DE2158264C3 - Streck- oder Stauchwalze zur Behandlung dünner, insbesondere textiler Bahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Streck- oder Stauchwalze zur Behandlung dünner, insbesondere textiler Bahnen mit den Gauungsmerkmalen des Hauptanspruches.

Bei einer bekannten derartigen Streck- bzw. Stauchwalze (JA-PS 10 046, 1958) ist ein aus mehreren verschiedenen Lagen aufgebauter elastisch verformbarer Walzenmantel über mehrere Lager auf einer biegsamen Achse abgestützt, deren freie Enden über Kugel-Schalen-Lager am Maschinenrahmen festgelegt sind. Der Walzenmantel besteht aus einer inneren Gummilage, über die ein Baumwolltuch gezogen ist. Auf -to diesem Baumwolltuch wird ein schmales Band aus Glasfasern oder einem anderen hochfesten Kunststoff spiralförmig in mehreren Stufen aufgewickelt, wobei nach jedem Wickelvorgang dieses spiralförmige Band mit einem Kunstharz beschichtet wird. Auf dieser faserverstärkten Wickellage wird eine Gewebelage und auf dieser eine Gummischicht, angeordnet. Beim anschließenden Vulkanisieren des Gummis härtet auch das Kunstharz aus. Der in dieser Weise aufgebaute Walzenmantel soll leichter als herkömmliche spiralförmige Metallwalzen sein und einfacher hergestellt werden können. Nachteilig bei dieser Walzenausführung ist jedoch, daß die zähelastische spiralförmige Lage aus verstärktem Kunstharz durch den Wickelvorgang nicht exakt hohlzylindrisch hergestellt werden kann, so daß eine Unwucht auftreten kann, die bei den außerordentlich hohen Drehzahlen derartiger Walzen zu einer frühzeitigen Zerstörung des Walzenmantels führt. Da sich die innere Gummischicht direkt auf den Außenschalen der Lager abstützt, ist unter Einwirkung der hohen Zentrifugalkräfte eine sichere Halterung des mehrschichtigen Walzenmantels auf den Lagern nur begrenzt möglich. Für höchste Drehzahlen ist eine derartige Walze somit nicht geeignet.

Bei einer anderen bekannten Walzenausführung (US-PS 23 93 191 und DTPS 9 38 666) besteht der Walzenmantel aus einem inneren biegsamen Material, 7. B. aus öldichtem Gummi und einem dünnen Außenschlauch aus einem verschleißfesten, ebenfalls biegsamen Werkstoff. Der Innenschlauch stützt sich auf kurzen Metallhülsen ab, die durch mehrere Lager auf der gebogenen drehfesten Walzenachse festgelegt sind. Da sich die Biegung des Außenmantels lediglich auf die Trennfugen der Hülsen beschränkt, müssen bei dieser bekannten Walze zur Erzielung einer annähernden Kreisform eine Vielzahl von kurzen Hülsen mit einer entsprechend großen Anzahl von Lagern vorgesehen werden. Da der biegsame Innenschlauch auf den Außenschalen der Lager nicht festgelegt werden kann, tritt bei hohen Walzendrehzahlen ein ballonartiges Aufweiten des Walzenmantels aufgrund der hohen Zentrifugalkräfte ein. Zur Beseitigung dieser nachteiligen Wirkungen ist es notwendig, den Walzenmantel inwandig durch Kordeinlagen zu verstärken, die jedoch zu einem erhöhten Herstellungsaufwand und zu größeren Wandstärken des Walzenmantels führen. Eine ähnliche aufgebaute Walze ist in der US-PS 27 35 156 beschrieben.

Eine andere bekannte Streckwalze (US-PS 34 38 100) enthält einen an seinen beiden Stirnenden eingespannten Walzenmantel aus z. B. Stahl, Aluminium oder einem geeigneten Kunststoff von genau vorbestimmter Biegefestigkeit und Elastizität, der zumindest teilweise mit einem fließ- oder schüttfähigen Material gefüllt ist, das sich im Betrieb unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte an die Innenwand des Walzenmantels anlegt und diesen abstützt. Diese Walzen zeigen jedoch insbesondere bei geringeren Drehzahlen ein instabiles Betriebsverhalten aufgrund der drehzahlabhängigen Zentrifugalkräfte und der zusätzlichen von der Bahn auf die Walze ausgeübten Beanspruchung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Streck- und Stauchwalze der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Walzenmantel bei vereinfachter Herstellung eine genau zylindrische Form besitzt und auch bei hohen Drehzahlen der Walze ohne Unwuchterscheinungen exakt geführt ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine gebogene Streckwalze,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Walze nach Fig. 1,

Fig.3 eine Stirnansicht der eingespannten Walze nach Fig. 1.

Die Walze gemäß der Erfindung umfaßt eine längs gebogene Welle 10, deren Achse in der Zeichenebene in Fig. 1 gekrümmt ist. Um diese Welle ist mit axialem Zwischenraum eine Anzahl von Lagern 16 und 17 angeordnet. Eine Nut 22 erstreckt sich zur Aufnahme von entsprechenden Keilen 24 und 26 längs der konvexen Flächen der Welle, wobei diese Keile die Lager zur Verhinderung von Verdrehungen oder Klapperbewegungen ihrer Innenringe festlegen. Die Lager werden in ihren längs der Welle festgelegten Positionen durch eine Anzahl von Abstandshülsen 18 und 20 gehalten, die zwischen den jeweils benachbarten Lagern vorgesehen sind. Die zusammengesetzten Lager und Abstandshülsen werden durch eine Manschette 33 und eine an der Welle angreifende Fixierschraube 36 in ihrer Position gehalten. O-Ringdichtungen 35 sind in Ringnuten an den inneren Enden der Manschetten 33 eingesetzt und verhindern den Eintritt von Staub oder anderen Fremdmaterialien in die Lager im Inneren der

Walzenanordnung. Da jedes Lager um eine unterschiedlicne Rotationsachse montiert ist, von denen jede tangential zur Bogenachse der Welle iO an der jeweiligen Anordnung des betreffenden Lagers liegt, berühren die Abstandshülsen 18 und 20 jede Endfläche eines jeden Lagers nur an einem einzigen Umfangspunkt, welcher an der konkaven Seite der Achse in der Zeichenebene in F i g. 1 liegt.

Ein Rohr 14 aus verstärktem Kunstharz, wie beispielsweise glasfiberverstärktem Epoxy- oder Polyesterkunstharz, erstreckt sich über die volle Arbeitsoder Mantellänge de;- Walze und ist ursprünglich als ein gerader Zylinder geformt, der jedoch durch die Lager 16 und 17 in die Form eines ringförmigen Segmentes durchgebogen ist, wie dies aus der Zeichnung hervorgeht. Als besonders zweckmäßig erweist sich eine Walze mit folgenden physikalischen Charakteristiken und Dimensionen:

Rohr- (oder Auflage-)Länge
Durchbiegung an der Rohrmitte,
gemessen von einer Sehne

Rohrdurchmesser
Rohrwandstärke

178,0 cm

0,95 cm oder
0,54% der
Auflagelänge
15,9 cm
0,32 cm

Das Rohr wird im Schleuderguß unter Verwendung von zerhackten Glasfasern und Epoxyharz mit einer ursprünglichen Wandstärke von ca. 0,64 cm und einem Außendurchmesser von 16 cm hergestellt. Nach dem Schleudern wird es bis auf den Enddurchmesser und die Endwandstärke abgeschliffen. Zwei Lagerpaare 16 sind an dem Rohrende und drei Lager 17 mit Axialabstand längs des Rohres von jeweils 35,5 cm voneinander und von dem Inneren jedes Lagerpaares 16 entfernt vorgesehen. Dieser Abstand ist wesentlich größer, als er in bekannten Walzen gleicher Abmessungen vorgesehen würde, da bei diesen die zylindrischen Spulenkörper wesentliche kurzer sein müßten. Die Walze kann erfoiglich bis zu Drehzahlen von 500 U/min angetrieben werden.

In der dargestellten Ausführung ist ein äußerer Rohrschlauch 12 aus einem flexiblen elastischen Material, wie z. B. Gummi, bündig über das Kunstharzrohr 14 gezogen, um den Koeffizient der Oberflächenreibung zu vergrößern. Dieser Außenschlauch kann jedoch bei Ausführungen, in denen die Reibung zwischen dem Schlauch und dem Bandmaterial nicht sehr groß zu sein braucht oder bei denen nur eine mittlere Streckung oder Dehnung des Bandes erforderlich ist, weggelassen werden. Eine Walze ohne äußeren Schlauch 12 kann beispielsweise zur Verhinderung von Faltenbildungen eines trockenen oder tei'.getrockneten Bandes verwendet werden, insbesondere dann, wenn das Bandmaterial nicht leicht reckbar ist und schmirgelartige Eigenschaften besitzt. Diese Voraussetzungen liegen in den Kalandersektionen von Papiermaschinen und bei der Papieraufwicklung vor.

Der gummiartige Schlauch 12 ist vorzugsweise mit dem Rohr 14 über seine gesamte Länge durch beispielsweise ein Bindemittel verbunden. Dadurch kann das Kunstharzrohr einer ballonartigen Aufweitung oder einer radialen Expansion des gummiartigen Schlauches verhindern, ohne daß dieser Schlauch durch ":> Fäden verstärkt sein müßte. Es werden nicht nur die Herstellungskosten des gummiartigen Schlauches heraheesetzt. sondern der Schlauch kann auch dünner sein oder, falls er eine herkömmliche Dick.; aufweist, bis zu einer geringeren Stärke abgerieben werden, bevor er auszuwechseln ist. Die Verbindung über die gesamte Längt verhindert auch ein Aufeinanderreiben zwischen der Schlauchfläche und seinen Tragelementen.

Das Rohr 14 wird direkt von den Außenschalen der Lager 17 längs der Walzenlänge und durch kurze Rohrsegmente 28 an jedem Ende gehalten. Jedes dieser Rohr- oder Spulensegmente ist auf einem Lagerpaar 16 montiert und weist ein Paar O-Dichtungsringe 30 auf, die die Enden des Rohres gegen Wasser und fremde Materialien abdichten. Eine flache Endkappe 32 ist durch in das entsprechende Spulensegment 28 eingeschraubte Schrauben 34 an einem Ende der Walzenanordnung gehalten, !n der gezeigten Ausführung ist die Walze für einen Antrieb durch äußere Antriebsmittel vorgesehen. Für diesen Zweck weist das gegenüberliegende Ende der Walze eine Endkappe 41 auf, die mit einer Rinnenscheibe zur Aufnahme eines Antriebriemens versehen ist. Durch Schrauben 39 ist die Kappe an dem entsprechenden Spulensegment 28 befestigt.

Diese Konstruktion ist nur für solche Ausführungen vorgesehen, bei denen die Walze angetrieben werden soll, weniger für solche, bei denen das Materialband sie aufgrund seiner Längsspannungen antreibt Bei derartigen Ausführungen, bei denen die Walze einfach durch Andrücken des Bandes angetrieben wird, können an jedem Walzenende je eine Endkappe 32 vorgesehen sein.

Da zwischen den Endkappen 32, 41 und den Manschetten 33 Umfangsfugen bestehen, sind die Manschetten von ringförmigen Gummidichtungen 38 umgeben, die an den Innenflächen der Rohr- oder Spulensegmente 28 anliegen und die Anordnung gegen Eindringen von Schmutz oder Staub in diese Fugen schützen.

Eine typische Anwendung der erfindungsgemäßen Walze ist in Fig. 3 gezeigt, in welcher ein dünnes Materialband 42 den Schlauch 12 teilweise umschlingt, wobei dessen Bahn von einem Paar Leerlaufrollen 44 und 46 bestimmt wird. Unter der Voraussetzung, daß das Band 42 in der durch die Pfeile gekennzeichneten Richtung gefördert wird, ist die Welle 10 in einer solchen Position fest montiert, daß die Führungsebene der Welle im wesentlichen rechtwinklig zu einer Ebene liegt, die durch die Winkelhalbierende des Umschlingungswinkels des Bandes auf der Rolle bestimmt wird. Das Band liegt auf der konkaven Fläche der Walze auf und geht von der konvexen Fläche ab, welche eine seitliche Streckung bewirkt. Eine Umkehrung der Förderrichtung würde zu einer Kontraktion des Materials führen. Zur Änderung der Bogenkrümmungen des Schußfadens oder der Füllfäden von Geweben kann die Krümmungsebene der Welle aus der dargestellten Position mehr oder weniger in Deckung mit einer den Umschlingungswinkel halbierenden Ebene gedreht werden, wodurch eine Differenzierung der Längsbahnenlängen der verschiedenen gekrümmten Kettelemente erfolgt, die sich an verschiedenen Bereichen quer zur Bandbreite befinden, in einer diese Verformungen korrigierenden Weise.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß die erfindungsgemäß gebogenen Walze eine gleichmäßig gekrümmte Fläche aufweist, die gegen Verformungen stabilisiert ist und die sogar eine verringerte Anzahl von Lagern zur Unterstützung dieser Form aufweist. Mit der erfindungsgemäßen Walze läßt sich ferner eine gleichmäßigere Streck- und Kontraktionswirkung errei-

chen. Sie ermöglicht die Verwendung eines gummiartigen Oberflächenschlauches ohne innere, verstärkende Gewebeeinlagen, der wesentlich dünner als bisher sein kann und bei dem ein Aufeinanderreiben zwischen ihm und seinen Tragelementen nicht mehr eintritt. Die Walze kann ferner an ihrem einen Ende von außen angetrieben werden, ohne daß feststellbare Torsionsverformungen auftreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Streck- oder Stauchwalze zur Behandlung dünner, insbesondere textiler Bahnen, bei der auf einer drehfest angeordneten längsgebogenen Achse mehrere Lager mit axialem Zwischenabstand hintereinander festgelegt sind, auf denen sich ein elastisch verformbarer Walzenmantel aus einem durch Einlagen verstärkten Kunstharz mit einer von der Ermüdungsbruchgrenze bestimmten Elastizität abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (14) sich zumindest im mittleren Teil der Walze unmittelbar auf den A'ißenschalen (17) der Lager abstützt, als Einlage zerhackte Fasern enthält und zur gleichmäßigen Verteilung der Fasern und des Kunstharzes im Schleudergußverfahren hergestellt ist.

2. Streck- oder Stauchwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (14) aus faserverstärktem Epoxydharz besteht.

3. Streck- oder Stauchwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (14) aus faserverstärktem Polyesterharz besteht.

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