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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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(1) Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Walzen, die in Maschinen zum Bedrucken von Film, wie zum Beispiel
fotografischem Film, sterilisierfähigen Lebensmittelbeutelversiegelungsfolien
und Kunststofffolien, oder Band, wie zum Beispiel Gewebeband, Papierband
und Gummiband und dergleichen, das auf einen Wickelzylinder gewickelt
ist, oder zum Auftragen von Klebstoff zu installieren sind, und
betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Walzen,
die in Film- oder Bandverarbeitungsmaschinen zu installieren sind, um
Film oder Band störungsfrei
zuzuführen
oder die Zuführrichtung
von Film oder Band störungsfrei
zu ändern
und dabei ein Scheren oder Verschieben während eines Bedruckens von
Film oder Band zu verhindern und eine stabile Zuführgeschwindigkeit
zu erreichen, wenn die Walzen als Zuführwalzen oder Führungswalzen
verwendet werden, die auf der Filmbahn gleiten und einen Kontakt
zu der Filmbahn haben.
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(2) Beschreibung des Standes der Technik
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Herkömmlicherweise
wurden die Walzen, die in Maschinen zum Bedrucken von Film oder
Band, der bzw. das auf Wickelzylinder gewickelt ist, oder zum Auftragen
von Klebstoff auf den Film oder das Band zu installieren sind, hergestellt,
wie in 9 gezeigt, indem eine Plattierung 23 auf
eine Umfangsfläche
eines Grundmaterials 22 der Walze 21 aufgebracht
wurde und die Umfangsfläche,
die auf dem Film und dem Band gleitet, so endbearbeitet wurde, dass
ein spiegelgleicher Zustand ohne Unebenheiten auf ihrer Umfangsfläche entstand.
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EP 0 994 394 A2 offenbart
ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinders mit einer Spiegeloberfläche.
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Weil
die Umfangsfläche
der auf herkömmliche
Weise hergestellten Walze 21 einen spiegelartigen Zustand
aufweist, ist eine Kontaktfläche
zwischen der Umfangsfläche
der Walze und dem Film oder Band groß, wenn die Walze 21 als
eine Zuführwalze
oder eine Führungswalze
in der film- oder bandverarbeitenden Maschine verwendet wird. Infolgedessen
wird ein Reibungswiderstand zwischen der Walze 21 und dem
Film oder Band groß,
wodurch der Film oder das Band verschoben wird, wenn der Film oder
das Band zugeführt
wird oder wenn sich die Zuführrichtung ändert. Es
ist unmöglich,
ein störungsfreies
Zuführen
des Films oder Bandes, ein Ändern ihrer
Zuführrichtung
und ein Zuführen
von Film oder Band mit einer konstanten Geschwindigkeit zu erreichen,
was ein präzises
Drucken und dergleichen auf dem Film oder Band zur Folge hat.
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In
EP 0373481 A2 ist
ein Verfahren zum Herstellen einer Bahntransportwalze offenbart,
das zur Aufgabe hat, eine Walze bereitzustellen, bei der Luft zwischen
der Walzenoberfläche
und der Bahn ausgetragen werden kann. Das Verfahren beinhaltet folgende
Schritte: Aufbringen einer Nickelschicht auf eine Metallwalze; Stahlkugelstrahlen
der Nickelschichtoberfläche,
um auf der Oberfläche
eine tiefe Struktur mit einem Muster gut gerundeter abwärts gerichteter
Strukturmerkmale und sehr scharfer aufwärts gerichteter Strukturmerkmale
zu erzeugen, Schleifen der gestrahlten Oberfläche, um die scharfen aufwärts gerichteten
Strukturmerkmale zu entfernen und dadurch erhabene Inseln auf der
Oberfläche zu
erzeugen; und Galvanisieren der Oberfläche mit einer dünnen Chromschicht
nach dem Schleifschritt, um die Beständigkeit der Oberfläche zu verbessern.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Das
Problem, das mittels der Erfindung gelöst werden soll, ist, wie der
Film oder das Band oder dergleichen, der bzw. das auf den Wickelzylinder
gewickelt ist, zu der Maschine über
eine Zuführwalze oder
eine Führungswalze
mit einer konstanten Geschwindigkeit zuzuführen ist, ohne ein Verschieben oder
ein Verrutschen aus seiner Zuführposition
auf dem Wickelzylinder zu verursachen.
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Um
das oben angesprochene Problem zu lösen, erfand der Autor der Erfindung
ein Verfahren zur Herstellung einer Walze mit folgenden Schritten: Ausbilden
einer Vielzahl winziger konkaver Abschnitte und konvexer Abschnitte
auf einer Umfangsfläche eines
Grundmaterials, das aus zylindrischem Metall wie zum Beispiel Edelstahl
und dergleichen besteht; Schleifen zum Entfernen von Kuppen der
konvexen Abschnitte der konkaven Abschnitte und konvexen Abschnitte;
und Plattieren zum Erhöhen
einer Oberflächenhärte, wobei
die Dicke der Plattierung so gewählt
wird, dass die Formen der konkaven Abschnitte und konvexen Abschnitte
beibehalten bleiben; Ausbilden einer Oberflächenbeschichtung auf der Umfangsfläche der
Walze; und Schleifen von Kuppen von konvexen Abschnitten der plattierten
konkav-konvexen Fläche,
um winzige flache oder gekrümmte
Gleitflächen
der konvexen Abschnitte auszubilden.
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Die
erste Aufgabe der Erfindung ist das Zuführen von Film oder Band, der
bzw. das auf einen Wickelzylinder gewickelt ist, zu einer Maschine über eine Zuführwalze
oder eine Führungswalze,
ohne dass der Film oder das Band auf den Walzen und auf dem Wickelzylinder
verschoben wird oder aus seiner Position verrutscht.
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Die
zweite Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Film oder das Band
mit einer konstanten Geschwindigkeit zuzuführen, ohne dass der Film oder
das Band auf der Walze verschoben wird oder aus seiner Position
verrutscht, indem eine Vielzahl konkaver Abschnitte und konvexer
Abschnitte auf einer Außenumfangsfläche der
Walze hergestellt werden und indem flache oder gekrümmte Abschnitte der
konvexen Abschnitte ausgebildet werden, nachdem die Außenumfangsfläche abschließend maschinell
bearbeitet wurde, um eine Kontaktfläche zwischen der Außenfläche und
dem Film oder Band bzw. einen Reibungswiderstand zu verkleinern.
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Die
oben genannten und weitere Aufgaben und neuartigen Merkmale der
Erfindung werden aus dem Studium der folgenden Beschreibung mit
Bezug auf die begleitenden Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen
sind ausschließlich
zum Verstehen der Erfindung zu benutzen und schränken nicht den Geltungsbereich
der Erfindung ein.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine teilweise vergrößerte Längs- und
Schnittansicht, die einen ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung der Walze erläutert,
die in einer film- oder bandverarbeitenden Maschine und dergleichen
zu installieren ist. 2 ist eine teilweise vergrößerte Längs- und Schnittansicht,
die den zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
erläutert. 3 ist
eine teilweise vergrößerte Längs- und Schnittansicht,
die den dritten Schritt des Herstellungsverfahrens erläutert. 4 ist
eine teilweise vergrößerte Längs- und
Schnittansicht, die den vierten Schritt des Herstellungsverfahrens
erläutert. 5 ist
eine teilweise vergrößerte Längs- und Schnittansicht,
die den fünften
Schritt des Herstellungsverfahrens erläutert. 6 ist eine
teilweise vergrößerte Längs- und
Schnittansicht, die einen anderen fünften Schritt des Herstellungsverfahrens
erläutert. 7 ist
eine Schnittansicht der Walzenmaschine, die mit der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Walze arbeitet. 8 ist eine grobe
Erläuterungsansicht
der Maschine, die mit einer gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Walze ausgestattet ist. 9 ist eine
teilweise vergrößerte Längs- und
Schnittansicht der herkömmlichen
Walze.
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Detaillierte Erläuterung
der Erfindung
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Eine
Ausführungsform
des Verfahrens zur Herstellung einer Walze, die in einer film- oder
bandverarbeitenden Maschine installiert ist, wird eingehend unter
Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Walze, die in einer Maschine
zu installieren ist, die Film oder Band verarbeitet, der bzw. das
auf einen Wickelzylinder gewickelt ist, wie zum Beispiel Druckmaschinen
und Tütenherstellungsmaschinen.
Es ist anzumerken, dass die oben angesprochene Zuführwalze
eine Andruckwalze enthält, welche
die gleiche Funktion wie die Zuführwalze
hat.
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Das
heißt,
die erfindungsgemäße Walze
besteht aus einem metallischen Grundmaterial, wie zum Beispiel Edelstahl
und dergleichen; eine Vielzahl winziger konkaver und konvexer Abschnitte
werden auf einer Außenumfangsfläche eines
zylindrischen Metalls wie zum Beispiel Edelstahl und dergleichen ausgebildet;
Kuppen der konvexen Abschnitte der vielen winzigen konkav-konvexen
Abschnitte werden geschliffen und entfernt; ein Plattierungsprozess
und ein Beschichtungsprozess zum Härten der Außenfläche werden auf das zylindrische
Grundmetall auf eine Tiefe angewendet, die solche Profile konkaver Abschnitte
und konvexer Abschnitte hinterlässt;
und Kuppen der konvexen Abschnitte der konkav-konvexen Abschnitte,
die plattiert und beschichtet wurden, werden geschliffen, wodurch
flache oder gekrümmte Gleitflächen auf
den konvexen Abschnitten entstehen.
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Walzen für Film oder
Band oder dergleichen, wobei die endgültige maschinell bearbeitete Fläche der
konvexen Abschnitte zu flachen oder gekrümmten Gleitflächen bearbeitet
wird, wodurch die Kontaktfläche
zwischen der endgültigen
maschinell bearbeiteten Fläche
und dem Film oder Band oder dergleichen verkleinert wird und der
Reibungswiderstand zwischen der Fläche und dem Film oder dergleichen
verringert wird, wodurch es möglich
wird, Film oder Band oder dergleichen zu der Maschine zu führen oder
seine Zuführrichtung
zu ändern,
ohne dass der Film oder das Band oder dergleichen auf dem Metallzylinder
oder den Walzen verschoben wird oder aus seiner Position verrutscht,
und eine konstante Geschwindigkeit des Zuführens oder Bewegens des Film
oder dergleichen zu erreichen.
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Der
erste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung der Walze ist ein Polierschleifschritt, bei dem
die Oberfläche
des Grundmaterials 1, das aus Metall wie zum Beispiel Edelstahl und
dergleichen besteht, mittels einer Schwabbelscheibe geschliffen
wird, um den Oberflächenzustand
zu steuern (siehe 1).
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Der
zweite Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung der Walze ist ein Schritt des Ausbildens konkav-konvexer
Flächen,
bei dem eine Vielzahl winziger konkaver Abschnitte 2 und konvexer
Abschnitte 3 auf der Oberfläche des Grundmaterials 1,
das im ersten Schritt geschwabbelt wurde, mit Hilfe eines physikalischen
Mittels oder eines chemischen Mittels ausgebildet werden (siehe 2).
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Das
physikalische Mittel, das in dem zweiten Schritt zum Ausbilden der
konkaven Abschnitte 2 und konvexen Abschnitte 3 verwendet
wird, ist zum Beispiel ein Kugelstrahlprozess, bei dem Schleifstein verwendet
wird, der mit einem vorgegebenen Druck auf die Oberfläche des
Grundmaterials 1 trifft.
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Gemäß dem Kugelstrahlprozess
spritzt eine Kugelstrahlmaschine Sandkörner auf die Oberfläche des
Grundmaterials 1, wodurch eine Anzahl winziger konkaver
Abschnitte 2 und konvexer Abschnitte 3 auf der
Oberfläche
des Grundmaterials 1 gebildet werden. Die Größen der
konkaven Abschnitte 2 und der konvexen Abschnitte 3 werden
entsprechend der Eigenart des Films oder Bandes, das entlang der
konkav-konvexen Abschnitte zu transportieren ist, zuvor festgelegt.
Es ist nicht erforderlich, die Größen speziell zu beschränken, und
vorzugsweise wird im Allgemeinen der Sandstrahlprozess eingesetzt,
bei dem Korngrößen von
Nr. 10 – 2000
verwendet werden, um die konkaven Abschnitte 2 und die
konvexen Abschnitte 3 mit Größen von weniger als 10 Mikrometern
auszubilden.
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Des
Weiteren kann das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren
mit einem Trocken-Kugelstrahlprozess und einem Nass-Kugelstrahlprozess arbeiten.
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Zu
anderen physikalischen Mitteln, die in dem Schritt der maschinellen
Bearbeitung zum Ausbilden einer Vielzahl winziger konkaver Abschnitte 2 und
konvexer Abschnitte 3 auf dem Grundmaterial 1 zu
verwenden sind, gehören
Maschinenschleifmittel, die einen Schleifstein verwenden, Maschinenschneidmittel,
die Schneidwerkzeuge wie zum Beispiel spanabhebende Eindringwerkzeuge
verwenden, und Elektrolyseschleifmittel, die nach dem Prinzip der
elektrischen Entladung arbeiten. Alle oben angeführten Schleifmittel können in
dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
verwendet werden.
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Die
chemischen Mittel zum Ausbilden einer Vielzahl winziger konkaver
Abschnitte 2 und konvexer Abschnitte 3 auf dem
Grundmaterial 1 sind ein chemischer Ätzprozess, der diese konkaven
Abschnitte 2 und konvexen Abschnitte 3 durch Ätzen des
Grundmaterials mit einem chemischen Mittel ausbildet, eine Nassplattierung
und eine mikroporöse Plattierung.
Diese chemischen Mittel können
in dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
verwendet werden.
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Der
dritte Schritt des Herstellungsverfahrens ist ein Schleifschritt,
bei dem die Kuppen 3a von vielen konvexen Abschnitten 3,
die auf dem Grundmaterial 1 in dem zweiten Schritt ausgebildet
wurden, geschliffen und entfernt werden (siehe 3).
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Der
vierte Schritt 4 der Erfindung besteht im Aufbringen einer
Plattierung und Beschichtung auf die Oberfläche des Grundmaterials 1,
nachdem die Spitzen oder Kuppen 3a von konvexen Abschnitten 3 im
dritten Schritt geschliffen und entfernt wurden, wie in 4 gezeigt,
so dass die Formen oder Profile der konkaven Abschnitte 2 und
konvexen Abschnitte 3 zurückbleiben und außerdem eine
Oberflächenbeschichtung 4 darauf
gebildet wird.
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Infolge
dessen wird eine Härte
der Oberfläche
der Walze erhöht.
Der oben angesprochene Plattierungsprozess ist vorzugsweise eine
Hartverchromung.
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Gemäß dem fünften Schritt
des Walzenherstellungsverfahrens werden die Spitzen 4a der
konvexen Abschnitte 3 der konkav-konvexen Abschnitte 2 und 3,
die auf der Oberflächenbeschichtung 4 entstanden
sind, die in dem Plattierungsprozess des vierten Schrittes verarbeitet
wurde, mittels einer Fadenschwabbelscheibe und eines Schleifsteins
geschliffen. Der fünfte
Schritt ist ein Oberflächenschleif- und
-endbearbeitungsschritt, bei dem die konvexen Abschnitte 3,
die auf der Oberfläche
der Walze 6 entstanden sind, maschinell bearbeitet werden,
um flache Gleitflächen 5 auszubilden
(siehe 5). Es ist zu beachten, dass anstelle der flachen
Gleitflächen 5 gekrümmte Gleitflächen 5a (siehe 6)
auf den konvexen Abschnitten 3 ausgebildet werden.
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Wie
in 7 gezeigt, werden Lagernaben 8 zum Drehen
der Walze 6 eingesetzt und an beiden Enden der Walze 6 fixiert,
nachdem die oben beschriebenen Herstellungsschritte ausgeführt wurden, so
dass die Walzenvorrichtung 9 entsteht.
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Wie
in 8 gezeigt, wird die Walzenvorrichtung 9 als
eine Zuführwalze 6a und
eine Führungswalze 6b verwendet,
die zwischen einer Maschine M, zum Beispiel einer Druckmaschine,
und einem Wickelzylinder 10, auf dem Film oder Band 7 oder
dergleichen aufgewickelt ist, installiert wird.
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Weil
eine Vielzahl winziger konkaver Abschnitte 2 und konvexer
Abschnitte 3 kontinuierlich auf dem Grundmaterial 1 der
Walze ausgebildet sind, Oberflächen
der konkaven Abschnitte 2 und konvexen Abschnitte 3 plattiert
und beschichtet sind und Oberflächen
von Spitzen der konvexen Abschnitte 3 flach endbearbeitet
sind, so dass die Gleitfläche 5 entsteht
(siehe 5), oder Oberflächen von Spitzen der konvexen
Abschnitte 3 in einer Form der Gleitfläche 5a (siehe 6)
gekrümmt
sind, berührt – wenn die
Walzen der Erfindung als eine Zuführwalze 6a und eine
Führungswalze 6b der
Maschine M verwendet werden – ein
Film oder Band 7 lediglich eine kleine Oberfläche der
Gleitflächen 5, 5a im
Vergleich zu einem herkömmlichen
spiegelartigen Kontakt, was einen geringen Reibungswiderstand zwischen
dem Film oder Band 7 und den Gleitflächen 5, 5a zur
Folge hat.
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Außerdem fungiert
die Luft in den konkaven Abschnitten 2 als ein Polster,
und der Film oder das Band 7 fällt nicht in die konkaven Abschnitte 2 hinein, was
zu einer guten Gleitfähigkeit
und einer guten Trennbarkeit zwischen dem Film oder Band 7 und
der Walzenoberfläche
führt.
Der Film oder das Band 7 wird störungsfrei zugeführt und ändert seine
Zuführrichtung
störungsfrei,
wenn die Filmbahn auf den Gleitflächen 5, 5a der
Walze 6 gleitet, so dass sich der Film oder das Band 7 entlang
der Oberfläche
der Walze 6 oder des Wickelzylinders nicht verschiebt und
der Film oder das Band oder dergleichen mit einer konstanten Geschwindigkeit
transportiert wird.
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Wenn
darüber
hinaus die Walze 6 verwendet wird, nachdem sie mittels
dieser fünf
Schritte hergestellt wurde, so ist es möglich, den Film oder das Band
oder dergleichen 7 störungsfrei
zuzuführen
und die Transportrichtung des Films oder des Bandes oder dergleichen 7 störungsfrei
zu ändern,
ohne den Film oder das Band oder dergleichen 7 zu zerkratzen.
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Wenn
es kein Problem darstellt, dass sehr kleine Kratzer auf dem Produkt
aus weichem Material, wie zum Beispiel Gewebeband und Gummiband, das
durch die Walze zugeführt
wird, entstehen, so ist es möglich,
die Walze, die durch die Schritte 1 bis 4 hergestellt wurde, und
die Oberflächenbeschichtung 4 des
Grundmaterials 1 als eine Gleitfläche der Walze zu verwenden.
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Das
heißt,
wenn die Oberfläche
der Walze 6 in Schritt 3 hergestellt wurde, wo die Kuppen
der konvexen Abschnitte 3 des Grundmaterials 1 geschliffen und
entfernt werden, so dass die konkaven Abschnitte 2 und
die konvexen Abschnitte 3 auf der Oberfläche der
Walze zurückbleiben,
so ist es – nachdem
sie plattiert und beschichtet und die harte Oberflächenbeschichtung 4 ausgebildet
wurde – möglich, eine ausreichende
Funktion der Gleitoberfläche
der Walze 6 zu erhalten.
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Wie
oben beschrieben, weist das Verfahren zur Herstellung der Walze
der Erfindung kennzeichnende Merkmale auf, gemäß denen die Erfindung die im
Folgenden aufgezählten
Auswirkungen hat.
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Wenn
die gemäß der Erfindung
hergestellte Walze als eine Zuführwalze
oder eine Führungswalze
der Maschine, die Filmbahnen und dergleichen verarbeitet, verwendet
wird, so wird eine Kontaktfläche
zwischen der Filmbahn und der Gleitfläche der konvexen Abschnitte,
die auf der Oberfläche
der Walze ausgebildet sind, sehr klein, und infolge dessen verringert
sich ein Reibungswiderstand zwischen ihnen. Dadurch wird vermieden,
dass die Filmbahn, die entlang der Oberfläche der Walze gleitet und die
konvexen Abschnitte auf der Oberfläche berührt, sich auf der Walze verschiebt
oder auf der Walze verrutscht, so dass sie sich störungsfrei
mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. Infolge dessen wird
die Filmbahn oder dergleichen präzise
maschinell verarbeitet, so dass die maschinelle Verarbeitung auf
effiziente Weise vonstatten gehen kann.