DE3111649A1

DE3111649A1 - Umlenkrolle fuer bahnfoermiges, blattartiges material

Info

Publication number: DE3111649A1
Application number: DE19813111649
Authority: DE
Inventors: Anton 8212 Neuhausen Arpagaus; Franz 7891 Lauchringen Eschbach
Original assignee: Schweizerische Industrie Gesellschaft
Current assignee: Schweizerische Industrie Gesellschaft
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1981-03-25
Publication date: 1982-05-06
Also published as: GB2073850B; GB2073850A; CH643796A5

Description

DlPL-ING. WILHELM STELLREGtJT Μ.?Λ „ - ■

DIPL-PHYS. DR. DIETER GRIESSBACH

DIPL-PHYS. WALTER HAECKER - 4 -

DIPL-PHYS. DR. ULRICH BÖHME

PATENTANWÄLTE
UHLANDSTR. 14c - 7000 STUTTGART 1

Umlenkrolle für bahnförmiges, blattartiges Material

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umlenkrolle für bahnförmiges, blattartiges Material gemäss dem Gattungsbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

An Umlenkrollen werden insbesondere bei Verpackungsmaschinen hohe Anforderungen bezüglich kleinem Massenträgheitsmoment, gutem Rundlauf und keine elektrostatische Aufladungen gestellt. Bisher wurden gute Erfahrungen mit Rollen aus Holz gemacht. Diese konnten bei allen Papierqualitäten eingesetzt werden und hatten keine elektrostatische Ladung. Nachteilig war, dass die Rollen nicht masshaltig gefertigt werden konnten und bei einem Durchmesser von beispielsweise 39 mm ein Massenträgheits-

moment von J = 150 kg mm /mm Rollenlänge aufweisen. Beim Transport von Packmaterial aus Folienmaterial machte sich das hohe Trägheitsmoment bemerkbar, indem das Packmaterial gezogen wurde, was bis zum Zerreisscn führen konnte.

Eine Verbesserung zeigte sich, wenn die Holzrolle mit äquidistanten Rillen versehen wurde, die bis nahe zur Achse in die Holzrolle eingeschnitten waren. Das Massenträgheitsmoment

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konnte bis J = 62 kg mm /mm Rollenlänge vermindert werden.

Wenn als Packmaterial jedoch eine Aluminium-Folie verwendet wurde, prägten sich die Rillen ein und es konnten keine glatten Verpackungen hergestellt werden.

Versuche mit Rollen in Form von Rohren aus Aluminium brachten wohl bezüglich Masshaltigkeit, Rundlauf und günstige Herstellungskosten Vorteile, aber auch Nachteile mit sich. Diese bestehen im hohen Massenträgheitsmoment, nämlich bei Durchmesser

2 38 mm und Wandstärke 2 mm J = 198 kg mm /mm Rollenlänge, bzw.

2
oei Wandstärke 1 mm J = 116,4 kg mm Rollenlänge. Infolge der sehr geringen Reibung zwischen einer derartigen Rolle und z.B. Aluminiumfolie als Packmaterial, insbesondere bei intermittierendem Vorschub, zeigte sich, dass die Rollen beim Abziehen des Packstoffes über die Rollen derart beschleunigt werden, dass sich diese nach dem Anhalten des Papiervorschubs noch einige Zeit weiter drehen. Die grosse Relativbewegung zwischen der Aluminiumfolie und der Aluminiumrolle führt zur Beschädigung der Folie.

Bs ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Umlenkrolle zu schaffen, bei der eine Relativbewegung zwischen Rolle und Materialbahn in nur unbedeutendem Mass entstehen kann, die gegenüber praktisch allen Qualitäten von Packstoff günstige Eigenschaften bezüglich Reibung und elektrisches Ladungspotential aufweist.

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Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Seitenriss einer Umlenkrolle mit Freiarmhaltern und mit einer Materialbahn zur Darstellung des Umschlingungswinkels,

Fig. 2 einen Aufriss der Umlenkrolle nach Fig. 1, zum Teil geschnitten, und

Fig. 3 einen Aufriss einer Umlenkrolle mit beidsei*iger Lagerabstützung.

Fig. 1 bis 3 zeigen je eine Umlenkrolle nach der Erfindung, bestehend aus einer Hülse 10 und beidseitigen Flanschen 20 bzw. 30. Die Hülse 10 besteht aus einem nichtmetallischen, steifen Material, wie beispielsweise einem Duroplast, wie Phenolharz oder Epoxyharz, das durch Glasf aserinaterial armiert ist. Das Glasfasei-material kann vliesförmig oder gewebcförmig in die Kunstharzmasse eingebettet sein. Die Wandstärke der Hülse im Verhältnis zum Durchmesser sollte nicht grosser als etwa 0,05 sein, d.h. bei einem einleitend erwähnten Durchmes-

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ser von 38 mm für derartige Umlenkrollen sollte die Wandstärke 1,9 mm nicht übersteigen. Indem bekanntlich glasfaserarmiertes Kunstharz allgemein sehr stabil Ln bezug auf mechanische Festigkeiten ist, kann die Wandstärke in der Grössenordnung von 1 mm liegen. Das Masseträgheitsmoment einer solchen Hülse mit 38 mm Durchmesser und 1 mm Wandstärke ist

2
J = 86 kg mm /mm Rollenlänge

und liegt somit nur wenig über dem als Idealwert bei gerillten Holzrollen gefundenen Wert gemäss der Einleitung vorn.

Die Flansche 20 bzw. 30 richten sich nach dem Aufbau der Lagerung. Gemäss Fig. 2 ist eine Lagerung auf einem freitragenden Dorn 50, 51 vorgesehen. Der Flansch 20 ist dementsprechend aus einer Einsatzhülse 21 mit einer umlaufenden Tragschultcr 22 und einer Randrippe 23 gebildet. Das Wälzlager 24 ist mittels eines Sprengringes 25 gegen seitliches Abgleiten vom Dorn 51 gesichert und im Flansch 20 eingepresst. Die Einsatzhülse 21 ergibt durch die Ausbildung mit einer Tragschulter 22 und einer Randrippe 23 eine sichere Auflagefläche für die Innenseite der Hülse 10 und gleichzeitig auch eine seitliche Halterung. Die Hülse 10 kann auf der Einsatzhülse 21 mittels Presssitz oder durch einen Kleber befestigt sein.

Der Umschlingungswinkel Z und damit die Reibung zwischen der Hülsenoberfläche O und dem bandförmigen Material M ergibt sich

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aus der Anordnung der vor- und nachgeordneten Führungselemente (nicht dargestelLt) dos Materialbandes.

Der Winkel Z kann in einzelnen Fällen je nach Erfordernissen an die Reibung in gewissem Bereich gewählt werden. Nur durch Verwendung von Kunstharz und Glasfaserarmierung allein ergibt sich ein erster Reibungsindex. Für Rollen zur Führung von Material in feuchter Atmosphäre wird die Oberfläche noch gesondert mit einem Deck- oder Schutzlack bestrichen. Damit wird die Oberfläche aber auch glatter und der Reibungsindex kann sich verkleinern. Um dem entgegenzuwirken, kann die Hülse auf einfachste Weise mit Rundrillen versehen werden, so dass sich die Oberfläche leicht gewellt darstellt.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der beschriebenen Ausführungsform lediglich durch die Ausgestaltung des Flansches 30. Hier ist der Flansch selbst mit einer Auflagefläche 31 für die Hülse 10 und mit einer Randrippe 33 versehen. Das Wälzlager 34 ist in diesem Falle mit seinem Aussenring und Randrippe 31 in den Flansch 30 eingepresst und mit seinem Innenring direkt auf die Lagcrachse 71 des Halteschonkels 70 aufgepresst. Die Randrippe 51 ist von Vorteil, um den Flansch 30 in seitlicher Richtung zu sichern. Die Halterung mit dem Halteschenkel 60 rechts in der Zeichnung unterscheidet sich von der ausführlich beschriebenen Halterung beil; Halteschenkel 70 nicht.

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Versuche mit derartigen Umlenkrollen haben gezeigt, dass die Masshaltigkeit leicht zu bewerkstelligen ist und dass infolge les geringen Masseträgheitsmoments praktisch kein Weiter-Jrehen der Rolle nach Stillstand des bahnförmigen Materials feststellbar war. Auch ein bekanntes Einschlagmaterial aus 0,009 mm dicker Aluminiumfolie, wie sie heutzutage für die Verpackung von vSchokolade üblich ist, konnte mit Leichtigkeit geführt werden, und es zeigten sich beim Vorziehen keine Risse und es konnte auch kein Ankleben an den Rollen infolge elektrostatischer Ladung, als Beweis für eine relative Bewegung zwischen RoIJe und Iiinschlagmaterial, festgestellt werden.

Da jedoch die Hülse in der beschriebenen Ausführungsform einen elektrischen Isolator darstellt, könnten sich allenfalls aus anderen Gründen elektrische Ladungen aufbauen. Dem kann auf einfachste Weise abgeholfen werden, wenn dem Kunstharz ein Leitermaterial, z.B. in Form von Kohlepartikeln, beigemischt wird.

.40-

Leerseite

Claims

DIPL.-ING. WILHELM STELLRECHT M.Sc.

DIPL-PHYS. DR. DIETER GRIE6SBACH - 1 - 11. April 138 0 Wi/rü

DIPL.-PHYS. WALTER HAECKER
DIPL.-PHYS. DR. ULRICH BÖHME cm c λ ■ - u

Patentanwälte ^SIG Schweizerische

UHLANDSTR. 14c - 7000 Stuttgart 1 Indus trie-Gesellschaf t

8212 Neuhausen am Rheinfall

Patentansprüche

Uli lenkrolle zur Führung von bahnförmigem, blattar- :igem Material in einer Verarbeitungsmaschine, welche Umlenkrolle vom Material auf wenigstens einem Zwanzigstel des Umfangs umschlungen ist und durch die Längsverschiebung desselben in Drehung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche der Umlenkrolle die Aussenfläche einer aus nichtletallischcm, steifem Material gefertigten Hülse (10) ist und lass die Hülse beidseitig mit je einem die Drehlagermittel (24,34) ha.ternden Flansch (20,30) versehen ist.

1. Umlenkrolle nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn- ;eichnet, dass die Flansche (20,30) aus Leichtmetall gefertigt sind und eine Randrippe (23,33) aufweisen, deren Höhe über einer umlaufenden Tragschulter (22,32) wenigstens angenähert der Materialdicke der Hülse (10) entspricht und dass die Drehlagermittel (24,34) Wälzlager sind, deren Aussenringe in den Flanschen (20,30) gehaltert sind.

3. Umlenkrolle nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtmetallische, steife Material für die

Hülse ein aushärtender Kunststoff und ein Armierungsmaterial ist.

4. Umlenkrolle nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein hitzehärtendes Kunstharz ist,

5. Umlenkrolle nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Epoxyharz ist.

6. Umlenkrolle nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Armierungsmaterial ein Glasfasermaterial ist.

7. Umlenkrolle nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gl.asfasermaterial ein Glasfasergewebe ist.

8. Umlenkrolle nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Hülsenwandstärke zum Hülsendurchmesser höchstens 0,05 ist.

9. Umlcnkrolle nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenmantel mit Rundrillen versehen ist.

10. Umlenkrolle nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse mit elektrisch leitenden Partikeln durchsetzt ist.

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11. Umlenkrolle nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden Partikel aus Kohlenstoff bestehen.