DE4480109C2

DE4480109C2 - Verfahren zum Herstellen einer Hartwalze

Info

Publication number: DE4480109C2
Application number: DE4480109A
Authority: DE
Inventors: Atsuo Watanabe; Kenjiro Nakayama; Shunsuke Kato
Original assignee: Yamauchi Corp
Current assignee: Yamauchi Corp
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1998-01-22
Anticipated expiration: 2014-12-21
Also published as: US5753165A; FI953903A; FI953903A0; FI107036B; DE4480109T1; WO1995017298A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Hartwalzen zur Verwendung bei der Herstellung von Papier, von Fasern und in verschiedenen anderen Industrien, und speziell betrifft sie ein Verfahren zum Herstellen von Hartwalzen zur Verwendung als elastische Walzen, wozu Papierherstellungs-Kalandrierwalzen, Papierherstellungs-Andrückwalzen (wozu Walzen gehören, die Papierherstellungs-Steinwalzen und Papierherstellungs-Gummiwalzen ersetzen), Faserkalandrierwalzen, Kalandrierwalzen für magnetische Aufzeichnungsmaterialien usw. gehören.

Zum Beispiel wird beim Kalandrieren von Papier, Fasermate rialien, magnetischen Aufzeichnungsmaterialien oder derglei chen ein dünnes Material zwischen einer spiegelglatten Me tallwalze und einer dieser gegenüberstehenden elastischen Walze mit vorgegebener Temperatur und hohem Klemmdruck hindurchgeführt und durch das Ausüben von Druck glatt und glänzend gemacht.

Als derartige Kalandrierwalze ist bereits eine Hartwalze mit einer unteren Wicklungsschicht bekannt, die um einen Metallwalzenkern dadurch hergestellt wurde, daß ein mit Epoxidharz imprägniertes Fasermaterial um den Kernaußenumfang gewickelt wurde und eine Überzugsschicht aus Epoxidharz direkt durch Gießformung um die untere Wicklungsschicht herum ausgebildet wurde (siehe z. B. Patentveröffentlichung SHO 61-15807 zu einem japanischen Patent).

Jedoch erfahren Epoxidharz oder ähnliche wärmehärtende Harze im allgemeinen beim Aushärten eine deutliche Reaktionskontraktion und Wärmeschrumpfung, so daß das folgende Problem auftritt. Wegen der Schrumpfung bei der Herstellung erleidet die Überzugsschicht wahrscheinlich Risse an ihrer Oberfläche. Dieser Effekt tritt bei Hartwalzen mit großem Durchmesser und großer Länge besonders deutlich auf, mit dem Ergebnis, daß sich bei der Herstellung derartiger Hartwalzen große Schwierigkeiten ergeben.

Demgemäß wurde bereits ein Verfahren zum Herstellen von Hartwalzen vorgeschlagen (siehe Veröffentlichung HEI 3-47359 zu einem geprüften japanischen Patent). Dieses vorgeschlagene Verfahren umfaßt das Herstellen eines Metallwalzenkerns mit einer faserverstärkten unteren Wicklungsschicht, wobei unabhängig vom Walzenkern ein Außenschicht-Hohlzylinder mit vorgegebener Größe dadurch hergestellt wird, daß ein wärmehärtendes Harzmaterial in einem speziellen Formwerkzeug gegossen und das Material gehärtet wird, dann der Außenschicht-Hohlzylinder auf den Metallwalzenkern mit der faserverstärkten unteren Wicklungsschicht aufgepaßt wird, ein Kleber geringer Viskosität in den ringförmigen Spalt zwischen dem Zylinder und der Wicklungsschicht gegossen und der Kleber gehärtet wird, um den Zylinder mittels desselben an die Wicklungsschicht zu kleben.

Eine mit diesem vorgeschlagenen Verfahren hergestellte Walze weist hervorragende Oberflächenglattheit, hohe Oberflächenhärte und hohe Wärmebeständigkeit auf. Insbesondere entstehen an der Oberfläche des Außenschichtzylinders aus wärmehärtendem Kunststoff bei der Herstellung oder beim Gebrauch keine Risse. Darüber hinaus behält die Walze ihre Oberflächenhärte in beinahe unveränderter Weise selbst dann, wenn sie während des Gebrauchs Wärme ausgesetzt wird, wobei sie eine Kompressionsfestigkeit aufweist, die ausreicht, dem hohen Klemmdruck einer Metallwalze standzuhalten, und die immer mit hoher Beständigkeit zufriedenstellend verwendbar ist.

Jedoch wird beim vorgeschlagenen Verfahren zum Herstellen von Hartwalzen der Außenschicht-Hohlzylinder mit vorgegebener Größe unabhängig vom Metallwalzenkern durch Aushärtung hergestellt und danach mittels eines Klebers geringer Viskosität, der in den ringförmigen Spalt zwischen dem Zylinder und der Schicht gegossen wird, mit der unteren Wicklungsschicht verbunden, so daß dieses Verfahren vergleichsweise viele Schritte benötigt, woraus sich relativ hohe Herstellungskosten ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Hartwalze zu schaffen, die durch Reaktionskontraktion und Wärmeschrumpfung eines wärmehärtenden Harzes keine Risse erfährt und die ohne Risse an ihrer Oberfläche und mit hoher Beständigkeit so verwendbar ist, daß ihre Oberflächenhärte trotz des Einflusses von Wärme während des Gebrauchs beinahe unverändert bleibt, wobei das Verfahren eine verringerte Anzahl von Schritten benötigt mit demgemäß geringeren Herstellungskosten.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Lehre des beigefügten Anspruchs 1 gegeben.

Um die Aushärtungsreaktion des in den Raum eingegossenen flüssigen, wärmehärtenden Harzmaterials zu hemmen, ist es erwünscht, das flüssige Harzmaterial im ersten Schritt in den Raum einzugießen, während das Material von der Walzenkernseite her gekühlt wird, und mit dem kernseitigen Kühlen im ersten Schritt auch im zweiten Schritt fortzufahren, um dadurch das Harzmaterial an der Oberfläche des Walzenkerns viskos und flüssig zu halten und die viskose, flüssige Harzmaterialschicht beizubehalten. Zwar ist es für die Herstellung von Schuhen aus der DE-OS 19 41 748 schon bekannt, an definierten Stellen des Endprodukts im Werkzeug separate Heiz- und Kühl vorrichtungen vorzusehen, um lokal die Endeigenschaften des Polymermaterials einstellen zu können. Die Zielrichtung und die Verfahrensführung dieses Herstellungsverfahrens ist jedoch schon aufgrund des ganz andersartigen Produkts sehr verschieden.

Um den Außenumfang des Metallwalzenkerns herum kann eine faserverstärkte, untere Wicklungsschicht vorhanden sein.

Es stehen zwei verschiedene Maßnahmen zur Verwendung im zweiten und dritten Schritt zur Verfügung, um das wärmehärtende, in den Raum zwischen dem Walzenkern und der Außenform eingegossene Harzmaterial von der Walzen kernseite her zu kühlen oder zu beheizen.

Gemaß einer dieser Maßnahmen ist der Metallwalzenkern hohl und verfügt in seinem Inneren über einen Kühl- oder Heiz-Flüssigkeitskanal, und er hat einen oberen und einen unteren Wellenendabschnitt, die jeweils mit einem Flüssig keitsauslaß und einem Flüssigkeitseinlaß versehen sind, die in Verbindung mit dem Flüssigkeitskanal im Inneren stehen. In diesem Fall wird im zweiten Schritt eine Kühlflüssigkeit durch den Flüssigkeitskanal innerhalb des Walzenkerns geleitet, um das flüssige, wärmehärtende Harzmaterial von der Walzenkernseite her zu kühlen, und im dritten Schritt wird eine Heizflüssig keit durch den Flüssigkeitskanal geleitet, um die viskose, flüssige Harzmaterialschicht von der Walzenkernseite her zu beheizen und das verbliebene, viskose flüssige Harzmaterial auszuhärten.

Als andere Maßnahme ist eine schraubenförmige Kühl-Heiz-Lei tung um den Außenumfang des Metallwalzenkerns gewickelt, um durch diese eine Kühl- oder Heizflüssigkeit zu leiten. In diesem Fall wird im zweiten Schritt die Kühlflüssigkeit durch die schraubenförmige Leitung geleitet, um das flüssi ge, wärmehärtende Harzmaterial von der Walzenkernseite her zu kühlen, und im dritten Schritt wird eine Heizflüssigkeit durch die schraubenförmige Leitung geleitet, um die viskose, flüssige Harzmaterialschicht von der Walzenkernseite her zu beheizen und das verbliebene, viskose, flüssige Harzmaterial auszuhärten.

Wenn die schraubenförmige Leitung verwendet wird, folgt dem dritten Schritt des Herstellens der Außenschicht aus wärme härtendem Harz ein vierter Schritt, bei dem Außenschicht-Endflächen, die ungefähr rechtwinklig zum Walzenkern stehen, dadurch hergestellt werden, daß die Außenschicht aus wärme härtendem Harz im oberen und unteren Endabschnitt beschnit ten wird und der obere und untere Endabschnitt der schrau benförmigen Leitung entfernt werden. Wenn eine schraubenför mige Leitung verwendet wird, kann der Metallwalzenkern hohl oder massiv sein.

Die zu verwendende schraubenförmige Kühl-Heiz-Leitung ist eine Metalleitung, eine Kunststoffleitung, eine Gummileitung oder dergleichen mit kleinem Durchmesser.

Die schraubenförmige Kühl-Heiz-Leitung wird am Metallwalzen kern dadurch angebracht, daß eine schraubenförmige Leitungs befestigungsnut in der Außenumfangsfläche des Metallwalzen kerns hergestellt wird und die Leitung schraubenförmig so um den Kern gewickelt wird, daß sie in die Nut paßt, oder al ternativ dadurch, daß eine faserverstärkte, untere Wick lungsschicht um den Außenumfang des Metallwalzenkerns herge stellt wird, eine schraubenförmige Leitungsbefestigungsnut in der Außenumfangsfläche der Wicklungsschicht hergestellt wird und die Leitung schraubenförmig so um die Schicht ge wickelt wird, daß sie in die Nut paßt.

Wenn als schraubenförmige Kühl-Heiz-Leitung eine Metallei tung oder dergleichen, die selbst relativ hohe Festigkeit aufweist, verwendet wird, folgt der Herstellung der Außen schicht aus wärmehärtendem Harz um den Walzenkern mit der schraubenförmigen Leitung ein nächster Schritt, bei dem Außenschicht-Endflächen im wesentlichen rechtwinklig zum Walzenkern dadurch hergestellt werden, daß der obere und un tere Endabschnitt der Harzaußenschicht beschnitten werden und der obere und untere Endabschnitt der Leitung entfernt werden, wobei das Innere der Leitung unverändert verbleibt.

Wenn jedoch ein Metallrohr, ein Kunststoffrohr, ein Gummi rohr oder dergleichen mit relativ geringer Festigkeit als schraubenförmige Kühl-Heiz-Leitung verwendet wird, muß der Herstellung der Außenschicht aus wärmehärtendem Harz um den Walzenkern mit der schraubenförmigen Leitung das Eingießen eines flüssigen, wärmehärtenden Harzmaterials in die schrau benförmige Leitung und ein Aushärten des Harzmaterials fol gen, um eine Füllschicht im Inneren der schraubenförmigen Leitung auszubilden.

Beim beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren kann das flüssige, wärmehärtende Harzmaterial im ersten Schritt nur bis zum Niveau des oberen Endes des Walzenkerns in den Raum eingegossen werden, so daß die obere Endfläche der Außen schicht aus wärmehärtendem Harz wegen des Schrumpfens beim Härten unter der oberen Endfläche des Walzenkerns liegt.

Als eine Vorgehensweise zum Ausüben der Erfindung umfaßt der erste Schritt daher eine die Außenschicht herstellenden Innenform am oberen Ende des Metallwalzenkerns, ähnlich einer Verlängerung des Walzenkerns, zusätzlich zum Anordnen einer eine Außenschicht bildenden Außenform, die um den auf recht stehenden Walzenkern angeordnet ist, um einen Gießraum für Harzmaterial auszubilden, der durch den Walzenkern, die Innenform und die Außenform festgelegt ist und ein geschlos senes unteres Ende und ein oberes offenes Ende aufweist. Das flüssige, wärmehärtende Harzmaterial wird bis auf ein Niveau über dem oberen Ende des Walzenkerns in diesen Raum einge gossen.

Danach werden der zweite und dritte Schritt auf dieselbe Weise wie oben beschrieben ausgeübt, gefolgt vom vierten Schritt, in dem zumindest der obere Endabschnitt der Außen schicht aus wärmehärtendem Harz beschnitten wird, um eine Außenschicht-Endfläche herzustellen, die mit der oberen End fläche des Walzenkerns fluchtet.

Bei dieser Vorgehensweise zum Ausüben der Erfindung kann der Metallwalzenkern an seinem Außenumfang eine faserverstärkte, untere Wicklungsschicht aufweisen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Walzen mit her vorragender Oberflächenglattheit, hoher Oberflächenhärte und hervorragender Wärmebeständigkeit hergestellt. Insbesondere beim zweiten Schritt wird das flüssige, wärmehärtende Harz material von der Außenseite der Außenform her beheizt, um einen Hauptteil des Materials auszuhärten und einen Außen schicht-Zwischenkörper aus Harz herzustellen, während das Material von der Walzenkernseite her gekühlt wird, um einen Teil des Materials an der Oberfläche des Walzenkerns in vis kosem, flüssigem Zustand zu halten und eine Schicht aus vis kosem, flüssigem Harzmaterial innerhalb des Außenschicht-Zwischenkörpers aus Harz aufrechtzuerhalten, wobei der Außenschicht-Zwischenkörper aus Harz von der Außenseite der Außenform her gekühlt wird, damit er sich hauptsächlich durch thermische Schrumpfung zusammenzieht, wobei ein Über schuß des Materials der Materialschicht aus viskosem, flüs sigem Harz innerhalb des Zwischenkörpers bei der Kontraktion des Körpers über das obere Ende desselben hinaus herausge drückt werden kann, während die Schicht aus dem viskosen, flüssigen Harzmaterial von der Walzenkernseite her beheizt und ausgehärtet wird, um eine Außenschicht aus ausgehärte tem, wärmehärtbaren Harz zu schaffen, die mit dem Außenum fang des Walzenkerns verbunden ist. Demgemäß verfügt die Außenschicht der Hartwalze über keine Restspannungen, und an der Oberfläche der Außenschicht aus wärmehärtbarem Harz treten während der Herstellung der Walze keine Risse auf.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Hart walze bleibt an ihrer Oberfläche selbst dann, wenn sie im Gebrauch hohem Druck unterworfen wird, an ihrer Außenschicht frei von Rissen, und sie bleibt bruchbeständig. Ferner ver bleibt die Walze hinsichtlich ihrer Oberflächenhärte fast unverändert, wenn sie im Gebrauch Wärme unterworfen wird, sie verfügt über solche Kompressionsfestigkeit, daß sie dem hohen Klemmdruck Stand hält, der durch eine Metallwalze aus geübt wird, und sie ist immer mit hoher Beständigkeit zu friedenstellend verwendbar.

Außerdem verfügt das erfindungsgemäße Verfahren über eine stark verringerte Anzahl von Schritten und verbesserten Her stellwirkungsgrad, wodurch Hartwalzen mit sehr geringen Ko sten hergestellt werden können.

Insbesondere dann, wenn eine schraubenförmige Kühl-Heiz-Lei tung um den Außenumfang des Metallwalzenkerns gewunden wird, gewährleistet die Leitung gleichmäßige Wärmeleitung zum Küh len und Heizen. Dies führt zum folgenden Vorteil. Im zweiten Schritt wird durch die schraubenförmige Leitung eine Kühl flüssigkeit geleitet, wodurch das flüssige, wärmehärtende Harzmaterial von der Walzenkernseite her gleichmäßig gekühlt wird, und im dritten Schritt wird eine Heizflüssigkeit durch die schraubenförmige Leitung geleitet, um die Schicht aus viskosem, flüssigem Harzmaterial von der Walzenkernseite her zu erwärmen, um dadurch das restliche viskose, flüssige Harzmaterial gleichmäßig auszuhärten.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Herstellen von Walzen kleiner Größe und solcher mittlerer Größe, aber auch zum Herstellen großer Walzen, wie Papierherstellungs-Kalandrier walzen, die herkömmlicherweise schwierig herzustellen sind, geeignet, und es verfügt über den Vorteil, daß große Walzen mit äußerst hoher Kompressionsfestigkeit hergestellt werden können.

Wenn eine Hartwalze mit einer Außenschicht-Endfläche, die mit der Endfläche der Hartwalze fluchtet, durch das erfin dungsgemäße Verfahren herzustellen ist, wird im ersten Schritt am oberen Ende des Metallwalzenkerns eine Innenform zum Herstellen einer Außenschicht so angebracht, als würde sie sich von dort aus erstrecken, zusätzlich zu einer Außen form zum Herstellen einer Außenschicht, die um den aufrecht stehenden Walzenkern herum angeordnet wird und von diesem mit einem vorgegebenen Abstand beabstandet ist, um einen Gießraum für Harzmaterial auszubilden, der durch den Walzen kern, die Innenform und die Außenform festgelegt ist, und über ein geschlossenes unteres Ende und ein offenes oberes Ende verfügt. Das flüssige, wärmehärtende Harzmaterial wird bis auf ein Niveau über dem oberen Ende des Walzenkerns in diesen Raum eingegossen.

Dann werden der zweite und dritte Schritt auf dieselbe Weise wie oben beschrieben ausgeführt. Schließlich wird im vierten Schritt zumindest der obere Endabschnitt der Außenschicht aus wärmehärtendem Harz beschnitten, um eine Außenschicht-Endfläche herzustellen, die mit der oberen Endfläche des Walzenkerns fluchtet.

Das erfindungsgemäße Verfahren, wie es bei dieser Vorgehens weise ausgeführt wird, beseitigt auch Restspannungen in der Außenschicht der Hartwalze, es beseitigt die Wahrscheinlich keit von Rissen, die sich an der Oberfläche der Außenschicht aus wärmehärtendem Harz während der Herstellung ausbilden, völlig, und es schafft eine Walze mit hervorragender Ober flächenglattheit, hoher Oberflächenhärte und hervorragender Wärmebeständigkeit. Darüber hinaus verfügt das Verfahren über eine stark verringerte Anzahl von Schritten sowie ver besserten Herstellwirkungsgrad, was es ermöglicht, Hartwal zen mit den beschriebenen, herausragenden Eigenschaften zu sehr geringen Kosten herzustellen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 bis 4 zeigen eine erste Vorgehensweise zum schritt weisen Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt, der ein Harzmaterial zeigt, wie es in einem ersten Schritt in eine Außenform gegossen wurde, während das Harzmaterial von der Außenseite der Außenform her beheizt wird und von der Innenseite eines Wal zenkerns her gekühlt wird, was in einem zweiten Schritt er folgt;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die zeigt, wie überschüssi ges Material einer Schicht aus viskosem, flüssigem Harzmate rial über den oberen Endabschnitt eines Außenschicht-Zwi schenkörpers aus Harz bei der Wärmeschrumpfung des Körpers herausgedrückt wird, wenn der Zwischenkörper in der ersten Hälfte eines dritten Schritts von der Außenseite der Außen form her gekühlt wird;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die die Schicht aus visko sem, flüssigem Harzmaterial zeigt, wenn die Schicht von der Innenseite des Walzenkerns her beheizt wird, um in der zwei ten Hälfte des dritten Schritts ein Aushärten auszuführen;

Fig. 4 ist ein Vertikalschnitt, der eine Hartwalze zeigt, wie sie sich durch einen vierten Schritt ergibt;

Fig. 5 bis 8 entsprechen den Fig. 1 bis 4, veranschaulichen jedoch eine zweite Vorgehensweise zum schrittweisen Ausfüh ren des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem zusätzlich eine Innenform verwendet wird;

Fig. 9 bis 14 veranschaulichen eine dritte Vorgehensweise zum schrittweisen Ausführen des erfindungsgemäßen Verfah rens, wobei die Fig. 9, 11, 12 und 13 den Fig. 1 bis 4 ent sprechen, wobei zum Kühlen oder Beheizen von der Walzenkern seite her eine schraubenförmige Leitung verwendet wird, die um den Außenumfang des Walzenkerns gewunden ist;

Fig. 10 ist eine vergrößerte Teilansicht zum Vertikalschnitt von Fig. 9;

Fig. 14 ist eine vergrößerte Teilansicht zum Vertikalschnitt von Fig. 10, und sie zeigt eine Füllschicht, wie sie im In neren der schraubenförmigen Leitung hergestellt wurde, nach dem eine Außenschicht aus wärmehärtendem Harz hergestellt wurde;

Fig. 15 bis 18 veranschaulichen eine vierte Vorgehensweise zum schrittweisen Ausführen des erfindungsgemäßen Verfah rens, die den Fig. 1 bis 4 entsprechen, wobei jedoch das Kühlen oder Heizen von der Seite des Walzenkerns her mittels einer schraubenförmigen Leitung erfolgt, die um eine faser verstärkte untere Wicklungsschicht auf dem Walzenkern gewun den ist.

In den ganzen Zeichnungen sind gleiche Teile durch gleiche Bezugszahlen gekennzeichnet.

Anhand der Fig. 1 bis 4 werden nun die Schritte bei der er sten Vorgehensweise zum Ausführen des erfindungsgemäßen Ver fahrens erläutert.

Erster Schritt

Wie in Fig. 1 dargestellt, wird ein hohlzylindrischer Me tallwalzenkern 1 mit einem Heiz- oder Kühl-Flüssigkeitskanal 3 in seinem Inneren aufrecht auf einen Träger 11 aufgesetzt. Der Walzenkern 1 ist an seinen jeweiligen entgegengesetzten Enden mit Wellenabschnitten 2, 2 versehen, die über einen Flüssigkeitsauslaß bzw. einen Flüssigkeitseinlaß verfügen, die in Verbindung mit dem Flüssigkeitskanal 3 innerhalb des Walzenkerns 1 stehen.

In den Walzenkern 1 ist in seinem unteren Wellenabschnitt 2 eine Wellenbohrung 16 des Trägers 11 eingeführt. Um die Au ßenseite des Walzenkerns 1 herum ist eine Halteplatte 15 mit erforderlicher Höhe angeordnet, um die Länge der Oberfläche der herzustellenden Walze einzustellen. Auf der Halteplatte 15 ist um den Walzenkern 1 eine Außenform 12 zum Herstellen einer Außenschicht mit einem vorgegebenen Abstand vom Kern so angeordnet, daß zwischen dem Walzenkern 1 und der Außen form 12 ein Harzmaterial-Gießraum 14 gebildet ist, dessen unteres Ende durch die Halteplatte 15 verschlossen ist und dessen oberes Ende verschlossen ist.

Obwohl die Außenform 12 aus einem nicht speziell einge schränkten Material bestehen kann, ist es im allgemeinen nützlich, wenn die Form des Hohlzylinders aus Kunststoff, wie einem Polycarbonatkunststoff, oder einem hohem Metall zylinder oder dergleichen mit speziellem Durchmesser be steht. Der Metallwalzenkern 1 besteht aus einem Metall wie Eisen, Kupfer, rostfreiem Stahl oder Aluminium, und sein Außenumfang ist vorzugsweise durch Sandstrahlen an der Ober fläche aufgerauht, oder es sind spiralförmig mehrere Nuten ausgebildet.

Anschließend wird ein flüssiges, wärmehärtendes Harzmaterial 4 in den Raum 14 eingegossen.

Beispiele für nützliche wärmehärtende Harze sind Epoxidharz, ungesättigtes Polyesterharz, Diallylphthalatharz, Polyure thanharz usw. Im allgemeinen wird ein Harz verwendet, das durch Erwärmen härtbar ist.

Vorzugsweise liegt das wärmehärtende Harz bei Raumtemperatur in Form einer Flüssigkeit (wozu auch hochdichte gehören) vor, so daß die Schrumpfung desselben, wie sie beim Aushär ten auftritt, dadurch eingestellt werden kann, daß die Außenform von außen erwärmt wird und von der Innenseite des Walzenkerns her gekühlt oder erwärmt wird.

Zum wärmehärtenden Harz kann ein Füllstoff in Form eines fein verteilten anorganischen Materials wie Quarz, Glasku geln, hydratisiertem Aluminiumoxid, Tonpulver, Quarzpulver oder Calziumcarbonat zugemischt sein. Ein fein unterteiltes anorganisches Material hat eine mittlere Teilchengröße von 0,1 bis 200 µm, vorzugsweise 5 bis 100 µm. Wenn die mittlere Teilchengröße größer als 200 µm ist, kann das fein verteilte anorganische Material nur schwer gleichmäßig im Harz ver teilt werden, während Materialien mit einer Größe unter 0,1 µm nicht leicht verfügbar sind.

Zweiter Schritt

Gemäß Fig. 1 wird das wärmehärtende Harzmaterial 4 dann von der Außenseite der Außenform 12 her mittels eines Heizers 17 erwärmt, um den Hauptteil des Materials 4 auszuhärten und einen Außenschicht-Zwischenkörper 5 aus Harz herzustellen, während Wasser oder eine ähnliche Kühlflüssigkeit dem Flüs sigkeitseinlaß des unteren Wellenabschnitts 2 des Walzen kerns 1, wie in die Kernbohrung 16 im Träger 11 eingeführt, zugeleitet wird, durch den Flüssigkeitskanal 3 des Walzen kerns 1 hindurchgeleitet wird und aus dem Flüssigkeitsauslaß des oberen Wellenabschnitts 2 des Kerns 1 ausgegeben wird, wodurch das flüssige Harzmaterial 4 auf z. B. -30 bis 50°C, vorzugsweise 5 bis 30°C, von der Innenseite des Walzenkerns 1 her gekühlt wird, um einen Teil des Harzmaterials 4 an der Oberfläche des Kerns viskos und flüssig zu halten und eine Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial innerhalb des Außenschicht-Zwischenkörpers 5 aufrechtzuerhalten.

Um die Aushärtreaktion des in den Raum 14 eingegossenen flüssigen, wärmehärtenden Harzmaterials 4 zu hemmen, ist es erwünscht, das flüssige Harzmaterial 4 im ersten Schritt un ter Kühlung des Materials von der Innenseite des Walzenkerns 1 her in den Raum 14 einzugießen und im zweiten Schritt mit dem kernseitigen Kühlen gemäß dem ersten Schritt fortzufah ren, um dadurch den Anteil des Harzmaterials 4 an der Ober fläche des Walzenkerns 1 viskos und flüssig zu halten und die Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial auf rechtzuerhalten. Dies führt zum Vorteil, daß eine autogene, exotherme Reaktion des Harzmaterials 4 verhindert ist.

Die Aushärtungstemperatur des wärmehärtenden Harzes beträgt im allgemeinen 100 bis 300°C, ist jedoch vom Typ des verwen deten Harzes abhängig. Vorzugsweise erfolgt das Erwärmen des Materials von der Außenseite der Außenform 12 her durch den Heizer 17 in Schritten. Zum Beispiel ist es erwünscht, den Heizabschnitt des Heizers 17 außerhalb der Form 12 in mehre re Blöcke zu unterteilen und den Heizer 17 nach oben hin von Block zu Block zu betreiben, um das Harz auszuhärten, oder die Heiztemperatur schrittweise zu erhöhen, z. B. auf 100°C, 150°C und 200°C. Vorzugsweise wird die Dicke der Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial innerhalb des Zwischen körpers 5 auf z. B. ungefähr 1 bis ungefähr 5 mm einge stellt.

Dritter Schritt

Danach wird gemäß Fig. 2 der Außenschicht-Zwischenkörper 5 aus Harz von der Außenseite der Außenform 12 her gekühlt und auf einer niedrigen Temperatur von ungefähr 60°C gehalten, was dadurch erfolgt, daß Wasser oder eine ähnliche Kühlflüs sigkeit aus einem Schlauch 18, der um das obere Ende des Außenumfangs der Form 12 herum angeordnet ist und über meh rere Öffnungen verfügt, an der Außenseite der Form 12 her untergeführt wird, wodurch der Körper 5 hauptsächlich durch Wärmeschrumpfung kontrahiert, wodurch ein Überschuß 4b der Schicht 4a des viskosen, flüssigen Harzmaterials innerhalb des Zwischenkörpers über das obere Ende des Körpers 5 her ausgedrückt werden kann, wenn dieser sich zusammenzieht.

Wie in Fig. 3 dargestellt, wird anschließend heißes Wasser oder eine ähnliche Heizflüssigkeit in den Flüssigkeitseinlaß im unteren Wellenabschnitt 2 des Walzenkerns 1, wie in die Wellenbohrung 16 im Träger 11 eingesetzt, eingelassen, durch den Flüssigkeitskanal 3 des Walzenkerns 1 hindurchgeleitet und aus dem Flüssigkeitsauslaß des oberen Wellenabschnitts 2 des Kerns 1 ausgegeben, wodurch die Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial von der Innenseite des Walzenkerns 1 her erwärmt wird, um das restliche viskose, flüssige Harz material 4a auszuhärten. Die Schicht 4a wird von der Innen seite des Kerns 1 dadurch auf ungefähr 60°C erwärmt, daß das heiße Wasser oder die ähnliche Heizflüssigkeit durch den Kanal 3 des Kerns 1 geleitet wird, um das restliche viskose, flüssige Harzmaterial 4 auszuhärten und eine Außenschicht 6 aus ausgehärtetem wärmehärtbarem Harz herzustellen, die mit dem Außenumfang des Walzenkerns 1 in Verbindung steht.

Wenn die Innentemperatur des Walzenkerns 1 im obigen Schritt weiter auf 80 bis 90°C erhöht wird, was den Aushärtvorgang fördert, wird die Schicht 4a mit erhöhter Festigkeit mit dem Kern 1 verbunden. Wenn die Temperatur, mit der der Zwischen körper von der Außenseite der Form 12 her gekühlt wird, wei ter verringert wird, kann die Harzmaterialschicht 4a frei von thermischen Spannungen, wie sie durch das Aushärten auf treten könnten, hergestellt werden.

Obwohl das Harz Wärmeschrumpfung und Reaktionskonzentration erfährt, wenn es ausgehärtet wird, wie zuvor angemerkt, kann sich der Außenschicht-Zwischenkörper 5 aus Harz durch Wärme schrumpfung und Reaktionskontraktion zusammenziehen, wobei die Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial inner halb des Körpers 5 verbleibt, während ein Überschuß 4b des Materials der Schicht 4a über das obere Ende des Zwischen körpers 5 herausgedrückt werden kann, so daß das wärmehärt bare Harz vollständig ausgehärtet werden kann, um die Außen schicht 6 herzustellen, die über zufriedenstellende Oberflä chenglattheit, hohe Oberflächenhärte und hervorragende Kom pressionsfestigkeit und Wärmebeständigkeit verfügt.

Es ist erwünscht, daß die Aushärtungstemperatur der Walze 10 schließlich nahezu mit der Betriebstemperatur der herge stellten Hartwalze 10 übereinstimmt, da dann Restspannungen der Außenschicht 6 aus wärmehärtbarem Harz im Gebrauch der Walze 10 vollständig beseitigt werden, was der Außenschicht 6 Bruchbeständigkeit bei hohem Druck verleiht.

Schließlich beträgt die Dicke der Außenschicht 6 ungefähr 5 bis 100 mm, vorzugsweise 15 bis 30 mm. Wenn die Dicke der Schicht 6 weniger als 5 mm beträgt, ergibt sich unzureichen de Festigkeit, was zu geringer Beständigkeit führt. Bei einer Dicke über 100 mm kann kein entsprechend erhöhter Ef fekt hinsichtlich der Festigkeit erzielt werden, jedoch sind die Kosten erhöht, was demgemäß nicht erwünscht ist.

Vierter Schritt

Nachdem das Harz ausgehärtet wurde, wird das Formwerkzeug von der Außenform 12 weggenommen, um eine Hartwalze 10 zu erhalten. Der obere Endabschnitt der Walze, der aufgrund des Aushärtens der Außenschicht 6 unregelmäßige Form aufweist, wird durch ein (nicht dargestelltes) Schneidwerkzeug be schnitten, um den überflüssigen Teil des Harzes zu entfer nen. Die Oberfläche der Außenschicht 6 wird durch ein Schleifwerkzeug geschliffen, um der Hartwalze 10 eine Außen schicht-Endfläche 6a zu verleihen, die ungefähr rechtwinklig zum Walzenkern 1 steht (siehe Fig. 4).

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann das flüssige, wärme härtbare Harzmaterial 4 im ersten Schritt nur bis zum oberen Ende des Walzenkerns 1 in den Raum eingegossen werden, so daß das obere Ende der Außenschicht 6 aus wärmehärtbarem Harz wegen der Schrumpfung beim Aushärten unter der oberen Endfläche 1a des Walzenkerns 1 liegt. Jedoch ist die Halte platte 15 mit erforderlicher Höhe zum Einstellen der Länge der Walzenfläche auf dem Träger 11 um das untere Ende des Kerns 1 herum so angeordnet, daß der überflüssige Harzanteil vom oberen Endabschnitt der Harzaußenschicht 6 durch das Schneidwerkzeug beschnitten werden kann, wodurch die Harz außenschicht 6 eine tatsächliche Oberflächenlänge erhält, die kürzer als die Oberflächenlänge des Walzenkerns 1 ist.

Die Fig. 5 bis 8 veranschaulichen eine zweite Vorgehensweise zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Erster Schritt

Zusätzlich zur Außenform 12 zum Herstellen einer Außen schicht, die auf einem Träger 11 um den Metallwalzenkern 1 unter Einhaltung eines vorgegebenen Abstands zu diesem ange ordnet ist, ist eine Innenform 13 zum Herstellen einer Außenschicht auf das obere Ende des Walzenkerns 1 in Verlän gerung desselben aufgesetzt, um einen Harzmaterial-Gießraum 14 auszubilden, der durch den Kern 1, die Außenform 12 und die Innenform 13 festgelegt ist und über ein geschlossenes unteres Ende und ein offenes oberes Ende verfügt. In diesen Raum 14 wird ein flüssiges, wärmehärtendes Harzmaterial 4 bis zu einem Niveau über dem oberen Ende des Walzenkerns 1 eingegossen.

Der dargestellte Metallwalzenkern 1 verfügt über eine faser verstärkte untere Wicklungsschicht 7 aus einem mit einem wärmehärtenden Harz imprägnierten Fasermaterial, die dadurch hergestellt wurde, daß das Material mit einer Dicke von z. B. 1 bis 50 mm, vorzugsweise 6 bis 15 mm um die Außen umfangsfläche des Kerns gewickelt wurde. Die untere Wick lungsschicht 7 kann mit erhöhter Festigkeit mit dem Kern 1 verbunden werden, wenn die Umfangsfläche des Walzenkerns 1 vor dem Wicklungsvorgang z. B. durch Sandstrahlen aufgerauht wird.

Das Fasermaterial zum Herstellen der unteren Wicklungs schicht 7 kann ein anorganisches oder ein organisches Faser material sein. Es ist erwünscht, eine anorganische Faser, wie eine Glasfaser, Kohlefaser oder Metallfaser, die hart ist, über starke Fähigkeit, ihre Form elastisch selbst wie derherzustellen, gutes Haftvermögen zu Harzen und hohe Befe stigungskraft verfügt, zu verwenden. Es ist auch eine orga nische Faser wie eine Polyamidfaser, eine Faser aus aromati schem Polyamid, eine Polyimidfaser, eine Polyesterfaser, eine Phenolfaser oder eine Acrylfaser verwendbar.

Das Fasermaterial liegt in der Form von Garn, Roving, Tuch, Vlies, sogenanntem triaxialem Gittergewebe (Geflecht aus Kett-und Schußfäden, die an ihren Überkreuzungsstellen mit einem Kleber verbunden sind) oder dergleichen vor. Vorzugs weise wird das Fasermaterial in Form eines Bands verwendet, wenn es ein Tuch, Vlies oder triaxiales Gittergewebe ist. Angesichts der Festigkeit der herzustellenden Walze 10 ist ein Tuchband oder eine Kombination aus einem Roving- und Tuchband erwünscht.

Das wärmehärtende Harz, wie es bei der Imprägnierung des Fasermaterials verwendbar ist, ist z. B. Epoxidharz, unge sättigtes Polyesterharz, Diallylphthalatharz, Polyurethan harz oder dergleichen. Zum wärmehärtenden Harz kann ein Füllstoff zugesetzt sein, wie das obengenannte fein unter teilte anorganische Material, wie Quarzpulver.

Der Metallwalzenkern 1 muß nicht notwendigerweise mit der faserverstärkten unteren Wicklungsschicht 7 auf seiner Außenumfangsfläche versehen sein.

Zweiter Schritt

Danach wird, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, das wärme härtende Harzmaterial 4 mittels eines Heizers 17 von der Außenseite der Außenform 12 her erwärmt, um den Hauptteil des Harzmaterials auszuhärten und einen Außenschicht-Zwi schenkörper 5 aus Harz herzustellen, wie bei der ersten Vor gehensweise, während das Material 4 von der Innenseite des Walzenkerns 1 auf z. B. -30 bis 50°C, vorzugsweise 5 bis 30°C, gekühlt wird, um den Teil des Harzmaterials 4 an der Oberfläche der Wicklungsschicht 7 und der Außenfläche der Innenform 13 viskos und flüssig zu halten und eine Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial innerhalb des Zwi schenkörpers 5 aufrechtzuerhalten.

Um die Aushärtungsreaktion des in den Raum 14 eingegossenen flüssigen, wärmehärtenden Harzmaterials 4 wie bei der ersten Vorgehensweise zu hemmen, kann das flüssige Harzmaterial 4 im ersten Schritt unter Kühlung des Materials von der Innen seite des Walzenkerns 1 her in den Raum 14 eingegossen wer den, und die kernseitige Kühlung im ersten Schritt wird im zweiten Schritt weitergeführt, um dadurch den Anteil des Harzmaterials 4 an der Außenseite des Walzenkerns 1 viskos und flüssig zu halten und die Schicht 4a aus viskosem, flüs sigem Harzmaterial aufrechtzuerhalten.

Wie bei der ersten Vorgehensweise wird das Material durch den Heizer 17 von der Außenseite der Außenform 12 vorzugs weise in Schritten zwischen 100 und 300°C erwärmt.

Ferner ist es, wie bei der ersten Vorgehensweise, erwünscht, die Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial inner halb des Zwischenkörpers 4 auf z. B. eine Dicke von z. B. 1 bis ungefähr 5 mm einzustellen.

Dritter Schritt

Danach wird, wie es in Fig. 6 dargestellt ist und wie es bei der ersten Vorgehensweise der Fall ist, der Außenschicht-Zwischenkörper 5 aus Harz von der Außenseite der Außenform 12 her gekühlt und auf einer niedrigen Temperatur von unge fähr 60°C gehalten, was dadurch erfolgt, daß Wasser oder eine ähnliche Kühlflüssigkeit von einem Schlauch 18, der am Oberende des Außenumfangs der Form 12 vorhanden ist und über mehrere Öffnungen verfügt, an der Form 12 heruntergeführt wird, wodurch der Körper 5 hauptsächlich durch Wärmeschrump fung kontrahiert, wodurch der Überschuß 4b des Materials der Schicht 4a aus viskosem, flüssigen Harzmaterial innerhalb des Zwischenkörpers über das obere Ende des Körpers 5 her ausgedrückt werden kann, wenn sich der Körper 5 zusammen zieht.

Gemäß Fig. 7 wird anschließend heißes Wasser oder eine ähn liche Heizflüssigkeit durch den Innenkanal 3 des Walzenkerns 1 geführt, was über den unteren Wellenabschnitt 2 des Kerns 1 erfolgt, wie in die Wellenbohrung 16 des Trägers 11 einge setzt, um die Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmate rial von der Innenseite des Walzenkerns 1 her auf ungefähr 60°C zu erwärmen und das restliche viskose, flüssige Harz material 4 auszuhärten, wodurch eine Außenschicht 6 aus wärmehärtendem Harz hergestellt wird, die ausgehärtet ist und mit dem Außenumfang des Walzenkörpers 1 verbunden ist.

Wenn die Innentemperatur des Walzenkerns 1 beim obigen Schritt weiter auf 80 bis 90°C erhöht wird, wodurch der Aus härtvorgang gefördert wird, wird die Schicht 4a mit erhöhter Festigkeit mit dem Kern 1 verbunden. Wenn die Temperatur, bei der der Zwischenkörper von der Außenseite der Form 12 her gekühlt wird, gleichzeitig weiter erniedrigt wird, kann die Schicht 4a während des Aushärtens frei von thermischen Spannungen ausgebildet werden.

Vierter Schritt

Nachdem das Harz ausgehärtet wurde, werden die Außenform 12 und die Innenform 13 entfernt, um eine Hartwalze 10 zu er halten. Das wärmehärtbare Harzmaterial 4 wird im ersten Schritt bis auf ein Niveau über dem oberen Ende des Walzen kerns 1 eingegossen, mit dem Ergebnis, daß die Außenschicht 6 aus wärmehärtenden Harz bis auf ein Niveau über der oberen Endfläche 1a des Kerns 1 hergestellt wird. Der obere Endab schnitt der Außenschicht 6, der aufgrund des Aushärtvorgangs unregelmäßige Form aufweist, wird durch ein (nicht darge stelltes) Schneidwerkzeug beschnitten, um den überschüssigen Anteil des Harzes zu entfernen, und die Oberfläche der Außenschicht 6 wird durch eine Schleifeinrichtung geschlif fen, um eine Außenschicht-Endfläche 6a herzustellen, die mit der oberen Endfläche 1a des Walzenkerns 1 fluchtet. Die Harzaußenschicht 6 der so hergestellten Hartwalze 10 verfügt über eine tatsächliche Oberflächenlänge, die der Oberflä chenlänge des Walzenkerns 1 entspricht (siehe Fig. 8).

Die Fig. 9 bis 14 zeigen eine dritte Vorgehensweise zum schrittweisen Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei dieser Ausführungsform ist eine schraubenförmige Kühl-Heiz-Leitung 21 zum Hindurchleiten einer Kühl- oder Heiz flüssigkeit um den Außenumfang eines Metallwalzenkerns 1 als Einrichtung zum Kühlen oder Heizen des Harzmaterials von der Walzenkernseite her vorhanden.

Erster Schritt

Gemäß den Fig. 9 und 10 wird an der Außenumfangsfläche des Metallwalzenkerns 1 eine schraubenförmige Leitungsbefesti gungsnut 20 hergestellt, die eine Ganghöhe aufweist, die un gefähr mit dem Außendurchmesser der Kühl-Heiz-Leitung 21 übereinstimmt. Vorzugsweise verfügt die Nut 20 über eine solche Tiefe, daß die Hälfte der Leitung 21 eng sitzend in die Nut paßt.

Die Kühl-Heiz-Leitung 21 wird dadurch um den Walzenkern 1 gewunden, daß ein Endabschnitt 21a der Leitung 21 zunächst in die Nut 20 am einen Ende des Kerns 1, das dessen Wellen abschnitt 2 zugewandt ist, eingepaßt wird, die Leitung kon tinuierlich und schraubenförmig bis zum anderen Abschnitt der Nut 20 eingepaßt wird und der andere Endabschnitt 21b der Leitung 21 aus der Nut 20 am anderen Kernende herausge führt wird, das dem anderen Wellenabschnitt 2 zugewandt ist.

Vorzugsweise wird die Leitung 21 dadurch am Metallwalzenkern 1 befestigt, daß ein Metalldraht oder dergleichen um dieje nigen Abschnitte des Kerns 1 gewickelt wird, wo der Anfangs abschnitt und der Endabschnitt der Leitung 21 um den Kern 1 angebracht werden. Die Leitung 21 wird alternativ statt durch einen Draht unter Verwendung eines mit einem wärme härtbaren Harz imprägnierten Gewebebands dadurch befestigt, daß das Band um die Leitung 21 gewickelt wird, während das Band unter Zug gehalten wird und das Harz ausgehärtet wird.

Es ist auch erwünscht, einen Kleber auf die Oberfläche des Walzenkerns 1 mit der schraubenförmigen Nut 20 aufzutragen, um den Befestigungshalbteil der Leitung 21 mittels des Kle bers anzukleben.

Eine andere Maßnahme kann verwendet werden, um die Kühl-Heiz-Leitung 21 am Walzenkern zu befestigen.

Die zu verwendende Leitung 21 besteht z. B. aus Aluminium, Kupfer, Messing oder einem ähnlichen Metall, aus Polycarbo natharz, Polyethylenharz oder einem ähnlichen Harz, Gummi oder dergleichen. Unter diesen Beispielen ist eine Metall leitung aus den Gesichtspunkten der Wasserbeständigkeit und der Druckbeständigkeit vorzugsweise zu verwenden. Wenn eine Metalleitung mit relativ geringer Festigkeit, eine Kunst stoffleitung oder eine Gummileitung verwendet wird, wird im abschließenden Stadium der Herstellung der Hartwalze ein flüssiges, wärmehärtendes Harzmaterial in die schraubenför mige Leitung eingegossen, gefolgt von einem Aushärten des Harzes, um eine stärkende Füllschicht innerhalb der schrau benförmigen Leitung herzustellen.

Die Kühl-Heiz-Leitung 21 hat z. B. kreisförmigen, ellipti schen, ovalen oder rechteckigen Querschnitt. Wenn sie z. B. kreisförmigen Querschnitt aufweist, hat die verwendete Lei tung 21 z. B. einen Außendurchmesser von ungefähr 3,0 bis 10,0 mm und eine Wanddicke von ungefähr 0,2 bis 1,5 mm. Die Querschnittsform und die Abmessung der Leitung 21 können in soweit geeignet bestimmt werden, als die Leitung die Eigen schaften des Hartwalzenerzeugnisses nicht beeinträchtigt.

Andererseits kann die Aufnahmenut 20 für die schraubenförmi ge Leitung, die an der Außenumfangsfläche des Metallwalzen kerns 1 herzustellen ist, eine Querschnittsform aufweisen, die der Hälfte der Querschnittsform der Leitung 21 ent spricht. Im Schnitt ist die Nut z. B. halbkreisförmig, halb oval oder die Hälfte eines Rechtecks. Es ist insbesondere erwünscht, daß die Nut 20 halbkreisförmigen Querschnitt auf weist, da dann die Wahrscheinlichkeit geringer ist, daß Luft eingeschlossen wird und weil die Leitung einfach aufgewic kelt werden kann.

Der Kleber, wie er an der Oberfläche der schraubenförmigen Nut des Walzenkerns 1 verwendet wird, um die Kühl-Heiz-Lei tung 21 auf den Kern aufzukleben, ist vorzugsweise ein Epo xidharz, ein ungesättigtes Polyesterharz, ein Diallylphtha latharz oder ein ähnlicher Kunstharzkleber oder ein Kau tschukkleber.

Der Metallwalzenkern 1 mit der in die Nut 20 eingepaßten Kühl-Heiz-Leitung 21, die schraubenförmig auf diese Weise um den Außenumfang aufgewickelt ist, wird aufrecht stehend so auf einen Träger 11 aufgesetzt, daß ihr unterer Wellenab schnitt 2 in eine Wellenbohrung 16 des Trägers 11 eingeführt ist.

Wie im Fall der ersten Ausführungsform wird eine Halteplatte 15 mit erforderlicher Höhe zum Einstellen der Walzenoberflä chenlänge außerhalb des Kerns 1 angeordnet, und eine Außen form 12 zum Herstellen einer Außenschicht wird mit einem vorgegebenen Abstand zum Walzenkern 1 um diesen herum ange ordnet, um einen Harzmaterial-Gießraum 14 auszubilden, der durch den Kern 1 und die Form 12 festgelegt ist und über ein offenes oberes Ende und ein unteres Ende verfügt, das durch die Halteplatte 15 verschlossen ist.

Mit Ausnahme der Stellen, an denen die schraubenförmige Nut 20 ausgebildet ist, ist der Walzenkern 1 vorzugsweise außen aufgerauht, z. B. durch Sandstrahlen.

Danach wird ein flüssiges, wärmehärtendes Harzmaterial 4 in den Raum 14 eingegossen.

Zweiter Schritt

Gemäß Fig. 9 wird das Harzmaterial 4 anschließend durch einen Heizer 17 von der Außenseite der Form 12 her erwärmt, um den Hauptteil des Harzmaterials 4 auszuhärten und einen Außenschicht-Zwischenkörper 5 aus Harz herzustellen, wie bei der ersten Vorgehensweise. Jedoch wird das flüssige, wärme härtende Harzmaterial dadurch von der Walzenkernseite her gekühlt, daß Wasser oder eine ähnliche Kühlflüssigkeit durch die schraubenförmige Leitung geleitet wird. So wird das Ma terial 4 von der Walzenkernseite auf z. B. -30 bis 50°C, vorzugsweise 5 bis 30°C gekühlt, um den Anteil des Harzmate rials 4 an der Oberfläche des Walzenkerns 1 viskos und flüs sig zu halten und eine Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial innerhalb des Außenschicht-Zwischenkörpers 5 aus Harz aufrechtzuerhalten.

Um die Aushärtungsreaktion des in den Raum 14 eingegossenen, flüssigen, wärmehärtenden Harzmaterials 4 zu hemmen, ist es erwünscht, das flüssige Harzmaterial 4 im ersten Schritt in den Raum 14 einzugießen, während das Material 4 von der Wal zenkernseite her dadurch gekühlt wird, daß Wasser oder eine ähnliche Kühlflüssigkeit durch die schraubenförmige Leitung 21 geführt wird und mit dem Kühlvorgang des ersten Schritts durch die schraubenförmige Leitung 21 auch beim zweiten Schritt fortgefahren wird, um dadurch den Anteil des Harz materials 4 an der Oberfläche des Walzenkerns 1 viskos und flüssig zu halten und die Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial aufrechtzuerhalten, wodurch die autogene, exo therme Reaktion des Harzmaterials 4 verhindert wird.

Dritter Schritt

Danach wird, wie es in Fig. 11 veranschaulicht ist und wie es bei der ersten Vorgehensweise der Fall ist, der Außen schicht-Zwischenkörper 5 aus Harz von der Außenseite der Außenform 12 her gekühlt und dadurch auf einer niedrigen Temperatur von ungefähr 60°C gehalten, daß Wasser oder eine ähnliche Kühlflüssigkeit aus einem Schlauch 18 am oberen Ende des Außenumfangs der Form 12, der über mehrere Öffnun gen verfügt, an der Außenform 12 heruntergeleitet wird, wo durch der Körper 5 hauptsächlich durch Wärmeschrumpfung kon trahiert, wobei der Überschuß 4b des Materials der Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial innerhalb des Zwi schenkörpers über das obere Ende 5 bei der Kontraktion die ses Körpers 5 herausgedrückt werden kann.

Gemäß Fig. 12 wird anschließend heißes Wasser oder eine ähn liche Heizflüssigkeit durch die schraubenförmige Leitung 21 geführt, um die Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmate rial von der Walzenkernseite her auf ungefähr 60°C zu erwär men und das restliche viskose, flüssige Harzmaterial 4 aus zuhärten, wodurch eine ausgehärtete Außenschicht 6 aus wär mehärtendem Harz hergestellt wird, die mit dem Außenumfang des Walzenkerns 1, auf den die schraubenförmige Leitung 21 aufgewickelt ist, verbunden ist.

Wenn die Innentemperatur des Walzenkerns 1 beim vorstehend genannten Schritt weiter auf 80 bis 90°C erhöht wird, för dert dies den Aushärtvorgang, wodurch die mit dem Kern 1 mit der schraubenförmigen Leitung 21 zu verbindende Schicht 4a mit erhöhter Festigkeit an den Kern geklebt ist. Wenn die Temperatur, auf die der Zwischenkörper von der Außenseite der Form 12 her gekühlt wird, gleichzeitig weiter verringert wird, kann die Harzmaterialschicht 4a frei von durch den Aushärtvorgang bedingten thermischen Spannungen gehalten werden.

Vierter Schritt

Wenn eine Metalleitung oder eine ähnliche Leitung, die von sich aus relativ hohe Festigkeit aufweist, als schraubenför mige Kühl-Heiz-Leitung 21 verwendet wird, wird beim Aushär ten des Harzes eine Hartwalze 10 erhalten. Die Außenform 12 wird entfernt, nachdem die Außenschicht 6 aus wärmehärtendem Harz um den Außenumfang des Walzenkerns 1 mit der schrauben förmigen Leitung 21 hergestellt wurde, und die Außenschicht wird an ihrem oberen und unteren Endabschnitt durch ein (nicht dargestelltes) Schneidwerkzeug beschnitten, um über flüssige Teile des Harzes zu entfernen, wobei das Innere der Leitung 21 unverändert verbleibt. Der obere und der untere Endabschnitt 21a, 21b der schraubenförmigen Leitung 21 wer den ebenfalls entfernt, und die Oberfläche der Außenschicht 6 wird mittels einer Schleifeinrichtung geschliffen, damit die Hartwalze 10 Außenschicht-Endflächen 6a erhält, die un gefähr rechtwinklig zum Walzenkern 1 verlaufen (siehe Fig. 13).

Andererseits wird dann, wenn die verwendete schraubenförmige Kühl-Heiz-Leitung 21 eine Metalleitung mit relativ geringer Festigkeit, eine Harzleitung oder eine Gummileitung ist, ein wärmehärtendes Harzmaterial mit niedriger Viskosität von z. B. bis zu 4000 cps in die schraubenförmige Leitung 21 eingegossen, nachdem das Harz der Außenschicht 6 ausgehärtet wurde, um die schraubenförmige Leitung 21 zu verstärken. Der Schlauch 18 wird entfernt, nachdem die Leitung 21 bis zum oberen Endabschnitt 21b mit dem Harz mit geringer Viskosität aufgefüllt wurde, und der Heizer 17 wird erneut betrieben, um das Harz in der Leitung 21 auf 50 bis 60°C zu erwärmen, um es auszuhärten. Auf diese Weise wird innerhalb der schraubenförmigen Leitung 21 eine verstärkende Füllschicht 22 hergestellt (siehe Fig. 14).

Danach wird die Außenform 12 entfernt, um eine Hartwalze 10 zu erhalten, und die Außenschicht 6 der Walze aus wärmehär tendem Harz wird am oberen und unteren Endabschnitt durch ein (nicht dargestelltes) Schneidwerkzeug beschnitten, um überflüssige Teile des Harzes zu entfernen. Der obere und untere Endabschnitt 21a, 21b der schraubenförmigen Leitung 21 werden entfernt, und außerdem wird die Oberfläche der Außenschicht 6 durch ein Schleifwerkzeug geschliffen, damit die Hartwalze 10 Außenschicht-Innenflächen 6a erhält, die ungefähr rechtwinklig zum Walzenkern 1 verlaufen. Schließ lich wird eine Überzugszusammensetzung auf die obere und untere Endfläche 6a, 6a der Außenschicht 6, die ungefähr rechtwinklig zum Walzenkern 1 verlaufen, aufgetragen, wo durch die obere und untere, beschnittene Endfläche der schraubenförmigen Leitung 21 nicht mehr frei liegen.

Obwohl der dargestellte Metallwalzenkern 1 hohl ist, kann er massiv sein, wenn die schraubenförmige Kühl-Heiz-Leitung 21 verwendet ist.

Die Fig. 15 bis 18 veranschaulichen eine vierte Vorgehens weise zum schrittweisen Ausführen des erfindungsgemäßen Ver fahrens.

Bei dieser Vorgehensweise ist ein Metallwalzenkern 1 an sei nem Außenumfang mit einer faserverstärkten unteren Wick lungsschicht 23 versehen, die an ihrer Außenumfangsfläche über eine schraubenförmige Nut 20 zum Einpassen einer Lei tung verfügt. In diese Nut 20 ist schraubenförmig eine Kühl-Heiz-Leitung 21 eingewickelt.

Erster Schritt

Gemäß Fig. 15 besteht die faserverstärkte untere Wicklungs schicht 23 aus einem mit einem wärmehärtenden Harz impräg nierten Fasermaterial, und sie ist dadurch hergestellt, daß das Material mit einer Dicke von z. B. 3 bis 50 mm, vorzugs weise 6 bis 25 mm, auf die Außenumfangsfläche des Walzen kerns 1 aufgewickelt ist. Der Außenumfang des Kerns 1 wird vor dem Aufwickeln vorzugsweise aufgerauht, z. B. durch Sandstrahlen.

Das Fasermaterial und das wärmehärtende Harz, wie sie zum Herstellen der Wicklungsschicht 23 verwendet werden, sind dieselben, wie sie bei der beschriebenen, zweiten Ausfüh rungsform verwendet werden.

Wie im Fall der beschriebenen dritten Ausführungsform wird die Wicklungsschicht 23 um den Metallwalzenkern 1 herum an ihrer Außenfläche mit einer schraubenförmigen Nut 20 zum Einpassen einer Leitung versehen, die eine Ganghöhe auf weist, die ungefähr dem Außendurchmesser der Kühl-Heiz-Lei tung 21 entspricht. Vorzugsweise verfügt die Nut 20 über solche Tiefe, daß ein Halbabschnitt der Leitung 21 eng pas send in die Nut paßt.

Dann wird die Kühl-Heiz-Leitung 21 dadurch um die untere Wicklungsschicht 23 auf den Walzenkern 1 gewickelt, daß der eine Endabschnitt 21a der Leitung 21 zunächst in die Nut 20 an einem Ende der Schicht 23 auf dem Kern 1 eingepaßt wird, die Leitung kontinuierlich, schraubenförmig in den anderen Teil der Nut 20 eingepaßt wird und der andere Leitungsendab schnitt 21b am anderen Ende der Schicht 23 auf dem Kern 1 aus der Nut 20 herausgeführt wird.

Vorzugsweise wird die Leitung 21 dadurch an der Wicklungs schicht 23 befestigt, daß ein Metalldraht oder dergleichen um den Ausgangsabschnitt und den Endabschnitt der Wicklung der Leitung 21 gewickelt wird. Die Leitung 21 wird alterna tiv anstatt durch einen Draht oder dergleichen unter Verwen dung eines mit einem wärmehärtenden Harz imprägnierten Gewe bebands dadurch befestigt, daß das Band unter Zug um die Windung der Leitung 21 gewickelt wird und das Harz ausgehär tet wird.

Es ist auch erwünscht, einen Kleber auf die Oberfläche der unteren Wicklungsschicht 23 auf dem Walzenkern 1, wo die schraubenförmige Nut 20 ausgebildet ist, aufzutragen, um den befestigenden Halbabschnitt der Leitung 21 mittels des Kle bers anzukleben.

Es können andere Maßnahmen verwendet werden, um die Kühl-Heiz-Leitung 21 an der Wicklungsschicht zu befestigen.

Die Kühl-Heiz-Leitung 21, wie sie verwendet werden kann, ist dieselbe wie eine derjenigen, die bei der beschriebenen dritten Ausführungsform verwendbar sind.

Dies gilt auch sowohl hinsichtlich der Querschnittsform als auch der Größe. Ferner kann die schraubenförmige Nut 20 zum Befestigen der Leitung, die an der Außenumfangsfläche der faserverstärkten unteren Wicklungsschicht 23 um den Metall walzenkern 1 herum ausgebildet wird, eine Querschnittsform aufweisen, die der Hälfte der Querschnittsform 21 ent spricht. Die Nut ist z. B. halbkreisförmig, halbelliptisch, halboval oder ihr Querschnitt entspricht einem halben Recht eck.

Der Kleber, wie er auf die schraubenförmige Nutfläche der Schicht 23 auf dem Kern 21 aufgetragen wird, um die Leitung 21 mit der Schicht zu verbinden, ist vorzugsweise ein Epo xidharz, ein ungesättigtes Polyesterharz, ein Diallylphtha latharz oder ein ähnlicher Kunststoffkleber oder ein Kau tschukleber.

Der Metallwalzenkern 1 mit der Kühl-Heiz-Leitung 21, wie sie in die Nut 20 der faserverstärkten unteren Wicklungsschicht 23 paßt und auf die genannte Weise schraubenförmig um den Außenumfang gewickelt ist, wird aufrecht stehend auf einem Träger 11 angeordnet, wobei der untere Wellenabschnitt 2 in eine Wellenbohrung 16 des Trägers 11 eingeführt wird.

Wie im Fall der dritten Ausführungsform wird eine Halteplat te 15 mit der erforderlichen Höhe zum Einstellen der Walzen oberflächenlänge außerhalb des Kerns 1 angeordnet, und eine Außenform 12 zum Herstellen einer Außenschicht wird mit einem vorgegebenem Abstand gegen die Wicklungsschicht 23 um den Walzenkern 1 herum angeordnet, um zwischen dem Kern 1 und der Form 12 einen Harzmaterial-Gießraum 14 auszubilden, der über ein oberes offenes Ende und ein unteres Ende ver fügt, das durch die Halteplatte 15 verschlossen ist.

Mit Ausnahme der Stellen, an denen die schraubenförmige Nut ausgebildet ist, wird die untere Wicklungsschicht 23 um den Metallwalzenkern 1 vorzugsweise außen aufgerauht, z. B. durch Sandstrahlen.

Zweiter Schritt

Wie in Fig. 15 dargestellt und wie im Fall der beschriebenen dritten Ausführungsweise wird dann das Harzmaterial 4 durch einen Heizer 17 von der Außenseite der Außenform 12 her er wärmt, um den Hauptteil des Harzmaterials 4 auszuhärten und einen Außenschicht-Zwischenkörper 5 aus Harz herzustellen, während das flüssige, wärmehärtende Harzmaterial von der Walzenkernseite her dadurch gekühlt wird, daß Wasser oder eine ähnliche Kühlflüssigkeit durch die schraubenförmige Leitung geführt wird. So wird das Material 4 von der Walzen kernseite her auf z. B. -30 bis 50°C, vorzugsweise 5 bis 30°C gekühlt, um den Anteil des Harzmaterials 4 an der Au ßenfläche der faserverstärkten unteren Wicklungsschicht 23 auf dem Kern 1 viskos und flüssig zu halten und die Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial innerhalb des Außen schicht-Zwischenkörpers 5 aus Harz aufrechtzuerhalten.

Um die Aushärtungsreaktion des in den Raum 14 eingegossenen, flüssigen, wärmehärtenden Harzmaterials 4 zu hemmen, ist es erwünscht, das Material im ersten Schritt unter Kühlung die ses Materials 4 von der Walzenkernseite durch Hindurchleiten von Wasser oder einer ähnlichen Kühlflüssigkeit durch die schraubenförmige Leitung 21 in den Raum 14 einzugießen und mit dem Kühlen des ersten Schritts mittels der schraubenför migen Leitung 21 beim zweiten Schritt fortzufahren, um da durch den Anteil des Harzmaterials 4 um die Oberfläche des Walzenkerns viskos und flüssig zu halten und die Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial aufrechtzuerhalten, wo durch die autogene, exotherme Reaktion des Harzmaterials 4 verhindert wird.

Dritter Schritt

Danach wird, wie es in Fig. 16 dargestellt ist und wie es bei der dritten Vorgehensweise der Fall ist, der Außen schicht-Zwischenkörper 5 aus Harz von der Außenseite der Außenform 12 her gekühlt und dadurch auf einer niedrigen Temperatur von ungefähr 60°C gehalten, daß Wasser oder eine ähnliche Kühlflüssigkeit aus einem Schlauch 18 am oberen Ende des Außenumfangs der Form 12, der über mehrere Öffnun gen verfügt, an der Außenform 12 heruntergeleitet wird, wodurch der Körper 5 hauptsächlich durch Wärmeschrumpfung kontrahiert, wobei der Überschuß 4b des Materials der Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial innerhalb des Zwischenkörpers über das obere Ende 5 bei der Kontrak tion dieses Körpers 5 herausgedrückt werden kann, wenn sich dieser zusammenzieht.

Gemäß Fig. 17 wird anschließend heißes Wasser oder eine ähn liche Heizflüssigkeit durch die schraubenförmige Leitung 21 an der Außenfläche der Wicklungsschicht 23 geleitet, um die Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial von der Wal zenkernseite her auf ungefähr 60°C zu erwärmen und das rest liche viskose, flüssige Harzmaterial 4 auszuhärten, wodurch eine ausgehärtete Außenschicht 6 aus dem wärmehärtenden Harz ausgebildet wird, die mit dem Außenumfang des Walzenkerns 1, verbunden ist, der die Wicklungsschicht 23 und die schrau benförmige Leitung 21 um die Schicht 23 aufweist.

Wenn die Innentemperatur des Walzenkerns 1 beim obigen Schritt weiter auf 80 bis 90°C erhöht wird, ist der Aushärt vorgang unterstützt, wodurch die Harzmaterialschicht 4a mit erhöhter Festigkeit mit dem Walzenkern 1 verbunden wird, der die untere Wicklungsschicht 23 und die schraubenförmige Lei tung 21 auf der Schicht 23 trägt. Wenn die Temperatur, auf die der Zwischenkörper von der Außenseite der Form 12 her gekühlt wird, gleichzeitig weiter verringert wird, kann die Harzmaterialschicht 4a von durch den Aushärtvorgang beding ten thermischen Spannungen freigehalten werden.

Vierter Schritt

Wenn eine Metalleitung oder eine ähnliche Leitung, die selbst über relativ hohe Festigkeit verfügt, als schrauben förmige Kühl-Heiz-Leitung 21 verwendet wird, wird beim Aus härten des Harzes eine Hartwalze 10 erhalten. Die Außenform 12 wird entfernt, nachdem die Außenschicht 6 aus wärmehär tendem Harz um den Außenumfang des Walzenkerns 1 mit der schraubenförmigen Leitung 21 hergestellt wurde, und die Außenschicht 16 wird in ihrem oberen und unteren Endab schnitt durch ein (nicht dargestelltes) Schneidwerkzeug be schnitten, um überflüssige Abschnitte des Harzes zu entfer nen, wobei das Innere der Leitung 21 unverändert verbleibt. Der obere und untere Endabschnitt 21, 21b der schraubenför migen Leitung 21 werden ebenfalls entfernt, und die Oberflä che der Außenschicht 6 wird mittels einer Schleifeinrichtung geschliffen, damit die Hartwalze 10 Außenschicht-Endflächen 6a erhält, die ungefähr rechtwinklig zum Walzenkern 1 ver laufen (siehe Fig. 18).

Wenn die schraubenförmige Kühl-Heiz-Leitung 21 eine Metall leitung mit relativ geringer Festigkeit, eine Kunststofflei tung oder eine Gummileitung ist, folgt dem Aushärten des Harzes der Außenschicht 6 eine Verstärkung der Leitung 21, was wie bei der dritten Vorgehensweise erfolgt, jedoch nicht dargestellt ist. Zu diesem Zweck wird ein wärmehärtendes Harzmaterial geringer Viskosität in die Leitung 21 eingegos sen und durch Erwärmen ausgehärtet, um eine verstärkende Füllschicht 22 innerhalb der schraubenförmigen Leitung 21 herzustellen.

Danach wird die Außenform 12 entfernt, um eine Hartwalze 10 zu erhalten, und die faserverstärkte untere Wicklungsschicht 23 und die Außenschicht 6 der Walze aus wärmehärtendem Harz werden im oberen und unteren Endabschnitt durch ein (nicht dargestelltes) Schneidwerkzeug beschnitten, um überflüssige Abschnitte der Schicht 23 und der äußeren Harzschicht zu entfernen. Der obere und untere Endabschnitt 21a, 21b der schraubenförmigen Leitung 21 werden entfernt, und ferner wird die Oberfläche der Außenschicht 6 mittels eines Schleifwerkzeugs geschliffen, um der Hartwalze 10 Außen schicht-Endflächen 6a zu verleihen, die ungefähr rechtwink lig zum Walzenkern 1 verlaufen. Schließlich wird eine Über zugszusammensetzung auf die obere und untere Endfläche 6a, 6a der Außenschicht 6, die nahezu rechtwinklig zum Walzen kern 1 verlaufen, aufgetragen, wodurch verhindert ist, daß die beschnittenen oberen und unteren Endflächen der schrau benförmigen Leitung 21 frei liegen.

Obwohl der dargestellte Metallwalzenkern 1 hohl ist, kann die Walze massiv sein, wenn die schraubenförmige Kühl-Heiz-Leitung 21 verwendet wird, wie es im Fall der dritten be schriebenen Ausführungsform gilt.

Nachfolgend werden Beispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Beispiel 1

Eine Papierherstellungs-Kalandrierwalze wurde dadurch herge stellt, daß die Schritte gemäß den Fig. 1 bis 4 gemäß der ersten Vorgehensweise zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens der Reihe nach ausgeführt wurden.

Erster Schritt

Zunächst wurde ein Eisenwalzenkern 1 mit einer Länge von 4722 mm, einem Durchmesser von 480 mm und einer Oberflächen länge von 3470 mm durch Sandstrahlen des Außenumfangs mit einer rauhen Oberfläche versehen. Der Walzenkern 1 war hohl und verfügte an seinen jeweiligen Enden über Wellenabschnit te 2, 2 sowie in seinem Inneren über einen Heiz- oder Kühl flüssigkeitskanal 3.

Der Eisenwalzenkern 1 wurde aufrecht stehend auf den in Fig. 1 dargestellten Träger 11 aufgesetzt und eine Halteplatte 15 erforderlicher Höhe wurde außerhalb des Kerns 1 angeordnet, um die Walzenflächenlänge einzustellen. Eine Außenform 12 zum Herstellen einer Außenschicht wurde an der Halteplatte 12 um den Kern 1 herum unter Einhaltung eines vorgegebenen Abstands zu diesem angeordnet. Kühlwasser wurde durch den Kanal vorbei innerhalb des Walzenkerns 1 geleitet, um die Oberfläche-des Kerns 1 auf ungefähr 20°C zu halten.

Dann wurde flüssiges Epoxidharzmaterial 4 in den Raum 14 zwischen dem Walzenkern 1 und der Außenform 12 eingegossen. Das verwendete Epoxidharzmaterial 4 enthielt 100 Gewichts teile Hauptbestandteil, 24 Gewichtsteile eines Aushärtungs bestandteils und 40 Gewichtsteile Quarzpulver mit einer mittleren Teilchengröße bis zu 44 µm.

Zweiter Schritt

Anschließend wurde das Epoxidharzmaterial 4 von der Außen seite der Außenform 12 mittels des in Fig. 1 dargestellten Heizers 17 erwärmt, wobei die Heiztemperatur schrittweise auf 100°C, 150°C und 200°C erwärmt wurde, wodurch der Haupt teil des Materials 4 ausgehärtet wurde, wodurch das Material die Eigenschaften von Epoxidharz zeigte, und es wurde ein Außenschicht-Zwischenkörper 5 aus Harz hergestellt. Das Zu führen von Kühlwasser im ersten Schritt durch den Kanal 3 innerhalb des Walzenkerns 1 wurde fortgeführt, um dadurch die Oberfläche des Walzenkerns 1 auf ungefähr 20°C zu hal ten, wodurch der Anteil des Harzmaterials 4 an der Oberflä che viskos und flüssig gehalten wurde und eine Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial mit einer Dicke von un gefähr 3 bis ungefähr 4 mm innerhalb des Zwischenkörpers 5 beibehalten wurde.

Dritter Schritt

Danach wurde Kühlwasser ausgehend von einem Schlauch 18 am oberen Ende der Form 12, wie in Fig. 2 dargestellt, mit Öff nungen, an der Außenform 12 heruntergeleitet, um den Zwi schenkörper 5 von der Außenseite der Form 12 her zu kühlen und ihn auf einer niedrigen Temperatur von ungefähr 60°C zu halten, wodurch dieser Körper 5 hauptsächlich durch Wärme schrumpfung kontrahierte, wobei der Überschuß 4b des Mate rials der Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial innerhalb des Zwischenkörpers über das obere Ende des Kör pers 5 herausgedrückt werden konnte, wenn sich dieser zusam menzog.

Danach wurde, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, heißes Was ser durch den Kanal 3 innerhalb des Walzenkerns 1 geleitet, um dadurch die Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmate rial von der Innenseite des Kerns 1 her auf ungefähr 60°C zu erwärmen. Nachdem eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen war, wurde die Innentemperatur des Walzenkerns 1 auf unge fähr 80 bis ungefähr 90°C erhöht und gleichzeitig wurde der Zwischenkörper 5 auf ungefähr 20°C gekühlt, um das restliche viskose, flüssige Harzmaterial 4 auszuhärten und eine Außen schicht 6 aus ausgehärtetem Epoxidharz herzustellen, die mit dem Außenumfang des Walzenkerns 1 verbunden war.

Vierter Schritt

Nachdem das Epoxidharz ausgehärtet war, wurde die Außenform 12 entfernt, um eine Hartwalze 10 zu erhalten. Der obere Endabschnitt der Walze, der aufgrund des Aushärtens der Außenschicht 6 aus Epoxidharz unregelmäßige Form aufwies, wurde durch ein (nicht dargestelltes) Schneidwerkzeug be schnitten, um den überflüssigen Anteil des Harzes zu entfer nen. Die Oberfläche der Außenschicht 6 wurde durch eine Schleifeinrichtung geschliffen, um der Hartwalze 10 eine Außenschicht-Endfläche 6a zu verleihen, die nahezu recht winklig zum Kern 1 verlief (siehe Fig. 4).

Bei der so hergestellten Hartwalze 10 verfügte die Epoxid harz-Außenschicht 6 über eine tatsächliche Oberflächenlänge, die kürzer als die Oberflächenlänge des Walzenkerns 1 war. Die Außenschicht 6 hatte eine tatsächliche Außenflächenlänge von 3430 mm, einen Außendurchmesser von 500 mm und eine Dicke von 10 mm.

Funktionsauswertungstest

Um die Funktion der so hergestellten Hartwalze 10 dahinge hend zu überprüfen, ob sie als Papierherstellungs-Kalan drierwalze geeignet ist, wurde eine kleine Hartwalze 10 für einen Lauftest auf genau dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt.

Die Eisenkernwalze 1 der kleinen Hartwalze 10 für den Lauf test hatte eine Länge von 700 mm, einen Durchmesser von 200 mm und eine Oberflächenlänge von 200 mm. Die Epoxidharz-Außenschicht 6 hatte eine Dicke von 10 mm und eine tatsäch liche Oberflächenlänge von 190 mm.

Um die kleine Hartwalze 10 als Papierherstellungs-Kalan drierwalze zu verwenden, wurden für die Walze 10 zwei (nicht dargestellte) Stahlwalzen verwendet, bei denen es sich um Eisenwalzen mit einem eingebauten Heizer handelte, die eine Länge von 700 mm, einen Durchmesser von 190 mm und eine Oberflächenlänge von 210 mm hatten.

Die Testhartwalze 10 wurde zwischen dem Paar Stahlwalzen an geordnet, die übereinander angeordnet waren. Der Heizer der Stahlwalze wurde auf eine Temperatur von 80°C eingestellt. Ein Heizer war sowohl in der oberen als auch der unteren Stahlwalze untergebracht.

Die Testwalze 10 gemäß der Erfindung wurde kontinuierlich einem Lauftest über vier Wochen unterzogen, wobei die obere und untere Stahlwalze einen linienförmigen Druck von 380 kg/ cm ausübten und mit einer Drehzahl von 400 U/Min. liefen.

Dabei zeigte es sich, daß die Oberfläche der Testwalze 10 frei von Verunstaltungen oder Rißbildung war, wie sie durch den linienförmigen Druck der Stahlwalzen hervorgerufen wer den könnten, während sich in der Epoxidharz-Außenschicht 6 keine wärmebedingte Beschädigung zeigte, wie sie durch die Wärmeerzeugung beim Lauf hätte entstehen können. Das Ergeb nis zeigt, daß die Hartwalze 10 des Beispiels 1 zufrieden stellend als tatsächliche Papierherstellungs-Kalandrierwalze verwendbar ist.

Beispiel 2

Eine Papierherstellungs-Kalandrierwalze wurde dadurch herge stellt, daß die Schritte der Fig. 5 bis 8 gemäß der zweiten Vorgehensweise zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens der Reihe nach ausgeführt wurden.

Erster Schritt

Zunächst wurde ein Eisenwalzenkern 1 mit einer Länge von 3460 mm, einem Durchmesser von 480 mm und einer Oberflächen länge von 3400 mm durch Sandstrahlen seines Außenumfangs an der Oberfläche aufgerauht. Der Walzenkern 1 war hohl und verfügte an seinen jeweiligen Enden über Wellenabschnitte 2, 2 und in seinem Inneren über einen Heiz- oder Kühl-Flüssig keitskanal 3.

Danach wurde ein mit einem Epoxidharz imprägniertes Faser material auf den Außenumfang des Eisenwalzenkerns 1 aufge wickelt, um eine faserverstärkte untere Wicklungsschicht 7 mit einer Dicke von 6 mm herzustellen. Das verwendete Epo xidharz war eine Mischung von 100 Gewichtsteilen des Haupt bestandteils, 24 Gewichtsteilen eines Aushärtungsmittels und 40 Gewichtsteilen Quarzpulver mit einer mittleren Teilchen größe bis zu 44 µm. Die Faserwicklung bestand aus Glasro ving, imprägniert mit dem Quarz enthaltenden Epoxidharz, aufgewickelt auf den Kern 1 und aus einem Glasgewebeband, das mit demselben Epoxidharz imprägniert war und anschlie ßend um die Rovingschicht gewickelt wurde. Das Epoxidharz wurde bei 100°C ausgehärtet.

Danach wurde der Walzenkern 1 wurde aufrecht stehend auf den in Fig. 5 dargestellten Träger 11 aufgesetzt, und eine Au ßenform 12 zum Herstellen einer Außenschicht 12 wurde mit einem vorgegebenen Abstand zum Kern 1 um diesen herum ange ordnet, und eine Innenform 13 zum Herstellen einer Außen schicht wurde am oberen Ende des Walzenkerns 1 in Verlänge rung desselben angeordnet. Dann wurde Kühlwasser durch den Kanal 2 innerhalb des Kerns 1 geleitet. Ein flüssiges Epo xidharzmaterial 4 wurde in den Raum 14 zwischen der Außen form 12 und der Kombination aus dem Kern 1 und der Innenform 13 bis auf ein Niveau über dem oberen Ende des Walzenkerns 1 eingegossen. Das verwendete Epoxidharz, das mit dem oben angegebenen übereinstimmte, war eine Mischung aus 100 Ge wichtsteile des Hauptbestandteil, 24 Gewichtsteilen eines Aushärtungsbestandteils und 40 Gewichtsteilen Quarzpulver mit einer mittleren Teilchengröße bis zu 44 µm.

Zweiter Schritt

Anschließend wurde das Epoxidharzmaterial 4 mittels des in Fig. 5 dargestellten Heizers 17 von der Außenseite der Au ßenform 12 her erwärmt, während die Heiztemperatur schritt weise auf 100°C, 150°C und 200°C erwärmt wurde, wodurch der Hauptanteil des Materials 4 so ausgehärtet wurde, daß das Material die Eigenschaften von Epoxidharz zeigte und ein Außenschicht-Zwischenkörper 5 aus Harz hergestellt wurde. Das Zuführen von Kühlwasser durch den Kanal 3 innerhalb des Kerns 1, wie im ersten Schritt, wurde fortgeführt, um da durch die Oberfläche des Kerns 1 auf ungefähr 20°C zu hal ten, den Anteil des Harzmaterials 4 an der Oberfläche viskos und flüssig zu halten und eine Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial mit einer Dicke von ungefähr 3 bis ungefähr 4 mm innerhalb des Zwischenkörpers 5 aufrechtzuer halten.

Dritter Schritt

Danach wurde Kühlwasser ausgehend von einem Schlauch 18 am oberen Ende der Form 12, wie in Fig. 6 dargestellt, mit Öffnungen in ihm, an der Außenform 12 heruntergeleitet, um den Zwischenkörper 5 von der Außenseite der Form 12 her zu kühlen und den Körper 5 auf einer niedrigen Temperatur von ungefähr 60°C zu halten, wodurch er sich hauptsächlich durch Wärmeschrumpfung zusammenzog, wobei der Überschuß 4b des Materials der Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmate rial innerhalb des Zwischenkörpers über das obere Ende des Körpers 5 herausgedrückt werden konnte, wenn sich dieser zusammenzog.

Danach wurde, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, heißes Was ser durch den Kanal 3 innerhalb des Walzenkerns 1 geleitet, um dadurch die Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmate rial von der Innenseite des Kerns 1 her auf ungefähr 60°C zu erwärmen. Wenn eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen war, wurde die Innentemperatur des Walzenkerns 1 auf ungefähr 80 bis ungefähr 90°C erhöht, und gleichzeitig wurde der Zwi schenkörper 5 auf ungefähr 20°C gekühlt, um das restliche viskose, flüssige Harzmaterial 4 auszuhärten und eine ausge härtete Epoxidharz-Zwischenschicht 6 herzustellen, die mit dem Außenumfang des Walzenkerns 1 verbunden war.

Vierter Schritt

Nachdem das Epoxidharz ausgehärtet war, wurde die Außenform 12 entfernt, um eine Hartwalze 10 zu erhalten. Beim vorlie genden Beispiel wurde das Epoxidharzmaterial 4 im ersten Schritt bis auf ein Niveau über dem oberen Ende des Walzen kerns 1 eingegossen, wo daß die Epixodharz-Außenschicht 6 bis auf ein Niveau über der oberen Endfläche 1a des Kerns 1 hergestellt wurde. Der obere Endabschnitt der Außenschicht 6, der wegen des Aushärtens derselben unregelmäßige Form aufwies, wurde durch ein (nicht dargestelltes) Schneidwerk zeug beschnitten, um den überflüssigen Anteil des Harzes zu entfernen, und die Oberfläche der Außenschicht 6 wurde durch eine Schleifeinrichtung geschliffen, um eine Außenschicht-Endfläche 6a herzustellen, die mit der oberen Endfläche 1a des Walzenkerns 1 fluchtete. Die Epoxidharz-Außenschicht 6 der so hergestellten Hartwalze 10 wies eine tatsächliche Oberflächenlänge auf, die der Oberflächenlänge des Walzen kerns 1 entsprach (siehe Fig. 8).

Die Epoxidharz-Außenschicht 6 der so erhaltenen Hartwalze 10 hatte eine tatsächliche Oberflächenlänge von 3400 mm, einen Außendurchmesser von 520 mm und eine Dicke von 20 mm.

Funktionsauswertungstest

Um die Funktion der so hergestellten Hartwalze 10 dahinge hend zu überprüfen, ob sie als Papierherstellungs-Kalan drierwalze verwendbar war, wurde eine kleine Hartwalze 10 für einen Lauftest auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt.

Die Eisenkernwalze 1 der kleinen Hartwalze 10 für den Lauf test hatte eine Länge von 700 mm, einen Durchmesser von 200 mm und eine Oberflächenlänge von 200 mm. Die Epoxidharz-Außenschicht 6 hatte eine Dicke von 14 mm und eine tatsäch liche Oberflächenlänge von 200 mm. Die faserverstärkte untere Wicklungsschicht 7 hatte eine Dicke von 6 mm.

Um die Testhartwalze 10 als Papierherstellungs-Kalandrier walze zu verwenden, wurden für die Walze 10 zwei (nicht dargestellte) Stahlwalzen verwendet, bei denen es sich um Eisenwalzen mit einem eingebauten Heizer handelte, die eine Länge von 700 mm, einen Durchmesser von 200 mm und eine Außenflächenlänge von 200 mm hatten.

Die erfindungsgemäße Testwalze 10 wurde kontinuierlich einem Lauftest über vier Wochen unterzogen, wobei die obere und untere Stahlwalze auf einem linienförmigen Druck von 380 kg/cm und einer Drehzahl von 400 U/Min. gehalten wurden.

Dabei zeigte es sich, daß die Oberfläche der Testwalze 10 frei von Verunstaltungen oder Rissen, wie durch den zeilen förmigen Druck der Stahlwalzen möglicherweise hervorgerufen, war, während sich in der Epoxidharz-Außenschicht 6 keine wärmebedingte Beschädigung zeigte, wie sie durch die Wärme erzeugung beim Lauf hätte entstehen können. Das Ergebnis zeigt, daß die Hartwalze 10 des Beispiels 2 vollständig als tatsächliche Papierherstellungs-Kalandrierwalze verwendbar ist.

Beispiel 3

Eine Papierherstellungs-Kalandrierwalze wurde dadurch herge stellt, daß die Schritte der Fig. 9 bis 14 gemäß der dritten Vorgehensweise des erfindungsgemäßen Verfahrens der Reihe nach ausgeführt wurden.

Erster Schritt

In der Außenumfangsfläche eines Eisenwalzenkerns 1 wurde eine schraubenförmige Nut 20 zum Einpassen einer Leitung mit einer Ganghöhe, die nahezu dem Außendurchmesser einer Kühl- Heiz-Leitung 21 entsprach, hergestellt. Der Walzenkern 1 hatte eine Länge von 4722 mm, einen Durchmesser von 480 mm und eine Oberflächenlänge von 3470 mm. Die Nut 20 verfügte über eine solche Tiefe, daß die Hälfte der Leitung 21 genau in die Nut paßte. Die Nut hatte halbkreisförmigen Quer schnitt.

Die Leitung 21 bestand aus Kupfer, hatte einen Außendurch messer von 6,0 mm und verfügte über kreisförmigen Quer schnitt. Dann wurde die Leitung 21 dadurch auf den Walzen kern 1 aufgewickelt, daß ihr einer Endabschnitt 21a zu nächst an einem Ende des Kerns 1, zum einen Wellenabschnitt 2 desselben zugewandt, in die Nut 20 eingepaßt wurde, dann kontinuierlich und schraubenförmig die Leitung in den ande ren Teil der Nut 20 eingepaßt wurde und der andere Endab schnitt 21b der Leitung 21 am anderen Kernende, das dem an deren Wellenabschnitt 2 zugewandt war, aus der Nut 20 her ausgeführt wurde.

Auf die Kernoberfläche mit der schraubenförmigen Nut 20 wur de ein Epoxidharzkleber aufgetragen, bevor der Wicklungsvor gang erfolgte, um den eingepaßten Halbabschnitt der Leitung 21 mit dem Kern 1 zu verbinden, und ein (nicht dargestell ter) Metalldraht wurde um den Ausgangs- und Endabschnitt der Wicklung der Leitung 21 um den Kern 1 gewickelt, um die Leitung 21 zu befestigen.

Der Metallwalzenkern 1 mit der so in die Nut 20 eingepaßten Kühl-Heiz-Leitung 21, die schraubenförmig um den Außenumfang gewickelt war, wurde aufrecht stehen auf einen Träger 11 aufgesetzt, wobei der untere Wellenabschnitt 2 des Kerns 1 in eine Wellenbohrung 16 des Trägers 11 eingepaßt wurde, wie in Fig. 9 dargestellt.

Wie im Fall des Beispiels 1 wurde eine Halteplatte 15 mit erforderlicher Höhe zum Einstellen der Walzenaußenflächen längen um den Walzenkern 1 herum angeordnet, und eine Außen form 12 zum Herstellen einer Außenschicht wurde unter Ein haltung eines vorgegebenen Abstands zum Kern 1 um diesen herum angeordnet, um einen Harzmaterial-Gießraum 14 auszu bilden, der durch den Kern 1 und die Außenform 12 festgelegt war und ein offenes oberes Ende und ein unteres Ende auf wies, das durch die Halteplatte 15 verschlossen war.

Dann wurde dasselbe flüssige Epoxidharzmaterial 4, wie es beim Beispiel 1 verwendet wurde, in den Raum 14 eingegossen.

Zweiter Schritt

Wie in Fig. 9 dargestellt, wurde das Epoxidharzmaterial 4 anschließend von der Außenseite der Außenform 12 her mittels eines Heizers 17 erwärmt, um den Hauptanteil des Epoxidharz materials 4 auszuhärten und einen Außenschicht-Zwischenkör per 5 aus Harz herzustellen. Das flüssige Epoxidharzmaterial wurde von der Walzenkernseite her dadurch gekühlt, daß eine Kühlflüssigkeit, nämlich Wasser, durch die schraubenförmige Leitung 21 geleitet wurde. So wurde das Material von der Kernseite her auf 20°C gekühlt, um den Anteil des Harzmate rials 4 an der Oberfläche des Kerns 1 viskos und flüssig zu halten und eine Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmate rial innerhalb des Außenschicht-Zwischenkörpers 5 aus Harz aufrechtzuerhalten.

Um die Aushärtungsreaktion des in den Raum 14 eingegossenen, flüssigen Epoxidharzmaterials 4 zu hemmen, wurde das flüssi ge Epoxidharzmaterial 4 im ersten Schritt unter Kühlung des Materials 4 von der Walzenkernseite her durch Hindurchleiten der Kühlflüssigkeit, also Wasser, durch die schraubenförmige Leitung 21 in den Raum 14 eingegossen, und der Kühlvorgang mittels der schraubenförmigen Leitung 21 gemäß dem ersten Schritt wurde beim zweiten schritt fortgesetzt, um dadurch den Anteil des Harzmaterials 4 an die Oberfläche des Walzen kerns 1 viskos und flüssig zu halten und die Schicht 4a des viskosen, flüssigen Harzmaterials beizubehalten, wobei die autogene, exotherme Reaktion des Harzmaterials 4 verhindert wird.

Dritter Schritt

Danach wurde, wie in Fig. 11 dargestellt, der Außenschicht-Zwischenkörper 5 aus Harz von der Außenseite der Außenform 12 her gekühlt und dadurch auf einer niedrigen Temperatur von ungefähr 60°C gehalten, daß Kühlflüssigkeit, d. h. Was ser, aus einem Schlauch 18 um das obere Ende des Außenum fangs der Form 12, der mit mehreren Öffnungen versehen war, an der Form 12 heruntergeleitet wurde, wobei der Körper 5 hauptsächlich durch Wärmeschrumpfung kontrahierte, wobei der Überschuß 4b des Materials der Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial innerhalb des Zwischenkörpers über das obere Ende des Körpers 5 herausgedrückt wurde, wenn sich dieser zusammenzog.

Wie in Fig. 12 dargestellt ist, wurde dann eine Heizflüssig keit, nämlich heißes Wasser, durch die schraubenförmige Lei tung 21 geleitet, um die Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial von der Walzenkernseite her auf ungefähr 60°C zu erwärmen, um das restliche viskose, flüssige Harzmaterial 4 auszuhärten, wodurch eine ausgehärtete Epoxidharz-Außen schicht 6 hergestellt wurde, die mit dem Außenumfang des Walzenkerns 1 mit der darauf gewickelten schraubenförmigen Leitung 21 verbunden war.

Vierter Schritt

Nachdem die Epoxidharz-Außenschicht 6 um den Walzenkern 1 mit der schraubenförmigen Leitung 21 durch Aushärten des Harzes ausgebildet war, wurde ein Epoxidharzmaterial mit einer Viskosität von 3000 cps in die schraubenförmige Lei tung 21 eingegossen, um diese zu verstärken. Der Schlauch 18 wurde entfernt, nachdem die Leitung 21 bis zu ihrem oberen Endabschnitt 21b mit dem Harz aufgefüllt war, und der Heizer 17 wurde erneut betrieben, um das Harz in der Leitung 21 durch Erwärmung auf 50 bis 60°C auszuhärten und eine ver stärkende Füllungsschicht 22 herzustellen (siehe Fig. 14).

Danach wurde die Außenform 12 entfernt, um eine Hartwalze 10 zu erhalten, und die Epoxidharz-Außenschicht 6 der Walze wurde in ihrem oberen und unteren Endabschnitt durch ein (nicht dargestelltes) Schneidwerkzeug beschnitten, um über flüssige Teile des Harzes zu entfernen. Der obere und untere Endabschnitt 21a, 21b der schraubenförmigen Leitung 21 wur den entfernt, und die Oberfläche der Außenschicht 6 wurde mittels einer Schleifeinrichtung geschliffen, um die Hart walze 10 mit Außenschicht-Endflächen 6a zu versehen, die un gefähr rechtwinklig zum Walzenkern 1 verliefen. Schließlich wurde eine Überzugszusammensetzung auf die obere und untere Endfläche 6a, 6a der Außenschicht 6, die nahezu rechtwinklig zum Kern verliefen, aufgetragen.

Bei der so erhaltenen Hartwalze 10 hatte die Epoxidharz-Außenschicht 6 eine tatsächliche Oberflächenlänge, die kür zer als die Oberflächenlänge des Walzenkerns 1 war. Die Au ßenschicht 6 hatte eine tatsächliche Oberflächenlänge von 3430 mm, einen Außendurchmesser von 500 mm und eine Dicke von 10 mm.

Funktionsauswertungstest

Um die Funktion der so hergestellten Hartwalze 10 dahinge hend zu überprüfen, ob sie als Papierherstellungs-Kalan drierwalze geeignet ist, wurde eine kleine Hartwalze 12807 00070 552 001000280000000200012000285911269600040 0002004480109 00004 1268810 für einen Lauftest auf genau dieselbe Weise wie beim Beispiel 3 hergestellt.

Die Testhartwalze 10 wurde zur Bewertung ihres Funktionsver mögens genau demselben Verfahren wie beim Beispiel 1 gete stet. Die Testwalze 10 gemäß der Erfindung wurde zwischen einem Paar Walzen aus einer oberen und einer unteren Stahl walze angeordnet und kontinuierlich für vier Wochen einem Lauftest unterzogen, wobei die obere und untere Stahlwalze auf einem zeilenförmigen Druck von 380 kg/cm und einer Dreh zahl von 400 U/Min. gehalten wurden.

Im Ergebnis zeigte es sich, daß die Oberfläche der Testwalze 10 frei von Verunstaltungen und Rissen war, wie sie durch den zeilenförmigen Druck der Stahlwalzen hätten hervorgeru fen werden können, während sich in der Epoxidharz-Außen schicht 6 keine wärmebedingte Beschädigung zeigte, wie sie durch die beim Lauf erzeugte Wärme hätte hervorgerufen wer den können. Das Ergebnis zeigt, daß die Hartwalze 10 des Beispiels 3 vollständig als tatsächliche Papierherstellungs-Kalandrierwalze verwendbar ist.

Beispiel 4

Eine Papierherstellungs-Kalandrierwalze wurde dadurch herge stellt, daß die Schritte gemäß den Fig. 15 bis 18 gemäß der vierten Vorgehensweise zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens der Reihe nach ausgeführt wurden.

Zunächst wurde ein Eisenwalzenkern 1 mit einer Länge von 3460 mm, einem Durchmesser von 480 mm und einer Oberflächen länge von 3400 mm durch Sandstrahlen über den gesamten Au ßenumfang an der Oberfläche aufgerauht. Der Walzenkern 1 verfügte an seinen jeweiligen Enden über Wellenabschnitte 2, 2.

Danach wurde ein mit einem Epoxidharz imprägniertes Faser material um den Außenumfang des Eisenwalzenkerns 1 gewic kelt, um eine faserverstärkte untere Wicklungsschicht 23 mit einer Dicke von 8 mm herzustellen. Wie beim obigen Beispiel 2 war das verwendete Epoxidharz eine Mischung aus 100 Ge wichtsteilen des Hauptbestandteils, 24 Gewichtsteilen eines Aushärtungsmittels und 40 Gewichtsteilen Quarzpulver mit einer mittleren Teilchengröße bis zu 44 µm. Das Fasermate rial wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 2 um den Walzenkern 1 gewickelt.

Wie im Fall der beschriebenen dritten Ausführungsweise wurde die Wicklungsschicht 21 um den Metallkern 1 an ihrer Außen fläche mit einer schraubenförmigen Nut 20 zum Befestigen einer Leitung mit einer Ganghöhe, die nahezu dem Außendurch messer einer Kühl-Heiz-Leitung 21 entsprach, versehen. Die Nut 20 hatte eine solche Tiefe, daß die Hälfte der Leitung 21 eng passend in die Nut paßte. Die Nut hatte halbkreisför migen Querschnitt.

Die Leitung 21 bestand aus Kupfer, hatte einen Außendurch messer von 6,0 mm und verfügte über kreisförmigen Quer schnitt. Dann wurde die Leitung 21 dadurch auf den Walzen kern 1 aufgewickelt, daß ein Endabschnitt 21a der Leitung 21 zunächst an einem Ende der Schicht 23 auf dem Kern 1 in die Nut 20 eingepaßt wurde, die Leitung kontinuierlich und schraubenförmig in den anderen Teil der Nut 20 eingepaßt wurde, und-der andere Endabschnitt 21b der Leitung 21 am anderen Ende der Schicht 23 auf dem Kern 1 aus der Nut 20 herausgeführt wurde.

Wie im Fall des Beispiels 3 wurde ein Epoxidharzkleber 23 auf die Fläche der die Nut 20 festlegenden Schicht 23 aufge tragen, bevor der Aufwicklungsvorgang erfolgte, um den ein gepaßten halben Teil der Leitung 21 mit der Schicht 23 zu verbinden, und es wurde ein (nicht dargestellter) Metall draht um den Ausgangs- und den Endabschnitt der Leitungs wicklung um den Kern 1 gewickelt, um die Leitung 21 zu befe stigen.

Der Metallwalzenkern 1 mit der so in die Nut 20 der Wick lungsschicht 23 eingepaßten Kühl-Heiz-Leitung 21, die schraubenförmig um den Außenumfang gewickelt war, wurde auf recht stehend auf einen Träger 11 gesetzt, wobei der untere Wellenabschnitt 2 des Kerns 1 in eine Wellenbohrung 16 des Trägers 11 eingeführt wurde, wie in Fig. 15 dargestellt.

Wie im Fall des Beispiels 1 wurde eine Halteplatte 15 mit erforderlicher Höhe zum Einstellen der Walzenflächenlänge um den Walzenkern 1 herum angeordnet, und eine Außenform 12 zum Herstellen einer Außenschicht wurde unter Einhaltung eines vorgegebenen Abstands zum Kern 1 um diesen herum angeordnet, um einen Harzmaterial-Gießraum 14 zu bilden, der durch den Kern 1 und die Außenform 12 festgelegt war und ein offenes oberes Ende und ein unteres Ende aufwies, das durch die Hal teplatte 15 verschlossen war.

Zweiter Schritt

Wie in Fig. 15 dargestellt, wurde das Epoxidharzmaterial 4 anschließend von der Außenseite der Außenform 12 her durch einen Heizer 17 erwärmt, um den Hauptanteil des Epoxidharz materials 4 auszuhärten und einen Außenschicht-Zwischenkör per 5 aus Harz herzustellen, während das flüssige Epoxid harzmaterial von der Walzenkernseite her dadurch gekühlt wurde, daß eine Kühlflüssigkeit, nämlich Wasser, durch die schraubenförmige Leitung 21 geleitet wurde. So wurde das Material von der Walzenkernseite her auf 20°C gekühlt, um den Anteil des Harzmaterials 4 an der Oberfläche der Wick lungsschicht 23 auf dem Kern 1 viskos und flüssig zu halten und eine Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial in nerhalb des Zwischenkörpers 5 aufrechtzuerhalten.

Um die Aushärtungsreaktion des in den Raum 14 eingegossenen flüssigen Epoxidharzmaterials 4 zu hemmen, wurde das flüssi ge Epoxidharzmaterial 4 im ersten Schritt unter Kühlung des Materials 4 von der Walzenkernseite her durch Hindurchleiten der Kühlflüssigkeit, nämlich Wasser, durch die schraubenför mige Leitung 21 in den Raum 14 eingegossen, und das Kühlen gemäß dem ersten Schritt mittels der Leitung 21 wurde im zweiten Schritt fortgeführt, um dadurch den Anteil des Harz materials 4 an der Oberfläche des Walzenkerns 1 viskos und flüssig zu halten und die Schicht 4a aus dem viskosen, flüs sigen Harzmaterial aufrechtzuerhalten, wobei die autogene, exotherme Reaktion des Materials 4 verhindert wurde.

Dritter Schritt

Danach wurde, wie in Fig. 16 dargestellt, der Außenschicht-Zwischenkörper 5 aus Harz von der Außenseite der Außenform 12 her gekühlt und auf einer niedrigen Temperatur von unge fähr 60°C gehalten, was dadurch erfolgte, daß Kühlflüssig keit, nämlich Wasser, aus einem Schlauch 18 um das obere Ende des Außenumfangs der Form 12, der mit mehreren Öffnun gen versehen war, an der Form 12 heruntergeleitet wurde, wodurch der Körper 5 hauptsächlich durch Wärmeschrumpfung kontrahierte, wobei der Überschuß 4b des Materials der Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial innerhalb des Zwischenkörpers über das obere Ende des Körpers 5 her ausgedrückt werden konnte, wenn sich dieser zusammenzog.

Wie aus Fig. 17 erkennbar, wurde danach eine Heizflüssig keit, nämlich heißes Wasser, durch die schraubenförmige Lei tung 21 geleitet, um die Schicht 4a aus viskosem, flüssigem Harzmaterial von der Walzenkernseite her auf ungefähr 60°C zu erwärmen und das restliche viskose, flüssige Harzmaterial 4 auszuhärten, wodurch eine ausgehärtete Epoxidharz-Außen schicht 6 hergestellt wurde, die mit dem Außenumfang des Walzenkerns 1 mit der unteren Wicklungsschicht 23 und der um diese gewickelten schraubenförmigen Leitung 21 verbunden war.

Vierter Schritt

Nachdem die Epoxidharz-Außenschicht 6 durch Aushärtung des Harzes um den Walzenkern 1 mit der schraubenförmigen Leitung 21 hergestellt war, wurde ein Epoxidharzmaterial mit einer Viskosität von 3000 cps in die schraubenförmige Leitung 21 gegossen, um die Leitung 21 zu verstärken. Der Schlauch 18 wurde entfernt, nachdem die Leitung 21 bis zu ihrem oberen Endabschnitt 21b mit Harz aufgefüllt war, und der Heizer 17 wurde erneut betrieben, um das Harz in der Leitung 21 durch Erwärmung auf 50 bis 60°C auszuhärten und eine verstärkende Füllschicht 22 herzustellen.

Dann wurde die Außenform 12 entfernt, um eine Hartwalze 10 zu erhalten, und die untere Wicklungsschicht 23 und die Epoxidharz-Außenschicht 6 der Walze wurden am oberen und unteren Endabschnitt durch ein Schneidwerkzeug (nicht darge stellt) beschnitten, um überflüssige Teile der Wicklungs schicht 23 und der Harzaußenschicht zu entfernen. Der obere und der untere Endabschnitt 21a, 21b der schraubenförmigen Leitung 21 wurden entfernt, und ferner wurde die Oberfläche der Außenschicht 6 durch ein Schleifwerkzeug geschliffen, um der Hartwalze 10 Außenschicht-Endflächen 6a zu verleihen, die ungefähr rechtwinklig zum Walzenkern verliefen (siehe Fig. 18). Schließlich wurde eine Überzugszusammensetzung auf die obere und untere Endfläche 6a, 6a der Außenschicht 6 aufgetragen, die nahezu rechtwinklig zu Kern 1 verliefen.

Bei der so erhaltenen Hartwalze 10 wies die Epoxidharz-Außenschicht 6 eine tatsächliche Oberflächenlänge auf, die kürzer als die Oberflächenlänge des Walzenkerns 1 war. Die Harzaußenschicht 6 hatte eine tatsächliche Außenflächenlänge von 3400 mm, einen Außendurchmesser von 520 mm und eine Dicke von 20 mm.

Funktionsbewertungstest

Um die so hergestellte Hartwalze 10 hinsichtlich ihrer Funktionsfähigkeit betreffend die Verwendung als Papierher stellungs-Kalandrierwalze zu überprüfen, wurde eine kleine Hartwalze 10 für einen Lauftest genau auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 4 hergestellt.

Die Testhartwalze 10 wurde zum Bewerten der Funktionsfähig keiten mit genau demselben Verfahren wie beim Beispiel 1 ge testet. Die Testwalze 10 gemäß der Erfindung wurde zwischen einem Paar Walzen aus einer oberen und unteren Stahlwalze angeordnet und kontinuierlich für vier Wochen einem Lauftest unterzogen, wobei die obere und untere Stahlwalze mit einem zeilenförmigen Druck von 380 kg/cm und einer Drehzahl von 400 U/Min. betrieben wurden.

Im Ergebnis zeigte sich, daß die Oberfläche der Testwalze 10 des Beispiels 4 frei von Verunstaltungen oder Rissen war, wie sie durch den zeilenförmigen Druck der Stahlwalzen hät ten hervorgerufen werden können, während sich in der Epoxid harz-Außenschicht 6 keine wärmebedingte Beschädigung zeigte, wie sie durch die durch den Lauf erzeugte Wärme hätte her vorgerufen werden können. Die Ergebnisse zeigen, daß die Hartwalze 10 des Beispiels 4 zufriedenstellend als tatsäch liche Papierherstellungs-Kalandrierwalze anwendbar ist.

Die Erfindung ist in vorteilhafter Weise auf ein Verfahren zum Herstellen von Hartwalzen zur Verwendung bei der Papier herstellung, von Fasern oder bei anderen Industriezweigen anwendbar, insbesondere auf ein Verfahren zum Herstellen von Hartwalzen zur Verwendung als elastische Walzen, wozu Pa pierherstellungs-Kalandrierwalzen, Papierherstellungs-An preßwalzen (wozu Walzen gehören, die Papierherstellungs-Steinwalzen und Papierherstellungs-Gummiwalzen ersetzen), Faserkalandrierwalzen, Kalandrierwalzen für magnetische Auf zeichnungsmaterialien usw. gehören.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Hartwalze (10), gekenn zeichnet durch folgende Schritte:

- Anordnen einer Außenform (12) zum Herstellen einer Außen schicht um einen Metallwalzenkern (1) in aufrecht stehender Weise mit einem vorgegebenen Abstand zum Kern, um zwischen dem Walzenkern und der Außenform einen Harzmaterial-Gießraum (14) mit einem geschlossenen unteren Ende und einem oberen offenen Ende auszubilden, und Eingießen eines flüssigen, wärmehärtenden Harzmaterials in den Raum;
- Erwärmen des wärmehärtenden Harzmaterials von der Außen seite der Außenform her, um den Hauptanteil des Materials auszuhärten und einen Außenschicht-Zwischenkörper (5) aus Harz auszubilden, während das Material von der Walzenkern seite her gekühlt wird, wobei ein Teil des Materials an der Oberfläche des Walzenkerns in viskosem, flüssigem Zustand gehalten wird und eine Schicht (4a) aus viskosem, flüssigem Harzmaterial innerhalb des Außenschicht-Zwischenkörpers aus Harz aufrechterhalten wird;
- anschließendes Kühlen des Außenschicht-Zwischenkörpers aus Harz von der Außenseite der Außenform her, damit sich dieser Zwischenkörper durch Wärmeschrumpfung ausreichend zusammen zieht, wobei der Überschuß des Materials der Schicht aus viskosem, flüssigem Harzmaterial innerhalb des Zwischenkör pers über das obere Ende des Zwischenkörpers herausgedrückt werden kann, wenn sich der Zwischenkörper zusammenzieht, während die Schicht aus viskosem, flüssigem Harzmaterial von der Walzenkernseite her erwärmt wird, um das restliche vis kose, flüssige Harzmaterial auszuhärten und eine ausgehärte te Außenschicht (6) aus wärmehärtendem Harz auszubilden, die mit dem Außenumfang des Walzenkerns verbunden ist; und
- Beschneiden zumindest des oberen Endabschnitts der Außen schicht aus wärmehärtendem Harz, um eine Außenschicht-End fläche herzustellen, die ungefähr rechtwinklig zum Walzen kern verläuft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Schritt das flüssige, wärmehärtende Harzmaterial in den Raum (14) zwischen dem Walzenkern (1) und der Außen form (12) eingegossen wird, während das Material von der Walzenkernseite her gekühlt wird, wobei das kernseitige Kühlen gemäß dem ersten Schritt im zweiten Schritt fortge führt wird, um den Anteil des Harzmaterials an der Oberflä che des Walzenkerns viskos und flüssig zu halten und die Schicht (4a) aus viskosem, flüssigem Harzmaterial aufrecht zuerhalten.

3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Metallwalzenkern (1) hohl ist und über einen Kühl- oder Heiz-Flüssigkeitskanal (3) in sei nem Inneren sowie über einen oberen und einen unteren Wel lenendabschnitt (2) verfügt, die mit einem Flüssigkeitsaus laß bzw. einem Flüssigkeitseinlaß versehen sind, die mit dem Flüssigkeitskanal verbunden sind, das flüssige, wärmehärten de Harzmaterial im zweiten Schritt dadurch von der Walzen kernseite her gekühlt wird, daß eine Flüssigkeit durch den Flüssigkeitskanal im Inneren des Walzenkerns geleitet wird, und die Schicht (4a) aus viskosem, flüssigem Harzmaterial im dritten Schritt von der Walzenkernseite her dadurch erwärmt wird, daß eine Heizflüssigkeit durch den Flüssigkeitskanal geleitet wird, um das restliche viskose, flüssige Harzmate rial auszuhärten.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallwalzenkern (1) über eine faserverstärkte untere Wicklungsschicht (23) an seinem Außenumfang verfügt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine schraubenförmige Kühl-Heiz-Leitung (21) zum Hindurch leiten von Kühl- oder Heizflüssigkeit im ersten Schritt auf den Außenumfang des Metallwalzenkerns (1) gewickelt wird, das flüssige, wärmehärtende Harzmaterial im zweiten Schritt von der Walzenkernseite dadurch gekühlt wird, daß die Kühl flüssigkeit durch die schraubenförmige Leitung geleitet wird, die Schicht (4a) aus viskosem, flüssigem Harzmaterial im dritten Schritt von der Walzenkernseite her dadurch er wärmt wird, daß die Heizflüssigkeit durch die schraubenför mige Leitung geleitet wird, um das restliche viskose, flüs sige Harzmaterial auszuhärten, und die Außenschicht (6) aus ausgehärtetem, wärmehärtenden Harz herzustellen, die mit dem Außenumfang des Walzenkerns verbunden ist, wobei im vierten Schritt die ungefähr rechtwinklig zum Walzenkern verlaufen den Außenschicht-Endflächen dadurch hergestellt werden, daß die Außenschicht aus wärmehärtendem Harz an ihrem oberen und unteren Endabschnitt beschnitten wird und der obere und un tere Endabschnitt der schraubenförmigen Leitung entfernt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallwalzenkern (1) an seiner Außenumfangsfläche über eine schraubenförmige Nut (20) zum Einpassen einer Leitung verfügt, wobei die Kühl-Heiz-Leitung (21) schraubenförmig dadurch um den Walzenkern gewickelt wird, daß sie in die Nut eingepaßt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine faserverstärkte, untere Wicklungsschicht (23) um den Außenumfang des Metallwalzenkerns (1) herum ausgebildet wird und in deren Außenumfangsfläche eine schraubenförmige Nut (20) zum Einpassen einer Leitung hergestellt wird und die Kühl-Heiz-Leitung (21) schraubenförmig durch Einpassen in die Nut um den Walzenkern gewickelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (4a) aus viskosem, flüssigem Harzmaterial im dritten Schritt dadurch von der Walzenkernseite her erwärmt wird, daß Heizflüssigkeit durch die schraubenförmige Leitung (21) geleitet wird, um das restliche viskose, flüssige Harz material auszuhärten und die Außenschicht (6) aus ausgehär tetem, wärmehärtenden Harz herzustellen, die mit dem Außen umfang des Walzenkerns verbunden ist, und danach ein flüssi ges, wärmehärtendes Harzmaterial in die schraubenförmige Leitung eingegossen wird und ausgehärtet wird, um eine Füll schicht (22) im Inneren der schraubenförmigen Leitung herzu stellen.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Schritt eine Innenform (13) zum Herstellen einer Außenschicht (6) auf das obere Ende des Walzenkerns (1) ent sprechend einer Verlängerung des Kerns aufgesetzt wird, zu sätzlich zum Anordnen der Außenform (12) zum Herstellen der Außenschicht, die um den Walzenkern herum angeordnet wird, um einen Harzmaterial-Gießraum (14) auszubilden, der durch den Walzenkern, die Innenform und die Außenform festgelegt wird und ein geschlossenes unteres Ende und ein offenes obe res Ende aufweist, und daß das flüssige, wärmehärtende Harz material bis auf ein Niveau über dem oberen Ende des Walzen kerns in den Raum eingegossen wird, und zumindest der obere Endabschnitt der Außenschicht aus wärmehärtendem Harz im vierten Schritt so beschnitten wird, daß eine Außenschicht-Endfläche ausgebildet wird, die mit der oberen Endfläche des Walzenkerns fluchtet.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallwalzenkern (1) im ersten Schritt an seinem Außen umfang mit einer faserverstärkten unteren Wicklungsschicht (23) versehen wird.