DE10151623C2 - Walze zur Führung von bahnenförmigem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze zur Führung von bahnenförmigem Material, eine sogenannte Breitstreckwalze.

Breitstreckwalzen umfassen regelmäßig eine Tragwelle und einen auf der Tragwelle angeordneten, verformbaren Belag mit einer im wesentlichen zylindrischen Umfangsfläche. Die Umfangsfläche verläuft dabei im wesentlichen rotations­ symmetrisch zur Achse der Tragwelle.

Ausgehend von der Umfangsfläche weist der Belag wendelför­ mige Einschnitte auf.

Aus der DE 20 51 425 A1 sind Zugwalzen, und aus der DE 93 18 285 U1 sind Führungs­ walzen bekannt, deren Belag jeweils wendelartig oder nach Art von Schraubennuten verlaufende Einschnitte aufweisen.

In der DE 19 89 829 U wird eine Glättungs- oder Egalisierwalze beschrieben. Die Walze besteht aus einem starren Grundkörper auf dem ein aus einem Rechtsgewinde und einem Linksgewinde bestehendes Rillenmuster ausgebildet ist. Dieses Rillenmuster ist über die gesamte wirksame Breite der Mantelfläche der Walze ausgedehnt.

Die DE 199 06 694 A1 offenbart eine Breitstreckwalze mit einem verformbaren Belag. Der Belag ist mit Einschnitten versehen, die von der Mittelebene ausgehend und bis zu den freien Enden des Belages verlaufen. Auf beiden Seiten der Mittelebene weist die Walze einen gleichmäßigen, spiegelbildlichen Aufbau auf.

Aus der US 4,566,162 A sind Breitstreckwalzen mit wendelförmigen Einschnitten bekannt, wobei jeweils eine wendelförmige Nut sich von der Mittelebene zu dem einen bzw. zu dem anderen Ende der Breitstreckwalze erstreckt. Die inneren Enden dieser Einschnitte sind winkelförmig versetzt zueinander angeordnet.

Die EP 0 703 176 A1 beschreibt eine Breitstreckwalze, bei der beiderseits der radialen Mittelebene der Walze vorgesehene Einschnitte in Form je einer von der Mittelebene zum jeweils äußeren Ende der Walze verlaufenden, unterschnittenen gleichförmigen Wendel ausgebildet sind.

Sinn und Zweck der genannten Breitstreckwalze ist es, ein darüber geführtes, bahnenförmiges Material, wie beispielsweise dünne Folien, Papierbahnen und Textilbahnen, glatt auszubreiten, bevor es weiter verarbeitet wird. Gattungsgemäßen Breitstreckwalzen nach dem Stand der Technik ist jedoch gemein, daß sie im Bereich ihrer Mittelebene härter sind (weniger verformbar) als in ihren randnäheren Bereichen. Außerdem neigen die Breitstreckwalzen dazu, im Bereich der Mittelebene sogenannte "Lufttaschen" auszubilden, d. h. Luftansammlungen zwischen dem auszubreitenden, bahnenförmigem Material und der Breitstreckwalze, wodurch eine flächige Auflage des bahnenförmigen Materials auf der Breitstreckwalze und damit dessen Breitstreckung, zumindest im Bereich der Mittelebene, behindert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Breitstreckwalze der vorstehend genannten Art hinsichtlich ihres Breitstreckeffektes, insbesondere im Bereich der Mittelebene, zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine verbesserte Breitstreckwirkung, insbesondere im Bereich der Mittelebene, dann erreicht werden kann, wenn zumindest einer der Einschnitte über die Mittelebene hinweg verläuft. Der Anfangspunkt dieses Einschnittes liegt also nicht auf der Mittelebene des verformbaren Belages sondern versetzt dazu. Ausgehend von diesem Anfangspunkt verläuft der Einschnitt über die Mittelebene hinweg zum Ende des Belages. Die axiale Länge der entsprechenden Wendel ist demnach größer als die halbe Länge des Walzenbelages. Es hat sich herausgestellt, daß die Verformbarkeit des Belages im Bereich eines Einschnittes an dessen Anfangspunkt am geringsten ist. Wird der Anfangspunkt daher über die Mittelebene hinweg verschoben, kann auch die Verformbarkeit des Belages unmittelbar an der Mittelebene erhöht werden. Außerdem ist erkannt worden, daß die Bildung der "Lufttaschen" darauf zurückzuführen ist, daß Luft in den Einschnitten wie in einem Kanal geführt und an seinem. Anfangspunkt gestaut wird. Wird der Einschnitt über die Mittelebene hinweg geführt, kann somit auch die Luft aus diesem Bereich weggeführt werden bzw. entweichen.

Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung daher eine Breitstreckwalze zur Führung von bahnenförmigem Material vor, die in ihrer allgemeinsten Ausführungsform die folgenden Merkmale aufweist:

• - Eine Tragwelle,
• - einen auf der Tragwelle angeordneten, verformbaren Belag,
• - der Belag ist beidseitig einer senkrecht zur Tragwelle verlaufenden Mittelebene mit jeweils mindestens einem wendelförmigem, zum jeweiligen Ende des Belages verlaufenden Einschnitt versehen,
• - mindestens ein Einschnitt verläuft über die Mittelebene hinweg und
• - endet beabstandet zum anderen Ende des Belages.

Die Strecke, über die der Einschnitt bzw. die Einschnitte über die Mittelebene hinweg verlaufen, kann beliebig sein. Er endet jedoch beabstandet zum anderen Ende des Belages. Er/sie kann/können sich - achsial - beispielsweise maximal über 1/10, 1/5 oder 1/3 der Strecke von der Mittelebene hin zum anderen Ende des Belages erstrecken. Der/die über die Mittelebene hinweg verlaufende(n) Einschnitt(e) kann/können beispielsweise in einem Drehwinkel von 15°, 45°, 90°, 180°, 360°, 720°, 1080° oder jeweils darüber oder darunter über die Mittelebene hinweg verlaufen.

Unter "Drehwinkel" wird anmeldungsgemäß der Winkel verstanden, um den der betreffende Einschnitt um den Belag herum verläuft. Ist der Einschnitt also einmal ganz um den Belag herumgeführt worden (gleichgerichtete Flanken dieses Einschnitts liegen dann achsparallel zueinander) beträgt der Drehwinkel 360°.

Beiderseits der Mittelebene können mehrere wendelförmige Einschnitte zum jeweiligen Ende des Belages hin verlaufen. Entsprechende Breitstreckwalzen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden auch als "mehrgängige" Breitstreckwalzen bezeichnet. Bei der erfindungsgemäßen Breitstreckwalze können beispielsweise zwei, drei, vier oder auch mehr wendelförmige Einschnitte beiderseits der Mittelebene vorgesehen sein. Die Einschnitte können dabei beispielsweise in einem gleichförmigen Abstand zueinander verlaufen. Bei einer zweigängigen Walze kann der Abstand der Einschnitte somit 180° betragen, bei einer dreigängigen 120°, bei einer viergängigen 90° und so weiter.

Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Einschnitte symmetrisch zur Mittelebene ausgebildet sind.

Es ist beliebig, welche oder wie viele der Einschnitte über die Mittelebene hinweg geführt sind.

So können (im Hinblick auf den bzw. die Einschnitte, die zum einen Ende des Belages verlaufen) beispielsweise bei einer mehrgängigen Breitstreckwalze einer, mehrere oder alle Einschnitte über die Mittelebene hinweg verlaufen, und zwar beispielsweise auch jeweils mit einem unterschiedlichen Drehwinkel. Bei mehreren über die Mittelebene hinausgeführten Einschnitten können die Einschnitte beispielsweise auch mit einem sich gleichförmig ändernden Drehwinkel zueinander über die Mittelebene hinweg geführt werden, der erste Einschnitt also beispielsweise mit 90°, der benachbarte dazu mit 180°, der benachbarte dazu mit 270° etc.

Die zum anderen Ende des Belages verlaufenden Einschnitte können entsprechend ausgebildet sein.

Dabei kann vorgesehen sein, daß sich die Einschnitte "kreuzen", also, nachdem sie über die Mittellinie hinweg geführt worden sind, die zum anderen Ende des Belages verlaufenden Einschnitte schneiden. Bei mehrfachen entsprechenden Überschneidungen im mittleren Bereich der Walze ergibt sich in diesem Bereich somit ein "Rautenmuster".

Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß der oder die über die Mittelebene hinweg verlaufenden Einschnitte entweder mit Abstand vor den zum anderen Ende hin verlaufenden Einschnitten enden oder genau an ihrem Schnittpunkt mit diesen Einschnitten enden.

Sämtliche der vorgenannten Ausführungsformen, also das Hinwegführen der Einschnitte über die zum anderen Ende hin verlaufenden Einschnitte (Kreuzen), das Enden mit Abstand zu diesen oder das Enden auf diesen können selbstverständlich in jeder beliebigen Form miteinander kombiniert werden.

Die Einschnitte können senkrecht (also in einem Winkel von 90° zur Oberfläche des Belages) oder mit einer Neigung zur Oberfläche des Belages verlaufen, beispielsweise in einem Winkel zwischen 80 und 40°, zwischen 70 und 40° oder zwischen 60 und 45°. Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Neigung eines jeden Einschnittes zumindest abschnittsweise in einem dem jeweiligen Ende des Belages näheren Abschnitt des Einschnittes größer ist als an seinem dem Anfangspunkt näheren Abschnitt. Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Neigung eines jeden Einschnittes von seinem Anfangspunkt zu seinem jeweiligen Ende am Ende des Belages hin kontinuierlich zunimmt. Die Neigung eines solchen Einschnittes wird also beginnend bei seinem Anfangspunkt während seines Verlaufes zum Ende des Belages hin stetig größer. Die Zunahme des Steigungswinkels kann dabei gleichbleibend oder veränderlich, beispielsweise kontinuierlich zu- oder abnehmend sein.

Die Flanken eines jeden Einschnittes können im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Die Flanken können eben oder gekrümmt (gewölbt) verlaufen. Auch ist es möglich, die Einschnitte so auszubilden, daß sie im Querschnitt angenähert eine sich zum Grunde der Einschnitte öffnende Trapezform aufweisen, wie dies für einen anderen Typ von Breitstreckwalzen aus der WO 88/05022 A1 bekannt ist. In Richtung auf das jeweilige Ende des Belages können die Einschnitte jeweils eine zunehmende Einschnittiefe aufweisen.

Die Steigung eines jeden Einschnittes kann konstant oder veränderlich sein. Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Steigung wenigstens eines Einschnittes von seinem Anfangspunkt zu seinem Endpunkt am Ende des Belages hin zunimmt, beispielsweise kontinuierlich zunimmt. Es kann auch vorgesehen sein, daß alle Einschnitte mit einer entsprechend zunehmenden Steigung zum jeweiligen Ende des Belages hin verlaufen.

Erfindungsgemäß wird unter "Steigung" der parallel zur Achse der Tragwelle gemessene Abstand aufeinander folgender Windungen des gleichen Einschnittes verstanden. Sie ist somit gleich der relativen Axialverschiebung bei einem Drehwinkel von 360°.

Der Durchmesser des Belages kann im wesentlichen konstant sein oder von der Mittelebene zum jeweiligen Ende des Belages zunehmen oder von der Mittelebene zum jeweiligen Ende des Belages abnehmen. Unter "Durchmesser des Belages" wird erfindungsgemäß der Durchmesser des Belages jeweils senkrecht zur Tragwelle verstanden und zwar bezogen auf den (gedachten) Verlauf der Oberfläche des Belages (also ohne Einschnitte). Diese gedachte Oberfläche verläuft rotationssymmetrisch um die Achse der Tragwelle.

Der Durchmesser des Belages kann beidseitig der Mittelebene symmetrisch zu dieser zu- oder abnehmen.

Bei einer kontinuierlichen Abnahme des Durchmessers des Belages von der Mittelebene zum Ende des Belages hat die Walze auf beiden Seiten der Mittelebene jeweils ein kegelstumpfförmiges Aussehen, mit einem sich von der Mittelebene zum Ende des Belages hin verjüngenden Kegelstumpf. Bei einer entsprechenden Zunahme des Durchmessers erweitern sich die Kegelstümpfe zum Ende des. Belages hin.

Es kann auch eine sich von der Mittelebene zum Ende des Belages verstärkte Abnahme des Belagdurchmessers vorgesehen sein, so daß die Walze "bombiert" ausgebildet ist. Bei einer entsprechend verstärkten Zunahme des Belagdurchmessers ist die Walze "tailliert".

Der Breitstreckbelag kann aus einem beliebigen, verformbaren Material bestehen, beispielsweise einem Kunststoff, einem Polyurethan, aus Naturkautschuk, anderen Kautschukarten oder einem, elastomeren Material wie Silikon, Silikonverschnitt oder chlorsulfuniertem Polyethylen.

Die Tragwelle kann aus einem beliebigen, formbeständigen Material bestehen, beispielsweise Stahl und zum Beispiel als rohrförmiger Hohlkörper ausgebildet sein.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Gegenständen der Unteransprüche, sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen, insbesondere den Figuren.

Die in den Gesamtunterlagen der Anmeldung offenbarten Merkmale der Anmeldung können beliebig miteinander kombiniert werden.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen, stark schematisiert,

Fig. 1 bis 3 drei Ausführungsformen einer eingängigen Breitstreckwalze in seitlicher Ansicht,

Fig. 4 eine zweigängige Breitstreckwalze in seitlicher Ansicht.

Gleiche oder gleichwirkende Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Breitstreckwalze 1 in Fig. 1 besteht aus einem auf einer Tragwelle 3 angeordneten, verformbaren Belag 5. Bei der Tragwelle 3 handelt es sich um eine Hohlwelle aus Stahl, die drehbar um die Achse A gelagert ist. Rotationssymmetrisch zur Achse A ist auf der Tragwelle 3 ein verformbarer Belag 5 aus Kautschuk angeordnet. In der Mitte der Breitstreckwalze 1 verläuft senkrecht zur Tragwelle 3 die Mittelebene M. Beidseits der Mittelebene M verläuft je ein wendelförmiger, zum jeweiligen Ende des Belages 5 hin verlaufender Einschnitt; dabei ist in der Darstellung gemäß Fig. 1 der rechts von der Mittelebene M zum rechten Ende 5r des Belages 5 verlaufende Einschnitt mit dem Bezugszeichen 7 versehen und der links von der Mittelebene M zum linken Ende 5l des Belages 5 verlaufende Einschnitt mit dem Bezugszeichen 9 versehen. Mit dem Bezugszeichen 7a ist der im Bereich der Mittelebene M beginnende Anfangspunkt des rechten Einschnittes 7 gekennzeichnet.

Der linke Einschnitt 9 verläuft mit seinem, hier mit 9x gekennzeichneten Abschnitt, über die Mittelebene M hinweg bis zu seinem Anfangspunkt 9a. Der Bereich 9x befindet sich somit auf der Seite der Mittelebene M, auf der der rechte Einschnitt 7 zum Ende 5r des Belages 5 hin verläuft. Dabei ist der Bereich 9x nur soweit über die Mittelebene M hinweggeführt, daß er den rechten Einschnitt 7 nicht schneidet, also mit Abstand zu diesem beginnt.

Die in den Figuren auf der Rückseite des Belages 5 verlaufenden Abschnitte der Einschnitte sind je durch eine gestrichelte Linie wiedergegeben.

Die Breitstreckwalze 1 nach Fig. 2 ist entsprechend der Walze 1 nach Fig. 1 ausgebildet mit dem Unterschied, daß der Anfangspunkt 9a des linken Einschnitts 9 mit seinem (hier ersten) Schnittpunkt mit dem rechten Einschnitt 7 zusammenfällt.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 zeigt eine Breitstreckwalze 1, bei der sowohl der rechte Einschnitt 7 mit seinem Abschnitt 7x als auch der linke Einschnitt 9 mit seinem Abschnitt 9x über die Mittelebene 9 hinweg verlaufen.

In Fig. 4 ist eine zweigängige Breitstreckwalze 1 dargestellt, also eine Breitstreckwalze, bei der auf jeder Seite der Mittelebene M jeweils zwei Einschnitte zum jeweiligen Ende des Belages hin verlaufen. Die jeweils zum linken Ende 5l des Belages 5 hin verlaufenden Einschnitte sind mit den Bezugszeichen 9, 10, die jeweils zum rechten Ende 5r des Belages 5 hin verlaufenden Einschnitte mit den Bezugszeichen 7, 8 versehen. Die Einschnitte 9, 10 bzw. die Einschnitte 7, 8 sind jeweils um 180° versetzt zueinander im Belag 5 angeordnet. Sämtliche Einschnitte 7, 8, 9, 10 verlaufen jeweils über die Mittelebene M hinweg und kreuzen die sich zum jeweils anderen Ende des Belages hin erstreckenden Einschnitte jeweils mehrfach, wodurch der Breitstreckwalze 1 in ihrem mittleren Abschnitt ein rautenförmiges Aussehen verliehen wird. Der Anfangspunkt des Einschnittes 7 weist das Bezugszeichen 7a, der des Einschnittes 8 das Bezugszeichen 8a, der des Einschnittes 9 das Bezugszeichen 9a und der des Einschnitts 1 das Bezugszeichen 10a auf.

Die Breitstreckwalzen 1 nach den Fig. 1, 2 und 4 sind unsymmetrisch ausgebildet, d. h., daß die Einschnitte 7, 9 bzw. 9, 10 und 7, 8 nicht spiegelsymmetrisch zur Mittelebene M im Belag 5 angeordnet sind.

In Fig. 3 sind die Einschnitte 7, 9 spiegelsymmetrisch zur Mittelebene M angeordnet.

Die Steigung S (s. Fig. 1) ist in allen Figuren der besseren Übersichtlichkeit halber sehr hoch. Bei reellen Ausführungsformen kann die Steigung wesentlich geringer sein, so daß die relative Axialverschiebung nach einem Drehwinkel von 360° beispielsweise nur wenige Zentimeter oder sogar nur wenige Milimeter beträgt.

Auch die Drehwinkel der über die Mittelebene M hinweg verlaufenden Abschnitte der Einschnitte sind jeweils relativ gering. Sie betragen in den Fig. 1, 2 und 3 nur wenige Grad und in Fig. 4 etwa 180°. Bei reellen Ausführungsformen können die Drehwinkel der über die Mittelebene M hinweg verlaufenden Abschnitte der Einschnitte jedoch wesentlich größer sein und auch mehrfach vollständig um den Belag herum verlaufen.

Claims (4)

1. Breitstreckwalze zur Führung von bahnenförmigem Material mit folgenden Merkmalen:

• a) einer Tragwelle (3),
• b) einem auf der Tragwelle (3) angeordneten, verformbaren Belag (5),
• c) der Belag (5) ist beidseitig einer senkrecht zur Tragwelle (3) verlaufenden Mittelebene (M) mit jeweils mindestens einem wendelförmigen, zum jeweiligen Ende (5l, 5r) des Belages (5) verlaufenden Einschnitt (7, 9) versehen,
• d) mindestens ein Einschnitt (7, 9) verläuft über die Mittelebene (M) hinweg und
• e) endet beabstandet zum anderen Ende des Belages (5).

2. Breitstreckwalze nach Anspruch 1, bei der der mindestens eine über die Mittelebene (M) hinweg verlaufende Einschnitt (7, 9) in einem Drehwinkel von mindestens 15°, 45°, 90°, 180°, 360° oder 720° über die Mittelebene (M) hinweg verläuft.

3. Breitstreckwalze nach Anspruch 1 mit beiderseits der Mittelebene (M) mehreren wendelförmigen, zum jeweiligen Ende des Belages verlaufenden Einschnitten (7, 8, 9, 10).

4. Breitstreckwalze nach Anspruch 1, bei der die beiderseits zur Mittelebene (M) zum jeweiligen Ende des Belages (5) verlaufenden Einschnitte (7, 9) symmetrisch zueinander ausgebildet sind.