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Die Erfindung betrifft ein Glättwerk für eine mittels eines Extruders über eine Breitschlitzdüse extrudierte Materialbahn aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Folienbahn oder einer solchen, die zu Platten verarbeitet wird.
In der US 49 97 358 A ist ein Glättwerk beschrieben, bei dem mehrere zum Glätten und Kühlen der schmelzflüssig aus einer Breitschlitzdüse mittels eines Extruders ausgetragenen Materialbahn aus thermoplastischem Kunststoff dienende Walzen vorgesehen sind. Die Walzen sind in einem Ständer angeordnet Der jeweils zu einer Materialbahn zu verarbeitende Kunststoff erfordert für die zu erreichende Dickentoleranz und Materialbahnoberfläche eine Anpassung der Führung und Verweildauer der Materialbahn in Kontakt zu den Walzen. Daher ist mindestens eine ortsfeste Walze und eine um diese herum in verschiedenen Winkelstellungen festlegbare Verstellwalze vorgesehen. Die Verstellwalze ist mit ihren Enden drehbeweglich und radial zur ortsfesten Walze verstellbar in Führungen von Rahmen gehalten.
Die Rahmen sind beidseitig der ortsfesten Walze an Scheiben mit umfangsverteilten Bohrungen mit ihren radial inneren Enden mittels Bolzen festlegbar. Die radial äusseren Enden der Rahmen sind ebenfalls mittels Bolzen an Tragarmen des Ständers befestigbar. Da die Scheiben auf die Lagerungen für die ortsfeste Walze einwirken, werden diese zusätzlich belastet. Darüber hinaus wird die Zugänglichkeit sowohl der Verstellwalze als auch der ortsfesten Walze verschlechtert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Glättwerk zu schaffen, welches sich durch eine gute Bedienbarkeit auszeichnet und welches die Einhaltung enger Toleranzen bei den darauf bearbeiteten Materialbahnen erlaubt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss ein Glättwerk mit einem Ständer, mit Walzen zum Glätten und Kühlen der Materialbahn, welche am Ständer angebracht sind, von denen eine Walze ortsfest angeordnet und mindestens eine als Verstellwalze gestaltet ist, die um die und radial zur ortsfesten Walze verstellbar angeordnet ist, wobei jede Verstellwalze an ihren beiden Enden in Lagerungen drehbeweglich gehalten ist und jede der beiden Lagerungen an einem Führungswagen radial zur Drehachse der ortsfesten Walze verstellbar angebracht ist, die Führungswagen jeder Verstellwalze an von der Lagerung der ortsfesten Walze getrennten Führungsschienen abgestützt sind, die zur ortsfesten Walze beabstandet sind und kreisförmig um die Drehachse der ortsfesten Walze verlaufende Führungsbahnen für die Führungswagen aufweisen,
jede Verstellwalze mittels der Führungswagen an den Führungsschienen um die ortsfeste Walze stufenlos umfangsverstellbar ist und wobei des weiteren die Führungsschienen mit dem Ständer verbunden oder Bestandteil desselben sind, vorgesehen.
Durch die Trennung der Abstützung und Führung jeder Verstellwalze von der Lagerung der ortsfesten Walze wird eine gute Zugänglichkeit für die Bedienung der Anlage und eine hohe Steifigkeit für die Abstützung der Verstellwalze erzielt. Die Lagerung der ortsfesten Walze bleibt daher unbeeinflusst Dies bedeutet auch, dass keine Kräfte auf die ortsfeste Walze aus der zusätzlichen Abstützung der Verstellwalze ausgeübt werden. Insgesamt werden hohe Verstellgenauigkeiten und die Einhaltung eng tolenerter Spalte zwischen der ortsfesten Walze und der Verstellwalze erzielt.
Des weiteren ist auch der Verstellweg, der im Sinne eines Verschwenkens der Verstellwalze um die ortsfeste Walze erreicht werden kann gegenüber einer Lösung, bei der die Lagerung an der ortsfesten Walze erfolgt, vergrössert. Es lässt sich insgesamt eine sehr steife Lagerung und Abstützung für die Stellwalze erzielen.
Die Eigenheit der verschiedenen Kunststoffmaterialien macht es wünschenswert, die Einlaufverhältnisse der schmelzflüssig aus der Breitschlitzdüse austretenden Materialbahn zu den Walzen des Glättwerkes ändern zu können. So gibt es Werkstoffe, welche einen geneigt oder senkrecht nach unten gerichteten Austritt aus der Breitschlitzdüse erfordern, weil die austretende Materialbahn bei horizontalem Einlauf in das Glättwerk zu grossen Zugspannungen unterworfen würde.
Andere Materialien bedingen einen horizontalen Einlauf oder erlauben es einen solchen zu wählen.
In Weiterentwicklung der erfmdungsgemässen Losung ist daher vorgesehen, dass der Ständer mitsamt den Führungsschienen um eine Schwenkachse, die parallel zur Drehachse der ortsfesten Walze verläuft, schwenkverstellbar ist.
Zur Verschwenkung bieten sich die ohnehin vorhandenen und kreisbogenförmig verlaufenden Führungsschienen an. Diese können genutzt werden, um eine schwenkverstellbare Abstützung vorzunehmen, so dass ein Verschwenken über die Periphene der Führungsschienen erfolgt. Durch die schwenkverstellbare Anordnung können für den Fall, dass Kaschierfolien oder Verstärkungs-
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bahnen zulaufen, angepasste Zuführverhältnisse erzielt werden.
Vorzugsweise ist dabei die Schwenkachse so angeordnet, dass sie mit der Drehachse der ortsfesten Walze übereinstimmt.
In Konkretisierung der Verstellung der Verstellwalze ist vorgesehen, dass an beiden Enden der Verstellwalze jeweils zwei Führungsschienen parallel zueinander angeordnet sind, zwischen denen jeweils ein Führungswagen aufgenommen ist, dass jeder Führungswagen Rollen zur Abstützung an inneren und äusseren Führungsbahnen der Führungsschienen aufweist und dass jeweils eine der als Kreisbogen verlaufenden Schmalflächen einer Führungsschiene eines jeden Führungsschienenpaares eine Verzahnung aufweist, mit der ein am zugehörigen Führungswagen angeordnetes verzahntes Ritzel in Eingriff ist.
Dabei kann die Synchronisierung der beiden Führungswagen zur Erzielung einer exakten parallelen Verstellung der Enden der Verstellwalze dadurch erreicht werden, dass die beiden Ritzel der an den beiden Enden der Verstellwalze angeordneten Führungswagen durch eine Welle miteinander verbunden sind und dass ein Ritzel durch einen Kraftantrieb antreibbar ist.
Schliesslich ist eine Anordnung, bei der die in Längsrichtung der Verstellwalze aussen liegenden Führungsschienen an ihren radial äusseren Schmalflächen die Verzahnungen aufweisen, vorgesehen. Die Lagerung des Ständers zur Verschwenkung um die Drehachse der ortsfesten Walze erfolgt in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch, dass die radial äusseren Schmalflächen der verzahnungslosen Führungsschienen auf Rollen aufliegen, die an einem Tragrahmen befestigt sind Zur Verschwenkung des Ständers sind am Tragrahmen zwei Treibritzel gelagert, welche jeweils mit einer der Verzahnungen an der radial äusseren Schmalfläche der beiden verzahnten Führungsschienen in Eingriff sind. Beide sind durch einen gemeinsamen Antrieb antreibbar, so dass eine synchronisierte Verschwenkung erfolgt.
Zur seitlichen Führung gegenüber dem Tragrahmen sind die Rollen, die eine der verzahnungslosen Führungsschienen tragen, mit Borden versehen.
Diese umgreifen die zugehörige Führungsschiene seitlich. Die anderen Rollen, die der weiteren verzahnungslosen Führungsschiene zugeordnet sind, sind durchgehend zylindrisch gestaltet Durch eine solche Ausbildung werden Zwängungen vermieden.
Das Glättwerk umfasst vorzugsweise drei Walzen. Von diesen stellt eine die ortsfeste und eine die Verstellwalze dar. Es ist ferner eine dritte Walze im Ständer angeordnet, die zur ortsfesten Walze nur radial verstellbar ist Sie kann aber auch wie die Verstellwalze ausgebildet und angeordnet sein.
Um die Ausrichtung gegenüber dem Extruder noch flexibler zu gestalten, ist vorgeschlagen, den Tragrahmen höhenverstellbar abzustützen. Ferner kann er auch mit Laufrädern versehen sein, die beispielsweise auf Schienen laufen. Günstig ist eine höhenverstellbare Anordnung der Laufräder am Tragrahmen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Es zeigt
Figur 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemässen Glättwerks in einer ersten Ausrichtungs- stellung,
Figur 2 einen Schnitt 11-11 gemäss Figur 1 sowie ein Detail,
Figur 3 eine Ansicht auf den Tragrahmen mit dem Antrieb zur Schwenkverstellung des
Ständers und
Figur 4 das Glättwerk gemäss Figur 1 in einer gegenüber Figur 1 nach rechts verschwenkten
Position.
Aus den Figuren 1 und 2 ist der Ständer 1 erkennbar. Dieser umfasst ein erstes Führungsschienenpaar 2, welches aus einer ersten verzahnten Führungsschiene 2' und einer zweiten verzahnungslosen Führungsschiene 2" aufgebaut ist. Die beiden Führungsschienen 2' und 2" sind im parallelen Abstand zueinander angeordnet. Ein zweites Führungsschienenpaar 3 ist im Abstand zum ersten Führungsschienenpaar 2 vorgesehen. Dieses umfasst ebenfalls eine verzahnte Führungsschiene 3' und nach innen eine verzahnungslose Führungsschiene 3". Die Führungsschienen 2', 2", 3' und 3" verlaufen bogenförmig, das heisst sie stellen über einen wesentlichen Teil ihres Verlaufs einen Kreisbogen dar. Sie sind aus einem Flachmaterial hergestellt. Die beiden Führungsschienenpaare 2,3 weisen jeweils eine Traverse 4,5 auf, zu der sie seitlich angeordnet sind.
Diese verläuft nach Art einer Sehne eines Kreises. Des weiteren sind die beiden Führungsschie- nenpaare 2, 3 miteinander verbunden
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An den beiden Traversen 4,5 ist mittels Lagerungen 6,7 eine ortsfeste Walze 8 drehbar und über einen Kraftantrieb antreibbar gelagert. Die orstfeste Walze 8 weist die Drehachse X auf. Zwischen den beiden Führungsschienen 2', 2" bzw. 3', 3" der beiden Führungsschienenpaare 2,3, und zwar an einem der von diesen gebildeten Kreisbogen, sind Verstelleinrichtungen 12,13 angeordnet. Diese dienen zur Verstellung einer Walze 9. Die Walze 9 ist in Lagerungen 10,11, auf welche die Verstelleinrichtungen 12,13 einwirken, gehalten. Die Walze 9 ist zur orstfesten Walze 8, d. h. zur Drehachse X, mittels der Verstelleinrichtungen 12,13 radial verstellbar.
Des weiteren ist eine Verstellwalze 14 vorgesehen, welche mittels an ihren beiden Enden vorgesehenen Führungswagen 15,16, die Lagerungen 46,47 für die Verstellwalze 14 tragen, auf einem Kreisbogen um die Drehachse X der ortsfesten Walze 8 an den Führungsschienenpaaren 2, 3 verstellbar ist. Die Verstellwalze 14 ist zusätzlich an den Führungswagen 15, 16 in radialer Richtung zur ortsfesten Walze 8 verstellbar geführt.
Zur Führung der Führungswagen 15,16 dienen Führungsbahnen. So weist das erste Führungsschienenpaar 2 an der ersten verzahnten Führungsschiene 2' eine radial innenliegende innere Führungsbahn 17 auf, die einen Kreisbogen darstellt, der auf der Drehachse X zentriert ist. Die zweite verzahnungslose Führungsschiene 2" besitzt eine radial innenliegende und als Kreisbogen gestaltete innere Führungsbahn 18, welche ebenfalls auf der Drehachse X zentriert ist. Das zweite Führungsschienenpaar 3 besitzt ebenfalls zwei innere Führungsbahnen 19,20. Die innere Führungsbahn 19 ist radial innen an der verzahnten Führungsschiene 3' und die innere Führungsbahn 20 radial innen an der verzahnungslosen Führungsschiene 3" angebracht. Beide sind ebenfalls als Kreisbogen um die Drehachse X gestaltet.
Des weiteren besitzt die verzahnungslose Führungsschiene 2" eine äussere Führungsbahn 21, die ebenfalls als Kreisbogenbahn gestaltet ist und deren Mittelpunkt auf der Drehachse X der ortsfesten Walze 8 zentriert ist. Ebenso weist die verzahnungslose Führungsschiene 3" eine äussere, als Kreisbogen gestaltete Führungsbahn 22 mit dem Mittelpunkt auf der Drehachse X der ortsfesten Walze 8 auf. Die beiden aussen bezüglich der Verstellwalze 14 liegenden verzahnten Führungsschienen 2' und 3' besitzen auf einer als Kreisbahn verlaufenden äusseren Schmalfläche jeweils eine Verzahnung 23 bzw. 24. Die Führungswagen 15, 16 sind jeweils zwischen den beiden Führungsschienen 2' und 2" bzw. 3' und 3" der beiden Führungsschienenpaare 2,3 angeordnet und der Grundkörper eines jeden Führungswagens 15,16 weist innenliegend vier Rollen 25, 26 auf.
Von diesen sind die beiden im Abstand zueinander angeordneten Rollen 25 zur Abstützung an der inneren Führungsbahn 19 der verzahnten Führungsschiene 3' bestimmt. In entsprechender Weise sind die im Abstand zueinander angeordneten Rollen 26 zur Abstützung an der inneren Führungsbahn 20 der verzahnungslosen Führungsschiene 3" gedacht. Aussen ist der Führungswagen 16 zusätzlich über zwei Rollen 27 auf der äusseren Führungsbahn 22 der verzahnungslosen Führungsschiene 3" geführt. In gleicher Weise ist auch der Führungswagen 15 im Verhältnis zu dem ersten Führungsschienenpaar 2 an den Führungsschienen 2', 2" in Umfangsnchtung um die Drehachse X der ortsfesten Walze 8 verstellbar. Zur Umfangsverstellung der Führungswagen 15,16 ist diesen jeweils ein verzahntes Ritzel 28,29 zugeordnet. Die beiden Ritzel 28,29 sind über eine Welle 30 miteinander verbunden.
Das Ritzel 28 ist durch einen Kraftantrieb 31 antreibbar. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, dass eine synchronisierte Verstellung beider Führungswagen 15,16 erfolgt. Die Ritzel 28,29 sind mit den Verzahnungen 23,24 der verzahnten Führungsschienen 2', 3' in Eingriff. Der Kraftantrieb 31 umfasst einen Motor 32 und ein Winkelgetriebe 33, mit dem das Ritzel 28 drehfest verbunden ist.
Die Figur 2 zeigt ferner ein Detail, bei dem die Schnittlage durch die zur Führung dienende Rolle 27 verläuft, um darzustellen, dass der Führungswagen 16 durch die Rolle 27 an der äusseren Führungsbahn 22 der verzahnungslosen Führungsschiene 3" geführt wird.
Der Ständer 1 ruht, wie insbesondere aus den Figuren 1 und 3 zu ersehen ist, mittels der beiden verzahnungslosen Führungsschienen 2" und 3" auf Tragrollen 36,37, 38,39 Tragrahmens 34 derart, dass er um die Drehachse X der ortsfesten Walze 8 schwenkverstellbar ist. Ferner ist der Tragrahmen 34 auf Laufrädern 35 verfahrbar Diese können beispielsweise auf Schienen geführt sein. Zur Veränderung der Höhenposition der Tragrahmen 34 sind die Laufräder 35 am Tragrahmen 34 höhenverstellbar. Dies ist durch die Pfeile angedeutet. Aus Figur 3 ist ferner erkennbar, dass die die verzahnungslosen Führungsschiene 2" stützenden Tragrollen 36,37 mit Borden 40,41 ausgeführt sind, mit denen sie die Führungsschiene 2" zusätzlich seitlich umfassen, so dass diese in Richtung der Drehachse X gehalten ist.
Der Ständer 1 wird also in Richtung der Längsachse X
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durch die Tragrollen 36,37 gehalten. Der Ständer 1 stützt sich mittels der äusseren Führungsbahn 21 der Führungsschiene 2", die als Kreisbahn um die Drehachse X gestaltet ist, auf den im Abstand voneinander am Tragrahmen 34 angebrachten Tragrollen 36,37 ab. Die Führungsschiene 3" stützt sich mit ihrer äusseren Führungsbahn 22, die eine Kreisbogenform aufweisen, auf der Aussenfläche der zylindrisch ausgebildeten Tragrollen 38,39 ab. Diese sind ebenfalls im Abstand zueinander angeordnet. Dadurch, dass diese durchgehend zylindrisch gestaltet sind, können keine Zwängungen auftreten Die Führung des Ständers 1 in Richtung der Drehachse X erfolgt ausschliesslich durch die beiden Tragrollen 36,37.
Zur Schwenkverstellung des Ständers, beispielsweise aus einer Position gemäss Figur 1 in eine Position, wie sie beispielsweise in Figur 4 dargestellt ist, dient ein Schwenkantneb. Dieser umfasst zwei Treibritzel 42,43 die, wie aus Figur 3 ersichtlich, am Tragrahmen 34 gelagert sind. Sie sind mittels einer sie verbindenden Antriebswelle 44 gemeinsam durch eine Antriebeinheit 45, welche einen Motor und ein Getriebe umfasst, antreibbar. Die Treibritzel 42,43 greifen in die Verzahnungen 23,24 der beiden Führungsschienen 2" und 3" ein.
In Figur 1 ist zusätzlich die Breitschlitzdüse B mit Konturen grob eingezeichnet, wobei erkennbar ist, dass der Düsenaustritt vertikal nach unten genchtet ist und die beiden Walzen 8,9 entsprechend horizontal ausgerichtet sind, um die aus der Breitschlitzdüse B austretende Matenalbahn aufnehmen zu können. Die Materialbahn wird dann im rechts schwenkenden Sinne um die Aussenfläche der ortsfesten Walze 8 herumgeführt, bis sie auf die Verstellwalze 14 auftrifft, um die sie nach links weggeführt ist. Die Umschlingung der ortsfesten Walze 8 durch die Materialbahn kann durch Verstellung der Verstellwalze 14 mittels der Führungswagen 15,16 an den Führungsschienenpaaren 2,3 verändert werden. Dadurch kann die Kontaktlänge zu der ortsfesten Walze 8 entsprechend verändert werden, um die gewünschte Kühlung zu erzielen.
Wird ein Material verarbeitet, das aufgrund seiner Viskosität und sonstigen Eigenschaften eine Extrusionsrichtung zweckmä- #ig erscheinen lässt, bei der die Breitschlitzdüse B zu einem horizontalen Austrag der Schmelze führt, wird eine Stellung der Walzen 8,9 der Breitschlitzdüse B gegenüber gewählt, wie sie aus Figur 4 ersichtlich ist. Hierzu wird der gesamte Ständer 1 um die Drehachse X in die in Figur 4 gezeigte Position schwenkverstellt. Dabei bewegen sich die Führungsschienen 2" und 3" auf den Tragrollen 36,37 bzw. 38,39 des Tragrahmens 34, wenn der Schwenkantrieb, der die Antriebseinheit 45, die Treibritzel 42,43 und die Antriebswelle 44 umfasst, entsprechend betätigt wird.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Glättwerk für eine mittels eines Extruders über eine Breitschlitzdüse (B) extrudierte Materi- albahn aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Folienbahn oder einer solchen, die zu Platten verarbeitet wird, mit einem Ständer (1), mit Walzen (8,9, 14) zum Glätten und Kühlen der Materialbahn, welche am Ständer (1) angebracht sind, von denen eine
Walze (8) ortsfest angeordnet und mindestens eine als Verstellwalze (14) gestaltet ist, die um die und radial zur ortsfesten Walze (8) verstellbar angeordnet ist, wobei jede Verstell- walze (14) an ihren beiden Enden in Lagerungen (46,47) drehbeweglich gehalten ist und jede der beiden Lagerungen (46,47) an einem Führungswagen (15,16) radial zur Dreh- achse (X) der ortsfesten Walze (8) verstellbar angebracht ist, die Führungswagen (15,16) jeder Verstellwalze (14) an von der Lagerung der ortsfesten Walze (8)
getrennten Füh- rungsschienen (2', 2", 3', 3") abgestützt sind, die zur ortsfesten Walze (8) beabstandet sind und kreisförmig um die Drehachse (8) der ortsfesten Walze (8) verlaufende Führungs- bahnen (17,18, 19,20, 21,22) für die Führungswagen (15,16) aufweisen, jede Verstell- walze (14) mittels der Führungswagen (15,16) an den Führungsschienen (2', 2", 3', 3") um die ortsfeste Walze (8) stufenlos umfangsverstellbar ist und wobei des weiteren die Füh- rungsschienen (2', 2", 3', 3") mit dem Ständer (1) verbunden oder Bestandteil desselben sind.