DE4414396C3 - Trag- oder Stützwalze für eine Wickelmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Trag- oder Stützwalze einer Wickelmaschine.

Zur Herstellung von Wickelrollen aus durch Längs­ schnitt 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 voll­ ständig das Gewicht der aufliegenden Wickelrollen tra­ gen (DE-A 39 24 612). Wird das Gewicht ganz oder teil­ weise von in die Hülsen der Wickelrollen eingefahrenen, an Tragarmen gelagerten Führungsköpfen gehalten, be­ zeichnet man die Walzen als Stützwalzen (DE- C 31 02 894, DE-C 40 12 979).

Die Wickelqualität der Wickelrollen wird entschei­ dend von der Linienlast (= Anpreßkraft pro Meter Wickelrollenbreite) und den geometrischen Verhältnis­ sen im Nip zwischen der Wickelrolle und der Trag- oder Stützwalze beeinflußt. Dabei stellt es sich als besonde­ res Problem heraus, bei hohen Produktionsgeschwin­ digkeiten eine vorbestimmte, gleichmäßige Wickelhärte (= Zugspannung zwischen den äußeren Lagen einer Wickelrolle) einzustellen, ohne daß Oberflächenbeschä­ digungen, z. B. Markierungen, an den Papieren oder Wickelfehler, z. B. sogenannte Riegel, auftreten. Weiter­ hin muß vermieden werden, daß Luft mit in die Wickel­ rolle eingewickelt wird oder die Bahn seitlich zu ihrer Laufrichtung verläuft.

Aus der EP-A 0 562 266 ist eine Wickelmaschine mit zwei Tragwalzen bekannt, bei der eine der beiden Trag­ walzen während des Betriebes von der Papierbahn um­ schlungen und die andere Tragwalze gegenüber der er­ sten Tragwalze abgesenkt angeordnet ist. Die abge­ senkt angeordnete Tragwalze weist einen Mantel auf, der wesentlich stärker verformbar ist als der Mantel der anderen Tragwalze. Nach einer Ausführungsform be­ steht die äußere Schicht des Mantels aus Gummi mit einer Härte zwischen 30 und 120 Grad P + J. Durch den gegenüber der ersten Tragwalze wesentlich stärker ver­ formbar gestalteten Mantel soll sich die Auflagefläche der Wickelrolle auf der Tragwalze vergrößern, um die Flächenpressung gering zu halten ("Breitnip-Effekt"). Durch die Realisierung einer ausreichend großen Aufla­ gefläche soll in Verbindung mit den anderen Merkmalen ein deutlich höherer Wickelrollendurchmesser erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trag- oder Stützwalze für Wickelmaschinen zu schaffen, die bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten ein papier­ schonenderes Wickeln ermöglicht, insbesondere das Auftreten von Oberflächenbeschädigungen der Papier- oder Kartonbahn und von Wickelfehlern in den Wickel­ rollen vermindert.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patent­ anspruchs 1 gelöst.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da beson­ ders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung:
Der Bereich des Reibbeiwerts nach Anspruch 2 gewähr­ leistet eine ausreichende Fixierung der Bahn auf der Walze für einen geradlinigen Bahnverlauf, ohne den beim Übergang von der Walze auf die Wickelrolle er­ forderlichen Dehnungsausgleich der Bahn zu verhin­ dern. Die bessere Bahnführung ermöglicht eine erhebli­ che Geschwindigkeitssteigerung.

Die Oberflächenbeschaffenheit nach Anspruch 3 ver­ hindert ein Zusetzen der Walzenoberfläche mit Parti­ keln, z. B. mit Farbpartikeln bei gestrichenen Papieren und gewährt über einen längeren Zeitraum einen kon­ stanten Reibbeiwert.

Die Anordnung einer Tragschicht zwischen dem Tragmantel und der Beschichtung nach Anspruch 4 ver­ bessert die Dämpfungseigenschaften der Walze und wirkt so vibrations- und schalldämpfend. Zugleich er­ möglicht die Tragschicht bei einer nachträglichen Be­ schichtung der Walze die Einstellung eines gewünschten Walzendurchmessers unabhängig von der äußeren Be­ schichtungsschicht.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand vereinfacht dargestellter Ausführungsbeispiele.

Fig. 1 zeigt ausschnittsweise den Längsschnitt durch eine Walze, bei der die Beschichtung direkt auf den Tragmantel aufgetragen ist,

Fig. 2 zeigt eine Walze mit einer Tragschicht zwi­ schen der äußeren Beschichtung und den Tragmantel.

Die nachfolgend beschriebene Trag- oder Stützwalze wird an Wickelmaschinen eingesetzt mit denen durch Längsschnitt unterteilte Papier- oder Kartonbahnen von bis zu 10 m Breite zu einzelnen Wickelrollen aufge­ wickelt werden. Die axiale Länge der Trag- oder Stütz­ walze entspricht der maximalen Breite der zu verarbei­ tenden Papier- oder Kartonbahn, ihr Durchmesser be­ trägt zwischen 500 mm und 1500 mm. Die Trag- oder Stützwalze besteht aus einem hohlzylinderförmigen Tragmantel 1 aus einem festen Material, insbesondere aus Stahl, der ausreichend stabil ausgestaltet ist, um ver­ biegungsfrei die durch die auf- oder anliegenden Wic­ kelrollen wirkenden Kräfte abstützen zu können. Der Tragmantel 1 ist im Gestell der Wickelmaschine mit an seinen Stirnseiten befestigten Wellenzapfen gelagert. Er ist mit einem Drehantrieb verbunden, mit dem die Wal­ ze in eine Drehbewegung um ihre Längsachse versetzt werden kann, um die auf- oder anliegenden Wickelrol­ len zum Aufwickeln zu drehen.

Auf die äußere Mantelfläche des Tragmantels 1 ist eine Schicht 2 aus einem Haftvermittler aufgetragen, der eine sichere Verbindung des Tragmantels 1 mit ei­ ner außen auf den Walzenmantel aufgebrachten Be­ schichtung 3 gewährleistet.

Die radial zum Tragmantel 1 gemessene Schichtdicke der Beschichtung 3 beträgt 5 mm bis 12 mm, vorzugs­ weise 6 mm bis 8 mm. Sie besteht aus einem verschleiß­ armen Elastomer, insbesondere aus Nitril- oder Poly­ urethan-Kautschuk. Ihre Härte beträgt 65 bis 80 Shore A, bevorzugt 70 bis 74 Shore A. Diese Härte entspricht einem Wertebereich von 80 bis 45 PJ (Pussey Jones), bevorzugt 60 bis 70 PJ.

Der Reibbeiwert µ der Beschichtung 3 zu Papier be­ trägt 0,35 bis 0,7, vorzugsweise 0,45 bis 0,6. Die äußere Oberfläche der Beschichtung 3 ist so geschliffen, daß der arithmetische Mittenrauwert R_a ermittelt nach DIN 4768 0,5 µm bis 1,5 µm beträgt. Bei dieser Oberflächen­ rauheit wird die Papier- oder Kartonbahn ausreichend auf der Walze fixiert, so daß sie geradlinig ohne zu verlaufen auf die Wickelrolle aufläuft, zugleich ist ein Dehnungsausgleich zwischen der auf der Walze auflie­ genden Bahn und der Wickelrolle möglich, der für die Herstellung Wickelrollen hoher Qualität erforderlich ist. Zusätzlich wird durch den Rauwert R_a von 0,5 µm bis 1,5 µm erreicht, daß der Reibbeiwert µ Papier/Be­ schichtung 3 über einen längeren Zeitraum während des Aufwickelns konstant bleibt.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 entspricht in ihrem Aufbau der von Fig. 1, wobei zusätzlich zwischen dem Tragmantel 1 und der äußeren Beschichtung 3 eine Tragschicht 4 angeordnet ist, deren Dicke 8 bis 15 mm, vorzugsweise 12 bis 14 mm beträgt. Die Tragschicht 4 besteht ebenfalls aus einem Elastomer, sie ist mit einer Härte von mehr als 95 Shore A (dies entspricht einer Härte von weniger als 15 nach PJ) bedeutend härter als die Beschichtung 3. Durch die zusätzliche Tragschicht 4 verbessern sich die Dämpfungseigenschaften der Trag- oder Stützwalze, so daß Lärmemissionen und Vibratio­ nen vermindert werden.

Um die Abführung der Luft zu verbessern und damit das Einwickeln von Luft in die Wickelrolle zu verhin­ dern, ist die Oberfläche der Beschichtung 3 bevorzugt auf bekannte Weise mit umlaufenden Nuten versehen. Die Luftabführung kann auch durch eine Vielzahl von Löchern verbessert werden, die durch den Tragmantel 1, die Schicht 2, ggf. die Tragschicht 4 und die Beschich­ tung 3 in das Innere der Trag- oder Stützwalze führen und über deren gesamte Mantelfläche angeordnet sein. Die Löcher können auch dazu dienen, die Papier- oder Kartonbahn bei einem Wickelrollenwechsel auf der Trag- oder Stützwalze durch Unterdruck zu halten. Dann ist das Innere der Trag- oder Druckwalze zur Erzeugung des Unterdrucks an eine Unterdruckquelle angeschlossen.

Der Einsatz einer erfindungsgemäßen Trag- oder Stützwalze bei der Herstellung von Wickelrollen aus Papier- oder Karton hat eine Vielzahl von Vorteilen:

• - es werden Oberflächenbeschädigungen (Mar­ kierungen) an der Papier- oder Kartonbahn ver­ mieden,
• - das Einwickeln von Luft in die Wickelrolle wird vermindert,
• - es findet ein Ausgleich von Profilschwankungen im Querprofil der Papier- oder Kartonbahn statt, so daß Wickelfehler in der Wickelrolle vermieden werden,
• - die Wickelgeschwindigkeit läßt sich anheben,
• - es findet kein Verlaufen der Bahn quer zur Lauf­ richtung statt, d. h. die Wickelrollen werden an ih­ ren Stirnseiten plangewickelt, und
• - es läßt sich vibrations- und sehr geräuscharm aufwickeln.

Claims (4)

1. Trag- oder Stützwalze einer Wickelmaschine zum Aufwickeln von Papier- oder Kartonbahnen, an der die Wickelrollen beim Aufwickeln an- oder aufliegen, mit einem hohlzylinderförmigen Tragmantel (1) aus einem festen Material, insbesondere aus Stahl, aufweist, dessen äußere Mantelfläche eine Beschichtung (3) deren Oberfläche mit der Papier- oder Kartonbahn in Kontakt tritt und die folgende Merkmale aufweist:

• - Die Dicke der Beschichtung (3) beträgt 5 mm bis 12 mm, vorzugsweise 6 mm bis 8 mm,
• - sie besteht aus einem verschleißarmen Ela­ stomer, insbesondere aus Nitrit- oder Polyure­ than-Kautschuk, und
• - ihre nach Shore A gemessene Härte beträgt 65 bis 80, bevorzugt 70 bis 74.

2. Trag- oder Stützwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbeiwert µ der Be­ schichtung zu Papier 0,35 bis 0,7, vorzugsweise 0,45 bis 0,6, beträgt.

3. Trag- oder Stützwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der arithmetische Mittenrauwert R_a (ermittelt nach DIN 4768) der äußeren Oberfläche der Beschichtung (3) 0,5 µm bis 1,5 µm beträgt.

4. Trag- oder Stützwalze nach einem der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der äußeren Beschichtung (3) und dem Tragmantel (1) eine Tragschicht (4) angeordnet ist, deren Dicke 8 mm bis 15 mm, vorzugsweise 12 mm bis 14 mm, beträgt und die eine nach Shore A gemessene Här­ te von mehr als 95 aufweist.