CH643796A5

CH643796A5 - ROLLER REEL FOR RAIL-SHAPED, LEAF-LIKE MATERIAL.

Info

Publication number: CH643796A5
Application number: CH282080A
Authority: CH
Inventors: Anton Arpagaus; Franz Eschbach
Original assignee: Sig Schweiz Industrieges
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1980-04-11
Publication date: 1984-06-29
Also published as: GB2073850B; DE3111649A1; GB2073850A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umlenkrolle für bahnförmiges, blattartiges Material gemäss dem Gattungsbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1. The present invention relates to a deflection roller for sheet-like, sheet-like material according to the preamble of independent claim 1.

An Umlenkrollen werden insbesondere bei Verpackungsmaschinen hohe Anforderungen bezüglich kleinem Massenträgheitsmoment, gutem Rundlauf und keine elektrostatischen Aufladungen gestellt. Bisher wurden gute Erfahrungen mit Rollen aus Holz gemacht. Diese konnten bei allen Papierqualitäten eingesetzt werden und hatten keine elektrostatische Ladung. Nachteilig war, dass die Rollen nicht mass-haltig gefertigt werden konnten und bei einem Durchmesser von beispielsweise 39 mm ein Massenträgheitsmoment von J = 150 kg mm2/mm Rollenlänge aufweisen. Beim Transport von Packmaterial aus Folienmaterial machte sich das hohe Trägheitsmoment bemerkbar, indem das Packmaterial gezogen wurde, was bis zum Zerreissen führen konnte. In the case of packaging machines in particular, high demands are made of deflection rollers with regard to a small moment of inertia, good concentricity and no electrostatic charges. So far, good experiences have been made with wooden rollers. These could be used with all paper grades and had no electrostatic charge. The disadvantage was that the rolls could not be made to size and, with a diameter of 39 mm, for example, had a moment of inertia of J = 150 kg mm2 / mm roll length. When transporting packaging material made of film material, the high moment of inertia became noticeable by pulling the packaging material, which could lead to tearing.

Eine Verbesserung zeigte sich, wenn die Holzrolle mit äquidistanten Rillen versehen wurde, die bis nahe zur Achse in die Holzrolle eingeschnitten waren. Das Massenträgheitsmoment konnte bis J = 62 kg mmVmm Rollenlänge vermindert werden. Wenn als Packmaterial jedoch eine Aluminium- An improvement was shown when the wooden roll was provided with equidistant grooves that were cut into the wooden roll up to the axis. The moment of inertia could be reduced up to J = 62 kg mmVmm roll length. However, if an aluminum

Folie verwendet wurde, prägten sich die Rillen ein, und es konnten keine glatten Verpackungen hergestellt werden. If the film was used, the grooves were imprinted and no smooth packaging could be produced.

Versuche mit Rollen in Form von Rohren aus Aluminium brachten wohl bezüglich Masshaltigkeit, Rundlauf und günstige Herstellungskosten Vorteile, aber auch Nachteile mit sich. Diese bestehen im hohen Massenträgheitsmoment, nämlich bei Durchmesser 38 mm und Wandstärke 2 mm J = 198 kg mm2/mm Rollenlänge, bzw. bei Wandstärke 1 mmJ = 116,4 kg mmVmm Rollenlänge. Infolge der sehr geringen Reibung zwischen einer derartigen Rolle und z.B. Aluminiumfolie als Packmaterial, insbesondere bei intermittierendem Vorschub, zeigte sich, dass die Rollen beim Abziehen des Packstoffes über die Rollen derart beschleunigt werden, dass sich diese nach dem Anhalten des Papiervorschubs noch einige Zeit weiter drehen. Die grosse Relativbewegung zwischen der Aluminiumfolie und der Aluminiumrolle führt zur Beschädigung der Folie. Experiments with rollers in the form of tubes made of aluminum brought advantages, but also disadvantages, with regard to dimensional accuracy, concentricity and low manufacturing costs. These exist in the high moment of inertia, namely with a diameter of 38 mm and wall thickness 2 mm J = 198 kg mm2 / mm roll length, or with wall thickness 1 mmJ = 116.4 kg mmVmm roll length. Due to the very low friction between such a roll and e.g. Aluminum foil as packaging material, especially with intermittent feed, showed that when the packaging material is pulled off the rollers are accelerated in such a way that they continue to rotate for some time after the paper feed has stopped. The large relative movement between the aluminum foil and the aluminum roller leads to damage to the foil.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Umlenkrolle zu schaffen, bei der eine Relativbewegung zwischen Rolle und Materialbahn in nur unbedeutendem Mass entstehen kann, die gegenüber praktisch allen Qualitäten von Packstoff günstige Eigenschaften bezüglich Reibung und elektrisches Ladungspotential aufweist. It is therefore the object of the invention to provide a deflection roller in which a relative movement between the roller and the material web can only occur to an insignificant extent, which has favorable properties with regard to friction and electrical charge potential compared to practically all qualities of packaging material.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht. According to the invention this is achieved by the features in the characterizing part of independent claim 1.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Embodiments of the invention are described below. The drawing shows:

Fig. 1 einen Seitenriss einer Umlenkrolle mit Freiarmhaltern und mit einer Materialbahn zur Darstellung des Umschlingungswinkels, 1 is a side elevation of a deflection roller with free arm holders and with a material web to show the wrap angle,

Fig. 2 einen Aufriss der Umlenkrolle nach Fig. 1, zum Teil geschnitten, und Fig. 2 is an elevation of the pulley of Fig. 1, partially cut, and

Fig. 3 einen Aufriss einer Umlenkrolle mit beidseitiger Lagerabstützung. Fig. 3 is an elevation of a pulley with bilateral bearing support.

Fig. 1 bis 3 zeigen je eine Umlenkrolle nach der Erfindung, bestehend aus einer Hülse 10 und beidseitigen Flanschen 20 bzw. 30. Die Hülse 10 besteht aus einem nichfmetallischen, steifen Material, wie beispielsweise einem Duroplast, wie Phenolharz oder Epoxyharz, das durch Glasfasermaterial armiert ist. Das Glasfasermaterial kann vliesförmig oder gewebeförmig in die Kunstharzmasse eingebettet sein. Die Wandstärke der Hülse im Verhältnis zum Durchmesser sollte nicht grösser als etwa 0,05 sein, d.h. bei einem einleitend erwähnten Durchmesser von 38 mm für derartige Umlenkrollen sollte die Wandstärke 1,9 mm nicht übersteigen. Indem bekanntlich glasfaserarmiertes Kunstharz allgemein sehr stabil in bezug auf mechanische Festigkeiten ist, kann die Wandstärke in der Grössenordnung von 1 mm liegen. Das Masseträgheitsmoment einer solchen Hülse mit 38 mm Durchmesser und 1 mm Wandstärke ist J = 86 kg mmVmm Rollenlänge und liegt somit nur wenig über dem als Idealwert bei gerillten Holzrollen gefundenen Wert gemäss der Einlei1 tung vorn. 1 to 3 each show a deflection roller according to the invention, consisting of a sleeve 10 and flanges 20 and 30 on both sides. The sleeve 10 consists of a non-metallic, rigid material, such as a thermoset, such as phenolic resin or epoxy resin, which is made of glass fiber material is armored. The glass fiber material can be embedded in the synthetic resin material in the form of a fleece or fabric. The wall thickness of the sleeve in relation to the diameter should not be greater than about 0.05, i.e. with a diameter of 38 mm mentioned above for such deflection rollers, the wall thickness should not exceed 1.9 mm. Since it is known that glass fiber-reinforced synthetic resin is generally very stable with regard to mechanical strengths, the wall thickness can be of the order of 1 mm. The moment of inertia of such a sleeve with a 38 mm diameter and 1 mm wall thickness is J = 86 kg mmVmm roll length and is therefore only slightly above the value found as the ideal value for grooved wooden rolls according to the introduction at the front.

Die Flansche 20 bzw. 30 richten sich nach dem Aufbau der Lagerung. Gemäss Fig. 2 ist eine Lagerung auf einem freitragenden Dorn 50,51 vorgesehen. Der Flansch 20 ist dementsprechend aus einer Einsatzhülse 21 mit einer umlaufenden Tragschulter 22 und einer Randrippe 23 gebildet. Das Wälzlager 24 ist mittels eines Sprengringes 25 gegen seitliches Abgleiten vom Dorn 51 gesichert und im Flansch 20 einge-presst. Die Einsatzhülse 21 ergibt durch die Ausbildung mit einer Tragschulter 22 und einer Randrippe 23 eine sichere Auflagefläche für die Innenseite der Hülse 10 und gleichzeitig auch eine seitliche Halterung. Die Hülse 10 kann auf der Ein2 The flanges 20 and 30 depend on the structure of the bearing. 2, storage is provided on a self-supporting mandrel 50, 51. The flange 20 is accordingly formed from an insert sleeve 21 with a circumferential support shoulder 22 and an edge rib 23. The roller bearing 24 is secured by means of a snap ring 25 against lateral sliding off the mandrel 51 and pressed into the flange 20. The insert sleeve 21 results from the formation with a support shoulder 22 and an edge rib 23 a secure contact surface for the inside of the sleeve 10 and at the same time a lateral holder. The sleeve 10 can on the Ein2

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

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3 3rd

643 796 643 796

satzhülse 21 mittels Pressitz oder durch einen Kleber befestigt sein. set sleeve 21 by press fit or by an adhesive.

Der Umschlingungswinkel Z und damit die Reibung zwischen der Hülsenoberfläche O und dem bandförmigen Material M ergibt sich aus der Anordnung der vor- und nachgeordneten Füh'rungselemente (nicht dargestellt) des Materialbandes. The wrap angle Z and thus the friction between the sleeve surface O and the band-shaped material M results from the arrangement of the upstream and downstream guide elements (not shown) of the material band.

Der Winkel Z kann in einzelnen Fällen je nach Erfordernissen an die Reibung in gewissem Bereich gewählt werden. Nur durch Verwendung von Kunstharz und Glasfaserarmierung allein ergibt sich ein erster Reibungsindex. Für Rollen zur Führung von Material in feuchter Atmosphäre wird die Oberfläche noch gesondert mit einem Deck- oder Schutzlack bestrichen. Damit wird die Oberfläche aber auch glatter und der Reibungsindex kann sich verkleinern. Um dem entgegenzuwirken, kann die Hülse auf einfachste Weise mit Rundrillen versehen werden, so dass sich die Oberfläche leicht gewellt darstellt. The angle Z can be selected in certain cases depending on the friction requirements. A first friction index can only be obtained by using synthetic resin and glass fiber reinforcement. For rolls for guiding material in a damp atmosphere, the surface is coated with a top coat or protective lacquer. This also makes the surface smoother and the friction index can decrease. To counteract this, the sleeve can be provided with round grooves in the simplest way, so that the surface is slightly wavy.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der beschriebenen Ausführungsform lediglich durch die-Aus-gestaltung des Flansches 30. Hier ist der Flansch selbst mit einer Auflagefläche 31 für die Hülse 10 und mit einer Randrippe 33 versehen. Das Wälzlager 34 ist in diesem Falle mit seinem Aussenring und Randrippe 31 in den Flansch 30 eingepresst und mit seinem Innenring direkt auf die Lagerachse 71 des Halteschenkels 70 aufgepresst. Die Randrippe 31 ist von Vorteil, um den Flansch 30 in seitlicher Richtung zu sichern. Die Halterung mit dem Halteschenkel 60 rechts in s der Zeichnung unterscheidet sich von der ausführlich beschriebenen Halterung beim Halteschenkel 70 nicht. The embodiment according to FIG. 3 differs from the described embodiment only in the configuration of the flange 30. Here, the flange itself is provided with a support surface 31 for the sleeve 10 and with an edge rib 33. In this case, the roller bearing 34 is pressed into the flange 30 with its outer ring and edge rib 31 and pressed directly onto the bearing axis 71 of the holding leg 70 with its inner ring. The edge rib 31 is advantageous in order to secure the flange 30 in the lateral direction. The holder with the holding leg 60 on the right in the drawing does not differ from the holder described in detail for the holding leg 70.

Versuche mit derartigen Umlenkrollen haben gezeigt, dass die Masshaltigkeit leicht zu bewerkstelligen ist und dass infolge des geringen Masseträgheitsmoments praktisch kein io Weiterdrehen der Rolle nach Stillstand des bahnförmigen Materials feststellbar war. Auch ein bekanntes Einschlagmaterial aus 0,009 mm dicker Aluminiumfolie, wie sie heutzutage für die Verpackung von Schokolade üblich ist, konnte mit Leichtigkeit geführt werden, und es zeigten sich beim ls Vorziehen keine Risse und es konnte auch kein Ankleben an den Rollen infolge elektrostatischer Ladung, als Beweis für eine relative Bewegung zwischen Rolle und Einschlagmaterial, festgestellt werden. Experiments with such deflection rollers have shown that the dimensional stability is easy to achieve and that due to the low moment of inertia there was practically no further rotation of the roller after the sheet material had come to a standstill. Even a well-known wrapping material made of 0.009 mm thick aluminum foil, as is common today for the packaging of chocolate, could be guided with ease, and there were no cracks when pulling it forward and there was no sticking to the rolls due to electrostatic charge Evidence of a relative movement between the roll and the wrapping material.

Da jedoch die Hülse in der beschriebenen Ausführungs-20 form einen elektrischen Isolator darstellt, könnten sich allenfalls aus anderen Gründen elektrische Ladungen aufbauen. Dem kann auf einfachste Weise abgeholfen werden, wenn dem Kunstharz ein Leitermaterial, z.B. in Form von Kohlepartikeln, beigemischt wird. However, since the sleeve in the embodiment described 20 represents an electrical insulator, electrical charges could possibly build up for other reasons. This can be remedied in the simplest way if a conductor material, e.g. in the form of carbon particles.

Ii II

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

643 796 PATENT CLAIMS

1. deflection roller for guiding sheet-like, sheet-like material in a processing machine, which deflection roller is wrapped by the material on at least one twentieth of the circumference and is caused to rotate by the longitudinal displacement thereof, characterized in that the contact surface of the deflection roller makes the outer surface one is non-metallic, rigid material sleeve (10) and that the sleeve is provided on both sides with a flange (20, 30) holding the pivot bearing means (24, 34).

2. Deflection pulley according to claim 1, characterized in that the flanges (20, 30) are made of light metal and have an edge rib (23, 33), the height of which over a circumferential support shoulder (22, 32) is at least approximately the material thickness of the sleeve (10 ) and that the pivot bearing means (24, 34) are roller bearings, the outer rings of which are held in the flanges (20, 30).

3. deflection roller according to claim 1, characterized in that the non-metallic, rigid material for the sleeve is a hardening plastic and a reinforcing material.

4. deflection roller according to claim 3, characterized in that the plastic is a thermosetting synthetic resin.

5. guide roller according to claim 3, characterized in that the plastic is an epoxy resin.

6. deflection roller according to claim 3, characterized in that the reinforcing material is a glass fiber material.

7. guide roller according to claim 6, characterized in that the glass fiber material is a glass fiber fabric.

8. guide roller according to claim 1, characterized in that the ratio of sleeve wall thickness to the sleeve diameter is at most 0.05.

9. guide roller according to claim 1, characterized in that the sleeve jacket is provided with round grooves.

10. guide roller according to claim 1, characterized in that the sleeve is interspersed with electrically conductive particles.

11. guide roller according to claim 10, characterized in that the electrically conductive particles consist of carbon.