Kontaktwalze für eine Wickelmaschine

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Kontaktwalze (1) für eine Wickelmaschine zur Aufwicklung von Bahnmaterial aus Kunststoff, wobei die Kontaktwalze (1) ein Trägerrohr (10) und eine auf den Außenumfang des Trägerrohres (10) aufgebrachte Beschichtung (11) aufweist, wobei die Beschichtung mehrschichtig ausgebildet ist und zumindest eine innere auf das Trägerrohr (10) aufgebrachte Innenschicht (110) und eine außenseitig auf die Innenschicht (110) aufgebrachte Außenschicht (112) umfasst, welche die Oberfläche der Kontaktwalze (1) bildet, wobei die Innenschicht (110) elastisch mit einer geringeren Härte als die Außenschicht (112) ausgebildet ist. Es wird ferner eine Wickelmaschine mit einer derartigen Kontaktwalze sowie die Verwendung einer solchen Kontaktwalze angegeben.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kontaktwalze für eine Wickelmaschine zur Aufwicklung von Bahnmaterial aus Kunststoff, wobei die Kontaktwalze ein Trägerrohr und eine auf den Außenumfang des Trägerrohres aufgebrachte Beschichtung aufweist.

[0002] Sogenannte Kontaktwickler zur Aufwicklung von kontinuierlich zulaufenden Bahnmaterialien aus Kunststoff, etwa Folien- oder Vliesbahnen, bei denen eine Kontaktwalze und eine daran durch Friktionsantrieb drehende Wickelwelle vorgesehen sind, auf der die zulaufende Materialbahn kontinuierlich zu einem Coil aufgewickelt wird, sind vielfältig bekannt. Es wird hierzu lediglich beispielhaft auf die DE 42 13 712 C2 verwiesen.

[0003] Die hierzu aus dem Stand der Technik bekannt gewordenen Kontaktwalzen weisen je nach Anwendungsfall eine metallische, üblicherweise verchromte oder plasmabeschichtete harte Oberfläche auf oder sind mit einer Beschichtung auf Basis eines Natur- oder Synthesekautschuks, d.h. einer sogenannten Gummierung versehen, wobei diese entweder eine glatte oder auch eine mit rillenförmigen Vertiefungen ausgebildete Oberfläche aufweisen kann.

[0004] Die eingesetzte Gummierung verleiht einer solchermaßen ausgebildeten Kontaktwalze eine gewisse Elastizität, so dass zwischen der Kontaktwalze und der anliegenden Wickelwelle ein gewünschter Anpressdruck eingestellt werden kann.

[0005] Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, dass die bekannten Kontaktwalzen nur mit den radial höchsten Punkten der Wickelwelle bzw. des sich darauf ausbildenden Coils des aufgewickelten Bahnmaterials in Berührung kommen. Aufgrund der üblichen großen axialen Länge von Kontaktwalzen von mindestens 1.000, häufig auch über 3.000 mm, müssen diese eine große Eigensteifigkeit aufweisen und sind üblicherweise nicht in der Lage, der sich zwangsläufig z. B. aufgrund von Dickenfehlern und Durchbiegungen der Wickelwelle ergebenden ungleichförmigen Oberfläche des Coils zu folgen.

[0006] Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Kontaktwalze der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie auch ungleichförmigen Oberflächen eines sich auf einer Wickelwelle ausbildenden Coils eines aufgewickelten Bahnmaterials mit hoher Nachgiebigkeit und Elastizität zu folgen vermag und darüber hinaus auch schwingungsdämpfende Eigenschaften aufweisen soll.

[0007] Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß die Ausbildung einer Kontaktwalze gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgeschlagen.

[0008] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kontaktwalze sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0009] Der erfindungsgemäße Vorschlag sieht vor, die Kontaktwalze nach Art einer "Sandwich-Bauweise" aufzubauen, indem die Beschichtung mehrschichtig ausgebildet wird und zumindest eine innere auf das Trägerrohr aufgebrachte Innenschicht und eine außenseitig auf die Innenschicht aufgebrachte Außenschicht umfasst, welche zugleich auch die äußere Oberfläche der Kontaktwalze bildet, wobei die Innenschicht hochelastisch mit einer geringeren Härte als die Außenschicht ausgebildet ist.

[0010] Die Innenschicht ist aufgrund ihrer geringen. Härte sehr nachgiebig und elastisch und weist gute Dämpfungseigenschaften auf, wobei diese Eigenschaften vom Fachmann je nach Anwendung durch Variation ihrer Dicke und ihres Aufbaus variiert werden können.

[0011] Auf die weiche Innenschicht wird eine gegenüber der Innenschicht deutlich härtere, vorzugsweise dichte und verschleißarme Außenschicht aufgebracht, die darüber hinaus mechanisch gut bearbeitbar ist, um beispielsweise durch Beschleifen eine exakt zylindrische Oberfläche zu erhalten oder aber gewünschte Nut- oder Rillenprofilierungen einbringen zu können.

[0012] Bevorzugt ist die Innenschicht aus einem weichelastischen Material mit einer Shore-Härte A von 2 bis 30 ausgebildet, während die Außenschicht aus einem Material mit einer Shore-Härte A von 40 bis 90 ausgebildet ist. Es ist weiter bevorzugt, dass die Innenschicht und/oder die Außenschicht auf Basis von Natur-oder Synthesekautschuken ausgebildet ist, wobei sich durch entsprechende Rezeptur der verwendeten Kautschukmischung die gewünschten Shore-Härten leicht einstellen lassen.

[0013] Nach einem weiter bevorzugten Vorschlag der Erfindung ist die Innenschicht geschäumt ausgebildet, d.h. sie weist eine vorzugsweise überwiegend geschlossenzellige Schaumstruktur mit einer durchschnittlichen Zellgröße von 0,05 bis 1,0 mm auf. Die insofern in die Innenschicht eingebetteten Gasblasen erhöhen die Nachgiebigkeit und Elastizität sowie Dämpfungseigenschaften der Innenschicht nochmals und verleihen dieser darüber hinaus ein außerordentlich geringes Gewicht, so dass das Eigengewicht der erfindungsgemäßen Kontaktwalze und damit auch deren Durchbiegung bei großer axialer Länge begrenzt werden kann.

[0014] Die jeweiligen Schichtdicken der Innen- und Außenschicht richten sich nach den Erfordernissen des jeweiligen Anwendungsfalles und nach der axialen Länge der Kontaktwalze, welche wiederum von der Breite des zulaufenden aufzuwickelnden Bahnmateriales abhängig ist. Übliche Dickenbereiche liegen für die Innenschicht im Bereich von 5 bis 30 mm und für die Außenschicht im Bereich von 0,5 bis 5 mm Die Auswahl größerer Dicken für die Innenschicht verleiht dieser höhere Elastizität und Nachgiebigkeit und verbessert deren Dämpfungseigenschaften.

[0015] Die Innenschicht und die Außenschicht und/oder die Innenschicht und das Trägerrohr können bei Bedarf mittels einer geeigneten haftvermittelnden Schicht miteinander verbunden werden oder aber auch durch andere geeignete Verfahren, beispielsweise Aufschrumpfen und dergleichen mehr aufeinander angeordnet werden.

[0016] Das Trägerrohr der erfindungsgemäßen Kontaktwalze wird üblicherweise aus Stahl, Aluminium oder auch aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) gebildet, wobei jedoch selbstverständlich auch andere Materialien vom Fachmann je nach Bedarf ausgewählt werden können.

[0017] Eine solche vorangehend erläuterte Kontaktwalze ist insbesondere zur Verwendung in einer Wickelmaschine zur Aufwicklung von kontinuierlich zulaufendem Bahnmaterial aus Kunststoff, etwa einer Folienbahn oder Vliesbahn geeignet.

[0018] Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten der erfindungsgemäßen Kontaktwalze werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung erläutert.

[0019] Die einzige Figur zeigt eine Kontaktwalze 1, wie sie beispielsweise in einer Wickelmaschine zur Aufwicklung von kontinuierlich zulaufendem Bahnmaterial aus Kunststoff, etwa einer Folien- oder Vliesbahn eingesetzt wird. Die Funktion einer derartigen Wickelmaschine ist beispielsweise aus der DE 42 13 712 C2 ersichtlich, deren Offenbarungsgehalt insoweit hier ausdrücklich miteinbezogen wird.

[0020] Die Kontaktwalze 1 besteht aus einem Trägerrohr 10 beispielsweise aus Stahl einer Dicke d3 von 8 mm und verfügt beidseits über Achsstummel 12, mittels derer sie in nicht weiter dargestellter Weise über Drehlager in der Wickelmaschine gelagert und gegebenenfalls mit einem Antrieb, etwa einem Drehantrieb versehen wird.

[0021] Auf den Außenumfang des metallischen Trägerrohres 10 ist eine Beschichtung 11 aufgebracht, die ihrerseits mehrschichtig ausgebildet ist. Ausgehend vom metallischen Trägerrohr 10 ist zunächst eine Innenschicht 110 aus einem weichelastischen Natur- oder Synthesekautschuk einer Dicke d2 von 5 bis 30 mm mit einer Shore-Härte A von 2 bis 30 aufgetragen. Sofern erforderlich, kann eine Verbindung zwischen dem metallischen Trägerrohr 10 und der Innenschicht 110 über eine dazwischen befindliche geeignete haftvermittelnde Schicht 111 bewirkt werden.

[0022] Die Innenschicht ist schaumartig ausgebildet und enthält eingebettete Gasblasen von überwiegend geschlossenzelliger Gestalt mit einem durchschnittlichen Zelldurchmesser von z.B. 0,3 mm. Die Innenschicht ist aufgrund ihrer geringen Shore-Härte und ihrer eingebetteten Gasblasen außerordentlich nachgiebig, elastisch, leicht und weist gute Dämpfungseigenschaften auf, die durch Variation ihrer Dicke d2 variiert werden können.

[0023] Außenseitig auf die Innenschicht ist als weitere Schicht der Beschichtung 11 eine Außenschicht 112 aufgebracht, die aus einem gegenüber der Innenschicht bedeutend härteren Material, vorzugsweise einem Natur- oder Synthesekautschuk mit einer Shore-Härte A von 40 bis 90 besteht. Diese Außenschicht 112 ist dicht, verschleißarm, hart, gut mechanisch bearbeitbar und bildet die Oberfläche der Kontaktwalze 1, welche auch mit dem jeweils aufzuwickelnden Bahnmaterial in Kontakt kommt.

[0024] Die Außenschicht 112 weist bevorzugt eine Dicke d1 von etwa 3 mm auf.

[0025] Aufgrund der großen Härte und guten mechanischen Bearbeitbarkeit kann die Außenschicht 112 beispielsweise überschliffen werden, um eine besonders glatte Oberfläche zu erhalten oder auch mit rillenförmigen Profilierungen versehen werden, sofern dies für den jeweiligen Anwendungsfall erforderlich ist.

[0026] In jedem Falle ist jedoch die Beschichtung 11 aufgrund der die Basis bildenden sehr weichen und elastisch nachgiebigen Innenschicht 110 in der Lage, auch ungleichförmigem Oberflächenverlauf des an der Kontaktwalze gegebenenfalls mit einem gewissen Anpressdruck anliegenden Coils des bereits aufgewickelten Bahnmaterials zu folgen. Insoweit ist die Kontaktwalze in der Lage, sich dem ungleichförmigen Coil an der Oberfläche ideal anzupassen. Das im Stand der Technik bislang unvermeidbare nur teilweise Anliegen der Kontaktwalzen an ungleichförmige ausgebildeten Coils oder Wickel des aufgewickelten Bahnmaterials wird damit vermieden.

Ansprüche

1. Kontaktwalze (1) für eine Wickelmaschine zur Aufwicklung von Bahnmaterial aus Kunststoff, wobei die Kontaktwalze (1) ein Trägerrohr (10) und eine auf den Außenumfang des Trägerrohres (10) aufgebrachte Beschichtung (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (11) mehrschichtig ausgebildet ist und zumindest eine innere auf das Trägerrohr (10) aufgebrachte Innenschicht (110) und eine außenseitig auf die Innenschicht (110) aufgebrachte Außenschicht (112) umfasst, welche die Oberfläche der Kontaktwalze (1) bildet, wobei die Innenschicht (110) elastisch mit einer geringeren Härte als die Außenschicht (112) ausgebildet ist.

2. Kontaktwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht (110) aus einem weichelastischen Material mit einer Shore-Härte A von 2 bis 30 ausgebildet ist.

3. Kontaktwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht (110) geschäumt ist.

4. Kontaktwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (112) aus einem gummielastischen Material mit einer Shore-Härte A von 40 bis 90 ausgebildet ist.

5. Kontaktwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht (110) und/oder die Außenschicht (112) aus einem Material auf Basis von Natur- oder Synthesekautschuk ausgebildet sind.

6. Kontaktwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht (110) eine Dicke d2 von 5 bis 30 mm und die Außenschicht (112) eine Dicke (d1) von 0,5 bis 5 mm aufweist.

7. Kontaktwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht und die Außenschicht (112) und/oder die Innenschicht (110) und das Trägerrohr (10) mittels einer haftvermittelnden Schicht (111) miteinander verbunden sind.

8. Kontaktwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerrohr (10) aus Stahl, Aluminium oder kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) gebildet ist.

9. Wickelmaschine zur Aufwicklung von kontinuierlich zulaufenden Bahnmaterialien aus Kunststoff mit einer Kontaktwalze und einer an der Kontaktwalze abrollenden Wickelwelle zur Aufwicklung des zulaufenden Bahnmaterials zu einem Coil, gekennzeichnet durch Ausbildung der Kontaktwalze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

10. Verwendung einer Kontaktwalze (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 in einer Wickelmaschine zur Aufwicklung von kontinuierlich zulaufenden Bahnmaterialien aus Kunststoff.

Zeichnung