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Magnetwalze
Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetwalze zum Beeinflussen von beweglichen Maschinenteilen, insbesondere zur Anziehung von Maschinenteilen, für die Behandlung flächiger Materialien, wobei der zylindrische Mantel der Magnetwalze abwechselnd aus magnetisierbaren und nichtmagnetisierbaren Ringen besteht, wobei im Inneren der Walze Permanentmagnete angeordnet sind.
Es sind Maschinen zur Behandlung von flächigen Materialien, z. B. Filmdruckmaschinen für Textilien, Folien aus verschiedenen Stoffen, Papier usw., Kaschier-oder Färbemaschinen bekannt, welche mit Magnetrollen oder Magnetrakelklingen ausgerüstet sind. Diese Magnetrollen oder Magnetrakelklingen werden durch einen unter der Warenbahn befindlichen Magnetbalken oder eine Magnetwalze angezogen und üben auf diese über die ganze Warenbreite einen gleichmässigen Anpressdruck aus, wobei bei bewegter Warenbahn die Magnetrolle in Drehung gesetzt wird und abrollt.
Ferner wurde die Verwendung von Magnetwalzen als Arbeitswalzen, insbesondere als Gegendruckwalzen in Druckeinrichtungen nach dem Hoch-, Tief-oder Flachdruckverfahren, weiters als druckausübende Arbeitswalzen eines Foulards, eines Kalanders, von Beschichtungseinrichtungen od. dgl. vorgeschlagen.
Die dafür verwendeten bzw. vorgeschlagenen Magnetwalzen wurden als Elektromagnetwalzen ausgebildet, weil sie sich einfach zu-oder abschalten lassen und ihre Anziehungskraft durch Veränderung der Erregerspannung leicht verändert werden kann.
Es ist aber von Nachteil, dass derartige Elektromagnetwalzen warm werden und für eine laufende Wärmeabfuhr gesorgt werden muss. Insbesondere bei Stillständen kann es zu überhitzungen kommen, da die in den Spulen gespeicherte Wärme nicht abgeführt wird. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass derartige Elektromagnetwalzen nur bedingt im Nassbetrieb eingesetzt werden können, da die Isolierung der Stromzuführung problematisch ist. Elektromagnetwalzen müssen sorgfältig abgedichtet sein, damit keine Flüssigkeit in das Innere des Walzenkörpers gelangt und Kurzschlüsse der Magnetspulen hervorruft. Elektromagnetwalzen neigen auch durch die Temperaturänderungen zu Kodenswasserbildung, was wieder zu Kurzschlüssen in den Magnetspulen fuhren kann.
Ausserdem erfordern die Elektromagnetwalzen eine Gleichstromversorgung mit einer entsprechenden Gleichstromerzeugung und verbrauchen im Betrieb erhebliche Energie, die umso grösser wird, je grösser der zu überwindende Luftspalt ist.
Die geschilderten Nachteile der Elektromagnetwalze können durch eine Walze mit Permanentmagneten vermieden werden. Bei bekannten Vorschlägen, die die Verwendung einer solchen Magnetwalze vorsehen, ist jedoch eine Regelung der Anziehungskraft, d. h. der Stärke des von der Magnetwalze ausgehenden magnetischen Feldes unmöglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine regelbare Magnetwalze zu schaffen, was erfindungsgemäss dadurch erreicht wird, dass im Inneren der Magnetwalze mindestens eine Magneteinheit angeordnet ist, welche in Abständen Polstellen von abwechselnd verschiedener Polarität aufweist, wobei die magnetisierbaren Ringe des Walzenmantels untereinander dieselben Abstände aufweisen wie die Polstellen der inneren Magneteinheit, und wobei diese innere Magneteinheit gegenüber dem Walzenmantel axial verschiebbar ist.
Durch Verschieben des inneren Magnetkörpers dem Walzenmantel gegenüber und damit gegenüber
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der Reihe der magnetiiserbaren Ringe erfolgt eine stufenlose Veränderung des von den magnetisierbaren Ringen ausgehenden magnetischen Feldes, wodurch die Anziehungskraft der Magnetwalze reguliert und gegebenenfalls in extremer Stellung praktisch abgeschaltet werden kann, dann nämlich, wenn jeder magnetisierbare Ring des Walzenmantels gerade je zwei Polstellen unterschiedlicher Polarität des Magnetkörpers überbrückt, so dass sich das magnetische Feld fast ausschlielich in den magnetisierbaren Ringen konzentriert und in ihrer Umgebung bis auf ein schwaches Restfeld verschwindet.
Zweckmässig ist es, wenn im Magnetkörper die Polstellen unterschiedlicher Polarität sowie im Walzenmantel die magnetisierbaren Ringe über die gesamte axiale Erstreckung der Magnetwalze konstante Abstände aufweisen.
Der im Inneren der Magnetwalze angeordnete Magnetkörper kann mit dem Walzenmantel in drehfester Verbindung stehen, so dass sich der Magnetkörper bei der Rotation der Magnetwalzen mit dem Walzenmantel mitdreht. Es kann jedoch auch bloss eine Rotation des Walzenmantels stattfinden, während der Magnetkörper stillsteht. Auch die Möglichkeit einer Abrollbewegung zwischen Walzenmantel und Magnetkörper an der Innenwand des Walzenmantels ist gegeben.
Die Konstruktion und Anordnung des Magnetkörpers wird u. a. davon abhängen, ob ein bezüglich der Walzenachse der Magnetwalze rotationssymmetrisches magnetisches Kraftfeld erzeugt werden soll oder ein Kraftfeld, welches z. B. längs einzelner, jeweils einer Erzeugenden der Walzenoberfläche folgenden Streifen nach aussen wirkt.
Eine zweckmässige Konstruktion des inneren Magnetkörpers besteht darin, dass eine Reihe von axial magnetisierten Dauermagneten vorgesehen ist, an deren Stirnseiten scheibenförmige Polschuhe angeordnet sind, welche die Polstellen von abwechselnd verschiedener Polarität bilden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Breite der scheibenförmigen Polschuhe grösser ist als die Breite der nichtmagnetisierbaren Ringe des Walzenmantels, weil dadurch auf einfache Weise in extremer Stellung (Abschaltstellung) des Magnetkörpers die Überbrückung der Polschuhe durch die magnetisierbaren Ringe des Walzenmantels erreicht werden kann.
Aus einer Reihe von axial magnetisierten Dauermagneten, an deren Stirnseiten scheibenförmige Polschuhe angeordnet sind, besteht auch der Mantel jener erwähnten bekannten Druckformzylinder, die zum Aufspannen von flexiblen, magnetisierbaren Druckformen dienen, doch handelt es sich dabei nicht, wie im Falle der Erfindung, um einen inneren, gegenüber dem Walzenmantel axial verschiebbaren Magnetkörper.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen durch Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein. Fig. 1 zeigt im Axialschnitt eine erfindungsgemässe Magnetwalze im eingeschalteten Zustand und Fig. 2 im ausgeschalteten Zustand. Fig. 3 zeigt im Axialschnitt eine andere Magnetwalze im eingeschalteten Zustand. Fig. 4 und 5 veranschaulichen schematisch im Querschnitt zwei Varianten des Ausführungsbeispieles nach Fig. 3.
Die schalt- und regelbare Magnetwalze nach Fig. l und 2 weist einen Walzenmantel auf, der aus einzelnen Ringen zusammengesetzt ist. Es wechselt immer ein Ring--l--aus nichtmagnetisierbarem
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werden, wobei anschliessend innen und aussen ein genau konzentrisches Überdrehen erfolgt, damit der Walzenmantel innen und aussen exakte Zylinderflächen und überall eine gleiche Wandstärke besitzt. Der Walzenmantel ist an beiden Stirnseiten auf mit Zapfen versehenen Walzenböden--4, 5-- befestigt.
Die Zapfen der Walzenböden--4, 5-- greifen in die auf dem Maschinengestell--6--befestigten Lager --7-- ein. In diesen Lagern --7-- ist die Magnetwalze drehbar gelagert. Die beiden Walzenböden-4, 5-- sind durchbohrt, wobei die Bohrung des einen Walzenbodens-4--mit einem Gewinde versehen ist.
Die Magneteinheit--A--im Inneren der Magnetwalze ist walzenförmig ausgebildet und besteht aus einer Reihe von axial magnetisierten scheibenförmigen Dauermagneten--8-, zwischen deren einander zugewandten gleichnamigen Polflächen ebenfalls scheibenförmige Polschuhe--9--aus magnetisierbarem Material, z. B. aus Weicheisen, angeordnet sind. Die scheibenförmigen Polschuhe --9-- bilden in Abständen die wirksamen Polstellen der Magneteinheit von abwechselnd verschiedener Polarität (N, S). Die Dauermagnete--8--und die Polschuhe --9-sind auf einer Spindel --10-- aufgereiht und durch Ringmuttern --11-- fixiert. Das Spindelgewinde--12-- greift in das Innengewinde der Bohrung des einen Walzenbodens-4--ein.
In der in Fig. 1 gezeigten Stellung der Magneteinheit ist die magnetische Anziehungskraft der M. tgnctwalze am stärksten. Die stufenlose Veränderung und Abschaltung der magnetischen Anziehungskraft erfolgt durch axiale Verschiebung der Magneteinheit. Diese Verschiebung geschieht beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch Drehen der Spindel-10-. kann aber auch durch
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andere geeignete Verstelleinrichtungen bewerkstelligt werden. Je mehr nun die Magneteinheit aus der in Fig. 1 dargestellten Stellung, z. B. nach links, verschoben wird, umso mehr verringert sich die Anziehungskraft, bis die magnetische Wirkung der Magnetwalze bis auf eine geringe Restwirkung praktisch verschwindet.
Dies ist gemäss Fig. 2 dann erreicht, wenn die Polschuhe--9--durch die magnetisierbaren Ringe --2-- überbrückt sind.
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die Bohrung des Walzenmantels passt und die Magnetwalze ein bezüglich der Walzenachse rotationssymmetrisches magnetisches Kraftfeld besitzt, weist die schalt-und regelbare Magnetwalze gemäss Fig. 3 eine frei drehbare walzenförmige Magneteinheit auf, die nur längs einer Erzeugenden die Innenwandung des Walzenmantels berührt. In diesem Falle geht das magnetische Kraftfeld der Magnetwalze lediglich von einem Streifen der Walzenoberfläche aus, der der Erzeugenden folgt, längs welcher die Magneteinheit den Walzenmantel von innen berührt.
Der Walzenmantel besteht wieder abwechselnd aus Ringen-l-aus nichtmagnetisierbarem Material und Ringen --2-- aus magnetisierbarem Material. Die Lagerung des Walzenmantels am Maschinengestell (mittels Rollen) ist nicht dargestellt.
Die walzenförmige Magneteinheit weist axial magnetisierte, scheibenförmige Dauermagnete - und dazwischenliegende, ebenfalls scheibenförmige Polschuhe--9--auf, die auf einer Spindel --10-- aufgereiht und durch Ringmuttern-11-fixiert sind. Die Lagerung der
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Anziehungskraft der Magnetwalze erfolgt.
In Fig. 3 ist auch eine mit der Magnetwalze zusammenwirkende Anpresswalze --13-- aus magnetisierbarem Material dargestellt. Die Magnetwalze übt auf diese Anpresswalze --13-- eine von der Stellung der Magneteinheit abhängige magnetische Anziehungskraft aus. Die Anpresswalze --13-- ist in Gabeln--14--geführt, die an den Lagernder Magneteinheit der Magnetwalze angeordnet sind.
Gemäss Fig. 3 befindet sich innerhalb des Walzenmantels eine einzige Magneteinheit. Wenn der Durchmesser des Walzenmantels hinreichend gross ist, können, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, im Inneren des Walzenmantels--A--mehrere Magneteinheiten--B--in ähnlicher Weise wie nach Fig. 3 angeordnet sein. In diesen Fällen wird durch die Magnetwalze ein magnetisches Kraftfeld erzeugt, welches längs drei (Fig. 4) bzw. vier (Fig. 5), jeweils Erzeugenden des Walzenmantels folgenden Streifen nach aussen wirkt.
Bei mehreren Magneteinheiten im Inneren der Magnetwalze, z. B. gemäss Fig. 4 oder 5, können die Magneteinheiten alle gemeinsam in axialer Richtung relativ zum Walzenmantel verschiebbar angeordnet sein, wodurch längs aller den Magnetkörpers zugeordneten Streifenbereiche an der Walzenoberfläche eine gleichmässige Regelung der Anziehungskraft erfolgt. Wenn jedoch eine gesonderte axiale Verschiebbarkeit jedes einzelnen Magnetsystems vorgesehen ist, dann kann an den einzelnen, den Magneteinheiten zugeordneten Streifenbereichen der Walzenoberfläche eine unterschiedliche Anziehungskraft eingestellt werden.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Magnetwalze zum Beeinflussen von beweglichen Maschinenteilen, insbesondere zur Anziehung von Maschinenteilen, für die Behandlung flächiger Materialien, wobei der zylindrische Mantel der Magnetwalze abwechselnd aus magnetisierbaren und nichtmagnetisierbaren Ringen besteht, wobei im
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Inneren der Magnetwalze mindestens eine Magneteinheit (B) angeordnet ist, welche in Abständen Polstellen von abwechselnd verschiedener Polarität aufweist, wobei die magnetisierbaren Ringe (2) des Walzenmantels untereinander dieselben Abständen aufweisen wie die Polstellen der inneren Magneteinheit, und wobei diese innere Magneteinheit (B) gegenüber dem Walzenmantel (A) axial verschiebbar ist.
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Magnetic roller
The invention relates to a magnetic roller for influencing moving machine parts, in particular for attracting machine parts, for the treatment of flat materials, the cylindrical jacket of the magnetic roller alternately consisting of magnetizable and non-magnetizable rings, with permanent magnets being arranged inside the roller.
There are machines for the treatment of flat materials, such. B. film printing machines for textiles, foils made of various materials, paper, etc., laminating or dyeing machines are known which are equipped with magnetic rollers or magnetic doctor blades. These magnetic rollers or magnetic doctor blades are attracted by a magnetic bar or a magnetic roller located under the material web and exert a uniform contact pressure on them over the entire width of the material, whereby the magnetic roller is set in rotation and rolls off when the material web is moving.
Furthermore, the use of magnetic rollers as work rolls, in particular as counter-pressure rolls in printing devices according to the letterpress, gravure or planographic printing process, as well as pressure-exerting work rolls of a padder, calender, coating device or the like has been proposed.
The magnetic rollers used or proposed for this purpose were designed as electromagnetic rollers because they can be easily switched on or off and their attractive force can easily be changed by changing the excitation voltage.
However, it is disadvantageous that electromagnetic rollers of this type become warm and continuous heat dissipation must be ensured. Overheating can occur, especially during standstills, since the heat stored in the coils is not dissipated. Another disadvantage is that such electromagnetic rollers can only be used to a limited extent in wet operation, since the insulation of the power supply is problematic. Electromagnetic rollers must be carefully sealed so that no liquid gets inside the roller body and short-circuits the magnet coils. Electromagnetic rollers also tend to form codewater due to the temperature changes, which can lead to short circuits in the magnet coils.
In addition, the electromagnetic rollers require a direct current supply with a corresponding direct current generation and consume considerable energy during operation, which becomes greater the greater the air gap to be overcome.
The disadvantages of the electromagnetic roller described can be avoided by a roller with permanent magnets. In known proposals which provide for the use of such a magnetic roller, however, a regulation of the attractive force, i.e. H. the strength of the magnetic field emanating from the magnetic roller is impossible.
The invention is therefore based on the object of creating a controllable magnetic roller, which is achieved according to the invention in that at least one magnet unit is arranged in the interior of the magnetic roller, which has pole points of alternating polarity at intervals, the magnetizable rings of the roller jacket having the same distances from one another have like the pole points of the inner magnet unit, and this inner magnet unit is axially displaceable with respect to the roll shell.
By moving the inner magnet body opposite the roller shell and thus opposite
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In the row of magnetizable rings, there is a continuous change in the magnetic field emanating from the magnetizable rings, whereby the force of attraction of the magnetic roller can be regulated and, if necessary, practically switched off in an extreme position, namely when each magnetizable ring of the roller jacket has two pole points of different polarity Magnetic body bridged, so that the magnetic field is almost exclusively concentrated in the magnetizable rings and disappears in their vicinity except for a weak residual field.
It is expedient if the pole points of different polarity in the magnet body and the magnetizable rings in the roller jacket have constant spacings over the entire axial extent of the magnet roller.
The magnet body arranged inside the magnet roller can be in a rotationally fixed connection with the roller jacket, so that the magnet body rotates with the roller jacket when the magnet rollers rotate. However, the roller shell can also merely rotate while the magnet body is stationary. There is also the possibility of a rolling movement between the roll shell and the magnet body on the inner wall of the roll shell.
The construction and arrangement of the magnet body is u. a. depend on whether a rotationally symmetrical magnetic force field with respect to the roller axis of the magnet roller is to be generated or a force field which z. B. acts outwardly along individual strips following a generatrix of the roll surface.
An expedient construction of the inner magnet body is that a row of axially magnetized permanent magnets is provided, on the end faces of which disc-shaped pole shoes are arranged, which form the pole points of alternating polarity. It is advantageous if the width of the disc-shaped pole pieces is greater than the width of the non-magnetizable rings of the roll shell, because this allows the pole pieces to be bridged by the magnetizable rings of the roll shell in a simple manner in the extreme position (switch-off position) of the magnet body.
From a number of axially magnetized permanent magnets, on the end faces of which disc-shaped pole shoes are arranged, there is also the jacket of those known printing forme cylinders mentioned, which are used to clamp flexible, magnetizable printing plates, but this is not, as in the case of the invention, one inner, axially displaceable magnet body with respect to the roller shell
The invention is explained in more detail with reference to the drawings by means of exemplary embodiments, without being restricted thereto. Fig. 1 shows in axial section a magnetic roller according to the invention in the switched-on state and FIG. 2 in the switched-off state. Fig. 3 shows in axial section another magnetic roller in the switched-on state. FIGS. 4 and 5 schematically illustrate, in cross section, two variants of the exemplary embodiment according to FIG. 3.
The switchable and controllable magnetic roller according to FIGS. 1 and 2 has a roller shell which is composed of individual rings. There is always a change - l - made of non-magnetizable material
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afterwards an exactly concentric overturning takes place inside and outside, so that the roll shell inside and outside has exact cylindrical surfaces and everywhere the same wall thickness. The roll shell is attached to both ends on roll bases provided with pegs - 4, 5 -.
The journals of the roller bases - 4, 5 - engage in the bearings - 7 - fastened on the machine frame - 6 -. The magnetic roller is rotatably mounted in these bearings --7--. The two roller bases-4, 5 - are drilled through, the bore of one roller base-4 - being provided with a thread.
The magnet unit - A - inside the magnet roller is cylindrical and consists of a number of axially magnetized disc-shaped permanent magnets - 8 -, between their facing pole faces of the same name, also disc-shaped pole shoes - 9 - made of magnetizable material, e.g. B. made of soft iron are arranged. The disc-shaped pole shoes --9 - form the effective pole points of the magnet unit at intervals, with alternating polarity (N, S). The permanent magnets - 8 - and the pole shoes --9 - are lined up on a spindle --10-- and fixed by ring nuts --11--. The spindle thread - 12-- engages in the internal thread of the bore of one of the roller bottom 4 -.
In the position of the magnet unit shown in Fig. 1, the magnetic force of attraction of the M. tgnctwalze is strongest. The continuous change and switch-off of the magnetic force of attraction takes place through axial displacement of the magnet unit. This shift takes place in the illustrated embodiment by turning the spindle-10-. but can also go through
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other suitable adjustment devices can be implemented. The more now the magnet unit from the position shown in FIG. B. to the left, the more the attraction is reduced until the magnetic effect of the magnet roller practically disappears except for a small residual effect.
According to FIG. 2, this is achieved when the pole shoes - 9 - are bridged by the magnetizable rings --2 -.
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the bore of the roller jacket fits and the magnet roller has a magnetic force field that is rotationally symmetrical with respect to the roller axis, the switchable and controllable magnet roller according to FIG. 3 has a freely rotatable roller-shaped magnet unit that only touches the inner wall of the roller jacket along a generating line. In this case, the magnetic force field of the magnetic roller emanates only from a strip of the roller surface that follows the generating line, along which the magnet unit contacts the roller shell from the inside.
The roll shell again consists alternately of rings-l-made of non-magnetizable material and rings --2- made of magnetizable material. The mounting of the roll shell on the machine frame (by means of rollers) is not shown.
The roller-shaped magnet unit has axially magnetized, disk-shaped permanent magnets - and also disk-shaped pole shoes in between - 9 - which are lined up on a spindle --10 - and fixed by ring nuts-11. The storage of the
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Attraction of the magnetic roller takes place.
In Fig. 3 there is also shown a pressure roller --13-- made of magnetizable material and interacting with the magnet roller. The magnetic roller exerts a magnetic attraction force on this pressure roller --13-- which depends on the position of the magnet unit. The pressure roller --13 - is guided in forks - 14 - which are arranged on the bearings of the magnet unit of the magnet roller.
According to FIG. 3, a single magnet unit is located inside the roll shell. If the diameter of the roller jacket is sufficiently large, as shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of magnet units - B - can be arranged in the interior of the roller jacket - A - in a manner similar to that of FIG. In these cases, a magnetic force field is generated by the magnetic roller, which acts outwardly along three (FIG. 4) or four (FIG. 5) strips following generators of the roller jacket.
If there are several magnet units inside the magnet roller, e.g. B. according to Fig. 4 or 5, the magnet units can all be arranged together in the axial direction relative to the roll shell, whereby a uniform regulation of the attraction force takes place along all the strip areas associated with the magnet body on the roll surface. However, if a separate axial displaceability of each individual magnet system is provided, then a different attractive force can be set at the individual strip areas of the roller surface assigned to the magnet units.
PATENT CLAIMS: 1. Magnetic roller for influencing moving machine parts, in particular for the attraction of machine parts, for the treatment of flat materials, the cylindrical jacket of the magnetic roller alternately consisting of magnetizable and non-magnetizable rings, with im
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Inside the magnet roller, at least one magnet unit (B) is arranged, which has pole points of alternating polarity at intervals, the magnetizable rings (2) of the roller jacket being at the same distances from one another as the pole points of the inner magnet unit, and this inner magnet unit (B) is axially displaceable relative to the roll shell (A).
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