DE3936286C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Saugwalzenanordnung zum Fördern einer Materialbahn, insbesondere einem Kunststoff- Schichtträger mit gegossener magnetischer Beschichtung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Saugwalzen finden beispielsweise Anwendung zur Umwandlung eines Drehmoments in Zugspannung bei Material­ bahnen in Begießmaschinen, beispielsweise zum Beguß von Fotopapier, Film oder Magnetband, wenn die Haftreibung zwi­ schen der ein Drehmoment übertragenden Walze und der Bahn nicht ausreicht.

Bei den bekannten Saugwalzen, bei denen das in der Saug­ walze angebrachte Dichtungselement den nicht von der Bahn umschlungenen Teil der Walze innen unter geringer Überlap­ pung abdeckt, tritt Leckluft durch die Mantelperforation in den Dichtungsspalt zwischen Mantel und Dichtungssegment ein und verursacht an den Auflauf- und Ablaufstellen der Bahn ein unerwünschtes Flattern derselben, welches die gleich­ mäßige Fortbewegung der Bahn beeinträchtigt. Zur Behebung dieses Fehlers wird in der DE-PS 14 74 973 ein aus zwei Kammern bestehender innerer Ringkörper vorgeschlagen, bei dem die Kammer im von der Bahn umschlungenen Bereich der Walze mit Unterdruck beaufschlagt ist und die andere Kammer unter Atmosphärendruck steht und wobei zwischen beiden Kammern Querschnittsverengungen des zwischen Walzenmantel und Ringkörper ausgebildeten Ringspaltes vor­ gesehen sind.

Aus der GB-PS 9 83 951 ist bereits bekannt, den Walzenkörper selbst mit einer porösen, luftdurchlässigen Mantelfläche zu versehen. Diese Mantelfläche liegt bei der Führung einer Material­ bahn zu einem Teil frei, so daß, weil der gesamte Umfang des Walzenmantels unter Unterdruck gesetzt wird, ein erheblicher Energiebedarf erfor­ derlich ist. Aus diesem Grunde werden dabei Maskenanord­ nungen für eine randweise Anpassung an die Breite einer Materialbahn vorgeschlagen. Dieses ist umständlich und er­ faßt nicht genau die Randbereiche. Außerdem ist der Auf­ wand im Betrieb erheblich, die Führung der Materialbahn besonders an den Rändern unsicher und bei Zugänglichkeit wird Schmutz eingesaugt. Des weiteren ergeben sich Probleme hinsichtlich des anzulegenden Unterdrucks, damit in dem abge­ deckten Bereich keine Eindrücke am Walzenmantel entstehen, der aus porösem Material, beispielsweise aus Sintermaterial, besteht. Unabhängig davon liegt aber immer der nicht von der Materialbahn abgedeckte Teil des Walzenmantels frei, so daß sich dieser poröse Walzenmantel mit der Zeit zusetzt. Daher ist eine periodische Reinigung erforderlich, die einen Ausbau der Saugwalzenanordnung notwendig macht.

Diese Nachteile sollen von einer in der DE 31 11 894 C2 be­ schriebenen Saugwalzenanordnung vermieden werden. Bei die­ ser befinden sich in der Außenfläche des Mantels des zylin­ drischen Walzenkörpers in Abständen voneinander angeordnete Längsnuten, welche von aus luftdurchlässigem Material be­ stehende Leisten abgedeckt sind. Der Walzenkörper ist an seinen Enden durch mit ihm drehfest verbundene Verschleiß­ scheiben abgeschlossen, an die jeweils ein Dichtring federnd angedrückt wird. Der unter dem Umschlingungswinkel der Ma­ terialbahn liegende Innenraum ist mit Unterdruck beaufschlagt, während der nicht umschlungene Raum über in den Dichtungs­ ringen angeordnete Aussparungen mit Druckluft beaufschlagt ist, der die Materialbahn von dem Walzenkörper abhebt und zugleich angesaugten Schmutz aus den porösen Leisten heraus­ blasen soll. Eine solche Anordnung ist jedoch kompliziert und dadurch nur sehr kostspielig herzustellen und hat außer­ dem den Nachteil, daß bei hohen Laufgeschwindigkeiten ein hoher Verschleiß zu erwarten ist, wodurch die Betriebszeiten erniedrigt und die Produktionskosten erhöht werden.

Daher bestand die Aufgabe, eine Saugwalzenanordnung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei einfachem Aufbau der Saugwalze lange Produktionszeiten ermöglicht werden, wobei genügend Haftung zwischen Saugwalze und Material­ bahn bei geringem Energieeinsatz erreichbar ist.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe gelöst mit einer Saugwal­ zenanordnung mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen. Die Erfindung weiterbildende Merkmale gehen aus den Unteransprüchen hervor. Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Saug­ walzenanordnung entlang der Linie I der Fig. 2,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die entsprechende Anordnung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teil der Anordnung entlang der Linie III der Fig. 2.

In der dargestellten Ausführungsform besteht die Saugwalzen­ anordnung aus einem vorzugsweise aus nichtrostendem VA-Stahl bestehenden hohlzylindrischen Walzenkörper (1), welcher an den Stirnseiten mit den Stahlscheiben (13, 14) über Schraub­ verbindungen (7) fest verbunden ist. Der Walzenkörper ist über Kugellagerungen (4, 5, 5′) an dem Schaft (8, 15) drehbar gelagert. Er besteht aus porösem Sintermetall und ist am Außendurchmesser rundlaufgenau zum fertigen Innendurchmesser bearbeitet. Die Herstellung von Sintermetall ist beispiels­ weise in der DE-OS 20 17 258 beschrieben. Der Walzenkörper rotiert um den Ringkörper (2), der, wie Fig. 2 zeigt, in dem von der Materialbahn (6) umschlungenen Teil polygonförmig aufgebaut ist und an den Polygonflächen mit Löchern (10) zur Übertragung der Ansaugluft in den Innenraum (11) des Ringkörpers (2) versehen ist, während er in dem nicht von der Materialbahn umschlungenen Teil eine zylindrische Außenfläche ohne Löcher hat. Er besteht vor­ zugsweise aus Aluminium. Der radiale Abstand (a) des Walzenkörpers (1) vom den Polygonflächen des Ringkörpers im Bereich der Löcher (10) beträgt, wie aus Fig. 3 hervorgeht, etwa 10 mm und an den Polygon­ kanten (16) sowie in den Randbereichen (9, 9′) 0,1 bis 0,3 mm (b), um dadurch möglichst wenig Leckluft anzusaugen. Dabei beträgt die Porengröße des Sintermetall- Walzenkörpers (1) im Bereich der Polygonflächen des Ringkörpers zwischen 30 bis 70 µm und in den Randbereichen, in denen der Abstand (b) des Ringkörpers vom Walzenkörper verringert ist, vor­ zugsweise zwischen 10 bis 30 µm. Durch diese kon­ struktive Maßnahme besteht im Laufbereich der Material­ bahn ein geringerer Luftwiderstand als in den Randbereichen des Walzenkörpers, so daß durch einen relativ geringen Un­ terdruck trotzdem eine ausreichende Haftung zwischen Saug­ walze und Materialbahn erreicht wird. Der wesentlich höhere Luftwiderstand in den Randbereichen vermindert die Leckluft und verbessert die Haftung der Bahnränder. In einer Variante kann die Porengröße der Randbereiche des Walzen­ körpers ausgehend von dem dem Ende des mittleren polygonförmigen Teil des Ringkörpers gegenüberliegenden Teil des Walzenkörpers (1) bis zu den Rändern kontinuierlich bis Null abnehmen. Der Ansaugstutzen (3) wird über ein (nicht ge­ zeichnetes) normales Radialgebläse mit einem Unterdruck von 60-90 mbar beaufschlagt. Dagegen benötigen aus dem Stand der Technik bekannte aus Sintermetall bestehende Wal­ zenkörper mit Porengrößen von 2 bis 5 µm einen Druck von bis zu 6 bar, um auf genügende Drehmomentübertragung für die Materialbahn zu kommen.

Die zylindrische Außenseite (17) des Walzenkörpers (1) wird durch einen dreifachen Bearbeitungsvorgang, nämlich Drehen, Schleifen und nachfolgendes Polieren auf die erforderliche erhebungsfreie Oberflächengüte gebracht. Dies hat zugleich den Vorteil, daß die Porengröße an der Oberfläche des Wal­ zenkörpers etwas kleiner ist als im Inneren, so daß Staub und Abriebteilchen aus der Materialbahn, die in den Wal­ zenkörper dringen, durch die Poren des Sintermaterials ab­ gesaugt und in die Abluft gegeben werden. Außerdem wird durch den Bearbeitungsvorgang die Oberflächengüte des Wal­ zenkörpers so verbessert, daß dieser auch für den Transport von äußerst empfindlichen Magnetbändern bei hohen Maschi­ nengeschwindigkeiten geeignet ist. Ferner wurde gefunden, daß die geringere Porengröße der Randbereiche des Walzenkörpers die Haftung der Materialbahn an den Rändern verbessert. Schließlich wird dadurch auch die mechanische Festigkeit in den Randbereichen des Walzenkörpers für die Anbringung der Befestigungsgewinde für die Schrauben (7) erhöht.

Versuche zeigten, daß zur Übertragung eines genügend großen schlupffreien Drehmoments auf die Materialbahn ein Umschlin­ gungswinkel der Bahn um den Walzenkörper von 180 bis 300°, vorzugsweise 240-280°, geeignet ist.

Die erfindungsgemäßen Walzenkörper können sich an allen möglichen Stellen einer Begießmaschine befinden, beispiels­ weise an der Gießstation, vor und nach der Trocknung sowie der Kalanderung und beim Aufwickeln der fertigen Material­ bahn. Die Materialbahn kann mit ihrer beschichteten Vorder­ seite oder mit ihrer beschichteten oder unbeschichteten Rückseite, sobald die Beschichtung getrocknet ist, über die Walzenkörper geführt werden.

In einer Ausführung der Saugwalze hatte die zylindrische Fläche des Sinterrohrkörpers eine Breite von 760 mm. Über sie lief mit 340 m/Minute eine Magnetbandbahn von 650 mm Breite und einer Gesamtdicke von flexiblem Schichtträger bestehend aus Polyethylenterephthalat und darauf gegossener Magnetschicht von 16 µm. Der Unterdruck im Innenraum des Ringkörpers betrug 75 mbar. Der Umschlingungswinkel der Bahn war 260°. Die Porengröße im mittleren Bereich betrug 50 µm und in den beiderseitigen je 100 mm breiten Randbereichen 20 µm. Die Oberfläche des den Walzenkörper berührenden Ma­ gnetbandes wies keinerlei Abdrücke oder Deformationen und auch keinen meßbaren Abrieb auf und die Poren des Walzen­ körpers setzten sich auch nach monatelangem Produktionsbetrieb nicht zu.

Claims (4)

1. Saugwalzenanordnung zum Fördern einer Materialbahn, ins­ besondere einem Kunststoff-Schichtträger mit gegossener magnetischer Beschichtung, mit einem drehbar und eine Achse gelagerten hohlzylindrischen aus porösem Sintermetall bestehenden Walzenkörper (1), welcher von der Materialbahn (6) an einem Teil seines Umfangs unschlungen wird, wobei innerhalb des Walzenkörpers ein hohler Ringkörper (2) angeordnet ist, welcher zum Walzenkörper einen Ringspalt mit Querschnittsverengungen beläßt und wobei das im Umschlingungsbereich der Materialbahn liegende Segment des Ringkörpers mit Löchern (10) versehen ist, durch welche Luft in den mit Unterdruck beaufschlagten Innenraum (11) gesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (2) in dem von der Materialbahn umschlungenen Bereich im Querschnitt poly­ gonförmig und im übrigen Bereich im Querschnitt kreisförmig aufgebaut ist, wobei die Löcher (10) in den Polygonflächen angeordnet sind, daß die Porengröße im mittleren Bereich der Mantelfläche des Walzenkörpers (1) zwischen 35 bis 70 µm und an seinen beiden Randbereichen maximal 30 µm beträgt, und daß durch Bearbeitung der zylindrischen Außenfläche (17) des Walzenkörpers die Porengröße an der zylindrischen Außenfläche kleiner als an der Innenfläche des Walzenkörpers ist, wobei die Materialbahn (6) mit ihrem mittleren Bereich über der Mantelfläche (17) mit den größeren Poren und mit ihren beiden Randbereichen über die Randflächen mit den kleineren Poren des Walzenkörpers (1) läuft.

2. Saugwalzenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Porengröße der Randbereiche der zylindrischen Außenfläche (17) des Walzenkörpers (1) von dem dem Ende des polygonförmigen Bereichs des Ringkörpers (2) gegenüberliegenden Bereich des Walzenkörpers (1) bis zu dem jeweiligen Rand des Walzenkörpers (1) kontinuierlich bis Null abnimmt.

3. Saugwalzenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand des Walzenkörpers (1) von den Polygonflächen des Ringkörpers (2) etwa 10 mm und von den Polygonkanten (16) und von den Randbereichen (9, 9′) des Ringkörpers (2) 0,1 bis 0,3 mm beträgt.

4. Saugwalzenanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (1) aus nichtrostendem VA-Sintermaterial besteht und der Ringkörper (2) aus Aluminium aufgebaut ist.