DE2504471A1

DE2504471A1 - Heiz- bzw. kuehlzylinder zum heizen, kuehlen oder walzen sowie auch zum leiten verschiedenster materialien aus kunststoff, aluminium, papier oder textilien mit doppelmantel und zwangsumlauf des heizbzw. kuehlmediums

Info

Publication number: DE2504471A1
Application number: DE19752504471
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Reckermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-02-04
Filing date: 1975-02-04
Publication date: 1976-08-05

Description

Heiz- bzw. Kühlzylinder zum Heizen, Kühlen oder Walzen sowie auch zum leiten verschiedenster Materialien aus Kunststoff, Aluminium, Papier oder Textilien mit Doppelmantel und Zwangsumlauf des Heiz- oder Kühlmediums Die Erfindung betrifft eInen Heiz- bzw. Kühlzylinder zum Heizen, Kühlen oder Walzen sowie auch zum Leiten verschiedenster Materialien aus Kunststoff, Aluminium, Papier oder Textilien mit Doppelmantel und Zwangsumlauf des Heiz- oder Kuhlmediums, der aus einem Innenzylinder und einem Außenzylinder gebildet ist, wobei zwischen Innenwand des Außenzylinders und Außenwand des Innenzylinders ein sich etwa über die Länge des Heiz- bzw. Kühlzylinders erstreckendes Kanalsystem angeordnet ist, dem das Kühl- bzw. Heizmedium im Bereich vpn wenigstens einem der stirnseitig dem Innen- und Außenzylinder zugeordneten Böden zuführbar bzw. aus diesem ableitbar ist. Die Aufzählung der Materialien ist vorstehend nicht vollständig.
Es können auch andersartige Materialien und verschiedene Kombinationen derselben In Betracht kommen.
Heiz- bzw. Kühlzylinder dieser Art finden in der Chemie-, Papier- und Textilindustrie breite Anwendung, beispielsweise für die Bearbeitung von temperaturempfindlicher Naturware sowie synthetischen Fasern und sonstigen PVC-Erzeugnissen, Folien, Drucken usw., wo es darauf ankommt, bestimmte Wärmegrade exakt einzuhalten und Temperaturschwankungen auf ein Minimum zu begrenzen.
Bei Keiz- bzw. Kühlzylindern hat man das Kanalsystem zur zwangsweisen Führung des Heiz- bzw. Kühlmediums (z. B. erhitztes Öl oder Kaltwasser) bislang dadurch hergestellt, daß man auf den aus Stahl bestehenden dickwandigen Innenzylinder hochkant mindestens einen relativ stabilen Blechstreifen spiralförmig um den Innenzylinder verlaufend aufgeschweiß hat.
Andere Konstruktionen solcher Heiz- bzw. Kühlzylinder mit Doppelmantel weisen eine Doppelspirale auf. Die Zu- und Ableitung des Heiz- bzw. Kühlmediums erfolgt z. B. im Gegenstrom durch die beiden stirnseitigen Wellenzapfen. Alsdann hat man den so bearbeiteten Innenzylinder in eine Drehmaschine eingespannt und die darauf geschweißten Blechspiralen durch spanabhebende Bearbeitung auf einen Durchmesser heruntergearbeitet, der ein Einschieben des Innenzylinders mit den Spiralen in den Außenzylinder ermöglichte. Nach dem Einschieben des Innenzylinders in den Außenzylinder wurden die Böden -meist durch Schweißen - befestigt. Die gebräuchlichste Herstellungsweise ist das Umziehen eines dickwandigen Blechmantels um die Spiralen des Innenzylinders1 besonders bei größeren Durchmessern.
Die vorbekannten Konstruktionen besitzen den Nachteil, daß sie relativ aufwendig in der Herstellung und demgemäß teuer sind.
Die Herstellkosten dieser Kühl- bzw. Reizzylinderwerden maßgeblich durch die relativ komplizierten spiralförmig verlaufenden Schweißnähte für die Befestigung der BlecKstreifen auf dem Innenzylinder beeinflußt. Außerdem müssen die Blechstreifen zu der jeweils notwendigen Form gebogen werden. Auch die nachfolgende spanabhebende Bearbeitung der Blechspiralen vergrößert die Herstellkosten solcher Kwhl- bzw. Reizzylinder.
Diese Arbeiten ergeben zusammen eine verhältnismäßig lange Fertigungs zeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung solcher Heiz- bzw. Kühlzylinder mit Doppelmantel und einem Kanalsystem zwischen Innen- und Außenzylinder wesentlich zu vereinfachen und Schweißnähte für die Herstellung desKanal systems weitgehend zu vermeiden. Außerdem soll die Fertigungszeit des betreffenden Heiz- bzw. Kühlzylinders erheblich verkürzt werden.
Ausgehend von einem Heiz- bzw. Kühlzylinder der eingangs beschriebenen Gattung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Innenzylinder mit mindestens einer einstückig damit verbundenen sickenförmigen Vertiefung versehen ist, die mit der Innenwand des Außenzylinders das Kanalsystem bildet.
Bei Anwendung der erfindungsgemäßen lehre ist es möglich, den Innenzylinder beispielsweise aus Blech herzustellen und~das Kanalsystem in diesen in Form mindestens einer Sicke einzuarbeiten. Nach dem Einschieben des Innenzylinders in den Außenzylinder bzw. nach dem Umziehen des Außenzylinders bildet dann diese Sicke mit der Innenwand des Außenzylinders das Kanalsystem. Schweißarbeiten zur Herstellung des Kanalsystems entfallen. Es brauchen insbesondere keine spiralförmig gewundenen Blechstreifen mehr auf den Innenzylinder hochkant aufgeschweißt zu werden. Auch eine spanabhebende Bearbeitung ist zur Herstellung des Kanalsystems bei dem erfindungsgemäßen Heiz- bzw.
Kühlzylinder nicht mehr erforderlich.
Die sickenförmige Vertiefung bzw. die sickenförmigen Vertiefungen kann bzw. können ohne weiteres so ausgestaltet werden, daß nur eine etwa linienförmige, mindestens aber sehr geringflächige Berührung zwischen dem Innenzylinder--und dem Außenzylinder, und zwar über die konvexen Erhöhungen derartiger sickenförmiger Vertiefungen, erfolgt Dadurch ist ein besserer Wärmeaustausch als bei solchen Kühl- bzw. Reizzylindern möglich, bei denen relativ breite, massive Stege auf einen schweren Innenmantel aufgeschweißt werden mußten.
Die sickenförmige Vertiefung bzw. die sickenförmigen Vertiefungen können in an sich bekannter Weise nach Art einer Schraubspirale bzw. nach Art von Schraubspiralen verlaufen.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder zwei oder mehr spiralförmig verlaufende, in Umfangsrichtung des Innenzylinders gegeneinander versetzte sickenförmige Vertiefungen aufweist, durch die das Kühl- bzw.
das Heizmedium - gegebenenfalls wie an sich bekannt im Gegenstrom - durchströmt.
Für die Praxis erhebliche Vorteile weist eine Ausführungsform auf, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Innenzylinder ein Wellrohr ist, dessen Wellen das Kanalsystem bilden.
Erfindungsgemäß kann das Wellrohr aus Blech geeigneter Stärke und geeigneter Zusammensetzung bestehen. Zur Herstellung eines derartigen Wellrohres kann beispielsweise tiefziehbares Blech verwendet werden, das auf die erforderliche Länge und Breite geschnitten und anschließend durch Druckrollen od. dgl. mit den in der Regel schraubenspiralförmig verlaufenden Wellungen versehen und in seine Rohrform gebracht wird. Der Blechstreifen wird an den in Umfangsrichtung gegeneinander stoßenden Stirnbereichen stumpf zusammengeschweißt und anschließend in den Außenzylinder geschoben bzw. mit dem Außenzylindermantel umzogen, wonach das Kanalsystem für das Kühl- bzw. Heizmedium fertiggestellt ist.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens liegen auch solche usführungsformen, bei denen der Innenzylinder unter einer gewissen Spannung, in der Regel unter Federspannung, an der Innenseite des Außenzylinders anliegt. Sofern der Innenzylinder als Wellrohr ausgebildet ist, liegen die Wellen mit ihren Wellenscheiteln an der Innenseite des Außenzylinders an.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen mit einer geeigneten Dicht- und/Oder Klebmasse gegenüber dem Außenzylinder abgedichtet sind. Dadurch können auch relativ große Toleranzen bei der Herstellung der Wellrohre in Kauf genommen werden, ohne daß ein Überströmen von Kühl- bzw. Heizmedium von dem einen Kanal in den anderen eintritt.
Die Erfindung ermöglicht die Herstellung des Innenzylinders aus relativ dünnwandigem Material, da durch die Einformung von Sicken der Innenzylinder die erforderliche Steifigkeit erhält.
Demgemäß kann der Innenzylinder auch aus einem geeigneten Kunststoff, z. B. im Spritzgießverfahren, hergestellt sein.
Beispielsweise kann für die Herstellung des Innenzylinders ein geeigneter Polyurethan-Kunststoff oder auch ein Polyamid verwendet werden. Das Spritzgießverfahren ermöglicht eine besonders schnelle und maßhaltige Fertigung von Innenzylindern.
Andere Ausführungsformen ergeben sich dadurch, daß der betreffende Innenzylinder aus geeigneten Kunststoffbahnen oder Kunststoffplatten durch Warmverformung hergestellt wird. Dazu können beheizbare Druckrollen geeigneter Form und Größe verwendet werden, die solche Kunststoffbahnen oder -platten in die gewünschte Rohrform bringen und mit den Sicken versehen.
An den Stoßstellen können die Bahnen oder Platten durch Kunststoffschweißung miteinander verbunden werden.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder mit den Böden heiz- bzw. kühlmitteldicht verschweißt ist.
Dem Kanalsystem sind in der Regel Anschlußleitungen zugeordnet, die in den Bereich zwischen Außen-und Innenzylinder einmünden.
Erfindungsgemäß mündet die betreffende Leitung tangential in den durch die betreffende Sicke oder Welle gebildeten Kanal - insbesondere strömungsgünstig - ein.
Heiz- bzw. Kühlzylinder nach der Erfindung eignen sich besonders für die Verwendung in Folienbeschichtungsmaschinen, Foliendruckmaschinen, Kalanderanlagen, für die Bearbeitung von kalandrierten Fußbodenbelägen, die heruntergekühlt werden müssen sowie für Laminier- und Kaschieranlagen und zum Vorwärmen von Kaschier- und Trägerbahnen.
In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen: Dig. 1 eInen Kühl- bzw. Heizzylinder im Längsschnitt; Fig. 2 eine ausschnittsweise Vergrößerung aus Fig. 1.
Der aus Fig. 1 ersichtliche Heiz- bzw. Kühlzylinder besteht im wesentlichen aus einem relativ dickwandigen, aus Blech oder einem Rohr bestehenden glattwandigen Außenzylinder 1, einem darin angeordneten Innenzylinder 2, den stirnseitig in den Außenzylinder 1 eingeschweißten Böden 3 bzw. 4, die jeweils einen Wellenzapfen 5 bzw. 6 tragen, die mit dem betreffenden Boden 3 bzw. 4 ebenfalls durch Schweißen verbunden sind. Die Wellenzapfen 5 und 6 sind hohl ausgebildet und ermöglichen den Durchtritt von Leitungen 7 bzw. 8, die zum Zuführen des Heiz-bzw. Kühlmediums im Gegenstrom-verfahren dienen. Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist, tritt das Heiz- bzw. Kühlmedium in Richtung der Pfeile X bzw. Y in die Leitungen 7 bzw.
8 ein und strömt über Anschlußleitungen 9 bzw. 10 zu einem Kanalsystem, das durch schraubenspiralförmig verlaufende sickenförmige Vertiefungen bzw. Wellen 11 bzw. 12 des als relativ dünnwandiges Blechrohr ausgestalteten Innenzylinders 2 gebildet ist. Uber die Ableitungen 13 bzw. 14 wird das Kühl- bzw.
Heizmedium jeweils einem in den Wellenzapfen 5 bzw. 6 freibleibenden Ringraum zugeführt und von hier aus nach außen abgeleitet. Die Anschlußleitungen und die Ableitungen können auch - was aus der Zeichnung nicht ersichtlich ist-- auf einer Seite des Heiz- bzw. Kühlzylinders angeordnet sein. Der Innenzylinder 2 ist mit den Böden 3 bzw. 4 heiz- bzw. kühlmitteldicht verschweißt. Die Sohweißnälh-te der Böden 3 bzw. 4 am Außenzylinder sind ebenfalle heiz- bzw. kühlmitteldicht ausgebildet.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Wellrohr 2 aus tiefziehbarem und schweißbarem Blech von etwa 1,2 mm bis etwa 1,6 mm Dicke hergestellt. Der Innenzylinder 2 weist zwei gegeneinander versetzte schraubenspiralförmig verlaufende Sicken auf, so daß durch diese Sicken Kühl- bzw. Heizmedium im Gegenstrom hindurchgeleitet werden kann.
Der mit den Sicken oder mit der Sicke versehene Innenzylinder 2 kann auf geeigneter Art und Weise maschinell gefertigt werden und braucht lediglich in den Außenzylinder 1 eingeschoben oder mit dem Außenzylinder 1 umzogen zu werden, woraufhin getrennte Kanäle 15 bzw. 16 in der gewünschten Form, Größe und Anzahl vorhanden sind. Die Sicken brauchen nicht bei sämtlichen Ausführungsformen absolut dicht an der Innenseite des Außenzylinders 1 anzuliegen, da ein Überströmen von Kühl- bzw. Heizmedium von dem einen Kanal in den anderen spiralförmig verlaufenden Kanal für die Funktion unschädlich ist.
Im Bedarfsfalle steht dem nichts entgegen, die Wellen oder Sicken mit einer geeigneten Kleb- bzw. Dichtpaste vor dem Einschieben des Wellblechrohres 2 in den Außenzylinder bzw. vor dem Umziehen des Innenzylinders 2 mit dem Außenzylinder 1 od.
dgl. zu bestreichen. Außerdem ist es möglich, den Innenzylinder 2 axial vorgespannt in den Außenzylinder 1 einzubauen, so daß dieser radial entsprechend aus einandergedrückt wird und sich gegen die Innenwand des Außenzylinders 1 anlegt.
Die in der Zeichnung, in der Beschreibung und in den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch untereinander zur Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
Patentansprüche

Claims

1. Heiz- bzw. Kühlzylinder zum Helzen,Kühlen oder Walzen sowie auch zum Leiten verschiedenster Materialien aus Kunststoff, Aluminium, Papier oder Textilien mit Doppelmantel und Zwangsumlauf des Heiz- oder Kühlmediums, der aus einem Innen- und einem Außenzylinder gebildet ist, wobei zwischen Innenwand des Außenzylinders und Außenwand des Innenzylinders ein sich etwa über die Länge des Heiz-bzw. Kühlzylinders erstreckendes Kanalsystem angeordnet ist, dem das Kühl- bzw. Heizmedium im Bereich von wenigstens einem der stirnseitig dem Innen- und Außenzylinder zugeordneten Böden zuführbar bzw. aus diesem ableitbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Innenzylinder (2) mit mindestens einer einstückig damit verbundenen sickenförmigen Vertiefung (12) versehen ist, die mit der Innenwand des Außenzylinders (1) das Kanalsystem bildet.

2.Heiz- bzw. Kühlzylinder nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h net , daß die sickenförmige Vertiefung bzw. die sickenförmigen Vertiefungen in an sich bekannter Weise nach Art einer Schraubspirale bzw. nach Art von Schraubspiralen verläuft bzw. verlaufen.

3. Heiz- bzw. Kühlzylinder nach Anspruch 1 und/oder 2, d a -d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Innenzylinder (2) zwei oder mehr spiralförmig verlaufende, in Umfangsrichtung des Innenzylinders (2) gegeneinander versetzte sickenförmige Vertiefungen aufweist, durch die das Kühl- bzw. Heizmedium - gegebenenfalls wie an sich bekannt im Gegenstrom - durchströmt.

4. Heiz- bzw. Kühlzylinder nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t Patentansprüche: daß der Innenzylinder (2) ein Wellrohr ist, dessen Wellen das Kanalsystem bilden.

5. Heiz- bzw. Kühlzylinder nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wellrohr (2) aus Blech geeigneter Stärke und geeigneter Zusammensetzung besteht.

6. Heiz- bzw. Kühlzylinder nach Anspruch 4 und/oder 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wellrohr (2) aus einem Blechstreifen hergestellt, z. B. tiefgezogen ist und daß die Blechränder durch Schweißen miteinander verbunden sind.

7. Heiz- bzw. Kühlzylinder nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der Innenzylinder (2) unter einer gewissen Spannung, in der Regel unter Federspannung, an der Innenseite des Außenzylinders (1) anliegt.

8. Heiz- bzw. Kühlzylinder nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Wellen (11) mit einer Dicht- und/oder Klebmasse gegenüber dem Außenzylinder (1) abgedichtet sind.

9. Heiz- bzw. Kühlzylinder nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 4, 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Innenzylinder (2) aus einem geeigneten Kunststoff im Spritzgießterfahren hergestellt ist.

10. Heiz- bzw. Kühlzylinder nach Anspruch 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Innenzylinder (2) durch Warmverformung aus geeigneten Kunststoffbahnen oder -platten hergestellt ist.

11. Heiz- bzw. Kühlzylinder nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der Innenzylinder (2) mit den Böden -(3 bzw. 4) heiz-bzw. kühlmitteldicht verschweißt ist.

12. Heiz- bzw. Kühlzylinder nach Anspruch 1 oder einemder folgenden, bei welchem dem Kanalsytem Anschlußleitungen zugeordnet sind, die in den Bereich zwischen Außen- und Innenzylinder einmünden, d a d u r c h g-e k e n n -z e i c h n e t , daß die betreffende Leitung (9, 10 bzw.

13, 14) tangential in den durch die betreffende Sicke oder Welle gebildeten Kanal - insbesondere strömungsgünstig -einmündet.

L e e r s e i t e