用于纤维幅材机的辊的铸造轴和配备铸造轴的辊的制作方法

本发明涉及一种用于纤维幅材机的辊的铸造轴，该轴配属有两个端部区段和在这些端部区段之间的型材部，并且每个端部区段配属有变化区域，在该变化区域中，配属于轴的轴颈变化到型材部。本发明也涉及纤维幅材机的配备有铸造轴的辊。

背景技术：

包括型材部的铸造轴主要被用在纤维幅材机的辊中，其中，轴是不能转动的。在此，轴保持不动，而围绕所述轴受支承的辊套转动。型材部的横截面轮廓通常的基本形状是i，并且在实践中，i-轮廓的主轴处于辊的负荷方向上。因此，薄的i-轮廓也可以承载大的负荷，而轴的总质量保持很小。在所谓的补偿弯曲的辊中，例如在靴辊和靴辊的配对辊中，所述辊套通过如下方式被支撑和加载，即，布置在辊套与轴之间的负荷元件的压力被调节，使得辊套与配对辊的接触线尽可能是直的。

在已知的补偿弯曲的辊中，轴的横截面轮廓在夹口宽度(nipbreite)的整个延伸段上几乎是不变的。之前已提到的负荷元件处于夹口的宽度上。试图将轴的支撑间隔保持很窄，因此使辊结构尽可能轻并且成本合适。已知的轴具有短的变化区域，在该变化区域中，配属于轴的轴颈变化到型材部。在实践中，如果就轴的横截面来说大的i轮廓是转动对称的并且如果i轮廓就直径来说与型材部相比改变到小的轴颈，则轴的横截面改变得很快。在此，在负荷元件使夹口加载时，轴的形状改变在短的区域中进行，横截面在该短的区域中改变。因此，所述变化区域中的应力提得很高，这又造成厚壁的以及因此重的结构。附加地，变化区域在短的延伸段上在铸造技术上很难实现。轴颈和变化区域也必须被车削，这又提高了生产成本。车削大的轴要求大的车床。

技术实现要素：

本发明的目的是为纤维幅材的辊提供一种新式的铸造轴，该铸造轴比之前的更轻，但是其中，由于形状改变所引起的应力比之前更小。从随附的权利要求1中得到根据本发明的该轴的特征性特征。附加地，本发明的目的是提供一种纤维幅材机的配备有铸造轴的辊，该辊的支撑间隔比之前的更短。从随附的权利要求10中得到根据本发明的该轴的特征性特征。在本发明中，以新的和使人意外的方式实现了轴的变化区域，其中可以避免局部的应力峰值。同时，轴的铸造变得更简单并且对机械加工的要求减少。因此能够良好地加载所述辊，而应力比先前更均匀地被分布到轴上。

附图说明

下面，参照描述本发明实施方式的附图来详细描述本发明，其中：

图1示出从机器方向观察由靴辊和补偿弯曲的配对辊构成的长夹口布置方案，

图2a以横截面示出了作为根据图1的原理图的长夹口布置方案，

图2b以铸造轴的横截面和轴侧法示出了根据本发明的补偿弯曲的配对辊，

图3从轴的侧面观察示出了根据本发明的靴辊，

图4从轴的侧面观察示出了根据本发明的第二靴辊。

具体实施方式

图1在原理上示出了纤维幅材机的长夹口布置方案，该纤维幅材机由靴辊10和该靴辊的配对辊14构成。靴辊配置有不能转动的按压轴11和支撑在该按压轴11上的、能加载的按压靴12。靴辊配置有弹性传送带套13，该传送带套围绕按压轴11布置。靴辊与配对辊14一起在它们之间构成长夹口，纤维幅材被导引穿过该长夹口，以使纤维幅材被挤压。按压靴12基本上延伸到长夹口的整个宽度上。通常使用补偿弯曲的配对辊，该配对辊被按压向靴辊到靴辊的传送带套的环状物中。将前面提到的按压靴12构造为，跟随补偿弯曲的配对辊的辊套的形状。图1中，靴辊10处于下部位置中，虽然该靴辊通常处于上部位置中。图1中没有示出补偿弯曲的配对辊14的负荷元件。除用于靴辊外，补偿弯曲的辊可以用作例如用于压光机的配备有硬套的挤压辊或热辊的配对辊。附加地，靴辊本身也是补偿弯曲的辊。

在图2中，从端部观察示出了用于长夹口布置方案的辊10和14。借助于箭头示出传送带套的转动方向。图2a中示出了用于靴辊10的负荷元件16，所述负荷元件紧密并排地处在按压靴12的延伸段上(图1)。沿机器方向也可以相继地有两个负荷元件。借助于负荷元件16，朝配对辊14压迫所述按压靴12。在这些辊的套之间，待挤压的纤维幅材通常保留在两个挤压辊之间或挤压毡与配对辊之间(未示出)。配对辊14也具有负荷元件17，借助于这些负荷元件可以将辊套15的形状压迫成传送带套10的按压靴12的形状。在此，可以借助于配对辊和靴辊的合作来直接调整所述长夹口，并在此然后使通过该长夹口引导的纤维幅材尽可能均匀地在该纤维幅材的整个宽度上受挤压。

图2b中示出了用于纤维幅材机的辊的已知的铸造轴18。所示出的轴18也可以被构造为靴辊10的按压轴11。在图3和图4中，轴11配属有两个端部区段19和20。在这些端部区段19与20之间布置有型材部，该型材部的横截面轮廓在此在它的基本形状上是i。沿轴的横截面轮廓的主轴方向，该轴很好地承载负荷，虽然该轮廓的“腰”是窄的。以虚点线示出主轴。i轮廓的横梁的在外的部分相应于所述套，即这些横梁在端部是凸起的，其中，轴的形状相应于圆圈状的辊套的内表面形状。在另一横梁中附加地还有凹陷部22，在该凹陷部中布置有负荷元件。辊套的支承装置在两个端部支撑到轴上，而负荷元件基本上布置在整个被成型的轴的长度上。因此，可以像期望的那样保持轴与辊套之间的间距并且也可以调节所期望的轮廓。如果辊处在下部位置中，则要强调的是轴的弯曲的显著性，其中，该轴不仅由于负荷而弯曲而且由于自重而弯曲。

在图3和4中从侧面示出了根据本发明的轴11。每个端部区段19和20被配置有变化区域31，在所述变化区域中，配属于轴11的轴颈24变化到型材部21。根据本发明，变化区域31延伸到轴11的负荷区域32。更准确地说，变化区域31沿轴向方向在轴11上至少延伸到被布置的负荷元件16的区域中。一般地说，负荷区域是多个最外面的负荷元件的最外面的部分之间的区域，在这里是最外面的圆柱体之间的区域。在实践中，轴的横截面轮廓以使人意外的方式在辊端部上改变，在这些辊端部中，一个负荷元件或多个负荷元件处于平滑地改变其形状的区域内，在轴的标准横截面轮廓之外。在图3和图4中，变化区域31沿轴向方向在两个至三个轴11上延伸到被布置的、最外面的负荷元件的区域中。因此，与已知的解决方案相比显著延长了变化区域。一般地说，变化区域31沿轴向方向的长度s为轴11的直径r的0.4-1.6倍、优选0.6-1.2倍。在此，轴关于质量的负荷能力还被改善。在实践中，应力峰值被设置得较低并且针对较大的区域被更均匀地分布，而同时轴的质量下降。附加地，平滑的且流线形的形状在铸造技术上看更有利。更准确地说，变化区域是平滑地凸起的。

在图3和图4的左边端部上示出了给端部区段19铸造的开口33，该开口从轴颈24的端部延伸直至变化区域31。相应的开口也处于相对置的端部区段20中。该开口将轴卸载(entlastet)并附加地可以通过该开口容易地实现到辊内部的贯通引导。优选地，开口33在变化区域31中在型材部21的相对置的两侧上敞开。这例如使得贯通引导、例如负荷元件的软管的引导变得容易。附加地，轴颈24的横截面可以是传统的转动对称的(图3)或多角形(图4)。在此，轴颈的形状可以被优化，并且为所述支撑所需的机器加工可以被实施为车削加工。由于平滑的且长的变化区域，凸起的端部区段不要求机器加工。因此，对轴进行机器加工的要求变得较少。

因此，以使人意外的方式可以将轴的端部区段用于缩短所述型材部，其方式是，端部区段19和20的变化区域31被延伸到辊11和18的负荷区域32。换句话说，变化区域31至少延伸到最外面的负荷元件16的区域中、在这里是最外面的负荷圆柱体的区域中。在此，轴的横梁在该部位上比普通的更长，因为在已知的轴的情况下，型材部分从中部观察比负荷圆柱体向外延伸得更远(图1)。在根据本发明的解决方案中，轴的支撑最外面的负荷圆柱体的部分可以在相同部位上沿径向方向保持比横梁更靠外。端部区段的变化区域的到辊的负荷部的延长部能够实现在轴颈的和端部区段的区域中比之前更小的、但是比之前分布更宽的应力。在此，与跳跃式变化的端部区段相比也节省了已提到的结构件的重量。

图4中示出的轴11在型材部21的横截面轮廓上具有附加的加强部23，使得轴18的抗弯曲性比没有附加的加强部23的情况更大。换句话说，轴的型材部中的横截面轮廓与轴的端部区段的横截面轮廓相比不同。这些端部区段具有轴颈24，其包括用于所述支承装置的配合面25。配合面25变化到具有i轮廓的型材部21，该型材部具有附加的加强部23。由于附加的加强部，轴的抗弯曲性增加。换句话说，轴比之前弯曲得更少，其中，通过使用所述附加的加强部，辊对的其余尺寸安排保持不变，虽然这些辊被延长了。在此，避免了附加的尺寸安排和机械加工。

优选地，选择附加的加强部23的尺度，使得轴18的抗弯曲性比没有附加的加强部23的情况大25％-75％、优选35％-55％。通过抗弯曲性的相对少的提高，已经达到了所需的安全性边界。

在图4中示出了根据本发明的另一轴。在这里，配备有附加的加强部23的中间部26和在它的侧面上邻接变化区域31的调整区域28配属于所述型材部21。在此，轴具有最大的加强部。端部部分对于合适的大小而言在一定程度上是标准的，并且型材部的强度因此总是根据所选择的附加的加强部和其长度而变化。图3中，型材部分是所谓的普通的型材部分，没有在图4中示出的附加的加强部。图4中，在调整区域28中，轴18的横截面轮廓从型材部分26向端部部分27的改变是线性的。在此，轴的横截面轮廓逐渐地逐级地改变，其中，可以避免局部的应力峰值。优选地，在调整区域28中，轴18的横截面轮廓从型材部分26向端部部分27的改变几乎是正切的。在此，被弯曲的轴的应力分布理想地变得没有大的应力集中。附加地，熔融的金属可以没有阻碍地流动。

附加的加强部布置在轴的型材部的中间区域中。更准确地说，附加的加强部23大致布置在夹口29的区域中。例如在六米长的轴中，附加的加强部例如可以与两个边缘间隔开一米地布置在中部，或例如在负荷较大的辊中从中部朝两个边缘方向布置两米。一般地说，轴的附加的加强部的路径越长，轴就越硬。除长度外，附加的加强部的大小也可以被改变。确切地说，可以通过对长度的调整在附加的加强部中使用铸模的类型，以便构成所述调整区域。因此，除传统的铸模外可以借助于两个不同的附加的铸模，在没有手工劳动或新尺寸安排的对铸模的加工的情况下，铸造刚性和长度不同的轴。同时，所述轴的端部区段19和20可以在轴直径相同的情况下是不变的。

新的并且使人意外的附加的铸模由铸模设备构成，其在所述延伸段的一部分上遮盖传统的铸模。换句话说，除端部区段和具有基本形状的型材部分外，现在可用自己的铸模设备。借助于铸模组，在轴上构成了调整部轮廓和附加的加强部轮廓。因此，可以至少从三种形式的铸模组中通过至少端部、调整部和附加加强设施的连接件来构成根据本发明的包括整个辊的铸模。借助于能调整的铸模组，轴的横截面轮廓被明显改变，这与横截面轮廓中的传统的归因到铸件的排放的、几毫米长的偏差相关。在实践中，该改变是几十毫米。

在图2中以横截面示出了根据本发明的轴。在轴18的主轴的左侧上，借助于薄的塑料线(kunststofflinie)示出了根据本发明的附加加强部23，而右侧上的横梁30保持没有附加加强部。在这里，在配属于i轮廓的横梁30的内表面上布置附加加强部23。因此，横梁的上部可以在所有轴上是相同的，而向内出现附加的质量。优选地，附加加强部相同大小地布置在两个横梁上。可以通过这些横梁上的不同大小的附加加强部来调整轴的特性。一般地可以确定，该轴具有i轮廓，该i轮廓包括上横梁和下横梁。连接板位于这些横梁之间。附加加强部是由扩张部构成的加强部，该加强部是i轮廓的优选沿径向方向向内的加厚部。尽管图2b中的截线不同，附加加强部是轴的固定部分并且该附加加强部在浇铸所述轴时被成型。

本发明因此也涉及纤维幅材机的配备有铸造轴的辊。辊10或14配属有不能转动的轴11或18，该不能转动的轴配属有两个端部区段19和20以及在这些端部区段19与20之间的型材部21。在大多数情况下，该型材部的横截面轮廓的基本形状是i。在型材部21的该横截面轮廓下设计所述附加加强部23，使得轴11或18的抗弯曲性大于没有附加加强部23的情况。此外，所述轴相应于上面所描述的内容。

借助于轴的变化区域的特性、轴的附加加强部或这两者，可以扩宽所述辊的应用领域，而不用选择较大的辊尺寸或此外较大的配对辊。也不再有对尺寸安排的要求或至少显著变少，这减少了成本。附加地，附加加强部以小的改变赋予轴更多抗弯曲性。在实践中，对轴进行机械加工的要求变少，并且轴颈也可以通过车削来进行机械加工。仅仅发生改变的是通过铸造而产生的坯件。质量的增加也是受限的，因为该轴的轮廓仅在延伸段的一部分上发生改变。附加加强部的形成要求少的附加资源，这是因为针对已有的铸模组仅须购置用于调整区域的铸模和用于中间区段的第二铸模。相应地，端部区段的平滑的变化区域是有利的并且其对机械加工的要求很少。

在实践中，可以借助于之前所述的铸模在铸造框架中制作一模具，在该模具中所述轴被一次性铸造成。在去除铸造框架之后对表面执行所需的机械处理，然后，该轴就准备好用于装备和连接所述辊套以构成补偿弯曲的辊。