DE102006021035B4 - Roller with elastomeric coating - Google Patents
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Abstract
Walze mit einer mantelförmigen Beschichtung aus elastomerem Material, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Walzenmantels neben Bereichen aus einem Elastomer A Bereiche aus wenigstens einem weiteren Elastomer B gleicher Shore-Härte aufweist, wobei die Elastomere A und B sich durch ihre Haftung oder Anziehung zu einer an den Walzenmantel anliegenden zweiten Oberfläche einer Materialbahn oder Werkstückoberfläche unterscheiden und somit eine unterschiedliche Griffigkeit zu der ausgewählten Oberfläche aufweisen, wobei die messbare Adhäsions-, Reibungs- oder Anziehungskraft der Elastomere bezüglich der ausgewählten Oberfläche sich signifikant wenigstens um 10% des niedrigeren Wertes unterscheidet.Roller with a jacket-shaped coating made of elastomeric material, characterized in that the surface of the roller jacket, in addition to areas made of an elastomer A, has areas made of at least one other elastomer B of the same Shore hardness, the elastomers A and B forming a bond due to their adhesion or attraction distinguish between the second surface of a material web or workpiece surface which is in contact with the roll shell and thus have a different grip to the selected surface, the measurable adhesive, frictional or attractive force of the elastomers with respect to the selected surface differing significantly by at least 10% of the lower value.
Description
Die Erfindung betrifft Walzen mit einer mantelförmigen Beschichtung aus elastomerem Material, die insbesondere zum Führen und Spreizen laufender Folien- oder anderer Materialbahnen oder zum Anlegen oder Andrücken von Materialbahnen an statische oder bewegte Oberflächen geeignet sind.The invention relates to rollers with a jacket-shaped coating of elastomeric material, which are particularly suitable for guiding and spreading of running film or other material webs or for applying or pressing material webs to static or moving surfaces.
In zahlreichen Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen werden Materialbahnen aus Folien (z. B. Kunststoff- oder Aluminiumfolien), Papier, Textil usw. über Walzen und Rollen transportiert. Dabei kommen einerseits Walzen und Rotten zum Einsatz, die diese Bahnen führen und leiten, sogenannte Leit- und Führungswalzen, sowie insbesondere auch sogenannte Breitstreckwalzen, die eine Spreizkraft auf eine darüber laufende Bahn ausüben. Häufig besitzen solche Leit-, Führungs- und Breitstreckwalzen einen Mantel aus elastischem Material, der umfänglich ringförmig oder in Spiralen mit Einschnitten oder Einschliffen versehen ist. Die ring- oder spiralförmigen umfänglichen Aussparungen sind dabei so gestaltet, dass die dadurch generierten Lamellen des Walzenbezuges durch die Andruck- oder Auflagekraft der die Walze mehr oder weniger umschlingenden laufenden Bahn in Achsrichtung der Walze verformt werden. Bei Verformung in nur eine Richtung wird dabei ein seitlicher Verschiebeeffekt auf die Bahn bewirkt und bei gleichzeitiger Verformung zu beiden Achsenden hin ein Spreizeffekt, der zum Glätten und zur Vermeidung von Faltenbildungen genutzt wird. Ein wesentlicher Nachteil dieser Walzentypen besteht darin, dass sie sich schlecht reinigen lassen und dass sich bei sehr dünnen und empfindlichen Bahnen die Lamellen und Aussparungen abbilden.In numerous manufacturing and processing processes, webs of film (eg plastic or aluminum foils), paper, textile, etc. are transported over rollers and rollers. On the one hand, rolls and reams are used, which guide and guide these webs, so-called guide and guide rollers, and in particular also so-called spreader rollers, which exert a spreading force on an overlying web. Frequently, such guide, guide and spreader rollers have a sheath made of elastic material, which is circumferentially annular or provided in spirals with cuts or grinding. The ring-shaped or spiral-shaped circumferential recesses are designed such that the lamellae of the roll cover generated thereby are deformed in the axial direction of the roll by the pressing or bearing force of the moving web, which more or less wraps around the roll. When deformed in only one direction while a lateral displacement effect on the web is effected and with simultaneous deformation to both axle ends out a spreader effect, which is used for smoothing and to avoid wrinkles. A major disadvantage of these types of rollers is that they can be cleaned poorly and that depict the fins and recesses in very thin and delicate webs.
Zur Lösung dieses Problems wird in
Es bestand somit die Aufgabe, die Spreizwirkung von Breitstreckwalzen mit geschlossener Oberfläche zu verbessern. Überraschender Weise wurde die Lösung dabei nicht durch Veränderung und Optimierung der Geometrie und Anordnung der Bereiche höherer und niedriger Shore-Härte gefunden sondern darin, dass für den mantelförmigen Belag Elastomere verwendet wurden, die in Bezug auf die Oberfläche einer anliegenden Materialbahn eine unterschiedliche Haftung oder Anziehung aufweisen. Bei den Breitstreckwalzen mit Bereichen unterschiedlicher Shore-Härte konnte dadurch die Spreizwirkung verstärkt werden. Es zeigte sich ferner, dass bei entsprechender Ausführung der Walze auch bei gleich bleibender Shore-Härte eine erhöhte Spreizwirkung erzielt werden kann, sodass es möglich ist, allgemein Breitstreckwalzen mit verbesserter Spreizwirkung zur Verfügung zu stellen.It was therefore the task of improving the spreading effect of spreader rollers with a closed surface. Surprisingly, the solution was found not by altering and optimizing the geometry and arrangement of the areas of higher and lower Shore hardness but in that elastomers have been used for the jacket-shaped covering, with respect to the surface of an adjacent web of a different adhesion or attraction exhibit. In the spreader rolls with areas of different Shore hardness, the spreading could be enhanced. It has also been found that with an appropriate design of the roller, even with the same Shore hardness increased spreading can be achieved, so that it is possible to provide general spreader rolls with improved spreading available.
Gegenstand der Erfindung sind daher Walzen mit elastomerer Beschichtung, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die elastomere Beschichtung an der Oberfläche neben Bereichen aus einem Elastomer A Bereiche aus wenigstens einem weiteren Elastomer B aufweist, wobei die Elastomere A und B sich durch ihre Haftung oder Anziehung zu einer an den Walzenmantel anliegenden zweiten Oberfläche einer Materialbahn oder Werkstückoberfläche gemäß den Merkmalen nach den unabhängigen Ansprüchen 1, 4 und 5 unterscheiden.The invention therefore relates to rollers with elastomeric coating, which are characterized in that the elastomeric coating on the surface next to regions of an elastomer A regions of at least one further elastomer B, wherein the elastomers A and B by their adhesion or attraction to a lying on the roll shell second surface of a material web or workpiece surface according to the features of the independent claims 1, 4 and 5 differ.
Ein Walzenkörper umfasst im Wesentlichen einen meist zylindrischen Walzenkern und eine diesen mantelförmig umgebende Beschichtung aus elastomerem Material, die direkt oder über andere Materialien fest oder lösbar (beispielsweise in Form eines Sleeves) mit dem Walzenkern verbunden ist. Zur Verwendung wird dieser Grundkörper gewöhnlich stirnseitig mit Zapfen und/oder Lagern versehen oder wahlweise starr oder frei drehend auf eine Walzenachse aufgebracht.A roller body essentially comprises a generally cylindrical roller core and a coating of elastomeric material surrounding this shell-like manner, which is connected fixedly or detachably (for example in the form of a sleeve) to the roller core directly or via other materials. For use, this basic body is usually provided on the front side with pins and / or bearings or optionally applied rigidly or freely rotating on a roll axis.
Der Erfindungsgegenstand kann insbesondere vorteilhaft zum Führen, Umlenken und Spreizen von laufenden Materialbahnen aber auch zum Auftragen flüssiger Medien, z. B. Leimen, Klebstoffen, Farben oder Lacken, auf laufende Bahnen oder Werkstücke sowie zum Andrücken oder Anlegen von Bahnmaterialien an statische oder bewegte Oberflächen, beispielsweise von anderen Materialbahnen, Rollen, Walzen oder Werkstücken, verwendet werden. Bei entsprechender Gestaltung ist aber auch die Verwendung zur elektrostatischen Ent- oder Beladung von Materialbahnen oder Werkstücken denkbar. Mögliche Ausführungsformen betreffen daher insbesondere Breitstreckwalzen, Bahnleit-, Bahnführungs- und Umlenkwalzen, Auftragwalzen allgemein sowie Leim- und Lackierwalzen im Besonderen, Laminier- und Kaschierwalzen, Anklebe-, Andrück- und Anlegewalzen, Einzug-, Auszug- und Entnahmewalzen sowie Walzen zur elektrostatischen Be- oder Entladung. Für jede dieser und ähnlicher Anwendungsformen kann auf der Grundlage der Erfindungsidee durch entsprechende Gestaltung des Erfindungsgegenstands eine geeignete Walze oder Rolle erhalten werden.The subject invention can be particularly advantageous for guiding, deflecting and spreading of running webs but also for applying liquid media, eg. As glues, adhesives, paints or varnishes, on moving webs or workpieces and for pressing or applying web materials to static or moving surfaces, such as other webs, rolls, rolls or workpieces used. With appropriate design but also the use for electrostatic Ent- or loading of webs or workpieces is conceivable. Possible embodiments therefore relate, in particular, to spreader rolls, web guiding, web guiding and deflecting rolls, applicator rolls in general, and to gluing and varnishing rolls in particular, laminating and laminating rolls, gluing, pressing and application rollers, intake, removal and removal rollers, and rollers for electrostatic loading - or discharge. For each of these and similar applications can On the basis of the idea of the invention, a suitable roller or roller can be obtained by appropriate design of the subject of the invention.
Der Durchmesser des Walzenmantels kann über die Länge der Walze konstant sein, er kann aber auch zu einer oder beiden Seiten hin in beliebiger Form zu oder abnehmen. Der Walzenmantel kann daher beispielsweise zylindrisch, konisch oder bikonisch sowie konvex oder konkav gekrümmt sein. Er kann auch ein zylindrisches Mittelteil und konische oder gekrümmte Seitenteile aufweisen.The diameter of the roll shell can be constant over the length of the roll, but it can also increase or decrease to one or both sides in any form. The roll shell can therefore, for example, be cylindrical, conical or biconical as well as convex or concave. It can also have a cylindrical central part and conical or curved side parts.
Vorzugsweise weist der Elastomermantel eine ebene und geschlossene Oberfläche auf. Es kann aber auch vorteilhaft sein, die Oberfläche gleichmäßig oder ungleichmäßig mit Vertiefungen, Erhöhungen oder Aussparungen zu versehen. So kann es zum Auftrag flüssiger Medien nützlich sein, die Walzenoberfläche durchgehend oder in Teilbereichen ring- oder spiralförmig mit feinen Rillen von wenigen Millimetern oder einigen 10tel Millimeter Tiefe zu versehen. Andererseits kann es nützlich sein, beispielsweise durch ein linien- oder punktförmiges Ablegen eines Elastomers an der Walzenoberfläche bestimmte erhöhte Bereiche zu schaffen. Außerdem ist es grundsätzlich auch möglich, den elastomeren Bezug – wie bei Breitstreckwalzen bekannt – mit ring- oder spiralförmigen tiefen Aussparungen, beispielsweise Einschliffen oder Einschnitten, zu versehen, so dass eine lamellenartige Struktur entsteht. Aussparungen können aber auch längs der Walze, d. h. in Achsrichtung angeordnet sein oder sich gegenseitig überschneiden, beispielsweise so, dass ein Rautenmuster entsteht. Vorwiegend besitzen die erfindungsgemäßen Walzen jedoch eine im Wesentlichen geschlossene Oberfläche.Preferably, the elastomeric sheath on a flat and closed surface. But it may also be advantageous to provide the surface evenly or unevenly with depressions, elevations or recesses. Thus, it may be useful for the application of liquid media, the roll surface continuously or in some areas ring or spirally provided with fine grooves of a few millimeters or a few 10th of a millimeter depth. On the other hand, it may be useful to create certain raised areas, for example, by depositing an elastomer on the roll surface in a line or punctiform manner. In addition, it is also possible in principle to provide the elastomeric cover, as known with spreader rolls, with ring-shaped or spiral-shaped deep recesses, for example, grinding or incisions, so that a lamellar structure results. Recesses can also along the roller, d. H. be arranged in the axial direction or overlap each other, for example, so that a diamond pattern is formed. However, predominantly the rolls according to the invention have a substantially closed surface.
Die erfindungsgemäße Oberfläche des elastomeren Walzenmantels kann beispielsweise dadurch erhalten werden, dass eine mantelförmige Beschichtung aus dem Elastomer A mit Einschliffen oder Einschnitten bestimmter Anordnung und Geometrie versehen wird, die anschließend mit dem Elastomer B ausgefüllt werden. Bei den Elastomeren A und B kann es sich um allseits bekannte elastomere Werkstoffe und Materialien auf Basis von Kautschuk (Gummi), thermoplastischen Elastomeren, elastischen Thermoplasten und elastischen Gießharzen sowie um elastomere oder elastische Schäume handeln. Dabei können die Elastomere A und B auf gleicher oder voneinander verschiedener Basis beruhen sowie eine gleiche oder unterschiedliche Shore-Härte aufweisen. Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Elastomere A und B zu dem Material einer ausgewählten Oberfläche, beispielsweise einer Materialbahn oder einer Werkstückoberfläche, eine unterschiedliche Haftung oder Anziehung und somit eine unterschiedliche Griffigkeit aufweisen. Je größer dieser Unterschied ist, desto stärker ist die damit verbundene Wirkung. Die messbare Adhäsions-, Reibungs- oder Anziehungskraft der Elastomere bezüglich der ausgewählten Oberfläche sollte sich daher signifikant, d. h. wenigstens um 10% des niedrigeren Wertes, vorteilhaft um wenigstens 30%, vorzugsweise jedoch um 50% oder mehr, besonders vorteilhaft um ein Mehrfaches des niedrigeren Wertes unterscheiden.The surface of the elastomeric roll mantle according to the invention can be obtained, for example, by providing a jacket-shaped coating of the elastomer A with cuts or incisions of a specific arrangement and geometry, which are subsequently filled with the elastomer B. The elastomers A and B may be well-known elastomeric materials and materials based on rubber (rubber), thermoplastic elastomers, elastic thermoplastics and elastic casting resins as well as elastomeric or elastic foams. The elastomers A and B may be based on the same or different basis and have an equal or different Shore hardness. Essential to the invention is that the elastomers A and B to the material of a selected surface, such as a material web or a workpiece surface, a different adhesion or attraction and thus have a different grip. The larger this difference is, the stronger the associated effect. The measurable adhesion, friction or attraction force of the elastomers with respect to the selected surface should therefore be significantly, i. H. at least 10% of the lower value, advantageously at least 30%, but preferably by 50% or more, particularly advantageously differ by a multiple of the lower value.
Für die elastomere Beschichtung des Erfindungsgegenstands eignen sich insbesondere Elastomere A und B, die eine unterschiedliche Klebrigkeit aufweisen. Verhältnismäßig klebrig sind beispielsweise Silikonelastomere, Neoprenelastomere, Polyurethanelastomere und elastische Thermoplaste sowie generell Elastomere mit einem Weichmacheranteil von wenigstens 25 Gew.-%. Vorwiegend weisen diese Elastomere eine Shore-Härte von maximal 45 Shore A, insbesondere unterhalb von 30 Shore A auf. Eine eher geringe Klebrigkeit weisen beispielsweise Elastomere auf Basis von EPDM-, Chlor- oder Fluorkautschuk sowie Elastomere mit einem ausreichend hohen Gehalt an Füllstoffen aus der Gruppe fluorierter Polyolefine auf, beispielsweise Teflon-Pulver.For the elastomeric coating of the subject invention are particularly suitable elastomers A and B, which have a different tackiness. Relatively tacky are, for example, silicone elastomers, neoprene elastomers, polyurethane elastomers and elastic thermoplastics, and generally elastomers having a plasticizer content of at least 25% by weight. These elastomers predominantly have a Shore hardness of not more than 45 Shore A, in particular less than 30 Shore A. For example, elastomers based on EPDM, chlorine or fluorinated rubber and elastomers with a sufficiently high content of fillers from the group of fluorinated polyolefins, for example Teflon powder, have a rather low tack.
Für die elastomere Beschichtung des Erfindungsgegenstands eignen sich auch Elastomere A und B, die eine unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Durch Anlegen eines elektrischen Potentials können dann beispielsweise gezielt elektrische Ladungen zu- oder abgeführt und somit die Haftungs- und Anziehungskräfte der Elastomere zu benachbarten Oberflächen verändert werden. Elastomere mit eher isolierenden, antistatischen oder leitfähigen Eigenschaften sind dem Fachmann bekannt und standardisiert am Markt erhältlich. Die elektrostatischen Eigenschaften eines Elastomeren können zudem durch spezielle Additive wie Leitfähigkeitsruße oder -öle erzielt und verändert werden. Wird die Anziehung zwischen Elastomer und Oberfläche durch ein elektrisches Feld bewirkt, so kann diese auch durch Verwendung magnetischer Füllstoffe im Elastomer verstärkt oder erreicht werden.For the elastomeric coating of the subject invention are also elastomers A and B, which have a different electrical conductivity. By applying an electrical potential, it is then possible, for example, to selectively supply or remove electrical charges, and thus to change the adhesion and attraction forces of the elastomers to adjacent surfaces. Elastomers with more insulating, antistatic or conductive properties are known to those skilled in the art and are available on the market in standardized form. The electrostatic properties of an elastomer can also be achieved and modified by special additives such as conductive carbon blacks or oils. If the attraction between the elastomer and the surface is effected by an electric field, then this can also be enhanced or achieved by using magnetic fillers in the elastomer.
Für die elastomere Beschichtung des Erfindungsgegenstands eignen sich in bestimmten Fällen auch Elastomere A und B, die bezüglich eines ausgewählten flüssigen Mediums eine unterschiedliche Benetzbarkeit aufweisen.For the elastomeric coating of the subject invention are in certain cases, elastomers A and B, which have a different wettability with respect to a selected liquid medium.
Durch die geeignete Auswahl des jeweils zugrunde liegenden elastomeren Materials sowie durch Modifizierung desselben durch entsprechende Zusätze, einschließlich Fasern, Mikro- und Nanopartikeln, kann die Benetzbarkeit, Haftung, Reibung oder Anziehung der Elastomere A und B und die damit verbundene Griffigkeit in Bezug auf eine Materialbahn oder Werkstückoberfläche verändert und optimiert werden. Verschiedene Effekte zur Veränderung der Haftung und Anziehung der Elastomere A und B in Bezug auf die anliegende Oberfläche eines Bahnenmaterials oder Werkstücks können sowohl miteinander als auch mit verschiedenen Effekten zur Veränderung der Verformung und Verformbarkeit von Walzenoberflächen kombiniert werden.By suitable selection of the respective underlying elastomeric material as well as by modification thereof by appropriate additives, including fibers, micro- and nanoparticles, the wettability, adhesion, friction or attraction of the elastomers A and B and the associated gripping with respect to a material web or workpiece surface can be changed and optimized. Various effects for changing the adhesion and attraction of elastomers A and B in Relative to the abutting surface of a sheet or workpiece, they can be combined with each other as well as with various effects to change the deformation and deformability of roll surfaces.
Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele soll der Erfindungsgegenstand weiter veranschaulicht werden, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein. Weitere für spezielle Anwendungsfälle geeignete Ausführungsformen erschließen sich dem Fachmann unter Berücksichtigung der Kenntnisse nach dem Stand der Technik insbesondere bezüglich Elastomere, elastomerbeschichtete Walzen und Breitstreckwalzen.On the basis of the following embodiments, the subject invention is to be further illustrated, but without being limited to these. Other suitable for specific applications embodiments will be apparent to the expert taking into account the knowledge of the prior art in particular with respect to elastomers, elastomer-coated rollers and spreader rollers.
Beispiel 1. Zylindrische BreitstreckwalzenExample 1. Cylindrical Spreader Rollers
Ein Walzenkern ist von einer mantelförmigen Beschichtung eines Elastomers A umgeben, die von der Mitte der Walze aus jeweils zu den Enden hin mit von innen nach außen geneigten ringförmigen Einschnitten versehen ist, die mit einem Elastomer B ausgefüllt sind, das eine höhere Shore-Härte und eine höhere Klebrigkeit als das Elastomer A hat. Sei dieser Ausführungsform wird der durch die Zugspannung der breitzustreckenden Materialbahn bewirkte Anpressdruck hauptsächlich durch die Bereiche aus dem härteren und klebrigeren Elastomer B aufgenommen, die sich dadurch in Richtung ihrer Neigung in das weichere Material A hinein verformen. Aufgrund der höheren Klebrigkeit erfolgt die Mitnahme der Materialbahn über die Bereiche des Elastomers B, wodurch eine Faltenbildung vermieden wird. Dieser Effekt ist um so besser, je geringer die Haftung oder Anziehung des Elastomers A zum Material der breitzustreckenden Bahn ist.A roll core is surrounded by a jacket-shaped coating of an elastomer A, which is provided from the center of the roll respectively to the ends with inwardly outwardly inclined annular cuts, which are filled with an elastomer B, which has a higher Shore hardness and has a higher tack than the elastomer A. In this embodiment, the applied by the tension of the wetzustreckenden web is applied mainly by the areas of the harder and more tacky elastomer B, which thereby deform in the direction of their inclination into the softer material A inside. Due to the higher tack, the entrainment of the material web takes place over the regions of the elastomer B, whereby wrinkling is avoided. This effect is the better, the lower the adhesion or attraction of the elastomer A to the material of the witzustreckenden web.
Alternativ ist das weichere Elastomer A klebriger als das die Einschnitte ausfüllende Elastomer B. In dieser Ausführungsform wird der Mitnahmeeffekt der sich verformenden härteren Bereiche durch die verbesserte Haftung der weicheren Bereiche an die Materialbahn verstärkt. Vorteilhaft ist hierbei, wenn die weicheren Bereiche einen Unterschliff, also einen etwas geringeren Durchmesser als die härteren Bereiche aufweisen, wobei sich der Durchmesser der Walzenbeschichtung beim Übergang zwischen den härteren und den weicheren Bereichen fließend ändern sollte.Alternatively, the softer elastomer A is more sticky than the incision filling elastomer B. In this embodiment, the entrainment effect of the deforming harder regions is enhanced by the improved adhesion of the softer regions to the web. In this case, it is advantageous if the softer areas have a lower grinding, that is, a slightly smaller diameter than the harder areas, wherein the diameter of the roll coating should change fluently in the transition between the harder and the softer areas.
Diese und ähnliche Ausführungsformen können beispielsweise unter Verwendung von Polyurethanelastomeren hergestellt werden.These and similar embodiments can be made, for example, using polyurethane elastomers.
Beispiel 2. Breitstreckwalze mit verjüngtem MittelteilExample 2. Spreader roll with tapered middle part
Der Walzenkörper besitzt eine mantelförmige elastomere Beschichtung, die eine zwischen den Enden des Walzenkörpers angeordnete Verjüngung aufweist Der Durchmesser nimmt dabei wahlweise von der Mitte der Walze oder einem zylindrischen Mittelbereich ausgehend zu den Enden des Elastomerbezugs hin linear (bikonische Ausführung) oder gekrümmt zu. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Oberfläche des Elastomerbezugs in einem mittleren Bereich ein Elastomer A auf, das in Bezug auf das anliegende Bahnmaterial eine möglichst geringe Haftung oder Anziehung besitzt, während die seitlichen Bereiche von einem Elastomer B mit möglichst guter Haftung oder Anziehung gebildet werden. Unter dem Anpressdruck des Bahnmaterials verformen sich die seitlichen Bereiche nach außen und nehmen dabei das Bahnmaterial mit, das auf diese Weise, über den mittleren nicht haftenden Bereich gleitend, quer zur Laufrichtung gestreckt wird.The roll body has a jacket-shaped elastomeric coating having a taper located between the ends of the roll body. The diameter thereby increases either linearly (biconical design) or curved from the center of the roll or a cylindrical center region towards the ends of the elastomeric cover. In a preferred embodiment, the surface of the elastomeric cover in an intermediate region comprises an elastomer A, which has the least possible adhesion or attraction with respect to the adjacent web material, while the lateral regions are formed by an elastomer B with the best possible adhesion or attraction. Under the contact pressure of the web material, the lateral regions deform outwardly, carrying with them the web material which, in this manner, is stretched across the central non-adherent region, transverse to the direction of travel.
Insbesondere bei sehr kleinem Durchmesser-Längen-Verhältnis werden die Bereiche des Elastomers B vorteilhaft in Form von Zungen oder Inseln in den Bereich des Elastomers A hineingezogen oder wird der elastomere Walzenmantel, durchgehend oder nur in bestimmten Teilbereichen, zusätzlich mit Aussparungen in Form von Einschliffen oder Einschnitten versehen. Die geeignete Ausgestaltung, insbesondere in Bezug auf Breite, Tiefe und Geometrie der Zungen bzw. Inseln und Aussparungen, richtet sich dabei nach den Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalles.In particular, with a very small diameter-length ratio, the regions of the elastomer B are advantageously drawn in the form of tongues or islands in the region of the elastomer A or is the elastomeric roll shell, continuously or only in certain sub-areas, in addition with recesses in the form of Einschliffen or Provided incisions. The suitable configuration, in particular with respect to width, depth and geometry of the tongues or islands and recesses, depends on the requirements of the particular application.
Da der Verschleiß der elastomeren Beschichtung durch Abrieb und Bahnkanteneinschnitte vorwiegend in den seitlichen Bereichen erfolgt, ist es vorteilhaft, an Stelle eines einstückigen Walzenmantels eine aus aneinander gereihten Walzenelementen oder austauschbaren Walzensleeves zusammengefügte Walze zu verwenden. Schadhafte Bereiche können dann kostengünstig und ohne Austausch der gesamten Walze erneuert werden.Since the wear of the elastomeric coating by abrasion and web edge cuts takes place predominantly in the lateral areas, it is advantageous to use instead of a one-piece roll shell, a roller composed of juxtaposed roller elements or exchangeable roller sleeves. Defective areas can then be renewed inexpensively and without replacement of the entire roller.
Beispiel 3. Entladewalze mit BreitstreckwirkungExample 3. Discharge roller with spreading effect
Die elastomere Walzenbeschichtung, deren Durchmesser von der Walzenmitte nach außen hin kontinuierlich abnimmt, weist an der Oberfläche in einem elektrisch isolierenden Elastomer A jeweils links und rechts von der Walzenmitte ausgehende, zu den Bezugsenden hin entgegengesetzt gerichtet verlaufende spiralförmige Bereiche eines elektrisch leitfähigen Elastomers B vergleichbarer Shore-Härte auf, welche elektrisch geerdet oder mit einem elektrischen Plus-Pol verbunden sind. Die an einer über die Walze laufende Materialbahn anhaftenden, beispielsweise durch Reibung oder Strahlung erzeugten, freien Ladungen werden während der Breitstreckung der Bahn durch das elektrisch leitfähige Elastomer B abgezogen.The elastomeric roll coating whose diameter decreases continuously from the center of the roll to the outside has in an electrically insulating elastomer A each left and right of the roll center outgoing, opposite to the reference ends oppositely directed spiral portions of an electrically conductive elastomer B comparable Shore Hardnesses that are electrically grounded or connected to a positive electrical pole. The free charges adhering to a material web passing over the roller, for example generated by friction or radiation, are drawn off by the electrically conductive elastomer B during the spreading of the web.
In einer speziellen Ausführung nimmt sowohl die Breite der leitfähigen Bereiche als auch die Steigung der vom Elastomer B gebildeten Spiralen zu den Stirnseiten des Walzenmantels hin kontinuierlich zu, wobei die Breite der zwischen den Spiralgängen liegenden Bereiche annähernd konstant ist oder zu den Bezugsenden hin abnimmt. Alternativ ist die elektrische Leitfähigkeit der elastomeren Beschichtung oder das am elektrisch leitfähigen Elastomer B anliegende elektrische Potential über die Länge der Walze verschieden. Vorteilhaft sind hierbei Bereiche unterschiedlicher Leitfähigkeit oder unterschiedlichen Potentials durch Einschnitte bzw. Einschliffe oder elektrisch isolierende Bereiche voneinander getrennt.In a specific embodiment, both the width of the conductive regions and the pitch of the spirals formed by the elastomer B increase continuously towards the end faces of the roll shell, with the width of the regions lying between the spiral turns being approximately constant or decreasing towards the reference ends. Alternatively, the electrical conductivity of the elastomeric coating or the electrical potential applied to the electrically conductive elastomer B is different over the length of the roller. In this case, areas of different conductivity or different potentials are advantageously separated from one another by cuts or points or electrically insulating areas.
Beispiel 4. Leit- und FührungswalzenExample 4. Guide and guide rollers
Die elastomere Beschichtung eines Walzenelements weist an der konisch oder zylindrisch ausgeführten Manteloberfläche aus dem Elastomer A linienförmige Bereiche eines abriebfesten, klebrigen Elastomers B auf, die sich bis etwa 1,5 mm über die vom Elastomer A gebildete Oberfläche erheben. Die linienförmigen Bereiche sind wahlweise ringförmig, spiralförmig oder in Achsrichtung der Walze angeordnet. Ein über das Walzenelement laufendes Werkstück wird von den klebrigen Bereichen mitgeführt und gegebenenfalls in eine durch die Anordnung der Bereiche aus dem Elastomer B oder die Neigung der Walzenoberfläche vorgegebene Richtung ausgelenkt.The elastomeric coating of a roller element has on the conical or cylindrical mantle surface made of the elastomer A line-shaped regions of an abrasion-resistant, tacky elastomer B, which rise to about 1.5 mm above the surface formed by the elastomer A. The line-shaped regions are optionally annular, helical or arranged in the axial direction of the roller. A running over the roller element workpiece is entrained by the sticky areas and optionally deflected in a predetermined by the arrangement of the regions of the elastomer B or the inclination of the roller surface direction.
Mitlaufend auf einer Achse montiert ergeben mehrere solcher Walzenelemente eine Führungsrolle, die insbesondere auf Teilstrecken eingesetzt werden kann. Die Walzenelemente lassen sich einzeln austauschen, sodass bei partieller Abnutzung oder Beschädigung nicht die gesamte Rolle ersetzt werden muss.When mounted on an axle, several such roller elements produce a guide roller, which can be used in particular on partial sections. The roller elements can be replaced individually, so that in case of partial wear or damage not the entire role must be replaced.
Walzenelemente und Walzen dieser Art, die in entsprechender Ausführung auch als Einzug-, Auszug-, Zufuhr- oder Entnahmewalzen Verwendung finden, werden beispielsweise hergestellt, indem direkt auf die Oberfläche aus dem Elastomer A oder in darin beispielsweise durch Einschliffe oder Einschnitte erzeugte Vertiefungen das Elastomer B in Form von Strängen oder Raupen aus thermoplastischem Elastomer, beispielsweise thermoplastischem Blockcopolymer, oder Elastomerschaum, beispielsweise Silikonschaum, aufgetragen wird.Rolling elements and rolls of this type, which are also used as feed, pull, feed or take-out rolls, are produced for example by applying the elastomer directly to the surface of the elastomer A or into depressions formed therein, for example by grinding or cutting B in the form of strands or beads of thermoplastic elastomer, for example, thermoplastic block copolymer, or elastomeric foam, for example silicone foam, is applied.
Beispiel 5. AuftragwalzenExample 5. Application rollers
Der zylindrische Walzenmantel besteht aus einem wasserfreundlichen Elastomer A und weist in sich überschneidender Anordnung Einschliffe auf, die mit einem wasserabweisenden Elastomer B, beispielsweise Silikongummi, ausgefüllt sind. Wird die Walzenoberfläche mit einem wässerigen Medium, beispielsweise einem Leim, benetzt, so bleiben die vom Elastomer B gebildeten Bereiche unbedeckt und verbessern die Haftung zu einer über die Walzenoberfläche geführten Materialbahn oder Werkstückoberfläche. Insbesondere durch die Auswahl der Elastomere A und B, die Anordnung der medienfreundlichen bzw. -abweisenden Bereiche, die Fertigung einer Bombage und die Herstellung feiner, rillenförmiger Vertiefungen an der Walzenoberfläche sind weitere geeignete Ausführungsformen erhältlich.The cylindrical roll shell consists of a water-friendly elastomer A and has in intersecting arrangement Einschliffe, which are filled with a water-repellent elastomer B, for example silicone rubber. If the roll surface is wetted with an aqueous medium, for example a glue, the areas formed by the elastomer B remain uncovered and improve the adhesion to a material web or workpiece surface guided over the roll surface. In particular, by the selection of the elastomers A and B, the arrangement of the media-friendly or -abweisenden areas, the production of a camber and the production of fine, grooved depressions on the roll surface further suitable embodiments are available.
Beispiel 6. Anlege- und AndrückwalzenExample 6. Application and pressure rollers
In einer weiteren Ausführung ist der Walzenkern von einem gut haftenden, weichen und kompressiblen Elastomer A, beispielsweise einem Schaumelastomer oder einem Neopren- oder Butylgummi in etwa 20 Shore A, umhüllt, dessen Oberfläche mit Einschnitten oder Einschliffen versehen ist, die mit einem schlecht haftenden Elastomer B höherer Shore-Härte ausgefüllt sind, wobei die vom Elastomer A gebildet Manteloberfläche einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist als die vom Elastomer B gebildete Manteloberfläche. Wird die Walze zum Anlegen oder Andrücken einer Materialbahn an eine weitere Oberfläche verwendet, so können die kompressiblen Bereiche an der Oberfläche in die von den Einschnitten gebildeten freien Bereiche ausweichen, während sie darunter durch die härteren Bereiche gestützt werden. Insbesondere durch die Anordnung und Verteilung der von den Elastomeren A und B gebildeten Bereiche, wobei die Eigenschaften der Elastomere A und B auch vertauscht sein können, sind weitere Ausführungsformen erhältlich.In a further embodiment, the roll core is surrounded by a well-adherent, soft and compressible elastomer A, for example a foam elastomer or a neoprene or butyl rubber in about 20 Shore A, the surface of which is provided with cuts or grinding with a poorly adhering elastomer B higher Shore hardness are filled, wherein the jacket surface formed by the elastomer A has a slightly larger diameter than the shell surface formed by the elastomer B. When the roller is used to apply or press a web of material to another surface, the compressible areas on the surface can escape into the free areas formed by the sipes while being supported underneath by the harder areas. In particular, by the arrangement and distribution of the areas formed by the elastomers A and B, wherein the properties of the elastomers A and B can also be reversed, further embodiments are available.
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