DE2634845C3

DE2634845C3 - Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einem elastischen Mantel

Info

Publication number: DE2634845C3
Application number: DE19762634845
Authority: DE
Inventors: Rudolf 6941 Laudenbach Ammann; Wilhelm 6948 Wald-Michelbach Heling
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1976-08-03
Filing date: 1976-08-03
Publication date: 1979-11-08
Also published as: DE2634845B2; GB1547706A; DE2634845A1; JPS5318455A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einem elastischen Mantel, der durch Aktivierung darin enthaltener Schrumpffasern kraftschlüssig auf dem Walzenkern verankert ist.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der Zeitschrift Maschinenmarkt Würzburg, 1975, Heft 45 Seiten 819/820 bekannt. Dabei wird ein homogen aufgebauter Schlauch aus Wollfilz in seinem Durchmesser aufgeweitet und auf einen Walzenkörper aufgezogen, auf welchen er unter Einwirkungen von Wärme und Feuchtigkeit aufgeschrumpft wird. Das Verfahren hat sich in der Praxis jedoch nicht durchsetzen können, weil es in bezug auf die Herstellung von Walzen mit exakt definierten Oberflächeneigenschaften zu aufwendig ist. Außerdem unterlagen die mechanischen Eigenschaften des Walzenmantels in erheblichem Maße den Umgebungsbedingungen, Eine spezielle Walze konnte deshalb auch immer nur unter spezifischen Bedingungen eingesetzt werden.

Aus US-PS 37 10 470 ist eine Entwässerungswalze bekannt, auf der auf einen mit Gummi beschichteten Walzenkern ein Gewebeschlauch aus synthetischen Fasern aufgeschrumpft ist. Die dabei vorliegende Verdrehsicherheit des Gewebeschlauches ist ausschließlich abhängig von der vorhandenen Anpreßkraft an die Oberfläche der Gummischicht und damit unmittelbar abhängig von den vorhandenen Schrumpfkräften, insbesondere der in Umfangsrichtung verlaufenden Fäden. Bei einer hohen Verdrehsicherheit weist ein solcher Gewebeschlauch auch deshalb eine große Oberflächenhärte auf, und es ist nicht möglich, mit einem entsprechenden Aufbau eine verdrehsichere

ίο Walzenbeschichtung zu realisieren, die gleichzeitig eine große Oberflächenweichheit aufweist

Es sind daneben Walzen mit einem Mantel aus Vliesstoffen bekannt. Zu ihrer Herstellung werden aus einem entsprechenden Bahnenmaterial kreisförmige Scheiben ausgestanzt die auf den Walzenkern aufgefädelt und dort zwischen zwei axial angebrachten Flanschen kraftschlüssig eingespannt werden. Insbesondere bei Walzen mit großer axialer Länge können sich jedoch hinsichtlich der verdrehsicheren Befestigung der Scheiben auf dem Walzenkern Schwierigkeiten ergeben, die insbesondere bei der Übertragung großer Drehmomente zur Exzentrizität eines Teiles des Walzenmantels führen können. Daneben verteuern die erheblichen Materialverluste beim Ausstanzen der runden Vliesstoffscheiben aus dem Bahnenmaterial die Fertigung in unerwünschtem Maße.

DE-PS 10 58 008 schildert ein anderes Verfahren zur Herstellung einer Vliesstoffwalze, bei dem versucht wird, beide Nachteile zu überwinden. Hierzu wird auf

JO den Walzenkern ein geeignetes, mit einem aushärtenden Bindemittel imprägniertes Material aufgewickelt, welches vor der Aushärtung des Bindemittels einem hohen allseitigen Druck in radialer Richtung unterworfen wird. Dazu wird die Walze schraubenlinien-

J5 förmig mit einem Schlauch umwickelt und anschließend in eine starre Sta.ilhülse eingeschoben. Wo der Schlauch jnter Druck gesetzt wird, so daß es zu einer Zusammenpressung der auf den Walzenkern aufgewikkelten Vliesstofflagen kommt. Nach der Aushärtung des

⁴⁽¹ Bindemittels müssen Schlauch und umgebende Hülse wiederum entfernt werden, bevor die Walze nach der abschließenden mechanischen Bearbeitung verwendungsfähig ist.
Trotz ihrer hohen mechanischen Belastbarkeit haben Walzen dieser Art jedoch keine sonderliche Verbreitung gefunden. Eine der Ursachen dürfte wahrscheinlich darin zu sehen sein, sie infolge ihrer umständlichen Herstellung kostspielig in der Beschaffung sind. Daneben könnte es auch von Bedeutung gewesen sein,

⁵ⁿ daß herstellungsbedingt nur beschränkte Anpassungsmöglichkeiten an spezielle Anwendungen möglich sind. Beispielsweise ist es kaum möglich, dem Walzenmantel weichelastische Eigenschaften im Sinne einer Polierwalze zu verleihen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach anzuwendendes Verfahren für die Herstellung einer Walze mit einem elastischen nachgiebigen Mantel zu entwickeln, das die Fertigung einer Walze der vorgenannten Art ermöglicht, welche bei Gewährlei-

^b0 stung einer hohen Verdrehsicherheit insbesondere hinsichtlich ihrer Härte in größtem Rahmen modifizierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem

^b5 der Mantel vor der Aktivierung der Schrumpffasern mit einem Bindemittel imprägniert wird, dessen Vernetzung gleichzeitig oder im Anschluß an die Aktivierung der Schrumpffasern bewirkt wird.

Nach einer besonderen Ausgestaltung ist es bei diesem Verfahren vorgesehen, daß die Imprägnierung des Mantels von innen ausgehend derartig vorgenommen wird, daß seine äußeren Zonen und insbesondere die Oberfläche bindemittelfrei ist

Als besonders vorteilhaft für die Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens hat sich die Verwendung eines Mantels aus einer Vliesstoffhose erwiesen, die ganz oder teilweise aus schrumpffähigen Fasern unterschiedlichen Kräuselgrades aufgebaut ist Dabei ist es nach einer besonderen Ausgestaltung vorgesehen, daß der Mantel bis zu 90% nichtschrumpfende Fasern enthält, vorzugsweise aromatische Polyamidfasern, Keramik- oder Metallfasern.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß der Mantel aus einem Gewebe besteht welches in axialer Richtung aus nithtschrumpfender und in Umfangsrichtung aus schrumpfenden Fasern besteht

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der Mantel mehrschichtig aufgebaut ist, wobei für die innenliegenden Schichten vorzugsweise Gewebe und für die außenliegenden Schichten vorzugsweise Vliesstoffe oder Gewirke verwendet werden, und wobei alle Schichten durch eine Vernadelung oder durch die Verwendung eines Bindemittels untereinander und gegebenenfalls mit dem weißen Kern verbunden sind.

Die Fertigung einer Walze nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann beispielsweise in der nachfolgend geschilderten Weise erfolgen:

Zunächst wird auf an sich bekannte Weise eine Vliesstoffhose gefertigt, beispielsweise unter Verwendung eines Rundnadelstuhles. Bei der Auswahl der Fasern ist dabei zu beachten, daß die Verankerung des erfindungsgemäßen Walzenmantels auf dem Walzenkern im wesentlichen kraftschlüssig ist, wobei die Anpreßkraft durch den Schrumpf insbesondere der in Umfangsrichtung liegenden Fasern aufgebracht werden muß. Geeignet sind in Abhängigkeit von dem Durchmesser und der Oberflächenbeschaffenheit des Walzenkernes alle schrumpffähigen Natur- und Synthesefasern, wobei jedoch insbesondere Polyacrylnitril-, Polyvinylchlorid- und Polyesterfasern bevorzugt werden. Besondere mechanische Eigenschaften lassen sich durch die Verwendung gekräuselter Schrumpffasern erzielen, weil sich hierbei der Schrumpf weitgehend unabhängig von der speziellen Lage der einzelnen Fasern immer mehrdimensional auswirkt, während er sich bei ungekräuselten Fasern im wesentlichen nur in Richtung der Faserhauptachse auswirkt.

Durch die Mitverwendung nicht schrumpfender Fasern soll insbesondere die Gcstaltungs- und damit Anwendungsbreite der erfindungsgemäßen Walze vergrößert werden. So läßt sich beispielsweise durch die Mitverwendung aromatischer Polyamid-, Keramikoder Metallfasern die Temperaturbeständigkeit der erfindungsgemäßen Walze erheblich steigern, was beispielsweise für eine Anwendung als Tragrolle in Walzwerken von Bedeutung sein kann. Die Benetzungsfähigkeit läßt sich wesentlich durch die Mitverwendung von Zellulose- oder anderen Naturfasern steigern und beispielsweise bei einer Verwendung von gekräuselten Fasern für den Außenumfang des Walzenmantels wird eine besonders weichelastische Oberfläche erzielt ohne daß dadurch die Verdrehsicherheit des Walzenmantels auf dem Kern beeinflußt würde. Walzen dieser Art eignen sich beispielsweise in besonders guter Weise als Polierwalzen oder zum Reinigen von Druckplatten.

Für besondere Beanspruchungen, beispielsweise für die Herstellung von Treiberwalzen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, Li Umfangsrichtung besonders stark schrumpfende Fasern anzuordnen, beispielsweise durch Verwendung eines entsprechend aufgebauten Gewebes für die inneren Lagen des den Walzenmantel bildenden Schlauchgebildes. Daneben ist eine weitere Steigerung der Haltekraft auf dem Walzenkern dadurch erzielbar, daß das Schlauchgebilde mit einem aushärtbaren Bindemittel imprägniert wird, beispielsweise mit Polyurethan. Während im allgemeinen eine gleichmäßige Durchimprägnierung des Walzenmantels mit dem Bindemittel angestrebt wird, kann es unter bestimmten Umständen zweckmäßiger sein, das Schlauchgebilde vor den Aufziehen auf den Walzenkern von innen mit dem Bindemittel zu benetzen, so daß er in seinen äußeren Zonen und insbesondere auf der Oberfläche bindemittelfrei ist.

Walzen dieser Art zeichnen sich durch eine besonders hohe Elastizität und Weichheit ihrer Oberfläche aus. Hinsichtlich der Auswahl des Bindemittels ist zu beachten, daß dessen Vernetzungstemperatur wenigstens der beabsichtigten Schrumpftemperatur der enthaltenen Schrumpffasern entsprechen muß. Im allgemeinen hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen Bindemittel zu verwenden, deren Vernetzungstemperatur wenigstens 10% über der optimalen Schrumpftemperatur der jeweils verwendeten Faser liegt. Durch diese besondere Maßnahme wird sichergestellt, daß der für die Erzielung einer ausreichenden Haltekraft entscheidende Faserschrumpf nicht durch das Bindemittel behindert wird.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Walze zeichnet sich im allgemeinen durch eine außerordentlich hohe Zentrizität aus. Je nach Verwendungszweck kann es jedoch im Einzelfalle erforderlich sein, die Walze auf ihrem Außendurchmesser durch eine zusätzliche mechanische Bearbeitung zu egalisieren oder auch eine gewisse Oberflächenstrukturierung zu erzeugen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einem elastischen Mantel, der durch Aktivierung darin enthaltener Sdirumpffasern kraftschlüssig auf dem Walzenkern verankert ist dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel vor der Aktivierung der Schrumpffasern mit einem Bindemittel imprägniert wird, dessen Vernetzung gleichzeitig oder im Anschluß an die Aktivierung der Schrumpffasern bewirkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung des Mantels von innen ausgehend derartig vorgenommen wird, daß seine äußeren Zonen und insbesondere die Oberfläche bindemittelfrei ist.

3. Mantel zur Verwendung bei einem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Vliesstoffhose besteht, die ganz oder teilweise aus schrumpffähigen Fasern unterschiedlichen Kräuselgrades aufgebaut ist

4. Mantel zur Verwendung bei einem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß er bis zu 90% nicht schrumpfende Fasern enthält, vorzugsweise aromatische Polyamidfasern, Keramik- oder Metallfasern.

5. Mantel zur Verwendung bei einem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Gewebe besteht, welches in axialer Richtung aus nicht schrumpfenden und in Umfangsrichtung aus schrumpfenden Fasern besteht.

6. Mantel zur Verwendung bei einem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß er mehrschichtig aufgebaut ist, wobei für die innenliegenden Schichten vorzugsweise Gewebe und für die außenliegenden Schichten vorzugsweise Vliesstoffe oder Gewirke verwendet werden, und wobei alle Schichten durch eine Vemadelung oder durch die Verwendung eines Bindemittels untereinander und gegebenenfalls mit dem Walzenkern verbunden sind.