DE19511153A1 - Walze mit Lagerzapfen, insbesondere für Kalander zur Papierbehandlung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze mit Lagerzap­ fen, bei der ein im wesentlichen aus faserverstärktem Kunststoff bestehender Mantel beidseitig mit die Lager­ zapfen tragenden Flanschen versehen ist, insbesondere für Kalander zur Papierbehandlung.

Eine solche Walze ist aus EP 0 363 887 A2 bekannt. Sie ist nicht nur für die Papierherstellung, sondern auch als Transportwalze, Führungswalze oder Druckwalze bei der Behandlung von Filmen, Folien, Papier, Textilien u. dgl. geeignet. Der Mantel besteht aus mehreren Schichten, in denen die Kohlefaserstränge mit unter­ schiedlicher Steigung verlegt sind. Auf diese Weise ergibt sich eine Walze mit vergleichsweise geringem Gewicht. Zur Bildung der Walze werden die die Lagerzap­ fen tragenden Flansche an beiden Enden in den Mantel eingeführt. Dort bereitet es aber Schwierigkeiten, Flansch und Mantel sicher miteinander zu verbinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gat­ tungsgemäße Walze anzugeben, die trotz geringen Ge­ wichts eine hohe Stabilität hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mantel ein dünnwandiges Rohr und eine dickere Schicht aus faserverstärktem Kunststoff aufweist und daß die Flansche an die Enden des Rohres angesetzt und stirnseitig von der Schicht überdeckt sind.

Bei dieser Konstruktion ergibt sich eine aus faserver­ stärktem Kunststoff bestehende Müllschicht, welche sich über Umfang und Stirnseite von dünnwandigem Rohr und Flanschen erstreckt. Da die Flansche nicht nur am Rohr befestigt werden können, sondern auch noch durch die Schicht aus faserverstärktem Kunststoff "verpackt" sind, ergibt sich eine außerordentlich sichere Befesti­ gung des Lagerzapfens am Rest der Walze. Bei alledem kann die Walze sehr leicht herstellt werden.

Die leichte Walze ist besonders für Kalander zur Pa­ pierbehandlung geeignet, bei denen eine Anzahl von Wal­ zen übereinander in einem Stapel angeordnet sind. In­ folge des geringen Gewichts ist die Belastungskennlinie des Kalanders steiler. Die Streckenlasten in den über­ einanderliegenden Arbeitsspalten, die zwischen jeweils einer harten und einer elastischen Walze gebildet wer­ den, unterscheiden sich daher weniger stark als bisher.

Besonders günstig ist es, daß die Flansche im Bereich ihrer Stirnfläche Umlenkkörper tragen und Faserstränge, die an der Umfangsfläche des Rohres verlegt sind, unter Umlenkung an den Umlenkkörpern auch über die Stirnflä­ che der Flansche verlaufen. Die Umlenkkörper im Bereich der Stirnfläche erlauben es, alle Teile der aus faser­ verstärktem Kunststoff bestehenden Schicht etwa mit gleicher Dicke herzustellen. Außerdem ergibt sich eine durchgängige Schicht, die die Flansche besonders gut festhält.

Mit Vorzug sind die Umlenkkörper an der Stirnfläche angebrachte achsparallele Stifte. Diese eignen sich besonders gut für die Erzeugung der stirnseitigen Schicht.

Wenn die Fasern Kohlefasern sind, ergibt sich eine hohe Stabilität bei geringem Gewicht.

Vorzugsweise ist der Kunststoff im wesentlichen ein Expoxidharz. Dieser gibt der Schicht eine hohe Festig­ keit bei geringem Gewicht.

Das dünnwandige Rohr besteht vorzugsweise aus Stahl. Trotz geringer Wandstärke trägt ein Stahlrohr erheblich zur Gesamtstabilität bei. Es kommen aber auch andere Metalle, wie Aluminium, in Betracht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Innere des Rohres eine Leichtbau-Stützkonstruktion aufweisen. Eine solche Leichtbau-Stützkonstruktion läßt den größ­ ten Teil des inneren Hohlraums frei. Sie erhöht das Gesamtgewicht nur unwesentlich, verbessert aber die Stabilität der Walze ganz erheblich. Man kann daher die Walze stärker belasten oder ein Rohr mit noch geringe­ rer Wandstärke verwenden.

Im einfachsten Fall weist die Leichtbau-Stützkon­ struktion Stützscheiben auf. Diese können beispielswei­ se als ebene aus Blech bestehende Kreisscheiben senk­ recht zur Achse in den Hohlraum des Rohres eingesetzt werden.

In vielen Fällen empfiehlt es sich, daß der Mantel ei­ nen Bezug aus elastischem Material trägt. Die Schicht aus faserverstärktem Kunststoff bildet daher den tra­ genden Teil des Mantels, während für die Funktion als sogenannte elastische Walze ein zusätzlicher Bezug ver­ wendet wird.

Insbesondere besteht dieser Bezug aus Silicon-Kaut­ schuk. Dieses Material hat überraschenderweise Ver­ schleißeigenschaften, die ständig eine glatte Oberflä­ che gewährleisten, wie dies für die Papierbehandlung gewünscht wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Endabschnitt ei­ ner erfindungsgemäßen Walze,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Walzenkerns und

Fig. 3 eine Seitenansicht des Walzenkerns.

Die veranschaulichte Walze besitzt einen Kern 1, der aus einem dünnwandigen Stahlrohr 2, einen daran stirn­ seitig befestigten Flansch 3, der einstückig mit einem Lagerzapfen 4 ausgebildet ist, und gegebenenfalls eine Leichtbau-Stützkonstruktion 5, hier bestehend aus ein­ fachen Blechscheiben 6, die senkrecht zur Achse ange­ ordnet sind.

Eine Schicht 7 aus kohlefaserverstärktem Epoxidharz erstreckt sich mit einem Schichtabschnitt 8 über den Umfang des Kerns 1 und mit einem Schichtabschnitt 9 über die Stirnfläche des Flansches 3. Das Rohr 2 und der Schichtabschnitt 8 bilden einen Mantel 10 der Wal­ ze. Auf ihm ist ein Bezug 11 aus elastischem Material, wie Silicon-Kautschuk, angeordnet.

Bei einem Ausführungsbeispiel hatte das Rohr 2 eine Dicke von 1,5 mm, die Schicht 7 aus kohlefaserverstärk­ tem Epoxidharz eine Dicke von 10 mm und der Bezug 11 aus Silicon-Kautschuk eine Dicke von 3 mm. Der Elasti­ zitätsmodul der Schicht 7 betrug 6500, die Härte des elastischen Bezugs 11 betrug 90 Shore/D.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, trägt der Flansch 3 an seiner Stirnseite Umlenkkörper 12 in der Form von achs­ parallelen Stiften. Bei der Herstellung werden die Fa­ serstränge (Rovings) 13 mit vorgegebener Steigung auf den Umfang des Rohres 2 gewickelt, dann an den Umlenk­ körper 12 in die Ebene der Stirnfläche des Flansches 3 umgelenkt und über einen weiteren Umlenkkörper zurück auf den Umfang geführt. Auf diese Weise hat der Schichtabschnitt 9 etwa die gleiche Stärke wie der Schichtabschnitt 8.

Die Leichtbau-Stützkonstruktion 5 ist fakultativ. Sie wird hauptsächlich bei besonders starken Belastungen und langen Walzen angewendet.

Claims (10)

1. Walze mit Lagerzapfen, bei der ein im wesentlichen aus faserverstärktem Kunststoff bestehender Mantel beidseitig mit die Lagerzapfen tragenden Flanschen versehen ist, insbesondere für Kalander zur Papier­ behandlung, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) ein dünnwandiges Rohr (2) und eine dickere Schicht (7) aus faserverstärktem Kunststoff auf­ weist und daß die Flansche (3) an die Enden des Rohres (2) angesetzt und stirnseitig von der Schicht (7) überdeckt sind.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (3) im Bereich ihrer Stirnfläche Um­ lenkkörper (12) tragen und Faserstränge (13), die an der Umfangsfläche des Rohres (2) verlegt sind, unter Umlenkung an den Umlenkkörpern (12) auch über die Stirnfläche der Flansche (3) verlaufen.

3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkkörper (12) an der Stirnfläche angebrach­ te achsparallele Stifte sind.

4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern Kohlefasern sind.

5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff im wesentlichen ein Expoxidharz ist.

6. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2) aus Stahl besteht.

7. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Rohres (2) eine Leichtbau-Stützkonstruktion (5) aufweist.

8. Walze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leichtbau-Stützkonstruktion (5) Stützscheiben (6) aufweist.

9. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) einen Bezug (11) aus elastischem Material trägt.

10. Walze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezug (11) aus Silicon-Kautschuk besteht.