DE19533823A1 - Kalanderwalze - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kalanderwalze mit
einem zylindrischen Basiskörper, einem Bezug aus ela
stischem Material und insbesondere an den Enden des
Basiskörpers angeordneten Verschlußelementen.
Bei den seit vielen Jahrzehnten verwendeten Kalander
walzen dieser Art besteht der Bezug aus einer relativ
dicken Schicht aus Fasermaterial, das beispielsweise
unter der Bezeichnung "Fiberun" vertrieben wird. Zu
seiner Herstellung wird eine große Zahl ringförmiger
Ronden aus dem Fasermaterial ausgestanzt und auf den
Basiskörper geschoben. Dort wird der Rondenstapel durch
Verschlußelemente, die ihn axial stark zusammenpressen,
gehalten. Schließlich wird der Bezug genau zylindrisch
abgedreht. Dieses Material ist markierungsempfindlich.
Von Zeit zu Zeit muß daher die Walze ausgebaut, zur
Erzeugung einer glatten zylindrischen Oberfläche abge
dreht und wieder eingebaut werden. Der Walzendurchmes
ser verringert sich dementsprechend.
In neuerer Zeit sind Bezüge aus elastischem Kunststoff
bekannt geworden. Sie sind weniger markierungsempfind
lich und bestehen aus einem Mantel mit vergleichsweise
geringer Wandstärke, der auf einen entsprechend dimen
sionierten Basiskörper aufgeschoben und gegebenenfalls
durch Aufschrumpfen befestigt wird. Im Vergleich zu
einer mit Fasermaterial bezogenen Walze hat der Basis
körper einen größeren Durchmesser. Er benötigt auch
keine Verschlußelemente.
Der Gesamtaufbau der beiden Walzentypen ist daher sehr
unterschiedlich. Werden in einem Betrieb sowohl Walzen
mit Faserstoffbezug als auch Walzen mit Kunststoffbezug
verwendet, benötigt man auch zwei Typen von Reservewal
zen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
verbesserte Kalanderwalze anzugeben und insbesondere
einen Weg aufzuzeigen, wie ein und dieselbe Kalander
walze wahlweise mit einem Faserstoffbezug oder mit ei
nem Kunststoffbezug ausgestattet werden kann.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer eingangs er
wähnten Kalanderwalze, erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Bezug aus Kunststoff besteht und einen größeren
Innendurchmesser besitzt als der Außendurchmesser des
Basiskörpers und daß im Zwischenraum zwischen Basiskör
per und Bezug eine Stützkonstruktion angeordnet ist,
die die Belastungskräfte vom Bezug auf den Basiskörper
überträgt.
Die hohlzylindrische Stützkonstruktion bietet dem Bezug
aus elastischem Kunststoff eine Auflagefläche größeren
Durchmessers als es dem Basiskörper entspricht. Man
kann daher anstelle eines Faserstoffbezuges einen
Kunststoffbezug mit wesentlich geringerer Dicke verwen
den und erhält trotzdem eine Walze mit annähernd glei
chem Außendurchmesser. Die Verschlußelemente können
dazu dienen, die Stützkonstruktion an Ort und Stelle zu
halten. Der mantelförmige Bezug aus Kunststoff kann auf
die Stützkonstruktion vor oder nach deren Einbau in die
Kalanderwalze aufgeschoben werden. Letzteres trifft zu,
weil der Außendurchmesser der Stützkonstruktion ohnehin
etwas größer sein muß als der Außendurchmesser der Ver
schlußelemente. Besondere Vorteile sind darin zu sehen,
daß eine Type von Reservewalzen ausreicht, auch wenn in
einer Fabrik sowohl Walzen mit Faserstoffbezug als auch
Walzen mit Kunststoffbezug verwendet werden. Von Vor
teil ist es auch, daß bisher mit einem Faserstoffbezug
versehene Walzen nunmehr ohne großen Aufwand mit einem
modernen Kunststoffbezug versehen werden können.
Empfehlenswert ist es, daß die radiale Dicke der Stütz
konstruktion 30 bis 100% des Radius des Basiskörpers
beträgt. Hieraus ergibt sich, daß die Stützkonstruktion
eine nicht vernachlässigbare Dicke hat. Der untere
Grenzbereich erlaubt Walzen mit einem geringeren Durch
messer als demjenigen einer üblichen mit Faserstoffbe
zug versehenen Walze, was zu einer entsprechenden Ge
wichtsersparnis führt. Der obere Grenzbereich erlaubt
es, einen dünnwandigen Bezug aus elastischem Kunststoff
zu verwenden und den gesamten Abstand zwischen diesem
Bezug und dem Basiselement durch die Stützkonstruktion
zu überbrücken.
Mit Vorzug ist das spezifische Gewicht der Stützkon
struktion wesentlich geringer als das spezifische Ge
wicht des Basiskörpers. Da als Basiskörper zumeist
Stahl mit einem spezifischen Gewicht von etwa 7,8
kg/dm³ verwendet wird, sollte die Stützkonstruktion ein
durchschnittliches spezifisches Gewicht von weniger als
3,5 kg/dm³ und insbesondere von weniger als 1,5 kg/dm³
haben. Das Walzengewicht liegt daher in der gleichen
Größenordnung wie bei einer Kalanderwalze mit Faser
stoffbezug oder ist sogar kleiner. Letzteres ist bei
einem Kalander mit einem Walzenstapel von Bedeutung,
weil nämlich in den Arbeitsspalten von oben nach unten
die Streckenlast jeweils um das Gewicht der darüber
liegenden Walzen zunimmt. Je leichter daher die Walze,
umso eher ist es möglich, bereits in den oberen Walzen
spalten mit einer hohen Streckenlast zu arbeiten, ohne
die Grenzbelastung im unteren Spalt zu unterschreiten.
Es empfiehlt sich, daß die Stützkonstruktion aus dünn
wandigem Zellenmaterial besteht. Ein solches Zellenma
terial ergibt eine sehr leichte und trotzdem sehr stei
fe Stützkonstruktion. Insbesondere wenn man ganz oder
weitgehend geschlossene Zellen verwendet, ergibt sich
auch bei sehr dünnen Wandstärken eine große Stabilität.
Die Kalanderwalze hat daher ein im Vergleich zu einem
Faserstoffbezug geringeres Gewicht.
Bevorzugt wird es, daß zumindest ein Teil der die Zel
len bildenden Wände in Radialrichtung verläuft. Die
Stützkonstruktion ist daher in der Lage, die im Betrieb
der Kalanderwalze auftretenden Kräfte aufzunehmen. Dies
gilt insbesondere für Radialkräfte, die von den etwa
radial gerichteten Wänden weitergeleitet werden.
Von Vorteil ist es auch, daß die Stützkonstruktion aus
dünnwandigem Zellenmaterial aufgebaut ist. Die Abdeck
wände tragen erheblich zur Aussteifung des Zellenmate
rials bei.
Besonders günstig ist es, daß die Stützkonstruktion
eine Vielzahl von miteinander verbundenen Einzelelemen
ten des Zellenmaterials aufweist. Durch die Untertei
lung in Einzelelemente kann man den Verlauf der die
Zelle begrenzenden Wände innerhalb des Basiskörpers
variieren und deshalb den auftretenden Kräften beson
ders gut anpassen. Ein anderer Vorteil besteht darin,
daß man kleinere und daher steifere Zellen vorsehen
kann.
Eine bevorzugte Möglichkeit der Unterteilung besteht
darin, daß die Einzelelemente mit einem zentrischen
Loch versehene Ronden sind, bei denen die Zellen je
weils zwischen zwei sich in Querschnittsebenen er
streckenden Stirnwänden angeordnet sind. Hier nehmen
die durch die Zellen bzw. deren Seitenwände im Abstand
gehaltenen Stirnwände die Radialkräfte auf, die auf
eine Kalanderwalze wirken. Zug- und Druckkräfte, die
wegen einer Durchbiegung einer Walze in Axialrichtung
wirken, können von einer Umfangswand, gegebenenfalls
weiteren, sich konzentrisch hierzu erstreckenden Wänden
und den in Axialrichtung verlaufenden Komponenten der
Seitenwände der Zellen aufgenommen werden.
Eine empfehlenswerte Möglichkeit besteht darin, daß die
Zellen der Einzelelemente sich parallel zu den Stirn
wänden erstrecken und benachbarte Ronden im Winkel zu
einander versetzt sind. Hier sind auch die Seitenwände
der Zellen an der Aufnahme radialer Kräfte beteiligt.
Darüber hinaus wird durch den Winkelversatz erreicht,
daß sich über den Umfang der Walze etwa gleichmäßige
Verhältnisse ergeben.
Eine Alternative hierzu besteht darin, daß die Seiten
wände der Zellen der Einzelelemente senkrecht zu den
Stirnwänden verlaufen. Dies ergibt eine besonders gute
Aussteifung der von den Seitenwänden der Zelle im Ab
stand gehaltenen Stirnwände der Ronden.
Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
dafür gesorgt, daß die Stützkonstruktion durch minde
stens eine zylindrische Schicht aus in Umfangsrichtung
versetzten Einzelelementen mit jeweils etwa radial ste
henden Seitenwänden der Zellen gebildet ist. Bei dieser
Konstruktion nehmen die Zellen bzw. deren Seitenwände
die gesamte Radialbelastung der Kalanderwalze auf. Dies
ist möglich, weil durch die Unterteilung in Einzelele
mente eine Anpassung des Verlaufs der Seitenwände an
den jeweiligen Umfangsbereich erfolgen kann. Druck- und
Zugkräfte, die in Axialrichtung wirken, können wiederum
von einer Umfangswand, gegebenenfalls weiteren hierzu
konzentrischen Wänden und den sich in Axialrichtung
erstreckenden Komponenten der Seitenwände der Zellen
aufgenommen werden.
Günstig ist es ferner, daß die in Umfangsrichtung be
nachbarten Einzelelemente in Axialrichtung gegeneinan
der versetzt sind. Hierbei entfallen weitgehend Stör
stellen, die sich sonst durch das Aneinanderstoßen der
Einzelelemente ergeben könnten.
Bewährt hat es sich vor allem, daß die Stützkonstruk
tion durch mindestens eine Schicht aus einer zy
lindrisch verformten Wabenmaterialbahn gebildet ist.
Bei solchem Wabenmaterial wechseln miteinander verkleb
te und daher steife Doppelwände der Zellen mit einfa
chen Zellenwänden ab. Letztere sind in gewissem Umfang
beweglich und erlauben daher eine Verformung der zu
nächst ebenen Wabenmaterialbahn in die Form eines Zylinders
oder Teilzylinders. Es ergibt sich eine außer
ordentlich große Zahl von dicht benachbarten Zellwän
den, die radial stehen und von denen viele miteinander
verklebte Doppelwände sind, die eine erhöhte Steifig
keit besitzen.
Mit Vorteil ist die zylindrisch verformte Wabenmateri
albahn zumindest einseitig mit einer zylindrischen Ab
deckwand versehen. Diese Abdeckwand erhöht die
Steifigkeit der Waben ganz erheblich. Wenn eine solche
Abdeckwand bereits auf die ebene, noch nicht verformte
Wabenmaterialbahn aufgeklebt worden ist, werden die
Außenseiten der einzelnen Waben bei der zylindrischen
Verformung festgelegt.
Besonders gute Ergebnisse zeigten sich, wenn das Zel
lenmaterial einen honigwabenartigen Aufbau hat. Die
Zellen besitzen dann einen sechseckigen Querschnitt,
was in Verbindung mit den Nachbarzellen und der Abdeckung
an den Zellenenden zu außerordentlich steifen Ge
bilden führt. Ein solches "honeycomb"-Material läßt
sich auch leicht herstellen, weil es aus Bahnen beste
hen kann, die abwechselnd mit der einen und der anderen
Nachbarbahn verbunden sind.
Ahnliche Erfolge erzielt man mit einem Zellenmaterial,
das einen rechteckwabenartigen Aufbau hat. Bei Recht
eckwaben wird der Abstand zwischen den steiferen Dop
pelwänden etwas vergrößert und der Abstand zwischen den
weniger steifen Einzelwänden verringert. Insgesamt er
gibt sich daher eine Stützkonstruktion, deren Stützei
genschaften in Umfangs- und Axialrichtung etwa gleich
artig verteilt sind. Solche Rechteckwaben eignen sich
noch besser als Honigwaben für Schichten, die zylin
drisch verformt sind.
Eine Alternative besteht darin, daß das Zellenmaterial
einen wellpappenartigen Aufbau hat. Auch dieses Materi
al ergibt eine ausreichende Steifigkeit und ist billig
herzustellen.
Mit besonderem Vorteil besteht das Zellenmaterial im
wesentlichen aus faserverstärktem Kunststoff. Insbeson
dere bei Verwendung von Kohlefasern ergibt sich eine
sehr hohe Steifigkeit bei geringstmöglichem Gewicht.
Gemäß einer ebenfalls empfehlenswerten Alternative ist
das Zellenmaterial ein im wesentlichen aus Aramid be
stehendes Zellenmaterial. In der Praxis kommen aber
auch andere Materialien in Betracht, wie Papier, Pappe
oder Metallblech, beispielsweise Aluminiumblech. Die
Verbindung der Wände untereinander und mit Abdeckwän
den, Stirnwänden und Umfangswand richtet sich nach dem
verwendeten Material. Insbesondere kommt eine Klebung
in Betracht. Daneben sind aber auch Schweißungen, Lö
tungen o. dgl. möglich.
Wenn höhere Ansprüche an die Stützkonstruktion gestellt
werden, empfiehlt es sich, daß die Zellen mit einem
erhärtenden Füllstoff gefüllt sind. Hierdurch wird die
Druckfestigkeit der Stützkonstruktion ganz erheblich
verbessert. Hierbei genügen verhältnismäßig leichte
Füllstoffe, derart, daß das Gewicht der betriebsferti
gen Walze einschließlich des Füllstoffs unterhalb des
Gewichts einer Walze mit Faserstoffbezug liegt.
Besonders günstig ist es, wenn der Füllstoff ein aus
härtbarer Kunststoff ist. Er läßt sich bequem in die
Zellenhohlräume einfüllen und härtet an Ort und Stelle
aus. Angestrebt wird eine Festigkeit gegenüber einer
Druckspannung von mehr als 20 N/mm², wie dies für Su
perkalander erforderlich ist. Bevorzugt ist eine
Festigkeit gegenüber einer Druckspannung von mehr als
43 N/mm², wie dies für Kalander mit gegenüber einem
Superkalander verringerter Spaltzahl wünschenswert ist.
Beispielsweise kommt hierfür ein Epoxidharz in Be
tracht. Eine solche Stützkonstruktion war bis zu einer
Druckspannung von 80 N/mm² stabil.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die
Stützkonstruktion wenigstens teilweise auch aus Leicht
metall bestehen. Hierfür kommen hauptsächlich Alumini
um- und Magnesium mit ihren Legierungen in Betracht.
Man kann eine ausreichend gute Abstützung mit geringem
Gewicht vereinigen.
Eine andere ebenfalls empfehlenswerte Ausführungsform
sieht vor, daß die Stützkonstruktion wenigstens teil
weise aus Holz besteht. Es gibt sehr stabile und trotz
dem leichte Holzarten, aus denen man eine Auswahl tref
fen kann.
Insbesondere kann die Stützkonstruktion wenigstens
teilweise aus Balsaholz bestehen.
Eine weitere Alternative sieht vor, daß die Stützkon
struktion wenigstens teilweise aus einem Faserstoff
besteht.
Für all diese Fälle empfiehlt es sich, daß die Stütz
konstruktion durch Ronden aus Holz und/oder Leichtme
tall und/oder Faserstoffund/oder Zellenmaterial gebil
det ist. Die Ronden lassen sich leicht herstellen und
zwischen den Verschlußelementen festklemmen.
Mit Vorteil sind Ronden aus verschiedenen Materialien
alternierend auf dem Basiskörper angeordnet. So können
zum Beispiel Ronden aus Holz und aus Leichtmetall ab
wechseln.
Besonders empfehlenswert ist es, daß Ronden aus Alumi
nium und Ronden aus Zellenmaterial miteinander alter
nieren. Die Aluminiumronden übernehmen die Radialkräf
te. Die vorzugsweise axial verlaufende Wände des Zel
lenmaterials verhindern ein Ausbeulen der Aluminiumron
den.
Bei Holzronden ist es empfehlenswert, daß sie aus Seg
menten mit radial gerichteten Fasern zusammengesetzt
sind. Auf diese Weise werden Unregelmäßigkeiten weitge
hend vermieden, die sonst beim Durchlaufen der Oberflä
che der Kalanderwalze durch den Preßspalt auftreten.
Darüber hinaus ist es empfehlenswert, daß die Holzron
den aus mindestens zwei Ringen bestehen, die aus Seg
menten mit radial gerichteten Fasern zusammengesetzt
sind. Dies ergibt eine besonders stabile Ausfüh
rungsform.
Insbesondere kann die Stützkonstruktion wenigstens
teilweise aus einem abgedrehten Faserstoffbezug beste
hen. Dies ist eine sehr einfache Methode zur Umwandlung
alter Walzen mit Faserstoffbezug in Walzen mit Kunst
stoffbezug.
In allen Fällen ist es von Vorteil, daß die Stützkon
struktion außen ein dünnwandiges, geschlossenes Rohr
aufweist. Es empfiehlt sich auch, daß die Stützkon
struktion außen ein dünnwandiges, geschlossenes Rohr
aufweist. Ein geschlossenes Rohr besitzt keine Trenn
fuge, so daß sich eine zylindrische glatte Oberfläche
ergibt. Außerdem kann die Stützkonstruktion unter Vor
spannung in die Umfangswand eingebaut werden, wodurch
die Steifigkeit erhöht wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung
dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kalanderwalze, teilwei
se im Schnitt,
Fig. 2 Ronden, aus denen eine Stützkonstruktion be
steht,
Fig. 3 eine Stützkonstruktion der Fig. 1 in räumli
cher Darstellung,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine Ronde,
Fig. 5 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ronde,
Fig. 6 einen Ausschnitt aus einer anders aufgebauten
Ronde,
Fig. 7 Teile einer Stützkonstruktion gemäß einer
weiteren Ausführungsform in perspektivischer
und geschnittener Darstellung,
Fig. 8 eine Teil-Abwicklung des Umfangs der Stütz
konstruktion der Fig. 7,
Fig. 9 in einer Prinzipskizze den Aufbau von Recht
eckwaben,
Fig. 10 eine einseitig abgedeckte Rechteckwaben-Mate
rialbahn,
Fig. 11 einen Basiskörper mit drei Schichten aus ei
ner Rechteckwaben-Materialbahn gemäß Fig. 10,
Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kalan
derwalze, teilweise im Schnitt,
Fig. 13 eine Ronde zur Verwendung bei einer Kalander
walze nach Fig. 12,
Fig. 14 eine weitere Ronde zur Verwendung bei einer
Kalanderwalze nach Fig. 12,
Fig. 15 eine Abwandlung einer Ronde gemäß Fig. 14 und
Fig. 16 ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Kalanderwalze, teilweise im
Schnitt.
Die in Fig. 1 veranschaulichte Kalanderwalze 1 besitzt
einen Basiskörper 2 und einen Bezug 3 aus elastischem
Kunststoff, beispielsweise Silikon-Kautschuk oder Ep
oxidharz. Der Innendurchmesser des Bezuges 3 ist we
sentlich größer als der Außendurchmesser des Basiskör
pers 2. Der Zwischenraum wird ausgefüllt durch eine
eine Umfangswand 4 aufweisende Stützkonstruktion 5.
Diese Stützkonstruktion ist so steif ausgeführt, daß
sie den elastischen Bezug 3 sicher zu tragen vermag und
alle auf die Kalanderwalze 1 ausgeübten Kräfte auf dem
Basiskörper 2 überträgt. Die Stützkonstruktion 5 be
steht aus einer Vielzahl von Einzelelementen 6 in der
Form von ringförmigen Ronden, die in der Mitte ein gro
ßes zentrisches Loch 7 zur Aufnahme des Basiskörpers 2
besitzen. An den Enden des Basiskörpers 2 befinden sich
Lagerzapfen 8 und 9 und Verschlußelemente 10. Diese be
stehen aus je einer Druckplatte 11, die mit Hilfe einer
Spannmutter 12 in Richtung auf die Walzenmitte ver
stellt werden können. Diese Verschlüsse brauchen bei
der dargestellten Ausführungsform lediglich die Stütz
konstruktion 5 an Ort und Stelle zu halten. Man kann
jedoch Stützkonstruktion 5 und elastischen Bezug 3 er
setzen durch einen dicken Bezug aus Fasermaterial. In
diesem Fall dienen die Druckplatten 11 dazu, den Stapel
aus Faserstoffronden unter einer hohen axialen Druck
spannung zu halten. Die Umfangswand 4 ist ein zylindri
sches Rohr, das mit der Stützkonstruktion 5 verklebt
ist. Bei Verwendung der Verschlußelemente 10 kann auf
ein Verkleben zwischen Stützkonstruktion 5 und Basis
körper 2 verzichtet werden.
Wie sich aus einer Zusammenschau der Fig. 2 bis 4 er
gibt, weist jede Ronde 6 zwei Stirnwände 13 und 14 auf
zwischen denen sich geformte Seitenwände 15 befinden,
die Zellen 16 begrenzen, welche sich alle in der glei
chen Richtung erstrecken, wie dies in Fig. 2 angedeutet
ist. Die Enden 17 der Zellen 16 sind mit einer Abdeck
wand 18 verklebt, die im Ausführungsbeispiel durch die
Umfangswand 4 gebildet ist. Da diese die Ronde 6 zylin
drisch umgibt, wird am Ende 17 ein kleiner Flächenbe
reich, am Ende 17a dagegen wegen der Schrägstellung ein
größerer Flächenbereich der Zelle 16 abgedeckt. Inner
halb einer Ronde 6 erstrecken sich die Zellen 16 par
allel zueinander und zu den Stirnwänden 13 und 14. Be
nachbarte Ronden 6 und 6a sind um einen Winkel gegen
einander versetzt, so daß auch die Richtung der Zellen
16 voneinander abweicht. Fig. 2 läßt erkennen, daß
durch gleichmäßigen Winkelversatz der Einfluß der Lage
der Zellen gleichmäßig verteilt wird. Die aneinander
liegenden Stirnwände der einzelnen Ronden werden mit
einander verklebt.
Im Betrieb wird die gesamte Radialbelastung von den
Stirnwänden 13 und von den Seitenwänden 15 der Zellen
16 aufgenommen. In Axialrichtung wirkende Druck- oder
Zugkräfte werden von den in Axialrichtung verlaufenden
Komponenten der Seitenwände 15 abgefangen.
Wie Fig. 4 schematisch zeigt, werden die Seitenwände 15
aus trapezförmig geformten Bahnen hergestellt, die je
weils dort, wo sie an der Nachbarwand anliegen, eine
Klebeverbindung 19 oder 19a bilden.
Während Fig. 4 ein honigwabenartiges Zellenmaterial
zeigt, veranschaulicht Fig. 5 ein wellpappenartiges
Zellenmaterial. Für entsprechende Teile werden um 100
erhöhte Bezugszeichen verwendet. Der wesentliche Unter
schied besteht darin, daß zwischen den Stirnwänden 113
und 114 nicht trapezförmig verformte Seitenwände 15,
sondern wellenförmig verformte Seitenwände 115 und ge
gebenenfalls eine zu den Stirnwänden parallele Seiten
wand 115a angeordnet sind. Abweichungen vom Querschnitt
der Zellenform sind in vielfacher Hinsicht möglich.
Beispielsweise können die Zellen einen quadratischen
Querschnitt besitzen.
Fig. 6 erläutert ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei
dem für entsprechende Teile um 200 erhöhte Bezugszei
chen verwendet werden. Die Figur zeigt einen Ausschnitt
aus einer Ronde 206, die zwischen zwei Stirnseiten 213
und 214 Seitenwände 215 aufweist, die senkrecht auf den
Stirnwänden stehen. Sie begrenzen sechseckige Zellen
216, die an beiden Enden 217 mit den Stirnwänden 213
und 214 verklebt sind. Auch hier übernehmen die Stirn
wände die aufgebrachten Radialkräfte. Die axial wirken
den Druck- und Zugkräfte werden von den Seitenwänden
215 und der nicht veranschaulichten Umfangswand aufge
nommen.
Bei der Ausführungsform der Fig. 7 und 8, bei denen für
entsprechende Teile um 300 erhöhte Bezugszeichen ver
wendet werden, besteht die zwischen Basiskörper 302 und
Umfangswand 4 ausgebildete Stützkonstruktion 305 aus
Einzelelementen 306, die in vier Schichten übereinander
angeordnet sind, von denen in Fig. 7 lediglich drei
Schichten veranschaulicht sind. Jedes Einzelelement 306
hat eine sich in Richtung der Walzenachse erstreckende
Länge von etwa 50 bis 100 cm und verläuft in Umfangs
richtung über einen Winkel von 10 bis 20°. Jedes Ein
zelelement 306 hat etwa die Form der Schichtung nach
Fig. 6, wobei sich die Seitenwände 315 der einzelnen
Zellen 316 etwa radial erstrecken und die Enden der
Zellen durch eine innere Abdeckwand 318 und eine äußere
Abdeckwand 318a abgedeckt sind. Diese Abdeckwände sind
fest mit der benachbarten Abdeckwand der darüber oder
darunter befindlichen Schicht verklebt. Die in Umfangs
richtung benachbarten Einzelelemente 306 und 306a sind
in Axialrichtung gegeneinander versetzt (Fig. 8).
Bei einem Ausführungsbeispiel der zuletzt genannten Art
hatte eine Kalanderwalze einen Basiskörper 2 mit einem
Außendurchmesser von 500 mm und einen elastischen Bezug
3 mit einem Innendurchmesser von 700 mm. Dazwischen
befanden sich vier Schichten mit einer Schichtdicke
D=25 mm. Die Außenradien der Schichten betrugen von
außen nach innen
R1 = 350 mm
R2 = 325 mm
R3 = 300 mm
R4 = 275 mm
R1 = 350 mm
R2 = 325 mm
R3 = 300 mm
R4 = 275 mm
Selbstverständlich können die Abdeckwände 318 und 318a
den Radien entsprechend gebogen sein.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 9 bis 11 sieht vor,
daß um einen Basiskörper 402 eine Stützkonstruktion 405
angeordnet ist, die aus drei Schichten 405a, 405b und
405c aufgebaut ist. Jede Schicht besteht aus einer zy
lindrisch verformten Wabenmaterialbahn 420, die an der
Außenseite mit einer Abdeckschicht 418 versehen ist.
Die Waben oder Zellen 416 haben rechteckförmigen Quer
schnitt und werden, wie Fig. 9 zeigt, aus aufeinander
liegenden Faserstoffstreifen 421 und 422 gebildet, die
mäanderförmig geknickt sind, an aneinanderliegenden
Wänden verklebt sind und dort eine Doppelwand 423 bil
den.
Zur Herstellung wird so vorgegangen, daß die Faser
stoffstreifen 421 und 422 mit gegeneinander versetzten
Klebstoffstreifen versehen und dann aufeinander gelegt
werden. Nach Festwerden der Klebung werden die Faser
stoffstreifen auseinander gezogen, wobei sich automa
tisch das Bild der Fig. 9 ergibt. Die so beschaffene
Wabenmaterialbahn 420 wird mit der Abdeckschicht 418
verklebt. Alsdann kann diese Wabenmaterialbahn 420 um
den Basiskörper 402 bzw. eine bereits angebrachte
Schicht der Stützkonstruktion 405 gelegt werden. Die
Länge des Außendurchmessers ist durch die Abdeckschicht
418 bestimmt. Die zylindrische Verformung, die wegen
kleinster Verlagerungen der Einzel-Zellwände 424 mög
lich ist, ist durch die Umfangskrümmung des Basiskör
pers 402 oder der darunter befindlichen Schicht be
stimmt. Durch Verkleben wird die letzte Schicht auf dem
darunter befindlichen Bauelement fixiert. In Fig. 10
ist angedeutet, daß eine Wabe 416 mit einem erhärtenden
Kunststoff 425 gefüllt ist, beispielsweise einem 2-Kom
ponenten-Kunstharz, der flüssig eingefüllt wird und an
Ort und Stelle aushärtet. Dies kann geschehen, bevor
die jeweils nächste Schicht die Zellen von außen ab
deckt. Werden sämtliche Waben mit diesem Füllstoff ge
füllt, ergibt sich eine außerordentlich harte Stützkon
struktion 405. Eine solche Füllung läßt sich auch bei
den anderen Ausführungsbeispielen vorsehen.
Selbstverständlich können die Schichten 405a, 405b und
405c auch vorgefertigt und mit dem Füllstoff gefüllt
werden, ehe sie dann zur Bildung der Stützkonstruktion
405 übereinander geschoben werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wurde als Werk
stoff für das Zellenmaterial ein durch Glasfasern oder
vorzugsweise durch Kohlefasern verstärkter Kunststoff,
wie Epoxidharz, verwendet, beispielsweise im Verhältnis
65% Fasern und 35% Kunststoff. Eine ebenfalls günsti
ge Alternative sieht vor, daß als Zellenmaterial ein im
wesentlichen aus Aramid bestehendes Fasermaterial ver
wendet wird, wie es die Firma Du Pont Co. Inc. unter
der Bezeichnung "Kevlar" in Form von para-Aramid und
unter der Bezeichnung "Nomex" in Form von meta-Aramid
auf den Markt bringt. Das als Ausgangsmaterial verwen
dete Blattmaterial kann vorzugsweise zwischen 87 und
99% aus Aramidfasern bestehen. Beide Materialien haben
eine für Kunststoff sehr hohe Wärmebeständigkeit. Ihre
physikalischen Eigenschaften bleiben daher auch bei
sehr hohen Beanspruchungen erhalten.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 12 bis 14 ist eine
Kalanderwalze 501 gezeigt, deren Basiskörper 502 mit
demjenigen der Fig. 1 übereinstimmt. Ein dünnwandiger
Bezug 504 aus Kunststoff ist unmittelbar auf eine
Stützkonstruktion 505 aufgezogen. Diese Stützkonstruk
tion besteht aus abwechselnd angeordneten Ronden 526
aus Leichtmetall, wie Aluminium, und 527 aus Holz, näm
lich Balsaholz. Diese Ronden sind durch die Verschluß
elemente 510 an Ort und Stelle gehalten. Die Holzronden
527 sind aus acht Segmenten 528 zusammengesetzt, die
jeweils radial nach innen gerichtete Fasern aufweisen,
wie dies durch die Pfeile 529 angedeutet ist.
Bei der Abwandlung nach Fig. 15 besteht die Ronde 527a
aus zwei Ringen 530 sowie 531, die längs der Fuge 532
miteinander verklebt sind. Auch hier bestehen die ein
zelnen Ringe aus keilförmigen Segmenten 533 mit radial
nach innen gerichteten Fasern 529.
Bei der Ausführungsform der Fig. 16 ist eine Kalander
walze 601 veranschaulicht, die wiederum einen Basiskör
per 602 entsprechend der Fig. 1 aufweist. Der Bezug 604
aus Kunststoff ist auf ein glattes äußeres Rohr 634
aufgeschoben und auf diesem verklebt. Das Rohr 634 bil
det den Außenumfang einer Stützkonstruktion 605, die im
übrigen aus einem Faserstoffbezug 635 besteht. Dieser
Faserstoffbezug ist durch eine Vielzahl von aufeinan
dergeschichteten Ronden aus Faserstoffmaterial gebil
det, die durch die Verschlußelemente 610 axial zusam
mengepreßt werden. Dieser Bezug 635 ragt nur geringfü
gig über die Verschlußelemente 610 vor, so daß der Ge
samtdurchmesser dieser Walze nicht größer ist als bei
einer normalen Papierwalze. Aus diesem Grund kann man
den bis nahe an das Ende der Abdrehreserve verkleiner
ten Faserstoffbezug auf dem Basiskörper 602 belassen,
die Oberfläche sauber abdrehen und dann das Rohr 634
mit oder ohne den bereits aufgebrachten Bezug 604 an
Ort und Stelle bringen.
Von den veranschaulichten Ausführungsformen kann in
vielfacher Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grund
gedanken der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise
können die Ronden in Fig. 12 durchgehend aus dem glei
chen Material, also nur aus Aluminium oder nur aus
Holz, bestehen. Es ist auch möglich, Papierronden mit
Aluminiumronden oder Holzronden abwechseln zu lassen.
Der Kunststoffbezug wird unmittelbar auf die Stützkon
struktion 505 oder 605 aufgeklebt oder aufgeschrumpft.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, eine Zwischen
schicht (Trägerschicht) zur besseren Verteilung der
Lasten vorzusehen. Die Verschlußelemente dienen der
Arretierung der Stützkonstruktion auf dem Basiskörper,
können aber entfallen, wenn die Arretierung auf andere
Weise, z. B. Aufpressen oder Verkleben, erfolgt.
Claims (33)
1. Kalanderwalze mit einem zylindrischen Basiskörper,
einem Bezug aus elastischem Material und insbeson
dere an den Enden des Basiskörpers angeordneten
Verschlußelementen, dadurch gekennzeichnet, daß der
Bezug (3; 503; 603) aus Kunststoff besteht und ei
nen größeren Innendurchmesser besitzt als der Au
ßendurchmesser des Basiskörpers (2; 502; 602) und
daß im Zwischenraum zwischen Basiskörper und Bezug
eine Stützkonstruktion (5; 505; 605) angeordnet
ist, die die Belastungskräfte vom Bezug auf den
Basiskörper überträgt.
2. Kalanderwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die radiale Dicke der Stützkonstruktion
(5; 505; 605) 30 bis 100% des Radius des Basiskör
pers (2; 502; 602) beträgt.
3. Kalanderwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das spezifische Gewicht der
Stützkonstruktion (5; 505; 605) wesentlich geringer
als das spezifische Gewicht des Basiskörpers (2;
502; 602) ist.
4. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Gewicht
der Stützkonstruktion (5; 505; 605) kleiner als 3,5
kg/dm³ ist.
5. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkonstruktion
(5) aus dünnwandigem Zellenmaterial aufgebaut ist.
6. Kalanderwalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß zumindest ein Teil der die Zellen (16;
116; 216; 316; 416) bildenden Wände (13, 14; 113,
114; 213, 214; 315; 423, 424) in Radialrichtung
verläuft.
7. Kalanderwalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Zellen (16; 116; 216; 316; 416) ein-
oder beidseitig durch Abdeckwände (18; 118; 213;
214; 318, 318a; 418) verschlossen sind.
8. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkonstruktion
(5; 305) eine Vielzahl von miteinander verbundenen
Einzelelementen (6; 206; 306) des Zellenmaterials
aufweist.
9. Kalanderwalze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Einzelelemente (6; 206) mit einem zen
trischen Loch (7) versehene Ronden sind, bei denen
die Zellen (16; 116) jeweils zwischen zwei sich in
Querschnittsebenen erstreckenden Stirnwänden (13,
14; 113, 114) angeordnet sind.
10. Kalanderwalze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Zellen (16) der Einzelelemente (6)
sich parallel zu den Stirnwänden (13, 14) erstrecken
und benachbarte Ronden (Einzelelemente 6, 6a)
im Winkel zueinander versetzt sind.
11. Kalanderwalze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Seitenwände (115) der Zellen (116) der
Einzelelemente (106) senkrecht zu den Stirnwänden
(113, 114) verlaufen.
12. Kalanderwalze nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Stützkonstruktion (305) durch
mindestens eine zylindrische Schicht aus in Um
fangsrichtung versetzten Einzelelementen (306) mit
jeweils etwa radial stehenden Seitenwänden (315)
der Zellen (316) gebildet ist.
13. Kalanderwalze nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die in Umfangsrichtung benachbarten
Einzelelemente (306) in Axialrichtung gegeneinander
versetzt sind.
14. Kalanderwalze nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Stützkonstruktion (405) durch
mindestens eine Schicht (405a, 405b, 405c) aus ei
ner zylindrisch verformten Wabenmaterialbahn (420)
gebildet ist.
15. Kalanderwalze nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß die zylindrisch verformte Wabenmate
rialbahn (420) zumindest einseitig mit einer zylin
drischen Abdeckschicht (418) versehen ist.
16. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zellenmaterial ei
nen honigwabenartigen Aufbau hat (Fig. 4).
17. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zellenmaterial ei
nen rechteckwabenartigen Aufbau hat (Fig. 9 bis
11).
18. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zellenmaterial ei
nen wellpappenartigen Aufbau hat (Fig. 5).
19. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zellenmaterial im
wesentlichen aus faserverstärktem Kunststoff be
steht.
20. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zellenmaterial ein
im wesentlichen aus Aramid bestehendes Fasermateri
al ist.
21. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (416) mit
einem erhärtenden Füllstoff (425) gefüllt sind.
22. Kalanderwalze nach Anspruch 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Füllstoff (425) ein aushärtbarer
Kunststoff ist.
23. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkonstruktion
(505) wenigstens teilweise aus Leichtmetall be
steht.
24. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und
23, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkonstruk
tion (505) wenigstens teilweise aus Holz besteht.
25. Kalanderwalze nach Anspruch 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Stützkonstruktion (505) wenig
stens teilweise aus Balsaholz besteht.
26. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkonstruktion
(605) wenigstens teilweise durch einen Faserstoff
bezug (635) gebildet ist.
27. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 23 bis 26,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkonstruktion
(505) durch Ronden (6; 526, 527) aus Holz und/oder
Leichtmetall und/oder Faserstoff und/oder Zellenma
terial gebildet ist.
28. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, daß Ronden (526, 527) aus
verschiedenen Materialien alternierend auf dem Ba
siskörper (502) angeordnet sind.
29. Kalanderwalze nach Anspruch 28, dadurch gekenn
zeichnet, daß Ronden (526) aus Aluminium und Ronden
(527) aus Zellenmaterial miteinander alternieren.
30. Kalanderwalze nach Anspruch 24 und 27, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Holzronden (527) aus Segmen
ten (528) mit radial gerichteten Fasern zusammen
gesetzt sind.
31. Kalanderwalze nach Anspruch 30, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Holzronden (527a) aus mindestens
zwei Ringen (530, 531) bestehen, die aus Segmenten
(533) mit radial gerichteten Fasern zusammengesetzt
sind.
32. Kalanderwalze nach Anspruch 26, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Stützkonstruktion (605) wenig
stens teilweise aus einem abgedrehten Faserstoff
bezug (635) besteht.
33. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 32,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkonstruktion
(605) außen ein dünnwandiges, geschlossenes Rohr
(634) aufweist.
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