專利名稱：用于片材軋花的裝置、及其應(yīng)用、制造方法和操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于片材軋花的裝置，其包括一對(duì)軋花輥，在軋花輥上設(shè)有同樣的輥齒(toothing)，其連接驅(qū)動(dòng)裝置，而且能夠被共同驅(qū)動(dòng)，軋花輥能夠以彈性方式相互壓靠在一起；還涉及一種裝置的操作方法，以便對(duì)片材進(jìn)行軋花，其包括一對(duì)具有同樣齒的軋花輥，在操作中，軋花輥接觸配合。這種裝置已經(jīng)在美國專利No.5,007,271中詳細(xì)描述。這種已知的軋花裝置是要獲得高質(zhì)量的軋紋，特別是使軋花的軋花輥相互同步，而不論軋花輥的齒多精密，與此同時(shí)，僅有一個(gè)軋花輥被驅(qū)動(dòng)，由其驅(qū)動(dòng)另一個(gè)軋花輥。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果兩個(gè)軋花輥同樣設(shè)有硬輥齒，很難滿足上述要求，以保證軋花輥具有可接受的使用壽命。
為了滿足軋花輥的相互同步的要求，軋花輥以這種方式相互對(duì)準(zhǔn)，使兩個(gè)軋花輥沿圓周方向設(shè)置的成排輥齒位于同一平面，以便兩個(gè)軋花輥的嚙合區(qū)域的輥齒側(cè)面相互接觸，并由被驅(qū)動(dòng)的軋花輥迫使惰輥轉(zhuǎn)動(dòng)。
上述各軋花輥的相互對(duì)準(zhǔn)配置實(shí)際上與被軋花的片材一樣長(zhǎng)，所述片材尤其是包裝片材，主要是鋁箔。但是，最近紙片材得到大量使用，甚至被指定使用。這些片材基本上比鋁箔硬，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，已知的軋花輥不再適應(yīng)上述要求。
本發(fā)明的目的是提供一種可以滿足新要求的裝置，即可以獲得各種片材的最佳軋紋。通過提供一種用于片材軋花的裝置可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，其中該裝置包括一種操作方法，其中軋花輥能夠相互相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且在輥齒預(yù)定嚙合的位置相互配合位移，從而進(jìn)入自穩(wěn)定操作。從屬權(quán)利要求中描述了實(shí)施例中的具體特征。
本發(fā)明還涉及使用本發(fā)明的裝置用于軋花主要由紙構(gòu)成的片材的應(yīng)用，還涉及軋花輥的制造方法，其中，輥齒在成型之后接著進(jìn)行腐蝕加工。
如上所述，按照本發(fā)明的要求，軋花輥輥齒相互嚙合的預(yù)定位置不僅保證穩(wěn)定和同步地使軋花輥驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，而且，最佳軋紋不依賴于被軋紋材料。因此，本發(fā)明還涉及裝置的操作方法以便對(duì)片材軋花，其中，使裝置連續(xù)不變的操作，軋花輥在相互配合的位置中操作，各軋花輥在接觸區(qū)域的各輥齒至少在近似對(duì)稱的狀態(tài)下被包圍在另一個(gè)軋花輥的四個(gè)輥齒之間。
下面對(duì)附圖進(jìn)行簡(jiǎn)要的描述。并參照優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。


圖1是表示軋花輥的輥齒的展開圖；圖2和3表示當(dāng)本發(fā)明的裝置在啟動(dòng)時(shí)，軋花輥的輥齒處于的嚙合位置；圖4和5表示軋花輥的輥齒處于穩(wěn)定嚙合的位置；圖6表示在相互配合的軋花輥處于自穩(wěn)定位置時(shí)，引導(dǎo)片材通過時(shí)的狀態(tài)；圖7是表示按照本發(fā)明的軋花輥輥齒的穩(wěn)定的相互位置的示意圖；圖8是表示處于相互穩(wěn)定位置的軋花輥的相應(yīng)示意圖。
對(duì)于軋花裝置的基本構(gòu)造，參照上述美國專利No.5,007,271。帶狀片材在兩個(gè)帶有輥齒的軋花輥之間通過，其中一個(gè)軋花輥固定支撐，并且被驅(qū)動(dòng)，而另一個(gè)軋花輥可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的、以軸頸支撐方式支撐在軸上，并且在可調(diào)整壓力作用下壓靠在被驅(qū)動(dòng)的軋花輥上，可調(diào)整壓力由彈性力或氣壓力或其它裝置提供。
兩個(gè)軋花輥設(shè)有同樣的表面輥齒，其如圖1的展開圖所示，所述輥齒包括角錐齒，其沿著圓周方向成排設(shè)置，而且其排列方向垂直于軸線方向。如上所述，圖1表示了角錐齒，這些角錐齒具有精確的角錐幾何形狀，所述角錐有尖銳的頂點(diǎn)，這屬于現(xiàn)有技術(shù)中所述實(shí)施例的情況。
按照一新穎的特征，齒的頂點(diǎn)被削平，如圖2～5所示，即，齒變短ΔA，如圖3所示，在實(shí)際中，ΔA至少等于理論幾何齒高的2％，較好是5～25％。此外，各截角錐的角錐齒的邊緣被切削，其一般通過對(duì)輥齒的機(jī)械加工后，接著進(jìn)行腐蝕后加工處理獲得，例如通過蝕刻或電化學(xué)腐蝕，其主要影響角錐邊緣。
另一個(gè)相對(duì)于已知實(shí)施例的區(qū)別是，軋花輥的相互配合的軸向位置是預(yù)定的，即，軋花輥之間可以相互相對(duì)位移產(chǎn)生軸向間隙，其至少為1/2齒距，較好為3/4齒距，以便使軋花輥相互位移進(jìn)入穩(wěn)定位置，如下所述。
當(dāng)裝置啟動(dòng)時(shí)，軋花輥首先相互與插入的帶狀片材連接，并相互壓靠在一起，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，在圖2和3中相當(dāng)確實(shí)地描繪了軋花輥在接觸區(qū)域，相對(duì)的輥齒位置。圖2表示沿著圓周方向相對(duì)的輥齒位置。圖3表示沿著軸向相對(duì)的輥齒位置。按照?qǐng)D3所示，輥齒側(cè)面相互接觸，因此得到相互工作高度EH1。
因?yàn)檐埢ㄝ佋谵D(zhuǎn)動(dòng)，它們趨于產(chǎn)生相互之間的軸向位移，如果兩個(gè)軋花輥的輥齒停止在各輥齒側(cè)面移動(dòng)，各軋花輥的輥齒將相互更深地插入，于是導(dǎo)致較小的工作高度EH2。此輥齒的相對(duì)位置在圖4和5中表示，其中圖4表示沿著圓周方向相對(duì)的輥齒位置。圖5表示沿著軸向相對(duì)的輥齒位置?？梢钥吹?，輥齒以這種方式相互嚙合，即，各輥齒被對(duì)稱包圍在另一個(gè)軋花輥的4個(gè)輥齒之間，即，輥齒沿著其邊緣相互接觸，并且因?yàn)檩価X的邊緣被切割，并且它們的頂點(diǎn)變平，輥齒將設(shè)置或固定在嚙合的比較深的位置，其位置穩(wěn)定，而且，不分開，如經(jīng)驗(yàn)所示。因此，輥齒在自身動(dòng)力學(xué)條件下，穩(wěn)定地處于一定位置。如圖6所示，通過在軋花輥之間通過的片材加強(qiáng)自穩(wěn)定效果。
在兩個(gè)軋花輥的相互配合的任何位置，被軋花的材料被迫圍繞著結(jié)構(gòu)邊緣K1、K2。這產(chǎn)生紙拉伸，由紙拉伸在惰輥上產(chǎn)生作用力F1、F2，因此使軋花輥位移，從圖6所示的非穩(wěn)狀態(tài)移動(dòng)到圖4和5所示的最大插入的穩(wěn)定位置。如上所述，為了使軋花輥沿著軸向或圓周方向，離開相互配合的最大插入的穩(wěn)定位置，需要相當(dāng)大的作用力。因此，在相應(yīng)的嚙合范圍內(nèi)，保證以不變的相互嚙合的輥齒位置，安全和穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)惰輥。同時(shí)，保證獲得最佳的軋紋，尤其是對(duì)于紙片材。在嚙合的最初位置，輥齒也可沿著軸向在齒側(cè)面相互接觸，在這種情況下，通過沿著圓周方向的相對(duì)位移，獲得嚙合的穩(wěn)定位置。
附圖7和8以圖解方式表示本發(fā)明的軋花位置(圖7)和常規(guī)的輥齒位置(圖8)的比較情況。在這兩個(gè)示意圖中，一個(gè)軋花輥的輥齒頂點(diǎn)由三角形表示，另一個(gè)軋花輥的由圓圈表示。虛線表示相對(duì)斷開線，其意味著在本發(fā)明的輥齒位置，軋紋長(zhǎng)度基本上比常規(guī)的輥齒位置中的長(zhǎng)，與此同時(shí)，片材不僅在不受拉伸的作用下彎折，而且，彎折沿著對(duì)稱的對(duì)角線方向發(fā)生。
但是，為了操作的可靠性，還必須滿足一定的最小條件。因此，按照?qǐng)D7，在本發(fā)明的軋花過程中，由于金屬化紙的彈性，可以提供兩個(gè)軋花輥的一定節(jié)距的誤差ΔT，作為動(dòng)力補(bǔ)償。換句話說，按照本發(fā)明的軋花，如果節(jié)距差ΔT大于一定的自對(duì)中系數(shù)，軋花就不再可能。在任何情況下，如果各軋花輥的同步自對(duì)中不可靠，軋紋圖案將可能被破壞。下列關(guān)系式中的代號(hào)表示T1＝第一軋花輥徑向節(jié)距；T2＝第二軋花輥徑向節(jié)距；ΔT＝節(jié)距差；THT＝理論徑向節(jié)距(公稱節(jié)距)；SZF＝自對(duì)中系數(shù)；EF＝經(jīng)驗(yàn)系數(shù)＝98.75。
SZF＝THT/EFΔT＝T1-T2SZF≥|ΔT|在數(shù)字表示的實(shí)施例中，如下所述T1＝0.402T2＝0.399THT＝0.400ΔT＝0.402-0.399＝0.003SZF＝0.400/98.75＝0.004050.00405≥0.003這意味著保證了自對(duì)中效果。上述尺寸單位都是mm。
所述的優(yōu)選實(shí)施例的提供了簡(jiǎn)單、可靠、壽命長(zhǎng)的軋花輥、和不依賴于片材的高質(zhì)量的軋紋，以及簡(jiǎn)單的操作方法。在此實(shí)施例中，使用上述輥齒形狀的優(yōu)點(diǎn)是可以通過動(dòng)力位移進(jìn)入優(yōu)選的輥齒穩(wěn)定的相互位置。但是，提出其它實(shí)施例也是可行的。
軋花輥可以設(shè)有不同高度或相同高度的輥齒，即，節(jié)距當(dāng)然必須相應(yīng)，但削平量可以有變化。在輥齒高度不同的情況下，惰輥，即非驅(qū)動(dòng)軋花輥具有高度較低的輥齒。其具有稍微大一點(diǎn)的磨損性能，但是，其比驅(qū)動(dòng)軋花輥容易更換。
軋花輥還包括預(yù)先或粗定向裝置，例如在軋花輥的側(cè)面，各個(gè)邊緣的粗輥齒，在開始加工時(shí)相互嚙合，為軋花輥提供粗定向，由此提供正確的嚙合，接著，使軋花輥進(jìn)入其穩(wěn)定位置。為了使軋花輥?zhàn)杂上嗷ヅ浜系奈灰疲M(jìn)入穩(wěn)定位置，上述定向裝置必須有足夠的間隙。
一旦進(jìn)入穩(wěn)定的嚙合位置，就可鎖定相互配合的軋花輥位置，由此排除了軋花輥可能從穩(wěn)定位置跳出，進(jìn)入另一不同位置的危險(xiǎn)。例如一旦進(jìn)入穩(wěn)定位置，通過夾緊軸向可位移的輥軸，可以鎖定惰輥的軸向位置，使得在前面未連接的自由運(yùn)動(dòng)的齒輪連接在兩個(gè)軋花輥之間。
最終，通過自由運(yùn)動(dòng)的齒輪或從開始按照本發(fā)明提供的相互配合的設(shè)置，也可以使軋花輥進(jìn)入相互配合位置。
權(quán)利要求
1.一種用于片材軋花的裝置，其包括一對(duì)軋花輥，在軋花輥上設(shè)有同樣的輥齒，所述軋花輥連接驅(qū)動(dòng)裝置，而且能夠被共同驅(qū)動(dòng)，軋花輥能夠以彈性方式相互壓靠在一起，其特征在于，該裝置包括一種操作方式，其中軋花輥能夠相互相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且在軋花輥預(yù)定配合的位置相互配合位移，從而進(jìn)入自穩(wěn)定操作。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是一個(gè)軋花輥能夠被驅(qū)動(dòng)，而另一個(gè)軋花輥可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在軋花輥輥齒的嚙合作用下，能夠被驅(qū)動(dòng)，其中所述軋花輥可以沿軸向相互相對(duì)位移，所述可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的軋花輥?zhàn)詈迷O(shè)置有軸向間隙。
3.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是在穩(wěn)定的相互配合位置，所述軋花輥相互插入最大的插入深度。
4.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是在穩(wěn)定的相互嚙合位置，各軋花輥的各輥齒被對(duì)稱包圍在相對(duì)的軋花輥的四個(gè)齒之間。
5.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述軋花輥包括角錐齒，其頂點(diǎn)被削平。
6.按照權(quán)利要求5所述的裝置，其特征是所述齒的邊緣被切削。
7.按照權(quán)利要求5所述的裝置，其特征是齒高的削平量至少是2％，最好是5～25％。
8.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述軋花輥包括不同高度的齒，最好是自由轉(zhuǎn)動(dòng)的軋花輥具有較低的輥齒。
9.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是設(shè)有使所述軋花輥初步相互配合定向的裝置，其當(dāng)軋花輥連接時(shí)相互嚙合，或所述定向裝置為齒輪使兩個(gè)軋花輥之間有一定間隙。
10.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是還包括當(dāng)軋花輥進(jìn)入預(yù)定的、相互配合的位置時(shí)，消除所述軋花輥相互之間運(yùn)動(dòng)的裝置，例如通過消除在軋花輥之間的相互間隙，或通過與連接在兩輥之間的一齒輪嚙合來實(shí)現(xiàn)。
11.使用權(quán)利要求1所述裝置對(duì)主要由紙構(gòu)成的片材軋花的應(yīng)用。
12.一種制造權(quán)利要求1所述軋花輥的方法，其特征在于，對(duì)輥齒進(jìn)行成型加工之后，接著進(jìn)行腐蝕加工。
13.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征是所述腐蝕加工由蝕刻、電化學(xué)腐蝕或類似方式執(zhí)行。
14.一種用于片材軋花的裝置的操作的方法，其借助一對(duì)軋花輥進(jìn)行軋花，在軋花輥上設(shè)有同樣的輥齒，在操作中，輥齒相互嚙合，在連續(xù)不變的操作中，在相互配合的位置，軋花輥被操作，其中，各軋花輥在接觸區(qū)域的各輥齒至少在接近對(duì)稱的狀態(tài)下被包圍在另一個(gè)軋花輥的四個(gè)輥齒之間。
15.按照權(quán)利要求14所述的方法，其特征是所述軋花輥至少在啟動(dòng)過程中被一起轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使相互配合的軋花輥進(jìn)入預(yù)定的穩(wěn)定的相互配合位置，在此狀態(tài)下，軋花輥保持連續(xù)操作。
16.按照權(quán)利要求15所述的方法，其特征是進(jìn)入相互配合的穩(wěn)定位置之后，通過消除軋花輥之間的相互間隙，在軸向和/或圓周方向鎖定軋花輥的相互配合位置。
全文摘要
在一對(duì)軋花輥之間軋花的方法,在軋花輥上設(shè)有同樣的輥齒,輥齒包括沿軸向和圓周方向成排延伸的角錐齒。與理論上的角錐形狀相比較,齒的頭部被削平,同時(shí),角錐的邊緣被切削。軋花輥沿著軸向相互位移,因此固定在最大插入的輥齒的穩(wěn)定的嚙合位置,并且,在操作中保持此位置。由此使軋花輥相互安全的同步運(yùn)動(dòng),并且獲得任何材料,尤其是紙片材的最佳軋紋。
文檔編號(hào)B21D22/00GK1240683SQ9910649
公開日2000年1月12日 申請(qǐng)日期1999年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月17日
發(fā)明者查爾斯·伯格利, 伯納德·威斯特 申請(qǐng)人:伯格利-格拉維瑞斯股份有限公司