DE102005020432B4

DE102005020432B4 - Vorrichtung zur Herstellung eines Profils

Info

Publication number: DE102005020432B4
Application number: DE102005020432A
Authority: DE
Inventors: Gerald Dipl.-Ing. Fromm; Martin Dipl.-Ing. Meinert
Original assignee: Troester GmbH and Co KG
Current assignee: Troester GmbH and Co KG
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2025-04-30
Also published as: SK50382006A3; DE102005020432A1; JP2006306092A

Abstract

Eine zur Herstellung eines Profils aus plastifizierbaren Material bestimmte Vorrichtung (1) mit einem Kalander (3) mit zwei Walzen (4, 5) sowie mit einem Spritzkopf (2), durch den plastifiziertes Material einem Walzenspalt (13) zuführbar ist, wobei die Vorrichtung (1) eine mit einem Spritzprofil ausgestattete Spritzleiste hat und an der Walze (5) eine Arbeitsposition zur Herstellung des Profils zwischen den beiden Walzen (4, 5) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine zweite Arbeitsposition zur Herstellung des Profils zwischen der Walze (4) und der Spritzleiste (10) einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine zur Herstellung eines Profils aus plastifizierbaren Material bestimmte Vorrichtung mit einem Kalander mit zwei Walzen sowie mit einem Spritzkopf, durch den plastifiziertes Material einem Walzenspalt zuführbar ist, wobei die Vorrichtung eine mit einem Spritzprofil ausgestattete Spritzleiste hat und an der Walze eine Arbeitsposition zur Herstellung des Profils zwischen den beiden Walzen einstellbar ist.
Eine zur Herstellung eines Profils aus plastifizierbaren Material bestimmte Vorrichtung mit einem Kalander mit zwei Walzen sowie mit einem Spritzkopf, durch den plastifiziertes Material einem Walzenspalt zuführbar ist, ist in Kombination mit einem das erweichte plastifizierte Material zuführenden Extruder in der Fachwelt auch unter der Bezeichnung ”Roller Head-Aggregat” bekannt.
Das Material, beispielsweise ein Kunststoff oder ein plastifizierbarer Kautschuk, wird im Extruder plastifiziert und dann in die Vorrichtung eingespeist. Hier gelangt das Material über die gesamte Arbeitsbreite des Kalanders verteilt direkt in den Walzenspalt. Durch diese direkte Zuführung werden ein Rollwulst und Lufteinschlüsse vermieden. Das mittels der Vorrichtung erzeugte Profil kann daher eine Dicke bis 25 mm aufweisen.
Der insbesondere als Breitspritzkopf ausgeführte Spritzkopf besteht aus zwei Teilen, die im materialführenden Bereich spezielle Fließkonturen aufweisen, um das Material gleichmäßig über die gesamte Arbeitsbreite zu verteilen.
Der Einsatz solcher Vorrichtungen eignet sich dabei vor allem für Profile mit einer rechteckigen Querschnittsfläche, beispielsweise glatte Platten und Bahnen, sowie für Profile ohne Hinterschneidungen, beispielsweise profilierte Produkte. Hierzu werden austauschbare Profilhülsen für zumindest eine der Walzen als Negativform der gewünschten Querschnittsform eingesetzt.
Dabei wird einerseits eine hohe Gleichmäßigkeit der Materialdicke über die volle Bahnbreite, die auch bei größeren Dicken Luftblasenfreiheit gewährleistet, andererseits eine hervorragende Homogenität des gewalzten Profils erreicht. Die Produktionsmerkmale bilden daher beispielsweise auch optimale Voraussetzungen für hochwertige Kautschukprodukte, wie Reifenbauteile, Keilriemenbahnen, Transportbänder, Behälter-Auskleidungen, Deckplatten, Rohlingsplatten oder Dachfolien.
Weitere Vorteile solcher Vorrichtungen sind neben der hohen Produktionsleistung die hervorragende Produktgenauigkeit.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung beschreibt auch bereits die DE 691 10 246 T2 die sowohl mit einem Walzenpaar als auch mit einer Spritzleiste ausgestattet ist. Das aus der Düsenöffnung ausgebrachte Gummi wird zwischen einer oberen und einer unteren Rolle gewalzt und geformt.
Weiterhin bezieht sich die DE 21 19 389 A auf ein Baukastensystem für den Aufbau beliebiger Walzenmaschinen, wobei ein Maschinenständer entfallen kann, weil der Ständerteil aus den einheitlich ausgebildeten Lagergehäusen der Walzenlager aufgebaut ist.
Ferner offenbart die DE 22 29 828 A1 einen Walzenbreitsspritzkopf in zweiteiliger Ausführung, dessen eine Hälfte zwischen den Ständern eines Zweiwalzenkalanders angebracht ist und dessen andere Hälfte an einem verschiebbaren Extruder befestigt ist. An dem Kalander sind Arbeitsmittels angebracht, die den Extruder gegen die andere Hälfte drücken, um so die Abdichtung der Kopfhälften zu verbessern.
Aus dem Stand der Technik ist ferner auch eine als Einwalzenkopf bezeichnete Vorrichtung bekannt. Vorrichtungen dieser Bauart bestehen im Wesentlichen aus einem Spritzkopf mit eingearbeiteten Fließkonturen zur Vorverteilung des Materials, einer einzigen Walze und einer austauschbaren Spritzleiste mit unterschiedlichen Spritzprofilen mit einer Negativform des gewünschten Profils.
Um die Dicke des Profils zu optimieren, ist die Walze in der Höhe verfahrbar, wodurch sich der Abstand zwischen der Spritzleiste und der Walze exakt einstellen lässt.
Das erweichte Material wird unter niedrigem Druck ohne zusätzliche Temperaturbelastung dem formgebenden Walzenspalt zwischen der Walze und der Spritzleiste zugeführt. Infolge der Walzendrehung entsteht in dem Spritzkopf und in dem Walzenspalt eine Schleppwirkung, die durch die Mischungshaftung auf der temperierten Walzenoberfläche bewirkt wird.
Auf diese Weise lassen sich auch komplizierte Profile mit Hinterschneidungen oder Einschnürungen, wie etwa Nuten in Bezug auf die Längserstreckung des Profils, beispielsweise auch eine seitliche Kehlung sowie lang auslaufende Spitzen problemlos herstellen. Dabei entspricht das Profil nahezu der Geometrie der Spritzleiste.
Wesentliche Vorteile solcher Einwalzenkopf-Vorrichtungen sind vor allem die geringen Werkzeugkosten für die Spritzleiste, die kurzen Umrüstzeiten durch einfachen Werkzeugwechsel und die Eignung für komplizierte Profilformen, insbesondere für Kehlprofile sowie der insgesamt geringere Investitionsaufwand für solche Vorrichtungen.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mittels einer Vorrichtung eine Möglichkeit zur Herstellung nahezu beliebiger Profile insbesondere auch Querschnittsformen mit Hinterschneidungen oder Kehlungen mit einem vergleichsweise geringen Aufwand zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung vorgesehen, bei der zusätzlich eine zweite Arbeitsposition zur Herstellung des Profils zwischen der Walze und der Spritzleiste einstellbar ist. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass die Herstellung unterschiedlicher Profilformen dann in besonders wirtschaftlicher Weise realisierbar ist, wenn bedarfsweise die Spritzleiste mit dem in einfacher Weise herstellbaren Spritzprofil oder die Walze zur Formgebung des Profils eingesetzt wird. Hierzu wird wahlweise die Walze oder die Spritzleiste in die jeweilige Arbeitsposition gebracht und steht damit unmittelbar zur Herstellung des Profils zur Verfügung. Zugleich kann die jeweils in ihrer Ruheposition befindliche Walze entsprechend für nachfolgende, abweichende Querschnittsformen geändert oder ausgetauscht werden. Die in ihrer Ruheposition befindliche Walze kann hierzu auch mit einer Walzenhülse ausgestattet werden. Erfindungsgemäß kann dadurch während des Herstellungsprozesses die erforderliche Anpassung der Walze für nachfolgende Fertigungsprozesse vorgenommen werden, so dass die Rüstzeiten auf ein Minimum reduziert werden können.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass die Walze von der Arbeitsposition in ihre Ruheposition mittels eines Antriebes beweglich ausgeführt ist. Hierdurch kann die Vorrichtung weitgehend automatisiert betrieben werden. Die Walze kann zu diesem Zweck beispielsweise in einer Führung schiebebeweg lich oder aber schwenkbeweglich angeordnet werden. An sich bekannte Einrichtungen zur Erzielung einer Zustellbewegung können dabei in entsprechender Weise adaptiert werden.
Eine andere, ebenfalls besonders Erfolg versprechende Abwandlung der vorliegenden Erfindung wird hingegen auch dadurch erreicht, dass die Walze mittels einer Fixierung lösbar befestigbar ist. Hierdurch kann die jeweils in ihrer Ruheposition befindliche Walze von der Vorrichtung vollständig getrennt und beispielsweise auf einer anderen Vorrichtung eingesetzt werden. Ebenso ist es dadurch nicht erforderlich, die entsprechende Umrüstung der Walze oder der Spritzleiste vor Ort vorzunehmen, sondern die Umrüstung kann insbesondere bei einem Betrieb mit mehreren erfindungsgemäßen Vorrichtungen zentralisiert werden. Zugleich gestattet die lösbare Fixierung nicht nur den Einsatz einer bestimmten Walze oder eines bestimmten Walzentyps, sondern es können nahezu beliebige weitere Walzen bedarfsweise angeordnet werden, wenn die Walze oder Teile der Walze austauschbar an der Vorrichtung fixiert sind.
Eine andere ebenfalls besonders Erfolg versprechende Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dann erreicht, wenn die Walze und die Spritzleiste derart gemeinsam beweglich an der Vorrichtung angeordnet sind, dass wahlweise die Arbeitsposition der Walze oder die Arbeitsposition der Spritzleiste einstellbar ist. Hierdurch wird die Anordnung der Walze oder der Spritzleiste wesentlich vereinfacht, indem diese gemeinsam beweglich sind und wechselseitig ihre jeweilige Arbeits- und die Ruheposition einnehmen.
Zudem erweist sich in der Praxis eine Abwandlung als ebenfalls besonders sinnvoll, wenn an der Vorrichtung eine dritte Position einstellbar ist, in welcher die beiden Walzen in ihrer jeweiligen Ruhestellung positioniert sind und in der das Profil mittels einer weiteren Spritzleiste herstellbar ist. In dieser Position der in ihrer jeweiligen Ruheposition weit beabstandeten Walzen kann mit dem Spritzkopf extrudiert werden. Hierdurch wird ein flexibler Einsatz der Vorrichtung für verschiedenste Anwendungszwecke erreicht.
Eine Walze ist dabei zur Dickenverstellung des Profils verwendbar, um so einerseits den gewünschten Spalt zwischen den Walzen für eine definierte Profilform, andererseits eine Ruheposition der Walze einstellen zu können.
Für den Betrieb der Vorrichtung ist es weiterhin erforderlich, dass zumindest eine der Walzen rotationsbeweglich antreibbar ist, wobei der Antrieb insbesondere derart ausgeführt sein kann, dass die Übertragung der Antriebsleistung ausschließlich in der Arbeitsposition mit der jeweiligen Walze erfolgt, so dass eine unbeabsichtigte Rotation der Walze in ihrer Ruheposition ausgeschlossen ist. Hierdurch wird die Betriebssicherheit weiter erhöht.
Um die elastische Durchbiegung der Walzen unter Last auszugleichen, die zu einer in der Bahnenmitte erhöhten Materialstärke führen würde, sind unterschiedliche Kompensationsmöglichkeiten oder deren Kombination anwendbar, wobei an der Vorrichtung eine Schrägverstellung oder Gegenbiegung der Walzen relativ zueinander einstellbar ist oder zumindest eine der Walzen eine Bombage aufweist.
Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt jeweils in einer geschnittenen Seitenansicht in
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei Walzen in ihrer jeweiligen Arbeitsposition;
2 die in 1 gezeigte Vorrichtung mit einer Spritzleiste in Arbeitsposition;
3 die in 1 gezeigte Vorrichtung mit zwei Walzen in ihrer jeweiligen Ruheposition.
1 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Herstellung eines nicht dargestellten Profils aus plastifizierbaren Material. Die Vorrichtung 1 hat einen einem nicht dargestellten Extruder zugeordneten Spritzkopf 2, durch den plastifiziertes Material einem Kalander 3 mit zwei, einen Walzenspalt 13 einschließenden Walzen 4, 5 zuführbar ist. Der Spritzkopf 2 umfasst dabei ein Oberteil 6a und ein Unterteil 6b, welche mit einem festen Teil 7 verbunden sind, wobei mindestens das Oberteil 6a oder das Unterteil 6b schwenkbeweglich mit dem Teil 7 verbunden ist.
Eine demgegenüber abweichende zweite Funktionsstellung der Vorrichtung 1 zeigt 2, in welcher die Walze 5 in eine Ruheposition verfahren ist. Mittels der Fixierung 8 ist hierzu eine mit einem Spritzprofil 9 ausgestattete Spritzleiste 10 in der Arbeitsposition angeordnet ist und begrenzt so einen Walzenspalt 11 zu der Walze 4. Die einfache Bauform der Spritzleiste 10 gestattet daher eine schnelle und kostengünstige Anpassung zur Herstellung nahezu beliebiger Profilformen, die insbesondere auch eine Kehlung oder ein Nut aufweisen können. Dabei ist die Walze 4 zur Einstellung der gewünschten Sollmaße in Richtung der Spritzleiste 10 zustellbar. Die Walze 5 kann in ihrer Ruheposition für nachfolgende Profilformen entsprechend umgerüstet werden.
Ergänzend zeigt 3 noch eine weitere Funktionsstellung der Vorrichtung 1, in welcher beide Walzen 4, 5 in ihre jeweilige Ruhestellung verfahren sind und mittels der Fixierung 8 eine weitere Spritzleiste 12 an dem Spritzkopf 2 angeordnet ist. In dieser Position kann mit dem Spritzkopf 2 extrudiert werden, so dass ein flexibler Einsatz der Vorrichtung 1 für verschiedenste Anwendungszwecke realisiert werden kann, ohne hierzu Änderungen an der Vorrichtung 1 vornehmen zu müssen.

Claims

Eine zur Herstellung eines Profils aus plastifizierbaren Material bestimmte Vorrichtung (1) mit einem Kalander (3) mit zwei Walzen (4, 5) sowie mit einem Spritzkopf (2), durch den plastifiziertes Material einem Walzenspalt (13) zuführbar ist, wobei die Vorrichtung (1) eine mit einem Spritzprofil ausgestattete Spritzleiste hat und an der Walze (5) eine Arbeitsposition zur Herstellung des Profils zwischen den beiden Walzen (4, 5) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine zweite Arbeitsposition zur Herstellung des Profils zwischen der Walze (4) und der Spritzleiste (10) einstellbar ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (5) von der Arbeitsposition in ihre Ruheposition mittels eines Antriebes beweglich ausgeführt ist.
Vorrichtung (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (5) mittels einer Fixierung lösbar in der Arbeitsposition befestigbar ist.
Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (5) oder Teile der Walze (5) austauschbar an der Vorrichtung (1) fixiert sind.
Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (5) und die Spritzleiste (10) derart gemeinsam beweglich an der Vorrichtung (1) angeordnet sind, dass wahlweise die Arbeitsposition der Walze (5) oder die Arbeitsposition der Spritzleiste (10) einstellbar ist.
Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorrichtung (1) eine dritte Position einstellbar ist, in welcher die beiden Walzen (4, 5) in ihrer jeweiligen Ruhestellung positioniert sind und in der das Profil mittels einer weiteren Spritzleiste (12) herstellbar ist.
Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (4) zur Dickenverstellung des Profils verwendbar ist.
Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Walzen (4, 5) rotationsbeweglich antreibbar ist.
Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorrichtung (1) eine Schrägverstellung oder Gegenbiegung der Walzen (4, 5) relativ zueinander einstellbar ist.
Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Walzen (4, 5) eine Bombage aufweist.