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Verfahren zum Einwalzen von paarweise herzustellenden Riffeln in Walzen
oderähnliche zylindrische Gegenstände. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung von aufgerauhten oder geriffelten zylindrischen Gegenständen durch Einpressen
von Formrollen, insbesondere von solchen aufgerauhten Walzen, die gewöhnlich bei
Druckpressen, Falzmaschinen u. dgl. als Speisewalzen oder Falzwalzen zur Anwendung
kommen.
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Bei solchen Walzen werden die beim Aufrauhen paarweise hergestellten
Rippen oder »Berge« gewöhnlich durch Einschnitte oder Täler getrennt, wobei die
Vertiefungen in der Umfangsrichtung der Walze länger sind als die Riffelpaare. Diese
`Falzen arbeiten derart zusammen, daß die Riffelpaare der einen Walze den Vertiefungen
der anderen Walze gegenüberstehen. Dieser Vorgang ist dem Ineinandergreifen der
Zähne von Zahnrädern etwas ähnlich, ohne daß jedoch dieWalzen in Berührung gebracht
werden, aber dadurch das durchlaufende Papier ein wenig wellen und so die notwendige
Greifwirkung ausüben.
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Zur Herstellung solcher Walzen müssen die Formrollen mit abwechselnd.
schmalen und breiten Zähnen ausgestattet . sein. Beachtet man, daß der Vorgang des
Aufrauhens der Oberfläche durch Verschieben und Hochpressen von Werkstoff über die
ursprüngliche Oberfläche mittels der Erhöhungen der Formrollen geschieht, so ist
es augenscheinlich, daß eine schmäle Rippe der Formrolle weniger Werkstoff verdrängt
als eine breite, die eine breite Vertiefung in dem Werkstück hervorbringt. Dadurch
ergeben sich Rippen vbn verschiedener Höhe. Infolge dieser Herstellungsart müssen
Rippen mit in der Längsrichtung unebenen zackigen Kanten entstehen. Während es nun
einerseits nötig ist, die Walzen nach dem Aufrauhen abzuschleifen oder abzudrehen,
um die Unebenheiten der Kanten zu beseitigen, ist es anderseits wünschenswert, daß
die'entstandenen Rippen eine möglichst scharfe und bestimmte Winkelform haben. Es
ist also klar, daß, wenn eine Feinbearbeitung der niederen Rippen erfolgen soll,
die höheren Rippen notwendigerweise so viel abgedreht werden müssen, daß ein breiter
Rippenscheitel entsteht. Wenn jedoch nur ein schmaler Scheitel hergestellt werden
soll, dann werden die niederen Rippen überhaupt nicht abgeschliffen und behalten
ihre unebenen Kanten. Beide Ausführungsformen besitzen also Nachteile; die erste,
weil sie nicht der gewünschten Gestaltung der Rippen entspricht und außerdem noch
die Tiefe der Einschnitte unter ein Maß erniedrigt, daß ein
brauchbares
Zusammenarbeiten zweier Walzen erlaubt; die zweite, weil lediglich die höheren Rippen
eines jeden Paares wirken, während die unebenen Kanten der niederen Rippen dauernd
eine Quelle für Beschädigungen des Papiers sind.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung,
den erzeugten Rippen oder Riffeln eines Paares im wesentlichen die gleiche Höhe
zu geben. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß man das Werkstück,
auf dem die Rippen in der bisher üblichen Art hergestellt wurden, einer oder mehreren
zusätzlichen aufrauhenden Bearbeitungen unterwirft, um die Rippenhöhen gleichzumachen.
Diese zusätzliche Aufrauhung wird vorteilhaft in der umgekehrten Bearbeitungsrichtung
zur ersten Bearbeitung vorgenommen. Es kann dies jedoch auch durch gleichzeitigen
Gebrauch von Formrollen mit Durchmessern, die sich in der der Bearbeitungsrichtung
entgegengesetzten Richtung stufenweise vergrößern, derart erreicht werden, daß die
erste oder kleinste Formrolle Aufrauhungen hervorbringt, die den bisher erzeugten
entsprechen, während die folgenden größeren Formrollen die zusätzlichen Bearbeitungen
verrichten. In den Zeichnungen zeigen Abb. i bis 9 schematisch in stark vergrößertem
Maßstab das Verfahrensmäßige an der Erfindung, Abb. io bis 12 die Ausführungsform
für das Verfahren mit der Verwendung von Formrollen. Abb. i bis 3 zeigen die aufeinanderfolgenden
Stufen der Wirkungsweise der Rippen der Formrollen auf das Werkstück gemäß dem bisherigen
Verfahren.
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Abb. q. zeigt die Fehler an der bearbeiteten Walze des bisherigen
Verfahrens, Abb.5 das fehlerhafte Zusammenarbeiten zweier nach dem bisherigen Verfahren
hergestellten Walzen in ihrer Wirkung auf ein Papierblatt, Abb. 6 die Arbeitsweise
einer Formrolle gemäß dem vorzugsweis angewendeten Verfahren nach der Erfindung
auf eine nach dem bisherigen Verfahren schon vorbearbeitete Walze, Abb. 7 eine andere
Ausführungsform des Verfahrens, bei der das Aufrauhen durch zwei Formrollen mit
verschiedenem Durchmesser erfolgt, Abb. 8 die nach der Erfindung hergestellte bearbeitete
Walze, Abb. 9 zwei solcher Walzen beim Zusammenarbeiten und ihre Wirkungsweise auf
das Papier, Abb. io und ii in Ansicht und Aufsicht eine Vorrichtung mit teilweise
weggeschnittenem Spindelstock und Reitstock zur Ausführung des Verfahrens nach der
einen oder anderen Ausführungsart der Erfindung, Abb. 12 einen Querschnitt in vergrößertem
Maßstab nach Linie 12-i2 der Abb. io. Aus den Abb. z bis 3 geht deutlich hervor,
daß beim Bearbeiten der Werkstückwalze B durch die Formrolle A die an dieser befindliche
Rippe A', die sich in der Richtung des Pfeiles x der Abb. i bewegt, durch
das Eindringen in den Werkstoff der Walze B eine mit der Tiefe des Eindringens zunehmende
Menge von Werkstoff b1 verdrängt, die ihren Höchstwert in der Lage der Abb.2 erreicht.
Dieser verdrängte Werkstoff wird in den Raum zwischen den Rippen A 1 und A 3 vor
der Rippe A 3 herausgedrückt und erzeugt dadurch allmählich die Rippe B1 an der
Walze B. Eine ganz entsprechende Werkstoffverschiebung b2 wirddurch die Rippe A
2 bei ihrer Bewegung aus der Lage in Abb. 2 nach der Lage in Abb. 3 erzeugt, wodurch
sie vor sich die Rippe BZ bildet. Ein Vergleich der beiden verschobenen Mengen b1
und b2 ergibt deutlich, daß die durch die Rippen A 1 und AZ hervorgebrachten RippenBl
und BZ verschiedene Höhe besitzen müssen, denn die Höhe der Rippen hängt von der
verdrängten Stoffmenge ab, welche wiederum der Dicke der Rippen der Formrolle entspricht.
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Wenn aber nun gemäß der Erfindung. der Arbeitsvorgang auf einer in
oben beschriebenen Weise aufgerauhten Walze wiederholt wird, jedoch in entgegengesetzter
Richtung (Pfeil y in Abb. 6), so werden die Rippen A3 und Al eine Werkstoffmenge
verdrängen, die den Flächen b3 und b4 in Abb. 6 entspricht. Es ist klar, daß die
Zwischenräume, die beim ersten Arbeitsvorgang vor der schmalen Rippe A 1 und vor
der breiten Rippe 2? waren, jetzt sich vor der breiten Rippe A 3 bzw. schmalen Rippe
A 1 befinden, so daß die in die genannten Zwischenräume verdrängten Stoffmengen
ausgeglichen werden und Rippen B3 und B4 von im wesentlichen gleicher Höhe entstehen.
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Abb. 7 zeigt eine andere Ausführungsweise des Verfahrens mit ähnlichen
Ergebnissen. Nach diüsem Verfahren bringt man beispielsweise zwei Formrollen A,
A4 an; die letztere (A4) besitzt einen etwas größeren Durchmesser und befindet sich
in bezug auf die Bearbeitungsrichtung hinter der anderen (A), so daß die
Formrolle A
bei der anfänglichen Aufrauhung gleichsam als Vorläufer für die
andere Formrolle .E14 arbeitet. Letztere greift tiefer in den umzuformenden Werkstoff
ein und verdrängt eine größere Menge, wodurch Rippen von annähernd gleicher Höhe
entstehen.
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Abb. q. und 8 zeigen die Walzenprofile, wie sie sich nach dem alten
und neuen Verfahren ergeben. Wenn man die Walzen nach der strichpunktierten Linie
D abdreht, so werden in dem Falle der Abb. ¢ nur die Rippen BZ bearbeitet, während
die Rippen BI unberührt bleiben. Im Falle der Abb. 8 werden aber die Kanten aller
Rippen B3, B4 bearbeitet werden können. Wenn jedoch die Rippen der nach dem alten
Verfahren
aufgerauhten Walzen bearbeitet werden sollten, so müßten
die Walzen nach der Linie E (Abb. ¢) abgedreht werden, was zweierlei Nachteile ergeben
würde. Erstens wird ein breiter Rippenscheitel an den ursprünglich höheren Rippen
B2 erzeugt, und zweitens wird die Tiefe der Einschnitte B4 in einem solchen Maß
vermindert, daß der Spielraum zwischen zwei zusammenarbeitenden Walzen und damit
deren Ineinandergreifen beeinträchtigt wird.
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Abb. 5 und g zeigen das Zusammenarbeiten zweier aufgerauhter Walzen
nach dem alten und neuen Verfahren und ihre Einwirkung auf das Papier. Abb. 5 zeigt,
wie nach dem alten Verfahren nur eine Rippe B2 eines jeden Rippenpaares Bi, B2 arbeitet
und sogar das Papier über die Kanten der arbeitenden Zähne B2 gezwängt und geknickt
wird. Wenn man nun einen Vergleich zieht mit den nach dem neuen Verfahren aufgerauhten
Walzen der Abb. g, so ergibt sich, daß nach dem neuen Verfahren alle Walzenrippen
arbeiten und dem Papier nur eine ganz leichte Wellung erteilen, was eine gleichförmige
Papierförderung ergibt.
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Abb. io bis i2 zeigen eine Vorrichtung, die im wesentlichen nach der
Art einer Drehbank mit dem Bett x, dem Spindelstock 2, dem Reitstock 3 hergestellt
ist und in der das Werkstück, z. B. die Walze B, in bekannter Weise angebracht wird.
Ein Support 4. wird durch die Leitspindel 5 angetrieben und trägt den Kreuzschlitten
6 mit der Querspindel 7. Zwei einem Schraubstock ähnliche Backen 8 an Kreuzschlitten
6 tragen die Formrollen A, A 4. Sie können durch eine Stellschraubenspindel g mit
Rechts- und Linksgewinde in entgegengesetzter Richtung zueinander bewegt werden.
Zur Einstellung der Formrollen in senkrechter Richtung in bezug auf die Mittellinie
der Vorrichtung sind Stellschrauben io angeordnet.
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Es ist noch hervorzuheben, daß die Leitspindel 5 nicht wie bei gewöhnlichen
Drehbänken vorn angeordnet ist, sondern sich senkrecht unter den Spitzen und in
deren Ebene befindet, so daß die infolge des von entgegengesetzten Seiten wirkenden
Druckes der Formrollen auf das Werkstück entstehenden Spannungen ausgeglichen werden.
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Mit ii ist die gebräuchliche Schablone zum Ansetzen und Einstellen
der Aufrauhrollen vor Beginn des Arbeitsvorganges bezeichnet, der bei der Vorrichtung
nach den Abbildungen durch Bewegung des Supports von rechts nach links im Sinne
des Pfeiles z gerichtet ist.
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Die Vorrichtung wird vorzugsweise mit einer Umsteuerung versehen,
die nicht nur zum Zurückbringen des Supports 4 in seine Anfangslage dient, sondern
besonders für den Fall Verwendung findet, daß gemäß der Erfindung, wie es an Hand
der Abb. 6 beschrieben wurde, ein zweites Aufrauhen auf der schon vorbearbeiteten
Walze in entgegengesetzter Richtung stattfinden soll.
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Das gleiche Ergebnis kann auch mit einer Vorrichtung, die keine Umsteuerung
besitzt, erhalten werden. In diesem Falle wird die Werkstückwalze nach der ersten
Aufrauhung in alter Weise wiederum in die Mittelspitzen eingesetzt, jedoch umgekehrt,
das früher links befindliche Ende kommt nach rechts, so daß sie sich in entgegengesetztem
Sinne wie früher dreht, während die zusätzliche Aufrauhung wieder von rechts nach
links erfolgt.
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Wenn man die andere Ausführungsform des Verfahrens, bei der in einem
Aufrauhvorgang der Werkstoff allmählich verdrängt wird und bei der man der zweiten
Formrolle einen größeren Durchmesser gibt, anwendet, so ist die Anordnung nach Abb.
ii so, daß die Rolle A die Walze vorbearbeitet und die Rolle A 4 etwas größeren
Durchmesser besitzt. Während in diesem Beispiel nur zwei Formrollen verteilt auf
beide Seiten des Werkstückes angeordnet sind, so können selbstredend mehrere solcher
Formrollen an jeder Seite angebracht werden, wobei jede einen etwas größeren Durchmesser
als die vorhergehende besitzt.