DE10313748B4

DE10313748B4 - Walze zur Führung von bahnenförmigem Material

Info

Publication number: DE10313748B4
Application number: DE2003113748
Authority: DE
Inventors: Armando Giovannelli
Original assignee: Lueraflex G Lueckenotto GmbH; Lueraflex Gerhard Lueckenotto GmbH
Current assignee: Lueraflex G Lueckenotto GmbH; Lueraflex Gerhard Lueckenotto GmbH
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: DE10313748A1

Abstract

Walze (1) zur Führung von bahnenförmigem Material mit einer Tragwelle (3) und einem auf der Tragwelle (3), rotationssymmetrisch zur Längsachse (A) der Tragwelle (3) angeordneten, verformbaren Belag (5), der im Bereich (7) seiner Mantelfläche (13) härter ist als in dem darunterliegenden Bereich (9), wobei der Belag (5) im Bereich (7) seiner Mantelfläche (13) und in dem darunterliegenden Bereich (9) aus einem elastomeren Material besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze zur Führung von bahnenförmigem Material mit einer Tragwelle und einem auf der Tragwelle rotationssymmetrisch zur Längsachse der Tragwelle angeordneten, verformbaren Belag.

Entsprechende Walzen sind bekannt. Sie werden auch als Breitstreckwalzen bezeichnet.

Sinn und Zweck dieser Breitstreckwalzen ist es, ein darüber geführtes bahnenförmiges Material, wie dünne Folien, Papierbahnen oder Textilbahnen glatt auszubreiten, bevor es weiter verarbeitet wird. Breitstreckwalzen sind auch als sogenannte Separierwalzen bekannt, bei denen das Material nicht nur breitgestreckt, sondern bei denen einzelne Material-Bahnen separiert werden können.

Um das über die Breitstreckwalzen laufende Material möglichst gut ausbreiten zu können, kann es vorteilhaft sein, ein möglichst weiches (leicht verformbares) Material für den Belag zu wählen, da durch dieses Material eine hohe Spannkraft auf das Material ausgeübt und dieses dadurch gut ausgebreitet werden kann.

Weiches Material hat jedoch den Nachteil, dass es äußerst verschleißanfällig ist, von dem darüberlaufenden Material also quasi „abgerieben" wird.

Eine verbesserte Breitstreckwirkung der Breitstreckwalze aufgrund eines weicheren Materials geht damit zu Kosten einer erhöhten Verschleißanfälligkeit des Belages der Breitstreckwalze.

DE 93 18 285 U1 beschreibt eine Transportwalze, bei der auf einen Basiskörper aus faserverstärktem Kunststoff eine mit einem Füller versehene Kunstharzschicht aufgelegt ist. DE 1 635 360 A offenbart eine Breitstreckwalze, bei der Stahlrohrabschnitte mittels flexibler Kupplungselemente verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Breitstreckwalze zur Verfügung zu stellen, die unter Verwendung eines verhältnismäßig weichen Materials für den Belag zur Erzielung des Breitstreckeffektes eine verbesserte Verschleißfestigkeit aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird anmeldungsgemäß eine Walze zur Führung von bahnenförmigen Material mit einer Tragwelle und einem auf der Tragwelle, rotationssymmetrisch zur Längsachse der Tragwelle angeordneten, verformbaren Belag vorgeschlagen, der im Bereich seiner Mantelfläche härter ist als in dem darunterliegenden Bereich, wobei der Belag im Bereich seiner Mantelfläche und in dem darunterliegenden Bereich aus einem elastomeren Material besteht.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der durch einen verhältnismäßig weichen Belag erzielbare, gute Ausbreitungsbeziehungsweise Breitstreckeffekt auch dann erzielbar ist, wenn dieser Belag an den Flächen, an denen er in Kontakt mit einem darüber geführten, bahnenförmigen Material steht, durch ein härteres Material geschützt wird.

Anmeldungsgemäß ist der Belag dazu im Bereich seiner Mantelfläche härter als in seinem darunterliegenden Bereich. Die Oberfläche des Bereiches des Belages im Bereich seiner Mantelfläche bildet damit also die Mantelfläche des Belages, also den Bereich des Belages, der, wenn bahnenförmigem Material mittels der Walze geführt wird, in Kontakt mit diesem Material steht.

Der im Bereich seiner Mantelfläche angeordnete, härtere Bereich des Belages und der darunterliegende, weichere Bereich können schichtenartig übereinander angeordnet sein, und jeweils beispielsweise rotationssymmetrisch zur Längsachse der Tragwelle des Belages angeordnet sein.

Der im Bereich der Mantelfläche des Belages angeordnete, härtere Bereich des Belages bildet für den darunterliegenden, weicheren Bereich des Belages (im folgenden auch "Breitstreckschicht" genannt) damit praktisch eine Schutz- oder Verschleißschicht (im folgenden wird dieser härtere Bereich des Belages daher auch "Verschleißschicht" genannt).

Der Breitstreckeffekt der Walze wird im wesentlichen allein durch die Breitstreckschicht hervorgerufen, da sie wesentlich weicher und damit elastischer ausgebildet ist als die härtere Verschleißschicht.

"Härter" bedeutet im anmeldungsgemäßen Sinne "mit einer höheren Shore-A-Härte". "Weicher" bedeutet im anmeldungsgemäßen Sinne entsprechend "mit einer geringeren Shore-A-Härte".

Die Breitstreckschicht kann wesentlich dicker sein als die Verschleißschicht. Beispielsweise kann die Breitstreckschicht mehr als 3-mal, 10-mal oder sogar 20-mal dicker sein als die Verschleißschicht.

Die Verschließschicht kann eine Shore-A-Härte (gemäß DIN 53 505) von beispielsweise zwischen 50 und 90, zwischen 50 und 80, zwischen 55 und 80, zwischen 60 und 80 oder zwischen 70 und 90 aufweisen. Die Breitstreckschicht kann eine Shore-A-Härte von beispielsweise zwischen 20 und 70, zwischen 30 und 55 oder zwischen 30 und 50 aufweisen.

Da die Verschleißschicht im wesentlichen allein dazu dient, die darunterliegende Breitstreckschicht zu schützen, zum Breitstreckeffekt jedoch kaum beiträgt, kann sie eine verhältnismäßig geringe Dicke aufweisen. Die Dicke der Verschleißschicht kann im Bereich von nur wenigen Millimetern liegen, beispielsweise zwischen 1 und 10 mm, zwischen 1 und 8 mm oder zwischen 2 und 7 mm.

Die Breitstreckschicht hat eine Dicke, die ausreichend groß ist, um hierdurch einen Breitstreckeffekt erzielen zu können. Die Dicke der Breitstreckschicht kann sich im Bereich der üblichen Dicke eines verformbaren Belages einer Breitstreckwalze befinden, also beispielsweise im Bereich zwischen 5 und 30 mm, 5 und 20 mm oder 7 und 17 mm.

Die Breitstreckschicht und die Verschleißschicht bestehen aus einem elastomeren Material.

Beispielsweise können die Breitstreckschicht und die Verschleißschicht aus Silikon, Silikonverschnitt, chlorsulfoniertem Polyethylen oder einem Material auf Basis Kautschuk bestehen.

Die Breitstreckschicht und die Verschleißschicht können auch aus unterschiedlichem Material bestehen, beispielsweise kann die Breitstreckschicht aus einem anderen Material bestehen als die Verschleißschicht.

Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Breitstreckschicht aus mehreren Einzelschichten besteht, die sich in ihrer Härte und/oder ihrer Materialart jeweils voneinander unterscheiden.

Es kann vorgesehen sein, dass der Belag eine gleichbleibende Dicke aufweist (zylindrischer Außenumfang). Nach alternativen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der Belag entweder "bombiert" (also mit einer von einer senkrecht zur Längsachse der Tragwelle verlaufenden Mittelebene zu den beiden Enden des Belages abnehmenden Belagdicke) oder "tailliert" (also mit einer von einer senkrecht zur Längsachse der Tragwelle verlaufenden Mittelebene zu den beiden Enden des Belages zunehmenden Belagdicke) ausgebildet ist.

Der Belag kann beiderseits einer senkrecht zur Längsachse der Tragwelle verlaufenden Mittelebene mit mindestens je einem wendelförmig zu beiden Enden des Belages verlaufenden Einschnitt versehen sein.

Diese Einschnitte können sich durch den Bereich der Mantelfläche (also die Verschleißschicht) hindurch bis in den darunterliegenden Bereich (also die Breitstreckschicht) des Belages erstrecken. In diesem Fall ist die Verschleißschicht quasi nur im außenliegenden Bereich der zwischen den Einschnitten verbleibenden Stege angeordnet.

Im Falle der vorgenannten Einschnitte im Belag wird der Breitstreckeffekt der Walze im wesentlichen dadurch hervorgerufen, dass die zwischen den Einschnitten verbleibenden elastischen Stege unter eine leichte mechanische Spannung versetzt werden, wenn Material über die Walze geführte wird, und das Material durch diese Spannung nach außen gestreckt wird.

Breitstreckwalzen mit wendelförmigen Einschnitten sind beispielsweise aus der US 4,566,162 A bekannt, wobei hier jeweils eine wendelförmige Nut sich ausgehend von einer senkrecht zur Tragwelle verlaufenden Mittelebene zu dem einen bzw. zu dem anderen Ende der Breitstreckwalze erstreckt. Aus der DE 20 51 425 A ist eine Breitstreckwalze bekannt, bei der die wendelförmigen Einschnitte mit gegenläufiger Richtung verlaufen, so dass sie sich mehrfach kreuzen.

Die Einschnitte können in Richtung auf die Mittelebene geneigt ausgebildet sein. Eine Breitstreckwalze mit entsprechend geneigten Einschnitten ist beispielsweise aus der EP 0 703 176 A1 bekannt.

Da der Breitstreckeffekt, wie bereits ausgeführt, im wesentlichen durch die Breitstreckschicht ausgeübt wird, sollten – im Fall der vorgenannten Einschnitte im Belag – sich die Einschnitte so tief in den Bereich der Breitstreckschicht hinein erstrecken, dass die zwischen den Einschnitten verbleibenden Stege derart ausgebildet sind, dass das über die Walze geführte Material durch die Stege gut auseinandergezogen werden kann.

Da insbesondere allein der Bereich der Stege, der von der Breitstreckschicht (und nicht von der Verschleißschicht) gebildet wird, den Breitstreckeffekt der Stege auslösen kann, kann vorgesehen sein, dass das Verhältnis der Dicke des Abschnittes eines Steges, der von der Verschleißschicht gebildet wird, zur Dicke des Abschnittes eines Steges, der von der Breitstreckschicht gebildet wird, kleiner 1/2 ist, also beispielsweise auch kleiner 1/3, kleiner 1/5, kleiner 1/10 oder kleiner 1/20; das Verhältnis kann beispielsweise zwischen 1/2 und 1/20 oder zwischen 1/3 und 1/10 liegen. Das Verhältnis kann sich von der Mittelebene des Belages zu den Enden des Belages hin auch ändern, beispielsweise kontinuierlich zu- oder abnehmen.

Es kann vorgesehen sein, dass die Neigung der Einschnitte von der Mittelebene der Walze zu den Enden hin zu- oder abnimmt, beispielsweise kontinuierlich zu- oder abnimmt.

Die Einschnitte können parallele Flanken aufweisen, wobei die Flanken gerade oder gewölbt ausgebildet sein können.

Der Nutgrund kann beispielsweise flach, spitz, rund oder trapezförmig ausgebildet sein.

Im weiteren wird vorgeschlagen, mehrere, also mindestens zwei, im Abstand zueinander verlaufende Einschnitte auf jeder Seite der Mittelebene im Belag vorzusehen. Diese Einschnitte können auf jeder Seite der Mittelebene gleichmäßig versetzt zueinander beginnen. Entsprechende Breitstreckwalzen werden auch als "mehrgängige" Breitstreckwalzen bezeichnet.

Die Nuttiefe der Einschnitte kann konstant sein; sie kann jedoch auch beispielsweise von der Mittelebene zu den jeweiligen Enden des Belages zu- oder abnehmen.

Auch die Steigung der Einschnitte (also deren Abstand voneinander) kann von der Mittelebene zu den jeweiligen Enden des Belages zu- oder abnehmen.

Um eine Beschädigung des über die Walze laufenden Materials zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass die Kanten der Einschnitte (also der Übergang der Einschnitte in die Mantelfläche des Belages) abgerundet oder abgekantet sind.

Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens ein Einschnitt über die Mittelebene hinweg verläuft, jedoch mit Abstand zu dem Ende, auf das der Einschnitt dann zuläuft, endet.

Die Tragwelle der Walze kann aus Metall, beispielsweise aus Stahl bestehen.

Es wurde festgestellt, dass ein härterer Belag besser auf einer Tragwelle (insbesondere aus Metall) haftet, als ein weicherer Belag.

Nach einer Ausführungsform ist der Belag der anmeldungsgemäßen Walze daher in seinem an die Tragwelle angrenzenden Bereich härter als in dem darüberliegenden Bereich. Dieser an die Tragwelle angrenzende Bereich des Belages kann beispielsweise eine Shore-A-Härte zwischen 80 und 100 oder zwischen 85 und 95 aufweisen.

Es kann vorgesehen sein, dass sich der unter dem Bereich der Mantelfläche (Verschleißschicht) des Belages angeordnete Bereich (Breitstreckschicht) bis auf die Tragwelle erstreckt – gegebenenfalls mit dem vorgenannten, zwischengeschalteten, härteren Bereich zwischen Breitstreckschicht und Tragwelle.

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

Sämtliche der vorgenannten Merkmale der Walze können – einzeln oder in Kombination – beliebig miteinander kombiniert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der beiliegenden Figur näher erläutert.

Dabei zeigt die, stark schematisierte,
1 eine seitliche Schnittansicht einer Walze.
Der Schnitt wurde entlang der Längsachse A der Tragwelle 3 vorgenommen.
Die insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Walze weist eine rohrförmige Tragwelle 3 aus Stahl auf, die sich entlang einer linearen (geraden) Längsachse A erstreckt.
Rotationssymmetrisch ist auf der Tragwelle 3 ein verformbarer Belag 5 aus einem elastomeren Belag in Form von Silikon angeordnet.
Die Dicke des Belages 5 ist gleichbleibend, so dass der Belag 5 insgesamt im wesentlichen eine zylindrische Form aufweist.
Im Bereich 7 (Verschleißschicht 7) seiner Mantelfläche 13 ist der Belag 5 härter ausgebildet als in dem darunterliegenden Bereich 9 (Breitstreckschicht 9).
Die Verschleißschicht 7 weist eine Dicke von 5 mm und eine Shore-A-Härte von 70 auf. Die Breitstreckschicht 9 weist eine Dicke von 15 mm und eine Shore-A-Härte von 40 auf.
In seinem an die Tragwelle 3 angrenzenden Bereich 11 ist der Belag 5 wiederum härter als im Bereich der an diesen Bereich 11 angrenzende Breitstreckschicht 9. Der an die Tragwelle 3 angrenzende Bereich 11 des Belages 5 weist eine Shore-A-Härte von 85 auf.
An seiner Oberfläche bildet die Verschleißschicht 7 die Mantelfläche 13 des Belages und damit die Fläche, über die ein über die Walze 1 laufendes Material geführt wird.
Beiderseits einer senkrecht zur Längsachse A der Tragwelle 3 verlaufenden Mittelebene M ist der Belag 5 mit je einem wendelförmig zu beiden Enden 5l, 5r des Belages 5 verlaufenden Einschnitt 15l, 15r versehen.
Der (hier linke) Einschnitt 15l verläuft dabei von der Mittelebene M zum linken Ende 5l des Belages 5, während der (hier rechte) Einschnitt 15r von der Mittelebene M zum rechten Ende 5r des Belages 5 verläuft.
Die Einschnitte 15l, 15r sind in Richtung auf die Mittelebene M geneigt ausgebildet.
Die Einschnitte 15l, 15r erstrecken sich durch die Verschleißschicht 7 hindurch bis in die Breitstreckschicht 9 hinein.
Die Einschnitte 15l, 15r weisen jeweils parallele, gerade Flanken auf. Der Nutgrund der Einschnitte 15l, 15r ist gerade ausgebildet, und die Nuttiefe der Einschnitte 15l, 15r jeweils gleich groß.
Aufgrund der Einschnitte 15l, 15r bildet die Verschleißschicht 7 quasi jeweils den außenliegenden Abschnitt der zwischen den Einschnitten 15l bzw. 15r verbleibenden Stege.

Claims

Walze (1) zur Führung von bahnenförmigem Material mit einer Tragwelle (3) und einem auf der Tragwelle (3), rotationssymmetrisch zur Längsachse (A) der Tragwelle (3) angeordneten, verformbaren Belag (5), der im Bereich (7) seiner Mantelfläche (13) härter ist als in dem darunterliegenden Bereich (9), wobei der Belag (5) im Bereich (7) seiner Mantelfläche (13) und in dem darunterliegenden Bereich (9) aus einem elastomeren Material besteht.
Walze nach Anspruch 1, bei der der Belag (5) im Bereich (7) seiner Mantelfläche (13) und in dem darunterliegenden Bereich (9) aus Silikon, Silikonverschnitt, chlorsulfoniertem Polyethylen oder einem Material auf Basis von Kautschuk bestehen.
Walze nach Anspruch 1, bei der der Belag (5) im Bereich (7) seiner Mantelfläche (13) eine Shore-A-Härte zwischen 50 und 90, 50 und 80, 55 und 80, 60 und 80 oder 70 und 90 aufweist.
Walze nach Anspruch 1, bei der der unter dem Bereich (7) der Mantelfläche (13) liegende Bereich (9) des Belages (5) eine Shore-A-Härte zwischen 20 und 70, zwischen 30 und 55 oder zwischen 30 und 50 aufweist.
Walze nach Anspruch 1, bei der der Belag (5) beiderseits einer senkrecht zur Längsachse (A) der Tragwelle (3) verlaufenden Mittelebene (M) mit mindestens je einem wendelförmig zu beiden Enden (5l, 5r) des Belages (5) verlaufenden Einschnitt (15l, 15r) versehen ist.
Walze nach Anspruch 5, bei der sich die Einschnitte (15l, 15r) durch den Bereich (7) der Mantelfläche des Belages (5) hindurch bis in den darunterliegenden Bereich (9) des Belages (5) erstrecken.
Walze nach Anspruch 1, bei der der Belag (5) in seinem an die Tragwelle (3) angrenzenden Bereich (11) härter ist als in dem darüberliegenden Bereich (9).
Walze nach Anspruch 7, bei der der Belag (5) in seinem an die Tragwelle (3) angrenzenden Bereich (11) eine Shore-A-Härte zwischen 80 und 100 oder zwischen 85 und 95 aufweist.