专利名称：低摩擦辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于印刷机(特别是旋转印刷机)中的辊组件。
背景技术：
旋转印刷机使用大量的挠曲辊(deflection roll)，它们不能被主动地驱动并且 不能主动地停止。如果发生故障(例如，如果纸破裂)，必须停止旋转印刷机。因为旋转机 器通常以相对高的纸运行速度工作(例如，lOOOm/min或ISm/sec)，所以停止过程需要相对 长的时间并且相当多地浪费纸(有时超过IOOrn的纸)。从现有技术知道辊组件的各种设计已经被用在印刷机(特别是旋转印刷机)中。
发明内容
辊组件表现出一个辊和两个旋转轴承。本发明提供了辊以表现出位于辊的内部的 具有纤维合成物的加强件。该加强件优选地位于旋转轴承之间并设计为加强辊以抵抗弯曲 应力。纤维合成物材料的加强件可以具有不同设计。例如，加强件可以是紧密地抵靠辊 的内侧的由纤维合成物材料制成的管。可选地或另外地，加强件可以表现为平行于辊的轴 线延伸并且构造为围绕辊的半径的纤维合成物材料的带。如果使用带，组件还提供从内部 支撑纤维合成物带的支撑管。具有纤维合成物材料的加强件增加了辊组件的刚性，由此使得具有加强件的辊同 时地表现出相对低的惯性力矩。这意味着，如果发生故障，辊和/或具有根据本发明设计的 一个或多个辊的旋转印刷机可以比根据现有技术中可用的辊组件更快地停止，其中，经由 纸网传递断裂力。由于本发明，加强件也使得由纸网的力而产生的辊的弯曲最小化，以确保纸网将 不会由于辊引起的挠曲而局部伸展。这是因为在高弯曲的点处，纸网需要行进的距离比在 低弯曲的点处更小。辊组件的旋转轴承可以定位在沿着辊的全部长度延伸的(静止)轴上。旋转轴承 优选地定位在辊的一端。静止轴允许旋转轴承被有力地支撑，其中，轴的固定辊组件的端点 不必吸收弯曲力。可选地，旋转轴承可以定位在彼此分离的轴部分上。这具有该组件可能潜在地更 难以组装并且轴的部分将还需要吸收弯曲力的缺点。然而，因为没有连续的静止轴妨碍，所 以存在以下优点在工作过程中与辊一同旋转的加强带可以延伸超过中心。根据本发明，整个辊组件被优化以实现尽可能最小的弯曲。在这么做的过程中，考 虑辊的长度、旋转轴承的位置、辊的壁厚以及具有纤维合成物材料的加强件。旋转轴承的径 向作用线到辊的端部的距离与所述辊的总长度的比率确定为在0. 015到0. 05的范围内，特 别在0. 03到0. 04的范围内，更特别地约为或精确地为0. 035。辊的外径与辊的总长度的比 率优选在0. 03到0. 1的范围内，特别在0. 04到0. 07的范围内，更特别地约在0. 05到0. 06的范围内，优选地约在或精确地为0. 054。辊在旋转轴承之间的壁厚度与辊的外径的比率 在0. 01到0. 08的范围内，特别在0. 02到0. 06的范围内，更特别地约在0. 015到0. 04的 范围内，优选地约为或精确地为0. 03。纤维复合物管的壁厚度与辊在旋转轴承之间的区域 的壁厚度的比率在0. 2到1. 0的范围内，特别在0. 5到0. 9的范围内，更特别地约在0. 6到 0. 8的范围内，优选地约为或精确地为0. 71。辊盖在气隙位于辊盖与辊之间的状态下定位在辊的两端处。气隙围绕圆周延伸并 且处于0. 3到2mm的范围内，特别地在0. 5到1. 8mm的范围内，更特别地从0. 9到1. 4mm的 范围内，优选地约为或精确地为1. 25mm。静止辊盖和辊的旋转运动防止灰尘进入辊的内部。用于具有纤维合成物的加强件的材料可以是多丝碳纤维或基于聚丙烯腈的纤维， 其优选地通过热解作用而碳化或者通过石墨化而精炼成为超高模数(UHM)纤维。这些纤维 可以被埋入矩阵中，特别是热固矩阵或树脂矩阵(通常是环氧树脂)。将整个加强件的纤维优选地引导到纵向方向(相对于辊轴线)。在使用带时，纤维 也可以以相对于纵向方向30°到60°的角延伸，并且可以构造为交叉的。
图1示出了穿过根据本发明的第一实施例的辊的纵向截面图；图2示出了根据图1中示出的实施例的辊的横向截面图；图3示出了穿过根据本发明的第二实施例的辊的纵向截面图；图4示出了穿过根据本发明的第三实施例的辊的纵向截面图；图5示出了根据图4中示出的实施例的辊的横向截面图；图6示出了穿过根据本发明的第四实施例的辊的纵向截面图；图7示出了根据图6中示出的实施例的辊的横向截面图；图8示出了穿过根据本发明的第五实施例的辊的纵向截面图；图9示出了根据图8中示出的实施例的辊的横向截面图。
具体实施例方式图1和图2示出了根据本发明的第一实施例的辊的纵向截面图和横向截面图。所 示出的辊组件表现出辊1和两个旋转轴承2a、2b。根据本发明，规定了辊1表现出位于辊1 内的具有纤维合成物材料的加强件。加强件优选地定位在旋转轴承2a、2b之间并且构造为 加强辊1以抵抗弯曲应力。在图1中示出的实施例中，加强件由抵靠辊1的内部装配的纤维合成物的管3组 成。如已经陈述，加强件导致辊组件的高刚性，其中，具有加强件的辊同时表现出相对低的 惯性力矩。因此，如果发生故障，辊和/或具有一个或多个本发明的辊组件的旋转印刷机可 以比现有技术中可用的辊和/或旋转印刷机更快地停止，其中经由纸网来传递断裂力。加 强件还使得由纸网的力而产生的辊的弯曲最小，以防止纸网由于弯曲而局部伸展。因为在 具有大变形的点处，纸网必须行进的距离比在具有小变形的点处短。在图1中，辊组件的旋转轴承2a、2b安装到沿着辊的整个长度延伸的静止轴8上。 旋转轴承2a、2b位于辊的端部，即，在左侧和右侧。旋转轴承可以有利地由静止轴支撑，其 中，用于对辊组件进行固定的轴的端点不需要吸收弯曲力。
在本发明中，整个辊组件被优化，以实现尽可能小的弯曲。在这么做的过程中，把 辊的长度、旋转轴承的位置、辊的壁厚度以及具有合成物的加强件考虑进去。在这么做的 过程中，旋转轴承的径向作用线到辊的端部的距离与辊的整个长度的比率有利地确定为约 0. 035。辊的外径与辊的总长度的比率最有利地为约0. 054。在旋转轴承之间的区域中的辊 的壁厚度与辊的外径的比率为约0. 03。纤维合成物的管的壁厚与旋转轴承之间的区域中的 壁厚度的比率为约0.71。优选地在辊盖10a、10b之间具有气隙11的状态下将辊盖10a、10b设置在轴的端 部。气隙围绕圆周延伸并且约为1. 25mm。静止辊盖以及辊进行旋转的效果防止灰尘进入辊 组件的内部。图3示出了根据本发明的第二实施例的辊组件的纵向截面图。除了存在不连续的 轴之外，该实施例与第一实施例相同。旋转轴承2a、2b构造在彼此分离的轴构件9a、9b上。图4和图5示出了根据本发明的第三实施例的辊组件的纵向截面图和横向截面 图。这个实施例与第二实施例相同，其中加强件也表现为纤维合成物的带4，其与辊轴线平 行延伸并且围绕半径构造在辊1的内部。如图5所示，带延伸超辊的中心。如前文所述的，存在以下缺点组件潜在地耗费 更多精力，并且轴构件必须也吸收由于没有连续轴而产生的弯曲应力。然而，其具有在工作 状态下与辊一同旋转的带4具有高加强效果的优点。图6和图7示出了根据本发明的第四实施例的辊组件的纵向截面图和横向截面 图。在该实施例中，也设置带6，但是在这种情况下带6不延伸超过辊的中心。在这种情况 下，已经通过带6和额外的支撑管5的方式提供了加强件，以从内部支撑纤维合成物的带6。 支撑管也可以是由纤维合成物制成。此外，也可以如第一实施例的情况那样提供管3。图8和图9示出了根据本发明的第五实施例的辊组件的纵向截面图和横向截面 图。该实施例仅将纤维合成物的带7而不是纤维合成物的管表现为加强件。用于纤维合成物的加强件的材料可以是多丝碳纤维或基于聚丙烯腈的纤维，其优 选地通过热解作用而碳化或者通过石墨化而精炼成为超高模数(UHM)纤维。纤维可以被埋 入矩阵中，特别是热固矩阵或树脂矩阵(通常是环氧树脂)。将整个加强件的纤维优选地引导到纵向方向(相对于辊轴线)。在使用带时，也可 以替换地或额外地以相对于纵向方向30°到60°的角延伸，并且可以构造为交叉的。在所有的实施例中，可以在矩阵或环氧树脂还没有硬化的情况下插入加强件。这 在加强件与辊之间产生了紧密的结合。可选地，也可以提前成型出加强件并且之后将其插 入并粘贴到辊中。在组装之后，对辊进行平衡，其中(如果必要)增加平衡重并且将其粘贴到辊中的 适当位置处。在实施例中，将旋转轴承示出为滚珠轴承。也可以使用滑动轴承或空气轴承。
权利要求
一种辊组件，其具有一个辊(1)和两个旋转轴承(2a，2b)，所述辊组件的特征在于所述辊(1)表现出被构造在所述辊(1)内部的、具有纤维合成物的加强件。
2.根据权利要求1所述的辊组件，其特征在于，所述纤维合成物加强件位于所述旋转 轴承(2a，2b)之间，并设计为加强所述辊(1)以抵抗弯曲应力。
3.根据权利要求1或2所述的辊组件，其特征在于，所述加强件表现为由纤维合成物材 料制成的抵靠所述辊(1)的内侧的管(3)。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的辊组件，其特征在于，所述加强件表现为纤 维合成物材料的带(4 ；6 ；7)，所述带平行于所述辊的轴线延伸并以径向形式构造在所述辊 (1)的内部。
5.根据权利要求4所述的辊组件，其特征在于，所述加强件表现为从所述内部支撑所 述纤维合成物带的支撑管(5)。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的辊组件，其特征在于，所述旋转轴承(2a，2b) 安装到沿着所述辊的全部长度延伸的轴(8)上。
7.根据权利要求1到5中任意一项所述的辊组件，其特征在于，所述旋转轴承(2a，2b) 安装到彼此分离的轴部分(9a，9b)上。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的辊组件，其特征在于，在所述辊的每端处定位 一个旋转轴承(2a，2b)。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的辊组件，其特征在于，所述旋转轴承的径向 作用线到所述辊的端部的距离与所述辊的总长度的比率在0. 015到0. 05的范围内，特别在 0. 03到0. 04的范围内，更特别地约为或精确地为0. 035。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的辊组件，其特征在于，所述辊的外径与所述 辊的总长度的比率在0. 03到0. 1的范围内，特别在0. 04到0. 07的范围内，更特别地约在 或精确地在0. 05到0. 06的范围内。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的辊组件，其特征在于，所述辊在所述旋转 轴承之间的区域内的壁厚度与所述辊的外径的比率在0.01到0. 08的范围内，特别在0. 02 到0. 06的范围内，更特别地约在0. 015到0. 04的范围内。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的辊组件，其特征在于，所述纤维复合物管的 壁厚度与所述辊在所述旋转轴承之间的区域的壁厚度的比率在0. 2到1. 0的范围内，特别 在0. 5到0. 9的范围内，更特别地约在0. 6到0. 8的范围内。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的辊组件，其特征在于，辊盖(10a，IOb)在气 隙(11)位于所述辊盖(10a，IOb)与所述辊之间的状态下定位在所述轴的端部处。
14.根据权利要求13所述的辊组件，其特征在于，所述气隙围绕圆周延伸，并具有0.3 至2mm的尺寸，特别地具有0. 5至1. 8mm的尺寸，更特别地具有0. 9至1. 4mm的尺寸。
15.一种印刷机，特别是旋转印刷机，其特征在于，根据权利要求1至14中任意一项所 述的一个或多个辊组件。
全文摘要
本发明提供了一种低摩擦辊。本发明涉及具有一个辊(1)和两个旋转轴承(2a，2b)的辊组件。本发明提供了辊1以表现出具有纤维合成物材料的加强件，其中加强件位于辊1的内部。加强件位于旋转轴承(2a，2b)之间，并设计为加强辊1以抵抗弯曲应力。利用低的惯性力矩和高刚性来优化辊组件，以允许辊组件在发生故障的情况下更快地停止，并且确保辊在工作状态下表现出低的弯曲。
文档编号B41F13/08GK101954778SQ201010231
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月13日 优先权日2009年7月13日
发明者尤尔根·弗劳恩涅特, 罗兰德·帕拉兹奇 申请人:得克斯玛格销售有限责任公司