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Die Erfindung betrifft eine aus Walze und Lagerung zum Längsrecken von Folien auf Längsreckanlagen bestehende Walzenanordnung. Diese speziell für Längsreckanlagen eingesetzte Walzen werden auch als MDO-Walzen bezeichnetet.
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Diese MDO-Walzen weisen sehr große Abmessungen auf und sind daher schwer handzuhaben. Sie weisen einen zylindrischen Grundkörper sowie eine darauf befestigte Hülse auf. Die Hülse unterliegt aufgrund des direkten Kontaktes der auf den Längsreckanlagen zu reckenden Folien relativ starkem Verschleiß. Es ist daher erforderlich, nach gewissen Betriebszeiten die Walze aus der Anlage auszubauen und einer Reparatur durch Ersetzen der äußeren Hülse zuzuführen. Wegen der Größe der Abmessungen und des Gewichts der Walze gibt es nur wenige Hersteller für die Reparatur derartiger MDO-Walzen. Diese Firmen befinden sich meist in Übersee, so dass die Walzen einem langen Transport unterzogen werden müssen. Wegen der Größe des Gewichts werden die Walzen meist auf dem Seeweg transportiert und sind dem aggressiven Seeklima ausgesetzt und können dadurch zusätzlich Schaden durch Seewasserkorrosion nehmen. Dies verursacht weitere Kosten. Aber bereits beim Ausbau einer derartigen MDO-Walze wird diese mit Kühl- oder Heizfluid, in der Regel Wasser, benetzt, auch weil immer Wasser in der Walze verbleibt. Allein durch den Luftzutritt kann der Luft-Sauerstoff Korrosion bewirken.
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In
WO 2015/189751 A1 sind eine Heizwalze und ein Verfahren zu deren Herstellung beschrieben. Diese Walze weist eine innere zylindrische Konstruktion auf, welche aus einer Innenhülse und zwei darin durch Presspassung fest miteinander verbundenen Stopfen besteht. An deren zylindrischer Außenseite ist eine kunststoffbeschichtete, und damit einer Korrosion entgegenwirkende, schraubenförmig um den Umfang dieser Konstruktion umlaufende Wendel als eingängige oder mehrgängige Schraubenwendel angebracht, auf deren Außenflanken eine Außenhülse sich abstützend befestigt ist. In den dadurch gebildeten Kanälen zwischen den Wendeln kann das Heizmedium mit einer entsprechenden gleichmäßigen Wärmebeaufschlagung geführt werden. Die an beiden Seiten dieser Walze angeordneten Zapfen sind demontierbar, damit auch die Außenhülse ausgewechselt werden kann. Die äußere röhrenförmige Hülse wird im Sinne einer Presspassung so aufgezogen, dass eine hermetische Abdichtung der Verbindungsstellen zwischen den Außenflanken der umlaufenden Stege und der Innenseite des äußeren Elementes gegeben ist, damit die Flüssigkeitskanäle zur Zirkulation des Heizfluids gegeben ist. Damit ist zwar die ursprüngliche Montage einer derartigen Walze technisch ohne Weiteres möglich, eine Demontage der äußeren Hülse ist jedoch in der Maschine nicht möglich und auch nicht angesprochen.
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Des Weiteren ist in
EP 3216732 A1 eine Heizwalze beschrieben, welche an ihrer Außenoberfläche Saug- oder Blaseinrichtungen aufweist. Saugeinrichtungen sind beispielsweise dafür vorgesehen, dass eine zu behandelnde Folie an die Oberfläche zu einem besseren Halt angesaugt werden kann. Blaseinrichtungen sind beispielsweise dafür vorgesehen, dass eine zu behandelnde Folie mit einem Medium definierter Temperatur zusätzlich beaufschlagt werden kann. Der Grundaufbau dieser bekannten Walze besteht ebenfalls darin, dass ein zylindrischer Grundkörper an seinem Äußeren umlaufende Stege aufweist, zwischen denen Kanäle ausgebildet sind, welche schraubenlinienförmig umlaufen und außen durch eine Hülse abgedeckt sind. Vom hohlen Inneren des zylindrischen Grundkörpers wird Behandlungsfluid durch die Stege durch dort entsprechend vorgesehene Kanäle nach außen auf die zu behandelnde Folie mit entsprechendem Überdruck geblasen oder bei Saugwalzen beispielsweise Umgebungsluft und damit die an der Außenseite der Hülse anliegende zu behandelnde Folie darauf angesaugt. Zum einen handelt es sich um gewöhnliche Heiz- oder Kühlwalzen, um sogenannte Thermowalzen, das heißt gerade nicht großvolumige Walzen mit großen Abmessungen und großen Massen für Längsreckanlagen, zum anderen sind zwar an beiden Enden dieser Walzen entsprechende Zapfen für entsprechende Lagerungen vorgesehen, ein Hinweis auf ein Wegklappen zumindest eines der Lager und ein Auswechseln der äußern Hülse selbst in der Maschine ist jedoch dieser Druckschrift nicht zu entnehmen. Da keinerlei Hinweis diesem Dokument entnehmbar ist, dass die Hülse an ihrer Außenseite beschichtet ist, vielmehr lediglich beschrieben ist, dass die Innenhülse aus Korrosionszwecken beschichtet ist, ist der Einsatz derartiger Walzen als MDO-Walzen auszuschließen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Hinblick auf die bekannten Walzenanordnungen darin, für MDO-Walzen in gebauter Form eine Möglichkeit vorzusehen, die oberflächenbehandelte oder beschichtete Außenhülse, über die bei Längsreckanlagen die zu reckende Folie läuft und die daher einem relativ starken Verschleiß ausgesetzt ist, ohne komplette Demontage der kompletten Walze direkt in der Anlage wechseln zu können, und zwar trotz der sehr großen Abmessungen und Massen, die derartige MDO-Walzen haben.
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Diese Aufgabe wird mit einer Walzenanordnung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Die erfindungsgemäße Walzenanordnung weist eine MDO-Walze und eine entsprechende Lagerung auf und ist vorgesehen zum Längsrecken von Folien auf Längsreckanlagen. Diese MDO-Walzen weisen ein sehr großes Gewicht und sehr große Abmessungen auf und sind daher nur mit entsprechendem apparativem Aufwand handhabbar. Die Walze weist einen zylindrischen Grundkörper auf, auf welchem an dessen Außenseite eine Hülse befestigt ist. Die Walze ist beidseitig mit einer jeweiligen Lagerung versehen, wobei auf einer Seite ein erstes Lager vorgesehen ist, welches als Klapplager ausgebildet ist und ein Verbringen der Walze in eine Position ermöglicht, in welcher die Walze im Klapplager nicht mehr gelagert ist. Das bedeutet, dass die Walze in dieser Position, welche als Verbringposition bezeichnet wird, nur noch einseitig gelagert ist. Auf eben der anderen Seite der Walze ist ein zweites Lager ausgebildet, in welchem die Walze sozusagen nur noch in Richtung auf das Klapplager freikragend gehalten ist. Das zweite Lager ist also derartig stabil ausgebildet, dass es die Walze bei einer aus dem Klapplager in Richtung auf das zweite Lager versetzten Verbringposition bzw. Hülsendemontageposition im Sinne eines Kragarms stabil hält. Entweder erfolgt das Verschieben der Walze aus ihrer Betriebsposition in die Verbringposition, in welcher ein Demontieren der äußeren Hülse erfolgen kann, dabei so weit, dass der an dem Klapplager angeordnete Zapfen aus diesem herausgeschoben ist. Vorzugsweise ist der an dem zweiten Lager befindliche Zapfen soweit in dieses hinein- bzw. hindurchgeschoben, dass sich die den Kragarm charakterisierende Länge der Walze soweit reduziert, dass das dem Klapplager gegenüberliegende zweite Lager die Walze trotz ihrer großen Masse zuverlässig halten kann. Durch das Versetzen der Walze in eine Verbringposition und die damit verbundene Verringerung des Kippmomentes, welches die Walze auf das dem Klapplager gegenüberliegende zweite Lager ausübt, ist eine derartige Möglichkeit gegeben, dass die Hülse in der Verbringposition der Walze vom Grundkörper demontierbar ist oder dort wieder neu montiert werden kann. Die kann eben innerhalb der Längsreckanlage erfolgen, ohne dass die Walze komplett demontiert werden muss und in eine Reparaturwerkstatt per Schiffstransport verbracht werden muss, wie das beim Stand der Technik der Fall ist. Oder gemäß einer zweiten Möglichkeit wird das Klapplager soweit von dem ansonsten darin gelagerten Zapfen dieses ersten Lagers versetzt, dass eine Montage- bzw. Demontagemöglichkeit für die Hülse besteht, bei welcher das Lager keine störende Position hat. Bei dieser Alternative muss das zweite Lager so stabil ausgebildet sein, dass die MDO-Walze mit ihrer Länge zum ersten Lager freikragend ist, ohne dass sie in das zweite Lager hinein bzw. durch dieses Lager hindurchverschoben werden muss. Für beide Alternativen kann vorzugsweise eine Unterstützungsvorrichtung im Gestell der Reckanlage unter die MDO-Walze gefahren oder verbracht werden, damit beim entfernten ersten Lager, dem Klapplager, das auf das zweite Lager wirkende Lastmoment verringert ist. Es versteht sich, dass wegen der hohen Empfindlichkeit der Oberfläche der Hülse während der Montage entweder reibvermindernde Gleitelemente auf der Unterstützungsvorrichtung vorgesehen sind oder die Hülse mit einer nach der Montage entfernbaren Schutzfolie überzogen ist.
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Erfindungsgemäß ist nun zwischen dem Grundkörper, und zwar der dem Grundkörper zugewandten Innenfläche, und einer dieser Innenfläche zugewandten Außenfläche des Grundkörpers eine Fluidführung für eine Heizflüssigkeit zum Erhitzen der Außenoberfläche oder für eine Kühlflüssigkeit zum Kühlen derselben ausgebildet. Diese Fluidführung ist vorzugsweise eine Zwangsführung und weiter vorzugsweise als im Sinne einer Schraubenwendel umlaufende Fluidkanalführung ausgebildet. Der Vorteil einer derartigen Zwangsführung für die Heizflüssigkeit oder die Kühlflüssigkeit besteht darin, dass eine relativ stabile und gleichmäßige Temperatur an der Außenoberfläche der Hülse erreicht werden kann, welche die Behandlung des über die Außenoberfläche der Hülse laufenden zu behandelnden Folie zuverlässig garantiert.
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Vorzugsweise ist die Fluidführung als gewendeltes Element ausgebildet, welches die Heizflüssigkeit oder die Kühlflüssigkeit in den zwischen den gewendelten Elementen vorhandenen Kanälen im Sinne einer Zwangsführung hindurchleitet. Die Zwangsführung hat den Vorteil, dass die äußere Oberfläche der Hülse in einerseits relativ engen Schwankungen der Oberflächentemperatur wie auch in engen Grenzen der Einstellung der Behandlungstemperatur die zu behandelnde Folie beaufschlagt. Das gewendelte Element ist nun vorzugsweise so ausgebildet, dass deren Oberseiten dem Innendurchmesser der Hülse entsprechen, so dass die Hülse in Längsrichtung, das heißt in Richtung der Längsachse bzw. Lagerachse der Walze, abgestützt ist. Dadurch werden einerseits die Zwangsführungskanäle ausgebildet, andererseits wird dadurch gleichermaßen die Hülse in ihrer Längsrichtung abgestützt und damit die Walze für den Längsreckvorgang stabiler gemacht.
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Aus Gründen der Abdichtung zwischen der Oberseite der Stege und der Innenseite der Hülse, das heißt der Abdichtung zwischen dem zwischen zwei benachbarten Wendeln vorhandenen Fluidkanal, ist die Fluidführung aus gummielastischen Material oder aus Silikon ausgebildet. Dadurch kann der äußere Durchmesser der Wendel geringfügig größer sein, als der Innendurchmesser der Hülse. Bei aufgezogener Hülse würde aufgrund der Elastizität der Fluidführung, das heißt des Materials der Fluidführung ein zuverlässiges Abdichten der zwischen den Wendeln entstehenden Fluidkanälen ermöglicht.
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Gemäß einer Weiterbildung ist das zweite Lager als Doppellager ausgebildet, welches die Walze, wenn sie sich in ihrer Verbringposition, das heißt aus dem Klapplager heraus, befindet, kragarmartig hält. Durch die Ausbildung des zweiten Lagers als Doppellager kann eine derartige einseitige Lagerung für die Zwecke der Montage oder der Demontage der Hülse auf den Grundkörper bzw. von dem Grundkörper weg trotz der großen Masse bzw. des großen Gewichts der Walze realisiert werden.
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Vorzugsweise ist es auch möglich, dass das erste Lager nicht nur geöffnet werden kann, damit der gesamte Walzenkörper aus dem Lager mit seinem Zapfen in die Verbringposition der Walze versetzt werden kann, sondern es ist auch möglich, dass das erste Lager aus seiner Lagerungsachse wegschwenkbar ausgebildet ist.
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Durch die Möglichkeit der einseitigen Lagerung und des Wegschwenkens oder Wegklappens des ersten Lagers ist es somit möglich, im Falle eines Verschleißes der Hülse eine neue oder eine regenerierte Hülse nach vorheriger Demontage der verschlissenen Hülse durch Aufschieben oder Aufziehen auf den Grundkörper wieder aufzubringen. Danach kann die Walze wieder in ihre ursprüngliche Position aus der Verbringposition in die Betriebsposition gebracht, das Klapplager wieder an den entsprechenden Zapfen der Walze geschwenkt und so verriegelt werden, so dass die Längsreckanlage wieder in Betrieb genommen werden kann, und zwar ohne dass die MDO-Walze in eine entfernt liegende Werkstatt bzw. Fabrik zur Ausführung der Reparatur oder Regenerierung gebracht werden muss. Die zu reparierende Hülse kann wegen ihres im Vergleich zu der gesamten MDO-Walze erheblich niedrigeren Gewichts sogar als Luftfracht transportiert werden.
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Weitere Vorteile und Spezifika der vorliegenden Erfindung werden nun anhand der Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 Eine perspektivische Gesamtansicht der Walzenanordnung gemäß der Erfindung;
- 2 eine perspektivische vergrößerte Teilansicht des zweiten Lagers der erfindungsgemäßen Walzenanordnung;
- 3 eine Schnittansicht durch das zweite Lager für die erfindungsgemäße Walzenanordnung;
- 4 eine perspektivische Teilansicht der erfindungsgemäßen Walzenanordnung mit dem als Klapplager ausgebildeten ersten Lager;
- 5 eine Schnittansicht der Teilansicht gemäß 4; und
- 6 eine Ansicht der Reckanlage in Folienförderrichtung mit eingebauter MDO-Walze.
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In 1 ist in perspektivischer Ansicht eine Walzenanordnung gemäß der Erfindung gezeigt, bei welcher eine Walze 1 zwischen auf jeder Seite angeordneter Lagerung 2 zum Längsrecken von Folien auf Längsreckanlagen gezeigt ist. Die dargestellt MDO-Walze 1 weist einen zylindrischen Grundkörper 3 auf, welcher außen von einer Hülse 4 umgeben ist. Die Walze 1 weist an jeder Seite einen Zapfen 12, 13 auf, wobei der Zapfen 12 an der Seite der Walze 1 angeordnet ist, welche im Betriebszustand in einem ersten Lager 5 gelagert ist, welches als Klapplager ausgebildet ist. Der Zapfen 13 der Walze 1 an ihrer zum Zapfen 12 gegenüberliegenden Seite ist in einem sehr stabilen Lager 6 gelagert, welches bei der vorliegenden Ausführungsform in der Längsreckanlage vorzugsweise mit dem gesamten Lagerblock in Längsrichtung der Walze 1 in eine Verbringungsposition verschiebbar ist. Die Verbringungsposition ist dadurch gekennzeichnet, dass die Walze 1 in ihrer Längsrichtung soweit aus dem ersten Lager 5 herausgeschoben wird, dass diese Walze im Wesentlichen nur noch an einer Seite, nämlich im Lager 6, welches vorzugsweise (nicht dargestellt) als Doppellager ausgebildet ist, freitragend ist. In einer solchen freitragenden Position ist es möglich, die Hülse 4 von dem zylindrischen Grundkörper 3 zu entfernen und durch eine neue regenerierte oder komplett neue Hülse zu ersetzen. Sowohl die Demontage als auch die Montage der Hülse 4 können direkt auf der Maschine erfolgen.
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In 2 ist eine perspektivische Ansicht des zweiten Lagers 6 der Lagerung 2 gezeigt, aus welcher ersichtlich ist, dass dieses Lager als sehr kräftiges Lager ausgebildet ist und so dimensioniert ist, dass an dem dieses Lager durchgreifenden Zapfen 13 der Walze 1 die gesamte Walzen im Sinne eines freikragenden Bauteils gehalten sein kann, wenn das auf der in 2 nicht dargestellten dazu gegenüberliegenden Seite ausgebildete erste Lager in Form eines Klapplagers von dem dortigen Zapfen entfernt ist.
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In 3 schließlich ist eine Schnittansicht durch das zweite Lager 6 dargestellt, aus welcher ersichtlich ist, dass der Zapfen 13 mit einem Verdickungsbereich von dem Doppellager getragen ist, wobei jedes dargestellte Lager ein Doppelwalzenlager ist. Mit einer derartigen Anordnung können sehr hohe Lagerkräfte aufgenommen werden, welche insbesondere auftreten, wenn das auf der gegenüberliegenden Seite, hier in 3 nicht dargestellte, Klapplager von dem dortigen Zapfen entfernt ist. Auf der linken Seite von 3 ist der zylindrische Grundkörper andeutungsweise gezeichnet, auf welchem ebenfalls nur im Ansatz in prinzipieller Darstellung die auf dem zylindrischen Grundkörper 3, diesen nach außen abschließend und umgebend, die Hülse 4 angeordnet ist. Der Zapfen 13 ist an seinem Verdickungsbereich mittels eines Spannringes hinsichtlich seiner Längsposition zum zweiten Lager 6 arretierbar.
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In 4 ist der gemäß 1 linke Teil der Lagerung 2, das heißt das erste Lager 5, gezeichnet. Ein Lagerzapfen 12 der Walze 1 durchgreift dieses als Klapplager ausgebildete Lager 5, wobei die seitlich durchgezogene Linie, die Trennlinie zwischen dem oberen Teil des Klapplagers und dem unteren Teil des Klapplagers ist, welches mit einem Ständer verbunden ist, also der obere Teil des Lagers weggeklappt werden kann. Dann ruht der Zapfen 12 noch in der unteren Lagerschale dieses ersten Lagers 5, ist aber nicht mehr voll umfänglich von einem Lager umfasst und kann daher entweder in Längsrichtung 11 aus dem Lager herausgeschoben werden oder zum Zwecke beispielsweise der ersten Montage oder einer kompletten Demontage, welche zwar erfindungsgemäß vermieden werden soll, aber dennoch möglich sein muss im Sinne der gesamten Maschinendemontage oder -montage, aus dem Lager herausgenommen werden.
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In 5 ist eine prinzipielle Schnittansicht durch die Ansicht gemäß 4 dargestellt. Der Lagerzapfen 12 der Walze 1 durchgreift das als einzelnes Doppelrollenlager ausgebildete Klapplager 5. Der Zapfen geht auf der rechten Seite gemäß 5 in den zylindrischen Grundkörper 3 über, welcher innen hohl ausgeführt ist und außen von einer diesen zylindrischen Grundkörper komplett umgebenden Hülse 4 umschlossen ist. Zwischen der Innenseite 7 der Hülse 4 und der Außenseite 9 des zylindrischen Grundkörpers ist eine Fluidführung 15 in prinzipieller Darstellung eingezeichnet. Diese Fluidführung 15 dient dazu, die äußere Oberfläche 8 der Hülse 4 mit einer den Behandlungsanforderungen für die herzustellende Folie einzustellenden und über die Breite der Walze einzuhaltenden im Wesentlichen konstanten Temperatur zu beaufschlagen. Dabei wird die Fluidführung 15 durch ein gewendeltes Element 10 zwischen dessen Stegen gebildet.
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Und schließlich zeigt 6 eine in Folienförderrichtung dargestellte Ansicht der in einer Reckanlage eingebauten Walzenanordnung. Die MDO-Walze 1 ist auf der rechten Seite in 6 in dem ersten Lager 5 mit ihrem ersten Zapfen 12 gelagert. Dieses Lager 5 ist als Klapplager ausgebildet und kann hälftig oder komplett soweit verfahren oder verschoben werden, dass die Hülse 4 welche nicht gesondert dargestellt ist, seitlich durch Freiräume im Rahmen des Gestells der Reckanlage zur Demontage an der Walze 1 abgezogen bzw. zur Montage einer neuen Hülse auf die Walze aufgezogen oder aufgeschoben werden. Bei entferntem ersten Lager 5 wird die Walze mit ihrem Lastmoment freikragend vom zweiten Lager 6 allein getragen, welches dafür entsprechend stark dimensioniert ist. Nicht dargestellt ist eine Unterstützungsvorrichtung, welche bei entferntem ersten Lager unter die erste Walze geschoben werden kann, um das Lastmoment der freikragenden Walze auf das zweite Lager zu reduzieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Walze
- 2
- Lagerung
- 3
- zylindrischer Grundkörper
- 4
- Hülse
- 5
- erstes Lager / Klapplager
- 6
- zweites Lager / doppeltes Doppelrollenlager
- 7
- Innenfläche Hülse
- 8
- Außenfläche Hülse
- 9
- Außenfläche Grundkörper
- 10
- gewendeltes Element
- 11
- Längsrichtung Walze
- 12
- Zapfen / erstes Lager
- 13
- Zapfen / zweites Lager
- 14
- Spannring
- 15
- Fluidführung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2015/189751 A1 [0003]
- EP 3216732 A1 [0004]
