DE10154759A1

DE10154759A1 - Roll for winding a material web and method for improving the winding quality

Info

Publication number: DE10154759A1
Application number: DE10154759A
Authority: DE
Inventors: Walter Kaipf; Eckart Kraegeloh; Robert Wolf
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2003-05-22
Also published as: EP1310445A3; DE50208887D1; EP1310445B1; ATE347526T1; EP1310445A2

Abstract

A roller (1) comprises a base member (4) with bearing pins (5) at each end, and a circumferential surface (10). The base member has a smaller diameter at the ends than in the middle, and the roller has a thin walled tubular sleeve. The sleeve is fixed to the base member. The roller has a filler material and/or coating made of a flexible material, eg polyurethane.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze, insbesondere einen Wickelkern ("Tambour"), zum vorzugsweise kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einem Grundkörper, der je einen an seinen beiden Stirnseiten angebrachten Lagerzapfen aufweist, und mit einer bahnberührten Umfangsfläche. The invention relates to a roller, in particular a winding core ("drum"), for preferably continuously winding a material web, in particular a paper or cardboard web, with a base body, each one on its has bearing pins attached to both end faces, and with one peripheral surface in contact with the web.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Verbesserung der Wickelqualität einer auf einer Walze vorzugsweise kontinuierlich aufgewickelten Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn. The invention further relates to a method for improving the winding quality a material web, preferably wound continuously on a roller, especially a paper or cardboard web.

Eine als Wickelkern ausgebildete Walze, zum Beispiel ein Tambour für den Einsatz in einer Wickelmaschine oder eine Wickelhülse für den Einsatz in einer Rollenschneidmaschine, ist in der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 296 12 786 U1 (PR10331 DEG) des Anmelders offenbart. Dieser Wickelkern besteht vorzugsweise aus einem hohlzylindrischen Wickelkernkörper und je einem an seinen beiden Enden angebrachten Lagerzapfen, mit denen er während seiner Verwendung in Lagern ruht, die meistens auf beispielsweise horizontalen Schienen bewegbar abgestützt sind. A roller designed as a winding core, for example a reel for the Use in a winding machine or a winding tube for use in a Roll cutting machine, is in the German utility model DE 296 12 786 U1 (PR10331 DEG) of the applicant. This winding core is made preferably from a hollow cylindrical winding core body and one each on its attached to both ends of the trunnion, which he used during his Use rests in bearings, mostly on horizontal rails, for example are movably supported.

Der Wickelvorgang hat sowohl in der Materialbahnherstellung als auch in der Materialbahnveredelung eine sehr große Bedeutung, weil bisweilen die Gefahr besteht, dass eine bisher einwandfrei hergestellte Materialbahn beim Wickeln derart durch Wickelfehler beeinträchtigt wird, dass Teile einer hergestellten Wickelrolle unverkäuflich sind. Zu den bekannten Wickelfehlern gehören die sogenannten Glanzstellen, Falten oder Platzer. Die entstehenden Wickelfehler werden generell umso größer, je schneller die Wickelmaschinen betrieben werden (Größenordnung 1.500 bis 2.500 m/min) und je größer die hergestellten Durchmesser (Größenordnung 2,5 bis 4,5 m) und Fertiggewichte (Größenordnung bis zu 135 t) der Wickelrollen ("Fertigtamboure") sind. The winding process is of great importance both in the production of material web and in the processing of the material web, because there is sometimes the danger that a previously perfectly manufactured material web will be impaired by winding errors during winding in such a way that parts of a produced winding roll are not for sale. Known winding defects include the so-called gloss spots, folds or bursts. The winding errors that arise generally become greater the faster the winding machines are operated (in the range of 1,500 to 2,500 m / min) and the larger the diameters produced (in the range 2 , 5 to 4 , 5 m) and finished weights (in the range up to 135 t) Wrapping rolls ("finished reels") are.

Für die Entstehung von beispielsweise Glanzstellen gibt es eine Vielzahl an Theorien, wobei die am weitesten verbreitete Theorie die folgende ist: Wenn die Materialbahn auf eine Walze aufgewickelt wird und die dabei entstehende Wickelrolle allmählich ihren fertigen Durchmesser erreicht, so bewirken die hohen Gewichtskräfte eine Durchbiegung der Walze, die letztendlich relative Verschiebungen einzelner Materialbahnlagen (Axialverschiebungen), insbesondere in den Randbereichen, gegeneinander bewirkt. Mit anderen Worten: Benachbarte Materialbahnlagen gleiten aufgrund wirkender Schubspannungen unter Reibung aufeinander, dass letztendlich unerwünschte Glanzstellen in Erscheinung treten. There are a large number of areas where, for example, shiny spots occur Theories, with the most common theory being the following: If the Material web is wound on a roller and the resulting winding roll gradually reach their finished diameter, so the high ones Weight forces a deflection of the roller, which ultimately results in relative displacements individual material web layers (axial displacements), especially in the Marginal areas, caused against each other. In other words: neighbors Material web layers slide on each other due to the acting shear stresses, that ultimately undesirable gloss spots appear.

Die Durchbiegung der Walze stellt somit das eigentliche Dimensionierungskriterium für solche Walzen dar, was bedeutet, dass Wanddicke und Durchmesser und folglich Gewicht und Kosten einer jeweiligen Walze von der jeweils maximal zulässigen Durchbiegung bestimmt sind. The deflection of the roller is the real thing Dimensioning criterion for such rollers represents what means wall thickness and diameter and consequently the weight and cost of a respective roller of the maximum permissible deflection are determined.

Das Erscheinungsbild von Glanzstellen ist vielseitig:

- sie entstehen hauptsächlich in einem Schwartenbereich von bis zu 150 mm, gelegentlich auch in einem größeren Schwartenbereich von bis zu 300 mm;
- sie treten bei einem Wickelrollendurchmesser meist von größer 2,5 m auf und werden mit zunehmendem Wickelrollendurchmesser gravierender;
- sie treten im wesentlichen im Randbereich zwischen 0,5 und 1,5 m auf;
- sie können sich manchmal nur über wenige Materialbahnlagen (circa 10 Materialbahnlagen) erstrecken;
- sie treten bei gestrichenen Papiersorten auf, sind aber meist nur bei den sogenannten Mattsorten störend.

The appearance of gloss spots is versatile:

- They arise mainly in a rind area of up to 150 mm, occasionally also in a larger rind area of up to 300 mm;
- They usually occur with a winding roll diameter greater than 2.5 m and become more serious with increasing winding roll diameter;
- They occur essentially in the edge area between 0.5 and 1.5 m;
- they can sometimes only extend over a few material web layers (approximately 10 material web layers);
- They occur with coated paper types, but are usually only annoying with the so-called matt types.

Hinsichtlich der Vermeidung des Entstehens von Glanzstellen sind in der Vergangenheit schon verschiedenartige Anstrengungen unternommen worden, die letztendlich ohne den erhofften Erfolg blieben. With regard to the avoidance of shiny spots are in the Various efforts have already been made in the past ultimately remained without the hoped-for success.

So wurde die Wickelrolle im Bereich der möglichen Glanzstellen bewusst mit einer Weichstelle gewickelt (hängende Ränder) oder die Wickelrolle im Kern härter gewickelt (hängende Ränder), wobei es zu Problemen mit der Planlage der Materialbahn kam. So the winding roll was deliberately made with a possible gloss spots Soft point wrapped (hanging edges) or the winding roll harder in the core wrapped (hanging edges), causing problems with the flatness of the Material web came.

Ferner wurde die Walze, wie beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 44 703 A1 (PR10951 DEK) des Anmelders offenbart, mit verschiedenen Bombierungen versehen. Zum Beispiel zeigten sich mit einer Bombierung von 2,4 mm zwar keine Glanzstellen, im Kern der Wickelrolle bildeten sich jedoch Falten, und mit einer Bombierung von 1,1 mm konnten Glanzstellen nicht sicher vermieden werden, zudem zeigten sich Probleme beim Anwickeln. Auch die Steuerung der Profile trug zu keiner Problemlösung bei: Ein normales Profil (hängende Ränder) resultierte in einer geringeren Wickelhärte am Rand, ein ebenes Profil, erzeugt durch Kalander und/oder Strich, reduzierte unwesentlich die Gefahr des Entstehens von Glanzstellen. Furthermore, the roller, such as in the German patent application DE 199 44 703 A1 (PR10951 DEK) of the applicant, with various Crowning. For example, the crown was 2.4 mm no shiny spots, but wrinkles formed in the core of the winding roll, and with a crown of 1.1 mm, glossy spots could not be secured avoided, and problems with the start-up also appeared. Also the Controlling the profiles did not help to solve the problem: a normal profile (hanging Edges) resulted in a lower winding hardness at the edge, a flat profile, generated by calender and / or line, insignificantly reduced the risk of Emergence of glossy spots.

Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 296 22 141 U1 (PR10460 DEG) des Anmelders ist überdies bekannt, eine Walze mit einer in ihrem Innern angeordneten Trägereinrichtung, die eine den um eine Achse rotierenden Wickelkernmantel abstützende Stützvorrichtung umfasst, zu versehen. From German utility model DE 296 22 141 U1 (PR10460 DEG) the applicant is also known to have a roller with one inside arranged carrier device, the one rotating about an axis Includes supporting core device supporting support device.

Nachteilhaft an diesem Wickelkern ist, dass die eingebaute Stützvorrichtung nicht unerhebliche Mehrkosten bei der Anschaffung verursacht, und dies bei der Tatsache, dass an einer Papier- oder Kartonmaschine im Regelfall 15 bis 25 Wickelkerne im Einsatz sind. A disadvantage of this winding core is that the built-in support device causes not inconsiderable additional costs when purchasing, and this in view of the fact that 15 to 25 winding cores are generally used on a paper or board machine.

Letztlich ist aus der europäischen Patentschrift EP 0 500 515 B1 (~ DE 692 19 923 T2) eine Walze zum Aufwickeln einer Materialbahn bekannt, die aus einem Außen- und einem Innenmantel besteht, wobei der Außenmantel mit Hilfe von aus Wälzlagern, Gleitlagern oder torsionssteifen Einrichtungen bestehenden und ortsfest angebrachten Gelenkverbindungsvorrichtungen an dem Innenmantel abgestützt ist. Ultimately, the European patent EP 0 500 515 B1 (~ DE 692 19 923 T2) a roller for winding a web of material known from a Outer and an inner jacket, the outer jacket with the help of Rolling bearings, plain bearings or torsionally rigid devices existing and fixed articulated connection devices on the inner jacket is supported.

Dieser Wickelkern weist den Nachteil auf, dass er konstruktiv für einen Anwendungsfall mit bestimmten Parametern ausgelegt ist und er bei Veränderung nur eines Parameters, beispielsweise des Flächengewichts der Materialbahn, nur schwer lösbare Probleme mit sich bringt. This winding core has the disadvantage that it is constructive for one Use case is designed with certain parameters and he only with change a parameter, for example the basis weight of the material web, only brings problems that are difficult to solve.

Als Resümee dieser verschiedenartigen Anstrengungen lässt sich festhalten: Die Gefahr des Entstehens von Wickelfehlern, insbesondere von Glanzstellen, beim Aufwickeln von Materialbahnen auf eine Walze konnte kaum oder nur unwesentlich reduziert werden oder eine merkliche Reduzierung konnte nur bei unverhältnismäßig hohen Kosten für die Walze, die bei veränderten Marktbedingungen nicht mehr tragbar sind, erreicht werden. The following can be summarized as a summary of these diverse efforts: The Danger of winding errors, especially glossy spots, when It was hardly or only possible to wind material webs on a roller could be reduced insignificantly or a noticeable reduction could only be made in disproportionately high cost of the roller under changing market conditions are no longer portable, can be achieved.

Es ist also Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte, kostengünstigere und vorzugsweise nachrüstbare Walze der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Durchbiegung der Walzenmantellinie entsprechend reduziert ist ("eingeebnete Biegelinie"). It is therefore an object of the invention to provide an improved, more cost-effective and preferably to provide retrofittable roller of the type mentioned, in which the deflection of the roll surface line is reduced accordingly ("leveled Elastic line ").

Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Verbesserung der Wickelqualität einer auf einer Walze vorzugsweise kontinuierlich aufgewickelten Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, anzugeben. Furthermore, the object of the invention is to provide a method for Improvement of the winding quality of a roll, preferably continuously wound material web, in particular a paper or cardboard web, specify.

Diese Aufgabe wird bei einer Walze der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Grundkörper im Bereich seiner beiden Grundkörperenden jeweils einen kleineren Grundkörperenddurchmesser als im Bereich der Grundkörpermitte mit einem Grundkörpermittendurchmesser aufweist, und dass die Walze im Bereich ihrer beiden Walzenenden jeweils mit einer zum Grundkörper koaxial ausgerichteten und vorzugsweise dünnwandigen Rohrhülse, die im außenliegenden, zum jeweiligen Lagerzapfen hin gerichteten Bereich fliegend und die im innenliegenden, zur Walzenmitte hin gerichteten Bereich vorzugsweise starr an dem Grundkörper befestigt ist, unter Ausbildung eines ringartigen Zwischenraums versehen ist. This task is performed on a roller of the type mentioned solved according to the invention in that the base body in the region of its two Base body ends each have a smaller base body end diameter than in the area of Has body center with a body center diameter, and that the roller in the area of its two roller ends with one each Base body coaxially aligned and preferably thin-walled tubular sleeve, which in external area, directed towards the respective journal, and preferably in the inner area facing the center of the roll is rigidly attached to the base body, forming a ring-like Space is provided.

Aufgrund dieser konstruktiven Ausbildung der Walze wird auch bei größeren Wickeldurchmessern die Durchbiegung der Walzenmantellinie zumindest so weit reduziert, dass größere Randneigungen ausgeschlossen werden, wodurch auch zu Glanzstellen führende Lagenverschiebungen im Wickelgut vermieden werden ("eingeebnete Biegelinie"). Due to this constructive design of the roller, even with larger ones Winding diameters the deflection of the roll surface line at least so far reduced that larger edge inclinations are excluded, which also position shifts in the winding material leading to glossy points can be avoided ("leveled bending line").

Auch können vorhandene Walzen einfach entsprechend angepasst werden, so dass eine Neufertigung derselben nicht erforderlich ist. Weiterhin ist aufgrund der geringen Gewichtsänderung auch keine Anpassung der Hebe-, Transport- und Antriebseinrichtungen erforderlich. Existing rollers can also be easily adapted accordingly that a new production of the same is not necessary. Furthermore, due to the low weight change also no adjustment of the lifting, transport and Drive devices required.

Hinsichtlich des konstruktiven Aufbaus der erfindungsgemäßen Walze gibt es weitere verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten: die beiden jeweiligen Rohrhülsenaußendurchmesser sind größer als der Grundkörpermittendurchmesser, wobei zwischen den beiden Rohrhülsen ein Zwischenbereich vorhanden ist, der mit mindestens einem Füllstoff zwecks Erhalt eines konstanten Walzenaußendurchmessers für die bahnberührte Umfangsfläche versehen ist, oder die beiden jeweiligen Rohrhülsenaußendurchmesser und der Grundkörpermittendurchmesser gleich sind, damit sie einen konstanten Walzenaußendurchmesser für die bahnberührte Umfangsfläche bilden, wobei die Außenumfangsfläche der jeweiligen Rohrhülse und die Außenumfangsfläche der Grundkörpermitte mit einer Beschichtung versehen sein kann. With regard to the structural design of the roller according to the invention, there are further different design options: the two in each case Pipe sleeve outer diameters are larger than the basic body center diameter, with an intermediate area between the two tube sleeves, the with at least one filler in order to maintain a constant Roll outer diameter is provided for the peripheral surface in contact with the web, or the two respective tube sleeve outer diameter and the basic body center diameter are the same so that they have a constant roll outer diameter for the form peripheral surface in contact with the web, the outer peripheral surface of the respective Pipe sleeve and the outer circumferential surface of the base body with a coating can be provided.

Hinsichtlich der noch maximal vorkommenden Durchbiegung ist es ausreichend, wenn der zwischen dem jeweiligen Grundkörperende und der jeweiligen Rohrhülse gebildete jeweilige ringartige Zwischenraum eine Ringstärke von 5 mm bis 20 mm, vorzugsweise von 8 mm bis 15 mm, aufweist. With regard to the maximum deflection that still occurs, it is sufficient if that between the respective base body end and the respective Pipe sleeve formed respective ring-like space a ring thickness of 5 mm to 20 mm, preferably from 8 mm to 15 mm.

Die jeweilige Grundkörperende weist eine jeweilige axiale Länge im Bereich von 15% bis 45%, vorzugsweise im Bereich von 20% bis 35%, der Länge (L_W) der Walze (1) auf. Diese jeweilige axiale Länge ist vollkommen ausreichend, um die jeweiligen Randneigungen entsprechend zu reduzieren. The respective base body end has a respective axial length in the range from 15% to 45%, preferably in the range from 20% to 35%, of the length (L _W ) of the roller ( 1 ). This respective axial length is completely sufficient to reduce the respective edge inclinations accordingly.

Unter festigkeitstechnischen Aspekten weist die jeweilige Rohrhülse eine Wandstärke von 10 mm bis 25 mm, vorzugsweise von 12 mm bis 20 mm, bei einer vorzugsweise konstanten oder annähernd konstanten Wandstärke in Achsrichtung auf. From a strength engineering point of view, the respective tube sleeve has a Wall thickness from 10 mm to 25 mm, preferably from 12 mm to 20 mm, with a preferably constant or approximately constant wall thickness in the axial direction on.

Zwecks Erreichung lediglich geringerer Mehrkosten für die Walze ist die jeweilige Rohrhülse mittels mindestens einer einlagigen Schweißung vorzugsweise starr an der Grundkörpermitte befestigt. In order to achieve only lower additional costs for the roller, the respective one Pipe sleeve preferably rigidly by means of at least one single-layer weld attached to the center of the body.

Die jeweilige Rohrhülse besteht vorzugsweise aus Stahl und/oder aus einem Kunststoff und/oder einer Werkstoffkombination, wobei der Kunststoff Verstärkungen aus Fasern, Geweben oder ähnlichem enthält und der Grad der Verstärkung vorzugsweise zum außenliegenden, zum jeweiligen Lagerzapfen hin gerichteten Bereich abnimmt. Diese Werkstoffe haben sich in der Praxis bereits mehrfach bewährt und sind zudem noch kostengünstig hinsichtlich ihrer Anschaffungs- und Verarbeitungskosten. The respective tube sleeve is preferably made of steel and / or one Plastic and / or a combination of materials, the plastic Contains reinforcements of fibers, fabrics or the like and the degree of Reinforcement preferably towards the outside, towards the respective journal directed area decreases. These materials have already been used in practice proven several times and are also inexpensive in terms of their Acquisition and processing costs.

Die jeweilige Rohrhülse ist mit einem axialen Überlappungsbereich von 100 mm bis 500 mm, vorzugsweise von 200 mm bis 400 mm, an der Grundkörpermitte angebracht ist. The respective tube sleeve has an axial overlap area of 100 mm up to 500 mm, preferably from 200 mm to 400 mm, at the center of the body is appropriate.

Damit die jeweilige Rohrhülse weiters an Führung und an Halt gewinnt, ist sie im Überlappungsbereich zusätzlich in einem axialen Bereich von 25 mm bis 150 mm, vorzugsweise von 30 mm bis 100 mm, vorzugsweise durch mindestens einen Schrumpfsitz radial geführt, wobei der Schrumpfsitz in bevorzugter Weise im von der Schweißung abgewandten Bereich des Überlappungsbereichs angebracht ist. So that the respective tube sleeve gains further leadership and hold, it is in the Overlap area additionally in an axial range from 25 mm to 150 mm, preferably from 30 mm to 100 mm, preferably by at least one Shrink fit guided radially, the shrink fit in a preferred manner area of the overlap area facing away from the weld is attached.

Vorzugsweise auch ist mindestens ein Entlastungsfreischnitt, vorzugsweise eine Entlastungsrille, im der Schweißung zugewandten Bereich des Überlappungsbereichs angebracht. At least one relief cut is preferably also, preferably one Relief groove, in the area of the weld facing the Overlap area attached.

Weiterhin besteht die Beschichtung und/oder der Füllstoff aus einem flexiblen Material und weist eine Härte im Bereich von 20 P & J bis 100 P & J, vorzugsweise von 25 P & J bis 50 P & J, auf. Die Beschichtung und/oder der Füllstoff kann insbesondere aus Polyurethan (PU) oder aus einem Stoff mit ähnlichen Eigenschaften bestehen. Furthermore, the coating and / or the filler consists of a flexible Material and has a hardness in the range of 20 P&J to 100 P&J, preferably from 25 P&J to 50 P&J, on. The coating and / or the filler can in particular from polyurethane (PU) or from a fabric with similar properties consist.

Im Hinblick auf eine gewichtsminimierte Ausführung der Walze ist vorgesehen, dass der Grundkörper der Walze als ein Hohlkörper ausgebildet ist, und dies bei mindestens ausreichender Erfüllung aller festigkeitstechnischen und prozesstechnischen Anforderungen an die Walze. In view of a weight-minimized design of the roller, that the base body of the roller is designed as a hollow body, and this at at least sufficient fulfillment of all strength and process requirements for the roller.

Überdies ist die bahnberührte Umfangsfläche durch die beiden Außenumfangsflächen der beiden Rohrhülsen und die Außenumfangsfläche des im Zwischenbereich eingebrachten Füllstoffs oder durch die beiden Außenumfangsflächen der beiden Rohrhülsen und die Außenumfangsfläche der Grundkörpermitte oder durch die Beschichtung, die auf die Außenumfangsfläche der jeweiligen Rohrhülse und die Außenumfangsfläche der Grundkörpermitte aufgebracht ist, gebildet ist. Diese Ausgestaltungen der Walze resultierten unter anderem in einer Vergleichmäßigung der bahnberührten Umfangsfläche. Moreover, the circumferential surface in contact with the web is through the two Outer peripheral surfaces of the two tube sleeves and the outer peripheral surface of the im Intermediate area introduced filler or through the two outer peripheral surfaces of the two tube sleeves and the outer peripheral surface of the base body center or through the coating on the outer peripheral surface of each Pipe sleeve and the outer peripheral surface of the base body is applied is. These configurations of the roller resulted, among other things, in one Uniformization of the peripheral surface in contact with the web.

Die verfahrensmäßige Ausgabe wird dadurch gelöst, dass eine Walze gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. The procedural issue is solved in that a roller according to the present invention is used.

Zudem entsteht der Vorteil, dass auch vorhandene Walzen einfach entsprechend angepasst werden können, so dass eine Neufertigung derselben nicht erforderlich ist. Weiterhin ist aufgrund der geringen Gewichtsänderung auch keine Anpassung der Hebe-, Transport- und Antriebseinrichtungen erforderlich. In addition, there is the advantage that existing rollers simply match accordingly can be adapted so that a new production of the same is not necessary is. Furthermore, due to the small change in weight, there is no adjustment the lifting, transport and drive equipment required.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. It is understood that the above and below still apply explanatory features of the invention not only in the specified Combination, but can also be used in other combinations or alone are without departing from the scope of the invention.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Further features and advantages of the invention result from the Subclaims and the following description of preferred exemplary embodiments with reference to the drawing.

Es zeigen Show it

Fig. 1 eine schematisierte Ansicht einer Walze zum Aufwickeln einer Materialbahn; und Figure 1 is a schematic view of a roller for winding a web of material. and

Fig. 2 einen schematisierten Teilschnitt einer erfindungsgemäßen Walze. Fig. 2 shows a schematic partial section of a roller according to the invention.

Die in Fig. 1 in schematisierter Form dargestellte und hinlänglich bekannte Walze 1 ("Tambour") besteht aus einem vorzugsweise hohlzylindrischen Wickelkern 2 und auf diesem aufgewickelten, nur skizzenhaft und teilweise dargestellten Materialbahnlagen 3a, vorzugsweise Papier- oder Kartonbahnlagen, einer Materialbahn 3, vorzugsweise einer Papier- oder Kartonbahn. Der Wickelkern 2 besteht wiederum aus einem Wickelkernkörper (Grundkörper) 4 und an seinen beiden Stirnseiten 4.3 angebrachten, nur skizzenhaft und teilweise dargestellten Lagerzapfen 5. In bekannter Ausführung besteht der Wickelkernkörper 4 aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise Stahl; es ist jedoch auch die Verwendung von Faserverbundwerkstoffen allein oder in Verbindung mit anderen Werkstoffen, beispielsweise Stahl, denkbar. Der Wickelkern 2 kann ferner, wie in der bereits zitierten deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 296 12 786 U1 (PR10331 DEG) des Anmelders, ausgeführt sein: Wickelkernkörper 4 und ein dessen Mantelfläche aufweisender Bezug mit hoher Nachgiebigkeit, beispielsweise aus Gummi oder aus einem gummielastischen Kunststoff. The well-known roller 1 ("drum") shown in a schematic form in FIG. 1 consists of a preferably hollow cylindrical winding core 2 and material web layers 3 a, preferably paper or cardboard web layers, a material web 3 , wound on this, only sketchily and partially shown. preferably a paper or cardboard web. The winding core 2 in turn consists of a winding core body (base body) 4 and bearing pins 5 which are attached to its two end faces 4.3 and are only sketchy and partially shown. In a known embodiment, the winding core body 4 consists of a metallic material, for example steel; however, the use of fiber composite materials alone or in combination with other materials, for example steel, is also conceivable. The winding core 2 can also, as in the German utility model DE 296 12 786 U1 (PR10331 DEG) of the applicant, be designed: winding core body 4 and a cover having its outer surface with high resilience, for example made of rubber or a rubber-elastic plastic.

Unter der Wirkung der von den beiden Lagerzapfen 5 aufgenommenen Gewichts- und Anpresskräfte (Gesamtkräfte F_G (Pfeil)) biegt sich die Wickelrolle 1 und der Wickelkern 2 während des Betriebs um eine Durchbiegung D geringfügig durch. Diese von der Ideallinie abweichende Lage des Wickelkerns 2 ist in der Fig. 1 in strichpunktierten Linien angedeutet. Under the effect of the weight and contact forces absorbed by the two bearing journals 5 (total forces F _G (arrow)), the winding roll 1 and the winding core 2 bend slightly during operation by a deflection D. This position of the winding core 2 , which deviates from the ideal line, is indicated in FIG. 1 by dash-dotted lines.

Die Fig. 2 zeigt einen schematisierten Teilschnitt einer erfindungsgemäßen Walze, wobei lediglich die obere linke Hälfte eines Walzenendes der symmetrisch aufgebauten Walze dargestellt ist. Hinsichtlich der allgemeinen Beschreibung der Fig. 2 wird auf die der Fig. 1 verwiesen. Fig. 2 shows a schematic partial section of a roll according to the invention, wherein only the upper left half is shown a roll end of the roll symmetrically constructed. With regard to the general description of FIG. 2, reference is made to that of FIG. 1.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Grundkörper 4 im Bereich seiner beiden Grundkörperenden 4.1 jeweils einen kleineren Grundkörperenddurchmesser D_GE als im Bereich der Grundkörpermitte 4.2 mit einem Grundkörpermittendurchmesser D_GM aufweist, dass die Walze 1 im Bereich ihrer beiden Walzenenden 1.1 jeweils mit einer zum Grundkörper 4 koaxial ausgerichteten und vorzugsweise dünnwandigen Rohrhülse 6, die im außenliegenden, zum jeweiligen nicht dargestellten Lagerzapfen hin gerichteten Bereich 6.1 fliegend und die im innenliegenden, zur Walzenmitte 1.2 hin gerichteten Bereich 6.2 vorzugsweise starr an dem Grundkörper 4 befestigt ist, unter Ausbildung eines ringartigen Zwischenraums 7 versehen ist. According to the invention, it is now provided that the base body 4 in the area of its two base body ends 4.1 each has a smaller base body end diameter D _GE than in the area of the base body center 4.2 with a base body center diameter D _GM , that the roller 1 in the area of its two roller ends 1.1 each has a base body 4 provided coaxially aligned and preferably thin-walled tubular sleeve 6 , which is flying in the outer region 6.1 directed towards the respective bearing journal (not shown) and which is preferably rigidly attached to the base body 4 in the inner region 6.2 directed towards the center of the roller 1.2 , with the formation of an annular space 7 is.

In der Fig. 1 ist klar erkennbar, dass die beiden jeweiligen Rohrhülsenaußendurchmesser D_RA größer als der Grundkörpermittendurchmesser D_GM sind, wobei zwischen den beiden Rohrhülsen 6 ein Zwischenbereich 8 vorhanden ist, der mit mindestens einem Füllstoff 9.1 zwecks Erhalt eines konstanten Walzenaußendurchmessers D_W für die bahnberührte Umfangsfläche 10 versehen ist. Alternativ, aber jedoch nicht explizit dargestellt, sind die beiden weiteren konstruktiven Ausgestaltungsmöglichkeiten der Form, dass die beiden jeweiligen Rohrhülsenaußendurchmesser D_RA und der Grundkörpermittendurchmesser D_GM gleich sind, damit sie einen konstanten Walzenaußendurchmessers D_W für die bahnberührte Umfangsfläche (10) bilden, wobei die Außenumfangsfläche 6.3 der jeweiligen Rohrhülse 6 und die Außenumfangsfläche 4.4 der Grundkörpermitte 4.2 mit einer Beschichtung 9.2 (gestrichelte Linie) versehen sein kann. In Fig. 1 it can be clearly seen that the two respective outer tube sleeve diameters D _{RA are} larger than the basic body center diameter D _GM , an intermediate region 8 being present between the two tubular sleeves 6 , which is provided with at least one filler 9.1 for the purpose of maintaining a constant outer roller diameter D _W for the peripheral surface 10 in contact with the web is provided. Alternatively, but not explicitly shown, the two other design options are such that the two respective outer tube sleeve diameters D _RA and the basic body center diameter D _{GM are the} same, so that they form a constant roller outer diameter D _W for the peripheral surface ( 10 ) in contact with the web, the The outer circumferential surface 6.3 of the respective tubular sleeve 6 and the outer circumferential surface 4.4 of the base body center 4.2 can be provided with a coating 9.2 (dashed line).

Die jeweilige Rohrhülse 6 weist dabei eine vorzugsweise zylindrische Außenumfangsfläche auf; sie kann jedoch auch konisch oder in einer anderen zweckmäßigen Kontur ausgeführt sein. The respective tubular sleeve 6 has a preferably cylindrical outer peripheral surface; however, it can also be designed conically or in another suitable contour.

Weiterhin weist der zwischen dem jeweiligen Grundkörperende 4.1 und der jeweiligen Rohrhülse 6 gebildete jeweilige ringartige Zwischenraum 7 eine Ringstärke RS von 5 mm bis 20 mm, vorzugsweise von 8 mm bis 15 mm, auf und das jeweilige Grundkörperende 4.1 weist eine jeweilige axiale Länge L_GE im Bereich von 15% bis 45%, vorzugsweise im Bereich von 20% bis 35%, der Länge L_W (Pfeil, Fig. 1) der Walze 1 auf. Furthermore, the respective annular space 7 formed between the respective base body end 4.1 and the respective tubular sleeve 6 has a ring thickness RS of 5 mm to 20 mm, preferably from 8 mm to 15 mm, and the respective base body end 4.1 has a respective axial length L _GE im Range from 15% to 45%, preferably in the range from 20% to 35%, of the length L _W (arrow, FIG. 1) of the roller 1 .

Ferner weist die jeweilige Rohrhülse 6 eine Wandstärke WS von 10 mm bis 25 mm, vorzugsweise von 12 mm bis 20 mm, auf, wobei die jeweilige Rohrhülse insbesondere eine vorzugsweise konstante oder annähernd konstante Wandstärke WS in Achsrichtung AR (Pfeil) aufweist. Furthermore, the respective tubular sleeve 6 has a wall thickness WS of 10 mm to 25 mm, preferably from 12 mm to 20 mm, the particular tubular sleeve in particular having a preferably constant or approximately constant wall thickness WS in the axial direction AR (arrow).

Die jeweilige Rohrhülse 6 ist mittels mindestens einer einlagigen Schweißung 11 vorzugsweise starr an der Grundkörpermitte 4.2 befestigt und die jeweilige Rohrhülse 6 besteht vorzugsweise aus Stahl und/oder aus einem Kunststoff und/oder einer Werkstoffkombination, wobei der Kunststoff in besonderer Ausführung Verstärkungen aus Fasern, Geweben oder ähnlichem enthält. Im Falle eines verstärkten Kunststoffs nimmt der Grad der Verstärkung vorzugsweise zum außenliegenden, zum jeweiligen nicht dargestellten Lagerzapfen hin gerichteten Bereich ab. Ein derartiger Aufbau der jeweiligen Rohrhülse aus Kunststoff samt eventueller genannter Verstärkungen obliegt dem Fachwissen eines Fachmanns. The respective tubular sleeve 6 is preferably rigidly attached to the base body center 4.2 by means of at least one single-layer weld 11 , and the respective tubular sleeve 6 is preferably made of steel and / or of a plastic and / or a combination of materials, the plastic in a special embodiment being reinforcements made of fibers, fabrics or the like contains. In the case of a reinforced plastic, the degree of reinforcement preferably decreases towards the outer region, which is directed toward the respective journal, not shown. Such a construction of the respective plastic tube sleeve, including any reinforcements mentioned, is the responsibility of the specialist's knowledge.

Auch ist die jeweilige Rohrhülse 6 mit einem axialen Überlappungsbereich B_Ü von 100 mm bis 500 mm, vorzugsweise von 200 mm bis 400 mm, an der Grundkörpermitte 4.2 angebracht, wobei sie zusätzlich im Überlappungsbereich B_Ü in einem axialen Bereich B_S von 25 mm bis 150 mm, vorzugsweise von 30 mm bis 100 mm, vorzugsweise durch mindestens einen Schrumpfsitz 13 radial geführt ist. Der Schrumpfsitz 13 ist vorzugsweise im von der Schweißung 11 abgewandten Bereich des Überlappungsbereichs B_Ü und mindestens ein Entlastungsfreischnitt 12.1, vorzugsweise eine Entlastungsrille 12.2, ist im der Schweißung 11 zugewandten Bereich des Überlappungsbereichs B_Ü angebracht. The respective tubular sleeve 6 with an axial overlap area B _Ü of 100 mm to 500 mm, preferably from 200 mm to 400 mm, is also attached to the base body center 4.2 , in addition in the overlap area B _Ü in an axial area B _S of 25 mm to 150 mm, preferably from 30 mm to 100 mm, preferably radially through at least one shrink fit 13 . The shrink fit 13 is preferably in the area of the overlap area B _Ü facing away from the weld 11 and at least one relief cutout 12.1 , preferably a relief groove 12.2 , is provided in the area of the overlap area B _Ü facing the weld 11 .

Der Füllstoff 9.1 und/oder die Beschichtung 9.2 besteht insbesondere aus einem flexiblen Material 14 und weist eine Härte H_F im Bereich von 20 P & J bis 100 P & J, vorzugsweise von 25 P & J bis 50 P & J, auf. Erfindungsgemäß besteht der Füllstoff 9.1 und/oder die Beschichtung 9.2 aus Polyurethan (PU) 15 oder aus einem Stoff mit ähnlichen Eigenschaften. The filler 9.1 and / or the coating 9.2 consists in particular of a flexible material 14 and has a hardness H _F in the range from 20 P&J to 100 P&J, preferably from 25 P&J to 50 P&J. According to the invention, the filler 9.1 and / or the coating 9.2 consists of polyurethane (PU) 15 or of a substance with similar properties.

Weiterhin ist der Grundkörper 4 als ein Hohlkörper 16 ausgebildet und die bahnberührte Umfangsfläche 10 ist durch die beiden Außenumfangsflächen 6.3 der beiden Rohrhülsen 6 und die Außenumfangsfläche 8.1 des im Zwischenbereich 8 eingebrachten Füllstoffs 9.2 gebildet. Alternativ, jedoch nicht explizit dargestellt, kann die bahnberührte Umfangsfläche 10 auch durch die beiden Außenumfangsflächen 6.3 der beiden Rohrhülsen 6 und die Außenumfangsfläche 4.4 der Grundkörpermitte 4.2 oder durch die Beschichtung 9.2, die auf die Außenumfangsfläche 6.3 der jeweiligen Rohrhülse 6 und die Außenumfangsfläche 4.4 der Grundkörpermitte 4.2 aufgebracht sein kann, gebildet sein. Furthermore, the base body 4 is designed as a hollow body 16 and the peripheral surface 10 in contact with the web is formed by the two outer peripheral surfaces 6.3 of the two tube sleeves 6 and the outer peripheral surface 8.1 of the filler 9.2 introduced in the intermediate region 8 . Alternatively, but not explicitly shown, the circumferential surface 10 in contact with the web can also be through the two outer circumferential surfaces 6.3 of the two tube sleeves 6 and the outer circumferential surface 4.4 of the base body center 4.2 or through the coating 9.2 , which is applied to the outer peripheral surface 6.3 of the respective tube sleeve 6 and the outer peripheral surface 4.4 of the base body center 4.2 can be applied.

Die erfindungsgemäße Walze 1 eignet sich auch in hervorragender Weise zur Verbesserung der Wickelqualität einer auf ihr vorzugsweise kontinuierlich aufgewickelten Materialbahn 3, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn. The roller 1 according to the invention is also outstandingly suitable for improving the winding quality of a material web 3 , in particular a paper or cardboard web, which is preferably continuously wound thereon.

Es versteht sich von selbst, dass die erfindungsgemäße Walze weitere konstruktive Eigenschaften aufweisen kann, ohne dabei den Rahmen der Offenbarung der vorliegenden Beschreibung samt Figuren zu verlassen. So kann beispielsweise die Rohrhülse mit variierenden Innendurchmessern zwecks möglicher Ausbildung mindestens eines formschlüssigen Anschlags ausgestaltet sein. Demzufolge kann von der erwähnten vorzugsweisen Konstantheit der axialen Wandstärke gegebenenfalls abgewichen werden. It goes without saying that the roller according to the invention further can have constructive properties without thereby falling within the scope of the disclosure of to leave the present description together with the figures. For example the tube sleeve with varying inner diameters for the purpose of possible training be designed at least one positive stop. As a result of the above mentioned constant constancy of the axial wall thickness if necessary be deviated.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung eine eine verbesserte, kostengünstigere und vorzugsweise nachrüstbare Walze der eingangs genannten Art geschaffen wird, bei der die Durchbiegung der Walzenmantellinie entsprechend reduziert ist. Bezugszeichenliste 1 Walze
1.1 Walzenende
1.2 Walzenmitte
2 Wickelkern
3 Materialbahn
3a Materialbahnlage
4 Wickelkernkörper (Grundkörper)
4.1 Grundkörperende
4.2 Grundkörpermitte
4.3 Stirnseite
4.4 Außenumfangsfläche (Grundkörpermitte)
5 Lagerzapfen
6 Rohrhülse
6.1 Bereich (Endbereich)
6.2 Bereich (Mittenbereich)
6.3 Außenumfangsfläche (Rohrhülse)
7 Zwischenraum
8 Zwischenbereich
8.1 Außenumfangsfläche (Zwischenbereich)
9.1 Füllstoff
9.2 Beschichtung
10 Bahnberührte Umfangsfläche
11 Schweißung
12 Entlastungsfreischnitt
12.1 Entlastungsrille
13 Schrumpfsitz
14 Flexibles Material
15 Polyurethan (PU)
16 Hohlkörper
AR Achsrichtung (Pfeil)
B_S Bereich (Schrumpfsitz)
B_Ü Überlappungsbereich
D Durchbiegung
D_GE Grundkörperenddurchmesser
D_GM Grundkörpermittendurchmesser
D_RA Rohrhülsenaußendurchmesser
D_W Walzenaußendurchmesser
F_G Gesamtkräfte (Pfeil)
H_F Härte (Füllstück/Beschichtung)
L_G Länge (Walze)
L_GE Länge (Grundkörperende)
L_W Länge (Walze)
RS Ringstärke
WS Wandstärke (Rohrhülse)
In summary, it should be noted that the invention provides an improved, more cost-effective and preferably retrofittable roller of the type mentioned in the introduction, in which the deflection of the roller surface line is reduced accordingly. List of Reference Numerals 1 roller
1.1 Roller end
1.2 roller center
2 winding core
3 material web
3 a material web layer
4 winding core body (base body)
4.1 Basic body end
4.2 Center body
4.3 end face
4.4 Outer peripheral surface (center of the body)
5 journals
6 tube sleeve
6.1 Area (end area)
6.2 Area (middle area)
6.3 Outer peripheral surface (tube sleeve)
7 space
8 intermediate area
8.1 Outer peripheral surface (intermediate area)
9.1 filler
9.2 coating
10 peripheral surface in contact with the web
11 weld
12 relief cut
12.1 Relief groove
13 shrink fit
14 Flexible material
15 polyurethane (PU)
16 hollow body
AR axis direction (arrow)
B _S area (shrink fit)
B _Ü overlap area
D deflection
D _GE base end diameter
D _GM basic body center diameter
D _RA outer tube diameter
D _W outer roll diameter
F _G total forces (arrow)
H _F hardness (filler / coating)
L _G length (roller)
L _GE length (base end)
L _W length (roller)
RS ring thickness
WS wall thickness (pipe sleeve)

Claims

1. roller ( 1 ), in particular winding core ("drum"), for preferably continuous winding of a material web ( 3 ), in particular a paper or cardboard web, with a base body ( 4 ), each attached to its two end faces ( 4.3 ) Has bearing journal ( 5 ), and with a peripheral surface ( 10 ) in contact with the web, characterized in that
that the base body ( 4 ) in the area of its two base body ends ( 4.1 ) each has a smaller base body end diameter (D _GE ) than in the area of the base body center ( 4.2 ) with a base body center diameter (D _GM ), and
that the roller ( 1 ) in the region of its two roller ends ( 1.1 ) each with a preferably thin-walled tubular sleeve ( 6 ) which is coaxially aligned with the base body ( 4 ) and which flies in the outer region ( 6.1 ) facing the respective bearing journal ( 5 ) and which is preferably rigidly attached to the base body ( 4 ) in the inner region ( 6.2 ) facing the roller center ( 1.2 ) and is provided with a respective outer tube sleeve diameter (D _RA ) to form an annular space ( 7 ).

2. Roller ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the two respective outer tube sleeve diameters (D _RA ) are larger than the basic body center diameter (D _GM ), an intermediate region ( 8 ) being present between the two tube sleeves ( 6 ), which with at least one filler ( 9.1 ) is provided for the purpose of maintaining a constant roller outer diameter (D _W ) for the peripheral surface ( 10 ) in contact with the web.

3. Roller ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the two respective outer tube sleeve diameters (D _RA ) and the basic body center diameter (D _GM ) are the same so that they form a constant roller outer diameter (D _W ) for the peripheral surface ( 10 ) in contact with the web.

4. Roller ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the outer peripheral surface ( 6.3 ) of the respective tube sleeve ( 6 ) and the outer peripheral surface ( 4.4 ) of the base body center ( 4.2 ) is provided with a coating ( 9.2 ).

5. Roller ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the respective ring-like intermediate space ( 7 ) formed between the respective base body end ( 4.1 ) and the respective tubular sleeve ( 6 ) has a ring thickness (RS) of 5 mm to 20 mm, preferably from 8 mm to 15 mm.

6. Roller ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the respective base body end ( 4.1 ) has a respective axial length (L _GE ) in the range from 15% to 45%, preferably in the range from 20% to 35% Length (L _W ) of the roller ( 1 ).

7. roller ( 1 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the respective tube sleeve ( 6 ) has a wall thickness (WS) of 10 mm to 25 mm, preferably from 12 mm to 20 mm.

8. roller ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the respective tube sleeve ( 6 ) has a preferably constant or approximately constant wall thickness (WS) in the axial direction (AR) (arrow).

9. roller ( 1 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the respective tubular sleeve ( 6 ) by means of at least one single-layer weld ( 11 ) is rigidly attached to the center body ( 4.2 ).

10. Roller ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the respective tubular sleeve ( 6 ) consists of steel and / or a plastic and / or a combination of materials.

11. Roller ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the plastic contains reinforcements made of fibers, fabrics or the like.

12. Roller ( 1 ) according to claim 11, characterized in that the degree of reinforcement towards the outer region ( 6.1 ) directed towards the respective bearing journal ( 5 ) decreases.

13. Roller ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the respective tubular sleeve ( 6 ) with an axial overlap area (B _Ü ) of 100 mm to 500 mm, preferably from 200 mm to 400 mm, at the center body ( 4.2 ) is attached.

14. Roller ( 1 ) according to claim 13, characterized in that the respective tube sleeve ( 6 ) in the overlap area (B _Ü ) additionally in an axial area (B _S ) from 25 mm to 150 mm, preferably from 30 mm to 100 mm, is preferably guided radially through at least one shrink fit ( 13 ).

15. Roller ( 1 ) according to claim 14, characterized in that the shrink fit ( 13 ) is mounted in the area of the overlap area (B _Ü ) facing away from the weld ( 11 ).

16. Roller ( 1 ) according to claim 14 or 15, characterized in that at least one relief cutout ( 12.1 ), preferably a relief groove ( 12.2 ), is provided in the area of the overlap area (B _Ü ) facing the weld ( 11 ).

17. Roller ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the filler ( 9.1 ) and / or the coating ( 9.2 ) consists of a flexible material ( 14 ) and a hardness (H _F ) in the range of 20 P & J to 100 P&J, preferably from 25 P&J to 50 P&J.

18. Roller ( 1 ) according to claim 17, characterized in that the filler ( 9.1 ) and / or the coating ( 9.2 ) made of polyurethane (PU) ( 15 ) or of a material with similar properties.

19. Roller ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the base body ( 4 ) is designed as a hollow body ( 16 ).

20. Roller ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the peripheral surface ( 10 ) in contact with the web is formed by the two outer peripheral surfaces ( 6.3 ) of the two tube sleeves ( 6 ) and the outer peripheral surface ( 8.1 ) of the filler ( 8 ) introduced into the intermediate region ( 8 ). 9.1 ) or through the two outer circumferential surfaces ( 6.3 ) of the two tube sleeves ( 6 ) and the outer circumferential surface ( 4.4 ) of the base body center ( 4.2 ) or through the coating ( 9.2 ) on the outer circumferential surface ( 6.3 ) of the respective tube sleeve ( 6 ) and the Outer peripheral surface ( 4.4 ) of the base body center ( 4.2 ) is applied, is formed.

21. A method for improving the winding quality of a material web ( 3 ), in particular a paper or cardboard web, which is preferably wound continuously on a roller ( 1 ), the roller ( 1 ) consisting of a base body ( 4 ), one on each of its two end faces ( 4.3 ) attached bearing journal ( 5 ) and a peripheral surface ( 10 ) in contact with the web, characterized in that a roller ( 1 ) according to at least one of the preceding claims 1 to 20 is used.