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Kalanderwalze nebst Herstellungsverfahren Die Erfindung betrifft eine
Kalanderwalze mit einem möglichst biegungssteifen Walzenkern und einem fest damit
verbundenen Walzenmantel, der aus einer Vielzahl von in Achsrichtung der Walze nebeneinanderliegenden,
miteinander verklebten und in dieser Richtung zusaminengepreßten Schichten aus elastisch
nachgiebigem Werkstoff besteht. Derartige Walzen dienen bekanntlich als Gegenwalzen
zu Präge- oder Glättwalzen aus, Stahl oder einem ähnlichen harten Werkstoff.
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Man hat zur Herstellung solcher Gegenwalzen Warenbahnen aus Papier,
Vlies, Gewebe oder ähnlichen Stoffen, die gegebenenfalls vorher mit kalt- oder warmhärtenden
polymerisierenden oder vulkanisierenden Massen getränkt worden waren, zu quadratischen
Platten zerschnitten, in deren Mitte ein dem Walzenkern entsprechendes Loch gestanzt
wird. Diese Platten wurden, gegebenenfalls mit den Ecken versetzt, über den Walzenkern
gesteckt und dann in dessen Achsrichtung unter hohem Druck und gegebenenfalls gleichzeitiger
Erwärmung zusammengepreßt, wobei die Imprä gnierungsstoffe eine innige Verbindung
der einzelnen Platten zu einem einheitlichen Körper bewirken sollen.
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Die Außenflächen des so hergestellten Körpers wurden dann durch Abdrehen,
Abschleifen od. dgl. zu der fertigen Mantelfläche der Gegenwalze bearbeitet. Beim
Einstanzen der zentralen Löcher in die quadratischen Platten sowie beim Bearbeiten
des aus ihnen gefertigten einheitlichen Körpers zur fertigen Mantelfläche ergibt
sich ein erheblicher Materialabfall. Außerdem zeigt die Mantelfläche derartiger
Gegenwalzen eine mehr oder weniger in Erscheinung tretende Streifenbildung, die
sich beim Gebrauch der Gegenwalze nachteilig auswirkt. Die Streifenbildung beeinträchtigt,
wie die praktische Erfahrung bewiesen hat, das saubere Prägen oder Glätten der zwischen
den Kalanderwalzen durchlaufenden Warenbahn, insbesondere wenn diese aus einem empfindlichen
Werkstoff besteht, und ist auf folgendes zurückzuführen.
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Die zur Fertigung des Walzenmantels verwandten vorgenannten Warenbahnen
aus Papier, Vlies, Gewebe od. dgl. haben je nach ihrer Herstellungsart eine geordnete
oder auch ungeordnete Faserrichtung, wobei die einzelnen Fasern in der Regel parallel
oder quer zur Längsrichtung der Warenbahn liegen. Die daraus zugeschnittenen einheitlichen
Platten weisen daher eine Faserrichtung auf, die nur an zwei aneinander gegenüberliegenden
Sektoren angenähert radial vom Walzenkern zur Mantelfläche verläuft. In allen dazwischenliegenden
Sektoren weicht die Faserrichtung weniger oder mehr, nämlich bis zu 90° von der
radialen Richtung ab. Auf den Umfang der Mantelfläche hin ändert sich die Richtung
der in dieser Fläche liegenden Fasern dauernd, was die vorerwähnte Streifenbildung
hervorruft.
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Man hat ferner vorgeschlagen, eine gegebenenfalls zu mehreren Schichten
zusammengefaltete Warenbahn in trapezartige Stücke zu zerlegen, deren Höhe der Dicke
des Walzenmantels entspricht. Und zwar so, daß die Materialfasern dieser Stücke
in Richtung der Höhenlinie verlaufen. Die so hergestellten Teilstücke sollen dann
in einem druckfesten Zylinder, in dem man vorher zentrisch den Walzenkern eingelegt
hat, zu aufeinanderliegenden Scheiben zusammengesetzt und anschließend in axialer
Richtung unter hohem Druck zusammen gepreßt werden. Wie keiner weiteren Erläuterung
bedarf, verlaufen die Materialfasern des fertigen Walzenmantels an allen Stellen
ziemlich genau in radialer Richtung, wodurch die vorerwähnte Streifenbildung vermieden
wird.
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Der in dieser Hinsicht zweifellos sehr zweckmäßige Vorschlag hat aber
einen anderen großen Nachteil. Da jede einzelne Scheibe des fertigen Walzenmantels
aus etwa zwölf Trapezstücken zusammengesetzt ist, weist dieser Mantel sehr zahlreiche
radiale Stoßfugen auf. Bei der normalen Druckbeanspruchung während des Gebrauchs
einer Gegenwalze würde sich eine Kraft ergeben, welche die an den Stellen der radialen
Stoßfugen aneinanderliegenden Mantelstücke voneinander zu trennen sucht. Ein Walzenmantel
mit radialen Stoßfugen wäre dementsprechend wesentlich weniger widerstandsfähig
als ein aus vollen einheitlichen Platten bzw. Scheiben zusammengesetzter Walzenmantel.
Ferner ist der Materialabfall beim Zerlegen der Warenbahn in trapezförmige Teilstücke
immer noch recht beträchtlich, wenngleich erheblich geringer als beim Zerlegen in
quadratische Platten. Aus diesen Gründen hat sich der letztgenannte Vorschlag nicht
einführen können und ist praktisch auf die Literatur beschränkt geblieben.
Die
Erfindung bezweckt, die Vorzüge der beiden bekannten Vorschläge zu vereinen, ohne
deren Nach= teile in Kauf nehmen zu müssen. Sie hat sich demgemäß die Aufgabe gesetzt,
eine Kalanderwalze mit elastisch nachgiebigem Mäntel zu schaffen, der 1. bei Gebrauch
keine Streifenbildung zeigt, 2. keinerlei radiale Stoßfugen aufweist und 3. unter
möglichst geringem Materialabfall aus einer Warenbahn von geeigneter Beschaffenheit
herzustellen ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich dadurch,
daß der Walzenmantel aus einer Mehrzahl von einseitig gezackten Bändern zusammengesetzt
ist, deren Breite der Manteldicke entspricht und die mit ihren Zacken nach innen
sowie mit ihren glatten Kanten nach außen liegend in Schraubenwindungen um den Walzenkern
gewickelt sind. Es können dabei mehrere Bänder nach Art einer mehrgängigen Schraube
ineinandergesteckt sein und auf die ganze Mantellänge durchgehen. Man kann aber
auch in Achsrichtung der Walze einzelne Bänder oder Gruppen von ineinandergesteckten
Bändern hintereinanreliegend anordnen. Die auf die eine oder andere Art in Schraubenwindungen
um den Walzenkern gewickelten Zackenbänder bilden in Achsrichtung der Walze nebeneinanderliegende
Schichten, die in üblicher Weise miteinander verklebt und in dieser Richtung zusammengepreßt
werden.
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Zum Herstellen der einseitig gezackten Bänder wird zweckmäßig eine
Warenbahn entsprechender Breite mit Hilfe eines durch ihr Mittelfeld gelegten Zickzackschnittes
in zwei solcher Bänder zerlegt, von denen jedes durch Abschneiden der Zackenspitzen
auf eine der Manteldicke gleichkommende Breite gebracht wird. Nach dem Zusammenpressen
der auf dem Walzenkern sitzenden spiralig gewickelten Zackenbänder bilden deren
Seitenkanten die Außenfläche des Walzenmantels. Diese Außenfläche braucht, soweit
überhaupt erforderlich, nur noch glatt gedreht oder geschliffen zu werden. Im ganzen
ergibt sich bei dieser Arbeit und dem vorhergehenden Abschneiden der Zackenspitzen
nur ein geringfügiger Materialabfall in der Größenordnung von etwa 20% der Warenbahn.
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Soweit die Zackenbänder nicht aus solchen Werkstoffen bestehen. die
unter hohem Druck und gegebenenfalls gleichzeitiger Erwärmung zu einem einheitlichen
Körper zusammenbacken oder -sintern, verwendet man zweckmäßig geeignete kalt- oder
warmhärtende, polymerisierende oder vulkanisierende Bindemittel zum Zusammenkleben
der Schraubenwindungen. Zu diesem Zweck kann man schon die Warenbahn oder die daraus
gefertigten Zackenbänder mit solchen Bindemitteln imprägnieren. Einfacher ist jedoch
eine Beschichtung der Schraubenwindungen mit Massen der vorerwähnten Beschaffenheit,
wobei die Beschichtung vor, während oder nach dem losen Aufwickeln der Bandspiralen
erfolgen kann. Als Wickelsäule kann man an sich jede beliebige zylindrische Säule
vom Durchmesser des Walzenkerns benutzen, vorteilhafter den Walzendern selbst.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
und zwar zeigt Fig. 1 einen Walzenkern mit teilweiser Bewicklung und Fig. 2 eine
in einseitig gezackte Bänder zerlegte Warenhahn.
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Ein Walzenkern 1 aus Stahl oder einem ähnlichen Harten und biegungssteifen
Werkstoff trägt zwei Druckscheiben 2 und 3, zwischen denen der im ganzen mit 4 bezeichnete
Walzenmantel mit frei bleibender Außenfläche liegt. Außerhalb der Scheiben 2 und
3 ist der Walzenkern 1 zu Laufzapfen 1 a bearbeitet. Die Druckscheibe 2 sitzt fest
auf dem Walzenkern 1, während die Druckscheibe 3 längs verschieblich sowie durch
eine Mutter 5 mit Unterlegscheibe 6 oder durch eine -andere geeignete Einrichtung
feststellbar auf diesem Kern angeordnet ist.
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Zur Herstellung des Walzenmantels 4 wird eine Warenbahn 7, die aus
einem dehnbaren sowie elastisch nachgiebigen Werkstoff, wie Papier, Vlies, Gewebe
od. dgl., besteht, mit Hilfe eines durch ihr Mittelfeld gelegten Zickzackschnittes
8 in zwei einseitig gezackte Bänder 9 zerlegt. Durch Abschneiden der Zackenspitzen
l0 a wird jedes Band 9 auf eine der Dicke A des Walzenmantels 4 entsprechende Breite
gebracht und in der in Fig. 1 gezeigten Weise mit seinen Zacken 10 nach innen sowie
seiner durchgehenden Seitenkante 9a nach außen liegend in Schraubenwindungen 11
um den Walzenkern 1 gewickelt. Der Übersichtlichkeit halber ist in Fig. 1 nur eine
Schraube 11 veranschaulicht, zwischen deren Windungen die zweite Schraube 11 liegen
kann.
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Nachdem man beide Bänder 9 in Schraubenwindungen 11 auf der Druckscheibe
2 aufliegend um den Walzenkern 1 gewickelt und ihre Windungen mit einer geeigneten
filmbildenden Masse beschichtet hat, steckt man die Druckscheibe 3 auf den Walzenkern
auf und übt auf diese von außen her einen Druck aus, bis die Windungen 11 auf die
Länge des Walzenmantels 4 in Achsrichtung der Walze zusammengepreßt sind. Die zwischen
die Spiralwindungen eingeschichtete Masse tritt dabei auch in die Spalte zwischen
der Mantelfläche des Walzenkerns 1 und den abgeschnittenen, an dieser Fläche anliegenden
Zacken 10 der Bänder 9. Sie bewirkt bei geeigneter Beschaffenheit nicht nur ein
inniges Zusammenkleben der einzelnen Schraubenwindungen zu einem einheitlichen Mantelkörper,
sondern auch eine gute Haftung dieses Mantelkörpers an dem Walzenkern 1.
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Gegebenenfalls kann man auch vor dem Aufwickeln der Bänder 9 auf die
Mantelfläche des Walzenkerns 1 und/oder die Innenkanten 10 b der Zacken 10 geeignete
Bindemittel auftragen, um eine besonders gute Haftung des Mantelkörpers am Walzenkern
zu erzielen. Nach dem Zusammenpressen der Windungen 11 und dem Aufstecken der Unterlegscheibe
6 wird die Mutter 5 angezogen und dadurch die Druckscheibe 3 fest gegen den Mantelkörper
4 angedrückt. Nunmehr kann erforderlichenfalls die Außenfläche dieses Körpers glattgedreht
oder geschliffen werden.