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Walze, insbesondere zur Verwendung bei der Oberflächenbehandlung von
Blechen, Metallbändern u. dgl. in ätzenden Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft
eine Walze, insbesondere zur Verwendung bei der Obenflächenbehandlung von Blechen,
Metallbändern, u. dgl. in ätzenden Flüssigkeiten, mit auf einer Achse angeordnetem
Walzenkörper mit einer korrosionsfesten Oberfläche aus elastisch verformbarem Werkstoff,
der sich über einen Teil der Achse erstreckt, während den übrigen, unbedecken Teil
der Achse eine schützende, korrosionsfeste Muffe umgibt.
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Derartige Walzen werden beispielsweise beim Galvanisieren oder sonstigen
Behandeln oder überziehen. von Metallblechen gebraucht. Beim Galvanisieren von Metallblechen
dienen die Walzen zunächst zum Auftragen der Galvanisier- oder Ätzflüssigkeit auf
das Metallblech und dann zum Befördern der mit der Ätzflüssigkeit versehenen Bleche
durch die verschiedenen Bäder und Stationen des Galvanisierungsprozesses.
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Dabei besteht der Walzenkörper zweckmäßig aus einem korrosionsfesten
Werkstoff, wie Gummi od. dgl., doch müssen die Walzenachse, ihre Lager und andere
Teile der Anlage aus metallischen, nicht korrosionsfesten Werkstoffen bestehen.
Da jedoch die ätzende Flüssigkeit vom Walzenkörper auch auf die Achse und an dieser
entlang zu den Lagern und anderen Teilen der Anlage gießt, müssen diese Teile geschützt
werden.
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Dazu ist es bekannt, den Walzenkörper ohne Rücksicht auf seine Länge
auf die Länge der Achse auszudehnen. Dadurch wird zwar ein größerer Teil der Achse
geschützt, doch kann die Ätzflüssigkeit nach wie vor bis zur Achse, ihren Lagern
und anderen durch die Ätzflüssigkeit gefährdeten Teilen der Anlage vordringen. Außerdem
wird die Walze unnötig schwer und der Werkstoffverbrauch übermäßig groß.
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Um die durch Korrosion gefährdeten Teile der Walzenanlage wirksamer
zu schützen, ist es bekannt, die außerhalb des Walzenkörpers liegenden Enden der
Walzenachse mit Schleuderringen zu versehen. Vom äußeren Rand dieser Ringe wird
die Flüssigkeit abgeschleudert, bevor sie die korrosionsempfindlichen Teile der
Anlage erreicht.
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Ferner ist es bekannt, den Walzenkörper zunächst in gleicher Länge
wie seine Achse auszubilden. Die Enden dieses Körpers werden dann so weit abgedreht,
daß sie nur noch von einer dünnen Schutzschicht bedeckt sind. Wo Rippen oder Schleuderringe
vorgesehen werden sollen, bleibt der Werkstoff stehen. Bei diesem Verfahren ist
die Bearbeitung zeitraubend und der Werkstoffabfall groß. Besteht der Walzenkörper
aus einem plastisch verformbaren Werkstoff, so ist es schwierig, wenn nicht unmöglich,
diesen Werkstoff so zu bearbeiten oder zu verformen, daß die Schleuderringe zum
wirksamen Abschleudern der Ätzflüssigkeit am Umfang in eine schmale Kante auslaufen.
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Eine andere bekannte Walze zum kontinuierlichen Tauchen eines Streifens
in. einem Behälter mit Beizflüssigkeit ist zum Schutz gegen die aggresive Beizflüssigkeit
an ihren beiden Enden mit einer Muffe versehen, die die Walaenzapfen aber nur ungenügend
schützen, weil sie diese und einen Teil der Walzenachse unbedeckt lassen. Deshalb
muß die Walzenachse aus einem säurefesten Werkstoff, wie z. B. Monehnetall, bestehen,
aus dem auch die Muffen hergestellt sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Walze insbesondere zur Verwendung
bei der Oberflächenbehandlung von Blechen, Metallbändern u. dgl. in ätzenden Flüssigkeiten
zu schaffen, die gegen aggressive Ätzflüssigkeiten geschützt ist. Das wird gemäß
der Erfindung dadurch erreicht, daß der Walzenkörper auf die Achse drehfest aufgeklebt
ist und die Muffe eine härtere Oberfläche als der Walzenkörper und mindestens eine
umlaufende Rippe aufweist, beispielsweise in Form eines scharfkantigen starren Ringes.
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Bei der praktischen Ausführung besteht die Rippe aus Polyurethanschaumstoff.
Die Muffe ist an die Achse angeklebt und kann auch an die Stirnfläche des Walzenkörpers
angeklebt sein.
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Zum Herstellen der Muffe wird eine zylindrische Hohlform anschließend
an die Stirnfläche des Walzenkörpers um einen Teil der Achse angeordnet, der
Hohlraum
zwischen der Achse und der zylindrischen Hohlform mit einem plastischen Werkstoff
ausgefüllt und nach dem Aushärten des plastischen Werkstoffes die Hohlform wieder
entfernt. Vorteilhaft wird die Hohlform aus einer Mischung aus einem Polyurethanharz
und Diisozyanat angefüllt. Soll die Muffe mit Schleuderringen versehen sein, werden
zwei die zylindrische Hohlform bildende Teile vor dem Einfüllen des plastischen
Werkstoffes mittels Klemmringen zusammengeklemmt.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Es zeigt F i g. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch die Walze, F i g. 2 eine schaubildliche
Teilansicht des Walzenkörpers beim Aufwickeln auf eine Achse, F i g. 3 eine schaubildliche
Teilansicht des Walzenkörpers bei der Fertigbearbeitung, F i g. 4 einen abgebrochenen
Walzenkörper mit aufgesetzter Hohlform in Ansicht und F i g. S eine schaubildliche
Ansicht einer Hälfte der Hohlform.
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Die Walze besteht aus einem Walzenkörper 10, der auf einer Achse
11 angebracht ist, die an ihren beiden Enden 14 in Lagern
12 drehbar gelagert ist. Der Walzenkörper 10 endet auf der Achse 11 im Abstand
vom Lager 12, so daß zwischen dem Walzenkörper 10 und dem Lager 12 ein Teil 13 der
Achse 11 verbleibt.
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Der Walzenkörper 10 ist so angeordnet, daß er in eine Ätzflüssigkeit
eintaucht, und ist daher aus einem säurefesten Werkstoff hergestellt. Bei solchen
Anlagen soll der Körper 10 aus einem elastischen Werkstoff bestehen, beispielsweise
aus Gummi, synthetischem Gummi oder den verschiedenen organischen Plastikwerkstoffen,
wie Polyvinylchlorid, Polyamidharzen od. dgl. Meistens werden vulkanisierbare elastomere
Stoffe verwendet, beispielsweise Gummi und die verschiedenen synthetischen Gummiarten.
Die Achse 11 und die Lager 12 bestehen aus einem widerstandsfähigen
starren Metall, das jedoch nicht korrosionsfest ist. Damit die Ätzflüssigkeit nicht
zu dem Achsenteil 13 und den Lagern 12 gelangen kann, müssen diese Teile vor ihr
geschützt werden. Die Schutzvorrichtung besteht, wie F i g. 1 zeigt, aus einer Muffe
15, die auf die Achse 11 aufgesteckt ist und den Teil 13 der Achse zwischen der
Stirnfläche 16 des Walzenkörpers 10 und der gegenüberliegenden Stirnfläche
17 des Lagers 12 am gleichen Ende der Walze umgibt.
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Die Muffe 15 besteht aus einem Werkstoff, der ge-genüber Ätzflüssigkeiten
widerstandsfähig ist und zweckmäßig eine härtere Oberfläche als der Walzenkörper
10 hat. Infolge dieser harten Oberfläche wirkt die Muffe 15 als Anschlag für den
Walzenkörper 10 gegen seitliche Verschiebung und Vibration. Die harte Oberfläche
ermöglicht auch eine genauere Ausbildung der ringförmigen Rippen oder Schleuderringe
18 und 19, an deren Umfang die vom Walzenkörper in Richtung auf das Lager fließende
Ätzflüssigkeit infolge der großen Umfangsgeschwindigkeit abgeschleudert wird. Die
Wirkung der Schleuderringe wird am besten erreicht, wenn sie in eine scharfe Kante
18 a, 19 a auslaufen, die sich leichter herstellen läßt, wenn -der
Werkstoff eine harte Oberfläche hat.
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Ein besonders geeigneter Stoff für die Muffe 15 ist plastischer Schaumwerkstoff,
der als Polyurethan-Schaumstoff bezeichnet wird. Dieser Werkstoff wird beispielsweise
durch Mischung des Vorpolymorisationsproduktes eines der Urethan-Plastikwerkstoffe
mit einem Umwandler bzw. Aktivator, wie beispielsweise einem Diisozyanat, in einem
bestimmten Verhältnis zueinander hergestellt. Die Verwendung dieses Werkstoffes
hat den zusätzlichen Vorteil, daß seine Bestandteile in eine Form gefüllt werden
können, die an der Stelle an der Achse 11
angeordnet ist, an der die Muffe
15 angebracht werden soll. Der Werkstoff kann sich nun an Ort und Stelle ausdehnen
und die Form ausfüllen, wodurch er gleichzeitig am Achsenteil13 und gegebenenfalls
auch an der Stirnfläche 16 des Walzenkörpers 10 angeklebt wird.
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Wie F i g. 2 zeigt, wird der Walzenkörper 10 durch Aufwickeln
einer Platte 10a aus Gummi oder einem ähnlichen elastomeren Werkstoff um
eine Achse 11 hergestellt, die drehbar gelagert und angetrieben ist. Anstatt den
Walzenkörper in dieser Weise aus mehreren Schichten herzustellen, kann auch eine
Platte, die die Dicke des fertigen Walzenmantels aufweist, einmal um die Achse gewickelt
und dann abgeschnitten werden. Es können auch nacheinander einzelne Lagen des elastomeren
Werkstoffes aufgewickelt werden, wobei jede einzelne Lage nur einmal um die Achse
gelegt wird. Unabhängig davon, wie der elastomere Werkstoff auf die Achse aufgebracht
wird, ist es stets zweckmäßig, auf die Fläche der Achse, die von dem elastomeren
Werkstoff bedeckt werden soll, vorher ein Bindemittel zum Ankleben von Gummi auf
Metall aufzutragen, damit der Walzenkörper an der Achse während seiner Fertigstellung
normalerweise durch Vulkanisieren unter Wärmeeinwirkung und/oder Druck fest haftet.
Die Breite der Platte 10a braucht nicht breiter zu sein als die Länge des Walzenkörpers,
weil der Walzenwerkstoff nicht die Muffe 15 bildet.
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Nachdem der Walzenkörper in dieser Weise hergestellt ist, kann er
den für die Überführung in den Dauerzustand erforderlichen Wärme- und/odea Druckbehandlungen
unterworfen werden. Besteht der Walzenkörper aus Gummi, synthetischem Gummi oder
anderen vulkanisierbaren Werkstoffen, so geschieht diese Fertigstellung durch einen
Vulkanisiervorgang in Heißluft-, Heißwasser- oder Dampföfen. Kann das den Walzenkörper
umgebende Heizmittel unter Druck gebracht werden, so ist kein zusätzlicher Druck
erforderlich. Steht jedoch der Ofen nur unter atmosphärischem Druck, so kann der
Vulkanisierdruck durch die üblichen Mittel ersetzt werden, wie durch das feste Umwickeln
des Walzenkörpers mit Lappen.
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Wenn die Gleichmäßigkeit und Ausrichtung der Oberfläche des Walzenkörpers
für seinen Verwendungszweck wesentlich ist, kann der vulkanisierte Walzenkörper
zusätzlichen Arbeitsgängen unterworfen werden, wie beispielsweise in F i g. 3 dargestellt,
wo der Walzenkörper 10 auf der Achse 11 durch eine geeignete Schleifvorrichtung,
beispielsweise die Schleifscheibe 23, abgeschliffen wird. Um ein Verschieben dieser
Scheibe 23 in Richtung ihrer Achse zu vermeiden, ist sie auf einer Führungswelle
24 angeordnet, die zu der Achse 11 des Walzenkörpers 10
ausgerichtet
ist.
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Der Walzenkörper kann also, ohne auf den Schutz der aus ihm herausragenden
Teile 13 und 14 der Achse 11 zu achten, vollständig fertiggestellt und geschliffen
werden.
Da zum Abdecken der Achsenden kein Werkstoff mehr erforderlich ist, wird eine erhebliche
Werkstoffersparnis erzielt. Nach dem vorstehenden Verfahren, hergestellte Walzen,
die aus Walzenkörper und Achse bestehen, können bis zu ihrer endgültigen Verwendung
auf Lager gelegt und erst dann mit einer Schutzmuffe 15 versehen werden, die die
dem Bestimmungszweck entsprechende Form und Zusammensetzung aufweisen kann.
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Nachdem der Walzenkörper 10 auf der Achse 11 fertiggestellt ist, können
die Muffen 15 zweckmäßig in der in F i g. 4 und 5 dargestellten Weise hergestellt
werden. Dazu wird der fertigvulkanisierte und abgeschliffene Walzenkörper
10 in die senkrechte Lage gebracht, so daß die Achse 11 am oberen Ende herausragt.
Um diesen herausragenden Teil der Achse 11 wird eine an ihren beiden Enden offene
zylindrische Hohlform 25 angeordnet. Soll die Muffe an die Stirnfläche 16 des Walzenkörpers
angeklebt werden, kann die Hohlform 25 auf der Stirnfläche 16 aufliegen. In dieser
Lage der Hohlform 25 wird der plastische Werkstoff in den Hohlraum vom oberen offenen
Ende der Form her eingegossen. Wird ein Werkstoff aus Polyurethan in Verbindung
mit einem Diisozyanat-Umwandler verwendet, können die Bestandteile gleichzeitig
eingefüllt werden, beispielsweise durch die Leitungen 27 und 28, die zu dem Hohlraum
in der Form führen. Dabei wird das Polyurethan oder das Vorpolymerisationsprodukt
durch die Leitung 27 eingefüllt, während der Diisozyanat-Umwandler durch das Rohr
28 in die Form eingefüllt wird. Die auf diese Weise eingefüllten Bestandteile dehnen
sich unter Schaumbildung aus und füllen die Form vollkommen aus, wobei sie gleichzeitig
an dem Achsenende und/oder an der Stirnfläche 16 des Walzenkörpers 10 haften. Obwohl
die Muffe auf diese Weise mit dem Walzenkörper praktisch ein Stück bildet, ist sie
dennoch ein vom Walzenkörper getrenntes Teil, weil sie getrennt hergestellt und
an den Walzenkörper nachträglich nur angeklebt ist.
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Rippen oder Schleuderringe an der Muffe können in der gleichen Weise
vorgesehen werden, nur muß die Hohlform so ausgebildet sein, daß sie dem Rippenprofil
entspricht. Die an den Enden offene zylindrische Form kann in diesem Falle aus zwei
Hälften 29 bestehen, wie F i g. 5 zeigt. Die Innenflächen dieser Hälften sind mit
Vertiefungen 30 und 31 versehen, die der gewünschten Form der Schleuderringe
entsprechen. Die Hälften 29 sind während des Einführens des plastischen Werkstoffes
und des Formvorganges durch aus F i g. 4 ersichtliche Klemmringe 32 und 33 zusammengehalten.
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Wenn die Muffe fertig ist, werden die Klemmen entfernt und die Formhälften
auseinandergenommen. Zweckmäßig sind die Muffen 15 so lang, daß sie den Abstand
zwischen dem Lager 12 der Achse 11 und der Stirnflächen 16 des Walzenkörpers 10
vollständig ausfüllen.