DE7723702U1 - Rotationskoerper, insbesondere walze - Google Patents
Rotationskoerper, insbesondere walzeInfo
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Description
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Th. Goldschmidt AG, Essen
Rotationskörper, insbesondere Walze
Schutzansprüche: Seite 2 Beschreibung: Seite 3-12 Zeichnung: Seitt 13
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•Die Erfindung betrifft einen Rotationskörper mit geringer
Masse und geringem Trägheitsmoment, mit einem Metallmantel, dessen Innenraum mit Füllmaterial geringer Dichte ausgefüllt
ist.
Solche Rotationskörper werden z.B. als Umlenkwalzen zum Führen von bahnförmigen Materialien, wie Textilbahnen,
Papierbahnen, Bahnen von Metallfolien und dgl. eingesetzt. Sie sind in der Regel nicht angetrieben, sondern werden
durch die Umschlingung des bahnförmigen Gutes geschleppt.
Geschwindigkeitsänderungen dieser bahnförmigen Materialien führen zur Beschleunigung oder Verzögerung der Drehbewegung,
wobei die auf das bahnförmige Material einwirkenden Reaktionskräfte proportional zum Massenträgheitsmoment des
Rotationskörpers sind. Weist die Walze einen zusätzlichen Freiheitsgrad auf, wie z.B. bei der translatorischen Bewegung
einer Bahnzugregelung (z.B. Tänzerwalze), so überlagern sich die Massenkräfte aus der Änderung der translatorischen
und der rotatorischen Bewegung.
Rotationskörper, insbesondere Walzen, für derartige Anwendungszwecke
werden nach dem Stand der Technik hauptsächlich zerspanend aus Rohrhalbzeugen hergestellt. Sind die
Ansprüche an die Präzision der Walzen geringer, kann man die Walzen auch aus gezogenen, gepreßten oder geschweißten Rohren
herstellen. Wegen der elektrischen Leitfähigkeit werden überwiegend metallische Werkstoffe verwendet.
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pünnwandige, massearme Walzen konnten nur auf Kosten der
Präzision gefertigt werden, da die Halbzeuge den Bearbeitungskräften standhalten müssen. Die Wanddicken liegen dabei
im Bereich von einigen Millimetern.
Die Walzendurchmesser können nicht beliebig verringert werden. Bei zu kleinem Durchmesser besteht die Gefahr der Durchbiegung,
kritischer Schwingungen und zu starker Verformung des geführten Gutes aufgrund zu geringer Biegeradien.
Bedingt durch die Zerspanung und gegebenenfalls anschließende Oberflächenoehandlung ist die Herstellung massiver oder rohrförmiger
Walzen mit hohen Kosten verbunden. Sie weisen ein hohes Materialgewicht auf und erfüllen deshalb nicht die
Bedingung einer Walze mit geringer Masse und geringem Trägheitsmoment
.
Es sind auch bereits Walzen bekannt geworden, welche als Hohlzylinder ausgebildet sind, deren Hohlraum mit Schaumstoff
ausgefüllt ist. Die Wandstärke des Hohlzylinders beträgt dabei etwa 3 mm. Hierdurch wird zwar das Gewicht derartiger
Walzen auf etwa 25 % des Gewichtes von Kernwalzen (Massivwalzen) verringert, jedoch ist das Gesamtgewicht auch dieser
Walzen für viele Anwendungszwecke zu hoch, da, bedingt durch
die Masse und die Verteilung der Masse über den Radius, das Trägheitsmoment der Walzen noch relativ groß ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Rotationskörper, insbesondere Walzen, zu schaffen, welche eine geringe Masse
aufweisen und außerdem ein geringes Trägheitsmoment besitzen. Sie sollen in einfacher Weise hergestellt werden
können. Die Oberfläche der Rotationskörper soll aus chemisch und mechanisch beständigem Material bestehen.
Es wurde nun gefunden, daß die geforderten Eigenschaften bei einem Rotationskörper, insbesondere einer Walze, zu
finden sind, dessen Metallmantel eine Wanddicke von 0,03 bis 0,5 mm aufweist. Der von dem Mantel umschlossene Raum
ist in an sich bekannter Weise mit einem Füllmaterial geringer Dichte ausgefüllt.
Die Herstellung eines einlagigen Metallmantels einer Wanddicke von 0,03 bis 0,5 mm gelingt auf wirtschaftliche und
technisch einfache Weise auf galvanischem Wege. Der erfindungsgemäße Rotationskörper weist deshalb bevorzugt einen
Metallmantel auf, der aus einer ,oder mehreren galvanotechnisch erhaltenen Metallschichten besteht. Hierbei wird das
Metall an der Innenwand einer geeigneten Form, z.B. eines Rohres, dessen Innenwand elektrisch leitend ist, abgeschieden.
Als Metall oder Legierung zur Herstellung des Metallmantels eignen sich alle Metalle oder Legierungen, welche
sich galvanotechnisch erzeugen lassen. Dabei sind insbesondere Metalle oder Legierungen von Interesse, welche bei
der späteren Verwendung keinen zusätzlichen Korrosionsschutz erfordern. Beispiele solcher Metalle sind Kupfer, Nickel,
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Chrom, aber auch Legierungen wie Messing, Bronze, die sich direkt galvanotechnisch erzeugen lassen.
Es besteht dabei die Möglichkeit, den Metallmantel galvanotechnisch
aus mehreren Lagen verschiedener Metalle oder Legierungen herzustellen, indem man in der Form zunächst,
eine Metallschicht abscheidet, welche später die äußere Oberfläche der Walze bildet, und auf dieser Schicht eine
zweite Schicht eines hiervon verschiedenen Metalles niederschlägt. Hierdurch gelingt es, insbesondere die äußere
Oberfläche des Metallmantels den anwendungstechnisch geforderten Bedingungen, wie z.B. Oberflächenglätte, elektrische
Leitfähigkeit, anzupassen.
Eine weitere Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Metallmantel aus gewickelten
Metallfolien besteht.
So kann man den Metallmantel des' Rotationskörpers und insbesondere
der Walze dadurch herstellen, daß man auf einen Formkern Metallfolien bis zur Erzielung der gewünschten Wanddicke aufwickelt. Geeignete Folien sind z.B. Kupferfolien
oder Aluminiumfolien, die sich zu sehr geringer Dick>a auswalzen
lassen. Hierbei empfiehlt es sich, die Metallfolie vorzugsweise einseitig mit einem an sich bekannten Metallkleber
zu versehen bzw. eine Klebfolie beim Aufwickeln einzulegen , um nach dem Aufwickeln der Folie auf den inneren
Kern die einzelnen Folienlagen miteinander verkleben zu
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können. Als Metallkleber eignen sich hierfür die an sich bekannten
Metallkleber, z.B. auf Basis von Mischungen aus Phenolformaldehydharz und Polyvinylformal oder Härter enthaltende
Kleber auf Epoxidharzbasis,Die Verklebung wird dabei insbesondere durch Einwirkung von Wärme durchgeführt.
Durch galvanotechnische Verfahren erzeugte Metallhohlkörper der geforderten Wanddicke von 0,03 bis 0,5 mm sind bevor-1
zugt, da sie, bedingt durch die Herstellung, nahtlos sind.
Der von dem Metallmantel umschlossene Raum wird nun mit einem Füllmaterial geringer Dichte, z.B. in an sich bekannte:
Weise mit Schaum ausgefüllt. Füllmaterialien mit geringer Dichte sind insbesondere solche, welche eine poröse, zellige
Struktur auf v/eisen, dabei kann das Füllmaterial anorganische: oder organischer Art sein.
Dabei ist ein Füllmaterial organischer Art in Form eines Schaumstoffes bevorzugt. Geeignete Schaumstoffe sind z.B.
Schaumstoffe aus Polyurethan, Phenolharz, Polyvinylchlorid oder Polystyrol. Bevorzugt sind dabei Polyurethanschaumstoffe,
welche in dem vorgefertigten Rotationskörper durch Zusammengeben der Schaumkomponenten direkt aus schaumbildenden
Komponenten, d.h. Polyätherpolyolen oder Polyesterpolyolen und mehrfunktionellen Isocyanaten in Gegenwart von
Wasser oder organischen Treibmitteln erzeugt werden können. Die elastischen Eigenschaften der Rotationskörper können
durch geeignete Wahl des Füllmaterials beeinflußt werden.
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Insbesondere bei Verwendung von Schaumstoffen auf Polyurethanbasis
besteht hier die Möglichkeit der Ausfüllung des Hohlraumes des Rotationskörpers mit Schaumstoffen unterschic
licher Elastizität und Rückstellkraft. Hochelastische PoIyurethanweichschäume
mit entsprechender Rückstellkraft könner dabei einer bleibenden Verformung des Rotationskörpers entgegenwirken
.
Anstelle des organischen Schaumstoffes kann man auch Füllmaterialien
auf anorganischer Basis verwenden. Geeignete Füllmaterialien mit einer Porenstruktur sind z.B. aufgeblähte
Materialien auf Silikatbasis, wie z.B. Perlit oder Bentonit. Hierbei empfiehlt es sich jedoch, diese Materialie
zu verfestigen, indem man diese z.B. mit einem erhärtenden Kunstharz imprägniert und dieses nach dem Einfüllen des Füll
materials in den Rotationskörper aushärtet. Hierfür eignen sich insbesondere Phenolformaldehydharze oder Silikonharze,
die mit einem Härter versehen durch Einwirken erhöhter Temperaturen ausgehärtet werden.
Im allgemeinen wird man jedoch die Verwendung organischer Füllmaterialien bevorzugen.
Es kann von Vorteil sein, die Dichte des Füllmaterials über den Radius des Rotationskörpers unterschiedlich zu halten.
Dabei ist es insbesondere bevorzugt, die dem Metallmantel benachbarten Zonen mit einem Schaumstoff höherer Dichte auszukleiden,
um auf diese Art die Festigkeit des Rotationskör-
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.pers zu beeinflussen und insbesondere die mechanischen Figenschaften
im Randbereich zu erhöhen. Hierdurch kann z.B. einer Durchbiegung einer Walze entgegengewirkt werden und/oder die
örtliche Verformung durch Druckeinwirkung verringert werden. Insbesondere bevorzugt sind sogenannte Integralschäume mit
zur Grenzfläche steigender Dichte.
Die erfindungsgemäßen Rotationskörper können eine starr oder drehbar gelagerte Achse aufweisen. Weist der Rotationskörper,
insbesondere die Walze, eine drehbar gelagerte Achse auf, wird die Achse zweckmäßig von einem Mittelrohr umgeben. In
diesem Fall ist der aus Mittelrohr und Metallmantel gebildete Hohlraum mit dem Füllmaterial geringerer Dichte ausgefüllt.
Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit des Rotationskörpers, insbesondere bei sehr niedrigen Verhältnissen Durchmesser
zu Länge, kann das Mittelrohr so ausgestaltet werden, daß es tragende und versteifende Funktionen hat. Es kann z.B.
die Form eines Doppelkegels oder eines Zylinders mit angesetzten Kegeln aufweisen.
Der erfindungsgemäße Rotationskörper wird, wie bereits beschrieben,
vorzugsweise dadurch hergestellt, daß man den Metallmantel in einer gegebenenfalls mehrteiligen Form in
einer Schicht oder mehreren Schichten galvanoplastisch erzeugt und den erhaltenen Hohlkörper noch in der Form gegebenenfalls
mit der gewünschten Achskonstruktion versieht, den verbleibenden Hohlraum in an sich bekannter Weise mit
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,dem gewünschten Füllmaterial ausfüllt und anschließend den
Rotationskörper der Form entnimmt.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen
Rotationskörpers ist dadurch gekennzeichnet, daß man den Metallmantel durch Aufwickeln mehrerer Lagen Metallfolien
auf einen Formkörper herstellt, diesen vorgefertigten Mantel mit einer Außenform umgibt, die Innenforir entfernt, gegebenenfalls
die gewünschte Achskonstruktion einsetzt, den verbleibenden Hohlraum in an sich bekannter Weise mit dem
gewünschten Füllmaterial ausfüllt und anschließend den erhaltenen Rotationskörper der Form entnimmt. Die Innenform
kann aus einem hydraulisch vorgespannten Rohr bestehen, welches nach Entspannung dem Rotationskörper entnommen werden
kann.
Sollen die Metallfolienlagen miteinander verklebt werden, verwendet man vorzugsweise einseitig mit einem Metallkleber
versehene Folien oder legt beim Aufwickeln der Folie eine Klebfolie ein, wobei nach dem Aufwickeln der Folien der Metallkleber
insbesondere durch Wärmeeinwirkung aktiviert und ausgehärtet wird. Der so vorgefertigte Metallmantel wird nun
mit einer Außenform umgeben und die Innenfoxm entfernt. Der durch Aufwickeln gebildete Hohlkörper, welcher sich nun in
einer Außenform befindet, wird gegebenenfalls nach Einsetzen der gewünschten Achskonstruktion, wie bereits geschildert,
mit dem gewünschten Füllmaterial ausgefüllt, insbesondere ausgeschäumt und dann der Form entnommen.
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Die erfxndungsgemaßen Rotationskörper besitzen die geforderte
geringe Masse und weisen ein geringes Trägheitsmoment auf. Der auf galvanoplastischem Wege hergestellte Metallmantel ist
nahtlos. Die Oberflächengüte der Rotationskörper erfüllt hohe Ansprüche, so daß eine besondere Nachbearbeitung im Regelfall
entfällt. Die erfindungsgemäßen Rotationskörper lasse] sich mit hoher Reproduzier- und Formgenauigkeit herstellen,
wobei ein zusätzlicher Vorteil die relativ geringen Herstellkosten ist.
In den Abbildungen 1 bis 3 .i st ein erfindungsgemäßer Rotationskörper
in Form einer Walze im Längsschnitt dargestellt.
In Abbildung 1 ist eine erfindungsgemäße Walze dargestellt, in welcher der Metallmantel mit 1 bezeichnet ist. Der Metallmantel
ist mit Endscheiben 2 verschlossen, durch welche eine starre Achse 4 geführt ist, die drehbar in Lagern 3
gelagert ist. Das Füllmaterial geringer Dichte ist mit 6 bezeichnet. Dabei weist das Füllmaterial im Mantelbereich
eine mit 7 bezeichnete Zone höherer Dichte auf.
In Abbildung 2 ist eine ballige Ausführung einer Walze gezeigt, in welcher wiederum mit 1 der Metallmantel, mit 2 die
Endscheiben und mit 6 der Füllstoff geringer Dichte bezeichnet ist. Die Achse 4 ist drehbar in Lagern 3 gelagert und
von einem Mittelrohr 5 umgeben.
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Eine weitere Ausgestaltung eines Rotationskörpers zeigt die Abbildung 3. Hier ist das Mittelrohr 5 doppelkonisch mit
einem Mittelteil ausgeführt.
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Claims (4)
1. Rotationskörper, insbesondere Walze, mit geringer Masse und geringem Trägheitsmoment, mit einem Metallmantel,
dessen Innenrauia mit Füllmaterial geringer Dichte ausgefüllt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallmantel eine Wanddicke von 0,03 bis 0,5 mm aufweist.
2. Rotationskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallmantel aus einer oder mehreren galvanotechnisch
erhaltenen Metallschichten besteht.
3. Rotationskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Metallmantel aus gewickelten Mecallfolien besteht .
4. Rotationskörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien miteinander verklebt sind.
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19777723702 DE7723702U1 (de) | 1977-07-29 | 1977-07-29 | Rotationskoerper, insbesondere walze |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19777723702 DE7723702U1 (de) | 1977-07-29 | 1977-07-29 | Rotationskoerper, insbesondere walze |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE7723702U1 true DE7723702U1 (de) | 1977-11-17 |
Family
ID=6681202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19777723702 Expired DE7723702U1 (de) | 1977-07-29 | 1977-07-29 | Rotationskoerper, insbesondere walze |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE7723702U1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4035054A1 (de) * | 1990-11-05 | 1992-05-07 | Beloit Corp | Wickelvorrichtung, verwendung einer walze und entsprechende walze |
US5240198A (en) * | 1991-11-29 | 1993-08-31 | Beloit Technologies, Inc. | Compliant roller for a web winding machine |
-
1977
- 1977-07-29 DE DE19777723702 patent/DE7723702U1/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4035054A1 (de) * | 1990-11-05 | 1992-05-07 | Beloit Corp | Wickelvorrichtung, verwendung einer walze und entsprechende walze |
US5240198A (en) * | 1991-11-29 | 1993-08-31 | Beloit Technologies, Inc. | Compliant roller for a web winding machine |
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