Walzen mit Polyurethan beschichten: Instandsetzung und 10-fache Lebensdauer

Eine Arbeitswalze in einer Druck- oder Holzbearbeitungslinie verliert ihre Geometrie lange bevor ihr Metallkern verschleisst: es verschleisst gerade die Kontaktschicht, die Bahn beginnt zu verlaufen und der Anpressdruck zu schwanken. Eine neue Walze wegen einer um wenige Millimeter verschlissenen Oberflache zu kaufen ist teuer und langsam. Das Beschichten mit Polyurethan gibt dem alten Kern die exakte Geometrie zuruck, und die gegossene Schicht halt dem Abrieb 2-5-mal langer stand als Gummi. Im Folgenden erklare ich, warum Polyurethan Gummi und Caprolon auf Walzen ubertrifft, wie man die Harte wahlt, mit welcher Technologie die Schicht aufgebracht wird und was man fur die Bestellung einer Instandsetzung nach Ihrer Zeichnung braucht.

Warum sich das Beschichten einer Walze mit Polyurethan mehr lohnt als der Austausch

Beim Beschichten bleibt der teuerste Teil der Baugruppe erhalten, der Metallkern mit den Lagerzapfen, und nur die verschlissene Arbeitsschicht wird ersetzt. Deshalb ist die Instandsetzung der Walze mit Polyurethan fast immer gunstiger und schneller als die Neufertigung einer Walze, und in der Lebensdauer ubertrifft die Beschichtung sowohl Gummi als auch Metall.

Die verschlissene Polyurethanschicht wird bis aufs Metall abgetragen, der Kern auf Rundlauf gepruft, die Oberflache vorbereitet und eine neue Schicht gegossen. Sitzmasse und Geometrie bleiben erhalten, sodass die Walze ohne Nachschleifen der Zapfen und ohne erneute Abstimmung mit den benachbarten Baugruppen in die Linie zuruckkehrt. Eine unbeschichtete Metallwalze wird bei Verschleiss dagegen auf einen kleineren Durchmesser nachgeschliffen oder ausgemustert, und eine Gummischicht halt um ein Vielfaches kurzer als eine Polyurethanschicht.

Auch bei der Bestandigkeit gegenuber der Umgebung gewinnt Polyurethan. Es vertragt den Kontakt mit technischen Olen, Hydraulikflussigkeiten und Erdolprodukten, nimmt keine Feuchtigkeit auf, korrodiert nicht und schimmelt nicht. Ein Arbeitsbereich von -60 bis +100 C erlaubt den Einbau der beschichteten Walze sowohl in kalte als auch in beheizte Zonen, wo Gummi verharten oder zerfliessen wurde. Gerade deshalb uberdauert ein Beschichtungszyklus oft mehrere Wechselzyklen der Gummibeschichtung.

Vergleich der Walzenbeschichtungen in Zahlen

Polyurethan uberholt Gummi und Caprolon durch die Kombination aus Verschleissfestigkeit, Festigkeit und Elastizitat, wahrend blankes Metall ihm bei der Stossdampfung und der Korrosionsbestandigkeit unterlegen ist. Die Referenzwerte nach Standardprufungen sind nachstehend zusammengefasst.

Der Unterschied im Abrieb bestimmt die Lebensdauer. Bei Polyurethan sind es 38-39 mm3, beim weitverbreiteten SBR-Gummi 100-200 mm3, das heisst die Gummischicht verschleisst bei sonst gleichen Bedingungen mehrfach schneller. Naturkautschuk hat einen hoheren Ruckprall, aber sein Abrieb von 60-130 mm3 und die schwache Olbestandigkeit machen ihn in Industriewalzen, die mit Schmierstoffen in Kontakt kommen, unzuverlassig. Caprolon ist dem Polyurethan im Verschleiss nahe (30-90 mm3) und sehr fest (60-85 MPa), es ist jedoch starr, schmiegt sich der Bahn nicht an und ist schlagsprode, daher eignet es sich eher fur Buchsen und Fuhrungen als fur Anpresswalzen.

Polyurethan bleibt der Kompromiss, der funktioniert: geringer Abrieb, hohe Festigkeit von 39-87 MPa und eine Elastizitat, die einen gleichmassigen Anpressdruck uber die gesamte Lange des Walzenballens halt.

Bei Walzen ist das Verhalten des Werkstoffs unter zyklischer Biegung gesondert wichtig. Gummi und Naturkautschuk ermuden allmahlich und reissen an den Randern der Arbeitszone, wahrend Caprolon bei wiederholten Schlagen absplittert, weil es nicht federnd ist. Polyurethan mit seiner Ruckprallelastizitat von 34-61 Prozent kehrt nach jedem Lastzyklus in die Form zuruck und sammelt Ermudungsrisse nicht so schnell an wie Gummi. Deshalb behalt eine mit Polyurethan beschichtete Walze uber die gesamte Lebensdauer eine stabile Kontaktgeometrie, nicht nur in den ersten Monaten nach dem Beschichtungswechsel.

Technologie des Walzenbeschichtens: Vorbereitung und Guss

Die Qualitat der Walzenbeschichtung wird nicht durch das Polyurethan selbst bestimmt, sondern durch die Kernvorbereitung und die Haftung. Die gegossene Schicht halt Jahrzehnte, wenn die Grenze Metall-Polymer richtig ausgefuhrt ist, und delaminiert innerhalb von Monaten, wenn die Oberflache nachlassig vorbereitet wurde.

Die Arbeit beginnt mit dem Abtragen der alten Beschichtung bis auf sauberes Metall und der Kernkontrolle: der Rundlauf wird gepruft, die Oberflache geebnet und mit Sandstrahlen das Mikrorelief entwickelt. Dann wird eine Haftgrundierung aufgetragen, die den Stahl oder das Gusseisen chemisch mit dem Polyurethan verbindet. Anschliessend wird das Polyurethan im Freiguss in die Form gegossen und polymerisiert, danach wird der Walzenballen auf Mass fur die geforderte Zylindrizitat und die Sitze geschliffen. Die Schichtharte wird in der Phase der Sortenwahl festgelegt, von 50 Shore A fur weiche Anpresswalzen bis 70 Shore D fur harte Antriebswalzen.

Bei Anpresswalzen ist nicht immer hartes Polyurethan notig. Eine weichere Schicht im Bereich 60-80 Shore A ergibt einen breiteren Kontaktfleck und einen gleichmassigeren Anpressdruck der Bahn, und das ist wichtiger als maximale Harte dort, wo die Walze keine grosse Zugkraft ubertragt. Erhohen Sie die Harte nur bei Antriebswalzen mit hohem spezifischem Druck, sonst verlieren Sie die Kontaktgleichmassigkeit.

Die Schichtdicke wird nach Last und Kerndurchmesser gewahlt: zu dunn erreicht schnell das Metall, zu dick erhitzt sich. Mehr zur Beschichtungsdienstleistung lesen Sie im Bereich Dienstleistungen.

Wo Polyurethanwalzen arbeiten und wie man sie wartet

Polyurethanwalzen stehen in den Anpress-, Fuhrungs-, Transport- und Antriebseinheiten von Holz-, Textil-, Metall-, Chemie-, Zellstoff- und Papier- sowie Drucklinien. Ihre Aufgabe ist es, die Bahn, das Papier, das Furnier oder das Gewebe zu fuhren und anzupressen, ohne zu rutschen und ohne Spuren auf dem Material zu hinterlassen, da Polyurethan keine Abdrucke hinterlasst und keinen Schmutz anzieht.

Die Wartung einer beschichteten Walze ist minimal: regelmassiges Reinigen der Oberflache von Anhaftungen und Kontrolle der Schichtintegritat. Polyurethan korrodiert nicht, verfault nicht und furchtet keine Feuchtigkeit, daher braucht die Walze keine Schutzbeschichtungen oder besondere Pflege. Wenn die Arbeitsschicht die Verschleissgrenze erreicht, wird die Walze erneut zum Beschichten geschickt, und der Zyklus wiederholt sich ohne Verlust der Sitzmasse. Fertige Baugrossen und Erzeugnisarten finden Sie im Katalog.

Die Farbe der Polyurethanschicht beeinflusst die Qualitat nicht, denn der Werkstoff selbst ist farblos, und das Pigment gibt nur einen Farbton fur die Kennzeichnung oder die visuelle Verschleisskontrolle. Das ist praktisch in Linien, in denen Positionen in einer Baugruppe an der Farbe der Walzen unterschieden werden. Wichtiger ist anderes: eine beschichtete Walze hinterlasst keine Spuren auf der Bahn und zieht keinen Staub an, daher kommt das Fertigmaterial sauberer heraus und die Baugruppe behalt langer ihr gepflegtes Aussehen ohne haufiges Reinigen.

Wie Sie die Walzenbeschichtung fur Ihre Produktion bestellen

Fur eine genaue Berechnung braucht das Werk die Walzenzeichnung oder das verschlissene Muster selbst, zusammen mit den Betriebsbedingungen: Last, Drehzahl, Temperatur, Art des mit der Walze in Kontakt stehenden Materials und geforderte Harte. Anhand dieser Daten wahlt der Technologe die Polyurethansorte, die Harte und die Schichtdicke, wahrend die Produktion die Geometrie fur die Sitze mit der Freiguss-Technologie nachbildet.

Dieses Format eignet sich sowohl fur die einmalige Instandsetzung einer einzelnen Walze als auch fur die Serienbeschichtung eines Satzes fur eine neue Linie. Um ein technisches Angebot fur Ihre Aufgabe zu erhalten, wenden Sie sich uber die Seite Kontakt an das Werk TIMOL: senden Sie die Zeichnung oder das Muster und beschreiben Sie den Betriebsmodus, und das Werk berechnet die Instandsetzung fur Ihre konkrete Baugruppe.