DE20103183U1 - Pressure roller - Google Patents
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Description
117 G 157117 G157
AnpresswalzePressure roller
Die Erfindung betrifft eine Anpresswalze.The invention relates to a pressure roller.
Eine Anpresswalze wird beispielsweise im Zusammenspiel mit einer Gegenwalze bei der Kunststofffolienherstellung eingesetzt. Nicht ohne weiteres zu realisieren ist dabei, dass die Anpresswalze den jeweils gewünschten Anpressdruck über die gesamte axiale Länge erzeugt, und zwar auch dann, wenn die Gegenwalze aufgrund der jeweils gegebenen Beanspruchung unterschiedlich stark durchgebogen ist. Ebenso stellt es sich häufig als Problem dar, dass die Anpresswalze ihre Funktion bei unterschiedlich hohen Gebrauchstemperaturen von beispielsweise 130 bis 150' C nicht zuverlässig erfüllt.A pressure roller is used in conjunction with a counter roller in the production of plastic film, for example. It is not easy to achieve that the pressure roller generates the desired contact pressure over the entire axial length, even if the counter roller is bent to different degrees due to the respective stress. It is also often a problem that the pressure roller does not reliably fulfill its function at different operating temperatures of, for example, 130 to 150' C.
Ohne geeignete Maßnahmen verlaufen die Biegelinien einer 5 Anpresswalze und einer Gegenwalze mit entgegengesetzter Krümmung. Zur Erzielung eines gleichmäßigen AnpressdruckesWithout suitable measures, the bending lines of a 5 pressure roller and a counter roller run with opposite curvature. To achieve a uniform contact pressure
auf durchbiegungsbehafteten.bahnführenden Walzen ist deshalb zur Kompensation der Durchbiegungsunterschiede bereits eine Vielzahl von Konstruktionsprinzipien vorgeschlagen wordein.
5A variety of design principles have therefore already been proposed to compensate for the differences in deflection on web-guiding rollers.
5
Meist wird die elastische Oberfläche einer Anpresswalze mit einer geeigneten Bombage ausgestattet, um einen möglichst gleichmäßigen Anpressdruck über die Walzenlänge, zu erzeugen. Allerdings kann die Bombage nur auf einen Anpressdruck hin ausgelegt werden, d.h. bei allen davon abweichenden Anpressdrücke liegt kein idealer Kontakt der beiden Walzenoberflächen vor. Zudem besteht der Nachteil unterschiedlicher Oberflächengeschwindigkeiten über die Anpresswalzenbreite hinweg, so dass dadurch über die Breite der Walze zudem ein differierendes Reibverhältnis gegeben ist. Dadurch wirken letztlich über die Bahnbreite hinweg unterschiedliche Umfangskräfte auf die zwischen den Walzen geführte Bahn.The elastic surface of a pressure roller is usually equipped with a suitable camber in order to generate the most even contact pressure possible over the length of the roller. However, the camber can only be designed for one contact pressure, i.e. with any contact pressure deviating from this, there is no ideal contact between the two roller surfaces. There is also the disadvantage of different surface speeds across the width of the pressure roller, so that a different friction ratio is also present across the width of the roller. This ultimately means that different circumferential forces act on the web guided between the rollers across the web width.
0 Deshalb ist auch schon vorgeschlagen worden, die Biegelinie von innen zu beeinflussen, indem beispielsweise im Inneren der Walze abgestützte Kräfte auf den Außenmantel wirken. In einer bekannten Ausführungsform ist deshalb der Außenmantel gegenüber dem inneren Balken z.B. mittels Druckstücken abgestützt, die mit hydraulischem Druck beaufschlagt werden können.0 It has therefore already been proposed to influence the bending line from the inside, for example by applying forces supported inside the roller to the outer casing. In a known embodiment, the outer casing is therefore supported against the inner beam, for example by means of pressure pieces that can be subjected to hydraulic pressure.
Ebenso ist bereits vorgeschlagen worden, den Außenmantel mittels eines unter Temperatur expansiven Druckmediums 0 aufzublähen, welches in einem Hohlraum unter dem Außenman-It has also been proposed to inflate the outer casing using a pressure medium 0 that expands under temperature and is stored in a cavity under the outer casing.
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tel eingeschlossen ist.tel is included.
Schließlich ist aber auch schon vorgeschlagen worden die Biegelinie der zylindrischen Oberfläche des Walzenkörpers von außen her zu beeinflussen. Bekannt ist dazu beispielsweise die Walzenlagerung am Ballenende vorzusehen, wobei die mitdrehenden Walzenzapfen von außen mittels einer Vorrichtung über die Lagerung mit einzustellenden Biegemomenten vorgebogen werden.Finally, it has also been proposed to influence the bending line of the cylindrical surface of the roller body from the outside. One known way of doing this is to provide the roller bearing at the end of the barrel, whereby the rotating roller journals are pre-bent from the outside by means of a device via the bearing with adjustable bending moments.
Ebenfalls vorgeschlagen wurde bereits eine Anordnung von mehr als zwei Walzenlagerungen auf einer nicht drehbaren Achse, wobei die Walzenlager in Richtung Walzenmitte versetzt liegen. Dabei wird die Walzenachse zusätzlich mittels von außen aufgebrachten Biegemomenten vorgebogen und die Biegelinie der Walzenachse über die Mehrfachanordnung von Walzenlagern auf den Walzenmantel übertragen.An arrangement of more than two roller bearings on a non-rotating axis has also been proposed, with the roller bearings offset towards the center of the roller. The roller axis is also pre-bent using bending moments applied from the outside and the bending line of the roller axis is transferred to the roller shell via the multiple arrangement of roller bearings.
Schließlich ist aber auch schon versucht worden die zylindrische Oberfläche des Walzenaußenmantels ohne Beeinflussung der Biegelinie an die Biegelinie der Gegenwalze anzupassen. Eine derartige hohe Anpassungsfähigkeit des Walzenaußenmantels an die Biegelinie der Gegenwalze wird gewünscht, um einen möglichst gleichmäßigen Anpressdruck zu erzielen und den Nachteil der unterschiedlichen Oberflächengeschwindigkeiten von bombierten Walzen zu umgehen. Dies erfolgt im allgemeinen über die Elastizität des Außenmantels und über die Einbringung der Stützkräfte in die Mitte oder durch belastungsabhängig berechnete Stützabschnitte des Außenmantels, wobei die Biegelinien der bei-Finally, attempts have also been made to adapt the cylindrical surface of the outer roll shell to the bending line of the counter roll without influencing the bending line. Such a high adaptability of the outer roll shell to the bending line of the counter roll is desired in order to achieve the most uniform contact pressure possible and to avoid the disadvantage of the different surface speeds of cambered rolls. This is generally achieved by the elasticity of the outer shell and by introducing the support forces into the middle or by supporting sections of the outer shell calculated depending on the load, whereby the bending lines of the two
den Walzen nur geringfügig voneinander abweichen.the rollers differ only slightly from each other.
Derartige Prinzipien werden beispielsweise mit einer bekannten Konstruktion realisiert, bei welcher die Lager der Walzenböden mit den mitdrehenden Zapfen in Richtung Walzenmitte versetzt angeordnet sind. Das Biegemoment der Walzenzapfen kann hierbei die ideale Biegelinie in Walzenmitte deformieren, so dass in der Walzenmitte kein ideales AnIiegen gegeben ist.Such principles are implemented, for example, with a known design in which the bearings of the roller bottoms with the rotating journals are arranged offset towards the center of the roller. The bending moment of the roller journals can deform the ideal bending line in the center of the roller, so that there is no ideal contact in the center of the roller.
Bekannt geworden ist ebenfalls eine Anordnung, bei der zwei Walzenlagerungen auf einer nicht drehenden Achse in Richtung Walzenmitte versetzt sind. Diese Walzen werden mit einem Außenmantel aus Stahl hergestellt.Another arrangement has become known in which two roller bearings are offset towards the center of the roller on a non-rotating axis. These rollers are manufactured with an outer casing made of steel.
Obgleich - wie sich aus der vorstehenden Diskussion des Standes der Technik ergibt - eine Vielzahl von unterschiedlichsten Konstruktionsprinzipien jeweils für sich oder in wechselnder Kombination bekannt geworden sind, so muss gleichwohl festgehalten werden, dass vor allem bei Ausführungen mit im Walzenkörper liegenden Lagern die Walzen immer noch keine als ausreichend zu bezeichnende Biegeelastizität aufweisen.Although - as can be seen from the above discussion of the state of the art - a large number of different design principles have become known, either individually or in varying combinations, it must nevertheless be noted that, especially in designs with bearings located in the roller body, the rollers still do not have a bending elasticity that can be described as sufficient.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher eine verbesserte Anpresswalze mit adaptiver Biegelinie insbesondere für erhöhte Gebrauchstemperaturen zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und Vorteile gegenüber den bisherigen Lösungen aufweist.The object of the present invention is therefore to provide an improved pressure roller with an adaptive bending line, in particular for increased operating temperatures, which is simply constructed and has advantages over previous solutions.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The object is achieved according to the features specified in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Anpresswalze zeichnet sich dadurch aus, dass die Walze in einschaliger Bauweise ausgeführt ist, und zwar mit einer im Inneren des Wal zenhohl Zylinders befindlichen Achse und Lagerung. Das Abstandsmaß der beiden Lager vom Walzenende aus kann geometrie- und werkstoff datenabhängig unterschiedlich gewählt werden.The pressure roller according to the invention is characterized in that the roller is designed in a single-shell construction, with an axle and bearing located inside the hollow cylinder. The distance between the two bearings from the end of the roller can be selected differently depending on the geometry and material data.
Der erfindungsgemäße Walzenkörper zeichnet sich ferner dadurch aus, dass er aus Weichmetall, vorzugsweise Aluminium gefertigt ist. Dadurch ist es möglich, den geringeren Biege-E-Modul zur besseren Walzenanschmiegung zu nutzen, wobei der Biege-E-Modul vorzugsweise über dem von reinen Aluminium liecfen soll. Dies hat insbesondere zur Folge, dass sich ein Lageraußenring bei Betrieb nicht vom Außen-0 rohr lösen kann.The roller body according to the invention is further characterized in that it is made of soft metal, preferably aluminum. This makes it possible to use the lower bending modulus of elasticity for better roller conformity, whereby the bending modulus of elasticity should preferably be higher than that of pure aluminum. This has the particular consequence that an outer bearing ring cannot become detached from the outer tube during operation.
Schließlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Weichmetall für das Außenrohr der Anpresswalze im Bereich der Betriebstemperaturen einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der nur unwesentlich von dem der verwendeten Stahlteile abweicht.Finally, the invention provides that the soft metal for the outer tube of the pressure roller has a thermal expansion coefficient in the range of operating temperatures which deviates only insignificantly from that of the steel parts used.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der einschalige Walzenaußenmantel zudem noch mit einem elastischen Überzug, beispielsweise ausIn a preferred embodiment of the invention, the single-shell roller outer shell is additionally provided with an elastic covering, for example made of
Gummi oder einem gummielastisch-ähnlichen oder vergleichbaren Kunststoff gefertigt ist.Rubber or a rubber-elastic-like or comparable plastic.
Schließlich hcit sich ebenfalls als günstig erwiesen, zwisehen dem Walzenkörper und den Lagerstellen zur besseren Lastverteilung vom Wälzlager auf das Walzenrohr jeweils ein kurzes Stahlrohr mittels Schrumpf- oder Klebe-Schrumpfverbindung einzufügen.Finally, it has also proven advantageous to insert a short steel tube between the roller body and the bearing points by means of a shrink or adhesive-shrink connection in order to improve the load distribution from the rolling bearing to the roller tube.
Aus der DE 2 96 07 233 Ul ist zwar eine Walze bekannt geworden, die einen Überzug aus einem Weichmetall, beispielsweise Blei und/oder Magnesium und/oder Aluminium oder eine entsprechende Legierung umfassen soll. Auf diesem Überzug kann zudem eine dünne Beschichtung ergänzend aufgebracht werden. Der aus Blei und/oder Magnesium und/oder Aluminium und/oder einer entsprechenden Legierung gebildete Überzug ist beispielsweise als Formteil ausgebildet und wird längs einer inneren Grenzfläche auf einen Walzenkörper aufgelötet. Ebenso soll der Überzug auch in schmelzflüssigem Zustand auf den Walzenkörper aufgebracht werden können. Bevorzugt besteht der Walzenkörper aus einer Massivwalze mit oder ohne innere Kanäle zur Beheizung, wobei gemäß Beschreibung die Hohlwalze auch eine durchbiegungssteuerbare Walze sein kann, die von innen hydraulisch abgestützt ist und mittels der zur Abstützung dienenden Hydraulikflüssigkeit oder einer zusätzlichen Wärmeträgerflüssigkeit von innen beheizbar ist.DE 2 96 07 233 Ul discloses a roller which is intended to include a coating of a soft metal, for example lead and/or magnesium and/or aluminum or a corresponding alloy. A thin coating can also be applied to this coating. The coating made of lead and/or magnesium and/or aluminum and/or a corresponding alloy is designed, for example, as a molded part and is soldered onto a roller body along an inner interface. The coating should also be able to be applied to the roller body in a molten state. The roller body preferably consists of a solid roller with or without internal channels for heating, whereby according to the description the hollow roller can also be a deflection-controllable roller which is hydraulically supported from the inside and can be heated from the inside by means of the hydraulic fluid used for support or an additional heat transfer fluid.
Dem gegenüber wird - was erfindungsgemäß entscheidend ist - der erwähnte einschalige Hohlzylinderwalzenaufbau vor-In contrast to this - which is crucial for the invention - the mentioned single-shell hollow cylinder roller structure is provided.
geschlagen, der aus Weichmetall besteht, und der über Lager über eine feststehende den Hohlwalzenkörper durchsetzende nichtdrehende Achse abgestützt ist.which is made of soft metal and is supported by bearings on a fixed, non-rotating axis passing through the hollow roller body.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine beigefügte Figur erläutert .The invention is explained below using an embodiment with reference to an attached figure.
In der Figur ist die erfindungsgemäße Anpresswalze 1 gezeigt, wobei die mittlere Erstreckung des Walzenkörpers weggelassen ist und nur die gegenüberliegenden Walzenenden 3 gezeigt sind.The figure shows the pressure roller 1 according to the invention, wherein the central extension of the roller body is omitted and only the opposite roller ends 3 are shown.
In der Figur ist die Anpresswalze 1 linksliegend im Axialschnitt dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass die Anpresswalze 1 aus einem hohlzylinderförmigen Walzenrohr oder -mantel 5 besteht, welches über zumindest zwei Lager 7 abgestützt ist, welche wiederum durch eine feststehende vorzugsweise aus Stahl gefertigte Achse 9 getragen sind.
20In the figure, the pressure roller 1 is shown in axial section on the left. It can be seen from this that the pressure roller 1 consists of a hollow cylindrical roller tube or casing 5 which is supported by at least two bearings 7, which in turn are carried by a fixed axle 9, preferably made of steel.
20
Der hohlzylinderförmige Walzenmantel 5 ist in einschaliger Bauweise gefertigt, und zwar insgesamt aus Weichmetall. Bevorzugt wird für das Weichmetall Aluminium verwendet. Die Lager 7 können in an sich bekannter Weise an den entsprechenden Lcigersitzstellen 11 positioniert sein.The hollow-cylindrical roller shell 5 is made in a single-shell design and is made entirely of soft metal. Aluminum is preferably used for the soft metal. The bearings 7 can be positioned in a known manner at the corresponding bearing seats 11.
Wie aus der zeichnerischen Darstellung ansatzweise ersichtlich ist, ist der mittlere Abschnitt 9' der nicht drehenden, also feststehenden Achse 9 mit größerem Achsdurchmesser gebildet als die äußeren über den hohlzylin-As can be seen from the drawing, the middle section 9' of the non-rotating, i.e. fixed, axle 9 is formed with a larger axle diameter than the outer sections via the hollow cylinder.
derförmigen Walzenmantel 5 stirnseitig nach außen überstehenden Lagerzapfen 9", die sich nach außen hin an die Lager 7 anschließen.The roller shell 5 has bearing journals 9" which project outwards at the front and which are connected to the bearings 7 on the outside.
Ebenso ist der einschalige Aufbau des hohlzylinderförmigen Walzenrohres 5 dergestalt vorgenommen, dass die Materialstärke des aus Weichmetall bestehenden Walzenmantels 5 in dem Bereich zv/ischen den Lagern 7 größer ist als in dem vom Lager 7 nach außen zum zugeordneten Stirnende 13 überstehenden Walzenmantel-Endabschnitt 5.Likewise, the single-shell structure of the hollow-cylindrical roller tube 5 is designed in such a way that the material thickness of the roller shell 5 made of soft metal is greater in the area between the bearings 7 than in the roller shell end section 5 projecting outward from the bearing 7 to the associated front end 13.
Schließlich kcinn bevorzugt auf dem hohlzylinderförmigen Walzenmantel 5 noch ein Überzug 15 aufgebracht sein, nämlich bevorzugt ein nicht-metallischer Überzug 15, der z.B. aus elastischem Material, wie Gummi oder gummielastischem Kunststoff bestehen kann.Finally, a coating 15 can preferably be applied to the hollow cylindrical roller shell 5, namely preferably a non-metallic coating 15, which can consist e.g. of elastic material such as rubber or rubber-elastic plastic.
Claims (9)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-02-22 DE DE20103183U patent/DE20103183U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
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| US11833734B2 (en) | 2019-09-16 | 2023-12-05 | Brückner Maschinenbau GmbH | Pressure roller arrangement, in particular for a longitudinal stretching system and an associated stretching system and a method for operating such a pressure roller arrangement |
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Legal Events
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| R071 | Expiry of right |