CH619177A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kalanders mit einem Walzensatz mit mindestens drei unter einer gemeinsamen Pressbelastung stehenden Walzen, zum Erzielen einer über die gesamte Walzenlänge gleichbleibenden Stärke des Walzspalts zumindest beim auf die Laufrichtung bezogenen, letzten Walzenpaar des Walzensatzes, bei welchem mindestens eine Walze verstellt wird und zumindest eine der Walzen zur Anpassung an die maximale Betriebsbelastung ballig gewölbt ist.

Eine Hauptschwierigkeit, die bei den z.B. in der Kunststoffindustrie zur Herstellung dünner Kunststoffolien verwendeten Kalander auftritt, rührt von der praktisch unausweichlichen Ausbiegung der Kalanderwalzen her, welche Ausbiegung unter anderem je nach Schlankheitsgrad der Walzen und deren Belastung variiert und zu Ungleichmässigkeiten der Weite von Walzspalten im Walzensatz des Kalanders führt, somit auch zu Ungleichmässigkeiten in der Dicke der erhaltenen Folie. Ungleichmässige Dicke ist aber insbesondere bei dünnen lieh teuer und geben zudem nicht in allen Anwendungsfällen voll zufriedenstellende Resultate.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein praktisch durchfuhrbares Verfahren zum Kompensieren von Un-40 gleichmässigkeiten der Dicke der Warenbahn zu finden, die auf Walzenausbiegung zurückzuführen sind, namentlich bei sich ändernden Belastungen im Kalander; Versuche haben gezeigt, dass eine gleichmässige Walzspaltweite mindestens im letzten von der Warenbahn durchlaufenden Walzspalt erreicht 45 werden kann; dabei hegt es ja auf der Hand, dass die Gleich-mässigkeit der Weite dieses Walzspalts letztendlich für die Gleichmässigkeit der Dicke der erhaltenen Warenbahn ausschlaggebend ist.

In einem gewöhnlichen Kalander bzw. Walzensatz eines 50 solchen sind die Walzen meistens übereinander angeordnet oder mindestens so angeordnet, dass die Achsenden aufeinander ausgerichtet sind mit Ausnahme einer Schiefstellung für eine der Walzen. Die Andrücklast auf die Walzen und auch die auf das Eigengewicht der Walzen zurückzuführende Last 55 sind nach dieser geraden Ausrichtlinie gerichtet. Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, dass die Unregelmässigkeiten der Walzspaltweite, die auf eine Walzenausbiegung zurückzuführen sind, eliminiert werden durch ein Balliggestalten mindestens einer der Walzen in einem Ausmass, das gewissen 60 vorbestimmten Betriebsbedingungen entspricht, die eine maximale Arbeitsbelastung ergeben, und dass die Änderungen der Walzen ausbiegung, die auf Änderungen derjenigen variablen Faktoren zurückzuführen sind, welche nachfolgend die Belastung des Kalanders vermindern, eliminiert werden kön-65 nen durch Zulassen einer gesteuerten Ausbiegung der einstellbaren Walze oder Walzen, so dass eine gleichmässige Weite des Walzspalts erreicht wird. Dies wird erreicht durch Auflösen der auf die einstellbare Walze einwirkenden Anpress- und

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Gewichtslasten in Komponenten durch Verstellen der Walze oder Walzen, derart, dass die Kraftkomponente, die beim Walzspalt wirkt, auf einen konstanten Wert eingestellt werden kann, dessen Grösse so exakt bemessen ist, dass sich eine konstante Walzspaltweite über der ganzen Walzspaltlänge ergibt. Als Ergebnis der Verstellung wird die Walze ausgebogen und so die überschüssige Balligkeit eliminiert.

Die charakteristischen Merkmale des erfindungsgemässen Verfahrens ergeben sich aus dem kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1.

Die Einstellung des Kalanders kann von Hand ausgeführt werden; das hier vorgeschlagene Verfahren hat sich aber besonders vorteilhaft erwiesen im Zusammenhang mit einer automatischen Kalandereinstellung, durch welche der Querschnitt der behandelten bzw. zu behandelnden Warenbahn abgetastet bzw. abgefühlt wird in seiner Mitte und an den Enden während dem Kalandriervorgang. Falls sich hierbei ergibt, dass die an den Querschnittsenden gemessene Dicke von der Dicke an der Querschnittsmitte abweicht, so wird die Lage der einstellbaren Walze bzw. Walzen verändert im Sinne der Eliminierung dieser Dickenunterschiede. Diese Einstellung wird vorteilhafterweise durchgeführt unter Zuhilfenahme z.B. eines Computers, der entsprechend dem Betriebsablauf basierend auf mathematische Berechnungen programmiert worden ist und der eine Instruktion an die Walzenverstellmittel abgibt zwecks Durchführung einer Parallelverstellung der Walze bzw. Walzen in Funktion der Messresultate. Eine andere Möglichkeit für die Eingabe von Information an einen Computer für die nachfolgende Einstellung der Walzenlage besteht im Ab fühlen der Oberfläche der einstellbaren Walze bzw. Walzen an der Walzenmitte und an den Walzenenden, also so,

dass das Ausmass der Walzenausbiegung festgestellt werden kann, um dann die Messresultate in einen Computer einzugeben zwecks Berechnens der Grösse der erforderlichen Verstellung. Der Verstellimpuls kann auch aus Mitteln erhalten werden, welche den Walzendruck messen.

Die einstellbare Walze oder Walzen können entweder längs einer geradlinigen Bahn oder längs einer gekrümmten Bahn verstellt werden, welche der Mantelfläche der benachbarten Walze folgt; die Verstellung sollte aber in jedem Fall so durchgeführt werden, dass die Walzenachsen stets zueinander parallel bleiben. Wenn die einstellbare Walze aus ihrer Ausgangslage herausverstellt wird unter Vergrösserung ihres Abstandes von der die Achsen der benachbarten Walzen enthaltenden Ebene, so bewegen sich diese letztgenannten beiden 45 Walzen zueinander, um einen Betrag, welcher dem Raum entspricht, der durch die wegbewegte Walze freigegeben wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert.

In der Fig. 1 ist rein schematisch ein Kalander fur die Herstellung bzw. Auswalzung von Kunststoffolien veranschaulicht, der vier Walzen aufweist. Das Kunststoffmaterial wird dem Spalt zwischen den ersten beiden Walzen 1,2 zugeführt, worauf die unkalandrierte Folie längs den Walzen 2,3 und 4 weiterwandert und ihre Dicke sukzessive in den zwischen diesen Walzen vorhandenen Walzspalten vermindert wird; die fertige Folie verlässt den Kalander als Wärenbahn 5. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Walze, oder sind beide Walzen 3 und 4, ballig, so dass der Kalander unter vorbestimmten Arbeitsbedingungen die seiner Maximalbelastung entsprechen, eine gleichmässige dicke Folie bzw. Warenbahn liefert. Wenn eine dieser Betriebsbedingungen ändert, z.B.

wenn die Last am Walzspalt zwischen den Walzen 3 und 4 abnimmt, wird die Walze 3 horizontal verstellt, so dass der Winkel A verändert wird. Daraus ergibt sich eine Veränderung der Kraftkomponenten, die an den Lagerstellen und an den Walzspalten wirken, wobei die Walzspaltkomponente konstantbleibt und dem Wert entspricht, welcher die Basis für die Berechnungen des Balligkeitsgrades der Walzen bildete. Die Lager der Walzen 2 und 3, oder die Lager nur einer dieser Walzen, sind natürlich so auszulegen, dass eine vertikale Bewegung dieser Walze bzw. Walzen möglich ist. Die Walze 3 könnte statt dessen längs einer gekrümmten Bahn verstellt werden, etwa längs einer Bahn, die dem Bogen (arch) der Walze 4 entspricht. Die Verstellung hat natürlich stets so zu erfolgen, dass die Achse der Walze 3 zu denjenigen der anderen Walzen parallel bleibt.

Fig. 2 veranschaulicht die Kräfte, die an den Walzspalten und Lagerstellen wirken, und auch Richtung, Sinn und Grösse dieser Kräfte in einer gegebenen Lage der Walze 3.

Die Fig. 3 ist ein Kräftediagramm, welches die Grösse derjenigen Horizontalverstellung der Walze 3 zeigt, welche die Hälfte der Maximalbelastung in einem Kalander kompensiert, in welchem die letzte und die vorletzte Walze gleich dick sind, wobei der Durchmesser der letzteren Walze 4 gleich 550 mm und derjenigen der vorletzten, verstellbaren Walze gleich 350 mm ist. Zusätzlich ist auch die Winkelverstellung a der Horizontalverstellung S berechnet und dort angegeben.

Es erhellt aus den Fig. 2 und 3, dass die Kraft 2.F. sin2 a die Kraft ist, welche am Walzspalt zwischen den Walzen 3 und 4 wirkt und eine Ausbiegung der seitwärts verstellten Rolle 3 weg vom Walzenspalt verursacht. Demzufolge ist es diese Kraftkomponente, die eingestellt wird durch Verstellen der Walze 3, so dass die Ausbiegung vom Walzspalt weg den Balligkeitsüberschuss Walze 3 oder 4 kompensiert, welcher Balligkeitsüberschuss die Folge einer verringerten Belastung des Kalanders ist.

Obwohl das gezeigte Beispiel auf einen Kalander zutrifft, in dem nur eine der Walzen horizontal einstellbar ist, ist es selbstverständlich möglich, das Verfahren so abzuwandeln, dass zwei oder mehr der Kalanderwalzen im angegebenen Sinne eingestellt werden. Durch Aufteilung der Einstellung über mehrere Walzen können die Verstellungsbegrenzungen für die Einzelverstellungen verhältnismässig eng sein und doch zusammen einen Totaleinstelleffekt ermöglichen über einen verhältnismässig breiten Bereich; berücksichtigt man ferner, dass Kalander durchwegs ein integriertes System von Walzen aufweisen, die unter einer gemeinsamen Last stehen, so ist auch klar, dass eine erreichte Änderung in der Ausbiegung einer der Walzen zwangsläufig zu einer Änderung in der Ausbiegung auch der nächstfolgenden Walzen im System zur Folge hat.

Eine weitere Durchführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens ist in den Fig. 4 bis 6 veranschaulicht. In dieser Ausführung werden zwei im Kalander auf gleichem Niveau angeordnete Walzen paarweise seitwärts verstellt, wobei diese Walzen an einem Ende des Kalanders oder möglicherweise an beiden Enden des Kalanders vorgesehen sein können. Auch sind in dieser Ausführung entweder nur die Walze 3 oder die Walzen 4', 4" oder alle diese drei Walzen 3, 4', 4" ballig, wogegen im Beispiel nach Fig. 6 die korrespondierenden Walzen am einen Ende des Kalanders ballig sind. Die Walze oder Walzen sind mit einer Balligkeit versehen, die zu einem konstanten Wert der Dicke der Materialbahn in mindestens dem letzten durchlaufenden Walzspalt führt (z.B. dem Walzspalt zwischen den Walzen 2 und 3), und zwar bei maximaler Bela-6o stung des Kalanders.

Falls nun die Kalanderbelastung aus irgendeinem Grund abnimmt oder verkleinert werden muss, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn die herzustellende Folie wohl die gleiche Dicke hat wie zuvor, aber weiter ist, so werden die Walzen 65 4'5 4" un(j mit diesen auch die Walze 3 nicht entsprechend der Maximallast durchgebogen und somit hat die Walze 3 dann eine überschüssige Balligkeit, d.h. sie ist in ihrem Mittelteil zu dick; dies führt dazu, dass die in Bearbeitung befindliche F olie

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im Walzspalt zwischen den Walzen 3 und 2 in der Quermitte dünner sein wird als in den Randzonen. Wenn dieser Zustand festgestellt wird, so werden die Rollen 4\ 4" voneinander wegverstellt in der Horizontalebene, welche die Achsen dieser Walzen enthält, wodurch für die Walze 3 die Möglichkeit ge- s geben ist, nach unten durchzubiegen, daraus ergibt sich, dass der Walzspalt zwischen den Walzen 3 und 2 in der Längsmitte der Walze 3 in gesteuertem Ausmass zunimmt, wobei die Ausbiegungszunahme dem Balligkeitsüberschuss entspricht (der dadurch kompensiert wird). Ein ähnliches Einstellsystem kann «

natürlich an beiden Enden des Kalanders vorgesehen sein und die Anzahl von zwischengesetzten Spalten im System kann frei variieren.

Obwohl vorgehend die Erfindung beispielsweise in ihrer Anwendung auf die Kunststoffindustrie beschrieben wurde, ist doch klar zu verstehen, dass sie ebensogut in der Papierindustrie und auch in der Metallindustrie anwendbar ist, z.B. wenn es sich um die Herstellung dünner Aluminiumfolien handelt, die über die Folienbreite eine gleichmässige Dicke haben sollen.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims (7)

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1. Verfahren zum Betrieb eines Kalanders mit einem Walzensatz mit mindestens drei unter einer gemeinsamen Pressbelastung stehenden Walzen, zum Erzielen einer über die gesamte Walzenlänge gleichbleibenden Stärke des Walzspalts zumindest beim auf die Laufrichtung bezogenen, letzten Walzenpaar des Walzensatzes, bei welchem mindestens eine Walze verstellt wird und zumindest eine der Walzen zur Anpassung an die maximale Betriebsbelastung ballig gewölbt ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer die maximale Betriebsbelastung unterschreitenden Belastung die Einstellage der verstellbaren Walze oder Walzen durch nach auswärts aus der gemeinsamen Ausgangsebene der Walzen erfolgendes Herausbewegen in der Weise und in dem Masse verändert wird, dass die Walzen des Walzensatzes parallel bleiben und aufgrund des Herausbewegens der verstellbaren Walze oder Walzen die übermässige ballige Wölbung durch nach auswärts erfolgendes Durchbiegen der verstellbaren Walze oder Walzen kompensiert wird, und dass dabei die Einstellage der anderen, nicht nach auswärts verstellbaren Walzen in der genannten Ausgangsebene relativ zu der verstellbaren Walze oder Walzen zur Einstellung der Grösse des Walzspalts verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageeinstellung der nach auswärts bewegbaren, verstellbaren Walze oder Walzen von der Ermittlung des Profils des hergestellten, gewalzten Bandes abhängig durchgeführt wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageeinstellung der nach auswärts bewegbaren, verstellbaren Walze oder Walzen von der Ermittlung der Durchbiegung einer der Kalanderwalzen abhängig durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ballig gewölbte Walze oder ballig geFolien praktisch unannehmbar, weil solche Folien kaum brauchbar sind. Es sind schon verschiedenste Wege vorgeschlagen und auch benützt worden im Bestreben, den nachteiligen Defekt der Ausbiegung von Kalanderwalzen möglichst 5 weitgehend zu vermindern. Beispielsweise ist vorgeschlagen worden, eine Kalanderwalze einer Einwirkung auszusetzen, welche die Ausbiegung aufheben soll. Dies soüte dadurch geschehen, dass auf die ausserhalb der Lagerstellen gelegenen Walzenteile eine Last ausgeübt wird im Sinne der Aufhebung io der Ausbiegung. Durch ein solches Vorgehen kann tatsächlich die Ausbiegung bis zu einem gewissen Grad aufgehoben werden aber nicht ganz, und es ergibt sich dabei erfahrungsgemäss ' eine schleifenförmige Kontur des Warenprofils.

Ein anderer Vorschlag" lief dahin, die Achse einer Walze in 15 bezug auf diejenigen von benachbarten Walzen schief zu stellen ; aber auch in diesem Fall ergibt sich eine schleifenförmige Kontur des Warenbahnprofils.

Die besten Ergebnisse beim Versuch die Walzenausbiegung zu kompensieren, ergaben sich bis jetzt im Ballig-Profi-20 lieren der Walzen. Der Balligkeitsgrad sollte natürlich dem Ausmass der Ausbiegung entsprechen, so dass eine gleichmäs-sige Weite des Walzenspalts erreicht wird; dieses Ziel wird aber nur dann erreicht, wenn alle die Faktoren, welche die Balligkeit bestimmen, u.a. die Arbeitsgeschwindigkeit des Ka-25 landers, die Zusammensetzung des Materials, dessen Temperatur und Dicke, in Betrieb unverändert bleiben. Ändert nämlich einer dieser Faktoren, so müsste auch der Balligkeitsgrad entsprechend korrigiert werden, was aber praktisch kaum durchführbar ist.

30 Ein weiterer Vorschlag lief darauf hinaus, die Walzendicke in gewissen Bereichen der Walzenlänge je nach den Erfordernissen zu verändern durch abwechslungsweises Erwärmen und Abkühlen der einzelnen Walzenbereiche.

Schliesslich sind auch die sogenannten «nichtausbiegen-

wölbten Walzen oder die benachbarten Walzen nach auswärts 35 den» Walzen geschaffen worden; diese sind aber ausserordent-

verstellt wird bzw. verstellt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede nach auswärts bewegbare, verstellbare Walze geradlinig verschoben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede nach auswärts verstellbare Walze längs einer bogenförmigen Linie verschoben wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der nach auswärts verstellbaren Walze oder Walzen aufgrund des Ergebnisses einer anhand von Messergebnissen von einem Computer ausgeführter Berechnung automatisch eingestellt wird.