-
Verfahren zum Herstellen von elastischen Kalanderwalzen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kalanderwalzen mit einem Mantel aus elastisch
nachgiebigem Werkstoff, wie Papier, Vlies, Gewebe od. dgl. Der Mantel solcher Walzen,
die bekanntlich als Gegenwalzen zu Präge- oder Glättwalzen mit einem Mantel aus
Stahl oder einem ähnlich harten Werkstoff dienen, besteht meist aus einer Vielzahl
von Scheiben, die in axialer Richtung nebeneinanderliegen und in dieser Richtung
zusammengepreßt sind.
-
Üblicherweise wird zur Herstellung derartiger Walzen eine Warenbahn,
die zweckmäßig vorher mit einer kalt- oder warmhärtenden, polymerisierenden und
vulkanisierenden Masse getränkt worden war, zu quadratischen scheibenartigen Stücken
zerschnitten und in deren Mitte je ein dem Walzenkern entsprechendes Loch
gestanzt. Nach dem Aufstecken der Scheiben auf den Walzenkern und Zusammenpressen
in axialer Richtung entsteht unter dem Einfluß der filmbildenden Massen ein einheitlicher
Polygonkörper, der dann durch entsprechende Bearbeitung seiner Außenfläche in eine
zylindrische Form gebracht wird. Naturgemäß ergibt die Bearbeitung des Polygonkörpers
durch Abdrehen, Abschleifen od. dgl. einen be-
trächtlichen Abfall. Abgesehen
davon zeigt die zylindrische Außenfläche des fertigen Walzenmantels eine mehr oder
weniger in Erscheinung tretende Streifenbildung, die sich beim praktischen Gebrauch
der Kalanderwalze nachteilig auswirkt. Die aus der Papier-, Vlies-, Gewebe- oder
ähnlichen Warenbahn ausgeschnittenen quadratischen Scheiben weisen eine Faserrichtung
auf, die bei dem fertigen Walzenmantel nur an zwei einander gegenüberliegenden Stellen
angenähert radial vom Walzenkern zur Mantelfläche verläuft. An den anderen Stellen
weicht die Faserrichtung bis zu 90' von der radialen Richtung ab. Längs des
Umfangs des Walzenmantels ändert sich somit die Richtung der Werkstoffasern dauernd,
was die vorerwähnte Streifenbildung hervorruft.
-
Zur Vermeidung dieses Nachteils hat man schon Herstellungsverfahren
entwickelt, bei der die einze-lnen Lo-chscheiben des Walzenmantels sich aus mehreren
Segmenten zusammensetzen, die eine angenähert gleiche und vorzugsweise radial verlaufende
Faserrichtung aufweisen. Zu diesem Zweck hat man vorgeschlagen, aus einer geeigneten
Warenbahn formgleiche Trapezoide auszuschneiden, deren Höhe der Dicke des Walzenmantels
entspricht und die sich zu regelmäßigen Polygonringen zusammensetzen lassen. Diese
Trapezoide sollen um eine vorzugsweise durch den Walzenkern gebildete Säule zu lagenweise
mit ihren Radialfugen zueinander versetzten Polygonringen zusammengelegt werden,
worauf der so entstandene Polygonkörper -in axialer Richtung zusammengepreßt und
seine Außenfläche in eine zylindrische Form gebracht wird. Bei dem bekannten Vorschlag
soll die Warenbahn zunächst in Querstreifen, deren Breite der Dicke des Walzenmantels
entspricht, und dann jeder Querstreifen durch gegenläufig gelegte Schrägschnitte
in formgleicheTrapezoide zerlegt werden. Dabei bilden die Enden jedes Querstreifens,
die kein Trapezoid mehr ergeben können, reinen Abfall, der anteilig um so größer
wird, je geringer die Länge der Querstreifen, also die Breite der ursprünglichen
Warenbahn ist. Verwendet man aber Warenbahnen größtmöglicher Breite, so wächst die
Gefahr, daß die Warenbahn beim Zerlegen in Querstreifen verzerrt wird, so daß beim
Zerschneiden der Querstreifen Trapezoide von ungleicher Höhe anfallen. Der gesamte
aus den Trapezoiden zusammengesetzte und in axialer Richtung zusammengepreßte Polygonkörper
muß an der Außenfläche so weit abgedreht oder abgeschliffen werden, daß noch der
aus Trapezoiden ge#-ringster Höhe zusammengesetzte Polygonring eine zylindrische
Außenfläche aufweist. Der dann durch die Bearbeitung des Polygonkörpers entstehende
Ab-
fall ist sehr groß, so daß bei dem bekannten Vorschlag bei Verwendung
sowohl breiter als auch schmaler Warenbahnen im ganzen gesehen der Materialabfall
sehr beträchtliche Werte annimmt. Außerdem sieht dieser Vorschlag nicht die Verwendung
von Bindemitteln zwischen den einzelnen Trapezoiden und Polygonringen vor.
-
Die Erfindung bezweckt, die sich bei den bisher bekannten Herstellungsverfahren
einstellenden Übelstände in einfacher Weise insgesamt zu beseitigen. Sie geht von
dem letztgenannten Vorschlag aus und schreibt demzufolge vor, aus einer Bahn eines
elastisch nachgiebigen Werkstoffes, wie Papier, Vlies, Gewebe od. dgl., formgleiche
Trapezoide, deren Höhe der Dicke des Walzenmantels entspricht und die sich zu regelmäßigen
Polygonringen zusammensetzen lassen, auszuschneiden und um eine vorzugsweise durch
den
Walzenkern gebildete Säule zu lageweise mit ihren Radialfugen
zueinander versetzten Polygonringen zusammenzulegen, worauf der so entstandene Polygonkörper
in axialer Richtung zusammengepreßt und seine Außenfläche in eine zylindrische Form
gebracht werden soll. Erfindungsgemäß werden die Trapezoide in vorteilhaftem Gegensatz
zu dem bekannten Verfahren von einer Warenbahn abgetrennt, deren Breite der Dicke
des Walzenmantels entspricht. Beim Zerlegen einer solchen schmalen Warenbahn in
die formgleichen Trapezoide mit Hilfe von in Längsrichtung der Warenbahn gegenläufig
gelegten Schrägschnitten tritt praktisch überhaupt kein Abfall auf. Auch weisen
die einzelnen Trapezoide mit Sicherheit die gleiche Höhe auf, da diese Höhe von
vornherein durch die Breite der Warenbahn festgelegt ist und während der Zerlegung
dieser schmalen Bahn Zerrungen nicht zu befürchten sind. Die formgleichen Trapezoide
werden sodann unter Zwischenschichtung filmbildender Massen zu dem Polygonkörper
zusammengesetzt und dieser dann in axialer sowie vorzugsweise zu Beginn des Zusammenpressens
in dieser Richtung auch in radialer Richtung zusammengedrückt. Unter dem Einfluß
von Druck und gegebenenfalls von Wärme zerfließen die filmbildenden kalt- und warmhärtenden.
polymerisierenden oder vulkanisierenden Massen, dringen dabei in die Poren der einzelnen
Trapezoide sowie in die kadialfugen der Polygonringe ein und verkitten alle diese
Teile zu einem einheitlichen Polygonkörper, dessen Außenfläche mit dem geringstmöglichen
Abfall in eine zylindrische Form gebracht werden kann.
-
Wie die praktische Erfahrung gezeigt hat, sind die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Kalanderwalzen allen im praktischen Betrieb auftretenden
Beanspruchungen vollauf gewachsen. Sie sind somit auch in dieser Beziehung den nach
vergleichbaren Verfahren hergestellten bekannten Kalanderwalzen überlegen, da sich
bei den bekannten Walzen bei höheren Beanspruchungen häufig nach verhältnismäßig
kurzer Betriebszeit mehr oder minder klaffende Fugen im Walzenmantel bilden, wodurch
solche Walzen praktisch unbrauchbar werden. Dazu kommt der große Vorteil eines ganz
wesentlich verringerten Materialabfalls bei der Herstellung des Walzenmantels.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand des in der Zeichnung
veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt in vereinfachter
Darstellungsweise Fig. 1 eine Kalanderwalze (Gegenwalze) im Längsschnitt,
Fig. 2 eine Warenbahn zur Fertigung von Plattensegmenten, Fig. 3 eine aus
mehreren Segmenten bestehende Einzelplatte.
-
Die in Fig. 1 gezeigte Kalanderwalze hat einen möglichst biegungssteifen
Walzenkern 1 aus Stahl oder einem ähnlichen Werkstoff sowie einen im ganzen
mit 2 bezeichneten, mit dem Walzenkern 1 fest verbundenen elastisch nachgiebigen
Walzenmantel von der Dicke .4. Der Walzenmantel 2 liegt zwischen zwei Druckscheiben
3 und 4 -. von denen die Scheibe 3
starr auf dem Walzenkern
1 sitzt, während die Scheibe 4 auf diesem Kern längsverschieblich und mit
Hilfe einer geeigneten Einrichtung, z. B. durch eine Schraubenmutter 5 mit
Unterlegscheibe 6, feststellbar ist. Der Walzenmantel besteht aus einer Vielzahl
von Platten 7, die unter Zwischenschichtung von filmbildenden Massen in Achsrichtung
der Walzen unter hohem Druck zu einem einheitlichen Mantelkörper zusammengepreßt
sind, wobei sich jede einzelne Platte 7 aus mehreren Segmenten B zusammensetzt.
Wie Fig. 3 erkennen läßt, liegen die Seginente B benachbarter Platten
7 um je eine halbe- Teilung versetzt zueinander.
-
Zum Herstellen der in Fig. 1 gezeigten Kalanderwalze wird zunächst
eine Warenbalin 8, für die man jeden geigneten Werkstoff, wie Papier, Vlies,
Gewebe od. dgl., verwenden kann und deren Breite der Dicke A des Walzenmantels 2
entspricht, ohne wesentlichen Materialab#fall in trapezförmige Segniente B zerschnitten.
Darauf werden sechs Seginente B um eine beliebige--Säule aus Stahl od. dgl. zu einer
Platte 7
zusammengesetzt, eine Schicht von filmbildender Masse aufgebracht,
eine weitere Platte 7 mit versetzter Anordnung ihrer Segniente B auf dieser
Schicht zusammengesetzt, eine weitere Massenschicht aufgebracht usw., bis man die
genügende Anzahl von Platten 7 und Zwischenschichten a-us filmbildender Masse
erreicht hat. Dann wird dieses Materialpaket unter hohem Druck sowie gegebenenfalls
gleichzeitiger Erwärinung in Achsrichtung zusammengepreßt und bildet dann einen
einheitlichen Polygonkörper. Dieser Polygonkörper wird nach entsprechender Bearbeitung
seiner Außenfläche oder nach vorhergehender Bearbeitung der Oberkante der trapezförmigen
Segmente B von der Preßsäule abgezogen, auf den Walzenkern 1 aufgesetzt und
nach Auflegen der Scheiben 4 und 6 sowie Aufschrauben der Mutter
5
zwischen den Scheiben 3 und 4 fest eingespannt. Gegebenenfalls kann
man denjenigen Teil der Mantelfläche des Walzenkerns 1, der mit dem Paket
der Platten 7 in Berührung kommt, mit einem geeigneten Bindeinittel beschichten,
um eine besonders gute Haftung des Walzenmantels 2 an dem Walzenkern 1 zu
erzielen. Sodann wird die Außenfläche des Paketes der Platten 7 durch Abdrehen,
Abschleifen od. dgl. züi der fertigen Mantelfläche der Kalanderwalze 1, 2
bearbeitet.
-
Man kann auch den Walzenkern 1 selbst als Preßsäule verwenden
und legt in diesem Fall in der vorbeschriebenen Weise die zu Platten 7 zusammengesetzten
Segniente B unter Zwischenschichtung von filmbildenden Massen auf die Druckscheibe
3 in der erforderlichen Plattenzahl aufeinander. Dann wird die Druckscheibe
4 auf den Walzenkern aufgesteckt und das Paket der Platten 7, zwischen den
beiden Scheiben 3 und 4 liegend, in Achsrichtung des Walzenkerns
1 zusammengepreßt. je nach der Ausbildung des auf dieDruckscheibe4,einwirkendenPreßsteinpels
kann man entweder während des Preßvorgangs die Mutter 5 laufend nachziehen
oder nach dessen Beendigung und Entfernen des Preßstempels aufschrauben. Auch bei
dieser Herstellungsart trägt die Mantelfläche des Walzenkerns 1 auf ihrer
mit den Platten 7
in Berührung kommenden Länge zweckmäßig eine Bindemittelschicht.
Der Walzenkern 1 kann auf diese Länge hin als Sechskant ausgebildet sein,
wobei sich eine Bearbeitung der Oberkante der Bearbeitungsseginente B erübrigen
würde. In der Regel wird es sich aber empfehlen. wegen der weitaus billigeren Herstellung
einen Walzenkern 1 von kreisförmigem Querschnitt zu verwenden und erforderlichenfalls
diese Oberkanten so zu bearbeiten, daß die einzelnen aus den Segmenten B zusammengesetzten
Platten 7
ein dem Umfang des Walzenkerns 1 angepaßtes zentrales Kreisloch
9 aufweisen (Fig. 3). Selbstverständlich kann man auch auf die bearbeiteten
oder nicht bearbeiteten Oberkanten der Segniente B ein geeignetes
Bindemittel
aufbringen und braucht dann gegeb#enenfalls die Mantelfläche des Walzenkerns
1 nicht mit einem solchen Bindemittel zu beschichten. Unter Umständen genügen
auch die zwischen den einzelnen Platten 7 befindlichen Schichten aus einer
filmbildenden, z. B. vulkanisierenden Masse, die beim Zusammenpressen des Paketes
der Platten 7 auch in die Spalte zwischen den Innenflächen dieser Platten
und dem Walzenkern 1 eindringen und so eine innige Verbindung des Walzenkerns
1 und des Walzenmantels 2 bewirken.
-
Abgesehen von dem geringen Materialabfall, der sich beim Abdrehen
oder Abschleifen des zusammengepreßten einheitlichen Polygonkörpers zu einem fertigen
Walzenmantel 2 ergibt, treten keine weiteren Materialverluste auf. Darüber hinaus
aber gewährt die Erfindung den großen Vorteil, daß in allen Segmenten B des Walzenmantels
2 die Faserrichtung mindestens angenähert gleich, in der Regel radial oder tangential
verläuft und infolgedessen die eingangs erwähnten gefährlichen Streifenbildungen
auf der Mantelfläche der erfindungsgemäßen Kalanderwalze 1, 2 vermieden werden.
Diese Walze kann in ihr-er Mantelfläche b#eliebig oft nachgearbeitet werden, ohne
daß sich ihre Faserstruktur und -richtung ändert, und hat daher eine ungewöhnlich
große Lebensdauer.