DE1060345B

DE1060345B - Process for making elastic calender rolls

Info

Publication number: DE1060345B
Application number: DED24318A
Authority: DE
Inventors: Johannes Peiler
Original assignee: Dornbusch & Co
Current assignee: Dornbusch & Co
Priority date: 1956-11-17
Filing date: 1956-11-17
Publication date: 1959-07-02

Description

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.Method of making elastic calender rolls The invention relates to a method for producing calender rolls with a jacket made of elastic Resilient material such as paper, fleece, fabric or the like. The jacket of such rollers, known as counter-rollers to embossing or smoothing rollers with a jacket Steel or a similarly hard material usually consists of a large number of disks that lie next to one another in the axial direction and in this direction are pressed together.

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.Usually, it is cut into square pieces, and each disk-like punched hole a corresponding to the roller core in the center thereof for producing such rollers, a web which had been suitably impregnated previously with a cold- or heat-curing, polymerizing and vulcanizing mass. After the discs have been placed on the roller core and compressed in the axial direction, a uniform polygonal body is created under the influence of the film-forming masses, which is then brought into a cylindrical shape by appropriate machining of its outer surface. Naturally, the processing of the polygon body obtained by turning, grinding od. The like. A PARTICULAR trächtlichen waste. Apart from this, the cylindrical outer surface of the finished roll shell shows more or less noticeable streaking, which is disadvantageous in practical use of the calender roll. The square disks cut out of the paper, fleece, fabric or similar material web have a fiber direction which in the finished roll shell runs approximately radially from the roll core to the shell surface only at two opposite points. At the other points, the fiber direction deviates from the radial direction by up to 90 '. The direction of the material fibers thus changes continuously along the circumference of the roller jacket, which causes the aforementioned streaking.

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.To avoid this disadvantage, manufacturing processes have already been developed in which the individual perforated disks of the roll shell are composed of several segments which have an approximately identical and preferably radial fiber direction. For this purpose, it has been proposed to cut trapezoids of the same shape from a suitable web of material, the height of which corresponds to the thickness of the roll shell and which can be assembled to form regular polygon rings. These trapezoids are to be put together around a column, preferably formed by the roller core, in layers with their radial joints offset from one another, whereupon the resulting polygonal body is compressed in the axial direction and its outer surface is brought into a cylindrical shape. In the known proposal, the material web should first be divided into transverse strips, the width of which corresponds to the thickness of the roll shell, and then each transverse strip should be divided into trapezoids of the same shape by means of opposite diagonal cuts. Here, the ends of which form each transverse strip, the no trapezoid can give more pure waste that is proportionally greater, the smaller the length of the horizontal stripes, that is the width of the original web. If, however, material webs of the greatest possible width are used, the risk increases that the material web will be distorted when it is cut into transverse strips, so that trapezoids of unequal height are produced when the transverse strips are cut. The entire polygonal body composed of the trapezoids and compressed in the axial direction must be turned or ground down on the outer surface to such an extent that the polygonal ring composed of trapezoids of the smallest height still has a cylindrical outer surface. The waste then resulting from the processing of the polygonal body is very large, so that with the known proposal when using both wide and narrow webs of material, the waste of material as a whole assumes very considerable values. In addition, this proposal does not provide for the use of binders between the individual trapezoids and polygon rings.

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.The invention aims to apply to the previously known manufacturing processes eliminating discontinuous abuses in a simple manner. She goes from the last-mentioned suggestion and therefore prescribes one from a path Elastically resilient material, such as paper, fleece, fabric or the like, of the same shape Trapezoids, the height of which corresponds to the thickness of the roll shell and which become regular Put the polygon rings together, cut them out and preferably through one the Roller core formed column to layer with their radial joints to merge mutually offset polygon rings, whereupon the resulting polygon body compressed in the axial direction and its outer surface into a cylindrical shape should be brought. According to the invention, the trapezoids are in advantageous contrast to the known method separated from a web of material, the width of which is the thickness of the roll shell. When dividing such a narrow web into the trapezoids of the same shape with the help of running in opposite directions in the longitudinal direction of the material web there is practically no waste at all. Wise too the individual trapezoids are certainly the same height, since this height is from is determined in advance by the width of the material web and during the dismantling this narrow path strains are not to be feared. The trapezoids of the same shape are then interlayered with film-forming masses to form the polygon body assembled and this then in the axial and preferably at the beginning of the compression compressed in this direction also in the radial direction. Under the influence The film-forming cold-curing and warm-curing ones dissolve under pressure and, if necessary, with heat. polymerizing or vulcanizing masses, penetrate into the pores of the individual Trapezoids as well as in the radial joints of the polygon rings and cement all of these Parts to a unitary polygon body, the outer surface with the smallest possible Waste can be brought into a cylindrical shape.

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.As practical experience has shown, are those according to the invention Process produced calender rolls all occurring in practical operation Fully up to the stresses. In this respect, too, they are the ones behind comparable processes produced known calender rolls superior because in the case of the known rollers, often after relatively high loads short operating time more or less gaping joints in the roll shell, whereby such rollers become practically unusable. In addition there is the great advantage of a whole significantly reduced material waste in the manufacture of the roll shell.

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.Further details of the invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiment illustrated in the drawing. In a simplified representation, FIG. 1 shows a calender roll (counter roll) in longitudinal section, FIG. 2 shows a web of material for manufacturing plate segments, and FIG. 3 shows a single plate consisting of several segments.

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.The calender roll shown in Fig. 1 has a roll core 1 made of steel or a similar material that is as rigid as possible and an elastically resilient roll shell with a thickness of .4, designated as a whole with 2, firmly connected to the roll core 1. The roll shell 2 lies between two pressure disks 3 and 4 -. of which the disc 3 sits rigidly on the roller core 1 , while the disc 4 is longitudinally displaceable on this core and with the help of a suitable device, e.g. B. by a nut 5 with washer 6, can be determined. The roll shell consists of a plurality of plates 7, which are pressed together under high pressure to form a uniform shell body with the interposition of film-forming masses in the axial direction of the rolls, each individual plate 7 being composed of several segments B. As can be Fig. 3 realize the Seginente B lie adjacent plates 7 to j e a Halbe pitch offset.

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.To produce the calender roll shown in Fig. 1 , a fabric balin 8 is first used, for which any suitable material such as paper, fleece, fabric or the like can be used and the width of which corresponds to the thickness A of the roll shell 2, without significant material waste. case cut into trapezoidal segments B. Then six segments B are put together around any - column made of steel or the like to form a plate 7 , a layer of film-forming mass is applied, another plate 7 with staggered arrangement of its segments B is put together on this layer, another layer of mass is applied, etc. . Until the sufficient number of plates 7 and intermediate layers of film-forming mass has been reached. Then this material package is compressed under high pressure and possibly simultaneous heating in the axial direction and then forms a uniform polygonal body. This polygonal body is removed from the press column after appropriate processing of its outer surface or after previous processing of the upper edge of the trapezoidal segments B, placed on the roller core 1 and firmly clamped between the discs 3 and 4 after placing the discs 4 and 6 and screwing on the nut 5. If necessary, that part of the outer surface of the roller core 1 which comes into contact with the package of plates 7 can be coated with a suitable binding agent in order to achieve particularly good adhesion of the roller jacket 2 to the roller core 1 . The outer surface of the package of plates 7 is then processed by turning, grinding or the like to form the finished outer surface of the calender roll 1, 2.

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. The roller core 1 itself can also be used as a press column and in this case, in the manner described above , the segments B, which are assembled into plates 7 , are placed on top of one another with the interlaying of film-forming materials on the pressure disc 3 in the required number of plates. Then the pressure disk 4 is placed on the roller core and the package of plates 7, lying between the two disks 3 and 4, is pressed together in the axial direction of the roller core 1. Depending on the design of the press stone pel acting on the pressure disk 4, the nut 5 can either be continuously tightened during the pressing process or the press ram can be unscrewed after it has been completed and removed. In this type of production, too, the outer surface of the roller core 1 expediently bears a layer of binder on its length coming into contact with the plates 7. The roller core 1 can be designed as a hexagon over this length, with machining of the upper edge of the machining segments B being unnecessary. As a rule, however, it is recommended. to use a roller core 1 of circular cross-section because of the much cheaper production and, if necessary, to machine these upper edges so that the individual plates 7 composed of the segments B have a central circular hole 9 adapted to the circumference of the roller core 1 (FIG. 3). It goes without saying that a suitable binding agent can also be applied to the machined or unmachined upper edges of the segments B and then, if necessary, the outer surface of the roller core 1 does not need to be coated with such a binding agent. Under certain circumstances, the layers between the individual plates 7 made of a film-forming, e.g. B. vulcanizing mass, which penetrate into the gaps between the inner surfaces of these plates and the roller core 1 when the package of plates 7 is pressed together and thus cause an intimate connection of the roller core 1 and the roller shell 2.

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.Apart from the small amount of material waste that results from turning or grinding off the compressed uniform polygonal body to form a finished roll shell 2, no further material losses occur. In addition, however, the invention grants the great advantage that in all segments B of the roll shell 2 the fiber direction is at least approximately the same, usually radially or tangentially, and as a result the dangerous stripe formations mentioned above on the outer surface of the calender roll 1, 2 according to the invention are avoided. This roller can be reworked any number of times in its outer surface without changing its fiber structure and direction, and therefore has an unusually long service life.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A method for producing KaJander rollers with a jacket made of an elastically flexible material such as paper, fleece, fabric or the like, in which a web of such a material has trapezoidal shapes of the same shape, the height of which corresponds to the thickness of the roller jacket and which are mutually exclusive Can be put together to form regular polygon rings, cut out and uni a column preferably formed by the roller core are put together in layers with their radial joints offset from one another polygon rings, whereupon the resulting polygon body is compressed in the axial direction and its outer surface is brought into a cylindrical shape, characterized in that- the trapezoids are separated from a web of material, the width of which corresponds to the thickness of the roll shell, with practically no waste and put together to form the polygon body with the interlaying of film-forming materials.

2. The method according to claim 1, characterized in that the lateral surface of the W2, Ize core, which comes into contact with the Trapezo # iden, coated with a film-forming mass and the polygon body formed by the trapezoid before or at the beginning of the compression in the auxial direction is compressed in the radial direction. Considered publications: German patent application D 14214 VII / 8 b (published on July 28, 1955); British Patent No. 506 206.