誇張して示されている。上ロール10
は従来の中実ロールである。これに対し、下ロール100
は回転する中空ロール１であって、中空ロール１の外周
面２はロールの作動用外周面を形成している。回転しな
いクロスヘッド３が長手方向に中空ロール１を貫通して
おり、その外周面は中空ロール１の内周面４から間隔を
あけているので、クロスヘッド３は、内周面４と接触せ
ずに中空ロール１内で移動することができる。中空ロー
ル１の両端は、図示しない軸受においてクロスヘッド３
に支持されていることができる。この場合の移動は中空
ロール１の内部におけるクロスヘッド３の撓みのみに関
する。しかし乍ら、中空ロール１は、「内側の行程」
（innerem Hub）を有するロールとも呼ばれる他の実施
の形態で、全体として、作動面においてクロスヘッド３
の方へ移動することができる。この場合、中空ロール１
は、軸受を介してクロスヘッド３において支持されるの
ではなく、作動面においてのみ支持されている。この場
合、移動は撓みが重なってしまうガイドにおける移動に
関する。

上ロール10のネック21と、中空ロール１の両端におい
て突出しているクロスヘッド３の端部５とは、図示しな
いロールハウジングにおいて支持されている。

クロスヘッド３の、噛込み部31の方に向いた上面３′
には、複数の、図示した実施の形態では９個の液圧式の
支持エレメント14が、中空ロール１の長手方向に亘って
設けられている。中空ロール１の内周面４の形状に適合
したこれらの支持エレメント14の接触面24が、中空ロー
ル１の内周面４に接触している。図２及び図３には、複
数の支持エレメント14の考慮されるべき実施の形態が示
されている。

接触面24には、平坦な支持凹部39（図２）が形成され
ており、接触面24の大部分を占めているので、接触面24
のうち縁取りのある突条部38のみが残っており、閉じた
状態で支持凹部39を囲繞している。実施の形態では、接
触領域における支持エレメント14の横断面は円形である
が、正方形でも矩形であってもよい。

図２から明らかなように、支持エレメント14は、シリ
ンダ状、ピストン状又はプランジャ状のケーシング40を
有する。このケーシング40はクロスヘッド３のシリンダ
盲孔32内で遊びをもって設けられており、図２の下方の
端部で、シリンダ盲孔32の寸法まで突出している縁部33
を有し、そこでは環状のピストンリング状のシール34に
よって、シリンダ盲孔32の軸方向における支持エレメン
ト14の往復動中にシールされている。支持エレメント14
の下面には、この支持エレメント14とシリンダ盲孔32の
底部35との間に、シリンダ室36が形成されている。この
室36には、「第１の」供給管46を介して圧液が充填され
る。上端には、シリンダ状のケーシング40が円形の突出
部37を有する。

支持エレメント14の、シリンダ盲孔32を満たす横断面
は閉じられておらず、大きな横断面を有しかつ下面から
支持凹部39まで貫通する複数の流路42によって穴が空け
られている。支持エレメント14のケーシング40は下部に
おいて中空シリンダ状に形成されており、同軸のシリン
ダ状の中央部43を有する。この中央部43は、実施の形態
では、ケーシング40の外側部分へ延びる４つの半径方向
のウェブ44によって保たれている。流路42は、図３から
明らかなように、ウェブ44同士の間に形成されている。
これらの流路42の大きな横断面により、「第１の」供給
管46の圧力が支持凹部39にも供給されており、支持凹部
39の横断面において中空ロール１の内周面４へ作用す
る。この圧力は実際また全く無圧であることのある囲繞
する環状室７における圧力よりも高い。

シリンダ状の中央部43には、上方を閉じたシリンダボ
ア45が形成されている。シリンダ室36の底部35に密に螺
入された直径の小さなピストン16がシリンダボア45に係
合している。このピストン16は、クロスヘッド３に設け
られた「第２の」供給管26と連通している縦孔47を有す
る。中央部43の下方領域に設けられたシール配列48によ
って、ピストン16はシリンダボア45に対しシールされて
いる。ピストン16の上方にはシリンダ空間49が形成され
ており、シリンダ空間49は、ウェブ44を貫通する半径方
向の複数の流路51を介して、縁部の接触面41に形成され
た周辺室（Randkammer）50と連通している。これらの周
辺室50は縁部38によって周囲を取り囲まれており、中空
ロール１の内周面４に向かって開いており、ウェブ44の
領域に設けられており、実施の形態では、約35゜の円周
角を占めている。

流路51が絞りのあるように形成されており、つまり、
全長に亘って僅かな直径を有しているか、挿入された絞
り箇所又は、図２に示すように、絞り53を有することは
重要である。絞ることによって、周辺室50の接触面41の
一部分を形成する縁部では、荷重を支える液膜が調整さ
れ、この液膜は、シリンダ空間49内で加えられかつ中空
ロール１の内周面４に向けられた圧力に抗して支持エレ
メント14を支持する。実施の形態で存在しており、周面
に亘って均等に周設された４つの周辺室50は互いに分け
られている。個々に絞られているこれらの周辺室50に
は、圧液が供給されるので、荷重を支える所定の強さの
液膜は、周囲に亘って分布された箇所にあって、支持エ
レメント14全体はかくして安定的に液膜上に支持され、
（周面全体に亘って延びる必要のない）周辺室50同士の
間の中間領域においても、中空ロール１の内周面４から
所定の非常に小さな間隔で保たれる。それ故に、縁部38
と中空ロール１の内周面４との間の金属の接触がどの箇
所にも生じない。このような完全な安定化のためには、
少なくとも３つの互いに独立した周辺室50が必要である
が、実施の形態で示された４つの周辺室50の他に、それ
以上の周辺室があってもよいだろう。

周辺室50による安定化のために必要な圧液量は僅かで
あるので、今ある関連においては、シリンダ空間49を
「ほぼ閉じられている」の見做すことができる。

図２および３の実施の形態では、円形に境界を付けら
れた支持凹部39の直径D₂はシリンダ室36の直径D₁と同じ
である。この場合、支持エレメント14は、圧力室39内で
中空ロール１の内周面４に加えられる諸力を全く受け
ず、シールに必要な接触圧力はシリンダ空間49内の圧力
によってのみ規定される。

しかし乍ら、支持凹部39の直径D₂を直径D₁よりも僅か
につまり数％だけ大きくすることもできる。この場合、
支持凹部39内の圧力によって、支持エレメント14を中空
ロール１の内周面４から押し離そうとする一定の過剰圧
力が生じるが、この過剰圧力はシリンダ空間49内の圧力
によって克服される。

上記２つの場合には、所定の力での内周面４への支持
エレメント14の押圧と、支持凹部39及び周辺室50の相応
のシールとがなされる。

支持エレメントの圧液の追加は供給ユニットＶによっ
てなされる。すべての支持エレメント14のためには、押
圧力と、周辺室50への圧液の供給とのための共通の供給
管26が設けられている。実施の形態では存在する９個の
支持エレメントは３つのグループに、つまり、中央の３
個と、その左右の各２個と、両端の各１個に区分されて
いる。支持凹部39に関しては、圧液が複数の供給管46、
46′及び46″を介して、別個にかつ互いに独立して、こ
れらのグループに供給される。かくして、噛込み部31に
は、中心に対し対称的な所望の線圧分布が調整される。

噛込み部31において、紙のウェブ30の表面処理のため
の線圧、すなわち、ほぼ複数の支持エレメント14の支持
凹部39にある圧液の静圧によって発生される線圧が加え
られると、クロスヘッド３は、横方向にクロスヘッド３
に作用するこうした集中荷重の作用の下で、噛込み部31
から離れて、つまり、図１では下方へと撓む。中空ロー
ル１はほぼ真っ直ぐなままであるか、あるいは僅かに撓
んだカウンタロール10に適合する。このことによって、
クロスヘッド３の上面と中空ロール１の内周面４との間
の間隔の変化が生じる。複数の支持エレメント14は、シ
リンダ盲孔から更に繰り出ることによって、こうした変
化に従うのである。

内側の行程を有するロールの場合でも、支持エレメン
ト14は、通常操作ではかなり大きく繰り出されている。
この移動には、支持エレメントの撓みによる移動が重な
る。

ウェブの裂け又はその他のウェブの損傷が生じると、
噛込み部31を出来る限り迅速に持ち上げて、傷つき易い
材料、特にプラスチックからなるロール被覆部における
損傷を除かねばならない。

噛込み部31における線圧を下げて、噛込み部31を開く
ためには、クロスヘッド３を、変形していない真っ直ぐ
の状態に戻す必要がある。このことは、クロスヘッド３
の上面と中空ロール１の内周面４との間の間隔がロール
100の中央で再度縮まることを意味する。縮まることに
より、中央にある支持エレメント14は不可避的に即座に
引っ込むことになる。しかし乍ら、支持エレメント14は
シリンダ室36において一定量の圧液を含む。この圧液
は、供給管46がリザーバ９へ開かれていても、供給管46
を通って十分に迅速には戻ることができない。何故なら
ば、供給管46の横断面が制限されているからである。そ
うであれば、支持エレメント14内の圧力は緩慢にしか減
らないであろう。つまり、差し当たりクロスヘッド３が
湾曲した状態に止まり、噛込み部31における線圧は、差
し当たり減るのが余りに遅いかなりの程度変動しないだ
ろう。

図１から明らかなように、ほぼ閉じられたシリンダ空
間49に通じる供給管26には、供給管26をリザーバ９と急
激に結合することができる逃し弁20が設けられている。
この弁20は制御装置55によって作動される。制御装置55
はセンサ60と結合されており、このセンサ60は紙のウェ
ブ30の状態に応答して、例えば、ウェブが裂けてしまっ
て紙のウェブ30がないとき信号を発生する。信号は制御
装置55に弁20を作動させ、次に、弁20は供給管26を無圧
のリザーバ９と結合する。このことによって、複数のシ
リンダ空間49は急激に減圧される。このために移動され
るべき圧液量は比較的僅かである。何故ならば、シリン
ダ空間49の横断面はシリンダ盲孔32の横断面の10分の１
よりも少なく、実施の形態では約16分の１だからであ
る。支持凹部39内の圧力の下で或る支持エレメント14が
中空ロール１の内周面から僅かに移動して、シリンダ空
間49内の圧力が急速に下がると、このことが支持凹部39
の縁部38における密閉を解消し、支持凹部39にある圧液
を中間室７へ放出させ、支持凹部39内の圧力を弱める。
それ故に、最早圧力は中空ロール１の内周面４へ加えら
れず、クロスヘッド３は減圧された真っ直ぐの状態に戻
る際に妨げられない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−38711（ＪＰ，Ａ) 特開平２−42209（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21G 1/00 - 1/02 F16C 13/00 D21F 3/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】撓み制御可能なロール（100）と、作動用外周面（２）が形成された回転形の中空ロール
（１）、及びこの中空ロール（１）を長手方向に貫通
し、かつ、その外周面が前記中空ロール（１）の内周面
（４）から間隔をあけている回転しないクロスヘッド
（３）と、このクロスヘッド（３）に沿って並んでおり、前記クロ
スヘッド（３）において半径方向に移動可能であり、前
記中空ロール（１）の前記内周面（４）に接触する接触
面（24）を有し、この接触面において周囲を縁取りされ
かつ圧液を充填することができる支持凹部（39）を有す
る静圧式の複数の支持エレメント（14）と、各支持エレメント（14）に通じておりかつ各支持凹部
（39）に接続されている第１の供給管（46）と、各支持エレメント（14）に形成されたシリンダ空間（4
9）であって、このシリンダ空間（49）内の圧力下で前
記中空ロール（１）の前記内周面（４）への前記支持エ
レメント（14）の移動が作動され、前記シリンダ空間
（49）の作動横断面が、前記支持凹部（39）の作動横断
面と比べて小さく最大10％であってなるシリンダ空間
（49）と、前記シリンダ空間（49）に接続された第２の供給管（2
6）と、前記ロール（100）の外側に設けられており、前記供給
管（46,26）に圧液を個別に加えるための供給ユニット
（Ｖ）と、ウェブが損傷した場合に噛込み部（31）を開くことがで
きる急速開放手段と、を具備するカレンダ（Ｋ）において、前記第２の供給管（26）には、各支持エレメント（14）
の前記シリンダ空間（49）を無圧のリザーバ（９）と結
合させるために、ウェブの損傷に応答するセンサ（60）
によって制御装置（55）を介して開けられる弁（20）の
形態をなす急速開放手段が設けられていることを特徴と
するカレンダ。