DE19902592C1 - Verfahren zur Herstellung von Gummiwalzen und Gummirollen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gummiwalzen und Gummirollen, wobei auf einen Extruder ein Schlauch gespritzt wird, in einem zweiten Schritt der Schlauch auf die Walzen- oder Rollenspindel aufgezogen wird, und in einem dritten Verfahrensschritt der so hergestellte Rohling zur Vulkanisation gebracht wird. Dabei wird das röhrenförmige Schlauchstück nach dem ersten Schritt in ein Präzisionsrohr eingeführt und in einem weiteren Zwischenschritt die Spindel durch den Innendurchmesser des Schlauches gedrückt, der im nichtvulkanisierten Zustand kleiner ist als der Außendurchmesser der Spindel, und anschließend werden Paßstücke oder Zentrierbuchsen in das Präzisionsrohr eingeführt, um den Rohling zu fixieren und um die Ausdehnung des Schlauchstückes zu begrenzen. DOLLAR A Hierbei kann mit einfachen Mitteln eine Walze oder Rolle mit einer hohen Maßhaltigkeit und hohem Rundlauf zur Verfügung gestellt werden, ohne daß aufwendige Herstellungsverfahren erforderlich sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gummiwalzen und Gummirollen, wobei in einem ersten Schritt auf einen Extruder ein Schlauch extrudiert wird, der die gewünschte Walzen- oder Rollenlänge besitzt, wobei in einem zweiten Schritt der Schlauch auf die Walzen- oder Rollenspindel aufgezogen wird, und wobei in einem dritten Verfahrensschritt der so hergestellte Rohling zur Vulkanisation gebracht wird.

Bei der Herstellung von Gummiwalzen und Gummirollen, die für den Transport von Materialien der Papier-, Druck- oder Textilindustrie benutzt werden, sind nach wie vor Zweikomponenten-Walzen und -Rollen ein typisches Endprodukt. Dieses Endprodukt besteht aus einer Walzenspindel aus metallischem Material und einem aus Gummi bestehendem Walzenbezug.

Das Extrudieren von Schläuchen und das Aufziehen dieser auf Walzenkerne ist grundsätzlich aus der Veröffentlichung "Fertigung elastomerbeschichteter Walzen im Spiegel der Patentliteratur" von F. Zeppernick, GAK 6/1980, Jg. 33, S. 404-409; GAK 7/1980, Jg. 33, S. 484-488 und GAK 9/1980, Jg. 33, S 636-645, bekannt.

Nach einem aus DE 196 40 180 A1 bekannten Verfahren wird ein Metallteil in einem ersten Verfahrensschritt mit einer metallhaltigen Korrossionsschicht beschichtet. Dann wird auf die Korrossionsschicht ein Lack aufgebracht. Anschließend wird ein Haftmittel aufgebracht und mit einem Metallteil vulkanisiert, wobei auch in diesem letzten Verfahrensschritt der Lack und das Haftmittel vollständig ausreagiert. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Verbindung des Metallteiles mit dem Gummi durch drei unterschiedliche Verfahrensschritte und damit mit erhöhtem Kostenaufwand zustande kommt.

Nach einem weiteren bekannten Verfahren wird die Walzenspindel in einem ersten Schritt mit einer chemischen Substanz beschichtet, um die Haftung zum Gummi herzustellen. In einem zweiten Verfahrensschritt werden je nach Stärke des Walzenbezuges geschnittene Gummibahnen um die Walzenspindel gelegt. In einem dritten Verfahrensschritt wird dann der so hergestellte Rohling mit Polyamidgewebe eingewickelt und in einem Autoklaven ausvulkanisiert. Als vierter Verfahrensschritt wird dann die Walze im Durchmesser auf Maß geschliffen und schließlich auf die geforderte Nutzlänge abgestochen. Ein Nachteil besteht im Einwickeln mit dem Polyamidgewebe. Dies führt zu unterschiedlichen Druckverhältnissen und wirkt sich nach der Vulkanisation negativ auf den Rundlauf der Walze aus. Darüber hinaus kann das Verfahren ein mehrmaliges Abschleifen der Walze erforderlich werden lassen, um eine hohe Maßhaltigkeit zu erreichen. Durch das Abstechen im letzten Verfahrensschritt kann relativ viel Gummiabfall entstehen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ein blasenfreies Aufbringen der Gummibahnen häufig nicht erreicht werden kann.

Nach einem weiteren bekannten Verfahren wird die Walzenspindel im ersten Verfahrensschritt mit einer chemischen Substanz beschichtet, um die Haftung zum Gummi herzustellen. Im zweiten Verfahrensschritt wird dann ein extrudierter Schlauch auf die Walzenspindel aufgezogen und der Schlauch mittels eines Polyamidgewebes eingewickelt. Im dritten Verfahrensschritt wird der so hergestellte Rohling im Autoklaven ausvulkanisiert. Im letzten Verfahrensschritt wird die Walze auf Maß geschliffen sowie auf die geforderte Nutzlänge abgestochen. Auch dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die unterschiedlichen Druckverhältnisse durch das Polyamidgewebe den Rundlauf der Walze verschlechtern können. Des weiteren kann ein mehrmaliges Abschleifen der Walze zur Erzielung einer hohen Maßhaltigkeit erforderlich sein. Auch mit diesem bekannten Verfahren fallen große Mengen an Gummischleifmehl und Endstücken an.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird die Walzenspindel mit einem geeigneten Klebesystem beschichtet. Im zweiten Verfahrensschritt wird ein ausvulkanisierter Schlauch mittels Druckluft auf die Walzenspindel aufgezogen, wobei sich der ausvulkanisierte Schlauch unter Spannung befindet. Dabei wird der Gummi verklebt. Im letzten Verfahrensschritt wird die Walze auf Maß geschliffen und auf die geforderte Nutzlänge abgestochen. Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß der ausvulkanisierte Schlauch nicht gleichmäßig auf der Walzenspindel verklebt werden kann. Überdies findet keine exakte Zentrierung der Walzenspindel statt, so daß sich schlechte Rundlaufeigenschaften der Walze ergeben können. Letzteres macht ein mehrmaliges Abschleifen auf den Fertigungsdurchmesser erforderlich.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird die Walzenspindel mit einer chemischen Verbindung beschichtet, um die Haftung zum Gummi herzustellen. Im zweiten Verfahrensschritt wird die Walzenspindel in eine dafür konstruierte Form eingelegt. In den Hohlraum der Form werden dann die Gummirohlinge eingelegt. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Form unter einem entsprechenden Druck und bei entsprechender Temperatur zugefahren, wobei sich die Gummimischung um die Walzenspindel verteilt und ausvulkanisiert. Schließlich wird die Walze auf Maß geschliffen und auf die geforderte Nutzlänge abgestochen. Ein erkennbarer Nachteil dieses Verfahrens sind die hohen Kosten der Form. Zudem kann die Walzenspindel nur schwer zentriert werden und es kann damit zu einem schlechten Rundlauf kommen. Außerdem verbleibt am Gummi eine Trennaht durch den Formenaufbau, und ein mehrmaliges Abschleifen ist notwendig.

Die entsprechenden Verfahren sind erkennbar aufwendig und ermöglichen im Zuge der Herstellung nach der Vulkanisation noch keine hohe Maßhaltigkeit sowie keine hohe Rundlaufgenauigkeit.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Gummiwalze oder Gummirolle vorzuschlagen, bei der mit einfachen Mitteln eine Walze oder Rolle mit einer gewünschten hohen Maßhaltigkeit und hoher Rundlaufgenauigkeit zur Verfügung gestellt werden kann, ohne daß aufwendige Herstellungsverfahren erforderlich sind.

Auch sollen geringe Materialverluste sowie möglichst wenig Gummiabfall entstehen. Durch diese Materialeinsparungen und Verfahrensvereinfachungen kommt man zu vergleichsweisen Kostenersparnissen. Das Verfahren zur Herstellung einer Gummiwalze oder Gummirolle soll ferner die eingangs genannten Nachteile vermeiden und schnellere Vulkanisationszeiten ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird mit Hilfe eines Extruders ein Schlauch extrudiert, mit einem geringeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der Walzenspindel. Dieser Schlauch wird auf das gewünschte Maß abgelängt. Der Schlauchrohling kann dann in ein Präzisionsrohr eingeführt werden. Mit Druckluft wird die Walzenspindel durch den Innendurchmesser des Schlauches gedrückt. Durch die Auslegung des extrudierten Gummischlauches an der Oberfläche des Präzisionsrohres und an der Grenzfläche Gummischlauch-Walzenspindel erfolgt ein Druckaufbau, der für die Oberfläche der Walze und der Gummi-Metallbindung verantwortlich ist. Am Ende des Präzisionsrohres werden Paßstücke aufgesetzt, deren Zapfen passend in das Präzisionsrohr hineinragen. Der Zapfen hat die Länge, um möglichst wenig Material vom Walzenbezug abzustechen, d. h., die Ausdehnung des Schlauches zu begrenzen. In dem Zapfen ist eine Bohrung, die genau zentriert die Walzenspindel aufnimmt. Das Paßstück wird über eine rechtwinklige Nut am Außendurchmesser des Präzisionsrohres auf dem Rohr verriegelt. Durch Variation der Zapfenlänge in dem Präzisionsrohr kann die Abstichlänge des Walzenbezuges beeinflußt werden. Danach wird das Präzisionsrohr mit den Paßstücken und dem Rohling unter bestimmten Temperaturbedingungen zur Vulkanisation gebracht. Die Walze wird nach Entfernen der Paßstücke aus dem Rohr genommen. Der Walzenrohling besitzt eine hohe Maßhaltigkeit und einen sehr guten Rundlauf.

Bei besonders hohen Forderungen an die Maßgenauigkeit können in einem einzigen Feinschliffvorgang die gewünschten Maße erhalten werden.

Zur Realisierung der Erfindung ist es nicht zwingend erforderlich, daß ein zusätzlicher Feinschleif und Abstechvorgang vorgenommen wird. Vielmehr reicht als letzter Verfahrensschritt die Vulkanisation aus. Damit ermöglicht das Verfahren eine wesentlich kürzere Fertigungsdauer mit einer erheblichen Materialeinsparung.

In einer Ausführungsform kann die Abstichlänge des Gummimaterials dadurch beeinflußt werden, daß die Länge der Paßstücke in dem Rohr variiert wird.

Gemäß einer weiteren, besonderen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes kann anstelle eines Schlauches aus Gummi das Verfahren auch zur Herstellung von Walzen und Rollen aus einem anderen elastischen Rohmaterial hergestellt werden, z. B. aus Thermoelastoplasten, Silikon oder Polyurethan.

In einer weiteren Ausführungsform können Gummimischungen mit sehr kurzen Vulkanisationszeiten verwendet werden, die bei der Wickeltechnologie zu Fehlstellen innerhalb des Walzenbezuges führen können.

Eine weitere Kostenreduzierung wird erreicht durch die Verringerung der Vulkanisationszeit, weil das Präzisionsstahlrohr und die Stahlpaßstücke eine sehr gute wärmeleitfähigkeit haben.

In einfacher Weise kann das Verfahren der Erfindung zur Herstellung von Gummirollen mit hoher Maßhaltigkeit und Rundlaufgenauigkeit ausgestattet werden, indem statt einer Walzenspindel ein Rollenkern als Ausgangsmaterial verwendet wird.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des Verfahrens zur Herstellung einer Gummiwalze;

Fig. 2 einen Querschnitt in Längsrichtung nach Ziffer 4 aus Fig. 1.

In Fig. 1 ist rein prinzipiell das Verfahren zu Herstellung einer Gummiwalze dargestellt. Auf ein Mischwalzwerk 1 werden die einzelnen Rezepturbestandteile der gewünschten Gummimischung aufgegeben und zu einem homogenen Mischfell ausgewalzt. Dieses Mischfell wird dann in einzelne Gummistreifen zerschnitten. Die Gummistreifen werden über den Einfüllstutzen eines Extruders 2 gebracht, der mit Hilfe seiner Schnecke über einen Spritzkopf einen Schlauch mit dem gewünschten Innen- und Außendurchmesser extrudiert. Dieser endlose Schlauch wird durch einen Ablängautomat 3 geführt, der den Schlauch in entsprechende Schlauchstücke zerschneidet, die die gewünschte Länge des Walzenbezuges besitzen. Das Schlauchstück wird in ein Präzisionsrohr mit Zapfen 4 eingeführt und mittels Druckluft wird die Walzenspindel durch den Innendurchmesser des Schlauches gedrückt. Der Innendurchmesser des unvulkanisierten Schlauchstückes wird so gewählt, daß er kleiner ist, als der Außendurchmesser der Walzenspindel. Dadurch drückt sich das aufgeweitete Schlauchstück an die Innenwand des Präzisionsrohres. Durch die entstehenden, wechselwirkenden Kräfte baut sich ein Druck auf. Dieser Druck wirkt auf die Oberfläche der Walzenspindel, der für die Verbindung zwischen Gummi und Spindel ausschlaggebend ist. Ebenso wirkt der Druck auf die Innenseite des Präzisionsrohres, was zu der gewünschten glatten Oberfläche des Walzenrohlings führt. Anschließend werden zwei Paßstücke bzw. Zentrierbuchsen in das Präzisionsrohr eingeführt, um die Lage des Walzenkerns mit dem aufgezogenen Schlauchstück genau zu fixieren. Diese Zentrierbuchsen reichen bis zum Anfang bzw. Ende des Schlauchstückes in die Präzisionshülse hinein und begrenzen die Ausdehnung des Schlauchstückes. Danach wird das Präzisionsrohr mit dem darin enthaltenen Walzenkern mit aufgezogenen Schlauchstück, in durch die Zentrierbuchsen verschlossenem Zustand, in einem Autoklaven 5 unter bestimmten Temperaturbedingungen zur Vulkanisation gebracht. Die Walze wird nach Entfernen der Zentrierbuchse aus dem Präzisionsrohr genommen. Der Walzenrohling besitzt bereits in diesem Stadium eine hohe Maßgenauigkeit und einen sehr guten Rundlauf. Bei besonders hohen Anforderungen an die Maßgenauigkeit können in einem einzigen Feinschliffvorgang 6 die gewünschten Maße erhalten werden.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt in Längsrichtung des Präzisionsrohres mit Zapfen 4 aus Fig. 1. Darin ist der Rohling mit Paßstück 7, Präzisionsrohr 8, unvulkanisiertem Gummischlauch 9, und Walzenkern 10 dargestellt.

Die Ausdrücke "Rohr" und "röhrenförmig" umschließen alle Hohlformen mit beliebigem Querschnitt. Der Begriff "Walze" umfaßt neben Walzen im engeren Sinne nicht nur solche mit einer größeren Länge als die des Querdurchmessers, sondern auch beliebige Längen bei jeweils beliebigen Durchmessern. Die Walzenspindel bzw. der Walzenkern oder die Rollenspindel kann aus Kunststoffen, Teflon, Polyamid, Polysuflon, Gußstahl, Leichtmetall oder ähnlichen Materialien gefertigt sein. Die Erfindung wurde unter Verwendung von Gummimaterialen beschrieben. Der Begriff "Gummi" soll dabei jedes elastische Material einschließen, welches sich für die Beschichtung von Walzen und Rollen eignet.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Gummiwalzen und Gummirollen, wobei in einem ersten Schritt mit Hilfe eines Extruders (2) ein Schlauch (9) extrudiert wird, der die gewünschte Walzen- oder Rollenlänge besitzt, wobei in einem zweiten Schritt der Schlauch (9) auf die Walzen- oder Rollenspindel (10) aufgezogen wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt der so hergestellte Rohling zur Vulkanisation gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das röhrenförmige Schlauchstück nach dem ersten Schritt in ein Präzisionsrohr (8) eingeführt und in einem weiteren Zwischenschritt die Spindel (10) durch den Innendurchmesser des Schlauches (9) gedrückt wird, der im nichtvulkanisierten Zustand kleiner ist, als der Außendurchmesser der Spindel (10), wobei der Außendurchmesser des unvul­ kanisierten Gummischlauches (9) dem Innendurchmesser des Präzisionsrohres (8) entspricht, daß anschließend Paßstücke (7) auf das Präzisionsrohr (8) aufgesetzt werden, deren Zapfen in das Präzisionsrohr (8) hineinragen, wobei in dem Zapfen eine zentrierte Aussparung vorhanden ist, um den Rohling axial zentrisch zu fixieren, wobei die Länge der Paßstücke (7), die in das Präzisionsrohr (8) hineinragen, die Länge des Walzenbezugs (9) begrenzen, um die Abstichmenge möglichst gering zu halten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Feinschliffvorgang erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstichlänge des Gummimaterials (9) abhängig von den Längen der Paßstücke (7) ist.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Gummimischungen mit sehr kurzen Vulkanisationszeiten verwendet werden können.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Präzisionsstahlrohr (8) mit einer sehr guten Wärmeleitfähigkeit verwendet wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (10) eine Walzenspindel oder eine Rollenspindel sein kann.