DE102011052535A1 - Method for manufacturing roll e.g. gravure roll, involves bending roll using pulling device which is arranged at radial distance from rotational axis - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gravuren auf Gravurwalzen, die radial vom Gravurgrund vorstehende Plateauflächen aufweisen, bei dem die Gravurwalze um ihre Drehachse gedreht und die Gravur in mehreren Graviervorgängen erzeugt wird. The invention relates to a method for producing engravings on gravure rollers, which have radially projecting plateau surfaces from the engraving base, in which the gravure roller is rotated about its axis of rotation and the engraving is produced in several engraving operations.
Gravurwalzen für das Thermobonding von Vliesen besitzen regelmäßig eine Oberfläche, die aus Kegel- oder Pyramidenstümpfen besteht, also aus dreidimensionalen Strukturen, deren Querschnitt sich in radialer Richtung der Walze betrachtet zum Gravurgrund vergrößert. Gravure rolls for the thermobonding of nonwovens regularly have a surface which consists of truncated cones or truncated pyramids, that is to say of three-dimensional structures whose cross-section, viewed in the radial direction of the roll, increases to the base of the engraving.
Beim Thermobonding wird eine Vlieslage mit noch unverfestigten, thermoplastisches Material umfassenden Filamenten einem Walzenspalt zugeführt, welcher zwischen einer Gravurwalze und einer Gegenwalze mit glatter Oberfläche gebildet wird. Sowohl die Gravurwalze, als auch die Gegenwalze sind üblicherweise beheizt, wobei die Heizleistung der Gravurwalze so gewählt wird, dass der Kontakt der Plateauflächen mit den Filamenten zum Verschweißen derselben im Bereich der Anlage an den Plateauflächen führt. When thermobonding a nonwoven layer is supplied with still unconsolidated, thermoplastic material comprising filaments a nip, which is formed between a gravure roll and a counter roll with a smooth surface. Both the gravure roll and the counter roll are usually heated, wherein the heating power of the gravure roll is selected so that the contact of the plateau surfaces with the filaments for welding them in the area of the system leads to the plateau surfaces.
Damit die Filamente während des Verschweißprozesses nicht mit den Plateauflächen verkleben, was zu einer Zerstörung der Vlieslage oder sogar zu einem gefährlichen Walzenwickel führen würde, bei dem die Vlieslage von der Gravurwalze aufgewickelt und durch die rasche Umfangsvergrößerung des Walzenwickels der Walzenspalt blockiert wird, müssen die Plateauflächen eine möglichst glatte Oberfläche aufweisen. Gravurwalzen werden daher während und nach der Herstellung der Gravur Schleifprozessen unterzogen, die auch eine möglichst exakte Zylinderform und einen möglichst exakten Rundlauf garantieren sollen.Thus, the filaments do not stick to the plateau surfaces during the welding process, which would lead to destruction of the nonwoven layer or even to a dangerous roll winding, in which the nonwoven layer wound by the gravure roll and blocked by the rapid increase in size of the roll winding the nip, the plateau surfaces have as smooth a surface as possible. Engraving rollers are therefore subjected during and after the production of the engraving grinding processes, which should also guarantee the most accurate cylinder shape and the most accurate concentricity.
Die Herstellung der Gravur kann beispielsweise mechanisch mit Hilfe einer Molette, thermisch mit Hilfe eines Lasers oder auch chemisch durch Ätzen mit Säure, wobei die Plateauflächen vorab mit Lack abgedeckt werden, oder auch durch Schleifen oder Fräsen erfolgen. Auch können bei der Herstellung der Gravur mehrere der vorgenannten Verfahren in aufeinanderfolgenden Gravurvorgängen zur Anwendung kommen. The production of the engraving can be done, for example mechanically with the help of a Molette, thermally by means of a laser or chemically by etching with acid, the plateau surfaces are covered in advance with paint, or by grinding or milling. Also, in the manufacture of the engraving, several of the aforementioned methods can be used in successive engraving operations.
Ein typisches Verfahren zur Herstellung von Gravuren auf Gravurwalzen umfasst beispielsweise die folgenden Schritte:
- – Eine zuvor möglichst exakt zylindrisch geschliffene Walze wird mit Lack beschichtet.
- – Anschließend wird mit Hilfe eines Lasers entsprechend der Vorgabe und des Rapportes Lack in den Bereichen weg gebrannt, in welchen ein Materialabtrag stattfinden soll.
- – Durch Ätzen im Säurebad erhält die Walzenoberfläche in Bereichen, in denen zuvor der Lack weg gebrannt worden ist, entsprechende Vertiefungen.
- – Eine erste Molette, die auf den maximalen Durchmesser der Walze abgestimmt ist, wird angedrückt und über die Oberfläche der Walze abgerollt. Dabei befindet sich die Molette im formschlüssigen Eingriff mit den bereits vorhandenen, durch Ätzen im Säurebad eingearbeiteten Vertiefungen.
- – Durch Quetschen und Verdichten bildet sich das Gravurmuster auf der Walze weiter aus. Lack befindet sich schließlich im Wesentlichen nur noch auf den Plateauflächen der Gravur.
- – Erforderlichenfalls wird die Walze einer weiteren Ätzbehandlung im Säurebad unterzogen. Sofern notwendig, muss die Lackschicht auf den Plateauflächen zuvor erneuert werden.
- – Ist eine weitere, mechanische Bearbeitung der Walze mit Hilfe einer Molette erforderlich, so wird eine zweite Molette, die dem sich geänderten Rapport angepasst worden ist, erneut über die Oberfläche der Walze abgerollt. Erfahrungsgemäß sind je nach Gravurtiefe und Design bis zu drei verschiedene Moletten erforderlich, um die Plateauflächen nur gering in ihrer Lage verschieben zu müssen.
- – Insbesondere aufgrund des Quetschens des Walzenmaterials bei der Behandlung mit einer Molette entstehen an den Plateauflächen der Gravur vorstehende Grate. Diese müssen in einem Vermessungsschliff abgetragen werden, um die Plateauflächen und die Gravurtiefe messtechnisch genau erfassen zu können.
- - A previously exactly exactly cylindrical ground roller is coated with lacquer.
- - Subsequently, with the help of a laser according to the specification and the repeat lacquer in the areas burned away, in which a material removal should take place.
- - By etching in an acid bath, the roll surface receives in areas where previously the paint has been burned away, corresponding recesses.
- - A first Molette, which is tuned to the maximum diameter of the roll is pressed and unrolled over the surface of the roll. In this case, the molette is in positive engagement with the already existing, incorporated by etching in the acid bath wells.
- - By squeezing and compressing the engraving pattern on the roller continues to form. Finally, paint is essentially only on the plateau surfaces of the engraving.
- - If necessary, the roller is subjected to a further etching treatment in an acid bath. If necessary, the varnish layer on the plateau areas must first be renewed.
- - If a further, mechanical processing of the roll by means of a Molette required, a second Molette, which has been adapted to the changed repeat, unrolled again over the surface of the roll. Experience has shown that depending on the engraving depth and design up to three different molettes are required to move the plateau surfaces only slightly in their position.
- - Especially due to the squeezing of the roll material in the treatment with a Molette arise on the plateau surfaces of the engraving protruding burrs. These must be removed in a survey grind in order to capture the plateau surfaces and the engraving depth metrologically accurate.
Selbst bei Verfahren zur Herstellung von Gravuren, bei denen mehr Material thermisch, beispielsweise durch einen Laser, oder mechanisch durch Schleifen oder Fräsen abgetragen wird, muss der Gravurfortschritt stets vermessen werden. Hierfür bedarf es des vorab erwähnten Vermessungsschliffs der Walze, der nur an einer zumindest im Wesentlichen zylindrischen Walze vorgenommen werden kann. Even in processes for producing engravings in which more material is removed thermally, for example by a laser, or mechanically by grinding or milling, the engraving progress must always be measured. This requires the previously mentioned survey cut of the roll, which can only be made on an at least substantially cylindrical roll.
Dies stellt in der Praxis ein erhebliches Problem dar, da die Walze sich beim Gravieren aufgrund von Kaltverfestigungen des Walzenmaterials und/oder durch Störungen des Gesamt-Spannungshaushaltes krümmt. Die Walze muss daher zwischen den Gravierschritten immer wieder gerichtet werden, was bei den bekannten Verfahren durch lokales Erhitzen thermisch erfolgt. This is a significant problem in practice because the roll curves during engraving due to strain hardening of the roll material and / or disturbances in the overall stress balance. The roller must therefore be repeatedly directed between the engraving steps, which takes place thermally in the known methods by local heating.
Hierzu werden bestimmte, zuvor durch Abschätzung lokalisierte Flammpunkte regelmäßig mit Hilfe einer Gasflamme erhitzt, wobei der Wärmeeintrag ebenfalls aus Erfahrungswerten abgeschätzt wird. Diese thermische Richtmethode ist sehr aufwendig und zeitintensiv. Denn stets muss zugewartet werden, bis der Walzenkörper wieder Raumtemperatur aufweist, um überprüfen zu können, ob die thermische, lokale Behandlung zu der gewünschten Ausrichtung der Walze geführt hat. Aufgrund der stets vorhandenen Erfolgsunsicherheit ist der Graviervorgang nahezu unkalkulierbar. For this purpose, certain, previously determined by estimation flash points are regularly heated by means of a gas flame, the Heat input is also estimated from experience. This thermal straightening method is very complicated and time-consuming. Because it is always necessary to wait until the roll body again has room temperature in order to check whether the thermal, local treatment has led to the desired orientation of the roller. Due to the ever-present uncertainty of success, the engraving process is almost incalculable.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Gravuren auf Gravurwalzen insbesondere für das Thermobonding zu schaffen. The invention is therefore based on the object to provide an improved method for producing engravings on gravure rolls, in particular for the thermobonding.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Gravierverfahren gelöst. This object is achieved by the reproduced in
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Gravuren auf Gravurwalzen wird die Walze vor dem ersten Graviervorgang in einem ersten Schleifvorgang zumindest im Wesentlichen zylindrisch geschliffen. In einem weiteren Schritt wird die Walze nach dem ersten Schleifvorgang zumindest dem ersten oder weiteren Graviervorgang unterzogen. Hierbei kann es sich insbesondere um einen thermischen oder chemischen Graviervorgang der eingangs beschriebenen Art, oder auch um einen beliebigen anderen oder auch um unterschiedliche, nacheinander durchgeführte Graviervorgänge handeln. Um den Gravurfortschritt zu erfassen, müssen die Plateauflächen und die Gravurtiefen vermessen werden, wozu – wie weiter oben beschrieben – zuvor ein Vermessungsschliff mittels eines Schleifwerkzeugs durchgeführt werden muss. Da die Walze aufgrund der Kaltverfestigung oder der Störung des Gesamt-Spannungshaushaltes regelmäßig krumm geworden ist, sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, das Schleifwerkzeug während des Messschliffs zumindest annähernd entlang der von den Plateauflächen gebildeten Einhüllenden zu führen. In the method according to the invention for producing engravings on gravure rolls, the roll is ground at least substantially cylindrically in a first grinding process before the first engraving process. In a further step, after the first grinding operation, the roller is subjected to at least the first or further engraving process. This may in particular be a thermal or chemical engraving process of the type described above, or else any other or even different engraving processes carried out successively. In order to record the engraving progress, the plateau surfaces and the engraving depths must be measured, for which purpose - as described above - a survey grind must first be carried out by means of a grinding tool. Since the roll has become regularly curved due to the work hardening or the disturbance of the overall stress balance, the method according to the invention provides for guiding the grinding tool at least approximately along the envelope formed by the plateau surfaces during the measuring cut.
Um das Schleifwerkzeug zumindest annähernd entlang der Einhüllenden der Gravurwalze führen zu können, kann bei einer ersten, bevorzugten Ausführungsform die Gravurwalze vor dem Schleifvorgang derart vorgespannt werden, dass ihre Einhüllende zumindest annähernd eine Zylinderform aufweist. Das Schleifwerkzeug wird dann parallel zur Drehachse der Gravurwalze verlagert.In order to be able to guide the grinding tool at least approximately along the envelope of the gravure roll, in a first, preferred embodiment the gravure roll can be pre-stressed before the grinding process such that its envelope has at least approximately a cylindrical shape. The grinding tool is then displaced parallel to the axis of rotation of the gravure roll.
Die Vorspannung kann beispielsweise mit Hilfe einer mit radialem Abstand zur Drehachse angeordneten Zugeinrichtung eingeleitet werden. Eine derartige Zugeinrichtung kann insbesondere Verwendung finden, wenn die Gravurwalze periphere, d. h. mit Abstand zu deren Drehachse angeordnete Längsbohrungen aufweist. Die Zugeinrichtung wird dann in die periphere Bohrung eingebracht, die sich möglichst dicht entlang der größten, konkaven Krümmung der Gravurwalze erstreckt. Die mit der Zugeinrichtung ausgeübte Zugkraft wird dann so gewählt, dass die Krümmung der Walze zumindest im Wesentlichen eliminiert wird. Falls erforderlich, können auch mehrere Zugeinrichtungen in verschiedenen peripheren Bohrungen zum Einsatz kommen. Auch können die Zugeinrichtungen, wenn für die weitere Behandlung oder Verwendung der Gravurwalze nicht hinderlich, in den Bohrungen belassen werden, um so nach weiteren Behandlungsschritten oder der Verwendung die Gravurwalze erforderlichenfalls richten zu können. In diesem Falle kann auf ein sonst regelmäßig erforderliches, thermisches Schlussrichten verzichtet werden, da sich die Walze nach Entfernen der Zuganker meist krümmt.The bias voltage can be initiated for example by means of a arranged at a radial distance from the axis of rotation pulling device. Such a pulling device can be used in particular when the gravure roller peripheral, d. H. Having spaced apart from the axis of rotation arranged longitudinal bores. The pulling device is then introduced into the peripheral bore, which extends as close as possible along the largest, concave curvature of the gravure roll. The pulling force exerted by the pulling device is then selected so that the curvature of the roller is at least substantially eliminated. If necessary, several drawbars can be used in different peripheral holes. Also, the drawbars, if not for the further treatment or use of the gravure roll, be left in the holes so as to be able to direct the engraving roll, if necessary, after further treatment steps or use. In this case, can be dispensed with an otherwise regularly required, thermal closing, since the roller usually bends after removing the tie rods.
Sollte die Gravurwalze eine zentrale Längsbohrung aufweisen, so kann die Vorspannung auch mit einer in der zentralen Bohrung der Gravurwalze angeordneten Biegeeinrichtung erzeugt werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Biegeeinrichtung handeln, die für sich genommen aus der
Bei den vorstehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispielen wird das Schleifwerkzeug dadurch zumindest annähernd entlang der Mantelfläche der Gravurwalze geführt, da die Gravurwalze vor dem Schleifvorgang zumindest annähernd in eine Zylinderform gebracht wird. In the preferred embodiments described above, the grinding tool is thereby guided at least approximately along the lateral surface of the gravure roll, since the gravure roll is at least approximately brought into a cylindrical shape before the grinding process.
Bei einer zweiten, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird jedoch auf die Gravurwalze keine gezielte Spannung zum Krümmungsausgleich ausgeübt. Sondern die Rundlaufabweichungen der Einhüllenden werden vor dem oder während des Schleifens vermessen, die Messwerte bezogen auf die Einhüllende ortsaufgelöst abgespeichert und das Schleifwerkzeug unter zu Hilfenahme der abgespeicherten Messwerte während des Schleifvorgangs derart verlagert, dass es der Mantelfläche zumindest im wesentlichen folgt. Mit dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich insbesondere auch solche Gravurwalzen im Sinne einer möglichst konstanten Plateauflächengröße besonders vorteilhaft bearbeiten, die nicht nur eine einfache Krümmung aufweisen, sondern auch solche, die beispielsweise eine „S-Krümmung“ oder im Rundlauf einen „Doppelschlag“ aufweisen. Auch kann die Gravurwalze gleichsam vorgespannt und vermessen werden, um die Schleifgenauigkeit weiter zu verbessern. In a second, preferred embodiment of the method according to the invention, however, no specific stress is exerted on the gravure roll for compensating the curvature. Instead, the concentricity deviations of the envelopes are measured before or during grinding, the measured values are stored spatially resolved with respect to the envelope, and the grinding tool is displaced with the aid of the stored measured values during the grinding process in such a way that it substantially follows the lateral surface. With this embodiment of the method according to the invention, in particular, such gravure rolls can be processed particularly advantageously in the sense of a plateau surface size which is as constant as possible, which not only have a simple curvature, but also those which, for example, have an "S-curvature" or, in the course of a round, a "double impact" , Also, the gravure roll can be preloaded and measured to improve the grinding accuracy on.
Grundsätzlich ist es zur Verbesserung der Genauigkeit des Gravierverfahrens wünschenswert, die Messwerte der Mantelfläche in einem möglichst engen Raster aufzunehmen. In der Praxis wird es in den meisten Fällen ausreichen, wenn – wie bevorzugt – Messwerte des Abstands der Mantelfläche von der Drehachse der Gravurwalze in Walzenlängsrichtung etwa alle 5 cm bis 20 cm und in Drehrichtung mit einem Winkelabstand von etwa 5° bis 20° aufgenommen und abgespeichert werden. In principle, in order to improve the accuracy of the engraving method, it is desirable to record the measured values of the lateral surface in as narrow a grid as possible. In practice, it will be sufficient in most cases, if - as preferred - measured values of the distance of the lateral surface of the axis of rotation of the gravure roll in the roll longitudinal direction about every 5 cm to 20 cm and recorded in the direction of rotation with an angular distance of about 5 ° to 20 ° and stored.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Gravurwalze, insbesondere eine solche, die für das Thermobonding von Vliesen vorgesehen ist, die mit einem Gravierverfahren der vorbeschriebenen Art bearbeitet wurde. The invention also extends to a gravure roll, in particular one intended for thermobonding nonwovens, which has been processed by an engraving process of the type described above.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der rein schematischen Zeichnungen weiter verdeutlicht werden. Es zeigen: The invention will be further clarified below with reference to the purely schematic drawings. Show it:
Würde nun die ebenfalls gekrümmte Einhüllende
Entsprechendes gilt für die in
Um diese unterschiedlichen Tiefen der Gravurstrukturen zu verhindern, ist bei dem in
Wie in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Gravurwalze engraved roll
- 22
- Lagereinrichtung Storage facility
- 33
- Einhüllende envelope
- 44
- Schleifwerkzeug grinding tool
- 55
- Schleifscheibe grinding wheel
- 66
- Gravurstrukturen engraved structures
- 77
- Plateauflächen plateau areas
- 88th
- Gravurgrund engraved reason
- 99
- Zugelement tension element
- 1010
- Grat ridge
- 1111
- Schleifvorgang grinding
- aa
- Abstand distance
- AA
- Flächen surfaces
- DD
- Drehachse axis of rotation
- F-FF-F
- Zugspannung tension
- Kgkg
- Kontur während des Gravierens Contour during engraving
- Kfkf
- Kontur der fertigen Gravur Contour of the finished engraving
- MM
- Pfeil arrow
- P1P1
- Pfeil arrow
- RR
- Rotationsachse axis of rotation
- XX
- Tiefen deep
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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