Kühle Luft im Inneren

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Rollen - Bisher bedeutete eine hohe thermische Belastung schnell das Aus für den Einsatz von Kunststoffrollen. Ein Hohlraum als Ventilator löst jetzt das Problem.

15. April 2009

Kunststoffrollen punkten überall dort, wo es auf ein geringes Gewicht, einen geräuscharmen Betrieb und Langlebigkeit ankommt. Schwächen zeigen sie bei hohen Drehzahlen unter Belastung, wenn durch die hohe Walkarbeit die Gefahr der Überhitzung und Zerstörung des Kunststoffs besteht. In solchen Fällen sind Rollenkörper aus Metallen vorteilhafter, weil sie die Wärme wesentlich besser ableiten. Allerdings wirkt sich die höhere Massenträgheit der erheblich schwereren Metallrollen besonders dort nachteilig aus, wo die Rollen rasant beschleunigt und sehr abrupt gestoppt werden müssen. Metallrollenkörper sind also nicht immer eine Alternative zu Kunststoffrollen.

Innenbelüftete Rolle

Um die Lücke zu schließen, hat die österreichische Faigle Kunststoffe GmbH innenbelüftete Kunststoffrollen entwickelt. Die Innenbelüftung sorgt für Kühlung und setzt damit genau an der Schwachstelle der Kunststoffrollen an: Unter Belastung erfährt die weiche Lauffläche eine Abplattung, die während des Betriebes um die Rolle herum wandert. Diese stetige Walkarbeit führt zur Erwärmung des Materials. Je schneller die Rolle sich dreht, umso intensiver wird das Material der Bandage gewalkt und umso stärker ist die Erwärmung. Das Dilemma besteht darin, dass weichere Kunststoffvarianten zwar Vibrationen und Geräusche besser dämpfen, dafür aber einer stärkeren Walkarbeit und daher auch einer stärkeren Wärmeentwicklung unterworfen sind. Kann bei entsprechend hohen Drehzahlen die entstehende Wärme nicht mehr über den Rollenkörper abgeführt werden, besteht die Gefahr der Überhitzung. Die thermische Überlastung des Kunststoffs führt zur Zerstörung der Rolle und damit zum Betriebsausfall der Maschine oder der Produktionsanlage, in der sie eingesetzt ist. Eine Besonderheit der Überhitzung besteht darin, dass die Wärme durch die Walkarbeit im Inneren des Laufflächenkörpers entsteht. Sie zeigt sich daher in der Regel erst mit Verzögerung durch Blasenbildung oder Aufplatzen der Lauffläche. Somit besteht die Gefahr, dass der Schaden bei Wartungsarbeiten nicht früh genug erkannt wird. Mit der innenbelüfteten Zweikomponenten-Kunststoffrolle entwickelten die Anwendungstechniker von Faigle eine Variante für den Einsatz bei höheren Drehzahlen. Vom Prinzip her funktioniert die innenbelüftete Rolle wie ein Radialventilator: Die kühlende Luft wird durch einen Bohrungskranz bei der Nabe angesaugt und durch Kanäle im Inneren der Rolle radial nach außen in Richtung der Lauffläche gefördert.

Hohlraum als Ventilator

In der Mitte der Lauffläche verläuft eine Nut um die Rolle herum. In dieser Nut mitten im Laufflächenkörper münden die Kühlluftkanäle. Anwender können entweder Rollen mit demselben Laufflächenwerkstoff bei höheren Drehzahlen einsetzen, oder bei gleichbleibender Drehzahl weichere Laufflächenwerkstoffe mit höherer Vibrations- und Geräuschdämpfung verwenden. Auch wenn durch verschiedene Hohlraumformen die Luftgeschwindigkeit gezielt verändert werden kann – eines sollte der Anwender bedenken: Kunststoffe sind schlechte Wärmeleiter. Deshalb muss die Kühlluft nahe an den Entstehungsort der Wärme geführt werden, also in den Laufflächenkörper.

Michael Schrom, Faigle/aru

Erschienen in Ausgabe: 02/2009