WO2010105868A1 - Roller - Google Patents
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- WO2010105868A1 WO2010105868A1 PCT/EP2010/050785 EP2010050785W WO2010105868A1 WO 2010105868 A1 WO2010105868 A1 WO 2010105868A1 EP 2010050785 W EP2010050785 W EP 2010050785W WO 2010105868 A1 WO2010105868 A1 WO 2010105868A1
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Definitions
- the invention relates to a roller having a sleeve rotatably mounted at both ends thereof.
- Such a roller is, for example, in the winding core, for example drum, for use in a winding machine on which a material web, in particular a paper or board web, is wound up.
- This winding core is preferably made of a hollow cylindrical winding core body and each attached to one of its two ends bearing journals with which it rests in operation in camps, which are usually supported on, for example, horizontal rails movable.
- the winding process is of great importance both in material web production and in material web refinement, since there is sometimes the risk that a material web which has hitherto been produced immaculately during winding will be so affected by winding defects that parts of a manufactured winding roll are not to be sold.
- winding defects include the so-called shiny spots, wrinkles or Platzer.
- the resulting winding errors are generally greater, the faster the winding machines are operated and the larger the diameter and finished weights of the wound rolls are produced.
- EP 1 310 445 B1 discloses a deflection-reduced winding axis which is obtained through the use of tubular sleeves in the edge regions of the main cylinder body ,
- crowning In order to improve or even out the nip pressure of roller pairs pressed against one another, the technique of so-called crowning is mostly used, that is to say a deviation from the cylindrical roller shape which is deliberately produced depending on the expected deflection as a result of the loading of the relevant roller.
- an inner chamber pressurized with oil pressure and a rotating roll shell are used include, whose deformation is substantially compensated by the external load by means of the internal pressure.
- the invention has for its object to provide an improved roller of the type mentioned, with the aforementioned problems are eliminated in a simpler and more reliable manner.
- the relief of selected zones, in particular edge zones of the roller used, for example, as a drum, or the equalization of the nip impression of, for example, press or calender rollers should be accomplished in the simplest possible and correspondingly cost-effective manner.
- the possibility should be created that the relief effect in question is dependent on the load occurring during operation or applied load.
- this object is achieved in that the roll mantle is at least partially provided with an outer elastic material layer whose flexibility changes in the direction of the roll axis, starting from the center region of the roll to the edge regions of the roll.
- Zones from zone to zone increases.
- the roller In the unloaded state, the roller may in particular have an at least substantially cylindrical shape.
- the different resilience of the roll shell is selected as a function of the load occurring during operation of the roll in order to compensate, in particular, a corresponding deflection of the roll at least substantially.
- the load of the roller during operation can be determined, for example, by the winding constructed on the roller or the winding core or drum, the weight of the roller and / or the like.
- the roller can thus be designed for example as a winding core for winding a material web, in particular paper or board web.
- the resilience of the elastic material layer in the two edge regions of the roller is preferably higher than in the middle region of the roller.
- the roll may in particular also be designed as a press roll in order to form a press nip with a mating surface.
- the resilience of the elastic material layer in the two edge regions of the roller is preferably higher than in the middle region.
- a press roll such a distribution of the differing flexibility over the roll axis is advantageous, in particular, when the roll is arranged at the bottom in the relevant press.
- the roll may in particular also be designed as a calender roll.
- the above-mentioned object is also achieved in that the roll mantle is provided at least in regions with an outer cover whose radial thickness, viewed in the direction of the roll axis, changes starting from the center region of the roll toward the two edge regions of the roll.
- the thickness of the outer cover decreases towards the two edge regions of the roller.
- the thickness of the outer cover starting from the central region of the roller to the two edge regions of the roller, in particular decrease continuously.
- the outer cover preferably consists of at least substantially incompressible material.
- the outer cover can be applied directly to the roll shell.
- the outer cover is deposited with compressible material.
- the roller provided with an outer cover of different thickness is designed as a winding core for winding up a material web, in particular a paper or board web.
- the roller may, for example, again be a press roll or calender roll.
- the cover has a different thickness and a variable compressibility in each case in the axial direction.
- Fig. 2 is a schematic representation of the deformed by the paper load spool and
- Fig. 3 is a schematic enlarged view of the left edge region of the reproduced in Fig. 2 loaded Tambours.
- Fig. 1 shows a schematic representation of an unloaded roller 10, which in the present case, for example, a winding core or spool for winding a material web, in particular paper or board web, is.
- the roller 10 comprises a jacket 12 which is rotatably mounted at both ends thereof.
- bearing journals 14 mounted on the two end faces of the roller or of the jacket may be provided.
- the roller shell 12 is at least partially provided with an outer elastic material layer 16, the flexibility seen in the direction of the roller axis 18, starting from the central region 20 to the two edge regions 22 of the roller 10 changes out.
- the resilience of the elastic material layer 16 starting from the middle region 20 of the roller 10 toward the two edge regions 22 of the roller 10 may increase in particular.
- the resilience of the elastic material layer can change continuously, for example increase, starting from the center region 20 towards the two edge regions 22.
- the elastic material layer 16 it is also possible, in particular, for the elastic material layer 16 to have an at least substantially equal flexibility in successive zones in the axial direction, and for the elasticity of the elastic material layer 16 to change from zone to zone starting from a central zone towards the peripheral zones. In this case, the resilience of the elastic material layer 16 can increase again from zone to zone, starting from the central zone towards the peripheral zones.
- the roller 10 has an at least substantially cylindrical shape in the unloaded state.
- FIG. 2 shows, in a schematic representation, the roller or drum 10 deformed by the paper load, that is to say, in particular, the roll 24 produced on the roll or drum 10.
- the roll 10 or its sheath 12 is therefore bent downwards in the present case.
- the different flexibility of the roll shell 12 can now be selected as a function of this occurring during operation load of the roller 10, in particular to compensate for a corresponding deflection of the roller 10 at least substantially.
- the upper contact line 26 extends at least substantially horizontally between the elastic material layer 16 and the winding 24 applied to the casing 12 .
- the corresponding deflection compensation takes place here in that the elastic see material layer 16 in the axial direction 18 is differentially substantially radially compressed.
- the resilience of the elastic material layer 16, in particular in the two edge regions 22 of the roller 10, may be higher than in the middle region 20.
- FIG. 3 shows a schematic enlarged representation of the left edge region of the roller or drum 10 shown in FIG. 2.
- the elastic material layer 16 in the axial direction 18 successive zones 28 - 32 each have an at least substantially equal flexibility, wherein the resilience of the elastic material layer 16 preferably from a central zone 28 to the axially outer peripheral zone 32 changes, here, for example, increases.
- an axially inner edge-side zone 30 can be provided between the central zone 28 and the axially outer edge-side zone.
- the aim of a corresponding design could be, for example, an increase of the permissible edge inclination of a spool by 1 mm / m.
- the elastic bedding becomes zone-wise, preferably in each case 2 to 3 zones in the edge region, stiffer, as a result of which the bending line in the edge region is smoothed.
- the cost of a spool with such reduced stiffness are about 10 - 15% lower than those of a comparable conventional spool.
- the additional costs for a layer according to the invention between the base body and the rubber cover of the spool should in any case be less than this saving.
- the outer diameter of the empty drum may also be smaller, which leads to greater flexibility in the design of the machine roller concerned.
- the roller 10 may for example also be designed as a press roll to form a press nip with a counter surface.
- the resilience of the elastic material layer 16 in the two edge regions 22 of the roller 10th in particular be higher again than in the middle region 20 (cf., for example, once again FIG.
- the roller 10 may for example also be designed as a calender roll.
- the elastic material layer of different flexibility or compressibility can therefore also be provided, for example, for a deflection compensation on press and calender rolls.
- the layer thickness, number of zones and width of the permissible inclination of the bending line or water surface can be varied.
- such a dimensioning is preferably provided that the difference in compressibility between two adjacent zones does not become too great in order not to initiate excessive bending stresses on the externally applied material layer or roll cover.
- the zone number can be increased, each with a small difference in compressibility in order to lower the bending AC voltage in the overlying reference below the allowable level.
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Abstract
Description
Walze roller
Die Erfindung betrifft eine Walze mit einem an seinen beiden Enden drehbar gelagerten Mantel.The invention relates to a roller having a sleeve rotatably mounted at both ends thereof.
Um eine solche Walze handelt es sich beispielsweise bei dem Wickelkern, zum Beispiel Tambour, für den Einsatz in einer Wickelmaschine, auf den eine Material- bahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn aufgewickelt wird. Dieser Wickelkern besteht vorzugsweise aus einem hohlzylindrischen Wickel kern körper und je einem an seinen beiden Enden angebrachten Lagerzapfen, mit denen er im Betrieb in Lagern ruht, die zumeist auf beispielsweise horizontalen Schienen bewegbar abgestützt sind.Such a roller is, for example, in the winding core, for example drum, for use in a winding machine on which a material web, in particular a paper or board web, is wound up. This winding core is preferably made of a hollow cylindrical winding core body and each attached to one of its two ends bearing journals with which it rests in operation in camps, which are usually supported on, for example, horizontal rails movable.
Dem Wickelvorgang kommt sowohl bei der Materialbahnherstellung als auch bei der Materialbahnveredelung eine sehr große Bedeutung zu, da bisweilen die Gefahr besteht, dass eine bisher einwandfrei hergestellte Materialbahn beim Wickeln derart durch Wickelfehler beeinträchtigt wird, dass Teile einer hergestellten Wi- ckelrolle unverkäuflich sind. Zu den bekannten Wickelfehlern gehören die sogenannten Glanzstellen, Falten oder Platzer. Die entstehenden Wickelfehler werden generell umso größer, je schneller die Wickelmaschinen betrieben werden und je größer die hergestellten Durchmesser und Fertiggewichte der Wickelrollen sind.The winding process is of great importance both in material web production and in material web refinement, since there is sometimes the risk that a material web which has hitherto been produced immaculately during winding will be so affected by winding defects that parts of a manufactured winding roll are not to be sold. Among the well-known winding defects include the so-called shiny spots, wrinkles or Platzer. The resulting winding errors are generally greater, the faster the winding machines are operated and the larger the diameter and finished weights of the wound rolls are produced.
Für die Entstehung von beispielsweise Glanzstellen gibt es eine Vielzahl von Theorien, wobei die am weitesten verbreitete Theorie die folgende ist: wenn die Materialbahn auf einen Wickelkern aufgewickelt wird und die dabei entstehende Wickelrolle allmählich ihren fertigen Durchmesser erreicht, bewirken die hohen Gewichtskräfte eine Durchbiegung des Wickelkerns, die letztendlich relative Ver- Schiebungen einzelner Materialbahnlagen (Axialverschiebungen) insbesondere in den Randbereichen gegeneinander bewirkt. Benachbarte Materialbahnlagen gleiten also aufgrund wirkender Schubspannungen unter Reibung aufeinander, was letztlich die unerwünschten Glanzstellen mit sich bringt.There are a variety of theories for the formation of, for example, glossy spots, the most common theory being that when the web is wound onto a winding core and the resulting winding roll gradually reaches its finished diameter, the high weight forces cause the winding core to deflect that ultimately have relative Slides of individual material web layers (axial displacements) in particular in the edge regions against each other causes. Adjacent web web layers glide on each other due to acting shear stresses under friction, which ultimately brings with it the unwanted highlights.
Um der beim Aufwickeln einer Materialbahn wie insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn auftretenden Randneigung der Walze bzw. Wickelkerns entgegenzuwirken, ist in der EP 1 310 445 B1 eine durchbiegungsreduzierte Wickelachse angegeben, die durch den Einsatz von Rohrhülsen in den Randbereichen des Tambour-Grundkörpers erhalten wird.In order to counteract the edge inclination of the roller or winding core occurring during winding of a material web, such as, in particular, a paper or board web, EP 1 310 445 B1 discloses a deflection-reduced winding axis which is obtained through the use of tubular sleeves in the edge regions of the main cylinder body ,
Zur Versteifung von Tambouren oder anderen Walzen, deren Durchbiegung oder Randneigung technologischen Einfluss hat, wurde auch bereits eine faserverstärkte Ummantelung des betreffenden Walzenkörpers vorgeschlagen.For stiffening drums or other rolls whose deflection or edge inclination has technological influence, a fiber-reinforced casing of the relevant roll body has also been proposed.
Bei den bisher üblichen Standardausführungen von Tambouren wird eine ausreichend hohe Steifigkeit durch entsprechende Durchmesser und Wandstärken erreicht.In the usual standard designs of tambours a sufficiently high rigidity is achieved by appropriate diameters and wall thicknesses.
Zur Verbesserung bzw. Vergleichmäßigung des Nipabdrucks von gegeneinander gepressten Walzenpaaren wird meistens die Technik des sogenannten Bombie- rens angewandt, das heißt eine je nach erwarteter Durchbiegung infolge der Belastung der betreffenden Walze gezielt hergestellte Abweichung von der zylindrischen Walzenform.In order to improve or even out the nip pressure of roller pairs pressed against one another, the technique of so-called crowning is mostly used, that is to say a deviation from the cylindrical roller shape which is deliberately produced depending on the expected deflection as a result of the loading of the relevant roller.
Überdies werden für anspruchsvolle Anwendungen wie beispielsweise an Kalandern oder für Anwendungen, die eine große Bandbreite an Niplast zulassen müssen, Durchbiegungsausgleichswalzen eingesetzt, die ein feststehendes Joch, eine mit Öldruck beaufschlagte Innenkammer und einen rotierenden Walzenmantel umfassen, dessen Verformung durch die äußere Belastung mit Hilfe des Innendrucks im Wesentlichen kompensiert wird.Moreover, for demanding applications such as on calenders or for applications requiring a wide range of Niplast deflection deflection rolls employing a fixed yoke, an inner chamber pressurized with oil pressure and a rotating roll shell are used include, whose deformation is substantially compensated by the external load by means of the internal pressure.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Walze der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die zuvor genannten Probleme auf einfachere und zuverlässigere Weise beseitigt sind. Dabei soll insbesondere die Entlastung ausgewählter Zonen, insbesondere Randzonen der beispielsweise als Tambour eingesetzten Walze bzw. die Vergleichmäßigung des Nipabdrucks von beispielsweise Press- oder Kalanderwalzen auf möglichst einfache und entsprechend kos- tengünstige Art und Weise bewerkstelligt werden. Zudem soll insbesondere auch die Möglichkeit geschaffen werden, dass der betreffende Entlastungseffekt von der im Betrieb auftretenden Belastung bzw. aufgebrachten Belastung abhängig ist.The invention has for its object to provide an improved roller of the type mentioned, with the aforementioned problems are eliminated in a simpler and more reliable manner. In particular, the relief of selected zones, in particular edge zones of the roller used, for example, as a drum, or the equalization of the nip impression of, for example, press or calender rollers should be accomplished in the simplest possible and correspondingly cost-effective manner. In addition, in particular, the possibility should be created that the relief effect in question is dependent on the load occurring during operation or applied load.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Walzenmantel zumindest bereichsweise mit einer äußeren elastischen Materialschicht versehen ist, deren Nachgiebigkeit sich in Richtung der Walzenachse betrachtet ausgehend vom Mittenbereich der Walze zu den Randbereichen der Walze hin ändert.According to the invention, this object is achieved in that the roll mantle is at least partially provided with an outer elastic material layer whose flexibility changes in the direction of the roll axis, starting from the center region of the roll to the edge regions of the roll.
Aufgrund dieser Ausbildung kann den eingangs genannten Problemen wie insbe- sondere der Randneigung beim Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, oder beispielsweise eines ungleichmäßigen Nipabdrucks auf einfachere und entsprechend kostengünstigere Weise begegnet werden. So kann beispielsweise die Steifigkeit von Tambourrohren, deren derzeit erforderliche Wandstärke weit über die Erfordernisse der Festigkeit hinausgehen, deutlich reduziert werden. Zudem ist ohne weiteres auch die Nachrüstung von bereits vorhandenen Tambouren möglich. Für Presswalzen ergibt sich zusätzlich der Vorteil, dass die bisher auf einen bestimmten Belastungsfall optimierte Bombierung durch die erfindungsgemäße Lösung mit breitem Anwendungsfenster ersetzt werden kann. Bevorzugt nimmt die Nachgiebigkeit der elastischen Materialschicht ausgehend vom Mittenbereich der Walze zu den beiden Randbereichen der Walze hin zu.Because of this design, the above-mentioned problems, such as in particular the tendency to edge when winding a material web, in particular paper or board web, or, for example, an uneven Nipabdrucks be met in a simpler and more cost-effective manner. Thus, for example, the rigidity of Tambourrohren whose currently required wall thickness go far beyond the requirements of strength, can be significantly reduced. In addition, the retrofitting of existing Tambouren is readily possible. For press rolls additionally results in the advantage that the previously optimized to a specific load case camber can be replaced by the inventive solution with a wide application window. The resilience of the elastic material layer preferably increases starting from the central region of the roller toward the two edge regions of the roller.
Eine bevorzugte praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Walze zeichnet sich dadurch aus, dass die elastische Materialschicht in Axialrichtung aufeinanderfolgenden Zonen jeweils eine zumindest im Wesentlichen gleicheA preferred practical embodiment of the roller according to the invention is characterized in that the elastic material layer in the axial direction successive zones each one at least substantially the same
Nachgiebigkeit besitzt und sich die Nachgiebigkeit der elastischen Materialschicht ausgehend von einer mittleren Zone zu den axial äußeren randseitigen Zonen hin von Zone zu Zone ändert. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Nachgiebigkeit der elastischen Materialschicht ausgehend von der mittleren Zone zu den randseitigenHas compliance and the flexibility of the elastic material layer changes from a central zone to the axially outer edge-side zones from zone to zone. It is advantageous if the resilience of the elastic material layer, starting from the middle zone to the edge side
Zonen hin von Zone zu Zone zunimmt.Zones from zone to zone increases.
Im unbelasteten Zustand kann die Walze insbesondere eine zumindest im Wesentlichen zylindrische Form besitzen.In the unloaded state, the roller may in particular have an at least substantially cylindrical shape.
Vorteilhafterweise ist die unterschiedliche Nachgiebigkeit des Walzenmantels in Abhängigkeit von der im Betrieb auftretenden Belastung der Walze gewählt, um insbesondere eine entsprechende Durchbiegung der Walze zumindest im Wesentlichen zu kompensieren.Advantageously, the different resilience of the roll shell is selected as a function of the load occurring during operation of the roll in order to compensate, in particular, a corresponding deflection of the roll at least substantially.
Die Belastung der Walze im Betrieb kann beispielsweise durch den auf der Walze bzw. dem Wickelkern oder Tambour aufgebauten Wickel, das Eigengewicht der Walze und/oder dergleichen bestimmt sein.The load of the roller during operation can be determined, for example, by the winding constructed on the roller or the winding core or drum, the weight of the roller and / or the like.
Die Walze kann also beispielsweise als Wickelkern zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn ausgeführt sein. Dabei ist bevorzugt die Nachgiebigkeit der elastischen Materialschicht in den beiden Randbereichen der Walze höher als im Mittenbereich der Walze. Die Walze kann insbesondere auch als Presswalze ausgeführt sein, um mit einer Gegenfläche einen Pressnip zu bilden. Dabei ist die Nachgiebigkeit der elastischen Materialschicht in den beiden Randbereichen der Walze vorzugsweise höher als im Mittenbereich. Bei einer Presswalze ist eine solche Verteilung der unterschiedlichen Nachgiebigkeit über die Walzenachse insbesondere dann von Vorteil, wenn die Walze in der betreffenden Presse unten angeordnet ist.The roller can thus be designed for example as a winding core for winding a material web, in particular paper or board web. In this case, the resilience of the elastic material layer in the two edge regions of the roller is preferably higher than in the middle region of the roller. The roll may in particular also be designed as a press roll in order to form a press nip with a mating surface. The resilience of the elastic material layer in the two edge regions of the roller is preferably higher than in the middle region. In the case of a press roll, such a distribution of the differing flexibility over the roll axis is advantageous, in particular, when the roll is arranged at the bottom in the relevant press.
Die Walze kann insbesondere auch als Kalanderwalze ausgeführt sein.The roll may in particular also be designed as a calender roll.
Erfindungsgemäß kann also insbesondere in einzelnen Zonen ausgehend von der Walzenmitte zum Rand hin elastisches Material mit unterschiedlicher Nachgiebigkeit auf den Walzenmantel aufgebracht sein. Im unbelasteten Zustand ist eine zylindrische Form der Walze gegeben. Bei einer entsprechenden Verteilung der unterschiedlichen Nachgiebigkeiten in Axialrichtung kann jedoch unter Belastung abhängig von der Größe der Belastungskraft beispielsweise der Randbereich stärker komprimiert werden als der Mittenbereich, um damit eine sogenannte Randneigung zu verringern, was insbesondere im Zusammenhang mit Wickelkernen oder Tambouren von Vorteil ist, oder eine überhöhte Randpressung zu vermeiden, was beispielsweise bei Presswalzen oder Kalanderwalzen von Bedeutung ist.Thus, according to the invention, in particular in individual zones, starting from the middle of the roll towards the edge, elastic material with different flexibility can be applied to the roll shell. In the unloaded state, a cylindrical shape of the roller is given. With a corresponding distribution of the different compliances in the axial direction, however, the edge region can be compressed more strongly than the central region under load, depending on the magnitude of the loading force, in order to reduce so-called edge inclination, which is advantageous in particular in connection with hubs or tambours, or To avoid excessive edge pressure, which is important for press rolls or calender rolls, for example.
Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass der Walzenmantel zumindest bereichsweise mit einem äußeren Bezug versehen ist, dessen radiale Dicke sich in Richtung der Walzenachse betrachtet ausgehend vom Mittenbereich der Walze zu den beiden Randbereichen der Walze hin ändert.According to the invention, the above-mentioned object is also achieved in that the roll mantle is provided at least in regions with an outer cover whose radial thickness, viewed in the direction of the roll axis, changes starting from the center region of the roll toward the two edge regions of the roll.
Bevorzugt nimmt dabei die Dicke des äußeren Bezuges ausgehend vom Mittenbereich der Walze zu den beiden Randbereichen der Walze hin ab. Dabei kann die Dicke des äußeren Bezuges ausgehend vom Mittenbereich der Walze zu den beiden Randbereichen der Walze hin insbesondere kontinuierlich abnehmen.Preferably, the thickness of the outer cover, starting from the middle region of the roller, decreases towards the two edge regions of the roller. In this case, the thickness of the outer cover, starting from the central region of the roller to the two edge regions of the roller, in particular decrease continuously.
Mit dieser alternativen zweiten erfindungsgemäßen Lösung ist also insbesondere eine keilförmige, zur Mitte hin abnehmende Freistellung im Randbereich des Walzenbezugs möglich.With this alternative second solution according to the invention, in particular, a wedge-shaped free position decreasing towards the center is possible in the edge region of the roll cover.
Mit dieser zweiten Lösung wird ein ähnlicher Effekt wie mit der ersten Lösung erzielt.This second solution achieves a similar effect to the first solution.
Der äußere Bezug besteht bevorzugt aus zumindest im Wesentlichen nicht kom- pressiblem Material.The outer cover preferably consists of at least substantially incompressible material.
Der äußere Bezug kann direkt auf den Walzenmantel aufgebracht sein.The outer cover can be applied directly to the roll shell.
In bestimmten Fällen ist es jedoch auch von Vorteil, wenn der äußere Bezug mit kompressiblem Material hinterlegt ist.In certain cases, however, it is also advantageous if the outer cover is deposited with compressible material.
Bevorzugt ist die mit einem äußeren Bezug unterschiedlicher Dicke versehene Walze als Wickelkern zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papieroder Kartonbahn ausgeführt. Grundsätzlich kann es sich bei der Walze jedoch beispielsweise auch wieder um eine Presswalze oder Kalanderwalze handeln.Preferably, the roller provided with an outer cover of different thickness is designed as a winding core for winding up a material web, in particular a paper or board web. In principle, however, the roller may, for example, again be a press roll or calender roll.
Grundsätzlich ist auch eine Kombination der beiden erfindungsgemäßen Lösungsansätze denkbar, indem der Bezug eine unterschiedliche Dicke und eine variable Kompressibilität jeweils in axialer Richtung aufweist.In principle, a combination of the two approaches according to the invention is conceivable in that the cover has a different thickness and a variable compressibility in each case in the axial direction.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Be- zugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines unbelasteten Tambours,The invention will be explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawing; in this show: 1 is a schematic representation of an unloaded spool,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des durch die Papierbelastung verformten Tambours undFig. 2 is a schematic representation of the deformed by the paper load spool and
Fig. 3 eine schematische vergrößerte Darstellung des linken Randbereichs des in der Fig. 2 wiedergegebenen belasteten Tambours.Fig. 3 is a schematic enlarged view of the left edge region of the reproduced in Fig. 2 loaded Tambours.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine unbelastete Walze 10, bei der es sich im vorliegenden Fall beispielsweise um einen Wickelkern oder Tambour zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, handelt.Fig. 1 shows a schematic representation of an unloaded roller 10, which in the present case, for example, a winding core or spool for winding a material web, in particular paper or board web, is.
Die Walze 10 umfasst einen an seinen beiden Enden drehbar gelagerten Mantel 12. Zur drehbaren Lagerung können beispielsweise an den beiden Stirnseiten der Walze bzw. des Mantels angebrachte Lagerzapfen 14 vorgesehen sein.The roller 10 comprises a jacket 12 which is rotatably mounted at both ends thereof. For pivotable mounting, for example, bearing journals 14 mounted on the two end faces of the roller or of the jacket may be provided.
Der Walzenmantel 12 ist zumindest bereichsweise mit einer äußeren elastischen Materialschicht 16 versehen, deren Nachgiebigkeit sich in Richtung der Walzenachse 18 betrachtet ausgehend vom Mittenbereich 20 zu den beiden Randbereichen 22 der Walze 10 hin ändert.The roller shell 12 is at least partially provided with an outer elastic material layer 16, the flexibility seen in the direction of the roller axis 18, starting from the central region 20 to the two edge regions 22 of the roller 10 changes out.
Dabei kann die Nachgiebigkeit der elastischen Materialschicht 16 ausgehend vom Mittenbereich 20 der Walze 10 zu den beiden Randbereichen 22 der Walze 10 hin insbesondere zunehmen. Die Nachgiebigkeit der elastischen Materialschicht kann sich ausgehend vom Mittenbereich 20 zu den beiden Randbereichen 22 hin kontinuierlich ändern, beispielsweise zunehmen.In this case, the resilience of the elastic material layer 16 starting from the middle region 20 of the roller 10 toward the two edge regions 22 of the roller 10 may increase in particular. The resilience of the elastic material layer can change continuously, for example increase, starting from the center region 20 towards the two edge regions 22.
Es ist jedoch insbesondere auch möglich, dass die elastische Materialschicht 16 in Axialrichtung aufeinanderfolgenden Zonen jeweils eine zumindest im Wesentlichen gleiche Nachgiebigkeit besitzt und sich die Nachgiebigkeit der elastischen Materialschicht 16 ausgehend von einer mittleren Zone zu den randseitigen Zonen hin von Zone zu Zone ändert. Dabei kann die Nachgiebigkeit der elastischen Ma- tehalschicht 16 ausgehend von der mittleren Zone zu den randseitigen Zonen hin insbesondere von Zone zu Zone wieder zunehmen.However, it is also possible, in particular, for the elastic material layer 16 to have an at least substantially equal flexibility in successive zones in the axial direction, and for the elasticity of the elastic material layer 16 to change from zone to zone starting from a central zone towards the peripheral zones. In this case, the resilience of the elastic material layer 16 can increase again from zone to zone, starting from the central zone towards the peripheral zones.
Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, besitzt die Walze 10 im unbelasteten Zustand eine zumindest im Wesentlichen zylindrische Form.As can be seen with reference to FIG. 1, the roller 10 has an at least substantially cylindrical shape in the unloaded state.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung die durch die Papierbelastung, das heißt insbesondere den auf der Walze bzw. Tambour 10 erzeugten Wickel 24 verformte Walze bzw. Tambour 10. Die Walze 10 bzw. deren Mantel 12 ist im vorliegenden Fall also nach unten durchgebogen.FIG. 2 shows, in a schematic representation, the roller or drum 10 deformed by the paper load, that is to say, in particular, the roll 24 produced on the roll or drum 10. The roll 10 or its sheath 12 is therefore bent downwards in the present case.
Die unterschiedliche Nachgiebigkeit des Walzenmantels 12 kann nun in Abhängigkeit von dieser im Betrieb auftretenden Belastung der Walze 10 gewählt sein, um insbesondere eine entsprechende Durchbiegung der Walze 10 zumindest im Wesentlichen zu kompensieren.The different flexibility of the roll shell 12 can now be selected as a function of this occurring during operation load of the roller 10, in particular to compensate for a corresponding deflection of the roller 10 at least substantially.
Wie anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, kann dadurch erreicht werden, dass trotz der Durchbiegung der Walze 10 bzw. des Walzenmantels 12 die obere Berührungslinie 26 zwischen der auf den Mantel 12 aufgebrachten elastischen Materialschicht 16 und dem Wickel 24 zumindest im Wesentlichen horizontal verläuft. Der entsprechende Durchbiegungsausgleich erfolgt hier also dadurch, dass die elasti- sehe Materialschicht 16 in Axialrichtung 18 unterschiedlich stark im Wesentlichen radial komprimiert wird.As can be seen with reference to FIG. 2, it can be achieved that, despite the deflection of the roller 10 or of the roller shell 12, the upper contact line 26 extends at least substantially horizontally between the elastic material layer 16 and the winding 24 applied to the casing 12 , The corresponding deflection compensation takes place here in that the elastic see material layer 16 in the axial direction 18 is differentially substantially radially compressed.
Dazu kann im vorliegenden Fall die Nachgiebigkeit der elastischen Materialschicht 16 insbesondere in den beiden Randbereichen 22 der Walze 10 höher als im Mittenbereich 20 sein.For this purpose, in the present case, the resilience of the elastic material layer 16, in particular in the two edge regions 22 of the roller 10, may be higher than in the middle region 20.
Fig. 3 zeigt in schematischer vergrößerter Darstellung den linken Randbereich der in der Fig. 2 wiedergegebenen Walze bzw. Tambours 10.FIG. 3 shows a schematic enlarged representation of the left edge region of the roller or drum 10 shown in FIG. 2.
Wie anhand dieser Fig. 3 zu erkennen ist, kann die elastische Materialschicht 16 in Axialrichtung 18 aufeinanderfolgenden Zonen 28 - 32 jeweils eine zumindest im Wesentlichen gleiche Nachgiebigkeit besitzen, wobei sich die Nachgiebigkeit der elastischen Materialschicht 16 vorzugsweise ausgehend von einer mittleren Zone 28 zur axial äußeren randseitigen Zone 32 hin ändert, hier beispielsweise zunimmt. Wie anhand der Fig. 3 zu erkennen ist, kann zwischen der mittleren Zone 28 und der axial äußeren randseitigen Zone eine axial innere randseitige Zone 30 vorgesehen sein.As can be seen from this Fig. 3, the elastic material layer 16 in the axial direction 18 successive zones 28 - 32 each have an at least substantially equal flexibility, wherein the resilience of the elastic material layer 16 preferably from a central zone 28 to the axially outer peripheral zone 32 changes, here, for example, increases. As can be seen with reference to FIG. 3, an axially inner edge-side zone 30 can be provided between the central zone 28 and the axially outer edge-side zone.
In der Fig. 3 sind insbesondere auch die verschiedenen Lagen 34 der den Wickel 24 bildenden Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, zu erkennen.In particular, the various layers 34 of the material web forming the winding 24, in particular paper or board web, can also be seen in FIG.
Zudem sind in dieser Figur die neutrale Achse 18 der unbelasteten Walze bzw. Tambours 10 und die verformte Achse 36 der belasteten Walze bzw. Tambours oder Tambourrohres 10 dargestellt.In addition, in this figure, the neutral axis 18 of the unloaded roller or drum 10 and the deformed axis 36 of the loaded roller or drum or spool 10 are shown.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt die axial äußere randseitige ZoneIn the present embodiment has the axially outer edge-side zone
32 eine relativ hohe, die axial innere randseitige Zone 30 eine mittlere und die mittlere Zone 28 eine relativ geringe bzw. die geringste Kompressibilität. Diese drei Zonen 28 bis 32 werden im vorliegenden Fall durch den Wickel 24, das heißt insbesondere durch dessen Gewicht verformt. Dagegen ist im unteren Bereich die entlastete, unverformte Randzone 38 zu erkennen.32 a relatively high, the axially inner edge-side zone 30, a middle and the middle zone 28, a relatively low or the lowest compressibility. These three zones 28 to 32 are in the present case by the winding 24, that is especially deformed by its weight. In contrast, the unloaded, undeformed edge zone 38 can be seen in the lower area.
Im Folgenden wird ein konkretes Beispiel bzw. eine bevorzugte Ausführungsform der Walze bzw. des Tambours angegeben.In the following, a concrete example or a preferred embodiment of the roller or the drum is given.
Ziel einer entsprechenden Auslegung könnte zum Beispiel eine Erhöhung der zulässigen Randneigung eines Tambours um 1 mm/m sein. Dazu wäre es erforderlich, die Kompressibilität und Schichtdicke der elastischen Bettung oder Mate- rialschicht so zu wählen, dass im Randbereich von ca. 500 mm eine Kompression von zumindest 1 - 2 mm entsprechend einer Stauchung des elastischen Materials von zum Beispiel 10 mm Schichtdicke von 10 bis 20 % erfolgt. Zur Walzenmitte hin wird die elastische Bettung zonenweise, vorzugsweise jeweils 2 bis 3 Zonen im Randbereich, steifer, wodurch die Biegelinie im Randbereich geglättet wird.The aim of a corresponding design could be, for example, an increase of the permissible edge inclination of a spool by 1 mm / m. For this purpose, it would be necessary to select the compressibility and layer thickness of the elastic bedding or material layer such that in the edge region of about 500 mm a compression of at least 1 - 2 mm corresponding to a compression of the elastic material, for example 10 mm layer thickness of 10 up to 20%. Towards the center of the roll, the elastic bedding becomes zone-wise, preferably in each case 2 to 3 zones in the edge region, stiffer, as a result of which the bending line in the edge region is smoothed.
Die Kosten für einen Tambour mit derart reduzierter Steifigkeit liegen um ca. 10 - 15 % niedriger als diejenigen eines vergleichbaren herkömmlichen Tambours. Die Mehrkosten für eine erfindungsgemäße Schicht zwischen Grundkörper und Gummibezug des Tambours sollten jedenfalls geringer als diese Ersparnis sein.The cost of a spool with such reduced stiffness are about 10 - 15% lower than those of a comparable conventional spool. The additional costs for a layer according to the invention between the base body and the rubber cover of the spool should in any case be less than this saving.
Die Außendurchmesser des Leertambours können gegebenenfalls auch kleiner ausfallen, was zu einer größeren Flexibilität bei der Auslegung des betreffenden Maschinenrollers führt.If necessary, the outer diameter of the empty drum may also be smaller, which leads to greater flexibility in the design of the machine roller concerned.
Abgesehen davon eröffnet sich, wie bereits erwähnt, die Möglichkeit eines Nach- rüstens von bereits vorhandenen, zu schwach dimensionierten Tambouren.Apart from that, as already mentioned, the possibility of retrofitting already existing, too weakly dimensioned drumming opens up.
Die Walze 10 kann beispielsweise auch als Presswalze ausgeführt sein, um mit einer Gegenfläche einen Pressnip zu bilden. Dabei kann die Nachgiebigkeit der elastischen Materialschicht 16 in den beiden Randbereichen 22 der Walze 10 insbesondere wieder höher sein als im Mittenbereich 20 (vgl. beispielsweise nochmals Fig. 1 ).The roller 10 may for example also be designed as a press roll to form a press nip with a counter surface. In this case, the resilience of the elastic material layer 16 in the two edge regions 22 of the roller 10th in particular be higher again than in the middle region 20 (cf., for example, once again FIG.
Die Walze 10 kann beispielsweise auch als Kalanderwalze ausgeführt sein.The roller 10 may for example also be designed as a calender roll.
Die elastische Materialschicht unterschiedlicher Nachgiebigkeit bzw. Kompressibilität kann also beispielsweise auch für einen Durchbiegungsausgleich an Press- und Kalanderwalzen vorgesehen sein. Je nach Anwendungsfall kann die Schichtdicke, Zonenanzahl und -breite der zulässigen Neigung der Biegelinie bzw. Was- seroberfläche variiert werden.The elastic material layer of different flexibility or compressibility can therefore also be provided, for example, for a deflection compensation on press and calender rolls. Depending on the application, the layer thickness, number of zones and width of the permissible inclination of the bending line or water surface can be varied.
Bevorzugt ist insbesondere eine solche Dimensionierung vorgesehen, dass der Kompressibilitätsunterschied zwischen zwei benachbarten Zonen nicht zu groß wird, um an der außen aufgebrachten Materialschicht oder Walzenbezug keine zu großen Biegebeanspruchungen einzuleiten. Gegebenenfalls kann die Zonenzahl mit jeweils geringem Kompressibilitätsunterschied erhöht werden, um die Biegewechselspannung im darüberliegenden Bezug unter das zulässige Niveau zu senken. In particular, such a dimensioning is preferably provided that the difference in compressibility between two adjacent zones does not become too great in order not to initiate excessive bending stresses on the externally applied material layer or roll cover. Optionally, the zone number can be increased, each with a small difference in compressibility in order to lower the bending AC voltage in the overlying reference below the allowable level.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Walze, Tambour 12 Mantel10 roller, drum 12 coat
14 Lagerzapfen14 journal
16 Materialschicht16 material layer
18 Walzenachse, neutrale Achse, Axialrichtung18 roll axis, neutral axis, axial direction
20 Mittenbereich 22 Randbereich20 center area 22 edge area
24 Wickel24 wraps
26 Berührungslinie26 contact line
28 mittlere Zone28 middle zone
30 axial innere randseitige Zone 32 axial äußere randseitige Zone30 axially inner edge zone 32 axially outer edge zone
34 Lage34 location
36 verformte Achse36 deformed axis
38 entlastete, unverformte Randzone 38 unloaded, undeformed edge zone
Claims
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Also Published As
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