幅面张力测量装置及其应用和包括该装置的辊子的制作方法

幅面张力测量装置及其应用和包括该装置的辊子
1.本发明涉及根据独立权利要求详述的幅面张力测量装置、这种幅面张力测量装置的应用以及包括幅面张力测量装置的辊子。在此优选涉及幅面张力测量装置在用于制造或处理诸如纸、纸板或纸巾之类的纤维料幅的机器中的应用。
2.为了确定在这种机器中的网毯上的张力，例如使用测力计，其在两个板件之间并且通过转动关节被施加相应的网毯的部分拉力。但为如此构造的翘板仅配有压力传感器。一旦两个板件相向移动，就检测压负荷。在没有相对耗费的具有预紧元件的构造的情况下，压力测量是不可能的。因此，测力计必须总是安装在相应的安装位置中，以便能够测量压力。因此，仅在相对较大的技术耗费下，才能实现与此不同的、例如颠倒的布置方式。
3.本发明所要解决的技术问题是提供一种相对于现有技术改进的幅面张力测量装置。因此，尤其要实现可靠的幅面张力测量，更确切地说，该测量与幅面张力测量装置的安装位置无关地进行。此外，该幅面张力测量装置应见长于较低的设计耗费和制造技术耗费。
4.该技术问题按照本发明通过根据独立权利要求的实施方式解决。在从属权利要求中可找到按照本发明的设计的另外的有利特征。
5.发明人已经认识到，如果设置一种既可以检测压负荷又可以检测拉负荷的力传感器，则特别令人满意地解决按照本发明的技术问题。因此可以提供一种幅面张力测量装置，其与安装位置无关地始终可靠地检测至少部分地围绕辊子的外周缠绕的幅面的幅面张力。
6.术语幅面张力fz是指拉力或相等的反作用力，分别以牛顿为单位，在幅面为了运送在辊子的外周上滚动并且为此至少部分地缠绕时，所述拉力作用在幅面上。因此，按照本发明，通过施加在辊子的轴承装置上的反作用力和/或反作用力矩间接地测量幅面张力。这种计算的原理在wo 96/17233中公开，其公开内容特此明确地纳入本申请中。在该文件中，力f
d
相当于幅面张力fz。其中，在那里描述的传感器是纯压力传感器。
7.在本发明的意义上的幅面理解为有端头或无端头的平坦的成型物，其沿纵向和横向的延伸量远远大于沿竖向的延伸量。其包括料幅，诸如形式为纸幅、纸板幅或纸巾幅之类的纤维料幅。此外，幅面还理解为尤其用于运送和/或支撑这类纤维料幅的功能幅面本身。这样的功能幅面可以是网毯。网毯是无端头地环绕的带子或带子的环，其通过至少两个、优选多个辊子或转向辊导引并且用于导引和支撑通过其在预定义的路段上运送的纤维料幅。在用于制造或处理料幅、尤其纸幅、纸板幅或纸巾幅的机器中，网毯用于支撑和导引纤维悬浮液或纤维料幅。在这种情况下，这种网毯可以是成形网或干燥网以及压毡。
8.术语负荷是指作用在构件上的所有外力量(力和力矩)。
9.特别优选地使用测获剪切负荷的剪切传感器作为力传感器。因此可以用仅唯一的传感器同时测量两个板件之间的拉负荷和压负荷。这样的幅面张力测量装置的设计耗费因此显著减少。
10.本发明涉及一种辊子、尤其用于制造或处理诸如纸、纸板或纸巾之类的纤维料幅的机器的辊子，所述辊子包括能围绕辊子轴线旋转的轴，该轴在其轴向端部的区域中可旋转地支承在轴承装置中，其中，所述辊子在其外周的至少一部分上能被幅面缠绕，其中，所述轴的至少一个轴承装置配有按照本发明的幅面张力测量装置。
11.本发明还涉及轴承装置，该轴承装置包括轴承壳体和间接或直接布置在轴承壳体上的按照本发明的幅面张力测量装置。
12.最后，本发明还涉及一种按照本发明的幅面张力测量装置的应用，该幅面张力测量装置用于测量至少部分地缠绕按照本发明的辊子的外周的幅面的幅面张力。
13.借助实施例参照附图阐述本发明另外的有利的特征。所述特征不仅可以以所示组合有利地实施，而且也可以单个地相互结合。唯一的图1在示意性的并且因此非按比例的沿幅面张力测量装置的1的旋转轴线d的方向观察的侧视图中示出这样的按照本发明的幅面张力测量装置1的可能的实施方式。
14.从图1可以看出，幅面张力测量装置1可以用于间接地检测由辊子6运送的幅面f的幅面张力fz。这种辊子6包括围绕辊子轴线w可旋转的轴7。该轴在其部分外周上始终被幅面f缠绕。辊子6因此可以是被驱动的辊子，在这种情况下称为导辊，或者是随动的辊子，在这种情况下称为转向辊。在每种情况下，辊子6在其两个轴向端部处都具有轴承装置8，以便将辊子的轴向力和/或径向力传递至例如机器的机架上。
15.为了间接地检测幅面张力fz，至少一个(或两个)轴承装置8具有轴承壳体8.1，幅面张力测量装置1连接到该轴承壳体上。由作用在轴承壳体8.1上的反作用力则可以推导出实际存在的幅面张力fz。
16.为了检测这些反作用力，幅面张力测量装置1包括两个板件2、3，在此，这两个板件相对彼此间隔距离、此处例如彼此平行地布置。此处，这两个板件2、3在其一端可围绕旋转轴线d相对彼此枢转一个角度。该枢转(或转动)例如可以借助于转动关节5实现，两个板件2、3通过该转动关节彼此连接。因此，这时可以将板件2、3的自由端部2.1、3.1彼此相向和彼此远离地移动。为了允许这样的移动，这些板件优选相对彼此独立地设计，也就是说，在自由端部2.1、3.1的区域中不是彼此一体式地设计。原则上，可以考虑借助于第三板件(未示出)连接两个板件2、3。第三板件可以在两个板件2、3之间逐渐变窄并且因此在负荷下构成旋转点，两个板件2、3可以围绕该旋转点相对彼此枢转。
17.正好在板件2、3的自由端部2.1、3.1的区域中布置力传感器4。按照本发明，力传感器设计为，其可以检测由于两个板件2、3之间的旋转运动而产生的拉负荷和压负荷。
18.为了正好测获拉负荷和压负荷，力传感器4可以设计为剪切传感器。在这种情况下特别地，力传感器4的一个轴向端部4.1可以与一个板件2的自由端部2.1连接或者是可连接的，并且力传感器4的另一轴向端部4.2可以与另一板件3的另外的、与第一板件相对置的自由端部3.1连接或者是可连接的。如果这时由于负荷此处板件2的自由端部2.1朝板件3的自由端部3.1移动，则由力传感器4检测到压负荷。产生的力矩m
‑
沿逆时针方向起作用并且作用在旋转点d上。两个板件2、3彼此限定的角度变小。如果板件2的自由端部2.1沿相反的旋转方向远离板件3的自由端部3.1旋转，则力传感器4测获拉力。这对应于沿顺时针方向围绕旋转点d的转矩m+。两个板件2、3彼此限定的角度变大。转矩由于力传感器4不处于旋转点d上而产生。如开头所述，这时可以通过板件2、3上的由于轴承壳体8.1上的反作用力产生的拉负荷或压负荷推导出幅面张力fz的数值。
19.原则上也可以考虑以下未示出的实施方式：作为图1中的转动关节5的代替或补充，设置另外的力传感器4。板件2、3的轴向端部2.1、3.1可以类似于图1中的那样设计。转动关节或旋转点(也是假想的点)这时位于两个力传感器之间。通过这样的实施方式也可以良
好地实现按照本发明的优点。其中，关于图1已描述的类似地适用。在两种情况下，为板件的每个自由端部仅需要一个按照本发明的力传感器。
20.无论所示实施方式如何，都有利的是，两个板件的旋转点d不处于过辊子轴线w垂直于板件2、3的垂平面内，而是与所述垂平面间隔。因此，旋转点d例如可以如图1所示那样选择，使得该旋转点与板件2、3的轴向端部2.1、3.1相对置。幅面张力测量装置1的力传感器4和旋转轴线d位于一个平面内，该平面与过辊子轴线w的平面垂直延伸。在此，旋转轴线d在该平面之外延伸并且因此与该平面间隔。换言之，旋转点d可以布置在板件2、3的与力传感器相对置的轴向端部上。由此，在图1的所示安装位置中，借助于幅面张力测量装置还能确定垂直于板件过辊子轴线w作用在幅面张力测量装置上的力。