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Walze für die Druckbehandlung von Warenbahnen, insbesondere aus Papier
Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze für die Druckbehandlung von Warenbahnen,
insbesondere aus Papier, beispielsweise zum Glätten und Prägen von Papier, welche
aus einem trommel- oder rohrförmigen, zum Umlauf bestimmten sowie den Walzenumfang
bildenden Hohlkörper und einem in diesem befindlichen stillstehenden Kern zur Belastungsaufnahme
besteht, wobei auf der der Wirkstelle zugewandten Seite des Kernes ein auf die Innenfläche
des Hohlkörpers wirkendes Druckmittel sich befindet, auf welches sich der Hohlkörper
abstützt.
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Diese Walze kann auch beispielsweise zum Abquetschen der Feuchtigkeit
von Textilien, zum Kalandrieren und Ausziehen von Kunststoff- und Gummifolien od.
dgl. sowie für andere Preßvorgänge Verwendung finden.
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Die bekannten Walzen für die Druckbehandlung von Warenbahnen erleiden
bei der Arbeitsverrichtung eine Durchbiegung nach der der Wirkstelle der Walze abgewandten
Seite, die die gleichmäßige Druckausübung aus der ganzen Walzenlänge nachteilig
beeinflußt, wenn die Walze über ihre Zapfen gegen eine Gegenwalze oder eine Unterlage
angepreßt wird.
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Es sind schon verschiedene Vorschläge bekanntgeworden, um diesen Nachteil
zu beheben. So ist dazu übergegangen worden, die Walze zu bombieren. Hier besteht
bereits der Übelstand, daß jede Bombierung nur einer bestimmten Druckgröße Rechnung
tragen kann, wodurch für jede Druckgröße eine andere Walze erforderlich ist.
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Werden zum Anpressen der Walze und damit zur Druckausübung durch die
Walze Stützrollen verwandt, die auf der der Wirkstelle der Walze abgewandten Seite
auf die ganze Länge der Walze verteilt angeordnet sind und gesondert eine Druckbelastung
erfahren, dann läßt sich zwar eine gleichmäßige Druckausübung auf die ganze Länge
der Walze erzielen und eine Durchbiegung der Walze vermeiden; jedoch ist es neben
dem verhältnismäßig großen Aufwand an Bauteilen ungünstig, daß beispielsweise bei
der Verwendung der Anordnung zum Abquetschen der Feuchtigkeit von Textilien, namentlich
wenn die Textilien aus dem Färbvorgang kommen, die Stützrollen verschmutzen sowie
Schmutz-und Flusenfänger bilden, was ein Reinigen der Vorrichtung in verhältnismäßig
kurzfristigen Zeitabständen erforderlich macht und die Arbeitsgeschwindigkeit beeinträchtigt.
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Bekannt ist ferner eine Messerwalze für Querschneider, die aus einem
das Messer tragenden Mantel und einem in diesem befindlichen stabilen Kern besteht.
Der Mantel stützt sich hierbei entweder unmittelbar oder über Rollen auf dem Kern
ab und kann sich gegenüber dem Kern drehen, welcher seinerseits auch gegenüber dem
Mantel verdrehbar sein kann. Durch diese Anordnung soll die während eines Walzenumlaufes
zu beschleunigende und zu verzögernde Masse verringert werden und trotzdem die Walze
im Querschnitt so bemessen sein, daß sie sich unter den auftretenden Drücken nicht
verbiegt, indem der Kern unabhängig von den Beschleunigungen und Verzögerungen im
Umlauf der Messer ist und sich die Walze aber sonst hinsichtlich der Durchbiegefestigkeit
wie eine Walze verhält, die aus einem Stück besteht und deren Umfang mit den Messern
bestückt ist, wodurch auch die gleichen vorerwähnten Nachteile wie bei diesen Walzen
bestehen.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, einen zylindrischen Hohlkörper
drehbar gegenüber einem stillstehenden Kern zu lagern, wobei der Kern einen Zylinder
bildet, dessen der Wirkstelle abgewandter Scheitel abgeschnitten ist. Die Zylinderfläche
des Kernes liegt am Innenumfang des Hohlkörpers an und füllt diesen bis weit über
seinen Mittelpunkt aus. Der Scheitel des Kernes ist auf der der Wirkstelle zugewandten
Seite in Achsrichtung ausgenommen und mit Druckflüssigkeit gefüllt. Zu beiden Seiten
der Ausnehmung ist zwischen dem Innenumfang des Hohlkörpers und der Zylinderfläche
des Kernes eine dichtende Zwischenlage vorgesehen. Da die Innenfläche des Hohlkörpers
flächenmäßig an dem Kern anliegt, bilden der Kern und der Hohlkörper eine Einheit.
Wenn ein Druckmittel zwischen dem äußeren umlaufenden Hohlkörper und dem stillstehenden
Kern wirksam wird, dann verspannt sich der Kern gegen den Hohlkörper, wodurch die
Drehbarkeit des
Hohlkörpers gegenüber dem Kern aufgehoben wird und
die Betriebssicherheit der Walze leidet.
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Ein anderer Vorschlag sieht einen um einen stillstehenden Kern ohne
Anlage an diesem drehbaren zylindrischen Hohlkörper und die Anordnung von unter
Flüssigkeitsdruck stehenden Kolben im Kern auf der der Wirkstelle zugewandten Seite
vor, welche Druck auf die Innenflächen des Hohlkörpers ausüben. Die Reibung der
Kolben an der Innenfläche des Hohlkörpers wirkt hemmend auf die Drehung des Hohlkörpers.
Außerdem verhindern die stellenweisen bzw. punktweise wirkenden Druckkolben die
Verwendung von Hohlkörpern aus dünnwandigem, insbesondere aus nachgiebigem Werkstoff.
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Zur Erzielung einer Nachgiebigkeit des Umfanges von Walzen für die
Druckpressen ist es bekannt, einen umlaufenden Zylinderkern. mit einem mitumlaufenden
elastischen Diaphragma derart zu umgeben, daß zwischen dem Zylinderkern und dem
Diaphragma eine Ringkammer gebildet ist. In die Ringkammer wird ein gaasförmiges
oder flüssiges Mittel eingeleitet, um dem von außen auf das Diaphragma wirkenden
Druck einen gewissen Widerstand entgegenzusetzen. Der an der Druckstelle wirkende
Druck wird von dem ganzen Diaphragma aufgenommen, welches alle Ausbiegungen unter
den Druckbelastungen mitmacht.
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Nach der Erfindung ist zwischen dem Kern und dem Hohlkörper auf der
der Wirkstelle zugewandten Seite ein elastischer Druckkörper zur Aufnahme des Druckmittels
vorgesehen. Die Folge hiervon ist, daß der den Druck auf die Warenbahn ausübende
Walzenmantel in Form des Hohlkörpers auf der druckausübenden Seite gewissermaßen
auf dem in dem elastischen Druckkörper eingeschlossenen Druckmittel schwimmt. Der
Druckkörper kann aus jedem geeigneten Werkstoff, so aus Stahl, nachgiebigem, gegebenenfalls
aus elastischem Werkstoff, Kunststoff mit oder ohne nachgiebigen elastischen Eigenschaften,
insbesondere Kunststoff, auf der Basis der Polyamide und Superpolyamide bestehen.
Für den Kern wird in der Regel Stahl als Werkstoff gewählt. Hierbei kann an sich
der Kern jeden geeigneten Querschnitt haben.
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Die durch die Erfindung geschaffene Walze übt auf ihrer ganzen Länge
einen gleichmäßigen Druck auf eine Gegenwalze oder eine andere Unterlage aus, da
der Druck der beispielsweise im Druckkörper befindlichen Flüssigkeit sich allseitig
gleichmäßig fortpflanzt, ohne daß es besonderer äußerer Zusatzvorkehrungen bedarf,
um die gleichmäßige Druckausübung zu gewährleisten. Etwaige Durchbiegungen des stillstehenden
Kernes haben keinen Einfluß auf die satte Anlage des Hohlkörpers an seiner Gegenfläche,
die z. B. durch eine starre Gegenwalze gebildet ist und selbst Durchbiegungen erleidet.
Solche Durchbiegungen stören weder die gleichmäßige Druckausübung auf die ganze
Länge der Walze noch die satte Anlage an der Gegenfläche, da der Hohlkörper den
Durchbiegungen folgt.
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Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Walze besteht im wesentlichen
darin, daß das erstrebte Ziel mit verhältnismäßig sehr einfachen Mitteln erreicht
wird. Empfindliche oder verwickelte Dichtungen sind hierbei nicht erforderlich.
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Bei der erfindungsgemäßen Walze ist es auch möglich, ein gasförmiges
Druckmittel für den Druckkörper zu verwenden. Ebenso ist es möglich, ein flüssiges
Druckmittel, wie Öl, in Verbindung mit einem gasförmigen Druckmittel zu verwenden.
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Das Druckmittel kann sich in einem allseitig dichten Druckkörper befinden,
so daß es beim Betrieb der Walze durch den von der zu behandelnden Warenbahn verursachten
Reaktionsdruck unter Druck gesetzt wird. Es ist aber auch möglich, den Druckkörper
an eine besondere Druckquelle anzuschließen, die beispielsweise aus einem pneumatisch
beaufschlagten Speicher besteht. Hierbei können Druckregelventile vorgesehen sein,
um eine wahlweise Einstellung auf einen bestimmten zu haltenden Druck vornehmen
zu können.
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Der Kern kann etwa kreisförmigen Querschnitt aufweisen und auf der
der Wirkstelle zugewandten Seite auf einen geringeren Durchmesser zur Bildung einer
Ausnehmung für die Aufnahme des elastischen Druckkörpers abgesetzt sein. Durch die
Anlage des elastischen Druckkörpers an eine zylindrische Kernfläche wird der Druckkörper
weitgehend vor Verletzungen geschützt.
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Zweckmäßig liegt der elastische Druckkörper über eine Gleitfolie am
Innenumfang des den Walzenumfang bildenden Hohlkörpers an. Die reibungsmindernde
Gleitfolie schützt den elastischen Druckkörper auf dieser Seite vor Verschleiß und
erleichtert den Umlauf des Hohlkörpers. Die Gleitfolie besteht vornehmlich aus Kunststoff
auf der Basis der Polyamide oder Superpolyamide oder aus Bronze.
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Ein Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß die Walze sowohl
als Oberwalze als auch als Unterwalze angeordnet wird. Es können auch nach der Erfindung
ausgebildete Walzen mit mehreren Walzen als Oberwalze oder als Unterwalze zusammenarbeiten.
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Im Hinblick auf die Ausbiegungsmöglichkeit des Hohlkörpers in seinem
mittleren Teil, in der Länge der Walze gesehen, unter dem Einfluß des Druckmittels,
ist erfindungsgemäß auch eine solche Anordnung möglich, bei welcher in der Walzenmitte
ein im Verhältnis zu den Walzenenden gesteuerter größter Druck ausgeübt wird, in
dem eine Druckausübung in Richtung der Gegenwalze, beispielsweise auf pneumatischem
Wege, auf die Zapfen des Walzenkernes ausgeübt wird. Dies ist insbesondere dann
von Vorteil, wenn bei Druckbehandlungswerken mit langen Walzen schmale Warenbahnen
gleichmäßig bearbeitet werden sollen.
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Die vorzugsweise pneumatische Druckausübung auf die Zapfen und die
Druckausübung über den elastischen Druckkörper lassen sich durch Druckregler in
ein bestimmtes Verhältnis zueinander bringen, so daß beispielsweise überall gleiche
Drücke herrschen. Wird der Druck auf die Zapfen gemindert, dann biegt sich der Walzenhohlkörper
in der Mitte aus und wirkt wie eine bombierte Walze, ohne jedoch im Durchmesser
bzw. im mittleren Umfang größer zu werden.
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Die Zeichnung veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel
der Erfmdung.
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Abb. 1 läßt eine Walze im Querschnitt erkennen; Abb. 2 verdeutlicht
in Längsansicht die zusätzliche Druckausübung auf die Zapfen des Walzenkernes.
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Die mit der wiedergegebenen Walze zusammenarbeitende Walze oder zusammenarbeitenden
Walzen sind nicht besonders dargestellt.
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Die Walze besteht aus einem rohrförmigen Hohlkörper 1, welcher eine
nur verhältnismäßig geringe
Wandstärke aufzuweisen braucht und aus
geeignetem Werkstoff, so Stahl, nachgiebigem oder elastischem Werkstoff, Kunststoff
auf einer geeigneten Basis, wie z. B. auf der Basis der Polyamide und Superpolyamide,
bestehen kann. Der Hohlkörper l ist auf einem stillstehend in dem nicht wiedergegebenen
Maschinenständer gelagerten starren Kern 3, beispielsweise aus Stahl, angeordnet.
Der Kern 3 hat kreisförmigen Querschnitt und beläßt auf seinem ganzen Umfang einen
Spalt 4 gegenüber dem Hohlzylinder 1. Auf der der Wirkstelle zugewandten Seite,
in der Zeichnung auf der Unterseite, ist der Kern auf einen geringeren Durchmesser
abgesetzt. In der Absetzung ist ein elastischer Druckkörper 21 aus geeignetem
Werkstoff, so Gummi, elastischem Kunststoff od. dgl., angeordnet. Der elastische
Druckkörper ist mit einem Druckmittel gefüllt und .liegt am Innenumfang des Hohlzylinders
1 an. Zwischen dem Innenumfang des Hohlzylinders 1 und dem elastischen Druckkörper
ist eine Gleitfolie 22 angeordnet. Hierbei kann die Anordnung auch so sein, daß
der Hohlzylinder mit der Gleitfolie ausgekleidet ist.
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Gemäß Abb. 2 stehen die Zapfen 23 des Kernes 3 unter einem pneumatischen
Druck, der über die in den Zylindern 24 befindlichen Kolben ausgeübt wird. Die Zylinder
sind über eine gemeinsame Leitung 25 miteinander verbunden und über die Leitung
26 an die Druckluftquelle 27 angeschlossen. An diese Druckluftquelle ist auch der
elastische Druckkörper über die Leitung 28 angeschlossen. In den Leitungen
26 und 28 befinden sich-Druckregelventile 29 und 30, welche die Einstellung des
Druckes in dem elastischen Druckkörper 21 und in dem Zylinder 24 gestatten, so daß
diese Drücke in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen können.