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Walze zum Abquetschen von Flüssigkeiten aus Materialbahnen Die Erfindung
betrifft eine Walze zum Abquetschen von Flüssigkeiten aus Materialbahnen bei Quetschwerken,
wobei die Walze aus einem festen Kern und aus auf diesen Kern aufgebrachten Gewebescheiben
besteht, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Walzen.
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Bei bekannten Einrichtungen zum Abquetschen von Flüssigkeiten aus
Textilwaren in breiter Bahn wird die Materialbahn zwischen Walzen von verschiedener
Härte durchgeführt. Es ist bekannt, eine der Walzen als sogenannte elastische Walze
auszuführen. Solche Walzen bestehen aus einem festen Kern und dünnen, kreisringförmigen
Scheiben, die auf diesen Kern aufgeschoben werden. Die Scheiben werden aus einem
elastischen Vollmaterial, wie z.B. Gummi, Polyvinylchlorid, Teflon und dergleichen
hergestellt. Um eine genügende Festigkeit und Dichte des durch die Scheiben gebildeten
Walzenmantels zu gewährleisten, werden die Scheiben von den beiden Walzenenden her
zusammengepresst und durch entsprechende Einrichtungen, wie z.B. Spann- und Feststellscheiben,
unter dem notwendigen Betriebsdruck gehalten.
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Die Spann- und Feststelleinrichtungen, mittels welchen die auf den
Walzenkern aufgezogenen Scheiben zusammengepresst und in ihrer Lage festgehalten
werden, erfordern einen erueblichen konstruktiven Aufwand. In der Praxis ist es
auch nicht immer einfach, die Scheiben unter dem notwendigen Vorspanndruck zu halten.
Verändert sich der Vorspanndruck während des Betriebes, so kann es geschehen, dass
sich die Scheiben gegeneinander oder gegenüber dem Walzenkern verdrehen, wodurch
erhebliche Störungen des Betriebes und negative Auswirkungen auf das Produkt auftreten
können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung
zu schaffen, die die Vorteile der elastischen Walze aufweist, jedoch ohne Spann-
und Feststelleinrichtungen auskommt und eine höhere Betriebssicherheit gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss so gelöst, dass sich zwischen
dem Walzenkern und dem aus Gewebescheiben gebildeten Walzenmantel eine Bindemittelschicht
befindet und die Gewebescheiben durch ein Klebemittel kraftschlüssig miteinander
verbunden sind.
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Durch diese neuartige Bauweise der Walzen kann aus Walzenkern und
Walzenmantel eine Baueinheit gebildet werden, die allen Anforderungen an elastische
Walzen gerecht wird. Die Walze besteht im wesentlichen nur aus Kern und Mantel und
bedarf keiner weiteren Spann- oder Feststelleinrichtungen. Trotzdem bilden Gewebescheiben
und Walzenkern durch das sich
zwischen den Scheiben und zwischen
Walzenkern und Scheiben befindliche Klebemittel bzw. Bindemittel eine Baueinheit,
deren Einzelteile kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
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Die Gewebescheiben können aus Kunstfasern, Baumwolle usw., oder anstelle
von Geweben auch aus Leder bestehen.
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In vorteilhafter Weise wird als Klebemittel eine Weichgummilösung
und für die Bindemittelschicht ein Hartgummi verwendet.
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Im weiteren ist es vorteilhaft, die Gewebescheiben rechtwinklig zur
Walzenachse anzuordnen. Dadurch kann der Walzenmantel in einfachster Weise aufgebaut
werden.
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Walzen der erfindungsgemässen Art weisen einen sehr hohen Abquetscheffekt
auf. Dies folgt einerseits daraus, dass die Flexibilität des Walzenmantels vollständig
erhalten bleibt, und andererseits durch den Aufbau des Walzenmantels aus Gewebescheiben
eine gewisse Saugfähigkeit der Walze erreicht wird. Die Elastizität der Walze kann
durch eine entsprechende Wahl des Scheibenmaterials und des Klebemittels in einem
breiten Bereich verändert und an die betrieblichen Voraussetzungen angepasst werden.
Dies ermöglicht in vielen Fällen, den Arbeitsprozess zu optimieren und die Wirtschaftlichkeit
der Anlage zu verbessern.
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Wenn zwei Walzen der erfindungsgemässen Bauweise zusammenwirken, so
ist, bei gleichem Abquetscheffekt, eine wesentlich geringere Antriebsleistung nötig
als im Falle, wo z.B. zwei Hartgummiwalzen zusammenwirken.
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Die erfindungsgemässe Walze ist auch gegenüber dem Durchlauf von Fremdkörpern
und ungleich dicken Materialbahnen praktisch unempfindlich und wird normalerweise
nicht beschädigt.
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Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Walzen ist dadurch
gekennzeichnet, dass auf einen Walzenkern eine Bindemittelschicht aufgebracht, nachfolgend
auf den beschichteten Kern eine Vielzahl von Gewebescheiben aufgeschoben, in Richtung
der Walzenachse zusammengepresst und anschliessend Walzenkern, Bindemittelschicht
und Gewebescheiben durch Vulkanisation zu einer Baueinheit verbunden werden.
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Mit diesem Verfahren können alle in der Praxis benötigten Walzenmasse
hergestellt werden. Der Walzenkern wird in herkömmlicher Weise und aus bekannten
Materialien hergestellt.
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Vor dem Aufbringen der Bindemittelschicht, die in vorteilhafter Weise
aus Gummi besteht, wird die Oberfläche des Walzenkerns in dem Bereich, wo die Beschichtung
aufgebracht werden soll, einer Spezialbehandlung unterworfen. Auf die entsprechend
vorbereitete Oberfläche des Walzenkerns wird nun eine Gummischicht aufgebracht,
die später als Bindeschicht zwischen dem Walzenmantel und dem Walzenkern dienen
soll.
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Nach diesem Vorgang werden auf den mit der Beschichtung versehenen
Teil des Walzenkerns kreisringförmige Gewebescheiben aufgeschoben. Die Scheiben
können aus Kunstfasern, Baumwolle, Mischgeweben usw. hergestellt werden. Die Dicke
der Scheiben kann in einem breiten Bereich variieren und ist im wesentlichen von
den gewünschten Endeigenschaften des Walzenmantels
abhängig. Die
Gewebescheiben werden nach dem Aufbringen mit Hilfseinrichtungen in Richtung der
Walzenachse auf das gewünschte Längenmass des Walzenmantels zusammengepresst und
anschliessend wird die ganze Walze einem Vulkanisations-Prozess unterworfen. Durch
diesen Vulkanisations-Prozess verbinden sich Walzenkern, Bindemittelschicht und
Gewebescheiben zu einer Baueinheit. Nach dem Vulkanisations-Prozess können die Hilfsmittel,
mit welchen die Gewebescheiben zusammengepresst wurden, entfernt werden und die
Walze kann in normaler Weise wie eine entsprechende Walze aus Vollmaterial bearbeitet
werden.
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Eine besonders vorteilhafte Lösung ergibt sich dadurch, dass die Gewebescheiben
vor dem Aufschieben auf den Walzenkern mindestens einseitig mit einem Klebemittel
beschichtet werden.
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Bei Anwendung dieses Verfahrenschrittes können beliebige Gewebe verwendet
werden, da dann die Gewebescheiben selbst kein Klebemittel enthalten müssen.
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Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht die Herstellung von kompakten
Walzen, die aus einem Kern und einem aus Scheiben gebildeten Walzenmantel aufgebaut
werden, wobei die Einzelteile nach Durchlauf des Herstellverfahrens kraftschlüssig
miteinander verbunden sind und bleiben. Beim beschriebenen Herstellverfahren kann
auf zusätzliche Spann- und Feststelleinrichtungen am Walzenkern verzichtet werden
und der Kern kann in optimaler Weise den Festigkeitsanforderungen angepasst werden.
Dies folgt auch daraus, dass sich die Dicke des
Walzenmantels sowie
das Verhältnis zwischen den Aussendurchmessern des Walzenkerns und des Walzenmantels
in einem sehr grossen Bereich variieren lassen. Die Härte der Walzenoberfläche kann
durch die geeignete Wahl der Gewebescheiben und des Klebemittels an die praktischen
Erfordernisse angepasst werden.
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Walzen der erfindungsgemässen Form, die nach dem vorstehend beschriebenen
Verfahren hergestellt werden, weisen eine einfache konstruktive Form auf und bedürfen
keiner zusätzlichen Spann- und Feststelleinrichtungen. Nachdem die einzelnen Teile
durch den Vulkanisations-Prozess miteinander verbunden sind, besteht auch keine
Gefahr, dass sich einzelne Scheiben während des Betriebes voneinander oder vom Walzenkern
losen.
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Der ursprünglich festgelegte Zustand der Walze bleibt somit über die
ganze Lebensdauer erhalten. Dadurch, dass keine Spann- und Feststellelemente notwendig
sind, kann die Walzenbreite bis zu den Lagerbunden ausgenutzt werden. Dies führt
bei gleicher Bahnbreite zu einer Reduktion des Lagerabstandes und damit zu einer
Reduktion der Walzenbelastung.
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Aus Sicherheitsgründen können an den Enden des Walzenmantels Stellringe
vorgesehen werden. Diese sollen verhindern, dass sich der Walzenmantel, im Falle
des Versagens der Bindung zwischen Mantel und Kern, auf dem Kern in axialer Richtung
verschiebt.
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Ersichtlicherweise werden der technische Fortschritt und der erfinderische
Inhalt des Anmeldungsgegenstandes sowohl durch
die neuen Einzelmerkmale
als auch insbesondere durch Kombination und Unterkombination der Verwendung findenden
Merkmale gewährleistet.
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Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemässen Walze.
Ein Walzenkern 1 aus Stahl wird in herkömmlicher Weise entsprechend den konstruktiven
und belastungsabhängigen Anforderungen gestaltet. Dieser Walzenkern 1 ist an beiden
Enden mit Lagerzapfen 6 versehen. Die Ausdehnung der Walze 1 in Richtung der Achse
5 beträgt ein Mehrfaches des Durchmessers 8. Der Walzenkern 1 wird von einem Walzenmantel
3 umschlossen. Dieser Walzenmantel 3 ist aus einer Vielzahl von dünnen kreisringförmigen
Gewebescheiben 4 aufgebaut. Der Innendurchmesser dieser kreisringförmigen Gewebescheiben
4 ist etwa 5 mm grösser als der Durchmesser 8 der Walze 1.
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Zwischen Walzenmantel 3 und Walzenkern 1 befindet sich eine Bindemittelschicht
2. Diese Bindemittelschicht 2 besteht aus einem Material, das zwischen Walzenkern
1 und Walzenmantel 3 eine kraftschlüssige Verbindung ermöglicht. Besonders geeignet
sind dazu Hartgummimischungen. Walzenkern 1, Bindemittelschicht 2 und Walzenmantel
3, sowie die einzelnen Gewebescheiben 4 sind durch Vulkanisation kraftschlüssig
miteinander verbunden und bilden eine Baueinheit.
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e::szllung d-a Walze ird in folgender Weise vorgegangen. Die r~läche
11 des Walzenkerns 1 wird in demjenigen Bereich, in welchem sie vom Walzenmantel
3 umgeben wird, durch Sandstr@hl@@ gereinigt und aufgerauht. Nachfolgend wird sie
lt einer a--Fl-sung behandelt. Als Haftlösung wird normalerieise ebenfalls eine
Gummilösung verwendet, deren Zusammensetzung auf das Eindemittel abgestimmt ist.
Auf die Oberflächell des Walzenkerns 1 wird nun die Bindemittelschicht 2 und zwar
Hartguritil in dünnen Bahnen aufgewickelt. Die Dicke der Hartgummischicht 2 kann
in einem weiten Bereich variieren. Normalerweise liegt sie zwischen 1,5 - 10 mm.
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Auf den in dieser Weise beschichteten Walzenkern 1 wird nun eine Vielzahl
von Gewebescheiben 4 mit kreisringförmigem Querschnitt aufgebracht. Diese Gewebescheiben
können aus verschiedenen Grundstoffen wie Kunstfasern, Baumwolle, Leder und dergleichen
hergestellt werden. Besonders vorteilhaft 5 sich die Verwendung von Baumwollsegeltuch
erwiesen.
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?-et'o die Scheiben 4 auf den ern 1 aufgebracht werden, werden De
mindestens einseitig rit einem Klebemittel bestrichen. Beim vorliegenden Beispiel
wird als Klebemittel eine Weichgummilösung verwendet und beide Seiten der Scheiben
4 werden mit der Gummi lösung beschichtet, um das Aufbringen der Scheiben möglichst
zu vereinfachen. Werden die Scheiben 4 nur einseitig bestrichen, so sind besondere
Massnahmen nötig m zu gewährleisten, dass immer die beschichtete Seite einer scheibe
an die unbeschichtete der nächsten anstösst. Dieses problem kann bei maschineller
Aufbringung der Scheiben 4 auf
den Walzenkern 1 ohne weiteres gelöst
werden. Bei der Einzelfertigung der Walzen, d.h. bei manueller Herstellung, ist
es jedoch von Vorteil, wenn beide Seiten beschichtet werden.
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Nach dem Aufbringen auf den Walzenkern 1 werden die Gewebescheiben
4 durch zusätzliche Hilfseinrichtungen auf das gewünschte Längenmass 9 des Mantels
3 zusammengepresst und durch geeignete Einrichtungen unter Vorspannung gehalten.
Die in dieser Weise vorbereitete Walze wird in einen Wärmeofen eingebracht und einem
bekannten Vulkanisations-Prozess unterworfen. Durch den Vulkanisations-Prozess,
der bei Temperaturen zwischen 100 und 180 ° C stattfindet, wird über die Hartgummischicht
2 zwischen dem Walzenkern 1 und dem Walzenmantel 3 eine kraftschlüssige Verbindung
hergestellt. Gleichzeitig wird mit Hilfe der Beschichtung auch zwischen den Gewebescheiben
4 eine kraftschlüssige Verbindung aufgebaut. Nach dem Durchlaufen des Vulkanisations-Prozesses
können die Spannvorrichtungen entfernt werden, und es steht eine Rohwalze zur Verfügung,
die eine einzige Baueinheit bildet und einer normalen Bearbeitung unterworfen werden
kann.
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Abhängig von der Materialzusammensetzung des Gewebemantels 3 und von
der Art der Materialbahn, aus welcher mit der vorliegenden Walze Flüssigkeit abgequetscht
werden soll, wird die Oberfläche 10 des Walzenmantels 3 in entsprechender Weise
bearbeitet. Dies kann mit den herkömmlichen Bearbeitungsverfahren wie z.B. durch
Drehen oder durch Schleifen erfolgen.
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Die vorliegende neue Konstruktion der Walze erbringt unter anderem
den Vorteil, dass die ganze Länge der Walze bis zu den Lagerbunden 7 ausgenutzt
werden kann. Wenn nötig, kann sich der Walzenmantel 3 an beiden Enden der Walze
bis zu den Lagerbunden 7 erstrecken. Der Abstand der beiden Walzenlager, der massgeblich
für die Belastung der Walze, d.h. die Durchbiegung, ist, kann somit möglichst gering
gehalten werden.
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Dies kann dazu führen, dass der Durchmesser 8 des Walzenkerns 1 bei
gleicher Krafteinwirkung auf die Walze geringer gehalten werden kann.
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Sollte während des Betriebes die Oberfläche 10 des Walzenmantels 3
beschädigt werden, so kann die ursprüngliche Oberflächenqualität ohne weiteres durch
eine neue Bearbeitung wieder hergestellt werden. Im Gegensatz zu den herkömmlich
bekannten Walzen muss dabei in keiner Weise auf allfällige Spann- und Feststellvorrichtungen
Rücksicht genommen werden.
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Bei Verwendung der beschriebenen Walze, deren Gewebescheiben aus Baumwollsegeltuch
hergestellt werden, ergeben sich wesentlich bessere Abquetscheffekte als z.B. bei
Walzen mit einem Gummimantel. Im Vergleich zu Gummiwalzen ergibt sich bei gleichem
Abquetscheffekt ein geringerer Leistungsbedarf.