JPH0599221A - ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ロール被筒の温度調節が従来よりも僅かな費
用で出来且つ振動亀裂腐食の危険を回避できるように、
抄紙機のプレスロールを構成すること。 【構成】 ロールは、ロール被筒１１を持ち且つロール
被筒１１の両端の少なくとも一方に中空のロール軸１
３，１４を持つ回転可能な中空のロール体１０を備え、
更にロール体１０の内部を通って延び、温度調節媒体が
貫流する流路系２５をロール被筒１１と共に形成する、
静止した又はロール体１０に固定された誘導体１６を備
えている。空気を温度調節媒体として使用するために、
流路系２５には、圧縮送風機２１及び／又は吸気器２
１′が接続されている。流路系２５と送風機２１及び／
又は吸気器２１′は、流路系２５に１０ｍ／秒以上の空
気流速が生じるように規格されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は詳細には請求項１の前文
に記載の特徴を備えたロール、特に対向ロールと共にプ
レスギャップを形成し且つ温度調節手段を持つ抄紙機の
プレスロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のロールはドイツ国特許公開第２
７０６８５０号から公知である。

【０００３】この種のロールの内部に備えられた温度調
節手段は、特にロール被筒の冷却に用いられるが、ロー
ル被筒への熱の供給にも用いることができる。公知のロ
ールは金属の連続鋳造装置の一部であるため、冷却を必
要とする。同様なロールが抄紙機に於いてプレスロール
として用いられている。この種のプレスロールの外側の
被筒面には、エラストマーのカバーが備えられているこ
とから問題が生じる。対向ロールと共に転動する間プレ
スギャップの領域で起こるエラストマーの内部の収縮作
用によってエラストマーカバーから熱が発生し、この熱
を連続的に排出させなければならない。その際顧慮され
ねばならないのは、この種のロールが２４時間連続運転
されていること、及び現代の抄紙機では作業速度及び押
圧力がますます高められようとしていることである。

【０００４】公知のロールでは温度調節手段は冷水がロ
ール被筒の内周に沿って流れ、そこで熱を受容し、温度
を高められて再びロールを離れるように構成されてい
る。この場合以下の問題が持ちあがる。即ち、冷却水が
必要な低い温度を持ち且つ連続運転に必要な純度を持つ
ように調製するには、高額な費用を必要とするというこ
とである。更に加わって困難を増しているのは、冷却水
が入念な調製にも拘らず含有されている酸素及び／又は
攻撃的成分（例えばフミン酸）によってロール被筒の内
側面を予告し得ない仕方で化学的に痛めることが起こり
得るということである。これは、振動亀裂腐食及びそこ
から生じるロールの不意の破損の原因となり得る。この
危険は幾つかの公知のロールでは冷却媒体としてオイル
を用いることによって回避されている。しかしながら、
オイルの調製費用は冷却水の調製費用よりも更に高い。
従って、オイルによる冷却が引き合うのは、オイルが同
時に押圧力をロール被筒から固定の撓み軸に伝えるのに
も役立つ撓みが調節可能なロールのみである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎になって
いる課題は、この種のロールを更に、ロール被筒の温度
調節（主に冷却）が従来よりも僅かな費用で可能であ
り、且つ振動亀裂腐食の危険が回避されるように構成す
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】この課題は請求
項１の特徴部分に記載の特徴によって解決される。これ
によれば本発明の基本的な構想は、空気を温度調節媒体
として使用し、且つ（ロール被筒の内側面と誘導体との
間にある）流路系と送風機及び／又は吸気器とを、流路
系に１０ｍ／秒以上、特に２０乃至５０ｍ／秒の（少な
くともほぼ軸方向の）空気流速が生じるようにすること
にある。

【０００７】即ち、本願発明者は上述の条件のもとでロ
ール被筒から空気への、或いは逆方向の高い熱の移転が
生じること、しかもこれがロール内部を通って流れる極
めて大きな空気量と、比較的大きな熱移転値とに基づく
ものであることを知った。空気を温度調節媒体として用
いる利点は、空気は量的に無制限に利用可能であるこ
と、（例えば単純なフィルターを用いて）僅かな費用で
調製できること、及び空気は水に比べると極めて僅かな
程度にしか、或いは全く、ロール被筒の内側面を化学的
に痛めないことにある。従って振動亀裂腐食も回避でき
る。

【０００８】（ロール被筒の内側と誘導体との間に備え
られた）請求項１に言及されている流路系は、最も単純
には環状空間であればよく、特に誘導体がほぼ円筒形を
している場合そう言える。しかしながら、誘導体は長手
方向のリブ又は同様な懸隔要素を有していてもよい。こ
の場合、流路系は特に軸方向に延びた多数の流路によっ
て形成されている。

【０００９】ドイツ国特許第１０７０１２７号から空気
によって冷却可能な所謂延長ロールが公知であるが、こ
れはウエブ、例えば紙のウエブの誘導及び延展に使用さ
れるものである。従ってこのロールは対向ロールと共に
動作するのではない。このロールのロール被筒はホース
状の弾性のゴム又はプラスチック被筒から成り、この被
筒の内部には長手方向に前後に配設された幾つかの担持
ブシュが挿入されている。担持ブシュは夫々二つのころ
軸受によって静止した撓み軸上に支持されている。これ
に対し、本発明によるロールはプレスロールであり、
（上述したように）対向ロールと共にプレスギャップを
形成し、自己担持方式のロール体を有している。これ
は、ロール体が両端でのみ夫々一つの軸受によって（例
えば機械フレーム又は揺動レバーに）支持されていると
いうことである。ロール体は（冒頭で既に述べたよう
に）ロール被筒及び各ロール端に一つの中空のロール軸
を含み、各ロール軸は外側で上述の軸受の一つに支持さ
れている。こうしてロール体の内部空間にはロール体を
担持するための取付物がなくて済むようになっている。
従って、実質的にロール体の内部空間全体を（静止した
又は共に回転する）空気誘導体のために利用することが
できる。更に、温度調節空気用にはるかに大きな流れ横
断面を備えることができる。こうして僅かな費用で、上
記のドイツ国特許の対象に比較して、相対的に高い空気
流速及びはるかに大きな空気量をロール体を通して誘導
することができる。従って、上記のドイツ国特許の対象
と比較してロール被筒から空気への（又は逆方向の）熱
の移転を著しく高めることができる。これによって始め
て、例えばプレスロールがエラストマーのカバーを有す
る場合に、プレスロールの作動中エラストマーカバーの
内部で起こる収縮作用によって発生する高い熱量を連続
的に排出することが可能になる。

【００１０】ロール体は公知のようにロール被筒と、ロ
ール被筒にねじ留めされなかんずくロールの軸受けに役
立つ二つの中空のロール軸とから構成されていてもよ
い。この場合、通例、誘導体は中空のロール軸がロール
被筒にねじ留めされる前にロールの内部に挿入される。
しかしながら多くの場合、冒頭に引用したドイツ国特許
公開第２７０６８５０号から公知のような、一体構成の
ロール体の使用が要求される。このドイツ国特許公開明
細書によれば、先ず誘導体が製造され、次いでロール体
を鋳造する際この誘導体が芯として用いられる。換言す
れば、ロール体が誘導体のまわりに鋳造され、誘導体は
ロール体中に残るようになっている。

【００１１】この複雑な製造方法は、本発明の重要な一
層進んだ構想によれば回避される。一体構成のロール体
を備えようとする場合、先ずロール体が誘導体なしに製
造される。その際従来のように中空のロール軸の外径及
び内径はロール被筒の外径及び内径よりも小さい。その
ほかに誘導体が、一部だけ先にでき上がった状態で中空
のロール軸の一方を通ってロール体の内部に導入され、
その後始めて完全に組み立てられ得るように構成されて
いる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の各種実施形態及び更に幾つか
の有利な構成を図示されたロールを用いて説明する。

【００１３】図１に（図式的に単純化して）示したロー
ルは抄紙機のプレスロールである。全体に１０が付され
た回転可能なロール体は（例えばポリウレタン製の）エ
ラストマーカバー１２を備えたロール被筒１１と、二つ
の中空のロール軸１３，１４とを含んでいる。これらの
ロール軸はロール被筒１１よりも小さい外径及び内径を
有している。従ってロール軸には円錐状の領域があり、
その領域でロール被筒１１と結合されている。図１，
２，３，５及び７の何れに於いても一体構造のロール体
が示されている。しかしながら、本発明はロール軸がロ
ール被筒にねじ留めされる、複数の部分から成るロール
体にも適用可能である。

【００１４】ロール体１０は軸受１５により回転可能に
支持されている。全体に１６が付された誘導体は図１で
は静止した担持体１７を含んでおり、この担持体は回転
可能なロール体１０の内部を通って延びロール体の外で
支え１８上に支持されている。軸受１５及び支え１８自
体は図示されていない土台，機械フレームなどの上に設
置されている。

【００１５】担持体１７及び支え１８には、図式的にの
み示されている静止した空気供給箱１９が取付けられて
おり、この空気供給箱の中に送風機２１の圧力導管２０
が開口している。担持体１７と中空のロール軸１３，１
４の間には環状空間２３，２４が存在しており、供給さ
れる空気はこの環状空間を通って流れる。担持体１７上
には軸方向に相前後して幾つかの円板２２が配設されて
いる。円板２２の外径はロール被筒１１の内径よりも幾
分小さいため、空気は高速（特に２０乃至５０ｍ／秒）
で円板２２とロール被筒の内側面との間に形成された環
状ギャップ（流路系２５）を通って流れる。更に円板２
２は（矢印で示されているように）乱流状態を生ぜしめ
る。このように構成された温度調節手段は特にロール被
筒１１と作動中に収縮作用によって暖まるエラストマー
カバー１２とを冷却するのに適している。従って送風機
２１を用いて供給される空気は、例えば戸外から吸い込
まれる好適に冷えた空気であるか又は冷却装置によって
冷却された空気である。環状ギャップは請求項１に言及
されている「流路系２５」を形成している。

【００１６】図２乃至図７に示された実施例において
も、ロール体は図示されてはいないがエラストマーカバ
ーを有していてよい。しかしながら、本発明はエラスト
マーカバーを持たないロールにも適用可能である。この
場合、例えばロール被筒の内側面が「発汗する」のを避
けるために温度調節手段に暖気を送ることも可能であ
る。これにより腐食が防止される。この種のロールは抄
紙機や加工機、特に乾燥部やコーティング機にも適用可
能である。

【００１７】図２に示されたロールは、図１によるロー
ルとは主に静止した誘導体の代わりにロール体１０と共
にに回転する誘導体２６が備えられている点で相違して
いる。誘導体２６は、特には軸に対して斜めに配設され
た支持要素２８（例えばボルト）を用いて中空のロール
軸１３，１４に固定されたロール体１０と同軸で特には
管状の担持体２７と、この場合にもやはり幾つかの円板
２２とから構成されている。これらの円板２２は、図１
の場合と同様に担持体２７に固定されていて、ロール被
筒１１の内側面と共に環状ギャップ（流路系２５）を形
成している。空気の供給は静止した管２９を経て一方の
中空のロール軸１３を通って行われ、空気の排出は他方
の中空のロール軸１４を通って行われる。

【００１８】図３及び図４の実施例によれば、円板２２
は、一方のロール軸１３から他方のロール軸１４まで延
び且つ軸に平行に配設された何本かのバー３０に固定さ
れている。図４は、円板２２が夫々例えば四つのセグメ
ント２２ａ乃至２２ｄに区分されていてもよいことを示
している。これらのセグメントは個々にロール体１０の
内部へ導入可能で、そこで（例えば溶接された管支え３
１を用いて）バー３０に張ることもできる。円板２２の
このようなセグメントは、ロール体１０が一体の構成体
として構成される例えば鋳造によって製造されるための
前提となるものである。

【００１９】図５及び図６は一体の回転可能なロール体
１０を持つ更に別の実施例を示しているが、ここでは全
く別な手段によって、誘導体３６が二つの中空のロール
軸１３，１４の一方を通ってロール体の内部に導入さ
れ、そこでロール体１０に固定され得るようになってい
る。誘導体３６は、ここでは円錐状の底３４を持つホー
ス３５の形をしている。ホース３５と底３４は折りたた
まれた状態でロール体１０の内部に導入可能なように柔
軟な材料から形成されている。図５は、ロール体１０の
内部に環（牽引要素３７）及び牽引ばねを備えた環（牽
引要素３８）が配設されていて、これらによってホース
３５がロール体１０内にほぼ円筒状の誘導体３６を形成
するように張られることを示している。このために多数
の環（牽引要素３７，３８）が周囲に配設されているこ
とは云うまでもない。円錐状の底３４の尖端にはリング
３９が挿入されている。これにより底３４も綱４０を介
して同様に環（牽引要素３７）で張ることができる。円
錐状の底３４の尖端は、特に空気が流入して来る側のロ
ール端（ロール軸１３）の方を向いている。ホース３５
とロール被筒１１の間に一様な間隔を保証するために、
ホース３５の外側には懸隔要素４１（例えば節又はリ
ブ）が形成又は固定されていてもよく、これらの懸隔要
素４１はホース３５が張られるとロール被筒１１の内側
面に当接する。懸隔要素４１と４１の間には流路２５′
が存在しており、これらが請求項１に言及されている流
路系を形成する。

【００２０】図６はまた（本発明の全実施形態のための
例として）プレスロールが回転可能な対向ロール６０と
共にプレスギャップを形成しこのプレスギャップを通っ
て例えばまだ湿った紙ウエブ９が脱水フェルト８と共に
走行する様子をも示している。これは紙ウエブから水を
圧搾するためのものである。

【００２１】図５では、ロール体１０の駆動のために中
空のロール軸１４の外側端に駆動フランジ４２が固定さ
れている。空気通過開口４３，４４は、一部はロール軸
１４に一部は駆動フランジ４２に夫々備えられている。
開口４３，４４を備えたロール端を取り巻いていて吸気
器２１′が接続されている静止した空気誘導箱４５が概
略的に示されている。しかしながら、ロールを通っての
空気の搬送は逆方向に行われてもよい。

【００２２】図７は静止した誘導体４６を持つ更に別の
実施例を示しているが、誘導体４６は一方のロール端で
はロール体１０の外に配設された支え１８′に嵌装され
ており、他端では例えば駆動フランジ４２′に支柱で支
えられた軸受４７に嵌装されている。誘導体４６は（例
えば管状の）担持体４８と柔軟な材料から形成され担持
体に固定されたホース４９から成っており、ホース４９
は両端で柔軟な端面壁５０を介して担持体４８と結合さ
れている。担持体４８の外側の端には圧縮空気導管５１
が接続されている。担持体４８のホース４９に囲まれた
部分には、多数の空気通過開口５２が明けられている。
ホース４９の二つの柔軟な端壁５０の一方には空気流出
開口５３が明けられているが、担持体４８に備えられて
いる空気通過開口５２に比べると数は少ない。

【００２３】図７によるこの種の誘導体４６をロール体
１０と結合しようとするには、管状の担持体４８の外径
は中空のロール軸１３，１４の少なくとも一方の内径よ
りも小さくなければならない。これにより、担持体４８
を担持体に固定されたホース４９と共に、ただしホース
はまだ折りたたまれた状態で、中空のロール軸を通って
ロール内部に導入することができる。その後ホース４９
は担持体４８と開口５２を通って供給される空気によっ
てふくらませられる。空気は（開口５３を通って）ホー
ス４９の内部から出た後方向を転じられる。その後空気
は先ず環状空間２５″を通ってロール被筒１１の内側面
に沿って流れ、その後同じ方向に外へ流れる（空気出口
５４）。従って、常に空気通過開口５３が一方のロール
端に、ロール体１０からの空気出口５４が他方のロール
端に配置されるように構成されねばならない。図７と異
なりホース４９の空気通過開口５３が流入側の端に配設
されていることも可能であろう。その場合は（図５に４
３，４４で示されているように）駆動フランジ４２の領
域に空気出口が備えられねばならない。担持体４６を静
止したものではなく図２のようにロール体１０に固定さ
れたものとすべく変形することも可能である。ここでも
ホース４９の外側に図５及び図６に４１で示されている
ように懸隔要素を備えることが可能である。

【００２４】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、従来よりも
少ない費用でロール被筒の温度調節を適確に行なうこと
ができ且つ振動亀裂腐食の危険を回避することのできる
ロールを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】静止した（且つ円板を持った）誘導体を備えた
ロールの長手方向断面図である。

【図２】回転する誘導体を備えたロールの長手方向断面
図である。

【図３】回転する誘導体を備えた別のロールの長手方向
断面図である。

【図４】図３の線IVに沿った横断面図である。

【図５】回転する誘導体を備えた更に別の実施例の長手
方向断面図である。

【図６】図５の線VIに沿った横断面図である。

【図７】静止した誘導体を備えた更に別の実施例の長手
方向断面図である。

【符号の説明】 ８ 脱水フェルト ９ 紙ウエブ １０ ロール体 １１ ロール被筒 １２ エラストマーカバー １３，１４ ロール軸 １５，４７ 軸受 １６，２６，３６，４６ 誘導体 １７，２７，４８ 担持体 １８，１８′ 支え １９ 空気供給箱 ２０ 圧力導管 ２１ 送風機 ２１′ 吸気器 ２２ 円板 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ セグメント ２３，２４ 環状空間 ２５ 流路系 ２８ 支持要素 ２９ 管 ３０ バー ３１ 管支え ３４ 底 ３５，４９ ホース ３７，３８ 牽引要素 ３９ リング ４０ 綱 ４１ 懸隔要素 ４２，４２′ 駆動フランジ ４３，４４，５２ 空気通過開口 ４５ 空気誘導箱 ５０ 端壁 ５１ 圧縮空気導管 ５３ 空気流出開口 ５４ 空気出口 ６０ 対向ロール

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロール被筒（１１）を持ち且つ該ロール
   被筒の両端の少なくとも一方に中空のロール軸（１３，
   １４）を持つ回転可能な中空のロール体（１０）を備
   え、更に該ロール体（１０）の内部を通って延び、作動
   中に温度調節媒体が貫流する流路系（２５）をロール被
   筒（１１）と共に形成する、静止した又はロール体に固
   定された誘導体（１６）を備えているロール、特に対向
   ロールと共にプレスギャップを形成する抄紙機のプレス
   ロールに於いて、 空気を温度調節媒体として使用するために流路系（２
   ５）に圧縮送風機（２１）及び／又は吸気器が接続され
   ており、流路系（２５）と送風機（２１）及び／又は吸
   気器は、流路系に１０ｍ／秒以上の空気流速が生じるよ
   うに構成されていることを特徴とする、ロール。
2. 【請求項２】 流路系（２５）と送風機（２１）及び／
   又は吸気器が、流路系に２０乃至５０ｍ／秒の空気流速
   が生じるように構成されていることを特徴とする、請求
   項１に記載のロール。
3. 【請求項３】 ロール被筒（１１）と、内径が該ロール
   被筒の内径より小さい中空のロール軸（１３，１４）と
   が、一体のロール体（１０）を形成していることを特徴
   とする、請求項１又は２に記載のロール。
4. 【請求項４】 ａ）誘導体（１６）が、ロールの全長に
   渡って配設されロール体（１０）と少なくともほぼ同軸
   に配設された円板（２２）の列を有していて、 ｂ）各円板（２２）の外径は上記の流路系（２５）を形
   成するためロール被筒（１１）の内径よりも小さく選定
   されている、ことを特徴とする、請求項１乃至３の何れ
   かに記載のロール。
5. 【請求項５】 円板（２２）が静止した担持体１７に固
   定されていることを特徴とする、請求項４に記載のロー
   ル。
6. 【請求項６】 円板（２２）が担持体（２７）に固定さ
   れており、該担持体はロール体（１０）に固定されてい
   ることを特徴とする、請求項４に記載のロール。
7. 【請求項７】 （特にはロール体と同軸の管として構成
   された）担持体（２７）が軸に対して斜めに配設された
   支持要素（２８）によって中空のロール軸（１３，１
   ４）に固定されていることを特徴とする、請求項６に記
   載のロール。
8. 【請求項８】 円板（２２）が、一方のロール軸（１
   ３）から他方のロール軸（１４）まで延びた軸に平行に
   配設された複数のバー（３０）に固定されていることを
   特徴とする、請求項４に記載のロール。
9. 【請求項９】 円板（２２）が夫々、ロールの内部で組
   み立て可能で且つ取り付け可能なセグメント（２２ａ−
   ２２ｄ）に区分されていることを特徴とする請求項３乃
   至８の何れかに記載のロール。
10. 【請求項１０】 誘導体（３６；４６）が、中空のロー
    ル軸を通って導入可能な柔軟な材料から形成されてい
    て、ロール体の内部で広げて円筒体とすることができる
    ようになっていることを特徴とする、請求項３に記載の
    ロール。
11. 【請求項１１】 誘導体（３６）が底（３４）を備えた
    ホース（３５）の形をしていて、該ホースは牽引要素
    （３７，３８）を用いてロール体（１０）に張られてい
    ることを特徴とする、請求項１０に記載のロール。
12. 【請求項１２】 底（３４）が円錐状であることを特徴
    とする、請求項１１に記載のロール。
13. 【請求項１３】 円錐状の底（３４）の尖端が空気の流
    れと反対方向を向いていることを特徴とする、請求項１
    ２に記載のロール。
14. 【請求項１４】 誘導体が牽引ばね（牽引要素（３
    ８））を用いて軸方向に張られていることを特徴とす
    る、請求項１１乃至１３の何れかに記載のロール。
15. 【請求項１５】 ａ）柔軟な材料から成る誘導体（４
    ６）がホース（４９）とホースの内部を通って延びた管
    状の担持体（４８）とを有し、該ホースは柔軟な端壁
    （５０）によって該担持体と結合されており、 ｂ）管状の担持体（４８）の内部は圧縮空気導管（５
    １）に接続されており、 ｃ）ホース（４９）の内部で管状の担持体（４８）が空
    気通過開口（５２）を有しており、該空気通過開口の流
    れ横断面の総計はホース（４９）に備えられた空気流出
    開口（５３）の流れ横断面の総計よりも大きいことを特
    徴とする、請求項１０に記載のロール。
16. 【請求項１６】 ホース（４９）が二つの柔軟な端壁
    （５０）の一方にのみ空気流出開口（５３）を有してい
    て、ロール体（１０）からの空気出口（５４）が向い側
    のロール端に配設されていることを特徴とする、請求項
    １５に記載のロール。
17. 【請求項１７】 管状の担持体（４８）の外径が中空の
    ロール軸（１３，１４）の内径よりも小さく、担持体
    （４８）は折りたたまれた状態にあるホース（４９）と
    共に中空のロール軸を通ってロール内部に導入可能であ
    ることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載のロー
    ル。
18. 【請求項１８】 柔軟な材料から成りロール体と共に回
    転する誘導体（例えばホース３５）が、ロール被筒（１
    １）の内側面に当接する懸隔要素（４１）を有している
    ことを特徴とする、請求項１０乃至１７の何れかに記載
    のロール。
19. 【請求項１９】 ロール被筒（１１）の外側面がエラス
    トマーカバー（１２）を有しており、温度調節媒体とし
    て供給される空気の温度が、作動中に生じるロール被筒
    の温度よりも低いことを特徴とする、請求項１乃至１８
    の何れかに記載のロール。
20. 【請求項２０】 回転可能なロール体（１１）が自己担
    持方式であること、即ち中空のロール軸（１３，１４）
    の領域でのみ夫々一つの軸受け（１５）に回転可能に支
    持されていることを特徴とする、請求項１乃至１９の何
    れかに記載のロール。