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Kalanderwalze sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft Kalanderwalzen mit biegungssteifem Kern und einem mit diesem fest verbundenen Walzenmantel, der aus zahlreichen axial aneinanderliegenden, miteinander zu einem einheitlichen Körper verklebten und zusammengepressten Schichten aus elastisch nachgiebigem Werkstoff - wie Papier, Vlies, Gewebe od. - besteht, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Kalanderwalzen.
Derartige Kalanderwalzen dienen bekanntlich als Gegenwalze zu Präge- oder Glättwalzen aus Stahl oder einem ähnlichen harten Werkstoff.
Zur Herstellung solcher Gegenwalze werden Warenbahnen aus Papier, Vlies, Gewebe od. ähnl. Stoffen, die gegebenenfalls vorher mit kalt-oder warmhänenden polymerisierenden oder vulkanisierenden Massen getränkt worden waren, zu quadratischen Platten zerschnitten, in deren Mitte ein dem Walzenkern entsprechendes Loch gestanzt wird ; diese Platten werden-zweckmässig mit versetzten Ecken - über den Walzenkern gesteckt und dann in dessen Achsrichtung unter hohem Druck und gegebenenfalls gleichzeitiger Erwärmung zusammengepresst, wobei die Imprägnierungsstoffe eine innige Verbindung der einzelnen Platten zu einem einheitlichen Körper bewirken sollen.
Die Aussenflächen des so hergestellten Körpers werden dann durch Abdrehen, Abschleifen od. dgl. zu der fertigenmantelffäche der Gegenwalze bearbeitet. Beim Einstanzen der zentralen Löcher in die quadratischen Platten sowie beim Bearbeiten des aus ihnen gefertigten einheitlichen Körpers zur fertigen Mantelfläche ergibt sich ein erheblicher Materialabfall; ausserdem zeigt die Mantelfläche derartiger Gegenwalzen eine mehr oder weniger inErscheinung tretendeStreifenbildung, die sich beim Gebrauch der Gegenwalze nachteilig auswirkt und, wie die praktische Erfahrung bewiesen hat, das saubere Prägen oder Glätten der zwischen den Kalanderwalzen durchlaufenden Warenbahn beeinträchtigt, insbesondere wenn diese aus einem empfindlichen Werkstoff besteht.
Die zur Fertigung des Walzenmantels verwendeten vorgenannten Warenbahnen aus Papier, Vlies, Gewebe od. dgl. haben je nach ihrer Herstellungsart eine geordnete oder auch ungeordnete Faserrichtung, wobei die einzelnen Fasern meist parallel oder quer zur Längsrichtung der Warenbahn liegen, die daraus zugeschnittenen einheitlichen Platten weisen daher eine Faserrichtung auf, die nur an zwei einander gegenüberliegenden Sektoren angenähert radial vom Walzenkern zur Mantelfläche verlaufen ; in allen da- zwischenliegenden Sektoren weniger oder mehr, nämlich bis zu 900, von der radialen Richtung abweichen.
Gegen den Umfang der Mantelfläche hin ändert sich die Richtung der in dieser Fläche liegenden Fasern dauernd, was die vorerwähnte Streifenblldung hervorruft.
Es wurde femer vorgeschlagen, eine gegebenenfalls zu mehreren Schichten zusammengefaltete Warenbahn in trapezartige Stücke zu zerlegen, deren Höhe der Dicke des Walzenmantels entspricht, u. zw. so, dass die Materialfasem dieser Stücke in Richtung der Höhenlinie verlaufen. Die so hergestellten Teil-
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de, zu aufeinanderliegenden Scheiben zusammengesetzt und anschliessend in axialer Richtung unter hohem Druck zusammengepresst werden. Wie keiner weiteren Erläuterung bedarf, verlaufen die Materialfa- sem des fertigen Walzenmantels an allen Stellen ziemlich genau radial, wodurch die vorerwähnte Strei- fenbildung vermieden wird.
Der diesbezüglich zweifellos sehr zweckmässige Vorschlag hat aber einen ändern grossen Nachteil. Da jede einzelne Scheibe des fertigen Walzenmantels aus etwa zwölf Trapezstückenzusammengesetzt ist, weist dieser Mantel sehr zahlreiche radiale Stossfugen auf ; bei normaler Druckbeanspruchung während des
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Gebrauches einer Gegenwalze würde sich eine Kraft ergeben, welche die an den Stellen der radialen Stossfugen aneinanderliegendenMantelstücke voneinander zu trennen sucht. Ein Walzenmantel mit radialen Stossfugen wäre dementsprechend wesentlich weniger widerstandsfähig als ein ausvollen einheitlichen Platten bzw. Scheiben zusammengesetzter.
Ferner ist der Materialabfall beim Zerlegen der Warenbahn in trapezförmige Teilstücke immer noch recht beträchtlich, wenngleich erheblich geringer als beim Zerlegen in quadratische Platten, weshalb sich diese Ausführungsformen in der Praxis auch nicht durchgesetzt haben.
Die Erfindung schafft nun eine derartige Ausgestaltung von Kalanderwalzen, bei der die Vorteile der beiden bekannten Ausführungsformen vereinigt, ihre Nachteile jedoch vermieden werden, d. h. die Ka- landerwa1zen mit biegungssteifem Kern und elastisch nachgiebigem Mantel sollen :
1. bei Gebrauch keine Streifenbildung zeigen, 2, keine radialen Stossfugen aufweisen und schliesslich 3. aus einer geeigneten Warenbahn mit möglichst geringem Materialabfall herstellbar sein.
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dicke entsprechenden Breite zusammengesetzt ist, welches um den Walzenkern hochkant mit den Zacken nach innen und seiner glatten Längskante nach aussen inSchraubenwindungen gewickelt ist, wodurch die beim Wickeln entsprechendeLängskrümmung im wesentlichen zermngs-und stauchungsfrei aus- geglichen ist. Dabei können mehrere Bänder nach Art einer mehrgängigen Schraube ineinandergesteckt und über die ganzeMantellänge gewickelt sein. Es können aber auch einzelne Bänder oder Gruppen inein- andergesteckter Bänder axial hintereinanderliegend angeordnet sein.
Die auf die eine oder andere Art in schraubenwindungen um den Walzenkern gewickelten Zackenbänder bilden nebeneinanderliegende Schichten, die in üblicher Weise miteinander verklebt und in der Achsrichtung zusammengepresst werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Walzenmantel aus einer geraden Zahl axial ineinander oder nacheinander um den Kern gewickelter, einseitig gezackter Bänder, die aus einer Warenbahn von einheitlichem Gefüge mittels eines längsgerichteten Zickzack-Schnittes und Abschneiden der dabei entstehenden Zackenspitzen hergestellt sind.
Das erfindungsgemässeverfahren zur Herstellung der oben bescbrlebenenKalanderwa1zen besteht darin, dass eine Warenbahn aus elastisch nachgiebigem Werkstoff mittels eines längsgerichteten ZickzackSchnittes in zwei einseitig gezackte Bänder zerlegt, diese Bänder durch Abschneiden ihrer Zackenspitzen auf eine der Dicke des Walzenmantels entsprechende Breite gebracht, sodann mit ihren Zacken nach innen und ihrer glatten Längskante nach aussen, gegebenenfalls unter Zwischenschichtung von Bindemitteln, in Spiralen um eine zylindrische Säule vom Durchmesser des Walzenkernes-vorzugsweise um diesen Kern selbst-in Schraubenwindungen gewickelt, zu einem einheitlichen Mantelkörper axial zusammengepresst und verbunden werden,
welcher schliesslich auf dem Walzenkern mit freibleibenden Mantelfläche befestigt wird.
Nach dem Zusammenpressen der auf dem Walzenkern sitzenden spiralig gewickelten Zackenbänder bilden deren Längskanten die Aussenfläche des Walzenmantels, die. soweit erforderlich, nur noch glatt gedreht und geschliffen zu werden braucht. Im ganzen ergibt sich bei dieser Arbeit und dem vorhergehenden Abschneiden der Zackenspitzen nur ein geringfügiger Materialabfall in der Grössenordnung von etwa Wo der Warenbahn.
Soweit die Zackenbänder nicht aus solchen Werkstoffen bestehen, die unter hohem Druck und gegebenenfalls gleichzeitiger Erwärmung zu einem einheitlichenKörper zusammenbacken oder-sintern, verwendet man zweckmässig geeignete kalt- oder warmhärtende,polymerisierende oder vulkanisierende Bindemittel zum Zusammenkleben der Schraubenwindungen. Zu diesem Zweck Itann man schon die Waren" bahn oder die daraus gefertigten Zackenbändet mit solchen Bindemitteln imprägnieren. Einfacher ist jedoch eine Beschichtung der Schraubenwindungen mit Massen der vorerwähnten Beschaffenheit, wobei die Beschichtung vor, während oder nach dem losem Aufwickeln der Bandspiralen erfolgen kann.
Als Wickelsäule kann an sich jede beliebige zylindrische Säule vom Durchmesser des Walzenkerns benutzt werden, vorteilhafter der Walzenkern selbst.
In der Zeichnung Ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kalanderwalze veranschaulicht.
Es zeigen : Fig. 1 einen Walzenkern mit teilweiser Bewicklung und Fig. 2 eine in einseitig gezackte Baan- der zerlegte Warenbahn.
Ein Walzenkern 1 aus Stahl oder einem ähnlichen harten und biegungssteifen Werkstoff trägt zwei Druckscheiben2 und 3, zwischen denen der im ganzen mit 4 bezeichnete Walzenmantel mit freibleibender Aussenfläche liegt. Ausserhalb der Scheiben 2 und 3 ist der Walzenkern l ZM Laufzapfen la bearbeitet.
Die Druckscheibe 2 sitzt fest auf dem Walzenkern 1, während die Druckscheibe 3 längsverschieblich sowie
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durch eine Mutter 5 mit Unterlegscheibe 6 oder durch eine andere geeignete Einrichtung feststellbar auf diesem Kern angeordnet ist. Zur Herstellung des Walzenmantels 4 wird eine Warenbahn 9, die aus einem dehnbaren sowie elastisch nachgiebigen Werkstoff, wie Papier, Vlies, Gewebe od. dgl., mittels eines durch ihr Mittelfeld gelegten Zickzack-Schnittes 10 in zwei einseitig gezackte Bänder 11 zerlegt. Durch
Abschneiden der Zackenspitzen 12a wird jedes Band 11 auf eine der Dicke A des Walzenmantels 4 ent- sprechende Breite georacht und in der in Fig. 1 gezeigten Weise mit seinen Zacken 12 nach innen sowie seiner durchgehenden Seitenkante 11a nach aussen liegend in Schraubenwindungen 13 um den Walzen- kern 1 gewickelt.
In Fig. 1 ist dabei einfachheitshalber auf dem Walzenkern 1 nur ein in Schraubenwin- dungen 13 aufgewickeltes Band 11 angedeutet, zwischen dessen Windungen noch eines oder auch mehrere weitere liegen können. Nachdem z. B. beide Bänder 11 um den Walzenkern 1 auf der unteren Druckschei- be 2 aufliegend schraubenförmig aufgewickelt und ihre Flächen mit einer geeigneten filmbildenden Masse beschichtet sind, wird die obere Druckscheibe 3 auf den Walzenkern aufgesteckt und unter äusserem Druck auf dieselbe das ganze Windungspaket axial auf die Länge des Walzenmantels 4 zusammengepresst.
Die zwischen die Schraubenwindungen eingeschichtet Masse tritt dabei auch in den Spalt zwischen dem Wal- zenkern1 und den abgeschnittenen, an ihm anliegenden Zacken 12 der aufgewickelten Bänder 11 und be- wirkt daher nicht nur ein inniges Zusammenkleben der einzelnen Schraubenwindungen zu einemeinheitli- chen Mantelkörper, sondern auch eine gute Haftung derselben an dem Walzenkern, gegebenenfalls kann auch vor Aufwickeln der Bänder 11 auf den Walzenkern1 und bzw. oder auf die Innenkanten 12b der Zak- ken 12 ein geeignetes Bindemittel aufgetragen werden, um eine besonders gute Haftung des Mantelkörpers am Walzenkern zu erzielen.
Nach Zusammenpressen der Schraubenwindungen 13 wird schliesslich die
Unterlagscheibe 6 aufgesteckt und die Mutter 5 angezogen und dadurch die Druckscheibe 3 fest gegen den
Mantelkörper 4 angedrückt, dessen freiliegende Aussenfläche nunmehr allenfalls noch glatt gedreht oder geschliffen werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kalanderwalze mit biegungssteifem Kern und einem mit diesem fest verbundenen Walzenmantel, der aus zahlreichen axial aneinanderliegenden, miteinander zu einem einheitlichen Körper verklebten und zusammengepressten Schichten aus elastisch nachgiebigem Werkstoff - wie Papier, Vlies, Gewebe od. dgl. - besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (4) aus mindestens einem einseitig, V-förmig gezackten Band (11) von der der Manteldicke (A) entsprechenden Breite zusammengesetzt ist, welches um den Walzenkern (1) hochkant mit den Zacken (12) nach innen und seiner glatten Längskan- te (lla) nach aussen in Schraubenwindungen (13) gewickelt ist.
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Calender roll and process for their manufacture
The invention relates to calender rolls with a rigid core and a roll shell firmly connected to this, which consists of numerous axially adjacent, glued and compressed layers of elastically flexible material - such as paper, fleece, fabric or the other - and a method for Manufacture of such calender rolls.
Such calender rolls are known to serve as a counter roll to embossing or smoothing rolls made of steel or a similar hard material.
To produce such an opposing roller, webs of paper, fleece, fabric or similar are used. Materials that may have previously been impregnated with cold or warm hanging polymerizing or vulcanizing masses are cut into square plates, in the middle of which a hole corresponding to the roller core is punched; these plates are - appropriately with offset corners - placed over the roller core and then pressed together in its axial direction under high pressure and possibly simultaneous heating, the impregnation substances should bring about an intimate connection of the individual plates to form a single body.
The outer surfaces of the body produced in this way are then machined by turning, grinding or the like to form the finished outer surface of the counter roller. When punching the central holes in the square plates and when machining the unitary body made from them to form the finished outer surface, there is a considerable waste of material; In addition, the outer surface of such counter-rollers shows more or less streaking, which has a disadvantageous effect when the counter-roller is used and, as practical experience has shown, affects the clean embossing or smoothing of the material web running between the calender rollers, especially if it is made of a sensitive material consists.
The aforementioned webs of paper, fleece, fabric or the like used to manufacture the roll shell have an ordered or disordered fiber direction depending on their production method, the individual fibers usually lying parallel or transversely to the longitudinal direction of the web, the uniform plates cut from them have therefore a fiber direction which only run approximately radially on two opposite sectors from the roller core to the outer surface; in all the intermediate sectors deviate less or more, namely up to 900, from the radial direction.
Towards the circumference of the lateral surface, the direction of the fibers lying in this surface changes continuously, which causes the aforementioned stripe formation.
It has also been proposed to divide a web of material which may be folded into several layers into trapezoidal pieces, the height of which corresponds to the thickness of the roll shell, and the like. zw. So that the material fibers of these pieces run in the direction of the contour line. The partial
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de, put together to form disks on top of one another and then pressed together in the axial direction under high pressure. As need not be explained further, the material fibers of the finished roll shell run almost exactly radially at all points, which avoids the aforementioned streaking.
The proposal, which is undoubtedly very useful in this regard, has another major disadvantage. Since each individual disc of the finished roll shell is composed of about twelve trapezoidal pieces, this shell has very numerous radial butt joints; with normal compressive stress during the
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The use of a counter-roller would result in a force which seeks to separate the casing pieces that lie against one another at the points of the radial butt joints. A roll shell with radial butt joints would accordingly be much less resistant than a fully assembled plate or disk.
Furthermore, the material waste when dividing the web of material into trapezoidal sections is still quite considerable, albeit considerably less than when dividing it into square panels, which is why these embodiments have not caught on in practice.
The invention now provides such a configuration of calender rolls in which the advantages of the two known embodiments are combined, but their disadvantages are avoided, i.e. H. the calender rollers with a rigid core and an elastically flexible jacket should:
1. do not show any streaking during use, 2, have no radial butt joints and, finally, 3. can be manufactured from a suitable material web with as little material waste as possible.
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thick corresponding width is composed, which is wound upright around the roller core with the prongs inwards and its smooth longitudinal edge outwards in screw turns, whereby the corresponding longitudinal curvature during winding is compensated essentially free of tension and compression. Several bands can be inserted into one another like a multi-start screw and wound over the entire length of the jacket. However, it is also possible for individual bands or groups of bands that are plugged into one another to be arranged axially one behind the other.
The serrated bands wound around the roller core in one way or another in screw turns form layers lying next to one another, which are glued together in the usual way and pressed together in the axial direction.
According to a further feature of the invention, the roll shell consists of an even number of axially jagged ribbons wound around the core or one after the other, which are made from a web of uniform structure by means of a longitudinal zigzag cut and cutting off the resulting zigzag tips.
The method according to the invention for the production of the calender rolls covered above consists in dividing a web of elastically flexible material into two unilaterally jagged bands by means of a longitudinal zigzag cut, these bands being cut to a width corresponding to the thickness of the roll shell, then with their teeth inwards and their smooth longitudinal edge to the outside, optionally with intermediate layers of binding agents, in spirals around a cylindrical column with the diameter of the roller core - preferably around this core itself - wound in screw turns, axially compressed and connected to form a uniform shell body,
which is finally attached to the roller core with the outer surface remaining free.
After the spirally wound serrated bands sitting on the roller core are pressed together, their longitudinal edges form the outer surface of the roller shell, which. if necessary, only needs to be turned smooth and sanded. On the whole, this work and the previous cutting off of the spike tips result in only a slight waste of material in the order of magnitude of about Wo of the material web.
If the serrated bands are not made of materials that bake or sinter together under high pressure and possibly simultaneous heating to form a uniform body, suitable cold or warm curing, polymerizing or vulcanizing binders are used to glue the screw turns together. For this purpose it is possible to impregnate the web of goods or the serrated tapes made from them with such binding agents. However, it is simpler to coat the screw windings with compounds of the type mentioned above, the coating being carried out before, during or after the loose winding of the spiral tape.
Any cylindrical column with the diameter of the roller core can be used as the winding column, preferably the roller core itself.
An exemplary embodiment of the calender roll according to the invention is illustrated in the drawing.
The figures show: FIG. 1 a roller core with partial wrapping, and FIG. 2 a web of material broken up into ribbons that are serrated on one side.
A roller core 1 made of steel or a similar hard and flexurally rigid material carries two pressure disks 2 and 3, between which lies the roller shell, designated as a whole by 4, with an exposed outer surface. Outside the disks 2 and 3, the roller core l ZM journal la is machined.
The pressure disk 2 sits firmly on the roller core 1, while the pressure disk 3 is longitudinally displaceable as well
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is arranged lockable on this core by a nut 5 with washer 6 or by some other suitable device. To produce the roll shell 4, a web 9, which is made of a stretchable and elastically flexible material such as paper, fleece, fabric or the like, is broken up into two bands 11 jagged on one side by means of a zigzag cut 10 placed through its central field. By
Cutting off the spike tips 12a, each band 11 is georacht to a width corresponding to the thickness A of the roll shell 4 and in the manner shown in FIG. 1 with its spikes 12 inwards and its continuous side edge 11a outwards in helical turns 13 around the rolls - core 1 wound.
In FIG. 1, for the sake of simplicity, only one band 11 wound in helical turns 13 is indicated on the roller core 1, between the turns of which one or even several more can lie. After z. B. both bands 11 are helically wound around the roller core 1 resting on the lower pressure disc 2 and their surfaces are coated with a suitable film-forming compound, the upper pressure disc 3 is placed on the roller core and the entire winding package is axially applied to it under external pressure the length of the roll shell 4 is compressed.
The compound layered between the screw turns also enters the gap between the roller core 1 and the cut prongs 12 of the wound strips 11 resting against it and therefore not only causes the individual screw turns to stick together to form a uniform casing body, but also good adhesion of the same to the roller core; if necessary, a suitable binding agent can also be applied before winding the strips 11 onto the roller core 1 and / or onto the inner edges 12b of the prongs 12 in order to achieve particularly good adhesion of the jacket body to the roller core .
After the screw turns 13 are pressed together, the
Washer 6 attached and the nut 5 tightened and thereby the thrust washer 3 firmly against the
Sheath body 4 pressed on, the exposed outer surface of which can now at best be turned or ground smooth.
PATENT CLAIMS:
1. Calender roll with a rigid core and a roll shell firmly connected to it, which consists of numerous axially adjacent layers of elastically flexible material - such as paper, fleece, fabric or the like - which are glued to one another and pressed together to form a uniform body, characterized in that, that the roll shell (4) is composed of at least one one-sided, V-shaped serrated band (11) of the width corresponding to the shell thickness (A), which is edged around the roll core (1) with the prongs (12) inwards and its smooth Longitudinal edge (IIIa) is wound outwards in screw turns (13).
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