Fertigung von Rollen aus Polyurethan für Förderer und Linien

Eine Förderrolle, die sich am abrasiven Strom binnen weniger Wochen abnutzt, legt die gesamte Linie still, denn eine einzige verschlissene Baugruppe wirft den Transportplan über den Haufen. Eine Gummibandage bröckelt und hinterlässt eine Spur, eine metallene rattert und überträgt Schwingungen auf den Rahmen. Eine Polyurethanrolle verbindet leisen Lauf mit einer 2-5-mal höheren Lebensdauer als Gummi und arbeitet im Kontakt mit Öl und Wasser. Nachfolgend erläutere ich, wo genau Polyurethanrollen stehen, worin sie Gummi und Stahl übertreffen und wie man eine Fertigung nach eigenem Maß bestellt.

Wo in der Linie stehen Polyurethanrollen?

Polyurethanrollen arbeiten dort, wo zugleich Verschleißfestigkeit, leiser Lauf und schonender Materialkontakt wichtig sind. Man setzt sie in Fördersysteme, Walz- und Stützbaugruppen, Führungen von Transportlinien sowie Andrückmechanismen von Verpackungs- und Druckmaschinen ein. In jeder dieser Baugruppen führt die Rolle das Material entlang einer vorgegebenen Bahn, drückt es an oder stützt das Band unter Last.

Der Rollentyp bestimmt ihre Aufgabe. Führungsrollen geben die Bahn des Bandes oder Werkstücks vor, Transportrollen tragen die Hauptlast des Stroms, Walzrollen formen und drücken das Material, Stützrollen halten das Gewicht der Konstruktion. Für jede Aufgabe wählt man die Härte des Polyurethans und die Geometrie: Breite der Bandage, Durchmesser, Vorhandensein von Nuten oder Borden.

Die Rolle wird massiv oder als Polyurethanschicht auf einer Metallachse oder Nabe mit Lagersitzen gefertigt. Die zweite Variante erlaubt es, die Baugruppe durch erneutes Auskleiden wiederherzustellen, ohne den teuren Metallgrundkörper zu wechseln. Genau deshalb sind Polyurethanrollen auf Linien mit intensivem Betrieb vorteilhaft, wo Wechsel häufig vorkommen.

Die Dicke der Polyurethanschicht ist ein Kompromiss zwischen Lebensdauer und Steifigkeit. Eine dickere Schicht hält länger auf Abrasiv und dämpft Stöße besser, verformt sich aber unter Punktlast stärker. Eine dünnere Schicht hält die Geometrie genauer, verschleißt jedoch schneller bis zum Metall. Die optimale Dicke bestimmt der Technologe für die konkrete Last und Liniengeschwindigkeit, damit die Rolle bei Betriebsdrehzahl nicht schlägt und eine Reserve für den Verschleiß bis zum nächsten Auskleiden hat.

Worin übertrifft Polyurethan Gummi, Stahl und Polyethylen?

Polyurethan von TIMOL bietet eine 2-5-mal höhere Verschleißfestigkeit als Gummi und behält seine Elastizität im Bereich von -60 bis +100 °C. Das bedeutet, dass die Rolle um ein Vielfaches länger hält als eine Gummirolle auf demselben abrasiven Strom und ihre Eigenschaften weder in der Kälte noch in der heißen Werkshalle verliert. Gummi verhärtet in der Kälte und altert unter Öl- und Ozoneinwirkung schnell.

Gegenüber Stahl ist eine Polyurethanrolle leichter, korrodiert nicht und dämpft Stöße, statt sie auf Rahmen und Lager zu übertragen. Eine Stahlrolle ist reißfester, rattert jedoch, zertrümmert die Kontaktfläche des Materials und beschleunigt den Verschleiß der Stützen durch Schwingungen. Für Linien, bei denen die Oberflächenqualität des Produkts wichtig ist, ist Metall oft überhaupt inakzeptabel.

Ultrahochmolekulares Polyethylen (UHMW-PE) hat eine niedrige Reibung und eine gute Abriebfestigkeit, ist aber kaum elastisch (Rückprall 5-10 %) und verformt sich unter Dauerlast. Dort, wo die Rolle Stöße dämpfen und unter Druck die Form halten soll, übertrifft Polyurethan es dank der Kombination aus Elastizität und Verschleißfestigkeit.

Gesondert sind Lärm und Schwingung zu nennen. Eine Rolle ist eine ständig rotierende Baugruppe, deshalb verwandeln sich jeder Schlag und jede Steifigkeit des Materials in Dröhnen und Belastung der Lager. Die Polyurethanschicht wirkt als Dämpfer: Sie dämpft kleine Stöße von Bandstößen oder Unebenheiten des Werkstücks und überträgt sie nicht auf die Welle. Auf lauten Linien senkt der Ersatz metallener oder harter Kunststoffrollen durch Polyurethanrollen den Lärmpegel spürbar und verlängert die Lebensdauer der Stützen, weil die Lager nicht mehr unter ständiger Schwingung arbeiten.

Tipp des Ingenieurs: Für Rollen, die mit Fertigprodukten in Kontakt kommen (Papier, Folie, poliertes Metall), nehmen Sie weicheres Polyurethan, es verteilt den Druck gleichmäßig und hinterlässt keine Abdrücke. Für abrasive Ströme von Erz oder Getreide wählen Sie härtere Sorten näher an der oberen Grenze des Bereichs. Wenn die Rolle mit hoher Geschwindigkeit rotiert, prüfen Sie gesondert die Wuchtung und den Sitz der Bandage: Ein Schlag bei hoher Geschwindigkeit zerstört die Lager schnell.

Vergleichstabelle der Rollenkennwerte

Die angegebenen Werte stammen aus technischen Standardnachschlagewerken (DIN 53516, ISO 4649, Matweb) und zeigen den Unterschied in der Lebensdauer der Rollen unter gleichen Bedingungen.

Polyurethan und UHMW-PE liegen beim Abrieb nahe beieinander (38-39 gegenüber 15-30 mm³), aber entscheidend ist die Rückprallelastizität: 34-61 % beim Polyurethan gegenüber 5-10 % beim Polyethylen. Genau die Elastizität erlaubt es der Polyurethanrolle, Stöße zu dämpfen, unter Last die Form zu halten und dort zu arbeiten, wo hartes Polyethylen ausläuft. Gegenüber SBR-Gummi gewinnt Polyurethan sowohl beim Abrieb (3-5-mal weniger) als auch bei der Reißfestigkeit, deshalb steigt die Lebensdauer der Rolle um ein Vielfaches.

Wie Rollen nach Kundenmaß gefertigt werden

Die Fertigung einer Rolle beginnt mit einer Zeichnung oder einem Muster: Der Technologe bestimmt Durchmesser, Breite und Art des Sitzes und wählt die Härte des Polyurethans nach dem Belastungscharakter. Zum Auskleiden einer Metallachse wird die Oberfläche gereinigt, entfettet, sandgestrahlt und mit einer Haftschicht versehen, von der die Festigkeit der Verbindung des Polyurethans mit dem Metall abhängt.

Die Polyurethanschicht wird im Verfahren des freien Gießens in eine Form des gewünschten Profils gegossen. Die Methode erlaubt es, Nuten, Borde und Rillen direkt auf der Rolle zu formen und Bandagen unterschiedlicher Breite ohne hohen Druck zu erhalten. Nach der Polymerisation wird die Rolle mechanisch auf die genaue Geometrie und Wuchtung nachbearbeitet, um einen gleichmäßigen Lauf ohne Schlag bei Betriebsgeschwindigkeit zu gewährleisten.

Besondere Aufmerksamkeit gilt der Lagerbaugruppe. Die Rolle wird für den konkreten Lagertyp und Sitz gefertigt, und die Polyurethanschicht wird so gegossen, dass sie die Schmierkanäle nicht verdeckt und die Wärmeabfuhr nicht stört. Die Überhitzung der Stütze ist eine häufige Ursache für den Ausfall von Rollen auf schnellen Linien, deshalb wird die Geometrie nicht nur nach dem Außendurchmesser, sondern auch nach der inneren Baugruppe abgestimmt.

Fertige Lösungen und Baugrößen sind im Katalog der Polyurethanteile zusammengestellt, und Näheres zum Werkstoff und zur Gießtechnologie lesen Sie im Bereich Referenzinformationen. Wenn die benötigte Rolle nicht vorrätig ist, wird sie für Ihre Aufgabe gefertigt.

Wie man Rollen aus Polyurethan bestellt

Für eine Bestellung stellen Sie eine Zeichnung oder eine verschlissene Rolle als Muster bereit, geben Sie Durchmesser, Breite, Art und Größe des Sitzes für Achse oder Lager an und beschreiben Sie die Arbeitsbedingungen: Last, Liniengeschwindigkeit, Art des laufenden Materials, Temperatur und Vorhandensein von Ölen. Der Technologe nimmt die Maße auf, wählt die Härte des Polyurethans und berechnet die Geometrie für Ihre Baugruppe.

Rollen werden einzeln und in Serie gefertigt, und verschlissene Baugruppen mit intaktem Metallgrundkörper werden durch erneutes Auskleiden wiederhergestellt. Für die Berechnung von Fristen und Kosten wenden Sie sich über die Kontakte des Werks TIMOL: Die Fachleute wählen den Werkstoff aus, berechnen die Form und fertigen die Rollen genau für die Bedingungen Ihrer Linie.