DE10104195A1 - Walze zum Aufwickeln einer Materialbahn - Google Patents

Abstract

Bei einer einen Grundkörper umfassenden Walze zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papierbahn, besitzt die bahnberührte Umfangsfläche infolge einer entsprechenden, zumindest abschnittsweise auf den Grundkörper aufgebrachten flexiblen Schicht und/oder wenigstens eines entsprechenden, auf dem Grundkörper angeordneten flexiblen Elements im Bereich der beiden Walzenende eine größere radiale Nachgiebigkeit als im mittleren Walzenbereich, um eine sich bei maximalem Wickeldurchmesser ergebende Durchbiegung des Grundkörpers zumindest teilweise zu kompensieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze oder einen Tambour zum Aufwickeln ei­ ner Materialbahn, insbesondere Papierbahn.

Bei den bisher üblichen Ausführungen von Tambouren kommt es bei gro­ ßen Wickeldurchmessern sowie weit voneinander entfernten Lagern zu ei­ ner deutlichen Durchbiegung des Tambourkerns, die eine Neigung der Ränder oder Enden bewirkt. Dies führt zu Lagenverschiebungen im Wic­ kelgut, deren Folge Glanzstellen sein können. Der höhere Randdruck in den Papierlagen führt zu einer Biegebeanspruchung des Wickelguts, wo­ durch Schubspannungen zwischen den Papierlagen entstehen, die die Relativverschiebungen verursachen können. Die Durchbiegung stellt so­ mit das eigentliche Dimensionierungskriterium für solche Tambouren dar, was bedeutet, daß Wanddicke und Durchmesser und folglich Gewicht und Kosten eines jeweiligen Tambours durch einen relativ kleinen Randbereich bestimmt sind.

Bei einer aus der EP-B-0 500 515 bekannten Aufwickelhülse ist eine dop­ pelwandige Rohrkonstruktion mit zwei Stützlagern vorgesehen, wodurch die Biegelinie des äußeren Rohres im Sinne einer Vergleichmäßigung bzw. Verringerung der Randneigung des Außenrohres beeinflußt wird. Auch bei einer aus der DE-B-22 11 892 bekannten Walze ist wieder eine 2-Körper- Walzenkonstruktion vorgesehen, wobei der innere Körper durch einen vollen oder massiven Walzenkern gebildet ist. Eine gerade Mantelrohrau­ ßenseite wird hier durch eine konische Ausführung des Kerns erreicht, an dem sich das Rohr mit zunehmender Belastung anlegt. Am Rand kann das Rohr hydraulisch oder pneumatisch abgestützt sein.

Bei einer aus der DE-B-23 16 746 bekannten elastischen Walze zur Druckbehandlung von Warenbahnen ist eine mehrteilige Walzenrohr/­ Walzenkern-Konstruktion vorgesehen, wobei das Rohr aus thermoplasti­ schem Kunststoff besteht. Eine drehfeste, jedoch längs verschiebliche Ab­ stützung des Rohres in den Randbereichen und in der Mitte dient einem Dehnungsausgleich bei größeren Temperaturunterschieden aufgrund un­ terschiedlicher Temperaturausdehnungskoeffizienten. In der DE-A-197 29 907 ist eine Walze mit einer 2-Körper-Walzenkernkonstruktion beschrie­ ben, bei der sich das Rohr mittig auf dem Kern abstützt und eine sich zu den Rändern hin verjüngende Wanddickenkontur vorgesehen ist. Hier geht es nicht um eine Kompensation der globalen Durchbiegung des Wal­ zenkerns, sondern darum, eine möglichst konstante Krümmung der Bie­ gelinie des Walzenrohres und damit eine Breitstreckwirkung zu erhalten.

Aus der DE-A-37 03 563 ist eine Streckwalze oder dergleichen für Papier­ maschinentücher bekannt, die eine doppelwandige Walzenkonstruktion aufweist, wobei sich das aus faserverstärktem Kunststoff bestehende äu­ ßere Rohr mittig auf dem inneren Metallrohr abstützt. Auch hier wird wie­ der eine Breitstreckwirkung und nicht die Kompensation der globalen Durchbiegung des Innenrohres angestrebt.

Ziel der Erfindung ist es, eine verbesserte Walze der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die globale Durchbiegung des Walzenkörpers zumindest teilweise kompensiert und die Durchbiegung der Walzenmantelli­ nie entsprechend reduziert ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß ge­ löst durch eine Walze zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papierbahn, mit einem Grundkörper und einer bahnberührten Umfangs­ fläche, die infolge einer entsprechenden, zumindest abschnittsweise auf den Grundkörper aufgebrachten flexiblen Schicht und/oder wenigstens eines entsprechenden, auf dem Grundkörper angeordneten flexiblen Ele­ ments im Bereich der beiden Walzenenden eine größere radiale Nachgie­ bigkeit besitzt als im mittleren Walzenbereich, um eine sich bei maxima­ lem Wickeldurchmesser ergebende Durchbiegung des Grundkörpers zu­ mindest teilweise zu kompensieren.

Aufgrund dieser Ausbildung wird auch bei größeren Wickeldurchmessern und größeren Lagerabständen die Durchbiegung des Grundkörpers zu­ mindest so weit reduziert, daß größere Randneigungen ausgeschlossen sind, wodurch auch zu Glanzstellen führende Lagenverschiebungen im Wickelgut vermieden werden. Die Kompensation erfolgt im Bereich der Oberfläche des Walzengrundkörpers, wobei im Prinzip eine Art Winkler- Bettung erreicht wird. Nachdem bei entsprechender Einstellung der Werk­ stoffparameter die Dimensionierung nicht mehr durch die vertikale Aus­ lenkung des Tambours bzw. die Randneigung definiert ist, ergibt sich eine deutliche Gewichtsreduktion. Mit dem geringeren Tambour- oder Walzen­ gewicht ergibt sich auch eine entsprechend geringere Belastung der Hebe- und Transporteinrichtungen. Der Kostenmehraufwand ist minimal. Be­ reits vorhandene Tamboure können einfach entsprechend angepaßt wer­ den. Eine Neufertigung ist nicht erforderlich. Angesichts der Gewichtsre­ duzierung ist auch keine Anpassung der Hebe-, Transport- und An­ triebseinrichtungen erforderlich.

Die radiale Schicht- oder Elementdicke kann in Richtung der Walzenachse betrachtet unterschiedlich sein. Alternativ oder zusätzlich kann die radiale Steifigkeit der jeweiligen Schicht bzw. Elemente in Richtung der Wal­ zenachse betrachtet unterschiedlich sein.

In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn vorzugsweise im mittleren Walzenbereich wenigstens eine insbesondere starre Stützstelle vorgesehen ist, in deren Bereich die bahnberührte Umfangsfläche eine entsprechend kleinere radiale Nachgiebigkeit besitzt als im Bereich der beiden Walze­ nenden.

Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform sind mehrere, in Axialrichtung einen Abstand voneinander aufweisende, insbesondere star­ re Stützstellen vorgesehen, in deren Bereich die bahnberührte Umfangs­ fläche jeweils eine entsprechend kleinere radiale Nachgiebigkeit besitzt als im Bereich der beiden Walzenenden.

Vorzugsweise ist wenigstens eine starre Stützstelle zumindest teilweise durch den Grundkörper selbst gebildet.

Die bahnberührte Umfangsfläche ist zweckmäßigerweise durch ein den Grundkörper umgebendes, insbesondere flexibles Rohr gebildet, wobei die flexible Schicht bzw. das flexible Element radial zwischen dem Grundkör­ per und dem Rohr angeordnet ist. Das vorzugsweise flexible Rohr dient insbesondere der Vergleichmäßigung der Walzen- oder Tambouroberflä­ che. Es kann insbesondere aus Metall bestehen oder beispielsweise auch durch einen Gummibezug oder dergleichen gebildet sein. Dieses Rohr wä­ re bei der Dimensionierung der flexiblen Schicht bzw. der flexiblen Elemente mit zu berücksichtigen. Anders als bei den bekannten Walzen han­ delt es sich also nicht um ein biegebeanspruchtes, tragendes Rohr.

Bei einer bevorzugten vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Walze ist zumindest im Bereich der beiden Walzenenden eine flexi­ ble Schicht auf den Grundkörper aufgebracht, die über ihre axiale Länge eine konstante radiale Steifigkeit besitzt und zum jeweiligen Walzenende hin eine allgemein zunehmende Dicke aufweist. Dabei kann die Dicke der flexiblen Schicht zum jeweiligen Walzenende hin zumindest im wesentli­ chen entsprechend der sich bei maximalem Wickeldurchmesser ergeben­ den Durchbiegung des Grundkörpers zunehmen. Vorzugsweise ist der Grundkörper zum jeweiligen Walzenende hin zumindest im wesentlichen entsprechend der zunehmenden Dicke der flexiblen Schicht verjüngt.

Dabei entsteht, sofern eine kompressible Schicht vorliegt, durch die ober­ flächige Eindrückung der flexiblen Schicht ein deformierter, im Durch­ messer kleinerer Randbereich, was eine Aufweitung der Lagen in den Randzonen im unteren Walzen- oder Tambourbereich bedingt, wodurch ein Entweichen von Luft begünstigt wird. Dabei geht allerdings die Ra­ dialspannung verloren. Ziel muß es sein, den Durchmesser konstant zu halten, und nicht nur die Durchbiegung teilweise zu kompensieren.

Als flexible Schicht kann insbesondere eine gummielastische Schicht vor­ gesehen sein.

Die flexible Schicht kann insbesondere auch durch eine inhomogene Schicht aus geschäumtem Material und/oder einer Wabenstruktur usw. gebildet sein.

Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform ist die zumindest im Bereich der beiden Walzenenden vorgesehene flexible, vorzugsweise gummielastische Schicht zwischen dem Grundkörper und dem insbeson­ dere durch einen Gummibezug oder dergleichen gebildeten flexiblen Rohr vorgesehen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Walze ist zumindest im Bereich der beiden Walzenenden eine flexi­ ble Schicht auf den Grundkörper aufgebracht, die über ihre axiale Länge eine konstante Dicke besitzt und zum jeweiligen Walzenende hin eine all­ gemein zunehmende radiale Nachgiebigkeit aufweist.

Die flexible Schicht kann über ihre axiale Länge also insbesondere einen variablen E-Modul besitzen. In den meisten Fällen dürfte es jedoch einfa­ cher sein, diskrete flexible Elemente wie z. B. diskrete Federelemente vor­ zusehen.

So sind gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Walze mehrere, in Axialrichtung einen Abstand voneinan­ der aufweisende flexible Elemente vorgesehen, wobei zur Erzeugung der im Bereich der beiden Walzenenden im Vergleich zum mittleren Walzenbe­ reich größeren radialen Nachgiebigkeit der bahnberührten Umfangsfläche deren gegenseitige Abstände entsprechend gewählt sind und/oder deren Nachgiebigkeit entsprechend unterschiedlich ist. Dabei können die flexi­ blen Elemente zumindest teilweise jeweils durch ein diskretes Federele­ ment gebildet sein. Als diskrete Federelemente können beispielsweise gummielastische ringförmige Körper und/oder sich über den Umfang des Grundkörpers erstreckende Federpakete vorgesehen sein.

Die flexiblen Elemente können zumindest teilweise vorgespannt sein.

Zur Vergleichmäßigung der bahnberührten Umfangsfläche kann wieder ein vorzugsweise flexibles Rohr aufgezogen sein.

Der Grundkörper ist vorzugsweise als Hohlkörper vorgesehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer Walze zum Aufwickeln einer Materialbahn mit ei­ ner auf den Grundkörper aufgebrachten flexiblen Schicht und einer im mittleren Walzenbereich vorgese­ henen Stützstelle höherer Steifigkeit,

Fig. 2 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Walze mit zwei in Axialrichtung einen Abstand voneinander aufweisenden Stützstellen,

Fig. 3 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Walze mit mehre­ ren, in Axialrichtung einen Abstand voneinander auf­ weisenden flexiblen Elementen und einer im mittleren Walzenbereich vorgesehenen Stützstelle höherer Steifig­ keit,

Fig. 4 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer möglichen Ausführungsform eines Walzengrund­ körpers mit einem sich zu den Enden hin verjüngenden Querschnitt,

Fig. 5 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Walze mit Zonen unterschiedlicher Steifigkeit,

Fig. 6 eine schematische, teilweise geschnittene Teildarstel­ lung einer weiteren Ausführungsform der Walze mit ei­ ner im Bereich der Walzenenden auf dem Grundkörper aufgebrachten, zwischen diesem und einem Gummibe­ zug angeordneten flexiblen Schicht von zum jeweiligen Walzenende hin zunehmender radialer Dicke, und

Fig. 7 einen beispielhaften Verlauf des Papierdrucks der obe­ ren Mantellinie der Walze bzw. des Tambours entlang der Walze ausgehend vom Tambourrand zur Tambour­ mitte hin sowie einen beispielhaften Verlauf der verti­ kalen Durchbiegung der oberen Mantellinie des Tam­ boures.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen verschiedene Ausführungsformen einer Walze 10 zum Aufwickeln einer Materialbahn 12, bei der es sich insbesondere um eine Papierbahn handeln kann.

Die Walze 10 umfaßt jeweils einen Grundkörper 14, der z. B. über endsei­ tige Zapfen 16 entsprechend gelagert wird.

Infolge einer entsprechenden, zumindest abschnittsweise auf den Grund­ körper 14 aufgebrachten flexiblen Schicht 18 und/oder wenigstens eines entsprechenden, auf dem Grundkörper 14 angeordneten flexiblen Ele­ ments 20 besitzt die bahnberührte Umfangsfläche 22 im Bereich der bei­ den Walzenenden 24, 24' eine größere raidale Nachgiebigkeit bzw. geringe­ re Steifigkeit als im mittleren Walzenbereich, um eine sich bei maximalem Wickeldurchmesser ergebende Durchbiegung des Grundkörpers 14 zu­ mindest teilweise zu kompensieren.

Dabei kann in Richtung der Walzenachse betrachtet die radiale Schicht- oder Elementdicke und/oder die radiale Steifigkeit der jeweiligen Schicht bzw. der Elemente in Richtung der Walzenachse betrachtet variieren.

Fig. 1 zeigt in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung eine Walze 10 mit einer auf den Grundkörper 14 aufgebrachten flexiblen Schicht 18 und einer im mittleren Walzenbereich vorgesehenen Stützstelle 26 höherer Steifigkeit, in deren Bereich die bahnberührte Umfangsfläche 22 eine entsprechend kleinere radiale Nachgiebigkeit besitzt als im Be­ reich der beiden Walzenenden 24, 24'.

Im vorliegenden Fall ist die bahnberührte Umfangsfläche 22 durch ein den Grundkörper 14 umgebendes, insbesondere flexibles Rohr 28 gebildet. Dieses Rohr 28 liegt im mittleren Walzenbereich direkt auf der steiferen Stützstelle 26 auf. Im verbleibenden Zwischenraum zwischen dem Rohr 28 und dem Grundkörper 14 ist die flexible Schicht 18 angeordnet.

Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, wird die sich bei maximalem Winkeldurchmesser ergebende globale Durchbiegung des Grundkörpers 14 zumindest teilweise kompensiert, so daß sich eine zumindest im we­ sentlichen horizontale Mantellinie 30 ergibt.

Auch bei der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist die flexible Schicht 18 wieder zwischen einem insbesondere flexiblem Rohr 30 und dem Grundkörper 14 vorgesehen. In diesem Fall sind zwei in Axialrich­ tung einen Abstand voneinander aufweisende steifere, insbesondere starre Stützstellen 26 vorgesehen. Der verbleibende Zwischenraum zwischen dem Rohr 30 und dem Grundkörper 14 ist wieder durch eine elastische Schicht 18 bzw. entsprechende elastische Elemente ausgefüllt.

Auch bei der Ausführung gemäß der Fig. 3 ist der Grundkörper 14 wie­ der von einem insbesondere flexiblen Rohr 30 umgeben. In diesem Fall ist im mittleren Walzenbereich wieder eine relativ starre Stützstelle 26 vorge­ sehen. In diesem Fall sind ausgehend vom mittleren Walzenbereich zu den beiden Walzenenden hin jeweils zwei einen axialen Abstand voneinander aufweisende elastische Elemente 20 zwischen dem Rohr 30 und dem Grundkörper 14 angeordnet. Diese elastischen Elemente 20 können bei­ spielsweise aus Gummi bestehen oder durch Federn, z. B. Stahlfedern, ge­ bildet sein. Es können beispielsweise gummielastische ringförmige Körper oder sich über den Umfang des Grundkörpers 14 erstreckende Federpa­ kete oder dergleichen vorgesehen sein.

Fig. 4 zeigt in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung eine mögliche Ausführungsform eines Walzengrundkörpers 14 mit einem sich zu den Enden hin verjüngenden Querschnitt. Im mittleren Walzenbereich kann somit insbesondere wieder eine Stützstelle 26 gebildet sein, in deren Bereich die bahnberührte Umfangsfläche wieder eine entsprechend kleine­ re radiale Nachgiebigkeit bzw. höhere Steifigkeit besitzt als im Bereich der beiden Walzenenden.

Auf den sich zum jeweiligen Walzenende hin verjüngenden Abschnitten des Grundkörpers 14 können z. B. eine flexible Schicht mit entsprechend variierender radialer Schichtdicke oder z. B. diskrete elastische Elemente mit entsprechender variierender Dicke aufgebracht werden. Selbst bei gleichbleibender Steifigkeit der betreffenden Schicht bzw. der betreffenden Elemente ergibt sich somit zu den Walzenenden hin eine höhere Nachgie­ bigkeit bzw. kleinere Steifigkeit der bahnberührten Oberfläche.

Fig. 5 zeigt in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung eine weitere Ausführungsform einer Walze 10 mit in Axialrichtung aufeinan­ derfolgenden Zonen unterschiedlicher Steifigkeit, die beispielsweise durch entsprechende Abschnitte 18' einer flexiblen Schicht oder durch entspre­ chend unterschiedliche flexible Elemente 20 gebildet sein können.

Bei dieser Ausführungsform kann die bahnberührende Oberfläche 30 di­ rekt durch die flexible Schicht bzw. die elastischen Elemente gebildet sein. Es ist also kein äußeres flexibles Rohr vorgesehen.

Fig. 6 zeigt in schematischer teilweise geschnittener Teildarstellung eine weitere Ausführungsform der Walze 10 mit einer im Bereich der Walze­ nenden auf den Grundkörper 14 aufgebrachten flexiblen Schicht 18. Diese flexible Schicht 18 ist im vorliegenden Fall im Bereich eines jeweiligen Walzenendes zwischen einem sich zum Walzenende hin verjüngenden Ab­ schnitts des Grundkörpers 14 und einem hier beispielsweise durch einen Gummibezug gebildeten äußeren flexiblen Rohres 28 angeordnet.

Im vorliegenden Fall kann somit zumindest im Bereich der beiden Walzen­ enden eine flexible Schicht 18 auf den Grundkörper 14 aufgebracht sein, die über ihre axiale Länge eine konstante radiale Steifigkeit besitzt und zum jeweiligen Walzenende hin eine zunehmende Dicke aufweist.

Wie anhand der Fig. 6 zu erkennen ist, ist die radiale Dicke d der flexi­ blen Schicht 18 im Bereich des betreffenden Walzenendes am größten.

Die Walze kann an ihren beiden Enden jeweils durch einen Deckel 32 ab­ geschlossen sein, von den in der Fig. 6 einer zu erkennen ist.

Allgemein kann der Grundkörper 14 jeweils als Hohlkörper vorgesehen sein. Er kann beispielsweise aus Stahl bestehen.

Gemäß einer ersten Variante kann somit beispielsweise eine über die Län­ ge der bahnberührten Oberfläche eine konstante Steifigkeit (E-Modul) aufweisende flexible Schicht aufgebracht sein, die in der Dicke von der Mitte zum Rand hin im Verhältnis der globalen Durchbiegung des Grund­ körpers zunimmt. Um eine zylindrische Außenkontur der unbelasteten Walze bzw. Tambours zu erhalten, kann der Randbereich des beispiels­ weise durch ein Metallrohr gebildeten Grundkörpers konisch bzw. para­ bolisch ausgeführt sein.

Gemäß einer zweiten Variante kann beispielsweise eine über die Länge der bahnberührten Oberfläche eine in der Dicke konstante flexible Schicht aufgebracht sein, deren Steifigkeit von der Walzenmitte zum Rand hin im Verhältnis der globalen Durchbiegung des Tambours abfällt. Der Grund­ körper kann dabei zylindrisch ausgeführt sein.

Grundsätzlich ist beispielsweise auch eine Kombination der beiden zuvor genannten Varianten möglich.

Die Realisierung der ersten Variante ist insbesondere durch eine gum­ mielastische Schicht möglich, die in den Randzonen innerhalb eines Gummibezugs aufgebracht wird. Die Materialeigenschaften dieser Schicht sind dann vorzugsweise durch die Forderung einer möglichst horizontalen ebenen Mantellinie bestimmt.

Die Realisierung der zweiten Variante würde bei der Ausführung als Mate­ rialschicht einen variablen E-Modul über die Papierbahnbreite erfordern. Eine einfacher zu realisierende Möglichkeit besteht z. B. darin, diskrete elastische Elemente bzw. Federelemente zu verwenden, die z. B. durch Än­ derung des Abstandes zwischen diesen Elementen und/oder durch eine unterschiedliche Elementsteifigkeit die erforderliche Veränderlichkeit der Bettungssteifigkeit ermöglichen. Um eine Vergleichmäßigung an der Wal­ zen- oder Tambouroberfläche zu erzielen, kann ein äußeres Rohr aufgezo­ gen werden (WS z. B. 5-10 mm bei einer Ausführung aus beispielsweise Metall). Ein solches äußeres Rohr wäre bei der Dimensionierung der Fede­ relemente zu berücksichtigen. Es ist jedoch nicht zu vergleichen mit den biegebeanspruchten, tragenden Rohren der bisher üblichen Tamboure. Die Federelemente können beispielsweise durch gummielastische, ringförmige Körper gebildet oder z. B. als umlaufend aufgezogene Metallfeder­ pakete realisiert sein. Ebenso ist ein Vorspannen dieser Elemente denk­ bar.

Insbesondere im Zusammenhang mit der zuvor genannten ersten Variante konstanter Steifigkeit bzw. gleichbleibenden E-Moduls (vgl. beispielsweise auch Fig. 6) können die Materialparameter zumindest im wesentlichen z. B. wie folgt bestimmt oder festgelegt werden:
Die flexible Schicht kann insbesondere als homogene Schicht (Randdicke z. B. 20 mm, Dicke zur Tambourmitte hin beispielsweise etwa 5 mm, Länge z. B. etwa 3000 mm) mit einem E-Modul von etwa 1 N/mm² modelliert werden. Diese Größe stellt ein unteres Limit der Elastizitäten polymerer Materialien dar (E-Modul zwischen 1 und 500 N/mm²). Ein Gummibezug kann als Schutzschicht gegenüber der flexiblen Schicht dienen.

Anhand von Berechnungen kommt man zu dem Ergebnis, daß in diesem Fall trotz einer deutlich höheren Gesamtdurchbiegung des Grundkörpers sich die Differenz der Auslenkung der bahnberührten Oberfläche (Gummi­ bezug) zwischen Rand und Mitte wesentlich verringert hat. Die größere Gesamtdurchbiegung des Grundkörpers resultiert zum einen aus der Wandstärkenreduktion des z. B. durch ein Metallrohr gebildeten Innen­ körpers in den Randzonen (konischer Verlauf von z. B. 40 auf z. B. 20 mm), zum anderen aus der Vergleichmäßigung des Papierdruckes an der bahn­ berührten Oberfläche (vgl. Fig. 7). Wie anhand der Fig. 7 zu erkennen ist, führt lediglich das abrupte Ende der flexiblen Schicht an dieser Stelle zu einer Druckspitze. Eine Optimierung dieses Übergangs ist anzustreben.

Für eine vollständige Kompensation der globalen Durchbiegung des Grundkörpers müßte dessen Kontur parabolisch ausgeführt sein. Man er­ kennt auch, daß das Material mit 1 N/mm² bei den angenommenen Schichtdicken geringfügig zu steif ist. Dies wäre durch eine weitere Erhö­ hung der Schichtdicke in den Randbereichen bzw. durch einen noch ge­ ringeren E-Modul des Materials auszugleichen.

An das Material der flexiblen Schicht sind zweckmäßigerweise insbesonde­ re die folgenden Anforderungen zu stellen.

• - hochelastisch, auch nach z. B. 10⁸ Lastwechsel
• - geringe Walk-/Deformationsarbeit, trotz großer Deformation bei je­ der Umdrehung
• - Temperaturbeständigkeit bis zu jener Temperatur, die durch die Deformationsarbeit entsteht
• - kostengünstige Herstellung und einfache Aufbringung auf das Rohr.

Falls die zweckmäßigerweise geforderten Eigenschaften nicht durch ein homogenes Material erfüllt werden können, wäre ein inhomogenes Materi­ al. z. B. mit Stegen und Hohlräumen, oder ein geschäumtes Material her­ anzuziehen. Die Weiterführung eines solchen beispielhaften Lösungsan­ satzes würde unmittelbar wieder zur zuvor genannten zweiten Ausfüh­ rungsvariante führen, wobei hier die variable Steifigkeit in Querrichtung z. B. durch vereinzelte, unterschiedlich steife, ringförmig angeordnete Fe­ derelemente realisiert werden könnte.

Bezugszeichenliste

10

Walze, Tambour

12

Materialbahn, Papierbahn

14

Grundkörper

16

Zapfen

18

flexible Schicht

18

' Schichtabschnitt

20

flexibles Element

22

bahnberührte Umfangsfläche

24

Walzenende

24

' Walzenende

26

Stützstelle

28

Rohr

30

Mantellinie

32

Deckel
d radiale Dicke

Claims (21)

1. Walze (10) zum Aufwickeln einer Materialbahn (12), insbesondere Papierbahn, mit einem Grundkörper (14) und einer bahnberührten Umfangsfläche (22), die infolge einer entsprechenden, zumindest abschnittsweise auf den Grundkörper (14) aufgebrachten flexiblen Schicht (18) und/oder wenigstens eines entsprechenden, auf dem Grundkörper (14) angeordneten flexiblen Elements (20) im Bereich der beiden Walzenenden (24, 24') eine größere radiale Nachgiebigkeit besitzt als im mittleren Walzenbereich, um eine sich bei maximalem Wickeldurchmesser ergebende Durchbiegung des Grundkörpers (14) zumindest teilweise zu kompensieren.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Schicht- oder Elementdicke in Richtung der Wal­ zenachse betrachtet unterschiedlich ist.

3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Steifigkeit der jeweiligen Schicht (18) bzw. der Ele­ mente (20) in Richtung der Walzenachse betrachtet unterschiedlich ist.

4. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise im mittleren Walzenbereich wenigstens eine ins­ besondere starre Stützstelle (26) vorgesehen ist, in deren Bereich die bahnberührte Umfangsfläche (22) eine entsprechend kleinere radiale Nachgiebigkeit besitzt als im Bereich der beiden Walzenenden.

5. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, in Axialrichtung einen Abstand voneinander aufwei­ sende, insbesondere starre Stützstellen (26) vorgesehen sind, in de­ ren Bereich die bahnberührte Umfangsfläche (22) jeweils eine ent­ sprechend kleinere radiale Nachgiebigkeit besitzt als im Bereich der beiden Walzenenden.

6. Walze nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine starre Stützstelle (26) zumindest teilweise durch den Grundkörper (14) selbst gebildet ist.

7. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bahnberührte Umfangsfläche (22) durch ein den Grundkör­ per (14) umgebendes, insbesondere flexibles Rohrs (28) gebildet und die flexible Schicht (18) bzw. das flexible Element (20) radial zwi­ schen dem Grundkörper (14) und dem Rohr (28) angeordnet ist.

8. Walze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Rohr (28) durch einen Gummibezug oder derglei­ chen gebildet ist.

9. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Bereich der beiden Walzenenden eine flexible Schicht (18) auf den Grundkörper (14) aufgebracht ist, die über ihre axiale Länge eine konstante radiale Steifigkeit besitzt und zum je­ weiligen Walzenende hin eine allgemein zunehmende Dicke (d) auf­ weist.

10. Walze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (d) der flexiblen Schicht (18) zum jeweiligen Walze­ nende hin zumindest im wesentlichen entsprechend der sich bei maximalem Wickeldurchmesser ergebenden Durchbiegung des Grundkörpers (14) zunimmt.

11. Walze nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (14) zum jeweiligen Walzenende hin zumindest im wesentlichen entsprechend der zunehmenden Dicke (d) der flexi­ blen Schicht (18) verjüngt ist.

12. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Schicht (18) durch eine gummielastische Schicht gebildet ist.

13. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Schicht (18) durch eine inhomogene Schicht aus ge­ schäumtem Material und/oder einer Wabenstruktur usw. gebildet ist.

14. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest im Bereich der beiden Walzenenden vorgesehene flexible, vorzugsweise gummielastische Schicht (18) zwischen dem Grundkörper (14) und dem insbesondere durch einen Gummibezug oder dergleichen gebildeten flexiblen Rohr (28) vorgesehen ist.

15. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Bereich der beiden Walzenenden eine flexible Schicht (18) auf den Grundkörper (14) aufgebracht ist, die über ihre axiale Länge eine konstante Dicke (d) besitzt und zum jeweiligen Walzenende hin eine allgemein zunehmende radiale Nachgiebigkeit aufweist.

16. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, in Axialrichtung einen Abstand voneinander aufwei­ sende flexible Elemente (20) vorgesehen sind und zur Erzeugung der im Bereich der beiden Walzenenden im Vergleich zum mittleren Walzenbereich größeren radialen Nachgiebigkeit der bahnberührten Umfangsfläche (22) deren gegenseitige Abstände entsprechend ge­ wählt sind und/oder deren Nachgiebigkeit entsprechend unter­ schiedlich ist.

17. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Elemente (20) zumindest teilweise jeweils durch ein diskretes Federelement gebildet sind.

18. Walze nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Elemente (20) zumindest teilweise jeweils durch ei­ nen gummielastischen ringförmigen Körper gebildet sind.

19. Walze nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Elemente (20) zumindest teilweise jeweils durch ein sich über den Umfang des Grundkörpers (14) erstreckendes Feder­ paket gebildet sind.

20. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Elemente (20) zumindest teilweise vorgespannt sind.

21. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (14) als Hohlkörper vorgesehen ist.