DE2618698A1 - Druckwalze - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DR.- ING. H. H. WILH ELM - D I P L. - I N G. H. D A U ST E R D-7000 STUTTGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31 B - TELEFON (0711) 29 11 33

Stuttgart, den 28. April 1976 D 5063

Anmelder: Firma

Develop KG

Dr. Eisbein & Co,

Dieselstrasse 8

7016 Gerungen

Druckwalze

Die Erfindung betrifft eine Druckwalze enthaltend ein Außenrohr und eine mit diesem drehfest verbundene 'Welle, die an beiden Enden mit radialen Kräften belastet ist.

Derartige Druckwalzen werden in vielfacher Form und Kombination in der Technik verwendet. Insbesondere in dem Kopiergerätebau werden derartige Druckwalzen zum Ausquetschen oder Fixieren von Papiermaterial eingesetzt. Sie können dabei eine harte Außenfläche aufweisen und mit einer gleichartigen Druckwalze oder einer stationären Auflage zusammenarbeiten. Außerdem werden derartige Druckwalzen als Quetschwalzen eingesetzt, wozu sie auf ihrer Ausseneeite mit einer Beschichtung aus Gummi o.dgl. versehen werden. In diesem Fall wird meistens vorgesehen, daß zwei gleichartige mit Gummi beschichtete Druckwalzen miteinander zusammenarbeiten und gegeneinander angedrückt werden.

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Bei derartigen Druckwalzen entsteht insbesondere dann ein Problem, wenn sie eine relativ große axiale Erstreckung aufweisen, da sie dann eine z.T. erhebliche Durchbiegung erfahren. Diese Durchbiegung führt zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Druckoder Eceßkraft über die Länge der Druckwalze. Es tritt dann der Fall ein, daß in den den Lagern benachbarten Bereichen der Druckwalze hohe Drückkräfte auftreten, während in der Mitte nur noch wesentlich geringere Kräfte vorhanden sind. Diese Effekt tritt in noch weit stärkerem Maße auf, wenn die Druckwalzen mit einem Belag aus Gummi o.dgl. beschichtet sind. Um diese Nachteile zu vermeiden, wird bei den bekannten Bauarten angestrebt, die Durchbiegung zu vermindern, indem der Durchmesser der Druckwalzen erhöht wird. Der negative Einfluß der Durchbiegung läßt sich auf diese Weise naturgemäß nicht grundsätzlich ausschließen, sondern nur vermindern. Diese Lösung führt zu schweren und vor allem teueren Konstruktionen.

ge-Es ist auch eine Bauart bekannt worden, bei welcher die dur-ch-1aufende Welle von einem Außenrohr umgeben wird, das an seinen beiden Enden auf der Welle abgestützt und mit dieser drehfest verbunden ist. Bei dieser Bauart treten die geschilderten Schwierigkeiten ebenfalls auf, da sich das Außenrohr in entsprechender Weise durchbiegt. Eine Verminderung der Durchbiegung und damit eine Vergleichmäßigung der Druckkraftverteilung kann auch bei dieser Bauart nur durch eine Erhöhung des Durchmessers und des Materialquerschnittes erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckwalze der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine gleichmäßigere Verteilung der Preß- oder Druckkraft über die Länge der Druckwalze erhalten wird, ohne daß der Durchmesser der Druckwalze erheblich gesteigert werden muß. Die Erfindung besteht darin, daß das Außenrohr in Abstand von seinen beiden Enden in radialer Richtung auf der Welle abgestützt ist.

Durch die Erfindung wird der Einfluß der Durchbiegung der Welle, der prinzipiell unvermeidbar ist, eliminiert, da bei dieser Aus-

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bildung die Berührungslinie der Druckwalze und damit die Druck- oder Ereßkraftverteilung von dem sich in anderer Weise verformenden Außenrohr bestimmt wird, das bei einer Durchbiegung der Welle in seiner Gesamtheit verlagert wird. Entscheidend für die Druckkraftverteilung ist nur noch die Durchbiegung des Außenrohres, die durch die Wahl der Lage der Abstütz-punkte zwischen dem Außenrohr und der Welle nach bekannten statischen Gesichtspunkten beeinflußt werden kann. Durch diese Maßnahmen wird es möglich, relativ geringe Materialquerschnitte und einen relativ geringen Gesamtdurchmesser für die Druckwalze vorzusehen, während dennoch gute Ergebnisse bezüglich der gleichmäßigen Druckkraftverteilung erhalten werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform und den Unteransprüchen.

Die Zeichnung zeigt einen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Druckwalze, die in der Länge wesentlich verkürzt dargestellt ist.

Die Druckwalze besteht aus einer Welle 1, die an beiden Enden mit Lagerzapfen 2 und 3 versehen ist, wobei beispielsweise der Lagerzapfen 3 zusätzlich mit einer Pro filierung 4- versehen ist, auf die ein Antriebsrad o.dgl. aufgesetzt werden kann. Die Lagerzapfen 2 und 3 werden in nicht näher dargestellter Weise bevorzugt mit Wälzlagern gelagert und mit radialen Kräften belastet, die die Welle 1 und damit die gesamte Druckwalze gegen ein Gegenstück drückt. Dieses Gegenstück kann eine Gegenwalze gleicher Abmessung oder ein größerer Zylinder oder auch eine stationäre Auflage sein.

Auf der Welle 1 ist ein Außenrohr 5 angebracht, das mit einer Ummantelung 6 aus Gummi versehen ist. Eine derartige Durckwalze kann beispielsweise zusammen mit einer parallel zu ihr angeordneten gleichartigen Druckwalze zu einem Quetschwerk zusammengefaßt werden, das beispielsweise zum Trocknen von Kopien eines

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Kopiergerätes dienen kann.

Die Welle ist mit dem Außenrohr 5 hei der dargestellten Ausführungsform an zwei Stellen im Abstand zu den Enden des Außenrohres 5 über Ringe 7 und 8 aus Hartgummi von etwa 80 Shore verbunden. Diese Ringe 7 und 8 werden auf die Welle 1 aufvulkanisiert und anschließend derart überschliffen, daß sie ein geringes Übermaß aufweisen. Dann wird das Außenrohr 5 aufgeschoben und aufgepreßt, so daß es einen sicheren Sitz auf der Welle 1 hat. Im allgemeinen reichen die von den auf die Welle 1 aufvulkanisierten Ringen 7 und 8 auf die Innenwandung des Außenrohr 5 ausgeübten Reibungskräfte für eine sichere Mitnahme des Außenrohres 5 aus. Falls diese Kräfte nicht ausreichen sollten, so ist es möglich, insbesondere im Bereich der Enden des Außenrohres 5 Mitnahmeelemente in Form von radialen Stiften vorzusehen, die in die Welle 1 eingeführt sind und in axiale Schlitze des Außenrohres eingreifen.

Die Welle 1 kann in statischer Hinsicht als ein frei aufliegender Träger angesehen werden, der an zwei Stellen mit einer punktförmigen Last belastet ist. Dadurch ergibt sich eine Belastung für die Welle, die sich an sich nicht entscheidend von den Belastungsformen herkömmlicher Druckwalzen unterscheidet, bei denen die Druckwalzen als ein frei aufliegender Träger angesehen werden können, der mit einer Streckenlast belastet ist. In beiden Fällen ist die Durchbiegung der Welle im Bereich der Mitte am größten, so daß sich aufgrund dieser Durchbiegung eine ungünstige und vor allen Dingen ungleichmäßige Druckkraftverteilung ergibt.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Druckkraft jedoch ausschließlich von dem Außenrohr 5 bzw. dem Belag 6 übertragen, das so auf der Welle 1 angeordnet und abgestützt ist, daß es sich frei und vor allen Dingen in anderer Weise als die Welle 1 aufgrund der aufgebrachten Belastung verformen kann. Durch die gewählte Abstützung mit zwei elastisch verformbaren Ringen 7 und 8 kann das Außenrohr 5 als ein frei aufliegender Träger angesehen werden, der mit einer Streckenlast belastet ist. Da zweckmäßigerweise die

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Abstände der Ringe 7 und 8 zu den beiden Enden des Außenrohres 5 gleich gewählt wird, ergeben sich symmetrische Kraglasten. Der Verlauf der Biegelinie des Außenrohres 5 ist von dem Abstand der Ringe 7 und 8 zueinander und zu den Enden des Außenrohres 5 abhängig. Auf jeden Fall ist die Ausbiegung an den Enden und in der Mitte des Außenrohres kleiner als die maximale Durchbiegung der Welle 1 bzw. einer Druckwalze, die einen massiven Querschnitt und die gleichen Außenabmessungen wie das Außenrohr 5 aufweist.

Wird das Außenrohr als ein frei aufliegender Träger mit symmetrischer Kraglast betrachtet und statisch berechnet, so läßt sich der Abstand zwischen den Ringen 7 und 8 bzw. der Abstand der Ringe

7 und 8 zu den Enden des Außenrohres so wählen, daß die Durchbiegung entweder in der Rohrmitte oder an den Rohrenden gleich Null ist. In der Praxis hat sich gezeigt, daß die Durchbiegung auch noch weiter dadurch beeinflußt werden kann, daß die Ringe 7 und

8 aus Hartgummi eine bestimmte Breite besitzen. Wenn sie sich in axialer Richtung soweit erstrecken, daß sie in beiden geschilderten Grenzfällen eine Abstützung herbeiführen, d.h. für eine minimale Durchbiegung an den Rohrenden und für eine minimale Durchbiegung in der Rohrmitte, läßt sich eine besonders günstige Biegelinie erhalten.

In der Praxis muß darauf geachtet werden, daß die Welle Λ und das Außenrohr 5 sowie die Ringe 7 und 8 in ihren Abmessungen so festgelegt werden, daß sich bei den auftretenden Belastungen die Welle 1 frei verformen kann, ohne außerhalb der Abstützpunkte im Bereich der Ringe 7 und 8 an die Innenwand des Außenrohres anzustoßen, so daß die Welle auch bei maximaler Ausbiegung die Biegelinie desa Außenrohres 5 nicht beeinflussen oder stören kann.

Wenn das erläuterte Prinzip bei Druckwalzen eingesetzt werden kann, die beispielsweise ein Preßwerk für eine Fixierstation eines Kopiergerätes bilden und die harte Außenflächen besitzen, so ist es wegen der noch wesentlich höheren Drücken zweckmäßig, wenn anstelle der Ringe 7 und 8 Kalottenlager Verwendung finden, die das Ausbilden der Biegelinie des Außenrohres nicht beeinträchtigen.

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Claims (5)

1. Patent- und SchutζanSprüche

   ( 1./ Druckwalze enthaltend ein Außenrohr und eine mit diesem drehfest verbundene Welle, die an beiden Enden mit radialen Kräften belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (5) in Abstand von seinen beiden Enden in radialer Richtung auf der Welle (1) abgestützt ist.
2. 2. Druckwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (5) in der Art eines frei aufliegenden !Erägers mit vorzugsweise symmetrischer Kraglast auf der Welle (1) abgestützt ist.
3. 3. Durckwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenrohr (5) und der Welle (1) ringförmige, elastisch verformbare Elemente (7, 8) angebracht sind.
4. 4. Druckwalze nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß auf die Welle (1) Ringe (7, 8) aus Gummi, vorzugsweise aus Hartgummi, aufvulkanisiert sind.
5. 5. Druckwalze nach wenigstens einem der Ansprüche Λ bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenrohr (5) und der Welle (1) Mitnahmeelemente angebracht sind.

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   ORIGINAL INSPECTED