So wählen Sie den richtigen Gummiwalzen-Werkstoff für Ihre Anwendung
Wenn Sie eine Gummiwalze für eine Produktionslinie auswählen müssen, beginnen Sie mit der Aufgabe der Walze. Eine Walze, die Folie zieht, eine laminierte Bahn presst, Klebstoff aufträgt, Folie führt oder ein Blatt stützt, benötigt nicht die gleichen Eigenschaften des Gummis.
Die praktische Vorgehensweise ist einfach: Zuerst sollte man die Walzenposition prüfen, dann die Kontaktflächen des Gummis, anschließend Temperatur, Druck, Geschwindigkeit, Reinigungsmethode, Anforderungen an die Produktoberfläche und Anzeichen für Verschleißerscheinungen der alten Walze. Danach lassen sich Material, Härte, Oberflächenbeschaffenheit und Beschichtungskonstruktion deutlich leichter eingrenzen.
Bei einfachen Walzenwechseln kann eine Standard-Materialrichtung bereits ausreichen. Für anspruchsvollere Anwendungen sollten jedoch selbstentwickelte oder modifizierte Mischungsrichtungen unter Berücksichtigung der Walzenposition, des Kontaktmediums, der Temperatur, des Drucks, der Oberflächenanforderungen und des Zustands der alten Walze angepasst werden, anstatt eine einheitliche Rezeptur für alle optisch ähnlichen Walzen zu verwenden.
Deshalb können zwei Walzen zwar beide als PU-Walzen oder NBR-Walzen bezeichnet werden, verhalten sich aber in der gleichen Position sehr unterschiedlich.
Bevor man sich für einen Gummi entscheidet, sollte die erste Frage lauten:
Welche Funktion hat diese Walze in der Produktionslinie?
Mit der Walzenposition beginnen
Eine Gummiwalze sollte ihrer Arbeitsposition angepasst sein.
Zugwalze Es bedarf Griffigkeit, Verschleißfestigkeit und stabilem Kontakt. Ist die Oberfläche zu glatt, zu hart, verschmutzt, abgenutzt oder nicht an die Bahn oder das Blech angepasst, kann es zu Rutschen kommen.
Druckwalze Erfordert kontrollierte Kompression und gleichmäßigen Kontakt. Ist das Gummi zu hart, zu weich, instabil unter Druck oder nicht präzise geschliffen, können Walzenspuren, Druckstellen, Dellen oder Oberflächenbeschädigungen auftreten.
Muss mit Beschichtungsflüssigkeit, Druckfarbe, Klebstoff, Lösungsmittel oder anderen Medien arbeiten, ohne schnell zu quellen, anzukleben oder sich zu verändern.
Eine Führungsrolle benötigt zwar keinen starken Halt, aber dennoch eine reibungslose Rotation, einen stabilen Oberflächenkontakt, einen geringen Rundlauf und ein geringes Risiko von Kratzern oder Spurproblemen.
Der erste Schritt ist also einfach: die Walzenposition bestimmen. Sobald die Aufgabe klar ist, lassen sich Material, Härte, Bezugsdicke und Oberflächenbeschaffenheit viel leichter eingrenzen.
Wenn Sie sich nicht sicher sind, wie Sie die Walze klassifizieren sollen, beginnen Sie mit Nach Funktion und ordnen Sie es der Position zu, in der es funktioniert.
Prüfen Sie, was der Gummi berührt.
Nach der Positionierung der Walze ist zu prüfen, welche Bereiche die Gummiabdeckung während der Produktion berührt.
Für den Kontakt mit Öl, Tinte, Klebstoffen und allgemeinen industriellen Flüssigkeiten, NBR-/Nitrilkautschukwalzen sind oft ein praktischer Ausgangspunkt.
Für höhere Temperaturen, Öl, Lösungsmittel oder stärkeren Medienkontakt, FKM-Gummiwalzen sind in der Regel eine stärkere Richtung.
Bei Feuchtigkeit, Dampf, Ozon, Witterungseinflüssen oder alterungsbedingten Einflüssen, EPDM-Gummiwalzen werden häufig verwendet.
Für Traktion, Verschleißfestigkeit, Antrieb, Klemmkraft und Lastaufnahme, Polyurethan-Gummiwalzen werden häufig verwendet.
Für wärmeempfindliche Kontakte, Auslöse-, Markierungs- oder oberflächenempfindliche Kontakte, Festsilikonwalzen könnte besser geeignet sein.
Für saubereren Kontakt, geringere Rückstände, feines Oberflächenverhalten und löseempfindliche Stellen, Flüssigsilikon-Roller Dies kann eine bessere Richtung für eine Überprüfung sein, insbesondere wenn die Walzenoberfläche sauber bleiben und das Produkt schonen muss.
Für statisch empfindliche Folien, staubempfindliche Bahnverarbeitung oder saubere Kontaktstellen, antistatische / leitfähige Gummiwalzen Dies muss möglicherweise berücksichtigt werden.
Dieser Abschnitt gibt lediglich die erste Materialrichtung an. Die endgültige Wahl muss noch unter Berücksichtigung von Druck, Temperatur, Geschwindigkeit, Oberflächenbeschaffenheit, Haftung, Bezugsdicke und dem Zustand der alten Walze geprüft werden.
Für einen umfassenderen Vergleich der Gummirichtungen beginnen Sie mit Nach Material.
Temperatur, Druck, Geschwindigkeit und Reinigungsmethode prüfen
Temperatur, Druck, Geschwindigkeit und Reinigungsmethode können die Laufrichtung einer Gummiwalze stark verändern.
Eine PU-Walze für leichte Materialzufuhr unterscheidet sich von einer PU-Walze unter hoher Belastung. Eine Silikonwalze, die hauptsächlich zur Materialtrennung dient, ist anders zu bewerten als eine, die gleichzeitig Hitze, Druck, geringe Abriebfestigkeit und Kontakt mit sauberen Oberflächen gewährleisten muss. Eine Walze, die mit Chemikalien in niedriger Konzentration in Kontakt kommt, sollte nicht nach denselben Kriterien geprüft werden wie eine Walze, die mit stärkeren Medien oder längerer Einwirkzeit arbeitet.
Die Härte ist weiterhin wichtig. Wolorin prüft üblicherweise Gummiwalzenbezüge in einem breiten Shore-A-Bereich von 20 bis 95, abhängig von der Gummimischung und dem Anwendungsbereich. Ein weicherer Bezug kann den Kontakt und die Kompression verbessern. Ein härterer Bezug kann für höhere Belastbarkeit, Verschleißfestigkeit oder Dimensionsstabilität erforderlich sein.
Der Druck beeinflusst auch die Bezugsdicke. Viele Projekte werden mit einer Bezugsdicke von 3–30 mm besprochen, während dickere Sonderanfertigungen in Betracht gezogen werden können, wenn die Walzenposition, die Belastung und die Betriebsbedingungen dies erfordern. Die richtige Dicke hängt nicht nur vom Verschleiß ab. Sie beeinflusst auch die Kompression, die Wärmeentwicklung, die Bindungsspannung, den Schleifzuschlag und das Laufverhalten der Walze unter Druck.
Die Reinigungsmethode sollte ebenfalls frühzeitig überprüft werden. Abwischen mit Lösungsmitteln, alkalischen Reinigern, Wasserwäsche, Dampf, Klebstoffreste oder häufiges Abkratzen können den Oberflächenzustand verändern und die Lebensdauer der Walze verkürzen, wenn die Gummilaufrichtung nicht beachtet wird.
Produktoberflächenanforderungen beachten
Die Beschaffenheit der Produktoberfläche bestimmt, wie sanft oder aggressiv die Walzenoberfläche sein kann.
Bei Filmen, Folien, beschichtetem Papier, optischen Filmen, Batterieseparatoren, Kunstleder oder anderen empfindlichen Materialien darf die Walze keine Kratzer, Druckstellen, Dellen, sich wiederholende Spuren, Staubansammlungen, Klebstoffablagerungen oder Oberflächentrübungen hinterlassen.
Für Traktions- und Antriebspositionen benötigt die Walze möglicherweise mehr Haftung. Ist die Oberfläche zu glatt, kann es zu Rutschen kommen. Bei Druck-, Laminier- oder oberflächenempfindlichem Kontakt muss die Walzenoberfläche besser kontrolliert werden. Ist die Oberfläche zu rau, zu hart, uneben oder nicht ordnungsgemäß geschliffen, können Abdrücke auf dem Produkt entstehen.
Die Oberflächenbeschaffenheit kann glatt, geschliffen, matt, griffig, gerillt, ballig oder in anderen kundenspezifischen Ausführungen erfolgen. Bei manchen Projekten sind die Oberflächenrauheit (Ra), die Schleifstruktur, die Rillenrichtung, die Balligkeit und die Kontaktbreite ebenso wichtig wie das Gummimaterial selbst.
Deshalb kann auch ein altes Foto einer Walze hilfreich sein. Eine polierte Oberfläche, ungleichmäßiger Verschleiß, Klebstoffablagerungen, Kantenbeschädigungen oder ein sich wiederholendes Markierungsmuster können Aufschluss darüber geben, ob das Problem mit dem Halt, dem Lösen, dem Druck, dem Schleifen, dem Rundlauf oder Materialablagerungen zusammenhängt.
Nutzen Sie eine praktische Materialrichtungstabelle
Härte, Temperatur, chemischer Kontakt, Druck und Oberflächenverhalten können dazu beitragen, die Walzenrichtung frühzeitig einzugrenzen.
Die unten aufgeführten Bereiche dienen einer ersten Überprüfung. Die endgültige Walze muss noch der tatsächlichen Position, dem Kontaktmedium, den Oberflächenanforderungen und dem Zustand der alten Walze entsprechen.
| Gummirichtung | Frühe Testreihe | Wichtigster zu prüfender Punkt |
|---|---|---|
| PU / Polyurethan | Die Härte wird häufig im Bereich von 35–100 Shore A geprüft. Die Temperaturrichtung ist in der Regel niedriger als bei Silikon oder FKM, oft etwa 82°C / 180°F als erster Referenzwert. | Griffigkeit, Verschleiß, Belastung, Geschwindigkeit, Wärmeentwicklung, Oberflächenbeschaffenheit |
| EPDM | Die Härte wird häufig im Bereich von 35–90 Shore A überprüft. Die Temperaturrichtung kann bei einer allgemeinen Überprüfung etwa 177°C / 350°F betragen. | Feuchtigkeit, Dampf, Ozon, Witterungseinflüsse, Ölkontaktgrenzen |
| FKM | Die Härte wird häufig im Bereich von 60–85 Shore A überprüft. Die Temperaturrichtung kann bei einer allgemeinen Überprüfung etwa 246°C / 475°F betragen. | Hitze, Öl, Lösungsmittel, chemische Medien, Quellungsrisiko, Kosten-Nutzen-Verhältnis |
| Flüssigsilikon | Üblicherweise werden die Eigenschaften innerhalb des Silikonbereichs bewertet, oft im Bereich von 25–85 Shore A und bis zu etwa 232°C / 450°F als erster Referenzwert. | Sauberer Kontakt, Trennmittel, geringe Rückstände, Kompression, Oberflächenmarkierungen |
| Antistatischer/leitfähiger Gummi | Nicht allein anhand der Härte beurteilt. Statisch ableitende Richtungen werden oft im Bereich von 10⁶–10⁹ Ω diskutiert, wenn eine kontrollierte statische Entladung erforderlich ist. | Antistatik, Staubaufnahme, Kontaktposition, Kontaminationsrisiko |
| Anwendungsgerechte Compoundierrichtung | Wird verwendet, wenn herkömmliche Gummimischungen nicht ausreichend stabil sind. | Wiederholtes Versagen, Medien, Verklebung, Endbearbeitung, Walzengenauigkeit |
Eine leicht beanspruchbare PU-Zuführwalze und eine unter hoher Belastung laufende PU-Walze sollten nicht nach demselben Standard bewertet werden. Ebenso unterscheidet sich eine Silikonwalze für einfaches Auswerfen von einer, die gleichzeitig Hitze, Druck, geringe Abriebfestigkeit und sauberen Kontakt gewährleisten muss.
Standardersatz und anspruchsvolle Positionen unterscheiden
Bei einfachen Ersatzwalzen mag eine Standard-Verbundlaufrichtung ausreichen. Walzen, die äußerlich ähnlich aussehen, können im praktischen Einsatz jedoch ganz unterschiedliche Prüfstandards erfordern.
Eine PU-Walze für leichte Zuführungsaufgaben unterscheidet sich von einer PU-Walze unter hoher Belastung. Eine Walze, die mit niedrig konzentrierter Säure in Kontakt kommt, wird anders geprüft als eine, die mit stärkeren chemischen Medien arbeitet. Auch eine Silikonwalze, die hauptsächlich zur Materialtrennung dient, unterscheidet sich von einer, die gleichzeitig Hitze, Druck, geringe Abriebfestigkeit und den Kontakt mit sauberen Oberflächen gewährleisten muss.
Gleiches gilt für Bandgeschwindigkeit, Temperatur, Wasser, Lösungsmittel, Druck und Anforderungen an den Oberflächenkontakt. Bei anspruchsvolleren Anwendungen liegt der entscheidende Unterschied oft nicht nur im Material, sondern auch in der Verbindungsrichtung, dem Bindemittelverfahren, der Oberflächenbeschaffenheit und der Prozesssteuerung.
Eine Walze, die gleichzeitig Wärme, Säure, Wasser und stabilen Oberflächenkontakt aushalten muss, sollte nicht wie eine einfache Standardauswahl behandelt werden.
Hier sollte der erste Test von der Frage “Welcher Gummi sollte verwendet werden?” zu der Frage “Welchen Arbeitsbedingungen muss diese Walze standhalten?” übergehen.”
Achten Sie auf die Anzeichen für einen Ausfall der alten Walze.
Ein alter Walzenschaden ist oft der beste Hinweis.
Wenn eine Walze aufquillt, ist der Gummi möglicherweise nicht mehr mit dem Öl, Lösungsmittel, Reinigungsflüssigkeit, Säure, Lauge oder anderen Chemikalien kompatibel.
Wenn es zu schnell reißt oder aushärtet, könnten Hitze, Ozon, Dampf, Witterungseinflüsse oder die Alterungsbeständigkeit eine Rolle spielen.
Bei schnellem Verschleiß können die Ursachen in der Belastung, der Geschwindigkeit, dem Abrieb, der Oberflächenbeschaffenheit, dem Kontaktdruck oder der Festigkeit der Materialmischung liegen.
Wenn es Spuren hinterlässt, sollten Härte, Kompression, Druckausgleich, Oberflächengüte, Walzenrundlauf und Schleifgenauigkeit überprüft werden.
Wenn Material haften bleibt oder sich ansammelt, spielen das Ablöseverhalten, die Beschichtungsflüssigkeit, der Klebstoff, die Reinigungsmethode, die Oberflächenenergie und der Zustand der alten Oberfläche eine Rolle.
Ein Walzenausfall ist jedoch nicht immer allein auf ein Problem des Gummis zurückzuführen. Manchmal stimmt die Ausrichtung des Grundgummis weitgehend, dennoch kann es aufgrund von Haftungsproblemen, Problemen mit der Deckschicht, der Vulkanisationskontrolle, der Schleifqualität, der Oberflächenrauheit, des Rundlaufs, der dynamischen Unwucht oder der Art der Walzenverwendung in der Produktionslinie zum Walzenausfall kommen.
Bei einigen Projekten, beispielsweise bei Säurekontaktwalzen und Beizanlagen, wandten sich Kunden an uns, nachdem ihre alten Walzen bereits mehrfach neu beschichtet worden waren, aber immer noch nicht stabil liefen. Auch bei Walzen von Beschichtungs- und Laminieranlagen beobachteten wir eine kurze Lebensdauer, wenn die Beschichtungsmasse nicht optimal auf das Lösemittel- oder Klebstoffsystem abgestimmt war. Die Walze mag anfangs normal aussehen, kann aber später aufquellen, weich werden, Materialablagerungen aufweisen, Oberflächenveränderungen zeigen oder unruhig laufen.
Bei Hochgeschwindigkeits-Folienanlagen kann ein ähnliches Problem auf andere Weise auftreten. Eine Walze mag bei niedrigeren Geschwindigkeiten noch funktionieren, aber sobald die Anlagengeschwindigkeit steigt, können bereits geringe Unterschiede in der Elastizität des Materials, der Oberflächenbeschaffenheit, der Haftung, der dynamischen Balance oder der Kontaktstabilität zu Schlupf, Walzenspuren, Vibrationen, Spurstabilitätsproblemen oder instabiler Bahnspannung führen.
Durch die Anpassung der Mischungsrichtung und des Verarbeitungsverfahrens konnten wir zur Lösung dieser Probleme beitragen. Diese Fälle zeigen, dass bei wiederholtem Walzenausfall die Lösung selten einfach im Wechsel zu einem anderen Gummi liegt. Die Mischungsrezeptur und die Verarbeitungsqualität müssen auf die realen Bedingungen der Produktionslinie abgestimmt sein.
Bestätigen Sie die Rollenrichtung anhand des tatsächlichen Rollenzustands.
Die Art des Gummis ist nur ein Teil der Walzenspezifikation.
Eine PU-Walze von zwei verschiedenen Herstellern kann unterschiedliche Laufeigenschaften aufweisen. Auch eine NBR-Walze mit 70 Shore A kann sich hinsichtlich Ölbeständigkeit, Rückfederung, Kompressionsverhalten, Haftfestigkeit, Oberflächenbeschaffenheit und Verschleißfestigkeit unterscheiden.
Das endgültige Walzenergebnis hängt auch von der Mischungsrichtung, der Bezugsdicke, der Gummi-Kern-Verbindung, der Schleifgenauigkeit, der Oberflächenrauheit, dem Walzenrundlauf, der Auswuchtung und der Übereinstimmung der Deckschicht mit den tatsächlichen Betriebsbedingungen ab.
Das bedeutet nicht, dass für jede Walze eine aufwendige Spezialmischung erforderlich ist. Bei vielen Standard-Ersatzwalzen kann eine bewährte Gummimischung direkt verwendet werden, sobald Walzengröße, Position, Härte, Oberflächenbeschaffenheit und Betriebsbedingungen bekannt sind.
Eine zusätzliche Anpassung der Walzenmischung ist hauptsächlich dann erforderlich, wenn die Walze mit Lösungsmitteln, Säuren oder Laugen, Hitze, Klebstoffen, hohem Verschleiß, empfindlichen Oberflächen, hohem Druck, hoher Geschwindigkeit oder wenn die alte Walze bereits zu schnell verschlissen ist, in Berührung kommt.
Für Wolorin geht es bei der praktischen Überprüfung nicht nur darum, “welches Material verwendet werden sollte”. Es geht vielmehr darum, ob die Walze in der realen Position einen stabilen Kontakt, ein gutes Oberflächenverhalten, eine gute Haftung, Verschleißfestigkeit und Maßgenauigkeit gewährleisten kann.
Was zur Überprüfung einzusenden ist
Für den Beginn einer Rezension müssen Sie den genauen Gummi nicht im Voraus kennen. Folgende Informationen können hilfreich sein:
- Zeichnung oder Grundabmessungen
- Walzendurchmesser und Ballenlänge
- Schaft- und Kernstruktur
- Bezugsdicke, falls bekannt
- alte Walzenfotos
- aktueller oder vorheriger Gummi, falls bekannt
- Härte, falls bekannt
- Walzenposition auf der Linie
- Das Produkt wird verarbeitet
- Arbeitstemperatur
- Druck und Geschwindigkeit, falls verfügbar
- Kontakt mit Öl, Druckfarbe, Klebstoff, Lösungsmittel, Säure, Lauge, Wasser, Dampf oder Reinigungsflüssigkeit
- Oberflächengüte, Ra-Wert, Nut, Balligkeit oder spezielle Texturanforderungen, falls verfügbar
- Aktuelle Probleme wie Rutschen, Aufquellen, Rissbildung, Abdrücke, Verkleben, Vibrationen, instabile Spannungen oder schneller Verschleiß
Bei vielen Austauschprojekten genügen bereits Fotos, Maße und die Beschreibung des aktuellen Problems für eine erste Begutachtung.
Bei wiederholten Ausfällen der Walze sind Fotos der alten Walze besonders hilfreich. Nahaufnahmen von Aufquellen, Rissen, Kantenschäden, Klebstoffablagerungen, polierter Oberfläche, ungleichmäßigem Verschleiß oder Druckstellen können Aufschluss darüber geben, ob das Problem eher im Material, der Verklebung, der Oberflächenbeschaffenheit, der Walzengenauigkeit oder den Betriebsbedingungen begründet liegt.
Die praktische Vorgehensweise bei der Auswahl einer Gummiwalze ist einfach: Beginnen Sie mit der Aufgabe der Walze, prüfen Sie, was sie berührt, betrachten Sie die Produktoberfläche und Probleme mit der alten Walze und grenzen Sie dann Material, Härte, Bezugsdicke und Oberflächenbeschaffenheit ein.
Bei Standard-Ersatzwalzen kann eine ausgereifte Laufrichtung ausreichend sein, sobald Größe, Position, Härte und Betriebsbedingungen feststehen. Bei anspruchsvolleren Anwendungen entscheiden jedoch oft die kombinierte Laufrichtung, die Haftung, die Oberflächengüte, die Schleifgenauigkeit und die Prozesskontrolle darüber, ob die Walze stabil läuft oder frühzeitig ausfällt.
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