CH662837A5 - Kalander zur druck- und waermebehandlung von warenbahnen. - Google Patents

Kalander zur druck- und waermebehandlung von warenbahnen. Download PDF

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Description

Die Erfindung betrifft einen Kalander zur Druck- und Wärmebehandlung von Warenbahnen aus Kunststoff und/ oder Textil, wie z.B. Faservliesen, mit mindestens einer beheizten Walze und einer mit ihr zusammenwirkenden Gegen walze.
Bei den bekannten Kalandern dieser Art befinden sich die beheizten Walzen ohne Wärmeisolierung der Raumtemperatur ausgesetzt, wodurch bedeutende Energieverluste entstehen. Diese Wärmeverluste haben in der Regel, falls sie gleichmässig sind, den Vorteil, dass sie vergleichmässigend auf das Temperaturprofil der Walzen wirken und dadurch s eine gleichmässige Qualität der hergestellten Warenbahn, insbesondere über ihre Breite betrachtet, gewährleisten. Würde man diese Wärmeverluste unterbinden, so ist die erforderliche Gleichmässigkeit des Temperaturprofils über die Walzenlänge nicht mehr gegeben.
io Die Erfindung hat die Schaffung eines Walzenkalanders der erwähnten Art zum Ziel, bei welchem bei einer wesentlichen Verminderung der den Walzen zugeführten Wärmeenergie trotzdem die erforderliche Gleichmässigkeit des Temperaturprofils über die Länge der Walze erreicht werden 15 kann, wobei gleichzeitig die im Pressspalt des Kalanders wirkende Druckkraft örtlich beeinflusst werden kann.
Der erfindungsgemässe Kalander, durch welchen dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die beheizte Walze mit seitlichen wegklappbaren, wärmeisolie-20 renden Schutzschilden sowie mit an den Walzenenden angeordneten, ebenfalls wärmeisolierenden Abschlussdek-keln versehen ist, und dass die Gegenwalze eine Durchbiegungseinstellwalze mit zonenweise steuerbarer Druckkraft ist, welche einen zylindrischen Walzenmantel aus einem 25 hochelastischen, wenig wärmeleitenden Material. z.B. Kunststoff, aufweist, und welche mit einer zonenweise einstellbaren Kühlvorrichtung zum Kühlen ihrer Oberfläche versehen ist.
Die wärmeisolierenden Schutzschilde haben eine bedeu-30 tende Einsparung der zum Beheizen der Walze bzw. Walzen erforderlichen Wärmeenergie zur Folge. Die Durchbiegungseinstellwalze ermöglicht eine Beeinflussung der Presskraft im Pressspalt zwischen den zusammenwirkenden Wulzen. Der hochelastische Mantel gestattet dabei eine örtliche Kraft-35 einwirkung ohne störenden Einfluss der Steifigkeit des Walzenmantels der Durchbiegungseinstellwalze. Die wenig wärmeleitende bzw. wärmeisolierende Eigenschaft des Mate-riales des Walzenmantels verhindert ein Eindringen der Wärme von der mit dem Walzenmantel zusammenwir-40 kenden beheizten Walze in das Innere der Durchbiegungseinstellwalze, so dass das innere System und insbesondere dessen hydraulisches Medium verhältnismässig kühl bleibt.
Vorzugsweise kann die Kühlvorrichtung eine Blasvorrichtung zur Bildung von über die Länge der Walze steuerbaren 45 Luftstrahlen sein. Durch diese Massnahme wird eine sehr einfache und in den meisten Fällen ausreichende Kühlvorrichtung erhalten.
Vorzugsweise kann sich die Kühlvorrichtung auf der Auslaufseite der Durchbiegungseinstellwalze, in der Nähe ihres so Druckbereiches befinden. Durch diese Massnahme wird die Wärmeentnahme vom Walzenmantel unmittelbar nach dem Druckbereich mit der beheizten Walze ermöglicht, bevor die Wärme überhaupt in eine tiefere Schicht des Walzenmantels eindringen kann.
55 Vorzugsweise können die Schutzschilde auf der vom Pressspalt abgewandten Seite der beheizten Walze schwenkbar gelagert sein. Dadurch wird bei einfacher Ausbildung eine optimale Zugänglichkeit der beheizten Walze bei weggeklappten Schutzschilden erhalten.
60 Dabei können die Schutzschilde mit einer Isolierschicht sowie mit einer der beheizten Walze zugewandten Wärmere-flektionsfoiie versehen sein. Diese Folie kann vorzugsweise leicht auswechselbar sein.
Die Blasvorrichtung kann ein Gehäuse mit in mindestens 65 einer Reihe angeordneten Düsenöffnungen aufweisen, die einzeln oder gruppenweise durch Schieber verschliessbar sind. Es versteht sich jedoch, dass diese Blasvorrichtung auch einen länglichen Spalt aufweisen kann, welcher sich entlang
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der ganzen Walzenlänge erstreckt und dessen Breite durch geeignete Mittel nach Bedarf an verschiedenen Stellen veränderlich ist.
Zusätzlich kann das Gehäuse der Blasvorrichtung noch mit weiteren Schiebern versehen sein, welche in den Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Mantel der Durchbiegungseinstellwalze am der beheizten Walze zugewandten Ende des Gehäuses eingreifen und zur Steuerung einer Strömung von Kühlluft in den Zwischenraum zwischen der beheizten Walze und dem betreffenden Schutzschild dienen. Auf diese Weise kann zusätzlich die Strömung von Kühlluft zwischen die beheizte Walze und den Schutzschild gesteuert werden, wodurch örtliche Beeinflussung der Oberflächentemperatur der beheizten Walze möglich ist.
Die Durchbiegungseinstellwalze kann vorzugsweise eine an sich bekannte Walze mit gegenüber dem Träger in Pressrichtung beweglich geführtem Walzenmantel sein. Dadurch wird eine besondere Vereinfachung des Kalanders erzielt, da ein äusserer Anpressmechanismus in der Stuhlung des Kalanders entfallen kann.
Ausserdem kann der Träger der Durchbiegungseinstellwalze in der Stuhlung des Kalanders nach Cantileverbauart gebaut und an einem seiner Enden mit leicht entfernbaren Einbaustücken versehen sein, derart, dass bei entfernten Einbaustücken das Aufziehen eines wärmeisolierenden Überzuges auf den Walzenmantel der Durchbiegungseinstellwalze möglich ist. Der isolierende Überzug kann z.B. ein Gewirk aus Baumwolle sein. Dadurch kann der Walzenmantel zusätzlich noch vor hohen Temperaturen geschützt werden.
Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisch seitliche Teilansicht mit Teilschnitt eines erfindungsgemässen Kalanders,
Fig. 2 einen Schnitt des Gehäuses der Blasvorrichtung aus der Fig. 1 in grösserem Massstab.
Fis. 3 eine räumliche Ansicht der Blasvorrichtung aus der Fig. Ï.
Fig. 4 einen schematischen Teilschnitt des Kalanders mit seiner Stuhlung im wesentlichen nach der Linie IV-1V in Fig. 1,
Fig. 5 einen Teilschnitt nach der Linie V-V in Fig. 4, und
Fig. 6 eine Teilansicht mit Teilschnitt eines weiteren erfindungsgemässen Kalanders in einer anderen Ausführungsform.
I n der Fig. 1 ist ein Kalander mit einer oberen Walze 1 und einer unteren Walze 2 dargestellt, wobei die Stuhlung aus Gründen der Anschaulichkeit weggelassen ist. Beide Walzen sind mit nicht dargestellten, an sich bekannten Heizvorrichtungen versehen, mit deren Hilfe sie auf eine Temperatur von ca. 160 bis 250°C aufgeheizt werden können. Zwischen den beiden Walzen 1 und 2 wird im Betrieb eine Warenbahn 3 aus Kunststoff oder Textil, wie z.B. ein Faservlies, das einer Druck- und Wärmebehandlung unterzogen wird, durchgeführt. Beide Walzen sind mit wärmeisolierenden Schutzschilden 4 versehen, welche eine Isolierschicht, sowie eine der Walze zugewandte Wärmerefiektionsfolie, z.B. aus Aluminium, aufweisen.
Wie aus der Fig. 1 weiter hervorgeht, sind die Schutzschilde 4 auf der vom Pressspalt 5 abgewandten Seite der Walzen 1 bzw. 2 in Scharnieren 6 schwenkbar gelagert. Auf diese Weise ist ein Wegklappen der Schilde 4 aus der Betriebsstellung im Sinne der eingezeichneten Pfeile 9 möglich.
Nach der Darstellung in der Fig. 1 wirkt auf die untere beheizte Walze 2 eine Durchbiegungseinstellwalze 29 mit zonenweise steuerbarer Druckkraft ein. Die Durchbiegungseinstellwalze 29 hat einen zylindrischen Walzenmantel 31 aus einem hochelastischen, wenig wärmeleitenden Material, z.B. einem Kunststoff, welcher um einen feststehenden 5 Träger 30 drehbar ist. Im Träger 30 sind hydrostatische Stützkolben 32 in Zylindern 33 dichtend geführt, denen durch nicht dargestellte Bohrungen ein hydraulisches Druckmedium zugeführt wird. Derartige Walzen, deren Ausbildung nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehört, io sind z.B. aus der US-PS 3 802 044 bekannt, auf welche bezüglich weiterer Einzelheiten hingewiesen wird. Die vorzugsweise verwendete Durchbiegungseinstellwalze mit gegenüber dem Träger in Pressrichtung beweglich geführtem Walzenmantel ist aus der US-PS 3 885 283 bekannt, aus 15 welcher ebenfalls weitere Einzelheiten hervorgehen.
Links vom Druckbereich 35 zwischen dem Walzenmantel 31 und der unteren beheizten Walze 2, d.h. auf der Auslaufseite des Mantels 31 der Durchbiegungseinstellwalze 29. befindet sich in der Nähe dieses Druckbereiches eine Kühl-20 Vorrichtung in der Form eines Blaskastens 36 mit einem Gehäuse 37, das über eine Luftleitung 38 an ein Gebläse 40 angeschlossen ist. In der Luftleitung 38 befindet sich ein Ventil 41. Nach den Fig. 2 und 3 enthält die Blasvorrichtung 36 ein Gehäuse 37 mit länglichem Querschnitt, dessen dem 25 Walzenmantel 31 zugewandte zylindrisch gewölbte Wand Düsenöffnungen 46raufvveist, die bei dieser Ausführung in fünf Reihen angeordnet sind. Die Düsenöffnungen 46 sind zur Bildung von Luftstrahlen 47 geeignet, welche gegen die Oberfläche des Walzenmantels 31 gerichtet sind. Zum 30 Öffnen bzw. Verschliessen der Düsenöffnungen 46 ist das Gehäuse 37 mit Schiebern 45 versehen, mit denen je nach ihrer Stellung die Öffnungen 46 nacheinander geöffnet oder verschlossen werden können. Ausserdem ist das Gehäuse 37 der Blasvorrichtung 36 mit Schiebern 42 versehen, welche in 3s den Spalt 43 zwischen dem Gehäuse 37 und dem Mantel 31 der Durchbiegungseinstellwalze 29 am der beheizten Walze 2 zugewandten Ende des Gehäuses 37 eingreifen und zur Steuerung einer Strömung der Kühlluft aus den Düsenöffnungen 46 in den Zwischenraum 44 zwischen der beheizten 40 Walze 2 und dem betreffenden Schutzschild 4 dienen. Um ein Eindringen von Umgebungsluft in den Zwischenraum 44 zu verhindern, ist im Scharnier 6 dieses Schutzschildes 4 ein Leitblech 48 angelenkt, dessen freies Ende dichtend auf dem Gehäuse 37 aufliegt.
45 Gemäss der Darstellung in der Fig. 4 sind die Walzen 1, 2 und 29 in Seitenteilen 50, 51 einer weiter nicht dargestellten Stuhlung gelagert. DerTräger30 der Durchbiegungseinstellwalze 29 ist dabei im linken Seitenteil 50 starr befestigt. Das rechte Ende des Trägers 30 ist im rechten Seitenteil 51 auf so Einbaustücken 52 abgestützt. Wenn diese Einbaustücke 52 entfernt werden, kann über den Walzenmantel 31 ein wärmeisolierender Überzug 49 geschoben werden, z.B. ein nahtloses Gewirk aus Baumwolle. Der Walzenmantel 31 kann, wie dargestellt, freidrehend angeordnet oder über eine an 55 sich bekannte, nicht dargestellte Antriebseinrichtung - mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit wie die Walze 2 -antreibbar sein.
Die Fig. 5 zeigt im Teilschnitt nach der Linie V-V in Fig. 4 den seitlichen Abschluss der Schutzschilde 4. Nach der Fig. 5 60 sind seitliche Abschlussdeckel 53 vorgesehen, die sich bis zur Oberfläche der betreffenden Walze 2 erstrecken. Falls jedoch zwischen dem Seitenteil 50 und der Stirnfläche 54 der Walze 2 genügend Raum besteht, können sich die Abschlussdeckel bis zu den Zapfen 55 der betreffenden Walze, d.h. in diesem 65 Fall der Walze 2, erstrecken.
Im Betrieb werden die Walzen 1 und 2 aneinander gepresst, wobei die Presskraft im Pressspalt 5 durch die Durchbiegungseinstellwalze 29 beeinflusst werden kann. Die
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Walzen 1 und 2 sind dabei auf eine Temperatur von 160 bis 250°C erhitzt, welche zur Druck- und Wärmebehandlung der Warenbahn 3 erforderlich ist. Bei der Druckeinwirkung des Walzenmantels 31 im Druckbereich 35 auf die beheizte Walze 2 erhitzt sich die Oberflächenschicht des Mantels 31 kurzzeitig ebenfalls auf die erwähnte Temperatur. Da sich jedoch der Walzenmantel 31 im Sinn des eingezeichneten Pfeiles P bewegt, gelangt die erhitzte Oberfläche sofort in den Bereich der Luftstrahlen 47 des Blaskastens 36. Durch diese Luftstrahlen wird die Oberfläche des Walzenmantels 31 gekühlt, bevor die Wärme in tiefere Schichten des Walzenmantels oder sogar ins Innere der Walze 29 eindringen kann. Diese Wirkung wird dadurch unterstützt, dass das hochelastische Material des Walzenmantels gleichzeitig wenig wärmeleitend d.h. wärmeisolierend wirkt. Diese Eigenschaft verhindert ein tieferes Eindringen der Wärme in den Walzenmantel in der kurzen, zur Verfügung stehenden Zeit.
Wenn durch die Öffnung der Schieber 42 an gewählten Stellen noch Kühlluft in den Spalt 44 eingelassen wird, kann auch die Oberflächentemperatur der Walze 2 beeinflusst werden. Damit kann im Sinn einer Vergleichmässigung der Oberflächentemperatur der Walze 2 eingegriffen werden.
Wie aus der Fig. 6 hervorgeht, kann eine der beheizten Walzen, in diesem Falle die obere Walze 1. auch mit der s unbeheizten Durchbiegungseinstellwalze 29 den Pressspall 5 bilden, durch den die Warenbahn 3 geführt wird. Entsprechend der Drehrichtung P' der Durchbiegungseinstelhvalze 29 ist der Blaskasten 26 in Fig. 6 rechts vom Pressspalt 5 angeordnet und ermöglicht somit in bereits beschriebener io Weise auch bei dieser Ausführung eine Kühlung der Auslauf-seite des Mantels 31. Ebenso kann der Spalt 43 durch die Schieber 42 jeweils gegen die Warenbahn 3 hin entweder im wesentlichen abgedeckt oder, bei entsprechender Einstellung der Schieber 42, zonenweise offengehalten werden, um ein ls gesteuertes Ausströmen von Kühlluft gegen die Drehrichtung P' zu ermöglichen, wobei insbesondere bei der Verarbeitung durchlässigen Materials ein Teil der Kühlluft durch die Warenbahn 3 hindurch in den Zwischenraum 44 zwischen der Auslaufseite der Walze I und dem Schutzschild 4 20 gelangen kann.
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2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

  1. 662 837
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Kalander zur Druck- und Wärmebehandlung von Warenbahnen (3) aus Kunststoff und/oder Textil, wie z.B. Faservliesen, mit mindestens einer beheizten Walze (1,2) und einer mit ihr zusammenwirkenden Gegenwalze,
    dadurch gekennzeichnet, dass die beheizte Walze (1,2) mit seitlichen wegklappbaren, wärmeisolierenden Schutzschilden (4) sowie mit an den Walzenenden angeordneten, ebenfalls wärmeisolierenden Abschlussdeckeln (53) versehen ist, und dass die Gegenwalze eine Durchbiegungseinstellwalze (29) mit zonenweise steuerbarer Druckkraft ist, welche einen zylindrischen Walzenmantel (31 ) aus einem elastischen, wärmedämmenden Material aufweist, und welche mit einer zonenweise einstellbaren Kühlvorrichtung zum Kühlen ihrer Oberfläche versehen ist.
  2. 2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung eine Blasvorrichtung (36) zur Bildung von über die Länge der Walze (29) steuerbaren Luftstrahlen (47) ist.
  3. 3. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kühlvorrichtung (36) in der Nähe der Berührungslinie der Durchbiegungseinstellwalze (29) mit der beheizten Walze (2) befindet.
  4. 4. Kalander nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschilde (4) auf der vom Pressspalt (5) abgewandten Seite der beheizten Walze (1,2) schwenkbar gelagert (6) sind.
  5. 5. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschilde (4) mit einer Isolierschicht sowie mit einer der beheizten Walze (1,2) zugewandten Wärmereflek-tionsfolie versehen sind.
  6. 6. Kalander nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasvorrichtung (36) ein Gehäuse (37) mit in mindestens einer Reihe angeordneten Düsenöffnungen (46) aufweist, die einzeln oder gruppenweise durch Schieber (45) ver-schliessbarsind.
  7. 7. Kalander nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Blasvorrichtung (36) mit weiteren Schiebern (42) versehen ist, welche in den Spalt (43) zwischen dem Gehäuse (37) und dem Mantel (31 ) der Durchbiegungseinstellwalze (29) am der beheizten Walze (1,2) zugewandten Ende des Gehäuses (37) hineinragen und zur Steuerung einer Strömung von Kühlluft in den Zwischenraum (44) zwischen der beheizten Walze (1,2) und dem betreffenden Schutzschild (4) dienen.
  8. 8. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbiegungseinstellwalze (29) eine Walze mit gegenüber einem Träger (30) in Pressrichtung beweglich geführtem Walzenmantel (31) ist.
  9. 9. Kalander nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (30) der Durchbiegungseinstellwalze (29) in einer Stuhlung (50, 51) des Kalanders nach Cantileverbauart eingebaut und an einem seiner Enden mit leicht entfernbaren Einbaustücken (52) versehen ist, derart, dass bei entfernten Einbaustücken (52) das Aufziehen eines wärmeisolierenden Überzuges auf den Walzenmantel (31 ) der Durchbie-gungseinstellwalze (29) möglich ist.
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