EP0879199B1 - Walze für eine wickelmaschine - Google Patents

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EP0879199B1
EP0879199B1 EP97901025A EP97901025A EP0879199B1 EP 0879199 B1 EP0879199 B1 EP 0879199B1 EP 97901025 A EP97901025 A EP 97901025A EP 97901025 A EP97901025 A EP 97901025A EP 0879199 B1 EP0879199 B1 EP 0879199B1
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EP
European Patent Office
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roller
winding
layer
carrying
roller according
Prior art date
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EP97901025A
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English (en)
French (fr)
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EP0879199A1 (de
Inventor
Hans-Friedrich Peters
Georg Müller
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Voith Paper Jagenberg GmbH
Original Assignee
Jagenberg Papiertechnik GmbH
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Publication date
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Application filed by Jagenberg Papiertechnik GmbH filed Critical Jagenberg Papiertechnik GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a support, support or pressure roller for a winding machine, in particular for winding paper or cardboard webs provided therefor is to lie under pressure on winding rollers when winding up, and one Winding machine with a roller according to the invention.
  • Cardboard webs are known to be used winding machines that one or have two driven rollers, on which the winding rollers engage during winding or lie on.
  • the rollers are referred to as support rollers if they are completely that Bear the weight of the overlying reels (DE-A 39 24 612). Will the weight in whole or in part of the retracted arms in the sleeves of the winding rolls held guide heads, the rollers are referred to as backup rollers (DE-C 31 02 894, DE-C 40 12 979).
  • winding machines contain a so-called pressure roller, the opposite to the line of contact between a winding roll and a support or support roller is pressed against the winding rollers at the start of winding, when the from the Roll weight resulting contact pressure for the desired winding hardness is not yet sufficient, and which contributes significantly to the stability of the winding (DE-C 37 19 093, EP-C 0410093).
  • the winding hardness decisive for the quality of the winding rolls depends on the line load and the geometric Conditions in the nip between a winding roll and the support or support roller dependent.
  • the line pressure is the contact pressure standardized to the width of the winding roll, measured in N / m.
  • EP-A-0562266 proposes a carrier roll winding machine, the outlet side, not wrapped by the web and opposite the inlet side
  • Carrier roller lowered carrier roller has a jacket that is much stronger is deformable as the jacket of the inlet-side support roller.
  • the carrier roller has an outer layer of rubber in the chambers are arranged, which are connected to the inside of the support body made of steel are. Due to the strong deformability, the contact pressure on the support rollers as limited as possible so that the winding hardness is not disproportionately high increases.
  • U.S. Patent 3,503,567 describes a winding machine for winding Paper coated with pressure sensitive capsules.
  • the backup roller consists of a hollow cylindrical support body Metal, on the jacket of which a deformable layer of a foamed synthetic material is applied.
  • the deformable layer of the backup roller absorbs so much of the pressure between the winding roll and the Back-up roller to prevent the capsules from breaking.
  • the invention has for its object to a roller for a winding machine create a winding without winding errors when used as a support or back-up roller enables with lower winding hardness.
  • a pressure roller When used as a pressure roller, it should Fluctuations in the uniformity of the winding rolls, the z. B. from profile fluctuations result, balance, so as to the uniformity of the To ensure contact pressure.
  • FIG 8 is the principle of a support roller winding machine for winding through Longitudinal sections of subdivided paper or cardboard web 1 shown for winding rolls 2, at the roller shown in Figures 1 to 6 as a support roller or as a pressure roller can be used.
  • a carrier roll winding machine contains two driven ones Carrier rollers 3, 4, on which the winding rolls 2 coaxial and aligned when winding lie in a row and thus bear the entire weight of the winding roll.
  • the paper or cardboard web 1 is preferred from below, the inlet-side support roller 4 partially looped through the gap between the support rollers 3, 4 and runs in the nip between the inlet-side support roller 4 and the winding rollers 2 on this.
  • One or both support rollers 3, 4 of the support roller winding machine are designed as a roller designed the invention.
  • the roller according to the invention is preferred as the outlet side Carrier roller 3 used, so compared to the inlet-side support roller 4 is arranged that their contact line to the winding roll (nip 5) at the same height or lower than the line of contact between the other winding roll 4 and the winding roll.
  • the Carrier roller 3 thus carries the same or greater proportion of the weight of the winding rolls 2.
  • the inlet-side support roller 4 can also be used as the roller according to the invention be designed.
  • FIG. 1 to 6 the structure of a roller according to the invention when used as Carrier or backup roller 3 shown in more detail.
  • a support roller 3 it has an axial length corresponding to the maximum width of the paper or Corresponds to cardboard web 1, which can be up to 10 m; their diameter is between 500 mm and 1500 mm.
  • the support or support roller 3 according to the invention a hollow cylindrical support body 7 made of a solid material, in particular made of steel, which is designed to be sufficiently stable to prevent bending to be able to support 2 forces acting on or against the winding rollers.
  • shaft journals 8 are attached, with which the Roller 3 is stored in the frame of the winding machine.
  • a shaft journal 8 each support or support roller 3 is connected to a rotary drive with which the roller 3 around its Longitudinal axis is rotated around the overlying or adjacent winding rollers 2 for winding to turn.
  • a layer 9 made of a cellular a large number of pores filled with a gas, in particular air, and therefore applied compressible plastic material that a compression module K of has less than 10 MPa. It is important that a large number of relatively small pores is evenly distributed over the volume of the layer 9.
  • the pore size is preferred smaller than 5 mm, a pore size between 0.05 mm has proven to be particularly advantageous and 1 mm shown.
  • the pores in layer 9 are partially open - that is connected - partly closed. The percentage of open pores is 30% to 70%, preferably about 50%. The ratio of the open pores to the closed pores determines both the compressibility and the ability of the Layer to dissipate heat generated inside to prevent unwanted overheating avoid.
  • a layered cellular elastomer, in particular polyurethane, is preferably used for the layer 9, which has a compression modulus ⁇ of 1 MPa to 5 MPa.
  • the radially measured thickness of layer 9 is at least 10 mm, preferably between 10 mm and 40 mm, in the example approximately 25 mm.
  • the density of the material of the layer 9 with the pores is less than 800 kg / m 3 , preferably between 350 and 650 kg / m 3 .
  • the layer 9 has a hardness between 15 and 60 measured according to Shore-A. The roller is thus relatively soft on its outer surface in order to form a relatively wide nip when a winding roll is in contact.
  • a layer 9 of compressible material preferably a cellular elastomer.
  • the thickness of the layer 9 is 10 mm to 40 mm.
  • a hard base layer 10 made of an incompressible Material, preferably rubber, which is non-slip connected to the support body 7.
  • the non-slip binding can e.g. B. can be achieved by vulcanization.
  • wear-resistant outer running layer 11 is on the outside of the compressible Layer 9 attached another elastic layer, which is grooved if necessary.
  • Figure 5 shows an embodiment with circumferential grooves 12 in a wear-resistant outer layer 11.
  • the compressible layer 9 is directly on the without intermediate layer Support body 7 attached.
  • incompressible overlay 11 it is important that its structure and properties are selected such that they are deformable as a pure protective layer, in particular the compressibility of the lateral surface of the support or support roller 3 below the load of a winding roll 2 is not significantly affected. To influence her To reduce deformability, the outer running layer 11 by transverse to the grooves 12 incisions are weakened.
  • Figure 6 shows the preferred embodiment of a support or Back-up roller in which the compressible layer 9 consists of individual rings 13.
  • the Rings 13 with a width in the axial direction of the roller of 50 mm to 500 mm either in immediate succession or at such a short distance from each other arranged that the gap between two rings 13 no marks on the Causes winding rolls 2. If there is a space between the rings 13, this is preferably 5 mm to 30 mm.
  • Rings 13 are preferably used one larger by the desired thickness of the layer 9 and a little smaller Have inner diameter than the outer diameter of the support body 7.
  • the Rings 13 are successively with the inner diameter expanded by expansion to the Support body 7 pushed so that they are then under tension on the support body 7 sit.
  • the tension ensures a non-slip Seat of the rings 13 on the support body 7.
  • a sufficiently firm fit can also be achieved, for example, in that the rings 13 or can be attached to the supporting body 7 by gluing or jamming.
  • the rings 13 are arranged in parallel on the support body 7 so that their end faces run either perpendicularly or at an angle to the roller axis.
  • the rings 13 a quasi-helix with the advantage that a gap between the rings 13 constantly varies its axial position during rotation and so Markings on an adjacent winding roll can be avoided.
  • Another possibility of applying the compressible layer 9 on the support body 7 consists of a compressible band material helically on the Wind up support body 7.
  • the non-slip fit of the layer 9 can with the above described techniques can be achieved, e.g. B. by winding the tape in prestressed condition.
  • the roller then consists of a support body 7 with a compressible layer 9 from a helically applied band-shaped Material.
  • FIGS. 7 and 8 The advantageous influence of a support or support roller 3 compared to known support or Back-up rolls 14 with an elastic, but incompressible outer surface (e.g. from Solid rubber) is explained in FIGS. 7 and 8:
  • Figure 7 shows a support roller winding machine according to the prior art, in which the outlet-side support roller 14 has an elastic, but incompressible outer surface.
  • the support roller 14 deforms in the nip 5 elastic.
  • the evasive elastic material forms at both ends of the nip 5 Bumps 15, which protrude radially from the rest of the outer surface.
  • the beads 15 on the nip 5, which significantly influences the winding hardness increases the effective Radius of the support roller 14, so that the outermost layer of the winding roll 2 in this area is accelerated. This acceleration increases the so-called nip-induced Stretch of the outer layer, d. H. the winding hardness increases.
  • the one through the elastic outer layer intended positive effect, by widening the nip 5 den Contact pressure and thus the winding hardness dependent on the contact pressure significantly reduced and can even be reversed.
  • Figure 8 shows the conditions when winding with a carrier roll winding machine using a support roller 3 according to the invention:
  • the compressible layer 9 becomes under the support weight of the winding rolls 2 compressed, their volume decreases. A wide nip 5 without beads or arises with negligible beads on both ends. The contact pressure on the Carrier roller 3 drops due to the widened nip 5, and the nip-induced elongation the outermost layer on the winding roll 2 is reduced. Compared to the known Winding machines can therefore with the same coating weight per meter of roll length lower winding hardness can be wound up. This enables the winding of Winding rolls with a larger final diameter without the paper or cardboard web is damaged or 2 winding errors occur in the winding roll.
  • a roller according to the invention is not limited to use as a support roller in Carrier roll winding machines are limited, but they can also be beneficial to others Winding machine types as contact rollers on the winding rollers under pressure be used to make large diameter and high quality winding rolls high production speed.
  • their use as Back-up roll advantageous in so-called back-up roll winding machines which have winding stations in two winding lines on both sides of a central support roller are arranged, to which the individual tracks are fed alternately.
  • Each Winding roll is - such.
  • the roller according to Figures 1 to 6 When used as a pressure roller, which is given the reference number 6 in FIGS. 7 and 8 is, with small axial lengths, the roller according to Figures 1 to 6 in the constructed in the manner described above. Because the printing rollers are freely rotatable and are not driven, no rotary drive acts on the shaft journal 8. At Pressure rollers with a large axial length, as z. B. in support roller winding machines are used, the pressure roller preferably consists of individually rotatably mounted Segments to allow independent rotation of the individual segments enable. Printing rollers have diameters that range from 200 to 400 mm are, so usually smaller diameter than support or support rollers.

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Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Trag-, Stütz- oder Druckwalze für eine Wickelmaschine, insbesondere zum Aufwickeln von Papier- oder Kartonbahnen, die dazu vorgesehen ist, beim Aufwickeln unter Druck an Wickelrollen anzuliegen, und eine Wickelmaschine mit einer erfindungsgemäßen Walze.
Stand der Technik
Zur Herstellung von Wickelrollen aus durch Längsschnitte unterteilten Papier- oder Kartonbahnen werden bekannterweise Wickelmaschinen eingesetzt, die eine oder zwei angetriebene Walzen aufweisen, an denen die Wickelrollen beim Aufwickeln an- oder aufliegen. Die Walzen werden als Tragwalzen bezeichnet, falls sie vollständig das Gewicht der aufliegenden Wickelrollen tragen (DE-A 39 24 612). Wird das Gewicht ganz oder teilweise von in die Hülsen der Wickelrollen eingefahrenen, an Tragarmen gelagerten Führungsköpfen gehalten, bezeichnet man die Walzen als Stützwalzen (DE-C 31 02 894, DE-C 40 12 979).
Weiterhin enthalten Wickelmaschinen eine sogenannte Druckwalze, die entgegengesetzt zur Kontaktlinie zwischen einer Wickelrolle und einer Trag- oder Stützwalze gegen die Wickelrollen zu Beginn des Aufwickelns gedrückt wird, wenn die aus dem Rollengewicht resultierende Anpreßkraft für die gewünschte Wickelhärte noch nicht ausreicht, und die zur Stabilität des Wickelns wesentlich beiträgt (DE-C 37 19 093, EP-C 0410093).
Die für die Qualität der Wickelrollen entscheidende Wickelhärte (= Flächenpressung zwischen den Lagen einer Wickelrolle) ist von der Linienlast und den geometrischen Verhältnissen im Nip zwischen einer Wickelrolle und der Trag- oder Stützwalze abhängig. Als Linienlast wird die auf die Wickelrollenbreite normierte Anpreßkraft, gemessen in N/m, bezeichnet. Bei der Herstellung von Wickelrollen ist man bemüht, bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten eine vorbestimmte, gleichmäßige Wickelhärte einzustellen, ohne daß Oberflächenbeschädigungen oder Wickelfehler in der Wickelrolle auftreten. Wickelrollenfehler werden durch Überdehnung der Bahn im Nip verursacht. Da die Dehnung im Nip zwischen einer Tragwalze und einer Wickelrolle mit wachsendem Rollendurchmesser ansteigt, begrenzt ihr Wert den maximalen Enddurchmesser einer fehlerfrei gewickelten Wickelrolle.
Um Wickelrollen mit größerem Durchmesser bei guter Wickelqualität herzustellen, wird in der EP-A-0562266 eine Tragwalzen-Wickelmaschine vorgeschlagen, deren auslaufseitige, nicht von der Bahn umschlungene und gegenüber der einlaufseitigen Tragwalze abgesenkten Tragwalze einen Mantel aufweist, der wesentlich stärker verformbar ist als der Mantel der einlaufseitigen Tragwalze. Nach einer Ausführungsform weist die Tragwalze eine äußere Schicht aus Gummi auf, in der Kammern angeordnet sind, die mit dem Innern des aus Stahl bestehenden Tragkörpers verbunden sind. Durch die starke Verformbarkeit soll der Auflagedruck auf den Tragwalzen möglichst begrenzt werden, so daß die Wickelhärte nicht unverhältnismäßig hoch ansteigt.
Das US-Patent 3,503,567 beschreibt eine Wickelmaschine zum Aufwickeln von Papier, das mit druckempfindlichen Kapseln beschichtet ist. Um das Zerdrücken der druckempfindlichen Kapseln im Nip zwischen der Wickelrolle und der Stützwalze zu vermeiden, besteht die Stützwalze aus einem hohlzylinderförmigen Tragkörper aus Metall, auf dessen Mantel eine verformbare Schicht aus einem geschäumten synthetischen Material aufgebracht ist. Die verformbare Schicht der Stützwalze absorbiert einen so großen Anteil des Druckes zwischen der Wickelrolle und der Stützwalze, daß ein Zerbrechen der Kapseln verhindert wird.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze für eine Wickelmaschine zu schaffen, die beim Einsatz als Trag- oder Stützwalze eine Wicklung ohne Wickelfehler mit geringerer Wickelhärte ermöglicht. Beim Einsatz als Druckwalze soll sie Schwankungen in der Gleichmäßigkeit der Wickelrollen, die z. B. aus Bahnprofilschwankungen resultieren, ausgleichen können, um so die Gleichmäßigkeit des Anpreßdrucks zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand vereinfacht dargestellter Ausführungsbeispiele.
Es zeigen:
Figur 1
einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Trag- oder Stützwalze,
Figur 2
einen Querschnitt durch die Walze aus Figur 1,
die Figurer 3 bis 5
verschiedene Gestaltungen der äußeren Mantelschicht der Walze,
Figur 6
eine Walze, bei der die kompressible Schicht aus einzeln aufgezogenen Ringen besteht, und
die Figurer 7 und 8
die Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Tragwalze im Vergleich zu einer Tragwalze nach dem Stand der Technik in einer Tragwalzen-Wickelmaschine.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In Figur 8 ist das Prinzip einer Tragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln einer durch Längsschnitte unterteilten Papier- oder Kartonbahn 1 zu Wickelrollen 2 dargestellt, bei der die in den Figuren 1 bis 6 dargestellte Walze als Tragwalze oder als Druckwalze eingesetzt werden kann. Eine Tragwalzen-Wickelmaschine enthält zwei angetriebene Tragwalzen 3, 4, auf denen die Wickelrollen 2 beim Aufwickeln koaxial und fluchtend aufgereiht aufliegen und die somit das gesamte Wickelrollengewicht tragen. Die Papier- oder Kartonbahn 1 wird bevorzugt von unten, die einlaufseitige Tragwalze 4 teilweise umschlingend durch den Spalt zwischen den Tragwalzen 3, 4 geführt und läuft im Nip zwischen der einlaufseitigen Tragwalze 4 und den Wickelrollen 2 auf diese auf.
Eine oder beide Tragwalzen 3, 4 der Tragwalzen-Wickelmaschine sind als Walze nach der Erfindung ausgestaltet. Bevorzugt wird die Walze nach der Erfindung als auslaufseitige Tragwalze 3 eingesetzt, die gegenüber der einlaufseitigen Tragwalze 4 so angeordnet ist, daß ihre Kontaktlinie zur Wickelrolle (Nip 5) in gleicher Höhe oder tiefer als die Kontaktlinie zwischen der anderen Wickelrolle 4 und der Wickelrolle verläuft. Die Tragwalze 3 trägt somit den gleichen oder größeren Anteil des Gewichts der Wickelrollen 2. Zusätzlich kann auch die einlaufseitige Tragwalze 4 als erfindungsgemäße Walze ausgestaltet sein.
Oben auf den Wickelrollen 2 liegt eine sich über die Arbeitsbreite der Wickelmaschine, i.e. die axiale Länge der Tragwalzen 3, 4, erstreckende Druckwalze 6 auf, die zu Beginn der Aufwicklung die Wickelrollen 2 gegen die Tragwalzen 3, 4 drückt, wenn das Wickelrollengewicht für die gewünschte Wickelhärte noch nicht ausreicht.
In den Figuren 1 bis 6 ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen Walze beim Einsatz als Trag- oder Stützwalze 3 detaillierter dargestellt. Als Trag- oder Stützwalze 3 weist sie eine axiale Länge auf, die der maximalen Breite der zu verarbeitenden Papier- oder Kartonbahn 1 entspricht, die bis zu 10 m betragen kann; ihr Durchmesser beträgt zwischen 500 mm und 1500 mm. Die Trag- oder Stützwalze 3 nach der Erfindung besteht aus einem hohlzylinderförmigen Tragkörper 7 aus einem festen Material, insbesondere aus Stahl, der ausreichend stabil gestaltet ist, um verbiegungsfrei die durch die auf- oder anliegenden Wickelrollen 2 wirkenden Kräfte abstützen zu können. An beiden Stirnseiten des Tragkörpers 7 sind Wellenzapfen 8 befestigt, mit denen die Walze 3 im Gestell der Wickelmaschine gelagert wird. Ein Wellenzapfen 8 jeder Trag- oder Stützwalze 3 ist mit einem Drehantrieb verbunden, mit dem die Walze 3 um ihre Längsachse gedreht wird, um die auf- oder anliegenden Wickelrollen 2 zum Aufwickeln zu drehen.
Auf die äußere Mantelfläche des Tragkörpers 7 ist eine Schicht 9 aus einem zelligen, eine Vielzahl von mit einem Gas, insbesondere Luft, gefüllte Poren aufweisenden und daher kompressiblen Kunststoffmaterial aufgebracht, das ein Kompressionsmodul K von weniger als 10 MPa aufweist. Wichtig ist, daß eine große Anzahl relativ kleiner Poren über das Volumen der Schicht 9 gleichmäßig verteilt ist. Bevorzugt ist die Porengröße kleiner als 5 mm, als besonders vorteilhaft hat sich eine Porengröße zwischen 0,05 mm und 1 mm gezeigt. Die Poren sind in der Schicht 9 teilweise offen - also miteinander verbunden -, teilweise in sich geschlossen. Der Anteil der offenen Poren beträgt 30 % bis 70 %, vorzugsweise ca. 50 %. Das Verhältnis der offenen Poren zu den geschlossenen Poren bestimmt sowohl die Kompressibilität, als auch die Fähigkeit der Schicht, im Inneren entstehende Wärme abzuleiten, um unerwünschte Überhitzungen zu vermeiden.
Vorzugsweise wird für die Schicht 9 ein durch Schäumen hergestelltes zelliges Elastomer, insbesondere Polyurethan, eingesetzt, das ein Kompressionsmodul κ von 1 MPa bis 5 MPa aufweist. Die radial gemessene Dicke der Schicht 9 beträgt mindestens 10 mm, bevorzugt zwischen 10 mm und 40 mm, im Beispiel ca. 25 mm. Die Dichte des Materials der Schicht 9 mit den Poren beträgt weniger als 800 kg/m3, bevorzugt zwischen 350 und 650 kg/m3. Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Schicht 9 eine nach Shore-A gemessene Härte zwischen 15 und 60 auf. Die Walze ist somit auf ihrer Außenfläche relativ weich, um beim Anliegen einer Wickelrolle einen relativ breiten Nip zu bilden.
In den Figuren 3 bis 5 sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, die kompressible Schicht 9 auf den Tragkörper 7 anzuordnen:
Bei der Ausführungsform nach Figur 3 befindet sich auf der äußeren Mantelfläche des Tragkörpers 7 ausschließlich eine Schicht 9 aus kompressiblem Material, vorzugsweise einem zelligen Elastomer. Die Dicke der Schicht 9 beträgt 10 mm bis 40 mm.
In die äußere Oberfläche der Schicht 9 sind eine Vielzahl von umlaufenden, in Figur 3 nicht dargestellten Nuten mit Abstand voneinander eingearbeitet, falls das Einwickeln von Luft in einer Wickelrolle 2 vermieden oder eine zu große Lärmentwicklung beim Aufwickeln gemindert werden soll.
Bei der Ausführungsform nach Figur 4 befindet sich zwischen der kompressiblen Schicht 9 und dem Tragkörper 7 eine harte Grundschicht 10 aus einem inkompressiblen Material, vorzugsweise Gummi, die rutschfest mit dem Tragkörper 7 verbunden ist. Die rutschfeste Bindung kann z. B. durch Vulkanisieren erreicht werden. Um eine verschleißfeste äußere Laufschicht 11 zu bilden, ist außen auf der kompressiblen Schicht 9 eine weitere elastische Schicht befestigt, die erforderlichenfalls genutet ist.
Figur 5 zeigt eine Ausführungsform mit umlaufenden Nuten 12 in einer verschleißfesten äußeren Schicht 11. Die kompressible Schicht 9 ist ohne Zwischenschicht direkt auf dem Tragkörper 7 befestigt.
Bei den Ausführungsformen nach Figur 4 und 5 mit einer zusätzlichen elastischen, jedoch inkompressiblen Laufschicht 11 ist es wichtig, daß deren Aufbau und Eigenschaften so gewählt sind, daß sie als reine Schutzschicht die Verformbarkeit, insbesondere die Kompressiblilität der Mantelfläche der Trag- oder Stützwalze 3 unter der Last einer Wickelrolle 2 nicht wesentlich beeinflußt. Um ihren Einfluß auf die Verformbarkeit zu vermindern, kann die äußere Laufschicht 11 durch quer zu den Nuten 12 verlaufende Einschnitte geschwächt werden.
Figur 6 zeigt die bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trag- oder Stützwalze, bei der die kompressible Schicht 9 aus einzelnen Ringen 13 besteht. Die Ringe 13 mit einer Breite in Achsrichtung der Walze von 50 mm bis 500 mm sind entweder unmittelbar aufeinanderfolgend oder mit so geringem Abstand voneinander angeordnet, daß der Spalt zwischen zwei Ringen 13 keine Markierungen auf den Wickelrollen 2 verursacht. Falls ein Abstand zwischen den Ringen 13 vorhanden ist, beträgt dieser bevorzugt 5 mm bis 30 mm. Bevorzugt werden Ringe 13 verwendet, die einen um die gewünschte Dicke der Schicht 9 größeren und einen etwas geringeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Tragkörpers 7 aufweisen. Die Ringe 13 werden nacheinander mit durch Dehnung aufgeweitetem Innendurchmesser auf den Tragkörper 7 aufgeschoben, so daß sie anschließend unter Spannung auf den Tragkörper 7 sitzen. Die Spannung gewährleistet einen rutschfesten Sitz der Ringe 13 auf dem Tragkörper 7. Ein ausreichend fester Sitz kann beispielsweise auch dadurch erreicht werden, daß die Ringe 13 formschlüssig oder durch Verkleben oder Verklemmen auf dem Tragkörper 7 befestigt werden. Die Ringe 13 werden parallel voneinander so auf dem Tragkörper 7 angeordnet, daß ihre Stirnflächen entweder senkrecht oder schräg zur Walzenachse verlaufen. Bei der zweiten Variante bilden die Ringe 13 eine Quasi-Schraubenlinie mit dem Vorteil, daß ein Spalt zwischen den Ringen 13 beim Drehen permanent seine axiale Position variiert und so Markierungen auf einer anliegenden Wickelrolle vermieden werden.
Eine andere Möglichkeit, die kompressible Schicht 9 auf dem Tragkörper 7 aufzubringen, besteht darin, ein kompressibles Bandmaterial schraubenlinienförmig auf dem Tragkörper 7 aufzuwickeln. Der rutschfeste Sitz der Schicht 9 kann mit den vorstehend beschriebenen Techniken erreicht werden, z. B. durch Aufwickeln des Bandes in vorgespanntem Zustand. Die Walze besteht dann aus einem Tragkörper 7 mit einer kompressiblen Schicht 9 aus einem schraubenlinienförmig aufgebrachten bandförmigen Material.
Der vorteilhafte Einfluß einer Trag- oder Stützwalze 3 gegenüber bekannten Trag- oder Stützwalzen 14 mit einer elastischen, jedoch inkompressiblen Mantelfläche (z. B. aus Vollgummi) wird in den Figuren 7 und 8 erläutert:
Figur 7 zeigt eine Tragwalzen-Wickelmaschine nach dem Stand der Technik, bei der die auslaufseitige Tragwalze 14 eine elastische, jedoch inkompressible Mantelfläche aufweist. Unter der Auflagelast der Wickelrolle 2 verformt sich die Tragwalze 14 im Nip 5 elastisch. Das ausweichende elastische Material bildet an beiden Enden des Nips 5 Wülste 15, die radial gegenüber der übrigen Mantelfläche hervorstehen. Die Wülste 15 an dem die Wickelhärte wesentlich beeinflussenden Nip 5 vergrößern den wirksamen Radius der Tragwalze 14, so daß die äußerste Lage der Wickelrolle 2 in diesem Bereich beschleunigt wird. Diese Beschleunigung vergrößert die sogenannte nipinduzierte Dehnung der äußeren Lage, d. h. die Wickelhärte steigt an. Der durch die elastische äußere Schicht beabsichtigte positive Effekt, durch eine Verbreiterung des Nips 5 den Auflagedruck und damit die vom Auflagedruck abhängige Wickelhärte zu senken, wird entscheidend vermindert und kann sogar ins Gegenteil verkehrt werden.
Figur 8 stellt die Verhältnisse beim Aufwickeln mit einer Tragwalzen-Wickelmaschine unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Tragwalze 3 dar:
Unter dem Auflagegewicht der Wickelrollen 2 wird die kompressible Schicht 9 komprimiert, ihr Volumen verringert sich. Es entsteht ein breiter Nip 5 ohne Wülste oder mit vemachlässigbar kleinen Wülsten an beiden Enden. Der Auflagedruck auf der Tragwalze 3 sinkt aufgrund des verbreiterten Nips 5 ab, und die nipinduzierte Dehnung der äußersten Lage auf der Wickelrolle 2 wird reduziert. Gegenüber den bekannten Wickelmaschinen kann somit bei gleichem Auflagegewicht pro Meter Walzenlänge mit geringerer Wickelhärte aufgewickelt werden. Dies ermöglicht das Aufwickeln von Wickelrollen mit größerem Enddurchmesser, ohne daß die Papier- oder Kartonbahn beschädigt wird oder in der Wickelrolle 2 Wickelfehler auftreten.
Der Einsatz einer erfindungsgemäßen Walze ist nicht auf den Einsatz als Tragwalze in - Tragwalzen-Wickelmaschinen beschränkt, sondern sie kann auch vorteilhaft bei anderen Wickelmaschinentypen als an den Wickelrollen unter Druck anliegende Kontaktwalze eingesetzt werden, um Wickelrollen mit großem Durchmesser und hoher Qualität bei großer Produktionsgeschwindigkeit herzustellen. Insbesondere ist ihr Einsatz als Stützwalze in sogenannten Stützwalzen-Wickelmaschinen vorteilhaft, bei denen beidseits einer zentralen Stützwalze Wickelstationen in zwei Wickellinien angeordnet sind, denen die Einzelbahnen wechselweise zugeführt werden. Jede Wickelrolle wird - wie z. B. in der DE-PS 36 29 024 beschrieben - von zwei an Wickelböcken der Wickelstationen gelagerten Führungsköpfen gehalten, die einen Teil des Wickelrollengewichts aufnehmen. Den restlichen Teil nimmt die zentrale Stützwalze auf, an der jede Wickelrolle anliegt.
Beim Einsatz als Druckwalze, die in den Figuren 7 und 8 mit der Bezugsziffer 6 versehen ist, ist bei kleinen axialen Längen die Walze entsprechend den Figuren 1 bis 6 in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut. Da Druckwalzen frei drehbar gelagert und nicht angetrieben sind, greift an den Wellenzapfen 8 kein Drehantrieb an. Bei Druckwalzen mit großer axialer Länge, wie sie z. B. bei Tragwalzen-Wickelmaschinen eingesetzt werden, baut sich die Druckwalze bevorzugt aus einzeln drehbar gelagerten Segmenten auf, um eine unabhängige Drehbarkeit der einzelnen Segmente zu ermöglichen. Druckwalzen haben Durchmesser, die im Bereich von 200 bis 400 mm liegen, also üblicherweise geringere Durchmesser als Trag- oder Stützwalzen.

Claims (15)

  1. Trag-, Stütz- oder Druckwalze für eine Wickelmaschine, insbesondere zum Aufwickeln von Papier- oder Kartonbahnen (1), mit einem hohlzylinderförmigen Tragkörper (7) aus einem festen Material, auf dessen Mantel eine verformbare Schicht aus einem zelligen Kunststoffmaterial mit einer Vielzahl von gleichmäßig verteilen Poren aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zellige Kunststoffmaterial ein Kompressionsmodul κ von weniger als 10 MPa aufweist und daß die Poren in der Schicht (9) teilweise offen und teilweise in sich geschlossen sind.
  2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (9) aus einem zelligen Elastomer, insbesondere Polyurethan, mit einem Kompressionsmodul zwischen 1 MPa und 5 MPa besteht.
  3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Poren weniger als 5 mm, bevorzugt zwischen 0,05 mm und 1 mm, beträgt.
  4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der offenen Poren 30 % bis 70 %, vorzugsweise ca. 50 % beträgt.
  5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (9) eine Härte zwischen 15 und 60 Shore-A aufweist.
  6. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Schicht (9) mindestens 10 mm, bevorzugt zwischen 10 mm und 40 mm beträgt.
  7. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß außen auf die kompressible Schicht (9) eine verschleißfeste, elastische Laufschicht (11) aufgebracht ist.
  8. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste Mantelschicht (9, 11) Nuten (12) aufweist.
  9. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der kompressiblen Schicht (9) und dem Tragkörper (7) eine harte Grundschicht (10) aus einem inkompressiblen Material angeordnet ist, die rutschfest mit dem Tragkörper (7) verbunden ist.
  10. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kompressible Schicht (9) aus einzelnen Ringen (13) zusammengesetzt ist.
  11. Walze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (13) mit einem Abstand von 5 mm - 50 mm voneinander angeordnet sind.
  12. Walze nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Ringe (13) schräg zur Walzenachse verlaufen.
  13. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kompressible Schicht (9) aus einem schraubenlinienförmig aufgebrachten bandförmigen Material besteht.
  14. Wickelmaschine zum Aufwickeln von Papier- oder Kartonbahnen (1), mit einer oder mehreren Trag- oder Stützwalzen (3, 4) und/oder Druckwalzen (6), dadurch gekennzeichnet, daß als Trag- oder Stützwalze (3, 4) und/oder Druckwalze (6) eine Walze gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 13 verwendet wird.
  15. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 14 mit zwei das Wickelrollengewicht tragenden Tragwalzen (3, 4), wobei eine der beiden Tragwalzen (3, 4), bevorzugt die auslaufseitige, nicht von der Bahn (1) umschlungene Tragwalze (3) so angeordnet ist, daß ihre Kontaktlinie (5) mit den Wickelrollen (2) tiefer verläuft als die Kontaktlinie der anderen Tragwalze (4), dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Tragwalze (3) mit tiefer verlaufender Kontaktlinie (5) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 aufgebaut ist.
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