專利名稱：用于運輸和擴幅帶材的軋輥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于在纏繞裝置中(優(yōu)選用于持續(xù)對帶材進行涂覆的裝置 中)引導和擴幅帶材的軋輥，其中若干輥子可旋轉地安裝在軋輥軸上，且 軋輥軸的每端可固定在夾緊軸承中。
背景技術：
例如由紙、塑料或者金屬制成的薄片或帶在這種軋輥(還稱為擴幅輥 子)上運輸，并且在相對于輸送方向橫向地加寬，并且適應光滑和不會折 鈹?shù)剡\輸帶材的目的。具有這種擴幅輥子的纏繞裝置尤其用在膜條涂覆設 備中，以在真空環(huán)境中對膜條和片進行持續(xù)蒸鍍或者濺鍍，其中尤其光滑 和無折鈹?shù)剡\輸膜以及膜上均勻的張力是必要的。擴幅輥子因而通常在處 理臺或者涂覆臺的上游。
相對于膜片的輸送方向橫向的擴幅效果由擴幅輥子的套筒表面沿著軋 輥軸縱向軸線的弓形輪廓產生的，所述輪廓由設置在軋輥軸上的各個輥子 造成，擴幅效果受到圍繞擴幅輥子的膜片包角和膜片張力的互相作用的影 響。
用于實施該擴幅輥子的套筒表面的弧形輪廓的許多不同構造是公知
的。因此，US 3 951 480 A、 US 3 804 473 A和US 3 666 049的每個描述了 具有管子的擴幅輥子，管子沿軋輥軸的縱向方向上呈弓形，套筒直徑相同 的若干柱形輥子借助于各個軸承可旋轉安裝在軋輥軸上，所述輥子由用于 密封間隙的柔性套筒包圍。
在擴幅輥子的其它設計中，諸如EP 0 829 654 A2 ，切去頂端的錐形輥 子的套筒直徑從軋輥端連續(xù)增大或者減小，并且切去頂端的錐形輥子設置 在連續(xù)筆直的軋輥軸上，每個所述切去頂端的輥子獨立于其它切去頂端的 輥子通過各個軸承可旋轉安裝在軋輥軸上。
DE 41 26 535 C2描述了一種擴幅輥子，其中若干柱形輥子設置在筆直 軋輥軸上，僅僅中間輥子平行于軋輥軸的縱向軸線安裝，其它輥子以相對 于軋輥軸的縱向軸線的角度可對稱地調節(jié)。
另外，EP 1 591392 Al描述了具有非直線軋輥軸的擴幅輥子，非直線 軋輥軸具有兩個軋輥軸部分，這兩個軋輥軸部分以相對于其縱向軸線成鈍 角連接在一起。在這些軋輥軸部分上連接位置的兩側，若干輥子可旋轉設 置在軸承上，且輥子的套筒表面是柱形或者切去頂端的錐形，并且相鄰輥 子的套筒直徑從一個平滑地過渡到另一個。
關于輥子的驅動，公知這樣一種驅動的擴幅輥子，其中輥子彼此連 接，并且擴幅輥子的一端由外部電動機驅動。在被動的擴幅輥子中，各個 輥子由在擴幅輥子上受拉的膜片移動。
膜片通過膜條涂覆設備的有效擴幅和穩(wěn)定無折皺的運輸同時要求在膜 片沒有撕裂的情況下所運輸膜的張力恒定，并且這在現(xiàn)有技術中由公知的 張力測量輥子監(jiān)視，該公知的張力測量輥子還被認為是對纏繞裝置中擴幅 輥子的附加測量儀器。該張力測量輥子測量垂直于在其運輸膜片的張力測 量輥子的縱向軸線作用的片張力，該片張力作為張力測量輥子上或者張力 測量輥子的軸承上的壓縮力。例如通過DE 41 31 760 Al中所描述在測力 器上雙邊安裝張力測量輥子，或者通過DE 36 09 623 Al中所描述在具有 應變儀的彎曲梁上安裝張力測量輥子，進行壓縮力的測量。根據(jù)由測力器 和應變儀所測量的壓縮力的值，作用在膜片上的張力由例如片引導系統(tǒng)保 持恒定為某需要值，所述片引導系統(tǒng)用于致動軋輥驅動或者軋輥制動裝 置。
現(xiàn)有技術的纏繞裝置對高質量的片(尤其是薄膜)運輸要求很大的設 計精力和較大空間要求。此外，對最薄的膜進行多處理的最新技術意在使 在膜條涂覆設備內用于膜處理和膜涂覆處理的部分具有越來越多的可用空 間。

發(fā)明內容
因而，本發(fā)明的目的是將通用的擴幅輥子改進到減小纏繞裝置的空間 要求和設計精力的程度。
根據(jù)本發(fā)明，由權利要求1的一般部分和由從屬權利要求的特征所表 征的本發(fā)明有利實施例來實現(xiàn)本目的。
根據(jù)本發(fā)明，用于測量帶材的張力的力轉換器集成到軋輥的至少一個 夾緊軸承。由于張力測量傳感器集成到專門針對最薄的膜設計的擴幅軋輥 的至少一個夾緊軸的結果，在一個軋輥中實現(xiàn)兩個功能，即擴幅和張力測 量，由此能夠消除配置到擴幅輥子的張力測量輥子，使得在設備內節(jié)省了 相應的空間并且降低了制造成本。
而且，有利地，夾緊軸承具有彈簧彈性軸承保持架，該軸承保持架垂 直于軋輥軸的縱向軸線與軋輥軸可操作連接，至少一個彈簧彈性軸承保持 架形成為力轉換器。
由于運輸膜片的片張力產生了垂直于軋輥軸的縱向軸線的合成偏斜 力，配置到軋輥軸兩端的夾緊軸承的彈簧彈性軸承保持架允許擴幅軋輥垂 直于其縱向軸線的軸向平行偏斜。根據(jù)所選擇的膜片繞擴幅輥子的包角， 該合成偏斜力在包角的平分線導向。該偏斜力由夾緊軸承的固定柔性軸承 保持架調節(jié)為變形張力。通過將彈簧彈性軸承保持架設計為力轉換器，該 變形張力(與片張力成比例)由與集成到力轉換器的力傳感器測量。該張 力測量能夠因此在擴幅輥子上進行，且沒有對擴幅功能產生不利影響。因 此，迄今為止，單獨實施的張力測量輥子的功能可轉移到擴幅輥子。
如果擴幅輥子的兩端處的偏斜力由于可變膜張力而不同，則如果兩個 彈簧彈性軸承保持架設計為力轉換器是有利的，這是因為更加分化和因而
更精確地對偏斜力進行測量。力傳感器的讀數(shù)能夠作為各個值或者平均值 隨后送入片張力調節(jié)裝置。
在本發(fā)明尤其有利的實施例中，彈簧彈性軸承保持架和/或力轉換器基 本上是與軋輥軸一起延伸。本創(chuàng)造性的擴幅輥子的設計的特征尤其在于用 來測量片張力的節(jié)省空間并有效的構造。與軋輥軸一起延伸排列，彈簧彈 性軸承保持架或者力轉換器布置為連接到夾緊軸承的彎曲梁。構造成力轉 換器的彎曲梁將垂直于擴幅輥子的縱向軸線作用的合成偏斜力調節(jié)為彎曲 變形張力，該彎曲變形張力反過來可由集成的力傳感器測量為張力和/或壓
縮力。
軸承保持架與軋輥軸或力轉換器一起延伸的布置有利于用于創(chuàng)造性擴 幅輥子的夾緊軸承的細長構造，且沒有軸承構造的元件突起在擴幅輥子的 套筒直徑上方。以此方式，組合的擴幅和張力測量輥子實現(xiàn)為尤其緊湊的 單元。
在具體的實施例中，力轉換器布置在夾緊軸承的軸側夾緊襯套和夾緊 軸承的固定夾緊襯套之間，且力轉換器的吸收負荷端配置到軸側夾緊襯 套。軋輥軸的一端和力轉換器的自由移動吸收負荷端接合到軸側夾緊襯 套。因此，直接作用在軋輥軸上的偏斜力在力轉換器的自由移動端(即在 短的傳力路徑上)得到調節(jié)，結果，用于測量片張力的對偏斜力的測量更 靈敏和更精確。
在另一個有利的實施例中，軋輥軸相對于力轉換器可旋轉安裝。除了 由于膜片的片張力而引起的垂直于擴幅輥子的縱向軸線作用的偏斜力之 外，輕的扭矩通過膜在擴幅輥子上的擴幅和運輸而施加在擴幅輥子的軋輥 軸上。在可旋轉安裝軋輥軸的輔助下，有關扭矩沒有傳遞到力轉換器，而 力轉換器調節(jié)軋輥軸的偏斜力。 一方面，這防止了力轉換器在期望方向上 變形或者旋轉而使其力傳感器的測量方向沒有精確地對準合成偏斜力的方 向，因為這會使片張力的讀數(shù)失真。另一方面，從作用在力轉換器上的偏 斜力中消除了扭矩分量，導致了力傳感器對片張力的更高的測量精度。
如果力轉換器由自動對準球軸承連接到軸側夾緊襯套，則片張力的測 量精度進一步得到提高。由于軸承中的空間結構設計，自動對準球軸承具 有低摩擦和軸向角的靈活性。因此，自動對準球軸承盡可能對軋輥軸或者
軸側夾緊襯套相對于自動對準球軸承的軸承軸可能的斜傾(canting)不敏 感。例如，由沿著擴幅輥子不均勻作用的片張力造成軋輥軸較小可變斜 傾。當使用具有非直線軋輥軸的擴幅輥子時，軋輥軸相對于自動對準球軸 承的軸承軸的與設計有關的較小傾斜度已經存在。借助于自動對準球軸 承，由軋輥軸的斜傾或者傾斜度造成的力分量盡可能得到補償，并且在對 力轉換器中的片張力偏斜力的靜止測量過程中作為干擾因素消除。
在具體的實施例中，夾緊軸承的固定夾緊襯套具有可旋轉安裝的軋輥
軸的彈性抗旋轉裝置。彈性抗旋轉裝置以限定的旋轉角度將軋輥軸位置固 定到纏繞裝置的框架，而沒有防礙與彈簧彈性軸承保持架或者力轉換器的 可操作連接的軋輥軸的柔性安裝。這種位置固定便于創(chuàng)造性地使用尤其是 作為組合擴幅和張力測量軋輥的具有非直線軋輥軸的擴幅輥子。為了有效 的擴幅，非直線軋輥軸的弓形或者傾斜需要軋輥軸相對于在擴幅輥子上運 輸?shù)哪て矫娴哪承D角度位置。在這旋轉角度位置中，軋輥軸必須可旋 轉鎖止的，這由阻止軋輥軸旋轉的抗旋轉裝置來實現(xiàn)。抗旋轉裝置的創(chuàng)造 性的彈性同時確保垂直于軋輥軸作用的偏斜力能夠沒有障礙地轉移到彈簧 彈性軸承保持架、或者力轉換器，因此片張力的測量沒有受到抗旋轉裝置 的抑制。
所聰明設計的創(chuàng)造性抗旋轉裝置的很實用的實施例是柔性套筒，該套 筒一側連接到軸側夾緊襯套，另一側連接到固定夾緊襯套。套筒沒有接觸 地覆蓋安裝在軸側夾緊襯套和固定夾緊襯套之間的彈簧彈性軸承保持架或 者力轉換器，套筒彈性允許偏斜力沒有障礙地作用在彈簧彈性軸承保持架 或者力轉換器上。
如果軋輥軸可固定在不同旋轉角度位置，則尤其非直線軋輥軸能夠通 過轉動和固定其軸位置而相對于在擴幅輥子上運輸?shù)哪て矫嬲{節(jié)到不同 的輪廓成形位置。因此，相對于膜片的擴幅輥子的輪廓和因此對膜片的擴 幅效果會受到影響。同樣，例如，擴幅輥子能夠適于不同膜片的材料屬性 或者不同膜片的包角，而對片張力的測量在各種情況下沒有障礙和恒定可 行。
如果力轉換器在固定夾緊襯套中的布置以相對于軋輥軸的旋轉角度可 調節(jié)，則力轉換器的測量方向可以適于不同方向的合成偏斜力，合成偏斜 力在具體設備中膜條或巻板繞擴幅輥子的可變包角的情況下形成。集成到 力轉換器的力傳感器的測量方向因此能夠精確地匹配到合成偏斜力的各個 方向，使得還能夠在組合擴幅和張力測量的輥子與膜片的可變包角的情況 下進行最佳張力測量。
而且，如果一個夾緊軸承形成為軸向固定軸承，另一個夾緊軸承形成 為軸向浮動軸承，則這是有利的。這種布置允許擴幅輥子的軋輥軸沿其長
度的熱膨脹，而沒有沿軋輥軸的縱向方向作用在夾緊軸承或者力轉換器上 的滑動力，并且沒有使要測量的合成偏斜力失真。
以下參照實施例更詳細地描述創(chuàng)造性擴幅輥子。相關示意圖示出如下。


圖1是創(chuàng)造性的擴幅輥子沿線A-A所取的縱向剖視圖。
圖2是創(chuàng)造性的擴幅輥子沿線B-B所取的縱向剖視圖。 圖3是處于安裝位置的創(chuàng)造性擴幅輥子的立體視圖。 圖4是創(chuàng)造性擴幅輥子的示意性橫截面圖示。
具體實施例方式
如圖1和圖2明顯可見，根據(jù)本實施例的創(chuàng)造性擴幅輥子1由軋輥軸 1組成，由例如金屬制成的若干柱形輥子3通過抗摩擦軸承2繞軋輥軸4 的縱向軸線3可樞轉地安裝在該軋輥軸1上。將膜片5拉在輥子2上以進 行擴幅和測量，由此輥子2旋轉(見圖3)。為了簡化起見，具有輥子2 的軋輥軸1已經在圖1和圖2中縮短。軋輥軸1的每端夾入到夾緊軸承 6、 7的軸側夾緊襯套8、 9中。在夾緊軸承6、 7的軸側夾緊襯套8、 9和 固定的夾緊襯套IO、 ll每個之間，布置力轉換器4、 1作為與軋輥軸13的 軸向軸線12—起延伸的彎曲梁，兩個力轉換器12、 13的吸收負荷、自由 移動測量頭14、 15安裝在每個軸側夾緊襯套8、 9中，并且與測量頭12、 13相對的力轉換器14、 15的一端牢固地夾緊在每個固定的夾緊襯套10、 11中。設置自動對準球軸承14、 15，用于將力轉換器8、 9的測量頭12、 13的每個安裝在軸側夾緊襯套16、 17中。夾到軸側夾緊襯套17、 8的軋 輥軸16還經由這些自動對準球軸承9、 1被可旋轉地安裝。如圖3和圖4 清楚可見，由于在擴幅輥子5上運輸?shù)哪て?的片張力F,、 F2，軋輥軸1 垂直于縱向軸線4朝著合成偏斜力Fu軸向平行地偏斜。根據(jù)圍繞安裝位 置處的擴幅輥子1的膜片5的包角a，合成偏斜力Fu朝著包角a的平分線 導向。每個力轉換器12、 13以其固定的夾緊襯套相對于軋輥軸1的某個
旋轉角度排列在固定的夾緊襯套10、 11中，使得集成的力傳感器(未示
出)的測量方向與合成偏斜力F^的方向一致。力轉換器12、 13上的標記 18、 19表示力傳感器的測量方向。力傳感器測量偏斜力F^作為對片張力 F,、 F2的測量，并且將所測量的信號供應到片引導系統(tǒng)(未示出)，用于 調節(jié)恒定的張力。通過將扎輥軸1可旋轉支撐在自動對準球軸承16、 17 上，測量頭14、 15保持沒有扭矩，使得由各個力傳感器僅僅測量由片張 力Fh F2合成的偏斜力Fi2。
根據(jù)本實施例，軋輥軸1在中心處形成較小弓形，但是這沒有在圖1 一圖3中示出。這種類型的具有非直線軋輥軸1的擴幅輥子1要求軋輥軸 1的安裝位置依賴于旋轉角度，該旋轉角度對于在擴幅輥子1上運輸?shù)哪?片5有一定擴幅效果。為此，設置柔性套筒20作為軋輥軸1的抗旋轉裝 置，該柔性套筒20 —側連接到軸側夾緊襯套8，另一側連接到夾緊軸承6 的有關固定夾緊襯套10，從而將軋輥軸1固定在某旋轉角度位置。套筒 20距力轉換器12的距離和彎曲彈性便于具有軸側夾緊襯套8的軋輥軸1 朝著合成偏斜力Fi2無障礙偏斜，因此確保將對合成偏斜力F^的無誤差測 量作為對片張力Fi、 F2的測量。
其它夾緊軸承7的軸側夾緊襯套9相對于自動對準球軸承15可以朝 著縱向軸線17軸向滑動，軸側夾緊襯套9由測量頭4支撐。固定在固定 夾緊襯套13中的力轉換器11的測量頭16在軸向方向固定。因此，該夾 緊軸承7形成為浮動軸承。由于熱膨脹引起的軋輥軸1在縱向方向4上的 滑動力因此沒有轉移到力轉換器12、 13的測量頭14、 15。
根據(jù)本實施例，以設計精力較低和同時實現(xiàn)高精度張力測量，在緊湊 節(jié)約空間的單元中實現(xiàn)組合擴幅和張力測量的輥子1。
權利要求
1.一種軋輥，用于對纏繞裝置中的帶材進行引導和擴幅，優(yōu)選用于對所述帶材進行連續(xù)涂覆的裝置，若干輥子可旋轉地安裝到軋輥軸，所述軋輥軸的每端可固定在夾緊軸承中，其特征在于用于測量所述帶材的張力的力轉換器(13、14)集成到所述軋輥的至少一個夾緊軸承(7、8)中。
9. 根據(jù)在前權利要求中任一項所述的軋輥，其特征在于 所述軋輥軸(1)可以固定在不同旋轉角度位置。
10. 根據(jù)在前權利要求中任一項所述的軋輥，其特征在于所述力轉換器(12、 13)在所述固定夾緊襯套(10、 11)中的布置使其相對于所述軸向(1)的旋轉角度可以調節(jié)。
11. 根據(jù)在前權利要求中任一項所述的軋輥，其特征在于夾緊軸承(6)形成為軸向固定軸承，并且其它夾緊軸承(7)形成為軸向浮動軸承。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軋輥，其用于對纏繞裝置中的帶材進行引導和擴幅，優(yōu)選用于持續(xù)對帶材進行涂覆的裝置。若干輥子可旋轉地安裝在軋輥軸上，軋輥軸的每端可固定在夾緊軸承中。本發(fā)明的目的是將通用的擴幅輥子提高到減小了對纏繞裝置的空間要求和設計精力的程度。通過彈簧彈性軸承保持架實現(xiàn)該目的，該彈簧彈性軸承保持架具有夾緊軸承(6、7)，夾緊軸承(6、7)垂直于軋輥軸(1)的縱向軸線(4)，可操作地與軋輥軸(1)連接，至少一個彈簧彈性軸承保持架形成為力轉換器(12、13)。
文檔編號G01L5/04GK101096248SQ200710126048
公開日2008年1月2日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權日2006年6月29日
發(fā)明者卡爾-海因里?！乜?申請人:應用材料合資有限公司