DE1504164C

DE1504164C - Device for the mechanical surface treatment of webs of thermoplastics

Info

Publication number: DE1504164C
Application number: DE19641504164
Authority: DE
Inventors: Waldemar Dipl.-Ing. 4050 Mönchengladbach; Peiler Johannes 4150 Krefeld Grünewald
Original assignee: Dornbusch & Co, 4150 Krefeld
Priority date: 1964-08-03
Filing date: 1964-08-03
Publication date: 1973-01-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mechanischen Oberflächenbearbeitung von Warenbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen mit einer Bearbeitungswalze mit Stahlkern und zylindrischer, metallischer Mantelfläche sowie mit einer mit dieser Walze zusammenwirkenden achsverstellbar zu ihr angeordneten Gegenwalze mit Stahlkern und zylindrischer Mantelfläche eines elastisch nachgiebigen Außenbelages.The invention relates to a device for the mechanical surface treatment of webs of material made of thermoplastics with a processing roller with a steel core and cylindrical, metallic outer surface and arranged axially adjustable to it with a cooperating with this roller Counter roll with a steel core and a cylindrical outer surface of an elastically resilient one Exterior covering.

Derartige Vorrichtungen werden zum Prägen, Satinieren, Glätten, Kalibrieren od. dgl. verwendet. Üblicherweise enthalten solche Vorrichtungen ein oder mehrere Walzenpaare, die aus je einer Bearbeitungswalze mit; entsprechend profilierter zylindrischer Mantelfläche aus Stahl oder einer ähnlich harten Metallegierung und einer mit dieser Walze zusammenwirkenden sowie achsverstellbar zu ihr angeordneten Gegenwalze mit zylindrischer Mantelfläche aus Gummi oder einem ähnlich elastisch nachgiebigen Werkstoff bestehen. Beim Durchlauf der Warenbahn durch den Spalt des Walzenpaares entsteht in diesem Spalt ein verhältnismäßig hoher Arbeitsdruck. Wegen dieses Druckes ist eine Durchbiegung der Bearbeitungs- und der Gegenwalze unvermeidbar. Da die Walzendurchbiegung eine Verbreiterung des Walzenspaltes nach der Walzenmitte hin hervorruft, muß der Achsenabstand der beiden Walzen so gewählt werden, daß unter Berücksichtigung der Warenbahndicke auch in der Walzenmitte noch der erforderliche Arbeitsdruck herrscht. An den Walzenenden, wo sich die Durchbiegung nicht so bemerkbar macht, herrscht bei Verwendung von üblichen Walzen mit zylindrischer Mantelfläche der größte Arbeitsdruck. Der ■■ Gummibelag der Gegenwalze wird infolgedessen an den Walzenenden einer erheblich stärkeren Walkarbeit unterworfen als in der Walzenmitte und es entsteht an den Walzenenden ein entsprechend starker Gummiabrieb. Aus diesem Grunde muß der Gummibelag der Gegenwalze bei den üblichen Vorrichtungen verhältnismäßig oft wieder zylindrisch nachgeschliffen werden. Abgesehen davon bewirkt die durch den Gurnmiabfieb. hervorgerufene Aufrauhung des Belages der Gegenwalze, daß die durchlaufende Ware auf ihrer Rückseite unansehnlich wird und gegebenenfalls gewellte Ränder erhält. Auch leidet wegen dieser Aufrauhung die Prägung oder sonstige Oberflächenbearbeitung der Ware.Such devices are used for embossing, satin finishing, smoothing, calibrating or the like. Such devices usually contain one or more pairs of rollers, each consisting of a processing roller With; appropriately profiled cylindrical jacket surface made of steel or a similar one hard metal alloy and a cooperating with this roller and arranged axially adjustable to it Counter roll with a cylindrical surface made of rubber or a similarly elastic one resilient material exist. When the web passes through the gap in the pair of rollers a relatively high working pressure is created in this gap. Because of this pressure there is a sag the processing and the counter roll unavoidable. Because the roll deflection widened of the nip towards the middle of the roll, the distance between the axes of the two must be Rolls are chosen so that, taking into account the web thickness, also in the middle of the roll there is still the required working pressure. At the ends of the rolls, where the deflection is not so makes noticeable, prevails when using conventional rollers with a cylindrical outer surface of the greatest work pressure. The ■■ rubber covering of the counter roll is consequently subjected to a considerably stronger flexing work at the roller ends than in the Roller center and a correspondingly strong rubber abrasion occurs at the roller ends. For this Basically, the rubber lining of the counter roll must be relatively often in the usual devices be reground cylindrical again. Apart from that, caused by the Gurnmiabfieb. caused roughening of the coating of the counter roll that the goods passing through on their back becomes unsightly and may have wavy edges. Also suffers because of this roughening the embossing or other surface treatment of the goods.

Es ist auch bereits bekanntgeworden, die B.earbeitungswälze und auch die Gegen walze mit einem Stahlkern und den der Gegenwalze -mit einem üblichen elastisch nachgiebigen Außenbelag zu versehen.It has also already become known, the B. machining rollers and also the counter roll with a steel core and that of the counter roll with one to provide the usual elastic, flexible exterior covering.

Die Erfindung hat sich die Schaffung einer Vorrichtung zur mechanischen- Oberflächenbehandlung von Warenbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen zur Aufgabe gesetzt, bei der der Verschleiß des Mantelbelages der Gegenwalze vermindert wird und über die ganze Länge der Mantelfläche möglichst gleichmäßig auftritt.The invention aims to provide an apparatus for mechanical surface treatment of material webs made of thermoplastics set the task at which the wear of the jacket coating of the counter roll is reduced and over the entire length of the jacket surface as possible occurs evenly.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß jede der beiden Walzen auf ihrem Stahlkern einen elastisch nachgiebigen Belag und ein lose auf diesem angeordnetes und ihn mit Spiel umschließendes metallisches Mantelrohr aufweist, wobei das Mantelrohr der Gegenwalze mit dem elastisch nachgiebigen Außenbelag versehen ist.To solve this problem, the invention provides that each of the two rollers on its Steel core has an elastically resilient covering and one loosely arranged on this and enclosing it with play having metallic jacket tube, wherein the jacket tube of the counter roll with the elastic flexible outer covering is provided.

Mit einer derartigen Anordnung wird die Druckdifferenz im Walzenspalt zwischen.(IeIi₁ Enden und der Mitte des Walzenspaltes gemiridertrwddurch sich ein gleichmäßiger Abrieb des elastischen Belags auf der Gegenwalze ergibt.With such an arrangement, the pressure differential in the nip between. (IeII is ₁ ends and the center of the nip gemiridertrwddurch a uniform wear of the elastic covering on the backing roll is obtained.

Der Belag des Stahlkerns kann aus natürlichem oder künstlichem Gummi, aus anderen geeigneten Kunststoffen, wie z. B. aus Polyurethan-Elastomeren oder gegebenenfalls auch aus Filz bestehen. Er muß in jedem Fall nachgiebiger sein als der StahlkernThe covering of the steel core can be made of natural or artificial rubber, other suitable ones Plastics, such as B. made of polyurethane elastomers or optionally also made of felt. He must in any case be more resilient than the steel core

ίο oder das dazu gehörige metallische Mantelrohr und selbstverständlich ausreichende Elastizität besitzen. In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zum Ausgleich der Walzendurchbiegung der Belag des Stahlkerns jeder Walze eine ballige Mantelfläche hat. Dies läßt sich bei Verwendung eines zylindrischen Stahlkerns durch entsprechendes Balligschleifen des Belages erreichen oder aber bei Verwendung eines Stahlkerns mit balliger Mantelfläche durch Überziehen eines Belagrohres in Gestalt eines Hohlzylinders von gleichmäßiger Wandstärke. In vielen Fällen genügt aber sowohl für die Bearbeitungswalze als auch für die Gegenwalze ein Stahlkern, dessen Belag nach dem Aufbringen auf den Stahlkern eine zylindrische Mantelfläche hat. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß diese Mantelfläche im Betrieb der .erfindungsgemäßen Vorrichtung ihre Zylinderform nahezu unverändert beibehält, wenn sich die eingangs erwähnte Durchbiegung der Bearbeitungs- und der Gegenwalze in normalen Grenzen hält. Infolgedessen wird das lose auf dem Belag des Stahlkerns aufliegende metallische Mantelrohr kaum noch auf Biegung beansprucht und bleibt auch bei verhältnismäßig hohen Arbeitsdrucken der Vorrichtung praktisch zylindrisch. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Außenbelag nachgiebiger ist als die Beläge des Stahlkerns der Gegenwalze und der Bearbeitungswalze.ίο or the associated metallic jacket pipe and naturally have sufficient elasticity. In a further embodiment of the invention it is provided that to compensate for the roll deflection, the coating of the steel core of each roll is crowned Has lateral surface. If a cylindrical steel core is used, this can be achieved by corresponding crowning of the lining or when using a steel core with a spherical outer surface by covering a lining tube in the form of a hollow cylinder with a uniform wall thickness. In many cases, however, one is sufficient for both the processing roller and the counter roller Steel core, the coating of which has a cylindrical outer surface after being applied to the steel core. It it has been found that this lateral surface is in operation of the device according to the invention retains its cylindrical shape almost unchanged when the above-mentioned deflection the processing and the counter roller keeps within normal limits. As a result, that becomes loose on that The metallic jacket pipe on the steel core is hardly subjected to bending stress and remains practically cylindrical even at relatively high working pressures of the device. In further development the invention provides that the outer lining is more flexible than the linings of the steel core the counter roll and the processing roll.

Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der Belag des Stahlkerns jeder Walze eine Ringnut aufweist, die über Radialbohrungen des Stahlkerns mit einer diesen und einen seiner Walzenzäpfen durchsetzenden, .an ;eine' Kühl- oder Heizmittelleitung anschließbaren Längsbohrung in offener Verbindung steht.Furthermore, it can be provided according to the invention that the coating of the steel core of each roller has an annular groove has, which via radial bores of the steel core with one of these and one of its roller cups penetrating, .an; a 'cooling or heating medium line connectable longitudinal bore in an open Connection.

Schließlich kann in weiterer Ausbildung der Erfindung auch noch vorgesehen sein, daß in die Ringnut jedes Stahlkernbelages ein Ring eingelegt ist. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt- Es zeigt in vereinfachter Dar-Finally, in a further embodiment of the invention, it can also be provided that in the A ring is inserted into the ring groove of each steel core covering. In the drawing is an embodiment of the Invention shown - It shows in a simplified representation

stellungsweise'' ·■--'■-■alternatively '' · ■ - '■ - ■

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch ein aus Bearbeitungs- und Gegenwalze bestehendesFig. 1 is a vertical longitudinal section through a consisting of processing and counter roll

Walzenpaar, Pair of rollers,

F i g. 2 einen senkrechten Querschnitt nach Linie II-IIderFig.l.F i g. 2 shows a vertical cross section along line II-II of FIG.

Das in der Zeichnung veranschaulichte Walzenpaar besteht aus einer mit 1 bezeichneten Bearbeitungswalze, deren Mantelfläche eine dem Verwendungszweck angepaßte Profilierung aufweist, und aus einer mit 2 bezeichneten Gegenwalze. Die Walzen 1 und 2 haben je einen Stahlkern 3, der nach seinen Enden hin in Walzenzapfen 4 bzw. 5 übergeht. Jeder der Stahlkerne 3, die zweckmäßig gleiche Durchmesser haben und zylindrisch ausgebildet sind, weistThe roller pair illustrated in the drawing consists of a processing roller denoted by 1, the outer surface of which has a profiling adapted to the intended use, and from a counter roll designated by 2. The rollers 1 and 2 each have a steel core 3, which according to his Ends in roll journals 4 and 5, respectively. Each of the steel cores 3, suitably the same diameter have and are cylindrical, has

eine den Walzenzapfen 4 durchsetzende "" Längsbohrung 6 auf, die in der Walzenmitte in einen dort vorgesehenen Stern von Radialbohrungen 7 einmündet. Jeder Stahlkern 3 trägt ferner einen haltbar ana "" longitudinal bore penetrating the roll neck 4 6, which opens into a star of radial bores 7 provided there in the middle of the roll. Each steel core 3 also carries a durable

ihm befestigten Belag 8 aus Polyurethan-Elastomeren oder einem ähnlichen elastisch nachgiebigen Werkstoff mit balliggeschliffener Mantelfläche. Die dadurch bedingte Abweichung von der Zylinderform ist so gering, daß sie in F i g. 1 nicht erkennbar wird.it attached covering 8 made of polyurethane elastomers or a similar elastically resilient material with spherically ground outer surface. The resulting deviation from the cylindrical shape is so small that it is shown in FIG. 1 is not recognizable.

Der Belag 8 jedes Stahlkerns 3 weist an der Stelle der Radialbohrungen 7 eine Ringnut 9 auf, in die ein Ring 10 aus Metall oder Kunststoff von geringerer Breite als die Ringnut 9 lose eingelegt ist. Der Ring 10 hat zweckmäßig einen etwas kleineren Außendurchmesser als der Belag 8. Der Belag 8 hat entsprechend seiner balligen Ausbildung in der Walzenmitte seinen größten Außendurchmesser, der um etwa 2 bis 3 °/o kleiner ist als der Innendurchmesser eines lose auf dem Belag 8 angeordneten und diesen mit entsprechendem Spiel umschließenden zylindrischen Mantelrohres 11. Das Mantelrohr 11 der Gegenwalze 2, das ebenso wie das der Bearbeitungswalze 1 aus Stahl oder einem ähnlich harten Metall besteht, trägt einen elastisch nachgiebigen Außenbelag 12, der vorzugsweise aus Gummi besteht und weicher ist als der Werkstoff der Beläge 8. Das Mantelrohr 11 der Bearbeitungswalze 1 weist auf seiner Außenfläche eine dem Verwendungszweck der Vorrichtung entsprechende Profilierung auf. Bei einer Prägevorrichtung ist also die Außenfläche mit einem entsprechenden Prägemuster versehen. Dagegen besteht das Mantelrohr 11 der Bearbeitungswalze 1 bei einer Glättvorrichtung aus einem auf Hochglanz geschliffenen glatten Zylinder.The covering 8 of each steel core 3 has an annular groove 9 at the location of the radial bores 7, into which a Ring 10 made of metal or plastic of a smaller width than the annular groove 9 is loosely inserted. The ring 10 expediently has a slightly smaller outer diameter than the lining 8. The lining 8 has accordingly its spherical training in the middle of the roll its largest outer diameter, which is around is about 2 to 3% smaller than the inner diameter of a loosely arranged on the covering 8 and this with a corresponding game enclosing cylindrical jacket tube 11. The jacket tube 11 of the Counter roller 2, which, like that of the processing roller 1, is made of steel or a similarly hard metal consists, carries an elastically resilient outer covering 12, which is preferably made of rubber and is softer than the material of the coverings 8. The jacket tube 11 of the processing roller 1 has its outer surface has a profile corresponding to the intended use of the device. at of an embossing device, the outer surface is provided with a corresponding embossing pattern. On the other hand the jacket tube 11 of the processing roller 1 consists of a smoothing device Polished smooth cylinder.

Sowohl bei der Bearbeitungswalze 1 als auch bei der Gegenwalze 2 bildet das Mantelrohr 11 mit dem Belag 8 des zugehörigen Stahlkernes 3 einen Spalt 13 von sichelförmigem Querschnitt (F i g. 2), der nach dem Walzenspalt 14 hin verschwindet. Ein in den Walzenzapfen 4 der Walze 1 oder 2 eingeführtes Kühl- oder Heizmittel strömt durch die Bohrungen 6 und 7 der betreffenden Walze in die Ringnut 9 des Belages 8 und aus dieser Nut seitlich an dem Ring 10 vorbei in den Spalt 13 ein. Es verteilt sich im Spalt 13 auf die ganze Länge der Walze 1 oder 2 und fließt an deren Enden frei ab, ohne mit der Außenfläche des Mantelrohres 11 bzw. des Außenbelages 12 dieses Rohres in Berührung zu kommen. Durch die Relativbewegung zwischen dem Mantelrohr 11 und dem zugehörigen Stahlkern 3 bzw. dessen Belag 8 wird eine gute Umwälzung des Kühl- oder Heizmittels bewirkt, was eine genaue Temperaturführung ermöglicht.Both in the processing roller 1 and in the counter roller 2, the jacket tube 11 forms with the Covering 8 of the associated steel core 3 has a gap 13 of sickle-shaped cross-section (FIG. 2), the disappears after the nip 14. One inserted into the roll neck 4 of the roll 1 or 2 Cooling or heating medium flows through the bores 6 and 7 of the roller in question into the annular groove 9 of the Covering 8 and from this groove laterally past the ring 10 into the gap 13. It is distributed in the Gap 13 over the entire length of the roller 1 or 2 and flows off freely at the ends without contacting the outer surface of the jacket pipe 11 or the outer covering 12 of this pipe to come into contact. Through the relative movement between the jacket tube 11 and the associated steel core 3 or its covering 8 a good circulation of the coolant or heating medium is effected, which ensures precise temperature control enables.

Während der auf dem Mantelrohr 11 der Gegenwalze 2 aufgebrachte Außenbelag 12 die übliche Shorehärte von etwa 60 bis 70 aufweisen kann, verwendet man zweckmäßig für den Belag 8 der Stahlkerne 3 einen der vorerwähnten Werkstoffe mit einer Shorehärte von etwa 80 bis 90. Dadurch wird die Verformung, die Walkarbeit und der Abrieb des Belages 8 kleiner. Durch Einführung eines Kühlmittels in der vorerwähnten Weise, dem auch Gleitmittel zugesetzt werden können, läßt sich der Abrieb des Belages 8 noch weiter vermindern.While the outer covering 12 applied to the jacket tube 11 of the counter roll 2 is the usual one Shore hardness of about 60 to 70 can be used appropriately for the covering 8 of the Steel cores 3 one of the aforementioned materials with a Shore hardness of about 80 to 90. This is the deformation, the flexing work and the abrasion of the covering 8 smaller. By introducing a coolant in the above-mentioned manner, to which lubricants can also be added, the abrasion can be reduced of the lining 8 further reduce.

Wie bereits erwähnt, behalten die Mantelrohre 11 der Walzen 1 und 2 ihre Zylinderform auch bei hohen Spaltdrucken unverändert bei. Der Außenbelag 12 der Gegenwalze 2 wird nicht mehr wie bei den üblichen vergleichbaren Vorrichtungen einem starken Abrieb unterworfen. Der Abrieb, der durch die Walkarbeit verursacht wird, ist vielmehr in das Innere der Walzen 1 und 2 verlegt, nämlich an die Stelle der elastisch nachgiebigen Beläge 8 der Stahlkerne 3. Auch die Beläge 8 sind nur einem vergleichsweise geringen Abrieb unterworfen, weil ihre Anlagefläche an der Innenfläche der zugehörigen Mantelrohre 11As already mentioned, the jacket tubes 11 of the rollers 1 and 2 retain their cylindrical shape even at high Column printing unchanged at. The outer covering 12 of the counter roll 2 is no longer like the usual ones comparable devices subjected to severe abrasion. The abrasion caused by the Flexing work is caused, is rather moved into the interior of the rollers 1 and 2, namely in the place of elastically resilient linings 8 of the steel cores 3. The linings 8 are also only a comparatively small one Subject to abrasion because their contact surface on the inner surface of the associated casing tubes 11

ίο wesentlich größer ist als die Berührungsflächen der Walzen 1 und 2 im Walzenspalt 14. Die von den Belägen 8 abgeriebenen Teilchen werden im übrigen durch das die Beläge 8 im Spalt 13 umspülende Kühl- oder Heizmittel abgeführt, ohne mit denAußenflächen der Walzen 1 und 2 in Berührung zu kommen. Beim Kühlen der durch den Walzenspalt 14 laufenden Ware währnd des Bearbeitungsvorganges empfiehlt es sich, die Beläge 8 der Stahlkerne 3 aus Filz auszuführen. Solche Filzbeläge saugen sich mit dem Kühlmittel voll und bringen dieses unmittelbar bis an den Walzenspalt 14 heran.ίο is much larger than the contact surfaces of the Rolls 1 and 2 in the nip 14. The particles rubbed off by the coverings 8 are otherwise by the cooling or heating medium flowing around the coverings 8 in the gap 13, without contacting the outer surfaces of rollers 1 and 2 to come into contact. When cooling the running through the nip 14 Goods during the machining process, it is recommended that the coverings 8 of the steel cores 3 made of felt to execute. Such felt coverings soak up the coolant and bring it up immediately up to the nip 14.

Claims

Patent claims:

1. Device for the mechanical surface treatment of material webs made of thermoplastic Plastics with a processing roller with a steel core and cylindrical.

metallic outer surface as well as axially adjustable with a co-operating with this roller to it arranged counter roll with steel core and cylindrical outer surface of an elastic flexible outer covering, characterized in that each of the two rollers (1 and 2) has an elastic on its steel core (3) flexible covering (8) and a loosely arranged on this and enclosing it with play metallic jacket tube (11), the jacket tube (11) of the counter roller (2) with the resilient outer covering (12) is provided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the covering (8) of the steel core

(3) each roller (1 or 2) has a spherical outer surface.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the outer covering (12) is more flexible than the linings (8) of the steel core

(3) the counter roller (2) and the processing roller (1).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the covering (8) of the steel core (3) of each roller (1 or 2) has an annular groove (9) which has radial bores (7) of the steel core (3) with one penetrating this and one of its roll journals (4), Longitudinal bore (6) connectable to a coolant or heating medium line in an open connection stands.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that in the annular groove (9) of each covering (8) a ring (10) is inserted.

1 sheet of drawings