EP1215045A1 - Walze zum Führen und Anpressen von Bahnen mit austauschbarem Mantel - Google Patents

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EP1215045A1
EP1215045A1 EP00127488A EP00127488A EP1215045A1 EP 1215045 A1 EP1215045 A1 EP 1215045A1 EP 00127488 A EP00127488 A EP 00127488A EP 00127488 A EP00127488 A EP 00127488A EP 1215045 A1 EP1215045 A1 EP 1215045A1
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EP
European Patent Office
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jacket
core
roller
layer
elastic
Prior art date
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EP00127488A
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English (en)
French (fr)
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EP1215045B1 (de
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Bruno Broger
Roland Schanzer
Andreas Rüedi
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Hannecard GmbH
Original Assignee
Huber and Suhner AG
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Publication date
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Priority to AT00127488T priority patent/ATE304941T1/de
Priority to US10/017,508 priority patent/US20020086782A1/en
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Priority to US10/697,805 priority patent/US20040158987A1/en
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    • Y10T29/49558—Includes securing removable cover on roller

Definitions

  • the invention relates to a roller for guiding, in particular for Pressing web-shaped materials, a manufacturing process such a roller, a jacket for making a such a roller, a method for changing the jacket of such Roller and use of such a jacket and one Material according to the definition of the claims.
  • rollers for guiding or pressure treatment of web-shaped Materials are essentially cylindrical Geometry on. They consist of a load-bearing, hard inside Core, made of metal such as steel and one, the Core enclosing on one long side and firmly connected to it elastic jacket made of elastomers. For example, find such rollers use as bending presses for gravure printing systems, where they press evenly against a backing roll guarantee.
  • the document DE-195 17 653 shows an improvement in this regard, by the structure of the elastomer layer wrap and its vulcanization to a coat and pulling the coat on the Core is separated.
  • the coat is prefabricated as a sleeve and pressurized to the adhesive agent Core pulled. Because of the separation of the process steps fully automatic manufacture of the jacket becomes possible. Also the transport and storage of the rollers are simplified because only still change coats have to be delivered. Finally done pulling the jacket onto the core quickly.
  • the elastic jacket is exposed to high frictional forces during operation. Large flexing works also take place in the coat. hereby the roller is heated to a considerable extent, which heat about the core must be removed. Because of the different Coefficient of thermal expansion of the core and cladding materials, as well as due to the unbalance caused by flexing high mechanical stresses on the roller. In particular kick high mechanical stresses at the connection from the core to the jacket on what weakens the connection between the core and the cladding and triggers and leads to failures. It is therefore desirable to have a permanently stable, high-strength connection between the jacket and Core to reduce the failure rates of rollers during operation lower and to increase the life of the rollers.
  • a worn jacket is replaced by the jacket material down to the core. Injuries often occur of the core through the turning tool, which leads to failures.
  • the core is then cleaned and provided with a bonding agent. Finally a new coat is put on. It is desirable therefore, a simple, quick and safe procedure for changing the coat, to reduce the failure rates of cores when changing shells lower and to change a coat faster.
  • the object of the present invention is therefore the disadvantages to avoid the known, especially rolling, processes and uses of the kind described to create a permanent stable and high-strength connection between jacket and core to achieve.
  • the invention is intended to be a method of manufacture create such a roller, which roller simple and inexpensive can be produced. There is also a procedure for changing of the coat with which the coat can be created quickly, easily and can be exchanged safely.
  • the roller, its manufacturing process and the method of changing the sheath should in particular with proven standards of paper, printing, steel, Textile and film / film industry to be compatible.
  • the invention particularly improves the connection of the jacket and core of a roller.
  • the jacket material by means of a layer directly with the core material connected.
  • the invention is based on a departure from the previously practiced Bonding of core and jacket using one layer Adhesion promoters.
  • Adhesion promoters there is a Connection by means of an intermediate fastening layer.
  • Such an attachment layer is advantageously 0.5 to 15 mm thick, preferably 4 to 8 mm thick and consists of a low-viscosity, cross-linking material, preferably made of a two-component plastic.
  • the core and sheath material is through this attachment layer bonded together and simultaneously separated from each other. This makes it easy to attach the jacket allows on the core.
  • the core is often made of steel and the jacket is made of elastomeric material.
  • Steel has a high modulus of elasticity of around 200,000 N / mm 2 , while elastomers have a low modulus of elasticity of 15 to 250 N / mm 2 .
  • the difference between these elasticity modules is 3 orders of magnitude.
  • a material for the fastening layer can thus be selected, the modulus of elasticity of which reduces the difference between the modulus of elasticity of the core and the jacket.
  • the fastening layer advantageously consists of epoxy resin with a modulus of elasticity of 800 to 1,000 N / mm 2 , so that the difference between the moduli of elasticity is reduced by an order of magnitude.
  • the roller is also manufactured in a departure from the im State-of-the-art methods.
  • Core and Coat made separately, with the core, for example, the Form of a solid cylinder, or a tube, etc. and the jacket has the shape of a hollow cylinder.
  • technology is the inside diameter of the jacket larger than the outside diameter of the Core.
  • the Sheath is not pulled onto the core as in the prior art, but the core and the mantle become one in this space filled or pressed material connected together.
  • the core of the Centered inner wall spaced in the cavity of the jacket is advantageously carried out via centering pieces.
  • Core and jacket have the same longitudinal axis, core outer wall and The inner wall of the jacket is equidistant from one another.
  • the educated one The space between the core and the jacket is made with one material filled.
  • the material is a cross-linking plastic, preferred a two-component material. The material hardens in Gap largely without shrinkage to an attachment layer and thus connects the core and the jacket.
  • the core outer wall and the inner shell wall have a smooth surface.
  • the outer layer of the core can be roughened or with structuring, which roughening or Structuring a positive engagement of the mounting layer enable with the core.
  • the inside wall or with textures are provided, which roughening or structuring one positive engagement of the fastening layer with the jacket enable.
  • the jacket is also changed in a departure from the prior art.
  • a worn coat has been replaced so far that the worn coat is turned down to the core, often The turning tool can injure the core.
  • the core is then cleaned, provided with adhesion promoter and a new coat is put on.
  • the method according to the invention Change of coat a worn coat not to the core, but just turned down to the mounting layer. Due to the thickness of the attachment layer, injuries to the Kerns avoided by the turning tool.
  • the attachment layer is at least partially reduced in thickness. thereupon the core including the reduced-thickness mounting layer in the Positioned the cavity of a new jacket and the gap between the core or the reduced-thickness fastening layer and filled the jacket with a viscous material, which The material solidifies into an attachment layer.
  • the jacket is preferably made of an elastomeric material such as, for example, acrylate rubber or acrylic ester rubber (ACM), acrylate-ethylene-polymethylene rubber (AEM), butadiene rubber or 1,4-polybutadiene (BR), epichlorohydrin rubber (ECO, CO), high polymer epichlorohydrin rubber (CHR), chlorobutyl rubber (CIIR), chloroprene rubber (CR), ethyl acrylate (EA), epoxy resin (EP), ethylene-propylene-diene polymer (terpolymer) Rubber (EPDM), polyurethane elastomer (EU), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVAC), ethylene vinyl alcohol (EVOH), Polypropylene-tetrafluoroethylene copolymer (FPM), chlorosulfurized Polyethylene (CSM), butyl rubber (IIR), isoprene rubber (IR), acrylonitrile-acrylate rubber (NBR), acrylonitrile
  • the jacket is made in layers of elastomer in a known manner Made of material.
  • the elastomeric material is applied to one Thorn applied and vulcanized.
  • Winding techniques extrusion techniques or casting techniques used.
  • films or tapes are on a mandrel sprayed on or wrapped.
  • Hoses can also be placed on one Apply the thorn.
  • At least one flexible separating layer preferably a fabric, for example made of polyamide fibers, which preferably is a textile fabric forms applied to the mandrel.
  • a first layer of elastomeric material becomes detachable on this Separation layer attached.
  • This first layer made of elastomeric material is preferably 0.5 to 10 mm thick, preferably 2 to 3 mm thick and advantageously consists of ebonite, preferably NR, BR, SBR, NBR, NCR and it has 10 to 90%, preferably 20 to 80% sulfur content.
  • the separation layer especially the tissue
  • the separating layer also protects the surface of the mantle in the area where the connection with the core is provided against contamination.
  • a fabric can e.g. also a plastic film with rough Surface to be applied.
  • a particularly suitable material for the fastening layer Epoxy resin or epoxy resin combined with a crosslinker or Epoxy glue.
  • the use of an epoxy resin is advantageous combined with a crosslinker that is at least partially contains modified polyamines such as polyamide amine.
  • Such a Material hardens to a connection layer with a particularly high one Temperature resistance.
  • the expert can with knowledge of present invention various combinations of one Realize epoxy resin with a crosslinker.
  • the material can be high or low viscosity. Highly viscous Materials can be placed in the space between the core and Press coat, low-viscosity materials can be in this Fill the space.
  • the use has been particularly advantageous proven by an epoxy resin combined with polyamide amine.
  • This low-viscosity material has according to DIN 53018 25 ° C a viscosity value of 8,000 MPa sec for the epoxy resin and a viscosity value of 300 MPa sec for polyamide amine.
  • Such viscosity values are when filling the gap between core and jacket surface unevenness of the jacket from Material filled out. This will make the surface of the connecting Border layer enlarged.
  • the hardened Boundary layer of the material in the surface irregularities of the coat This leads to significantly improved resilience against torsional forces.
  • the fastening layer in the temperature range from 20 ° to 100 ° C a coefficient of thermal expansion from 0.2% to 2%, preferably 0.5% to 0.9%.
  • the elastic modulus of the fastening layer is 800 to 1,000 N / mm 2 , but at least 30 N / mm 2 .
  • the invention is suitable for a wide variety of applications.
  • the invention is primarily suitable for manufacturing of pressure rollers for printing machines.
  • Such rollers are suitable but also for textile machines or paper machines and all Types of plants in which web-shaped materials are guided.
  • such rollers are used in the packaging industry for laminating, printing, painting and transporting of packaging materials and in the steel processing industry used for painting, stripping and as guide rollers.
  • the invention is particularly good.
  • Fig. 1 shows schematically a roller 1 for the pressure treatment of sheet-like materials with a core 4, which has an elastic Coat 3 wears.
  • Core 4 and jacket 3 are by one that Fastening layer separating core and cladding material 2 connected together.
  • FIG. 2 An exemplary embodiment of a cylindrical core 4 is shown in Fig. 2.
  • the core is 4 made of a hard material such as metal, for example steel.
  • the core 4 made of other hard materials how to manufacture fiber reinforced synthetic resin.
  • document EP-0 385 948 discloses a core made of epoxy resin and reinforcing carbon fibers.
  • the core 4 can be a solid cylinder or a tube. It is advantageous an outer wall of the core 4 roughened or structured 41, which roughening or structuring 41 a positive engagement of the attachment layer 2 with the core enable. This roughening or structuring 41 lead to a surface enlargement. You can partial or Cover the outer wall of the core 4 completely.
  • FIG. 1 An exemplary Embodiment of a core 4 according to FIG.
  • the structuring 41 grains consisting of lengthways and crossways for the elongated expansion of the core 4 extending carbon fibers.
  • Those skilled in the art can understand the present invention implement other structures in the outer wall of a core, for example, it can be the outer wall of a core by applying grooves, ridges or a rough thread structure.
  • the jacket 3 is preferably made of elastomeric material such as acrylate rubber or acrylic ester rubber (ACM), acrylate-ethylene-polymethylene rubber (AEM), butadiene rubber or 1,4-polybutadiene (BR), Epichlorohydrin rubber (ECO, CO), high polymer epichlorohydrin rubber (CHR), chlorobutyl rubber (CIIR), chloroprene rubber (CR), ethyl acrylate (EA), epoxy resin (EP), ethylene-propylene-diene polymer (terpolymer) Rubber (EPDM), polyurethane elastomer (EU), ethylene vinyl acetate copolymer (EVAC), Ethylene vinyl alcohol (EVOH), polypropylene tetrafluoroethylene copolymer (FPM), chlorosulfurized polyethylene (CSM), butyl rubber (IIR), isoprene rubber (IR), acrylonitrile-acryl
  • ACM acrylic ester rubber
  • AEM acrylate-
  • the jacket 3 advantageously, is an inner wall of the jacket 3 roughened or with Structuring 31 provided, which roughening or structuring 31 a positive engagement of the fastening layer 2 allow with the jacket 3.
  • These roughening or Structures 31 lead to an increase in surface area. You can partially or completely cover the inner wall of the jacket 3 cover.
  • the structuring 31 impressions which originate from a separating layer 12 according to FIG. 6.
  • the jacket 3 during transport and storage from dirt and Injury-protecting separating layer 12 advantageously exists from a fabric and preferably forms a textile fabric.
  • the separating layer 12 is provided with longitudinal and transverse fibers, which longitudinal and transverse fibers along and on the inner wall 3 impressions running transversely to the longitudinal extension of the jacket produce.
  • the jacket 3 has an inner diameter that is greater than is the outside diameter of the core 4.
  • the core 4 can thus be Center in the cavity of the jacket 3.
  • This space between jacket 3 and core 4 is advantageously 0.5 to 15 mm thick, preferably 4 to 8 mm thick and separates the core and Jacket material from each other so that they do not touch.
  • this core is cleaned beforehand and provided with an adhesion promoter.
  • a cross-linking material is placed in the space between Core 4 and jacket 3 filled or pressed.
  • the material can be high or low viscous. Leave highly viscous materials press into the space between the core and the coat, low-viscosity Materials can be filled in this space. The material fills the space without bubbles. The material is flowable enough to roughen and structuring 31, 41 to penetrate. Particularly advantageous the use of an epoxy resin has been combined proven with polyamide amine.
  • This low-viscosity material has according to DIN 53018 at 25 ° C a viscosity value of 8,000 MPa sec for the epoxy resin and a viscosity value of 300 MPa sec for polyamide amine.
  • the material hardens to a large extent in the space between shrink-free to the fastening layer 2 and thus connects Core 4 and jacket 3.
  • the shrinkage value of the material is in a temperature range from 20 ° C to 100 ° C, for example 0.2% to 2%, preferably 0.5% to 0.8%.
  • connection of core 4 and the jacket 3 can be done via the Intermediate attachment layer 2 optimally match each other.
  • a jacket 3 is produced, in a second method step 20 a Core 4 made.
  • process steps 11 and 21 the Jacket 3 and the core 4 in a jacket storage, respectively in one Core bearings transported.
  • a third method step 30 the core 4 is centered in the jacket 3.
  • a fourth step 40 becomes the space thus formed between the jacket 3 and core 4 filled with a material.
  • a fifth Method step 50 largely hardens the material in the intermediate space shrinkage-free to a sheath 3 and core 4 connecting fastening layer 2 out.
  • the jacket 3 is produced and transported in a further process step 11 into a jacket store.
  • the jacket 3 is manufactured by a jacket manufacturer in methods according to the prior art. For example an elastomer layer wrap is built up and becomes one Coat 3 vulcanized. In addition to winding techniques, however also use extrusion techniques or casting techniques. For example foils or tapes are sprayed onto a mandrel or wrapped. Hoses can also be placed on one Apply the thorn.
  • the jacket 3 is thus prefabricated as a sleeve and packed for transportation. The storage of the jacket 3 takes place at the coat manufacturer and / or at a coat supplier and / or at a sheath end customer.
  • the invention 6 provides, as a preliminary in the manufacture of the jacket a separation layer made of a material with rough Apply surface. 6 there is at least one Separating layer 12, preferably made of a fabric, which is a textile Sheets are introduced.
  • the separating layer covers 12 the jacket 3 made of elastomeric material from the inside and imprints the structure of the flat structure on the inner surface of the jacket. This structure of the fabric is the inner surface roughened by the coat 3 in a controlled manner.
  • the separating layer 12 is pulled out laterally.
  • the jacket 3 is then with a clean, roughened interior Surface positioned on the core 4 in the manner described.
  • the core 4 proceed.
  • the core 4 produced and in a further process step 21 in one Core bearings transported.
  • the core 4 is produced at a core manufacturer in state-of-the-art processes.
  • the core 4 is stored at the core manufacturer and / or at a core supplier and / or with a core end customer.
  • the core 4 is centered in the jacket 3.
  • the space between the jacket 3 and the core 4 is advantageous 0.5 to 15 mm thick, preferably 4 to 8 mm thick and separates the core and cladding material from each other so that don't touch each other. Special spacers can be used for centering can be used as centering pieces.
  • a material is placed in the space filled or pressed between core 4 and jacket 3.
  • the core 4 in the jacket 3 is largely positioned vertically so that the material only under the effect of gravity in the space flows and completely, without trapping air bubbles, fills.
  • a lower opening of the intermediate space is used suitable positive means closed during the Material filled into the intermediate space through an upper opening becomes.
  • the material is sufficiently flowable, even in roughening and structuring 31, 41 to penetrate.
  • the material for the attachment layer 2 is particularly suitable Epoxy resin or epoxy resin combined with a crosslinker or epoxy adhesive.
  • Epoxy resin combined with a crosslinker at least contains partially modified polyamines such as polyamide amine. On such material hardens to a connection layer with particular high temperature resistance.
  • the material is mixed with a hardener immediately before filling.
  • the material solidifies in the intermediate space largely without shrinkage to the attachment layer 2 and thus connects core 4 and jacket 3.
  • the composition of the material is selected so that it hardens without tempering.
  • the use of an epoxy resin is advantageously combined with a crosslinker that was at least partially modified Contains polyamines such as polyamide amine.
  • the third, fourth and fifth method steps 30, 40 and 50 can be obtained from the roller manufacturer and / or the jacket or Core manufacturer and / or the jacket or core supplier and / or with the end customer.
  • the method steps are in the schematic block diagram according to FIG. 5 when changing an elastic jacket 3 one Roller 1 shown as an example.
  • the first, third to fifth Method steps 10, 30, 40, 50 correspond to those in the description the manufacture of a roller 1 according to FIG. 4, so that this is referred to and only differences below to produce a roller 1 will be explained.
  • a sixth method step 60 in which a worn coat 3 up in the attachment layer 2 is turned off.
  • the attachment layer 2 does not have to be completely removed. This allows Avoid damage to the core 4 by the turning tool.
  • the fastening layer is advantageously 0.5 to 15 mm thick, preferably 4 to 8 mm thick.
  • the attachment layer 2 is at least partially reduced in thickness. For example the attachment layer 2 to half its thickness ablated.
  • the core 4 is partially reduced in thickness Attachment layer 2 in the cavity of a new one Positioned jacket 3 and the space between the core 4th or the reduced-thickness fastening layer 2 and jacket 3 filled with a material that leads to a new fastening layer 2 hardens.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walze (1) zum Führen, insbesondere zum Anpressen und/oder für die Druckbehandlung von bahnförmigen Materialien, mit einem Kern (4), der einen elastischen Mantel (3) trägt, wobei Kern (4) und Mantel (3) direkt durch eine, in einem Zwischenraum zwischen Kern- und Mantelmaterial vorgesehene Befestigungsschicht (2) miteinander verbunden sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze zum Führen, insbesondere zum Anpressen von bahnförmigen Materialien, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Walze, einen Mantel zur Herstellung einer solchen Walze, ein Verfahren zum Wechseln des Mantels einer solchen Walze sowie eine Verwendung eines solchen Mantels und eines Werkstoffes gemäss der Definition der Patentansprüche.
Bekannte Walzen für die Führung oder Druckbehandlung von bahnförmigen Materialien weisen eine im wesentlichen zylindrische Geometrie auf. Sie bestehen im Inneren aus einem tragenden, harten Kern, aus Metall beispielsweise Stahl und aus einem, den Kern auf einer Längsseite umschliessenden und mit ihm fest verbundenen elastischen Mantel aus Elastomeren. Beispielsweise finden solche Walzen Anwendung als Biegepresseure für Tiefdrucksysteme, wo sie ein gleichmässiges Anpressen an eine Gegenwalze gewährleisten.
Die Herstellung einer solchen Walze ist arbeitsintensiv, mit einer Vielzahl technisch aufwendiger Verfahrensschritte verbunden, unflexibel und kostenträchtig. Die Oberfläche des Kernes ist vor dem Aufbringen des Mantelmaterials zu reinigen und mit Haftvermittler zu versehen. Daraufhin werden dünne Elastomerlagen aufgewickelt, diese Elastomerlagen werden mechanisch stabilisiert und durch Vulkanisation zu einem elastischen Mantel verbunden.
Die Schrift DE-195 17 653 zeigt diesbezüglich eine Verbesserung, indem der Aufbau des Elastomerlagenwickels sowie dessen Vulkanisation zu einem Mantel und dem Aufziehen des Mantels auf den Kern separiert wird. Der Mantel wird als Hülse vorgefertigt und unter Druckbeaufschlagung auf den mit Haftvermittler versehenen Kern gezogen. Aufgrund der Separation der Verfahrensschritte wird eine vollautomatische Herstellung des Mantels möglich. Auch werden Transport und Lagerung der Walzen vereinfacht, da nur noch Wechsel-Mäntel geliefert werden müssen. Schliesslich erfolgt das Aufziehen des Mantels auf den Kern rasch.
Der elastische Mantel wird im Betrieb hohen Reibungskräften ausgesetzt. Auch erfolgen im Mantel grosse Walkarbeiten. Hierdurch wird die Walze in erheblichem Masse erwärmt, welche Wärme über den Kern abgeführt werden muss. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehungskoeffizienten der Kern- und Mantelmaterialien, sowie infolge der von Walkarbeiten rührenden Unwuchten treten in der Walze hohe mechanische Spannungen auf. Insbesondere treten hohe mechanische Spannungen an der Verbindung vom Kern zum Mantel auf, was die Verbindung zwischen Kern und Mantel schwächt und löst und zu Ausfällen führt. Wünschenswert ist daher, eine dauerhaft stabile, hochfeste Verbindung zwischen Mantel und Kern, um die Ausfallraten von Walzen während des Betriebes zu senken und um die Lebensdauer der Walzen zu steigern.
Ein abgenutzter Mantel wird erneuert, indem das Mantelmaterial bis auf den Kern abgedreht wird. Dabei erfolgen oft Verletzungen des Kernes durch das Drehwerkzeug, was zu Ausfällen führt. Der Kern wird daraufhin gereinigt und mit Haftvermittler versehen. Schliesslich wird ein neuer Mantel aufgezogen. Wünschenswert ist daher, ein einfaches, rasches und sicheres Verfahren zum Mantelwechsel, um die Ausfallraten von Kernen beim Mantelwechsel zu senken und um einen Mantel schneller zu wechseln.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also Walzen, Verfahren und Verwendungen der beschriebenen Art zu schaffen, um eine dauerhaft stabile und hochfeste Verbindung zwischen Mantel und Kern zu erzielen. Die Erfindung soll ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Walze schaffen, welche Walze einfach und kostengünstig herstellbar ist. Auch soll ein Verfahren zum Wechseln des Mantels geschaffen werden, mit dem der Mantel rasch, einfach und sicher auswechselbar ist. Die Walze, deren Herstellungsverfahren und das Verfahren zum Wechseln des Mantels sollen insbesondere mit bewährten Standards der Papier-, Druck-, Stahl-, Textil- sowie Film/Folienindustrie kompatibel sein.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäss der Definition der Patentansprüche gelöst.
Die Erfindung verbessert insbesondere die Verbindung von Mantel und Kern einer Walze. Gemäss dem Stand der Technik wird das Mantelmaterial mittels einer Schicht direkt mit dem Kernmaterial verbunden.
Die Erfindung beruht auf einer Abkehr von der bis dato praktizierten Verklebung von Kern und Mantel mittels einer Schicht Haftvermittler. Im Unterschied zum Stand der Technik erfolgt eine Verbindung mittels einer intermediären Befestigungsschicht. Eine solche Befestigungsschicht ist vorteilhafterweise 0.5 bis 15 mm dick, bevorzugt 4 bis 8 mm dick und besteht aus einem dünnflüssigen, vernetzenden Werkstoff, bevorzugt aus einem Zwei-Komponenten-Kunststoff. Das Kern- und Mantelmaterial wird durch diese Befestigungsschicht miteinander verbunden und gleichzeitig voneinander getrennt. Dadurch wird einfaches Befestigen des Mantels auf dem Kern ermöglicht.
Somit lassen sich die unterschiedlichen Materialeigenschaften von Kern und Mantel bei der Verbindung über die Befestigungsschicht optimiert aufeinander anpassen.
Dies betrifft vor allem das Elastizitätsmodul. Oft ist der Kern aus Stahl und der Mantel aus elastomerem Werkstoff. Stahl hat ein hohes Elastizitätsmodul von rund 200'000 N/mm2, während Elastomere ein niedriges Elastizitätsmodul von 15 bis 250 N/mm2 aufweist. Die Differenz dieser Elastizitätsmodule beträgt also 3 Grössenordnungen. Somit kann ein Material für die Befestigungsschicht ausgewählt werden, dessen Elastizitätsmodul die Differenz der Elastizitätsmodule von Kern und Mantel reduziert. Vorteilhafterweise besteht die Befestigungsschicht aus Epoxid-Harz mit einem Elastizitätsmodul von 800 bis 1'000 N/mm2, so dass die Differenz der Elastizitätsmodule um eine Grössenordnung reduziert wird.
Die Herstellung der Walze erfolgt ebenfalls in Abkehr von den im Stand der Technik praktizierten Verfahren. Zwar werden Kern und Mantel separat hergestellt, wobei der Kern beispielsweise die Form eines Vollzylinders, oder eines Rohres, usw. und der Mantel die Form eines Hohlzylinders hat. Im Unterschied zum Stand der Technik ist gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren der Innendurchmesser des Mantels grösser als der Aussendurchmesser des Kerns. Zwischen Kern und Mantel liegt also ein Zwischenraum. Der Mantel wird nicht wie im Stand der Technik auf den Kern gezogen, sondern Kern und Mantel werden durch einen in diesen Zwischenraum gefüllten bzw. gedrückten Werkstoff miteinander verbunden.
Für diese Verbindung von Kern und Mantel wird der Kern von der Mantelinnenwand beabstandet im Hohlraum des Mantels zentriert. Vorteilhafterweise erfolgt die Zentrierung über Zentrierstücke.
Kern und Mantel haben die gleiche Längsachse, Kernaussenwand und Mantelinnenwand liegen äquidistant voneinander. Der so gebildete Zwischenraum zwischen Kern und Mantel wird mit einem Werkstoff gefüllt. Der Werkstoff ist ein vernetzender Kunststoff, bevorzugt ein Zwei-Komponenten-Werkstoff. Der Werkstoff härtet im Zwischenraum weitgehend schwundfrei zu einer Befestigungsschicht aus und verbindet so Kern und Mantel.
Kernaussenwand und Mantelinnenwand haben eine glatte Oberfläche. Zur Unterstützung der Verbindung von Kern und Mantel mittels einer Befestigungsschicht kann die Kernaussenwand aufgerauht bzw. mit Strukturierungen versehen werden, welche Aufrauhungen bzw. Strukturierungen einen formschlüssigen Eingriff der Befestigungsschicht mit dem Kern ermöglichen. In analoger Art und Weise kann die Mantelinnenwand aufgerauht bzw. mit Strukturierungen versehen werden, welche Aufrauhungen bzw. Strukturierungen einen formschlüssigen Eingriff der Befestigungsschicht mit dem Mantel ermöglichen.
Ebenfalls in Abkehr vom Stand der Technik erfolgt der Mantelwechsel. Ein abgenutzter Mantel wird bisher so gewechselt, dass der abgenutzte Mantel bis auf den Kern abgedreht wird, wobei oft Verletzungen des Kernes durch das Drehwerkzeug erfolgen. Der Kern wird daraufhin gereinigt, mit Haftvermittler versehen und ein neuer Mantel wird aufgezogen.
Im Unterschied hierzu wird im erfindungsgemässen Verfahren zum Mantelwechsel ein abgenutzter Mantel nicht bis auf den Kern, sondern lediglich bis in die Befestigungsschicht abgedreht. Durch die Dicke der Befestigungsschicht werden Verletzungen des Kerns durch das Drehwerkzeug vermieden. Die Befestigungsschicht wird dabei zumindestens teilweise dickenreduziert. Daraufhin wird der Kern samt der dickenreduzierten Befestigungsschicht im Hohlraum eines neuen Mantels positioniert und der Zwischenraum zwischen dem Kern bzw. der dickenreduzierten Befestigungsschicht und dem Mantel mit einem viskosen Werkstoff ausgefüllt, welcher Werkstoff zu einer Befestigungsschicht erstarrt. Die Vorteile vom erfindungsgemässen Verfahren liegen auf der Hand, die Verfahrensschritte der Reinigung vom Kern sowie die Applikation eines Haftvermittlers entfallen.
Der Mantel besteht vorzugsweise aus einem elastomeren Werkstoff wie beispielsweise Acrylat-Kautschuk bzw. Acrylester-Kautschuk (ACM), Acrylat-Ethylen-Polymethylen-Kautschuk (AEM), Butadien-Kautschuk bzw. 1,4-Polybutadien (BR), Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO, CO), hochpolymerer Epichlorhydrin-Kautschuk (CHR), Chlorbutyl-Kautschuk (CIIR), Chloropren-Kautschuk (CR), Ethylacrylat (EA), Epoxidharz (EP), Ethylen-Propylen-Dienpolymerisat-(Terpolymer) Kautschuk (EPDM), Polyurethan-Elastomer (EU), Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVAC), Ethylen-Vinylalkohol (EVOH), Polypropylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (FPM), chlorsulfuriertes Polyethylen (CSM), Butyl-Kautschuk (IIR), Isopren-Kautschuk (IR), Acrylnitril-Acrylat-Kautschuk (NBR), Acrylnitril-Choropren-Kautschuk (NCR), Naturkautschuk (NR), Polyisobutylen (PIB), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyurethan (PUR), Polyvinylacetat (PVAC), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Silikonkautschuk (SIQ), ungesättigtes Polyesterharz (UP), sowie thermoplastische Elastomere, Duromere wie Epoxid/Phenol/Formaldehyd /Melamin-Polyester.
Der Mantel wird in bekannter Weise in Lagen aus elastomeren Werkstoff hergestellt. Der elastomere Werkstoff wird auf einen Dorn aufgebracht und vulkanisiert. Beispielsweise werden dafür Wickeltechniken, Extrusionstechniken bzw. Giesstechniken verwendet. Beispielsweise werden Folien bzw. Bänder auf einen Dorn aufgespritzt bzw. gewickelt. Auch lassen sich Schläuche auf einen Dorn aufbringen.
Vor dem Auftragen vom Mantel auf den Dorn, wird zumindestens eine flexible Trennschicht, vorzugsweise ein Gewebe, beispielsweise aus Polyamidfasern, welches bevorzugt ein textiles Flächengebilde bildet auf den Dorn aufgebracht.
Eine erste Lage aus elastomeren Werkstoff wird lösbar auf dieser Trennschicht angebracht. Diese erste Lage aus elastomeren Werkstoff ist vorzugsweise 0,5 bis 10 mm dick, bevorzugt 2 bis 3 mm dick und besteht vorteilhafterweise aus Ebonit, bevorzugt aus NR, BR, SBR, NBR, NCR und sie weist 10 bis 90%, bevorzugt 20 bis 80% Schwefelanteil auf.
Wenn die Trennschicht, vor allem das Gewebe, entfernt wird, bleibt ein Abdruck mit erhöhter Rauhigkeit in der Oberfläche der zylindrischen Öffnung des Mantels. Ausserdem schützt die Trennschicht die Oberfläche des Mantels in dem Bereich, der zur Verbindung mit dem Kern vorgesehen ist vor Verunreinigungen. Statt eines Gewebes kann z.B. auch eine Kunststofffolie mit rauher Oberfläche aufgetragen werden. Gewebe-Abdrücke mit Rauhigkeiten in der Grössenordnung kleiner/gleich 1 mm, bevorzugt kleiner/gleich 100 µm, bevorzugt im Bereich von 12 µm bis 25 µm haben sich in der Praxis besonders bewährt.
Als Werkstoff für die Befestigungsschicht eignet sich besonders Epoxid-Harz bzw. Epoxid-Harz kombiniert mit einem Vernetzer bzw. Epoxid-Kleber. Vorteilhaft ist die Verwendung von einem Epoxid-Harz kombiniert mit einem Vernetzer, der zumindestens teilweise modifizierte Polyamine wie Polyamidsamin enthält. Ein solcher Werkstoff härtet zu einer Verbindungsschicht mit besonders hoher Temperaturbeständigkeit aus. Der Fachmann kann bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung vielfältige Kombinationen von einem Epoxid-Harz mit einem Vernetzer realisieren.
Der Werkstoff kann hoch- bzw. niederviskos sein. Hochviskose Werkstoffe lassen sich in den Zwischenraum zwischen Kern und Mantel drücken, niederviskose Werkstoffe lassen sich in diesen Zwischenraum füllen. Besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von einem Epoxid-Harz kombiniert mit Polyamidsamin erwiesen. Dieser niederviskose Werkstoff hat gemäss DIN 53018 bei 25°C einen Viskositätswert von 8'000 MPa sec für das Epoxidharz und einen Viskositätswert von 300 MPa sec für Polyamidsamin. Mit solchen Viskositätswerten werden beim Füllen des Zwischenraumes zwischen Kern und Mantel Oberflächenunebenheiten des Mantels vom Werkstoff ausgefüllt. Dadurch wird die Oberfläche der verbindenden Grenzschicht vergrössert. Ausserdem greift die ausgehärtete Grenzschicht des Werkstoffs in die Oberflächenunregelmässigkeiten des Mantels ein. Dies führt zu wesentlich verbesserter Belastbarkeit gegen Torsionskräfte.
Vorteilhaft ist es, wenn die Befestigungsschicht im Temperaturbereich von 20° bis 100°C einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 0.2 % bis 2 %, bevorzugt 0.5 % bis 0.9 % aufweist.
Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn dabei das Elastizitätsmodul der Befestigungsschicht 800 bis 1'000 N/mm2, mindestens jedoch 30 N/mm2 beträgt.
In Verbindung mit Stahlkernen führen solche Wärmeausdehnungskoeffizienten respektive Elastizitätsmodule der Befestigungsschicht zu besonders widerstandsfähigen und dauerhaft belastbaren Walzenkonstruktionen.
Die Erfindung eignet sich für die verschiedensten Anwendungsgebiete. In erster Linie eignet sich die Erfindung zum Anfertigen von Andruckwalzen für Druckmaschinen. Derartige Walzen eignen sich aber auch für Textilmaschinen oder Papiermaschinen und alle Arten von Anlagen, in denen bahnförmige Materialien geführt werden. Beispielsweise werden solche Walzen in der Verpackungsindustrie zum Kaschieren, Bedrucken, Lackieren und Transportieren von Verpackungsmaterialien und in der Stahlverarbeitungsindustrie zum Lackieren, Abbeizen und als Führungswalzen verwendet. Vor allem bei grossen Andruckkräften und entsprechender Walk-Belastung, hohen Drehzahlen und geforderten Standzeiten eignet sich die Erfindung besonders gut.
Im Folgenden wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Fig. 1 bis 6 näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine schematische Darstellung eines Teils einer Ausführungsform einer Walze in Seitenansicht,
Fig. 2
eine schematische Darstellung eines Teils einer Ausführungsform eines Kerns in Ansicht,
Fig. 3
eine schematische Darstellung eines Teils einer Ausführungsform eines Mantels in Seitenansicht,
Fig. 4
ein schematisches Blockdiagramm der Verfahrensschritte bei der Herstellung einer Walze,
Fig. 5
ein schematisches Blockdiagramm der Verfahrensschritte beim Wechseln eines Mantels und
Fig. 6
die schematische Darstellung eines Mantels mit Trennschicht.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Walze 1 für die Druckbehandlung von bahnförmigen Materialien mit einem Kern 4, der einen elastischen Mantel 3 trägt. Kern 4 und Mantel 3 sind durch eine, das Kern- und Mantelmaterial voneinander separierende Befestigungsschicht 2 miteinander verbunden.
Eine beispielhafte Ausführungsform eines zylindrischen Kernes 4 ist in Fig. 2 abgebildet. Traditionellerweise besteht der Kern 4 aus einem harten Material wie Metall, beispielsweise aus Stahl. Es ist aber auch möglich den Kern 4 aus anderen harten Materialien wie faserverstärktem Kunstharz zu fertigen. Beispielsweise offenbart das Dokument EP-0 385 948 einen Kern, der aus Epoxidharz und verstärkenden Kohlenstoff-Fasern besteht. Der Kern 4 kann ein Vollzylinder bzw. ein Rohr sein. Vorteilhafterweise ist eine Aussenwand des Kerns 4 aufgerauht bzw. mit Strukturierungen 41 versehen, welche Aufrauhungen bzw. Strukturierungen 41 einen formschlüssigen Eingriff der Befestigungsschicht 2 mit dem Kern ermöglichen. Diese Aufrauhungen bzw. Strukturierungen 41 führen zu einer Oberflächenvergrösserung. Sie können partiell oder vollumfänglich die Aussenwand des Kernes 4 bedecken. In der beispielhaften Ausführungsform eines Kernes 4 gemäss Fig. 2 sind die Strukturierungen 41 Faserungen bestehend aus längs und quer zur länglichen Ausdehnung des Kernes 4 verlaufenden Kohlenstoff-Fasern. Der Fachmann kann bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung andere Strukturierungen in der Aussenwand eines Kernes realisieren, beispielsweise kann er die Aussenwand eines Kernes durch Aufbringung von Nuten, Stegen oder eines rauhen Gewindes strukturieren.
Eine beispielhafte Ausführungsform eines hohlzylindrischen Mantels 3 ist in Fig. 3 abgebildet. Der Mantel 3 ist vorzugsweise aus elastomerem Werkstoff wie beispielsweise Acrylat-Kautschuk bzw. Acrylester-Kautschuk (ACM), Acrylat-Ethylen-Polymethylen-Kautschuk (AEM), Butadien-Kautschuk bzw. 1,4-Polybutadien (BR), Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO, CO), hochpolymerer Epichlorhydrin-Kautschuk (CHR), Chlorbutyl-Kautschuk (CIIR), Chloropren-Kautschuk (CR), Ethylacrylat (EA), Epoxidharz (EP), Ethylen-Propylen-Dienpolymerisat-(Terpolymer) Kautschuk (EPDM), Polyurethan-Elastomer (EU), Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVAC), Ethylen-Vinylalkohol (EVOH), Polypropylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (FPM), chlorsulfuriertes Polyethylen (CSM), Butyl-Kautschuk (IIR), Isopren-Kautschuk (IR), Acrylnitril-Acrylat-Kautschuk (NBR), Acrylnitril-Choropren-Kautschuk (NCR), Naturkautschuk (NR), Polyisobutylen (PIB), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyurethan (PUR), Polyvinylacetat (PVAC), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Silikonkautschuk (SIQ), ungesättigtes Polyesterharz (UP), sowie thermoplastische Elastomere, Duromere wie Epoxid/Phenol/Formaldehyd /Melamin-Polyester. Vorteilhafterweise ist eine Innenwand des Mantels 3 aufgerauht bzw. mit Strukturierungen 31 versehen, welche Aufrauhungen bzw. Strukturierungen 31 einen formschlüssigen Eingriff der Befestigungsschicht 2 mit dem Mantel 3 ermöglichen. Diese Aufrauhungen bzw. Strukturierungen 31 führen zu einer Oberflächenvergrösserung. Sie können partiell oder vollumfänglich die Innenwand des Mantels 3 bedecken. In der beispielhaften Ausführungsform eines Mantels 3 gemäss Fig. 3 sind die Strukturierungen 31 Abdrücke, die von einer Trennschicht 12 gemäss Fig. 6 herrühren. Eine solche, den Mantel 3 bei Transport und Lagerung vor Schmutz und Verletzungen schützende Trennschicht 12 besteht vorteihafterweise aus einem Gewebe und bildet bevorzugt ein textiles Flächengebilde. Die Trennschicht 12 ist mit Längs- und Querfasern versehen, welche Längs- und Querfasern auf der Innenwand längs und quer zur länglichen Ausdehnung des Mantels 3 verlaufende Abdrükke erzeugen. Der Fachmann kann bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung andere Strukturierungen in der Innenwand eines Mantels realisieren, beispielsweise kann er die Innenwand eines Mantels mit einer Bürste aufrauhen und/oder in die Innenwand eines Mantels Strukturierungen drehen. Vorteilhaft wird der Mantel hergestellt wie in Fig. 6 schematisch dargestellt.
Der Mantel 3 weist einen Innendurchmesser auf, der grösser als der Aussendurchmesser des Kerns 4 ist. Der Kern 4 lässt sich somit im Hohlraum des Mantels 3 zentrieren. Dieser Zwischenraum zwischen Mantel 3 und Kern 4 ist vorteilhafterweise 0.5 bis 15 mm dick, bevorzugt 4 bis 8 mm dick und separiert das Kern- und Mantelmaterial voneinander, so dass sich diese nicht berühren.
Vorteilhafterweise wird beim erstmaligen Aufbringen der Befestigungsschicht auf den Kern, dieser Kern vorgängig gereinigt und mit einem Haftvermittler versehen.
Sodann wird ein vernetzender Werkstoff in den Zwischenraum zwischen Kern 4 und Mantel 3 gefüllt bzw. gedrückt. Der Werkstoff kann hoch- bzw. niederviskos sein. Hochviskose Werkstoffe lassen sich in den Zwischenraum zwischen Kern und Mantel drücken, niederviskose Werkstoffe lassen sich in diesen Zwischenraum füllen. Der Werkstoff füllt den Zwischenraum blasenfrei aus. Der Werkstoff ist dabei genügend fliessfähig, um auch in die Aufrauhungen und Strukturierungen 31, 41 zu dringen. Besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von einem Epoxid-Harz kombiniert mit Polyamidsamin erwiesen. Dieser niederviskose Werkstoff hat gemäss DIN 53018 bei 25°C einen Viskositätswert von 8'000 MPa sec für das Epoxidharz und einen Viskositätswert von 300 MPa sec für Polyamidsamin. Der Werkstoff härtet im Zwischenraum weitgehend schwundfrei zur Befestigungsschicht 2 aus und verbindet so Kern 4 und Mantel 3. Der Schwundwert des Werkstoffs beträgt in einem Temperaturbereich von 20°C bis 100°C beispielsweise 0.2 % bis 2 %, bevorzugt 0.5 % bis 0.8 %.
Die Verbindung von Kern 4 und der Mantel 3 lässt sich über die intermediäre Befestigungsschicht 2 optimiert aufeinander anpassen.
Im schematischen Blockdiagramm gemäss Fig. 4 sind die Verfahrensschritte bei der Herstellung einer Walze 1 beispielhaft wiedergegeben. In einem ersten Verfahrensschritt 10 wird ein Mantel 3 hergestellt, in einem zweiten Verfahrensschrittt 20 wird ein Kern 4 hergestellt. In Verfahrensschritten 11 und 21 werden der Mantel 3 und der Kern 4 in ein Mantellager respektive in ein Kernlager transportiert. In einem dritten Verfahrensschritt 30 wird der Kern 4 im Mantel 3 zentriert. In einem vierten Verfahrensschritt 40 wird der so gebildete Zwischenraum zwischen Mantel 3 und Kern 4 mit einem Werkstoff gefüllt. In einem fünften Verfahrensschritt 50 härtet der Werkstoff im Zwischenraum weitgehend schwundfrei zu einer Mantel 3 und Kern 4 verbindenden Befestigungsschicht 2 aus.
Im ersten Verfahrensschritt 10 wird der Mantel 3 hergestellt und in einem weiteren Verfahrensschritt 11 in ein Mantellager transportiert. Die Herstellung des Mantels 3 erfolgt bei einem Mantel-Hersteller in Verfahren gemäss dem Stand der Technik. Beispielsweise wird ein Elastomerlagenwickel aufgebaut und zu einem Mantel 3 vulkanisiert. Neben Wickeltechniken lassen sich aber auch Extrusionstechniken bzw. Giesstechniken verwenden. Beispielsweise werden Folien bzw. Bänder auf einen Dorn aufgespritzt bzw. gewickelt. Auch lassen sich Schläuche auf einen Dorn aufbringen. Der Mantel 3 wird somit als Hülse vorgefertigt und für den Transport verpackt. Die Lagerung vom Mantel 3 erfolgt beim Mantel-Hersteller und/oder bei einem Mantel-Zulieferer und/oder bei einem Mantel-Endkunden. Die Erfindung sieht dabei gemäss Fig. 6 vor, als Vorlauf bei der Mantel-Herstellung eine Trennschicht aus einem Material mit rauher Oberfläche aufzutragen. Gemäss Fig. 6 ist dabei mindestens eine Trennschicht 12, bevorzugt aus einem Gewebe, welche ein textiles Flächengebilde bildet eingebracht. Dabei deckt die Trennschicht 12 den Mantel 3 aus elastomerem Werkstoff nach innen ab und prägt der Mantelinnenfläche die Struktur vom Flachengebilde auf. Durch diese Struktur vom Flächengebilde ist die innere Oberfläche vom Mantel 3 kontrolliert aufgeraut. Vor dem Aufbringen auf einen Kern 4 wird die Trennschicht 12 seitlich herausgezogen. Der Mantel 3 wird sodann mit sauberer, aufgerauhter innerer Oberfläche auf den Kern 4 in der beschriebenen Weise positioniert.
In ähnlicher Art und Weise wird bei der Herstellung vom Kern 4 vorgegangen. Im zweiten Verfahrensschritt 20 wird der Kern 4 hergestellt und in einem weiteren Verfahrensschritt 21 in ein Kernlager transportiert. Die Herstellung vom Kern 4 erfolgt bei einem Kern-Hersteller in Verfahren gemäss dem Stand der Technik. Optional werden an der Aussenwand des Kerns 4 Aufrauhungen bzw. Strukturierungen 41 angebracht. Die Lagerung vom Kern 4 erfolgt beim Kern-Hersteller und/oder bei einem Kern-Zulieferer und/oder bei einem Kern-Endkunden.
Im dritten Verfahrenschritt 30 wird der Kern 4 im Mantels 3 zentriert. Der Zwischenraum zwischen Mantel 3 und Kern 4 ist vorteilhafterweise 0.5 bis 15 mm dick, bevorzugt 4 bis 8 mm dick und separiert das Kern- und Mantelmaterial voneinander, so dass sich diese nicht berühren. Zum Zentrieren können spezielle Abstandshalter als Zentrierstücke verwendet werden.
Im vierten Verfahrensschritt 40 wird ein Werkstoff in den Zwischenraum zwischen Kern 4 und Mantel 3 gefüllt bzw. gedrückt. In einer bevorzugten Variante wird der Kern 4 im Mantel 3 weitgehend senkrecht stehend positioniert, derart, dass der Werkstoff einzig unter der Wirkung der Schwerkraft in den Zwischenraum fliesst und diesen vollständig, ohne Luftblasen einzuschliessen, ausfüllt. Hierzu wird eine untere Öffnung des Zwischenraums mit geeigneten formschlüssigen Mitteln verschlossen, während der Werkstoff durch eine obere Öffnung in den Zwischnraum gefüllt wird. Der Werkstoff ist genügend fliessfähig, um auch in Aufrauhungen und Strukturierungen 31, 41 zu dringen.
Als Werkstoff für die Befestigungsschicht 2 eignet sich besonders Epoxid-Harz bzw. Epoxid-Harz kombiniert mit einem Vernetzer bzw. Epoxid-Kleber. Vorteilhaft ist die Verwendung von einem Epoxid-Harz kombiniert mit einem Vernetzer, der zumindestens teilweise modifizierte Polyamine wie Polyamidsamin enthält. Ein solcher Werkstoff härtet zu einer Verbindungsschicht mit besonders hoher Temperaturbeständigkeit aus. Vorteilhafterweise wird der Werkstoff unmittelbar vor dem Einfüllen mit einem Härter gemischt.
Im fünften Verfahrensschritt 50 erstarrt der Werkstoff im Zwischenraum weitgehend schwundfrei zur Befestigungsschicht 2 und verbindet so Kern 4 und Mantel 3. Die Zusammensetzung vom Werkstoff ist so gewählt, dass er temperfrei aushärtet. Diesbezüglich vorteilhaft ist die Verwendung von einem Epoxid-Harz kombiniert mit einem Vernetzer, der zumindestens teilweise modifizierte Polyamine wie Polyamidsamin enthält.
Der dritte, vierte und fünfte Verfahrensschritt 30, 40 und 50 lässt sich beim Walzen-Hersteller und/oder beim Mantel- bzw. Kern-Hersteller und/oder beim Mantel- bzw. Kern-Zulieferer und/oder beim Endkunden durchführen.
Im schematischen Blockdiagramm gemäss Fig. 5 sind die Verfahrensschritte beim Wechseln eines elastischen Mantels 3 einer Walze 1 beispielhaft wiedergegeben. Der erste, dritte bis fünfte Verfahrensschritt 10, 30, 40, 50 entsprechen denjenigen der Beschreibung der Herstellung einer Walze 1 gemäss Fig. 4, so dass darauf verwiesen wird und im Folgenden lediglich Unterschiede zur Herstellung einer Walze 1 erläutert werden.
Im Unterschied zur Herstellung einer Walze 1 erfolgt beim Wechseln eines elastischen Mantels 3 einer Walze 1 ein sechster Verfahrensschrittt 60, bei dem ein abgenutzter Mantel 3 bis in Befestigungsschicht 2 abgedreht wird. Die Befestigungsschicht 2 muss nicht vollständig abgetragen werden. Dadurch lassen sich Beschädigungen des Kerns 4 durch das Drehwerkzeug vermeiden. Vorteilhafterweise ist die Befestigungsschicht 0.5 bis 15 mm dick, bevorzugt 4 bis 8 mm dick. Die Befestigungsschicht 2 wird zumindestens teilweise in ihrer Dicke reduziert. Beispielsweise wird die Befestigungsschicht 2 bis auf die Hälfte ihrer Dicke abgetragen. Daraufhin wird der Kern 4 mit dieser teilweise dikkenreduzierten Befestigungsschicht 2 im Hohlraum eines neuen Mantels 3 positioniert und der Zwischenraum zwischen dem Kern 4 bzw. der dickenreduzierten Befestigungsschicht 2 und Mantel 3 mit einem Werkstoff gefüllt, der zu einer neuen Befestigungsschicht 2 aushärtet.

Claims (21)

  1. Walze (1) zum Führen, insbesondere zum Anpressen und/oder für die Druckbehandlung von bahnförmigen Materialien, mit einem Kern (4), der einen elastischen Mantel (3) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass Kern (4) und Mantel (3) direkt durch eine, in einem Zwischenraum zwischen Kern- und Mantelmaterial vorgesehene Befestigungsschicht (2) miteinander verbunden sind.
  2. Walze (1) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsschicht vorteilhafterweise 0.5 bis 15 mm dick, bevorzugt 4 bis 8 mm dick ist.
  3. Walze (1) gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsschicht (2) aus einem vernetzenden Werkstoff, bevorzugt aus einem Zwei-Komponenten-Werkstoff besteht.
  4. Walze (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Kern (4) und Mantel (3) unterschiedliche Elastizitätsmodule aufweisen und dass die Befestigungsschicht (2) ein Elastizitätsmodul von vorzugsweise im Bereich von 800 bis 1'000 N/mm2 aufweist, welches Elastizitätsmodul der Befestigungsschicht (2) den Unterschied der Elastizitätsmodule von Kern (4) und Mantel (3) reduziert.
  5. Walze (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aussenwand des Kerns (4) aufgerauht bzw. mit Strukturierungen (41) versehen ist und/oder dass eine Innenwand des Mantels (3) aufgerauht oder mit Strukturierungen (31) versehen ist, welche Aufrauhungen oder Strukturierungen (31, 41) einen formschlüssigen Eingriff der Befestigungsschicht (2) mit dem Kern (4) und/oder dem Mantel (3) ermöglichen.
  6. Walze (1) gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufrauhung durch den Abdruck einer Trennschicht (12) erzeugt ist.
  7. Verfahren zum Herstellen eines elastischen Mantels (3) für eine Walze (1) zum Führen, insbesondere zum Anpressen und/oder zum Druckbehandeln von bahnförmigen Materialien, wobei der Mantel (3) auf einem Dorn aus elastomerem Werkstoff geformt und sodann vulkanisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass unter einer ersten Lage aus elastomerem Werkstoff eine Trennschicht (12) lösbar angebracht und sodann der Mantel (3) gebildet wird.
  8. Verfahren zum Herstellen eines elastischen Mantels (3) für eine Walze (1) gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für die Trennschicht (12) so ausgewählt wird, dass der Abdruck der Oberfläche der Trennschicht (12) nach dem Entfernen der gewünschten Oberflächenstruktur bzw. Rauhigkeit der Manteloberfläche entspricht.
  9. Verfahren zum Herstellen eines elastischen Mantels (3) für eine Walze (1) gemäss Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trennschicht (12) aus einem textilen Flächengebilde eingesetzt wird.
  10. Verfahren zum Herstellen eines elastischen Mantels (3) für eine Walze (1) gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lage aus elastomerem Werkstoff 0,5 bis 10 mm dick, bevorzugt 2 bis 3 mm dick ist, dass sie aus Ebonit, bevorzugt aus NR, BR, SBR, NBR, NCR besteht und dass sie einen Schwefelanteil von 10 bis 90%, bevorzugt 20 bis 80% aufweist.
  11. Elastischer Mantel (3) hergestellt nach einem der Ansprüche 7 bis 10.
  12. Verfahren zur Herstellung einer Walze (1) für die Führung, insbesondere zum Anpressen und/oder für die Druckbehandlung von bahnförmigen Materialien, mit einem Kern (4), vorzugsweise einem Metallkern, der einen elastischen Mantel (3) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass Kern (4) und Mantel (3) in separaten Arbeitsschritten hergestellt werden, wobei der Mantel (3) einen Innendurchmesser hat, der grösser als der Aussendurchmesser vom Kern (4) ist, dass der Kern (4) im Mantel (3) relativ zu dessen Längsachse zentriert wird, dass der so gebildete Zwischenraum zwischen Kern (4) und Mantel (3) mit einem flüssigen, aushärtenden, insbesondere vernetzenden Werkstoff gefüllt wird, welcher Werkstoff im Zwischenraum zu einer Kern (4) und Mantel (3) verbindenden Befestigungsschicht (2) aushärtbar ist.
  13. Verfahren zur Herstellung einer Walze (1) gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff im Zwischenraum weitgehend schwundfrei sowie weitgehend temperfrei ausgehärtet wird.
  14. Verfahren zur Herstellung einer Walze (1) gemäss Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aussenwand des Kerns (4) aufgerauht oder mit Strukturierungen (41) versehen wird und/oder dass die Innenwand des Mantels (3) aufgerauht oder mit Strukturierungen (31) versehen wird.
  15. Verfahren zur Herstellung einer Walze (1) gemäss einem der Ansprüche 12 bis 14, unter Verwendung einer elastischen Mantels (3) gemäss Anspruch 11.
  16. Verfahren zur Herstellung einer Walze (1) gemäss Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (12) vor dem Positionieren des Mantels (3) auf dem Kern (4) entfernt wird.
  17. Verfahren zum Austauschen eines elastischen Mantels (3) einer Walze (1), insbesondere gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem Kern (4), der einen Mantel (3) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (3) bis in eine Befestigungsschicht (2) zwischen Kern (4) und Mantel (3) abgetragen und dabei die Befestigungsschicht (2) zumindestens teilweise dickenreduziert wird, dass ein neuer Mantel (3) auf dem Kern (4) über der in der Dicke reduzierten Befestigungsschicht (2) zentriert wird, und dass der verbleibende Zwischenraum zwischen der in der Dicke reduzierten Befestigungsschicht (2) und dem Mantel (3) mit einem flüssigen, aushärtenden, insbesondere vernetzenden Werkstoff gefüllt wird, welcher Werkstoff im Zwischenraum weitgehend schwundfrei aushärtet und sich dabei mit der teilweise abgetragenen Befestigungsschicht (2) verbindet.
  18. Verwendung eines Werkstoffes bestehend aus Epoxid-Harz bzw. aus Epoxid-Harz in Kombinination mit einem Vernetzer bzw. aus einem Epoxid-Kleber zum direkten Verbinden eines elastischen Mantels (3) mit einem Kern (4) einer Walze (1) zum Führen, insbesondere zum Anpressen und/oder für die Druckbehandlung von bahnförmigen Materialien und zum Erzeugen einer Befestigungsschicht (2) in einem Zwischenraum zwischen Mantel (3) und Kern (4).
  19. Verwendung eines Werkstoffes gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Vernetzer zumindestens teilweise modifizierte Polyamine wie Polyamidsamin enthält.
  20. Verwendung eines Werkstoffes gemäss Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Epoxid-Harz gemäss DIN 53018 bei 25°C einen Viskositätswert von 8'000 MPa sec aufweist und dass der Vernetzer einen Viskositätswert von 300 MPa sec aufweist.
  21. Verwendung eines elastischen Mantels (3) für eine Walze (1) zum Führen, insbesondere zum Anpressen und/oder zum Druckbehandeln von bahnförmigen Materialien, mit einem Kern (4), der den Mantel (3) trägt, wobei der Mantel (3) einer Oberflächenrauhigkeit kleiner/gleich 1 mm, bevorzugt kleiner/gleich 100 µm, bevorzugt im Bereich von 12 µm bis 25 µm im Bereich eines Zwischenraums zwischen Kern (4) und Mantel (3).
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