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Falzwalze
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Die Erfindung betrifft eine Falzwalze mit in ihren Mantel eingesetzten
Belägen aus nachgiebigem Kunststoff, die zwischen sich von metallischem Werkstoff
gebildete Walzenoberflächenbereiche freilassen, über die sie geringfügig überstehen,
aus denen sie also herausragen.
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Falzwalzen dieser Gattung sind bekannt aus der deutschen Gbm-S 7 217
693. Bei dieser bekannten Ausführung sind die ringförmigen Kunststoffbeläge an der
Oberfläche glatt, während die von dem metallischen Waizenwerkstoff gebildeten Oberflächenbereiche,
die sich zwischen den ringförmigen Belägen befinden, an der Oberfläche geriffelt
sind. Die bekannte
Walze wird nach der Eeschreibung der genannten
Gbm-S in der Weise hergestellt, daß für die ringförmigen Beläge zunächst in dem
Walzenmantel Vertiefungen ausgebildet werden, wonach die Walze geschliffen und zwischen
den Vertiefungen die erwähnte Riffelungtmit dem für metallischen Werkstoff, vorzugsweise
Stahl, notwendigen erheblichen Aufwand) angebracht wird, wonach die ganze Walzenoberfläche
mit dem plastischen Kunststoffmaterial vergossen wird, wonach dann die geriffelten
Abschnitte der Walze von dem sie bedeckenden plastischen Material wieder befreit
werden, so daß ringförmige Beläge in den Vertiefungen zwischen den von dem plastischen
Material wieder befreiten geriffelten Abschnitten übrig bleiben, wonach schließlich
die übrigbleibenden Beläge nachgeschliffen werden.
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Diese Herstellung ist umständlich und teuer. Auf den glatt geschliffenen
Kunststoffbelägen lagern sich besonders bei der Behandlung druckfrischer und gepuderter
Papierbogen überdies Farbe und Puder ab, was die Griffigkeit der Falzwalzen herabsetzt,
so daß es zu einem ungenauen Durchlauf des Bogens und damit zu einer ungenauen Falzung
kommt. Diese Walzen müssen deshalb von Zeit zu Zeit abgewaschen werden. Wenn die
von dem Walzenwerkstoff gebildeten geriffelten Oberflächenbereiche und/oder die
Kunststoffbeläge beschädigt oder zu stark abgenutzt sind, muß die ganze Falzwalze
gegen eine neue ausgetauscht werden. Auf den glattgeschliffenen Kunststoffbelägen
wird auch die Luft in der Berührungszone zwischen Bogen und Walze schlecht abgeführt.
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Aus der DE-OS 2 302 356 ist es ferner bekannt, in eine wendelförmige
Nut im metallischen Mantel einer Falzwalze einen Streifen aus gummielastischem Material
wendelförmig einzulegen, der über die metallische Manteloberfläche geringfügig Ubersteht.
Diese Ausbildung sollte insbesondere der Lärmbekämpfung dienen. Die wendelförmig
verlaufende Einlage übt auf einen weitergeförderten Bogen aber auch quer zur Förderrichtung
verlaufende Kräfte aus, was besonders bei der Förderung
und Falzung
dünner Papierbogen unerwünscht ist. Bei dieser bekannten Bauart ist für den Werkstoff
der Wendel eine Shore-Härte von 50, vorzugsweise 25 bis40 vorgesehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders betriebsicher
fördernde, ein ungehindertes Abströmen der Luft ermöglichende Falzwalze zu schaffen,
die einfacher und billiger herstellbar ist als die erwähnten bekannten Walzen, eine
größere Lebensdauer aufweist als diese und bei welcher ferner die der Abnutzung
vorwiegend unterliegenden Bereiche als solche leicht erneuert werden können.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß bei
einer Falzwalze der eingangs genannten Gattung die Beläge vorgefertigte Ringe aus
elastisch leicht verformbarem Kunststoff sind, daß diese Ringe in im Walzenmantel
angebrachte Ringnuten unter Vorspannung eingesetzt sind und daß die Ringe über ihre
ganze Breite eine durch mindestens annähernd parallel zur Falzwalzenachse verlaufende
Rinnen gebildete Rif felung aufweisen, während die metallischen Oberflächenbereiche
zwischen den Ringen eine glatte, riffelfreie Oberfläche haben.
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Die angestrebte Verbilligung ergibt sich dadurch, daß d-ie Riffelung
nicht mehr mit hohem Fertigungsaufwand in metallischen, vorzugsweise stählernen
Walzenoberflächenbereichen angebracht werden muß, sondern auf einfache Weise in
die vorgefertigten Ringe aus elastisch leicht verformbarem Kunststoff einformbar
ist. Da die metallischen Walzenoberflächenbereiche nicht mehr geriffelt sind, unterliegen
sie auch keiner Abnutzung mehr.
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Die vorgefertigten Ringe dagegen können leicht für sich allein ausgewechselt
werden; die Rinnen in ihrer Oberflächenriffelung nehmen über längere Zeit Ablagerungen
unschädlich auf und erleichtern die Luftabführung, die wegen des Überstehens der
Ringe
auch auf den metallischen Zwischenbereichen nicht unzulässig behindert ist.
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Weiterbildungen der Erfindung und Ausführungsmöglichkeiten ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung
in Verbindung mit den Ansprüchen.
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Fig. 1 ist eine Teilansicht zweier mit gegeneinander versetzten Ringbereichen
gepaarter, erfindungsgemäß ausgebildeter Falzwalzen.
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Fig. 2 ist eine Teilansicht zweier mit unversetzten Ringbereichen
gepaarter, erfindungsgemäß ausgebildeter Falzwalzen.
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Fig. 3 ist eine weitere Teilansicht mitainander gepaarter, erfindungsgemäß
ausgebildeter Falzwalzen, bei denen die geriffelten Ringe so breit sind, daß die
gezeigte überlappte Anordnung möglich ist.
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Fig. 4 zeigt einen Teilschnitt durch die Ringunterbringung in einer
Walzennute in größerem Maßstabe.
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Fig. 5 und 6 zeigen Querschnitte durch 2 verschiedene Ausführungsbeispiele
der die Riffelung bildenden Rinnen und Fig. 7 verdeutlicht in einer Teilansicht
einer Ausführung, bei der die die Riffelung bildenden Rillen zur Falzwalzenachse
um annähernd 100 geneigt sind.
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Die bei den gezeichneten Beispielen massiv dargestellte FaIzwalze
1 besteht aus Stahl. In ihrem Mantel sind Ringnuten 2 angebracht. In diese sind
vorgefertigte Ringe 3 aus elastisch leicht verformbarem ("gummielastischem") Kunststoff
unter Vorspannung eingesetzt. Eine Abwandlung ergibt sich, wenn diese Ringe 3 in
den Ringnuten 2 außer durch-ihre Vorspannung zusätzlich durch eine Klebung gehalten
sind. Die Ringe 3 sind bei den gezeichneten Beispielen unter sich gleich breit.
Die von dem metallischen Walzenwerkstoff gebildeten Oberflächenbereiche 8, die die
Ringe zwischen sich freilassen, sind ebenfalls unter sich gleich breit und haben
eine glatte, riffelungsfreie Oberfläche, während die Ringe 3 über ihre ganze Breite
eine durch parallel zur Achse der Falzwalze 1 verlaufende Rinnen 6 gebildete Querriffelung
4 aufweisen. Das Material der Ringe 3 besitzt eine Härte bzw. Weichheit, die zwischen
60 und 100 Shore-A-Härteeinheiten liegt. Bei den sogenannten "gummielastischen"
Werkstoffen stellt die Shore-Härte als von der Oberflächenelastizität des Werkstoffes
abhängiges Rücksprungmaß zugleich ein Maß für die Werkstoffelastizität dar. Als
geeignetes Material kommt Polyurethan in Betracht; bekannt war es bereits, eine
Walze eines Falzwalzenpaares mit einem Reibmantel aus geschäumtem Polyurethan zu
versehen, der sich über die ganze Oberfläche der Falzwalze erstreckte (DE-PS 2 104
166). Der Außendurchmesser der Ringe 3 ist um einen Überstand 5 (Fig.4) größer als
der der Oberflächenbereiche 8; er kann zwischen 0,1 und 0,3 mm betragen.
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Der Querschnitt der einzelnen Rinnen 6 der Querriffelung 4 läßt ebenso
wie die Ausbildung der dazwischen stehenbleibenden Stege zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten
zu. So können die Rinnen 6 der Riffelung 4 an ihrem Grunde gerundet sein, wie in
Fig.5 bei 61 gezeigt. Statt dessen können die Rinnen 6 an ihrem Grunde aber auch
scharfkantig ausgebildet sein, wie in Fig.6 bei 62 dargestellt. Unabhängig von ihrer
Ausbildung am
Grunde können die Rinnen arm Umfang der Falzwalze
in verschiedener Meise auslaufen, z.B. ebenfalls in Rundungen, serie in Fig.6 bei
7 gezeichnet, oder scharfkantig, wie in Fig.5 bei 71 angegeben.
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Die in Fig.6 eingetragene Tiefe 10 der die Riffelung 4 bildenden Rinnen
6 beträgt zwischen 0,5 und 2 mm.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bestehen die Riffelringe 3
aus einem Mehrschichtenwerkstoff, und zwar die Innenschicht aus einem für größere
Vorspannkräfte geeigneten Werkstoff und die äußerste, die Riffelung 4 bildende Schicht
aus einem besonders leicht elastisch verformbaren Werkstoff. Der Vhrschichtenwerkstoff
läßt sich als Hohlzylinder oder Schlauch extrudieren, von dem dann die Ringe 3 in
passender Breite'abgeschnitten werden können.
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Wie aus Fig.1 bis 3 hervorgeht, lassen sich die erfindungsgemäß ausgebildeten
Falzwalzen in verschiedener Weise miteinander paaren, wobei die verschiedenen Paarungsarten
verschiedene Verhältnisse der Breiten der in die Walzen eingesetzten Kunststoffringe
3 einerseits und der zwischen diesen befindliehen metallischen Oberflächenbereiche
8 andererseits voraussetzen. Bei dem Paarungsbeispiel nach Fig.1, bei dem die Kunststoffringe
3 der einen Walze gegenüber denjenigen der anderen Walze versetzt sind, sind die
Ringe 3 etwas schmaler als die zwischen ihnen befindlichen Oberflächenbereiche 8.
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Bei ausgeführten Beispielen dieser Art waren die Kunststoffringe 8
bis 15 mm breit, während die Bereiche 8 jeweils 1 bis
2 mm breiter
waren als die Ringe.
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Bei dem Beispiel nach Fig.2 laufen die Kunststoffringe der gepaarten
Walzen aufeinander. Bei ausgeführten Beispielen lag ihre Breite wie beim Beispiel
nach Fig.1 zwischen 8 und 15 mm. Bei dem Beispiel nach-Fig.2 ist die Breite der
zwischen den Ringen liegenden Oberflächenbereiche 8 ebenso groß gewählt wie die
Ringbreite, doch kann sie auch kleiner oder größer sein als diese und, wenn die
Ringbreite zwischen 8 und 15 mm liegt, zwischen 5 und 20 mm betragen. Dabei ist
vorausgesetzt, daß die beiden gepaarten Walzen hinsichtlich der Ringbreite und der
Breite der zwischen den Ringen liegenden Bereiche gleich ausgebildet sind.
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Bei dem Paarungsbeispiel nach Fig.3, bei dem sich die Ringe 3 überlappen,
ist die Breite der Ringe größer als diejenige der zwischen ihnen liegendenOberflächenbereiche-.
Bei ausgeführten Beispielen lag sie zwischen 15 und 40 m, während die Breite der
Zwischenbereiche zwischen einem Viertel und der llälfte der Ringbreite betrug Wenn
die Walzen so miteinander gepaart sind, daß die geriffelten Ringe aufeinander laufen,
wie bei dem Beispiel nach Fig.2 und Fig.3, wird dafür gesorgt, daß die Riffelungen'nicht
wie zähne dicht ineinandergreifen. Um ein solches Ineinandergreifen zu verhindern,
stehen verschiedene, auch anderweit bekannte Mittel zur Verfügung. Zu den bekannten
Mitteln gehört es, Anlaufringe an den Walzenenden vorzusehen, die über den Außendurchmesser
der zwischen den Ringen liegenden Bereiche etwa.
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ebenso weit überstehen, wie die Ringe selbst. Wenn die. Falzwalzen
an Hebeln gelagert sind, durch deren Verschwenkung s-ie einander mehr oder weniger
angenähert werden können, können für diese Bewegung Anschläge vorgesehen sein, die
eine das Ineinandergreifen der Riffelungen zulassende Annäherung verhindert. Eine
Weiterhildung der Erfindung liegt darin, daß die Breite der Rinnen 6 am Walzenumfang
kleiner ist als die Hälfte
des Bogenmaßes der Umfangsteilung, wodurch
ebenfalls das Ineinandergreifen der Rinnen vodeinander gegenüberliegenden und aufeinander
laufenden geriffelten Ringen ausgeschlossen wird.
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Ein unerwünschtes Ineinandergreifen wird auch dadurch verhindert,
daß die Rinnen nicht genau parallel zur Falzwalzenachse verlaufend angeordnet werden,
sondern unter einer geringen Neigung zu ihr, die aber 10 nicht übersteigen soll.
Eine solche Neigung ist in Fig.7 schematisch angedeutet, wo für sie das Maß 13 eingetragen
ist. Die Paarung wird dann so vorgenommen, daß sich die Rinnen der gepaarten Ringe
entsprechend ihrer geringen Neigung zur Walzenachse kreuzen.
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In allen Fällen liegt bei den gemäß der Erfindung ausgebildeten Falzwalzen
die Riffelung, dadurch daß sie in den über die zwischen ihnen liegenden Bereiche
überstehenden Kunststoffringen angeordnet ist, nicht mehr vertieft, sondern sie
ragt aus den sonstigen Walzenoberflächenbereichen heraus.
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Bei der Förderung von Bogen unter Verwendung der erfindung gemäß ausgebildeten
Walzen wirkt zwischen den Ringen und der Oberfläche des geförderten Papierbogens
eine spezifische Reibungskraft, die größer ist als zwischen den metallischen Oberflächenbereichen
8 und dem Bogen, aber auch größer als zwischen dem Bogen und Gummibelägen bisher
bekannter Art.
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