DE102012203101A1 - Roller for material sheets, is designed to engage in contact with sheet of material, where groove is formed in outer surface of roller, where groove has variable radial depth or variable axial length across roller axial direction - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Walze für Materialbahnen, insbesondere für Papier-, Karton-, Tissue- oder Folienbahnen, mit wenigstens einer Nut in der äußeren Oberfläche nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a roll for material webs, in particular for paper, board, tissue or film webs, with at least one groove in the outer surface according to the preamble of
In der
Dieses Prinzip hat sich bis zu begrenzten Bahngeschwindigkeiten bewährt. Bei den heute üblichen Bahngeschwindigkeiten im Bereich von 1600 bis über 2000 m/min sind allerdings die Grenzen erreicht, wo die Funktion nicht mehr gewährleistet ist. Bei den hohen Geschwindigkeiten wird die zwischen Bahn und Walze eingesaugte Luftmenge der Luftgrenzschicht so groß, dass ein ungewünschtes sogenanntes Aufschwimmen der Bahn unvermeidbar wird.This principle has proven itself to limited web speeds. At today's standard web speeds in the range from 1600 to over 2000 m / min, however, the limits are reached where the function is no longer guaranteed. At high speeds, the air quantity of the air boundary layer drawn in between the web and the roller becomes so great that undesired so-called floating of the web becomes unavoidable.
Der Ansatz, die Nuten so tief auszuführen, dass in ihnen unterhalb der Bahn genug Freiraum vorhanden ist, um die Luft, die das Polster zwischen Bahn und Oberfläche der Leitwalze bildet, abzuführen, ist jedoch nicht zielführend, denn die Bahn verliert auf diese Weise an Führungsstabilität. Zudem wird die Eigenstabilität der Walze geschwächt.However, the approach of making the grooves so deep that there is enough free space in them below the web to dissipate the air that forms the cushion between the web and the surface of the guide roll is not expedient because the web loses in this way management stability. In addition, the inherent stability of the roller is weakened.
Ersteres ist nicht nur bei normalen Walzen wie Leitwalzen zu beobachten, sondern verstärkt auch in Positionen, wo Breitstreckwalzen zum Einsatz kommen. Diese sind so ausgebildet, dass sie aus ihrer Ausgangslage heraus axial verbiegbar sind und dadurch die Materialbahn breitstrecken. Derartige Breitstreckwalzen sind gewöhnlich aus Faserverbundmaterialien aufgebaut und dementsprechend bei Schwächung der Verbundstruktur durch Einbringung von Oberflächenformen wie Nuten anfällig für Brüche durch Überlast.The former can be observed not only in normal rolls such as guide rolls, but also increasingly in positions where spreader rolls are used. These are designed so that they are axially bendable out of their initial position and thereby spread the web. Such spreader rolls are usually constructed of fiber composite materials and, accordingly, upon weakening of the composite structure by introducing surface shapes such as grooves, are prone to breakage due to overload.
Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, eine Walze nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, die bei hohen Bahngeschwindigkeiten die Bahn stabil führt und gleichzeitig eine hohe Eigenstabilität aufweist.It is therefore the object of the invention to provide a roller according to the preamble of
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Walze in einer äußeren Oberfläche der Funktionsschicht zumindest eine Nut aufweist, welche eine über eine walzenaxiale Richtung variable radiale Tiefe aufweist. Diese Ausführung gewährleistet einerseits die Abfuhr der zwischen Bahn und Walze eingeschlossenen Luft, die auf diese Weise kein Aufschwimmen der Bahn mehr bewirken kann, und schwächt andererseits die Walzenstruktur nicht in einem Ausmaß, dass Brüche bei Überlastung zu befürchten wären.The object is achieved in that the roller has at least one groove in an outer surface of the functional layer, which has a variable radial depth over a roller axial direction. This design ensures, on the one hand, the removal of the trapped air between the web and the roller, which in this way can no longer cause the web to float, and on the other hand does not weaken the roll structure to the extent that fractures due to overloading are to be feared.
Weitere vorteilhafte Aspekte und Ausgestaltungsvarianten gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further advantageous aspects and design variants will become apparent from the dependent claims.
Bevorzugt nimmt die radiale Tiefe und/oder die axiale Weite der zumindest einen Nut von einer axialen Mitte der Walze beidseitig nach axial außen zu. Dadurch wird nach außen hin ein größer werdendes Volumen zur Verfügung gestellt, das die Luft zuverlässig abtransportiert.Preferably, the radial depth and / or the axial width of the at least one groove increases from an axial center of the roller on both sides axially outward. As a result, an increasing volume is made available to the outside, which reliably removes the air.
Gemäß vorteilhaften Ausführungsvarianten können die Nuten in Form von mehreren in Umfangsrichtung orientierten Einzeleinstichen oder auch spiralförmig ausgebildet sein.According to advantageous embodiments, the grooves may be in the form of a plurality of circumferentially oriented Einzeleinstichen or spirally formed.
Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann eine spiralförmige Nut in Form von zwei Nuten ausgebildet sein, welche sich von der axialen Mitte der Walze ausgehend gegenläufig jeweils nach axial außen erstrecken. Durch eine geeignete Orientierung der Laufrichtung der Nuten im Verhältnis zur Laufrichtung der Walze kann die Luftabführung verbessert und gleichzeitig eine Breitstreckwirkung auf die Materialbahn ausgeübt werden.According to a particularly preferred embodiment, a helical groove in the form of two grooves may be formed, which extend from the axial center of the roller in opposite directions in each case axially outward. By a suitable orientation of the running direction of the grooves in relation to the running direction of the roller, the air discharge can be improved and at the same time a spreading effect on the material web can be exercised.
Nach einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung erstreckt sich ein Oberflächenbereich, in welchem die zumindest eine Nut ausgebildet ist, zumindest über die Breite der Materialbahn. Dadurch kann sichergestellt werden, dass es nicht zu Luftpolstern kommt, die nicht abgeführt werden können.According to an advantageous aspect of the invention, a surface region in which the at least one groove is formed extends at least over the width of the material web. This can ensure that it does not come to air cushions that can not be removed.
Vorteilhafterweise kann die zumindest eine Nut eine eckige oder gerundete Querschnittsform aufweisen, wobei naturgemäß gerundete Formen strömungstechnisch günstiger sind.Advantageously, the at least one groove may have a polygonal or rounded cross-sectional shape, naturally rounded shapes being more favorable in terms of flow.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Walze in Form einer Breitstreckwalze mit zumindest einem Innenrohr und einem Außenrohr ausgebildet sein, welche über zumindest eine Koppelstelle gegeneinander abgestützt sind. Zumindest das Außenrohr kann dabei aus einem Verbundwerkstoff gebildet sein, wobei das Außenrohr gegenüber dem Innenrohr verbiegbar ist.According to a further embodiment of the invention, the roller may be in the form of a spreader roll with at least one inner tube and an outer tube, which are supported against each other via at least one coupling point. At least the outer tube can do this be formed of a composite material, wherein the outer tube is bendable relative to the inner tube.
Die zumindest eine Nut ist in diesem Fall vorteilhafterweise in dem Außenrohr ausgebildet.The at least one groove is advantageously formed in the outer tube in this case.
Besonders bevorzugt ist die radiale Tiefe und/oder die axiale Weite der zumindest einen Nut im walzenaxialen Verlauf so gewählt, dass eine Biegebelastung des Außenrohres im Bereich der zumindest einen Nut stets unter einer kritischen Bruchlast liegt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Walze stabil ist, jedoch genug Volumen zum Abführen der Luft vorhanden ist.Particularly preferably, the radial depth and / or the axial width of the at least one groove in the roller axial course is selected so that a bending load of the outer tube in the region of the at least one groove is always below a critical breaking load. This can ensure that the roll is stable, but has enough volume to remove the air.
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt dieses Ausführungsbeispiels kann die radiale Tiefe und/oder die axiale Weite der zumindest einen Nut im walzenaxialen Verlauf kontinuierlich oder in diskreten Schritten beidseitig nach axial außen zunehmen. Durch die kontinuierliche oder quasikontinuierliche Erhöhung des Volumens wird eine rasche und effektive Entlüftung zwischen Walze und Materialbahn ermöglicht.According to an advantageous aspect of this embodiment, the radial depth and / or the axial width of the at least one groove in the roller axial course can increase continuously or in discrete steps on both sides to axially outward. The continuous or quasi-continuous increase of the volume enables rapid and effective venting between the roller and the material web.
Als besonders bevorzugt hat sich herausgestellt, wenn die radiale Tiefe und/oder die axiale Weite der zumindest einen Nut umgekehrt proportional zur maximalen Biegebelastung des Außenrohres ist.It has proven particularly preferable if the radial depth and / or the axial width of the at least one groove is inversely proportional to the maximum bending load of the outer tube.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsversion der Erfindung kann die Nut im Bereich der Koppelstelle und/oder in direkt anschließenden Bereichen nicht oder nur sehr flach ausgeführt sein. Dies dient der Stabilisierung der Walze und der Verminderung der Gefahr von Rißbildungen, die in diesem Bereich besonders leicht auftreten können.According to an advantageous embodiment of the invention, the groove in the region of the coupling point and / or in directly adjoining areas can not be designed or only very flat. This serves to stabilize the roll and reduce the risk of cracking, which can be particularly easy in this area.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the figures, in which exemplary embodiments of the invention are shown schematically. Show it:
In
An den Stirnseiten der Walze
Der Walzenkörper
Wie in
Der Stand der Technik kennt bereits Nuten
Betrachtet man nun
Dadurch kann sichergestellt werden, dass das durch die Nuten
In der Folge kann die Materialbahn auch bei hohen Maschinengeschwindigkeiten faltenfrei und ohne abzuheben geführt werden, so dass die Gefahr von Bahnein- und -abrissen verringert werden kann.As a result, the material web can be guided wrinkle-free and without lifting even at high machine speeds, so that the risk of Bahnein- and tears can be reduced.
Die Form, Anordnung und Ausführung der Nuten
Weiterhin können die Nuten
Kombinationen der einzelnen Formen und Ausführungsvarianten sind ebenfalls möglich.Combinations of the individual forms and design variants are also possible.
Handelt es sich bei der Walze
Derartige Walzen
Es ist somit für diesen Anwendungsfall besonders wichtig, die Funktion der Luftabführung einerseits und die unbeeinträchtigte Funktionsweise der Breitstreckwalze
In
Die mit N bezeichnete gestrichelte Kurve zeigt den Verlauf der radialen Tiefe der Nut
Wie aus
Somit ist es erforderlich, die radiale Tiefe der Nut
Bevorzugt sollte sich der Querschnitt der Nut
Es ist dabei wie oben erwähnt möglich, das Volumen der Nut
Es ist zudem wiederum möglich, die Nuten
Grundsätzlich sollte sich die Nut
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt. Insbesondere ist es möglich, die einzelnen Merkmale der Erfindung miteinander zu kombinieren.The invention is not limited to the illustrated embodiments. In particular, it is possible to combine the individual features of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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CN106586637A (en) * | 2016-12-27 | 2017-04-26 | 湖南朵生活用品有限公司 | Material supporting device and method |
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DE19532323A1 (en) | 1995-09-01 | 1997-03-06 | Krieger Gmbh & Co Kg | Peripherally grooved guide roller for paper or carton web |
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- 2012-02-29 DE DE201210203101 patent/DE102012203101A1/en not_active Withdrawn
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