DE20020772U1

DE20020772U1 - Saugwalze

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Publication number: DE20020772U1
Application number: DE20020772U
Authority: DE
Original assignee: Brueckner Maschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Brueckner Maschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2010-12-08
Also published as: WO2002046077A1; EP1339626B1; DE50105490D1; EP1339626A1; AU2002234552A1

Description

117 G 148

Saugwalze
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Die Erfindung betrifft eine Saugwalze nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Saugwalzen werden beispielsweise eingesetzt, um eine Materialbahn mit möglichst hoher Haftwirkung mit dem zugehörigen Walzenmantel in Kontakt zu halten. Dazu sind aus dem Stand der Technik unterschiedliche Konstruktionsprinzipien bekannt.

Aus der US 4 974 34 0 ist eine Saugwalze bekannt geworden, die aus einem Walzenrohr besteht. Gelagert wird die Walze über stirnseitig überstehende Walzenzapfen, die mittels Walzenscheiben gehalten sind, die im stirnseitigen Endbereich des Walzenrohres montiert sind. Dadurch wird zwischen den Walzenscheiben innenliegend ein als Vakuum oder Unterdruckraum dienender Hohlraum gebildet, in dessen 5 Bereich die in Umfangsrichtung verlaufenden Perforationen im Walzenmantel eingebracht sind. An zumindest einem

Stirnseitenende des Walzenrohres ist eine Saugkopfeinrichtung dicht angebracht, die nicht mitrotiert und die von dem Walzenzapfen in axialer Richtung durchragt wird, der außerhalb des Saugkopfes in einem Lager ruht. Über eine entsprechende Dichteinrichtung ist der nicht rotierend ausgebildete Saugkopf und mit einem entsprechenden Ansaugstutzen versehen, der mit einer Vakuum- oder Saugeinrichtung verbunden sein kann.

Aus der EP 0 425 926 Bl ist beispielsweise eine Saugwalze mit einem stehenden, nicht rotierenden Saugkasten im Inneren der Hohlwalze bekannt geworden, um welche herum sich ein gelochtes Walzenrohr dreht. Die in Umfangrichtung verlaufende Saugzonenlänge wird durch das stehende gelochte Walzenrohr bestimmt und festgelegt.

Darüber hinaus sind grundsätzlich auch Saugwalzen bekannt, die mit axial verlaufenden Saugkammern lediglich in einem Außenmantel einer insgesamt rotierender Walze untergebracht sind. Die koaxiale Querkanäle ausgebildeten Saugkammern werden beidseitig von einer Walzenstirnseite her evakuiert. Die eigentliche Saugzone, d.h. deren Winkellage (Saugbeginn und Saugende) wird über stirnseitige Blenden festgelegt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber eine verbesserte Saugwalze zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausge-

staltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine für viele Einsatzzwecke höchst effiziente, einfach aufgebaute und sehr variabel einsetzbare Saugwalze geschaffen.

Erfindungsgeraäß ist vorgesehen, dass die Saugwalze nur in einer äußeren, dem eigentlichen Stirnseitenende benachbart liegenden Randzone mit einer Perforation versehen ist, wobei diese Randzone außerhalb einer stirnseitig zu äußerst liegenden Walzenscheibe angeordnet ist, über die axial ein der Lagerung der Walze dienender Walzenzapfen vorsteht. In dem Abstandsraum zwischen dem axial vorstehenden Walzenzapfen und der Innenseite der mit der Perforation versehenen Randzone der Saugwalze ist dann eine Saug- und/oder Blaskopfeinrichtung vorgesehen, die mit der Perforation zusammenwirkt. Der Saugkopf bzw. ein entsprechender Blaskopf sind nicht rotierend separat gehalten und verankert. Durch dieses Konstruktionsprinzip kann dann eine über den Walzenmantel während der Rotation hinweggeführte Materialbahn, beispielsweise eine Kunststofffolie und insbesondere deren Rand wirksam in Anlage mit dem rotierenden Walzenmantel gehalten werden. Wird insbesondere versetzt liegend zu einem entsprechenden Saugkopf ein weiterer Blaskopf angeordnet, so kann in dem Bereich, in dem die Materialbahn beispielsweise eine Kunststofffolie oder deren Randstreifen vom Walzenmantel wieder abheben soll, Druckluft zugeführt werden, um die Ablösebewegung zu unterstützen.

Zwar ist aus der EP O 730 691 Bl ebenfalls eine Saugwalze als Teil einer Kalanderanordnung bekannt geworden, bei der die Saugwalze mit einer zweiten Presswalze 26 unter Ausbildung eines Walzenspaltes zusammenwirkt, um beispielsweise Tissue oder Toilettenpapier zu glätten. Dazu wird die zu glättende Papierbahn (die vergleichsweise schmal ist) über ein Einfädelrohr einer Hohlwalze zugeführt. Das Papier wird dann über die am Walzenmantel ausgebildete Perforation gehalten und in einem Teilwinkelbereich mit der rotierenden Walze mitgeführt und zwar bis zu einer Ablösestation, wo dann die geglättete Papierbahn wieder über ein zweites nachfolgendes Einfädelrohr abgehoben und weitertransportiert wird.

Die Perforation ist bei der vorbekannten Saugwalze benachbart zu ihrem freien Stirnende entsprechend der Breite der zu behandelnden Materialbahn vorgesehen. Da die Materialbahn vergleichsweise schmal ist, ist auch nur ein vergleichsweise schmaler Abschnitt der Walze perforiert. Die Lagerung der Walze kann allerdings nicht am Stirnende vorgenommen werden, zumindest nicht an dem Stirnende, an dem ein innerhalb der Hohlwalze vorgesehener Saug- und/oder Blaskopf angeordnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Saugwalze jedoch handelt es sich um einen mit axial vorstehenden Lagerzapfen versehenen Walzenkörpern, also einer Walzenanordnung, bei der üblicherweise die zu behandelnde Materialbahn sich mehr oder weniger von einem Randbereich des Walzenkörpers bis zum gegenüberliegenden Randbereich erstreckt.

Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Material- oder Kunststofffolienbahn bevorzugt nur an den Randbereichen unter Erzeugung von Saugwirkungen in gutem Kontakt mit dem Walzenmantel zu halten. Die erfindungsgemäße Saugwalze ermöglicht es, dass deren Walzenstummel außerhalb der Walzenoberfläche gelagert werden können. Dabei sind die Seitenböden oder Seitenscheiben so weit nach innen versetzt, dass eine ausreichend breit bemessene Randzone am Außenmantel entsteht, die über diese Seitenböden oder Walzenscheiben axial überstehen. In diesen überstehenden Enden des Außenmantels, also in dieser Randzone, kann die entsprechende Perforation vorgesehen sein, wobei im Inneren der Walze und unterhalb der Perforation dann der zumindest jeweils eine Saugkopf vorgesehen ist, der es ermöglicht, eine auf dem Walzenmantel außen in einem Teilumschlingungswinkel herumgeführte Materialbahn an deren Rand anzusaugen und in guten Kontakt mit dem Walzenkörper zu halten.

0 In einer bevorzugten Ausführungsform kann dabei weiterhin versetzt zu einem Saugkopf auch ein Blaskopf vorgesehen sein, um das Abheben der Material- oder Kunststofffolienbahn von Walzenmantel zu erleichtern.

5 In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der jeweilige Saugkopf bzw. Blaskopf in seiner Lage veränderbar ist, dass er beispielsweise in Axialrichtung des Walzenkörpers und/oder in Umfangsrichtung des Walzenkörpers verstellt werden kann, 0 um dadurch je nach Anwendungsfall und Bedarf unterschied-

liehe Anpassungsmöglichkeiten zu realisieren.

Als besonders günstig hat sich ferner erwiesen, den Saugbzw. Blaskopf so auszugestalten, dass vor allem dessen Größe in Umfangsrichtung und/oder in Axialrichtung ebenfalls verändert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen
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Figur 1 : einen schematischen, auszugsweisen Axial-

schnitt durch ein Walzenende einer erfindungsgemäßen Saugwal ze;

Figur 2 : eine schematische Stirnseitenansicht auf

das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1;
Figuren 3a

und 3b : ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Saugkopfeinrichtung in schematischer

0 perspektivischer Darstellung in zwei Ver

stellpos it ionen;

Figur 4 : ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel in schematischer, perspektivischer Darstel-5 lung für eine Saugkopfeinrichtung; und

Figur 5 : eine Stirnseitenansicht auf die erfindungsgemäße Saugwalze mit einer stirnseitig vorgesehenen Saug- und Blaskopfeinrichtung.

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In Figur 1 ist in schematischer axialer Querschnittsdarstellung auszugsweise eine Saugwalze 1 mit einem Walzenmantel 3 gezeigt.

Benachbart zu dem gezeigten Stirnseitenende der Saugwalze 1 ist axial nach innen versetzt liegend eine äußere Walzenscheibe 7 im gezeigten Ausführungsbeispiel nochmals weiter axial nach innen versetzt liegend eine zweite Walzenscheibe 9 vorgesehen, die axial in ihrem Zentrum einen nach außen hin überstehenden Walzenzapfen 11 trägt, der im gezeigten Ausführungsbeispiel außerhalb der Saugwalze 1 in einem Lager 13 gelagert ist. Die Walzenscheiben 7 und 9 sind an der Innenseite mittelbar, beispielsweise über ein nicht gezeigtes Stützrohr oder direkt mit dem Walzenmantel 3 fest verbunden, so dass über das Lager und die Lagerzapfen letztlich der Walzenmantel 3 rotierbar gelagert ist. Das in Figur 1 nicht näher gezeigten rechtsliegende Walzenstirnende ist symmetrisch zu dem in Figur 1 linksliegenden Stirnende gestaltet.

Durch den spezifischen Aufbau mit der nach innen versetzt liegenden Walzenscheibe 7 ergibt sich eine über die zu äußerst angeordnete Walzenscheibe 7 zum stirnseitigen Ende 5 überstehende Randzone 17 des Walzenmantels 3, wobei im Bereich dieser Randzone 17 eine umlaufende Perforation 19 ausgebildet ist. Diese Randzone 17 kann sich an einen zu äußerst liegenden, nicht perforierten Randabschnitt 21 anschließen.

Wie insbesondere aus Figur 1 in Zusammenschau mit Figur 2

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zu ersehen ist, ist in dem Ab stands raum 23 zwischen der Innenseite 3 ' des Walzenmantels unterhalb der perforierten Randzone 17 und dem Lager- oder Walzenzapfen 11 eine Saugkopfeinrichtung 25 vorgesehen. Die Saugkopfeinrichtung 2 5 ist so aufgebaut, dass sie sich in Umfangsrichtung über eine entsprechende Umfangs-Teillänge bezogen auf den gesamten Umfang der Saugwalze 1 erstreckt und dabei von ihrer Ausrichtung und Lage so justierbar ist, dass die wirksame Saugöffnung 2 9 zumindest in dem gewünschten Bereich zu liegen kommt, in dem eine Materialbahn 31 über die rotierende Saugwalze 1 hinweggeführt und dabei durch Erzeugung von Unterdruck der Rand der Materialbahn in definiertem Kontakt zum Walzenmantel 3 gehalten werden soll.

Der Saugkopf 2 5 selbst ist nicht rotierend in dem Abstandsraum 23 untergebracht. Er ist mit einem Absaugkanal 33 verbunden, der zu einer nicht näher gezeigten Saugeinrichtung führt. Die Verankerung ist derart, dass die Saugkopfeinrichtung 25 entsprechend der Pfeildarstellung 35 um die gedachte Verstellachse 37, die konzentrisch zu den Walzen- oder Lagerzapfen 11 zu liegen kommt, verstellt werden kann, je nach dem, in welcher Lage der Umschlingungswinkel einer zu beeinflussenden Materialbahn 31 liegen soll. In Figur 2 ist dabei gezeigt, wenn die sektorale Lage des Saugkopfes 25 um einen gewissen Winkelbereich im Uhrzeigersinn verstellt wird. Die in Figur 2 rechtsliegende radiale Begrenzungswand der Ansaugöffnung 2 9 ist in einer verstellten Position strichliert gezeigt.

Die Innenfläche 3' im Bereich der Randzone 17 ist mit hoher Qualität bearbeitet, an dem Rand der Ansaugöffnung 2 9 der Saugkopfeinrichtung 2 5 können dann geeignete Dichtelemente 25' vorgesehen sein. Diese Dichtelemente können beispielsweise aus Gummi oder gummielastischem Kunststoff, Filz, Kohlenstoff eventuell faserverstärkt, möglichst luftundurchlässige dichte Bürstenreihen etc. bestehen, um den Abstandsraum zwischen der Kante im Bereich der Ansaugöffnung 2 9 der Saugkopfeinrichtung 25 und der Innenfläche 3¹ des Walzenmantels dichtend zu überbrücken.

Anhand von Figur 1 ist zudem gezeigt, dass der Saugkopf 2 5 auch in Axialrichtung gemäß der Pfeildarstellung 36 ebenfalls verstellt werden kann. Dadurch kann eine Anpassung bezüglich der Lage des Folienrandes 31' vorgenommen werden. Sollte der Folienrand 31' bei der Darstellung gemäß Figur 1 weiter rechtsliegend enden, also in einem Bereich, wo die zu links liegenden Perforationsöffnungen von diesem Kunststoffrand nicht abgedeckt werden, so könnte der gesamte Saugkopf in Axialrichtung mehr in Richtung Walzeninneres verstellt werden mit der Folge, dass nur über jenen Teil der Perforationsöffnungen im Bereich des Saugkopfes eine Saugwirkung erzeugt wird, oberhalb derer auch tatsächlich die zu fixierende Materialbahn hinwegbewegt wird.

Wie sich insbesondere auch aus der Darstellung gemäß Figuren 3a und 3b ergibt, kann die Saugkopf einrichtung 2 5 dergestalt aufgebaut sein und Teile aufweisen, die entsprechend der Pfeildarstellung 38 beispielsweise um die

gemeinsame gedachte Verstellachse 37 im Sinne einer Verkleinerung oder Vergrößerung der Saugöffnung 2 9 verstellt werden können. Der Saugkopf besteht dabei in Draufsicht aus zwei im Querschnitt U-förmigen Begrenzungswänden, die ineinander unter Verringerung der Saugöffnung 2 9 verstellt oder bis zum maximalen Öffnungswinkel auseinander geschoben und fixiert werden können.

Gemäß Figur 4 kann ferner vorgesehen sein, dass die Saugkopfeinrichtung 25 in Axialrichtung gemäß der Pfeildarstellung 3 8 vergrößert oder verkleinert werden kann, indem die Saugkopfeinrichtung auch in dieser Ausführungsform zumindest zweigeteilt ist und zwei U-förmige Wandelemente umfasst, die in Axialrichtung, also parallel zur Saugwalze 1 entsprechend der Pfeildarstellung 38 unter Verkleinerung der Ansaugöffnung 29 mehr aufeinander zu verstellt oder mehr voneinander weg entfernt werden. An den sich dabei längs verschiebenden Seitenwänden 2 5a und 2 5b können ebenfalls noch entsprechende Dichtelemente mit eingebaut sein.

0 Dadurch kann die Ansaugöffnung 2 9 in Axialrichtung vergrößert bzw. verkleinert werden und jeweils in optimaler Weise an die vorgegebene Perforation bzw. die Lage der zu fixierenden Materialbahn angepasst werden.

Das Konstruktionsprinzip gemäß Figuren 3a, 3b und Figur 4 kann dabei auch - wie gezeigt - kombiniert realisiert sein, wenn beispielsweise ein entsprechender Saugkopf aus vier zueinander verstellbaren Teilen besteht, die jeweils paarweise so verändert werden können, dass eine Verstel-0 lung zur Vergrößerung und Verkleinerung der Ansaugöffnung

• ·

29 beispielsweise in Umfangsrichtung der Walze zum einen und in Axialrichtung parallel zur Drehachse der Saugwalze 1 vorgenommen werden kann.

Anhand von Figur 5 ist zumindest in axialer Stirnseitenansicht gezeigt, dass neben einer vorstehend erläuterten Saugkopfeinrichtung 25 eine insoweit an sich gleich aufgebaute Blaskopfeinrichtung 45 vorgesehen ein kann, die in Richtung 4 7 der fortbewegten Materialbahn 31 nachfolgend in dem Abstandsraum 23 untergebracht ist. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die mit der Saugzone in Kontakt kommende Materialbahn 31 durch die Saugkopfeinrichtung 2 5 durch den erzeugten Unterdruck in wirksamen Anlagenkontakt mit dem Walzenmantel 3 gehalten wird, und in dem Bereich, in dem die fortbewegte Materialbahn oder der fortbewegte Kunststofffilm von der Manteloberfläche der Saugwalze wieder abheben soll, diese Abhebbewegung durch Erzeugung von durch Perforation wirksamem Überdruck unterstützt. Auch diese Saugkopfeinrichtung kann mit gleich ausgebildeten Verstelleinrichtungen versehen sein, um beispielsweise eine derartige Blaskopfeinrichtung 45 in Umfangsrichtung und/oder in Axialrichtung in unterschiedlicher Lage zu justieren. Darüber hinaus kann die Blaskopfeinrichtung 4 5 ebenfalls bei vergleichbarem Aufbau, wie anhand von Figuren 3 oder 4 erläutert, mit einer unterschiedlich groß einstellbaren Ausblasöffnung 49 versehen sein, die sowohl in Axialrichtung als auch in Umfangsrichtung zumindest geringfügig verändert werden kann. Über einen Zuführstutzen 51 kann die Blasluft zugeführt werden.

Die erläuterte Saugwalze wird bevorzugt in einschaliger Bauweise ausgeführt, wobei ein einfacher Walzenstummel die Lagerung der Walze außerhalb der Walzenoberfläche erlaubt. Der Außenmantel kann dabei vorzugsweise vollständig aus CFK oder Leichtmetall bestehen, um dadurch zu ermöglichen, dass insgesamt eine leichte Walze mit geringen Biegedeformationen und gewichtsbedingt klein zu dimensionierenden Walzenzapfen zu realisieren. Damit besteht ausreichend ein Bauraum für die stirnseitigen Saug- und/oder Blasköpfe.

Der Außenmantel kann dabei ferner auch vollständig aus Stahl hergestellt sein, bevorzugt dann, wenn nur kleine Saugbreiten erforderlich sind, da die Walzenzapfen infolge höherer Gewichte größer zu dimensionieren sind. Schließlich ist aber auch eine Verbundbauweise zur optimalen Gestaltung der Saugwalze möglich. Es kommen dabei Materialpaarungen, beispielsweise bestehend aus Stahl, insbesondere Normalstahl mit Edelstahl, Buntmetall, CFK und/oder Aluminium in Frage.

0 Eine Ausführung in CFK wird erst dadurch ermöglicht, dass die äußeren gelochten Enden der Saugwalze gemäß der erläuterten Bauweise nicht durch das Biegemoment aus dem Walzengewicht belastet werden und damit die Bohrungen für die Saugluft des CFK-Rohrs nicht unzulässig geschwächt ist.

Claims

1. Saugwalze mit den folgenden Merkmalen

- mit einem Walzenmantel (3),

- mit zumindest im Bereich der stirnseitigen Walzenenden angeordneten Walzenscheiben (7, 9) zu Verankerung eines axial vorstehenden Walzen- oder Lagerzapfens (11)

- der Walzenmantel (3) ist in Umfangsrichtung verlaufend mit einer Perforation (19) versehen,

- unterhalb der Perforation (19) ist eine Saugkammer ausgebildet,

- die Saugkammer steht mit einer stirnseitig am Walzenende vorgesehenen Saugkopfeinrichtung (25) in Verbindung,

gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale

- die stirnseitig zu äußerst sitzenden Endscheiben (7) sind in Axialrichtung vom stirnseitigen Ende des Walzenmantels (3) soweit nach innen versetzt liegend angeordnet, dass an dem über die Endscheiben (7) axial nach außen überstehenden Ende des Walzenmantels (3) eine Randzone (17) gebildet ist, in deren Bereich die Perforation (19) vorgesehen ist,

- die Saug- und/oder Blaskopfeinrichtung (25, 45) ist im Bereich der Randzone (17) in dem Abstandsraum (23) zwischen der Innenseite (3') des Walzenmantels (3) und dem jeweiligen axial vorstehenden Walzen- oder Lagerzapfen (11) ein Walzenmantel (3) vorgesehen, und

- die Saug- und/Blaskopfeinrichtung (25, 45) weist eine in Umfangsrichtung sektoral begrenzte Ansaug- oder Blasöffnung (29, 49) auf, die jeweils mit dem aktuell darüber hinwegbewegten Teil der Perforation (19) wechselwirkt.

2. Saugwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saug- und/oder Blaskopfeinrichtung (25, 45) in Axialrichtung der Saugwalze zumindest um ein Mindestmaß unterschiedlich verstellbar ist.

3. Saugwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Saug- und/oder Blaskopfeinrichtung (25, 45) in Rotationsrichtung in unterschiedliche Lage verstell bar ist bzw. sind.

4. Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel und damit die Größe der Saugöffnung (29) bzw. der Blasöffnung (49) der Saug- bzw. Blaskopfeinrichtung (25, 45) vergrößer- oder verkleinerbar ist.

5. Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Saugöffnung (29) bzw. die Blasöffnung (49) der Saug- bzw. Blaskopfeinrichtung (25, 45) in Axialrichtung vergrößer- und verkleinerbar ist.

6. Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugöffnung (29) bzw. die Blasöffnung (49) an den diese Öffnung begrenzenden Seitenwänden mit Dichtelementen, vorzugsweise Gummi, Kunststoff, Kohlenstoff eventuell faserverstärkt, und/oder Filz versehen ist, die den Abstandsraum zur Innenfläche des Walzenmantels (3) in der Randzone (17) dichten.

7. Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforation (19) nur in den über die stirnseitig zu äußerst sitzenden Walzenscheiben (7) des überstehenden Walzenmantelbereichs ausgebildet ist.

8. Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich an das stirnseitige Ende der Saugwalze zunächst ein unperforierter Randabschnitt (21) vor Beginn der eigentlichen mit der Perforation (19) versehenen Randzone (17) anschließt.

9. Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzen- bzw. Außenmantel (3) vorzugsweise vollständig in CFK gefertigt ist.

10. Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzen- oder Außenmantel (3) aus Stahl, Leichtmetall, Buntmetall gefertigt ist.

11. Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzen- oder Außenmantel (3) in Verbundbauweise unter Verwendung zumindest zweier der nachfolgenden Materialien Stahl, Aluminium, Buntmetall, bzw. CFK gefertigt ist.