DE2215342A1

DE2215342A1 - Antistatische transportbandwalzen und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2215342A1
Application number: DE19722215342
Authority: DE
Inventors: Tankred Menzel; Franz Gottfried Dipl Ch Reuter
Original assignee: Reuter Maschinen et Al
Current assignee: Reuter Maschinen et Al
Priority date: 1972-03-29
Filing date: 1972-03-29
Publication date: 1973-10-18

Description

Antistatische Transportbandwalzen und Verfahren zu ihrer Herstellung Zusatz zu Patent .........
(Patentanmeldung P 21 52 543.9) Gegenstand des Eauptpatentes . (Patentanmeldung P 21 52 54).9) sind antistatische Transportbandwalzen, die aus einer Metallwelle und einem darauf aufgebrachten zelligen Kunststoff, der mit einer elektrisch leitfähige Partikelchen enthaltenden Kunststoffdispersion imprägniert wurde, bestehen.
Diese Transportbandwalzen besitzen ein geringes Eigengewicht, einen geräuschlosen Lauf, einen äußerst geringen Abrieb sowie eine hohe Korrosionsbeständigkeit und zeigen 7reine Abfärbung. Die Walzen weisen ferner einen hohen Verformungswiderstand bei Druckbelastung auf. Aufgrund ihrer guten, dauerhaften elektrischen leitfähigkeit können diese Transportbandwalzen beispielsweise in der papierverarbeitenden Industrie und im Untertagebau eingesetzt werden, insbesondere auch dann, wenn Schlagwetterexplosionen zu befürchten sind.
Obwohl die im Hauptpatent beschriebenen Transportbandwalzen in den verschiedensten Längen und Durehmessern hergestellt werden können, besteht bei Walzen mit Längen von beispielsweise 150 cm und einem Durchmesser von 10 cm die Gefahr, daß sich die Walzen unter hoher Druckbelastung durchbiegen bzw. verformen.
Aufgabe der Erfindung war es daher, Transportba;ndwalzen des im Hauptpatent beschriebenen Typs zu schaffen, die relativ große Abmessungen aufweisen und auch unter sehr hoher Druckbelastung verformungsfrei bleiben, d.h. sich nicht durchbiegen, und außerdem die übrigen Anforderungen erfüllen.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Metallwelle und dem zelligen Kunststoff ein Hartschaumstoff eingebracht wurde.
Gegenstand der Erfindung sind somit antistatische TransportbandxralzenF bestehend aus einer Metallwelle und einem darüber befindlichen zelligen Kunststoff, der mit einer elektrisch leitfähige Partikelchen enthaltenden Exunststoffdispersion imprägniert wurde, nach Patent .. (Patentanmeldung P 21 52 543.9), die dadurch gekennzeichnet sind, daß sich zwischen der Metallwelle und dem zelligen Kunststoff ein Hartschaumstoff befindet.
Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen antistatischen Transportbandwalzen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße antistatische Transportbandwalze im Längsschnitt; Fig. 2 zeigt dieselbe Walze in perspektivischer Darstellung; und Fig. 3 zeigt die für ein noch zu erläuterndes Verfahren zur Herstellung einer Transportbandwalze verwendete Vorrichtung, in der sich bereits der später die Lauffläche bildende Schlauch und die Netallwelle befinden.
Bei den Transportbandwalzen gemäß der Erfindung ist der zellige Kunststoff zweckmäßig als Laufflächenbelag 3 ausgebildet, wobei das Verhältnis der Schichtdicke des Laufflächenbelages 3 zu jener des Hartschaumstoffes 2 vorzugsweise den jeweiligen Anwendungszwecken angepaßt ist.
Der Laufflächenbelag besitzt vorzugsweise eine Mindestdicke von 6 mm, insbesondere bei Gesamt-Walzendurchmessern ab 100 mm.
Da der Hartschaumstoff 2 elektrisch isolierend ist, ist die Metallwelle 1 vorzugsweise mit dem Laufflächenbelag 3 durch eine elektrisch leitende- Drahtverbindung 9 bzw.
Klammer 9' verbunde. Durch diese Verbindung ist gewährleistet, daß der Laufflächenbelag das gleiche Spannungspotential wie die Metallwelle und das gesamte Bließbandgerüst, an welchem eine elektrische Erdung vorgesehen ist, aufweist.
Als Hartschaumstoff 2 wird vorzugsweise Polyurethanhartschaumstoff verwendet, insbesondere ein Polyurethanhartschaumstoff mit geschlossenzelliger Struktur, einer Druckfestigkeit von über 100 kg/cm2 und einer Biegefestigkeit von über 150 kg/cm² (z.B. ein Duromer-System der RMS-Serie der Firma Technische Akustik GmbH & Co., Benförde).
Die Metallvelle 1 ist vorzugsweise zur Erzielung -einer festen Verbindung 5 zwischen dieser Welle und dem Hartschaumsteff gerändelt. Analog ist vorzugsweise die Innenseite 4 des Laufflächenbelages 3 mit dem Hartschaumstoff 2 verzahnt.
Als zelliger Kunststoff für den Laufflachenbelag, als Kunststoffdispersion für die Imprägnierung sowie als elektrisch leitfähige Partikelchen können mit Vorteil die entsprechenden gemäß dem IIauptpatent eingesetzten Materialien verwendet werden.
Der elektrische Widerstand des Laufflächenbelages 3 wird abhängig von der Anwendung der Walze gewählt. Bei im Untertagebau verwendeten Walzen beträgt der Widerstand vorzugsweise mindestens 105 Ohm auf eine Strecke von 10 cm. Durch diesen relativ hohen Widerstand wird verhindert, daß eventuell auftretende hohe Aufladungen, die auf dem Fließband haften, zu einer Spontanentladung unter Funkenbildung führen, d.ll. die Aufladungen werden über den hohen Widerstand langsam abgebaut. Pei in der Papierindustrie verwendeten Walzen beträgt der Widerstand vorzugsweise etwa 300 Ohm auf eine Strecke von 10 cm.
Die erfindungsgemäßen antistatischen Transportbandwalzen können nach mehreren Methoden hergestellt werden.
Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird a) in eine zylindrische Form 6, in der eine Metallwelle 1 zentriert angeordnet ist, ein Schlauch 3 aus zelligem Kunststoff, vorzugsweise zelligen Polyurethan, so eingeschoben, daß der Schlauch radial am Innenumfang der Form 6 sitzt und b) der Zwischenraum zwischen Metallwelle 1 und Schlauch 3 mit einem Hartschaumstoff, vorzugsweise Polyurethan-Hartschaum, ausgeschäumt, wobei entweder in der Stufe a) ein bereits elektrisch leitender bzw. antistatischer Schlauch aus zelligem Kunststoff verwendet wird, welcher durch Evakuieren eines welligen Kunststoffschlauches in einem Behälter, Imprägnieren des evakuierten Schlauches mit einer die elektrisch leitfähigen Partikelchen enthaltenden Kunststoffdispersion, Entfernen der überschüssigen Kunststoffdispersion vom Schlauch durch Zentrifugieren und Trocknen des erhaltenen Schlauches hergestellt wurde, oder nach der Stufe b) die erhaltene Walze in einen Behälter gibt, diesen Behälter evakuiert, den Laufflächenbelag 3 im Vakuum Imprägniert, aus dem vollgesaugten Laufflächenbelag die überschüssige Kunststoffdispersion durch Rotation der Walze entfernt und die so erhaltene Walze trocknet.
Die Methode, bei der ein bereits imprägnierter Schlauch 3 in die Form 6 eingeschoben wird, ist besonders bevorzugt.
Zur praktischen Verfahrensdurchführung wird ein Reaktionsgemisch zur Bildung von Polyurethan-Hartschaum (Duromer) in die Form, d.h. in den Zwischenraum 7 zwischen der Metallwelle 1 und dem Schlauch 3 eingegossen. Der sich im Zwfschen-, raum bildende druckfeste Hartschaumstoff verbindet sich fest mit der Metallvelle 1 und dem Schlauch 3. Nach dem Aushärten des Hartschaumstoffes erhält man eine Transportbandwalze mit einem nach Wunsch federndelastischen oder hart ausgelegten Laufflächenbelag. Der Hartschaumstoff 2, der den größten Teil des Volumens der Walze ausmacht, verhindert in Verbindung mit der Metallwelle das Durchbiegen bei Belastungen, wodurch die Tragfähigkeit erhöht wird.
Der im obigen Verfahren eingesetzte zellige Sunststoffschlauch wird vorzugsweise durch Vergießen und Ausschäumen des Kunststoffs in einer Hohlzylinderform hergestellt.
Nach einer abgewandelten Methode werden die erfindungsgemäßen Transportbandwalzen dadurch hergestellt, daß man a) eine in einer zylindrischen Form zentriert gelagerte Metallwelle mit einem Kunststoffhartschaum umschäumt, b) den erhaltenen Walzenkern in einer zweiten zylin-.
drischen Form mit etwas größerem Durchmesser mit einem zelligen Kunststoff umschäunt und c) den erhaltenen taufflächenbelag in der vorstehend beschriebenen Weise im Vakuum imprägniert, von der überschüssigen Kunststoffdispersion befreit und der Trockung unterwirft.
Die Imprägnierung des auf dem Hartschaumstoff befindlichen Laufflächenbelages bzw. die Aufbringung dieses Belages im Rahmen der abgewandelten Methode erfolgt zweckmäßig analog der im Hauptpatent beschriebenen Weise.
Bs werden ferner mit Vorteil zur Herstellung der erfindungsgenäßen Transportbandwalzen entsprechende Formen wie gemäß dem Hauptpatent eingesetzt. Diese sind zur besseren Entformung geteilt bzw. halbiert.
Zwecks elektrisch leitender Verbindung des Laufflächenbelages 7 mit der Metallwelle 1 kann entweder an der fertigen Transportbandwalze eine Klammer 9' oder vor der Schäumung des Hartsschaumstoffes eine Drahtverbindung 9 zwischen der Metallwelle 1 und dem Laufflächenbelag 3 angebracht werden.
Das erfindungsgemäße Prinzip kann auch auf Reifen und Rollen für fahrzeuge angewendet werden. Aufgrund des durch die Stärke des Laufflächenbelages sich einstellenden Federweges ist die Walkarbeit des Belages zu bestimmen. Die durch die Äjaflarbeit erzeugte Wärmemenge wird nur im Bereich des Iiaufflächenbelages erzeugt. Die Gefahr, daß ein Wärmestrom innere Verbrennungen in Reifen hervorruft, wird durch die relativ dünne elastische taufsehicht abgeschwächt bzw. verhindert.
Die Erfindung läßt sic'n selbstverständlich auch auf solche Transportbandwalzen übertragen, die keine durchgehende IIetallwelle enthalten, sondern anstelle der Iletallvelle entweder Hartschaumstoff oder einen entsprechenden Hohlraum 10 aufweisen, wie sie in Fig. 4 und 5 dargestellt sind. Die beiden Enden dieser Transportbandwalzen sind mit geeigneten Lagerungs- bzw. Halterungsvorrichtungen 11 versehen, in die gegebenenfalls Achsschenkel 12 fest oder beweglich eingelassen werden können. Versuche haben gezeigt, da derartige Walzen, welche somit keine durchgehende Metallachse aufweisen, trotzdem eine ausreichende Festigkeit besitzen.
Gleichzeitig wlrd auf diese Weise Material eingespart und das Gewicht der Transportbandwalzen wesentlich reduziert.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1 Es wird eine antistatische Transportbandwalze für den Bergbau mit einer Länge von 100 cm und einem Durchmesser von 18 criz hergestellt, die einen elektrisch leitenden Laufflächenbelag von etwa 10 mm besitzen soll. Pür die Erzeugung des iaufflächenbelages wird ein Schlauch aus einem äußerst feinzelligen Polyurethan mit offenzelliger Struktur, d.h.
mit einer Kapillarwirkung, verwendet. Dieses zellige Polyurethanmaterial ist unter der Bezeichnung "One-shot-45" (Lemförder Kunststoff) im Handel erhaltlich.
Der Schlauch wird mit einer elektrisch leitende Partikelhohen enthaltenden Kunststoffdispersion des im Hauptpatent beschriebenen Typs im Vakuum imprägniert, von der überschüssigen Dispersion durch Zentrifugieren befreit und getrocknet.
Der imprägnierte und getrocknete Schlauch wird dann in eine aus zwei Hälften bestehende Stahlklappform geschoben, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist. Selbstverständlich können auch einzelne Schlauchstücke in der Form aneinandergereiht werden.
Anschließend wird ein Duromer-Reaktionsgemisch in den Zwischenraum 7 zwischen dem Schlauch 3 und der Metallwelle 1 eingegossen, und die Form wird verschlossen. Als Duromer-System wird das unter der Handelsbezeichnung RMS 111 erhältliche Produkt (Handelsprodukt der Firma Technische Akustik GmbH & Co., Lemförde) gewählt, wobei die Einfüllmenge weitgehend den in der Form entstehenden Druck bestimmt.
Nach l5minütigem Aushärten kann die Walze aus der Klappform entnommen werden. Der Hartsc'llallmstoff hat ein Raungewicht von etwa 350 kg/m². Die Walze weist einen etwa 9 mm starken, sehr harten, elektrisch leitenden Laufflächenbelag aus Polyurethan auf. Da der Belag keine herkömmlichen Füllstoffe enthält, sondern lediglich beschichtete Zellen aufweist, behält er auch die hervorragenden physikalischen Werte des Polyurethans.
Beispiel 2 Es soll eine als Andruckrolle in der papierverarbeitenden Industrie verwendbare Walze mit einer Länge von 100 cm, einem Durchmesser von 18 cm-und einem 10 mm dicken elektrisch leitenden Laufflächenbelag hergestellt werden. Der Laufflächenbelag soll weichelstisch sein bzw. die Walze soll insgesamt eine hohe Tragfähigkeit aufweisen.
In der ersten Arbeitsetufe wird die Metallwelle 1 mit einem Hartschaumstoff .2, der eine Höhe von 100 cm und einen Durchmesser von 16 cm aufweist, umsehäumt bzw. fest verbunden.
Der erhaltene Walzenkern wird in eine andere Form gegeben, die ebenfalls eine Höhe von 100 cm, jedoch einen um zwei Belagwandstärken größeren Durchmesser hat. -Anschließend werden die Reaktionskomponenten für die Bildung des im Beispiel 1 genannten zelligen "One-shot-45"-Polyurethans zwischen Hartschaumstoff 2 und Forminnenwand zur Schlauchaufschäumung eingeschossen. Die Form wird in eine solche Stellung gebracht, daß das Polyurethan gleichmäßig auf dem kürzesten Wege auf schäumen und den Hartschaumstoff ummanteln kann. Nach 15minütigem Aushärten wird die gesamte Walze in der im llauptpatent beschriebenen Weise im Vakuum mit einer elektrisch leitende Partikelchen enthaltenden krunststoff dispersion imprägniert. Nach der Imprägnierung wird die Walz-e beispielsweise in einer (nicht gezeigten) Vorrichtung in Rotation versetzt, wobei die Drehzahl so gewählt wird, daß die überschüssige in den Zellen vorhandene Dispersion herausgeschleudert wird. Nach dem Ausschleudern wird die Walze in 3 Stunden in einem Umlufttrockenschrank bei 700 C getrocknet.
Der nach dieser Methode erzeugte Laufflächenbelag liegt nicht so fest auf dem Hartschaumstoff wie der gemäß Beispiel 1 hergestellte Belag, was für spezielle Anwendungszwecke ebenfalls von Vorteil sein kann.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Antistatische Transportbandwalzen bestehend aus einer Metallwelle und einem darüber befindlichen zelligen Kunststoff, der mit einer elektrisch leitfähige Partikelehen enthaltenden Kunststoffdispersion imprägniert wurde, nach Patent .......... (Patentanmeldung P 21 52 543.9), dadurch gekennzeichnet, daß sic zwischen der Metallwelle und dem zelligen Kunststoff ein Hartschaumstoff befindet.

2. Antistatische Transportbandwalzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zellige Kunststoff als Laufflächenbelag (3) ausgebildet ist, wobei die Schichtdicke des Laufflächenbelages vorzugsweise mindestens 6 mm beträgt.

3. Antistatische Transportbandwalzen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallwelle (1) mit dem Laufflächenbelag (3) durch eine elektrisch leitende Drahtverbindung (9) bzw. Klammer 9' verbunden ist.

4. Antistatische Transportbandwalzen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der IIar-tschaumstof:f (2) aus Polyurethanhartschaumstoff, vorzugsweise einem Polyurethanhartschaumstoff mit geschlossenzelliger Struktur, einer Druckfestigkeit von über 100 kg/cm² und einer Biegefestigkeit von über 150 kg/cm², insbesondere einem Duromer-System der RMS-Serie der Firma Technische Akustik GmbH & Co., Lemförde, besteht.

5. Antistatische Transportbandwalzen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Iletallwelle (1 ) zur Erzielung einer festen Verbindung (5) zwischen dieser Welle und dem Hartschaumstoff (2) gerändelt ist.

6. Antistatische Transportbandwalzen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite (4) des Laufflächenbelages (3) mit dem Hartschaumstoff (2) verzahnt ist.

7. Verfahren zur Herstellung von antistatischen Transportbandwalzen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man a) in eine zylindrische Form (6), in der eine Metallwelle (1) zentriert angeordnet ist, einen Schlauch (3) aus zelligem Kunststoff, vorzugsweise zelligem Polyurethan, so einschiebt, daß der Schlauch radial am Innenumfang der Form sitzt, und b) den Zwischenraum zwischen Metallwelle (1) und Schlauch (5) mit einem Hartschaumstoff, vorzugsweise Polyurethanhartschaum, ausschäumt, wobei man entweder in der Stufe a) einen bereits elektrisch leitenden bzw. antistatischen Schlauch aus zelligem Kunststoff verwendet, welcher durch Evakuieren eines zelligen Kunststoffschlauches in einem Behälter, Imprägnieren des evakuierten Schlauches mit einer die elektrisch leitfähigen Partikelchen enthaltenden Kunststoffdispersion, Entfernen der überschüssigen Kunststoffdispersion vom Schlauch durch Zentrifugieren und Trocken des erhaltenen Schlauches hergestellt wurde, oder nach der Stufe b) die erhaltene Walze in einen Behälter gibt, diesen evakuiert, den Laufflächenbelag im Vakuum mit einer die elektrisch leitfähigen Partikelchen enthaltenden Kunststoffdispersion imprägniert, aus dem vollgesaugten Laufflächenbelag die überschüssige Kunststoffdispersion durch Rotation der- Walze entfernt und die so erhaltene Walze trocknet.

8. Verfahren nach Anspruch 7,- dadurch gekennzeichnet, daß man einen Schlauch (3) aus zelligem Kunststoff einsetzt, der durch Vergießen und Ausschäumen des Kunststoffs In einer Hohlzylinderform hergestellt wurde.

9. Verfahren zur Herstellung von antistatischen Transportbandwalzen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man a) eine In einer zylindrischen form zentriert gelagerte Metallwelle mit einem Kunststoffhartschaum umschäumt, b) den erhaltenen Walzenkern in einer zweiten zylindrischen Form mit etwas größerem Durchmesser mit einem zelligen Kunststoff umschäumt und c) den erhaltenen Laufflächenbelag wie in Anspruch 7, letzter Absatz, imprägniert.

10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man Formen verwendet, die zur besseren Entformung geteilt bzw. halbiert sind.

L e e r s e i t e