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Magnetwalze
Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetwalze zum Beeinflussen von beweglichen Maschinenteilen, insbesondere zur Anziehung von Maschinenteilen, für die Behandlung flächiger Materialien, wobei der zylindrische Mantel der Magnetwalze abwechselnd aus magnetisierbaren und nichtmagnetisierbaren Ringen besteht, wobei im Inneren der Walze Permanentmagnete angeordnet sind.
Es sind Maschinen zur Behandlung von flächigen Materialien, z. B. Filmdruckmaschinen für Textilien, Folien aus verschiedenen Stoffen, Papier usw., Kaschier-oder Färbemaschinen bekannt, welche mit Magnetrollen oder Magnetrakelklingen ausgerüstet sind. Diese Magnetrollen oder Magnetrakelklingen werden durch einen unter der Warenbahn befindlichen Magnetbalken oder eine Magnetwalze angezogen und üben auf diese über die ganze Warenbreite einen gleichmässigen Anpressdruck aus, wobei bei bewegter Warenbahn die Magnetrolle in Drehung gesetzt wird und abrollt.
Ferner wurde die Verwendung von Magnetwalzen als Arbeitswalzen, insbesondere als Gegendruckwalzen in Druckeinrichtungen nach dem Hoch-, Tief-oder Flachdruckverfahren, weiters als druckausübende Arbeitswalzen eines Foulards, eines Kalanders, von Beschichtungseinrichtungen od. dgl. vorgeschlagen.
Die dafür verwendeten bzw. vorgeschlagenen Magnetwalzen wurden als Elektromagnetwalzen ausgebildet, weil sie sich einfach zu-oder abschalten lassen und ihre Anziehungskraft durch Veränderung der Erregerspannung leicht verändert werden kann.
Es ist aber von Nachteil, dass derartige Elektromagnetwalzen warm werden und für eine laufende Wärmeabfuhr gesorgt werden muss. Insbesondere bei Stillständen kann es zu überhitzungen kommen, da die in den Spulen gespeicherte Wärme nicht abgeführt wird. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass derartige Elektromagnetwalzen nur bedingt im Nassbetrieb eingesetzt werden können, da die Isolierung der Stromzuführung problematisch ist. Elektromagnetwalzen müssen sorgfältig abgedichtet sein, damit keine Flüssigkeit in das Innere des Walzenkörpers gelangt und Kurzschlüsse der Magnetspulen hervorruft. Elektromagnetwalzen neigen auch durch die Temperaturänderungen zu Kodenswasserbildung, was wieder zu Kurzschlüssen in den Magnetspulen fuhren kann.
Ausserdem erfordern die Elektromagnetwalzen eine Gleichstromversorgung mit einer entsprechenden Gleichstromerzeugung und verbrauchen im Betrieb erhebliche Energie, die umso grösser wird, je grösser der zu überwindende Luftspalt ist.
Die geschilderten Nachteile der Elektromagnetwalze können durch eine Walze mit Permanentmagneten vermieden werden. Bei bekannten Vorschlägen, die die Verwendung einer solchen Magnetwalze vorsehen, ist jedoch eine Regelung der Anziehungskraft, d. h. der Stärke des von der Magnetwalze ausgehenden magnetischen Feldes unmöglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine regelbare Magnetwalze zu schaffen, was erfindungsgemäss dadurch erreicht wird, dass im Inneren der Magnetwalze mindestens eine Magneteinheit angeordnet ist, welche in Abständen Polstellen von abwechselnd verschiedener Polarität aufweist, wobei die magnetisierbaren Ringe des Walzenmantels untereinander dieselben Abstände aufweisen wie die Polstellen der inneren Magneteinheit, und wobei diese innere Magneteinheit gegenüber dem Walzenmantel axial verschiebbar ist.
Durch Verschieben des inneren Magnetkörpers dem Walzenmantel gegenüber und damit gegenüber
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der Reihe der magnetiiserbaren Ringe erfolgt eine stufenlose Veränderung des von den magnetisierbaren Ringen ausgehenden magnetischen Feldes, wodurch die Anziehungskraft der Magnetwalze reguliert und gegebenenfalls in extremer Stellung praktisch abgeschaltet werden kann, dann nämlich, wenn jeder magnetisierbare Ring des Walzenmantels gerade je zwei Polstellen unterschiedlicher Polarität des Magnetkörpers überbrückt, so dass sich das magnetische Feld fast ausschlielich in den magnetisierbaren Ringen konzentriert und in ihrer Umgebung bis auf ein schwaches Restfeld verschwindet.
Zweckmässig ist es, wenn im Magnetkörper die Polstellen unterschiedlicher Polarität sowie im Walzenmantel die magnetisierbaren Ringe über die gesamte axiale Erstreckung der Magnetwalze konstante Abstände aufweisen.
Der im Inneren der Magnetwalze angeordnete Magnetkörper kann mit dem Walzenmantel in drehfester Verbindung stehen, so dass sich der Magnetkörper bei der Rotation der Magnetwalzen mit dem Walzenmantel mitdreht. Es kann jedoch auch bloss eine Rotation des Walzenmantels stattfinden, während der Magnetkörper stillsteht. Auch die Möglichkeit einer Abrollbewegung zwischen Walzenmantel und Magnetkörper an der Innenwand des Walzenmantels ist gegeben.
Die Konstruktion und Anordnung des Magnetkörpers wird u. a. davon abhängen, ob ein bezüglich der Walzenachse der Magnetwalze rotationssymmetrisches magnetisches Kraftfeld erzeugt werden soll oder ein Kraftfeld, welches z. B. längs einzelner, jeweils einer Erzeugenden der Walzenoberfläche folgenden Streifen nach aussen wirkt.
Eine zweckmässige Konstruktion des inneren Magnetkörpers besteht darin, dass eine Reihe von axial magnetisierten Dauermagneten vorgesehen ist, an deren Stirnseiten scheibenförmige Polschuhe angeordnet sind, welche die Polstellen von abwechselnd verschiedener Polarität bilden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Breite der scheibenförmigen Polschuhe grösser ist als die Breite der nichtmagnetisierbaren Ringe des Walzenmantels, weil dadurch auf einfache Weise in extremer Stellung (Abschaltstellung) des Magnetkörpers die Überbrückung der Polschuhe durch die magnetisierbaren Ringe des Walzenmantels erreicht werden kann.
Aus einer Reihe von axial magnetisierten Dauermagneten, an deren Stirnseiten scheibenförmige Polschuhe angeordnet sind, besteht auch der Mantel jener erwähnten bekannten Druckformzylinder, die zum Aufspannen von flexiblen, magnetisierbaren Druckformen dienen, doch handelt es sich dabei nicht, wie im Falle der Erfindung, um einen inneren, gegenüber dem Walzenmantel axial verschiebbaren Magnetkörper.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen durch Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein. Fig. 1 zeigt im Axialschnitt eine erfindungsgemässe Magnetwalze im eingeschalteten Zustand und Fig. 2 im ausgeschalteten Zustand. Fig. 3 zeigt im Axialschnitt eine andere Magnetwalze im eingeschalteten Zustand. Fig. 4 und 5 veranschaulichen schematisch im Querschnitt zwei Varianten des Ausführungsbeispieles nach Fig. 3.
Die schalt- und regelbare Magnetwalze nach Fig. l und 2 weist einen Walzenmantel auf, der aus einzelnen Ringen zusammengesetzt ist. Es wechselt immer ein Ring--l--aus nichtmagnetisierbarem
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werden, wobei anschliessend innen und aussen ein genau konzentrisches Überdrehen erfolgt, damit der Walzenmantel innen und aussen exakte Zylinderflächen und überall eine gleiche Wandstärke besitzt. Der Walzenmantel ist an beiden Stirnseiten auf mit Zapfen versehenen Walzenböden--4, 5-- befestigt.
Die Zapfen der Walzenböden--4, 5-- greifen in die auf dem Maschinengestell--6--befestigten Lager --7-- ein. In diesen Lagern --7-- ist die Magnetwalze drehbar gelagert. Die beiden Walzenböden-4, 5-- sind durchbohrt, wobei die Bohrung des einen Walzenbodens-4--mit einem Gewinde versehen ist.
Die Magneteinheit--A--im Inneren der Magnetwalze ist walzenförmig ausgebildet und besteht aus einer Reihe von axial magnetisierten scheibenförmigen Dauermagneten--8-, zwischen deren einander zugewandten gleichnamigen Polflächen ebenfalls scheibenförmige Polschuhe--9--aus magnetisierbarem Material, z. B. aus Weicheisen, angeordnet sind. Die scheibenförmigen Polschuhe --9-- bilden in Abständen die wirksamen Polstellen der Magneteinheit von abwechselnd verschiedener Polarität (N, S). Die Dauermagnete--8--und die Polschuhe --9-sind auf einer Spindel --10-- aufgereiht und durch Ringmuttern --11-- fixiert. Das Spindelgewinde--12-- greift in das Innengewinde der Bohrung des einen Walzenbodens-4--ein.
In der in Fig. 1 gezeigten Stellung der Magneteinheit ist die magnetische Anziehungskraft der M. tgnctwalze am stärksten. Die stufenlose Veränderung und Abschaltung der magnetischen Anziehungskraft erfolgt durch axiale Verschiebung der Magneteinheit. Diese Verschiebung geschieht beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch Drehen der Spindel-10-. kann aber auch durch
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andere geeignete Verstelleinrichtungen bewerkstelligt werden. Je mehr nun die Magneteinheit aus der in Fig. 1 dargestellten Stellung, z. B. nach links, verschoben wird, umso mehr verringert sich die Anziehungskraft, bis die magnetische Wirkung der Magnetwalze bis auf eine geringe Restwirkung praktisch verschwindet.
Dies ist gemäss Fig. 2 dann erreicht, wenn die Polschuhe--9--durch die magnetisierbaren Ringe --2-- überbrückt sind.
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die Bohrung des Walzenmantels passt und die Magnetwalze ein bezüglich der Walzenachse rotationssymmetrisches magnetisches Kraftfeld besitzt, weist die schalt-und regelbare Magnetwalze gemäss Fig. 3 eine frei drehbare walzenförmige Magneteinheit auf, die nur längs einer Erzeugenden die Innenwandung des Walzenmantels berührt. In diesem Falle geht das magnetische Kraftfeld der Magnetwalze lediglich von einem Streifen der Walzenoberfläche aus, der der Erzeugenden folgt, längs welcher die Magneteinheit den Walzenmantel von innen berührt.
Der Walzenmantel besteht wieder abwechselnd aus Ringen-l-aus nichtmagnetisierbarem Material und Ringen --2-- aus magnetisierbarem Material. Die Lagerung des Walzenmantels am Maschinengestell (mittels Rollen) ist nicht dargestellt.
Die walzenförmige Magneteinheit weist axial magnetisierte, scheibenförmige Dauermagnete - und dazwischenliegende, ebenfalls scheibenförmige Polschuhe--9--auf, die auf einer Spindel --10-- aufgereiht und durch Ringmuttern-11-fixiert sind. Die Lagerung der
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Anziehungskraft der Magnetwalze erfolgt.
In Fig. 3 ist auch eine mit der Magnetwalze zusammenwirkende Anpresswalze --13-- aus magnetisierbarem Material dargestellt. Die Magnetwalze übt auf diese Anpresswalze --13-- eine von der Stellung der Magneteinheit abhängige magnetische Anziehungskraft aus. Die Anpresswalze --13-- ist in Gabeln--14--geführt, die an den Lagernder Magneteinheit der Magnetwalze angeordnet sind.
Gemäss Fig. 3 befindet sich innerhalb des Walzenmantels eine einzige Magneteinheit. Wenn der Durchmesser des Walzenmantels hinreichend gross ist, können, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, im Inneren des Walzenmantels--A--mehrere Magneteinheiten--B--in ähnlicher Weise wie nach Fig. 3 angeordnet sein. In diesen Fällen wird durch die Magnetwalze ein magnetisches Kraftfeld erzeugt, welches längs drei (Fig. 4) bzw. vier (Fig. 5), jeweils Erzeugenden des Walzenmantels folgenden Streifen nach aussen wirkt.
Bei mehreren Magneteinheiten im Inneren der Magnetwalze, z. B. gemäss Fig. 4 oder 5, können die Magneteinheiten alle gemeinsam in axialer Richtung relativ zum Walzenmantel verschiebbar angeordnet sein, wodurch längs aller den Magnetkörpers zugeordneten Streifenbereiche an der Walzenoberfläche eine gleichmässige Regelung der Anziehungskraft erfolgt. Wenn jedoch eine gesonderte axiale Verschiebbarkeit jedes einzelnen Magnetsystems vorgesehen ist, dann kann an den einzelnen, den Magneteinheiten zugeordneten Streifenbereichen der Walzenoberfläche eine unterschiedliche Anziehungskraft eingestellt werden.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Magnetwalze zum Beeinflussen von beweglichen Maschinenteilen, insbesondere zur Anziehung von Maschinenteilen, für die Behandlung flächiger Materialien, wobei der zylindrische Mantel der Magnetwalze abwechselnd aus magnetisierbaren und nichtmagnetisierbaren Ringen besteht, wobei im
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Inneren der Magnetwalze mindestens eine Magneteinheit (B) angeordnet ist, welche in Abständen Polstellen von abwechselnd verschiedener Polarität aufweist, wobei die magnetisierbaren Ringe (2) des Walzenmantels untereinander dieselben Abständen aufweisen wie die Polstellen der inneren Magneteinheit, und wobei diese innere Magneteinheit (B) gegenüber dem Walzenmantel (A) axial verschiebbar ist.
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