DE102022003846A1

DE102022003846A1 - Vorrichtung zum Recken von Folienbahnen in Maschinenrichtung mit Schnellwechselvorrichtung für Walzen sowie Verfahren dafür

Info

Publication number: DE102022003846A1
Application number: DE102022003846.3A
Authority: DE
Inventors: Bernd Bayer
Original assignee: Hosokawa Alpine AG
Current assignee: Hosokawa Alpine AG
Priority date: 2022-10-17
Filing date: 2022-10-17
Publication date: 2024-04-18

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Recken von Folienbahnen in Maschinenrichtung soll eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, die ein Schnellwechseln von Walzen in Reckanlagen ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Recken von Folienbahnen in Maschinenrichtung mit Schnellwechselvorrichtungen für Walzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren dafür.
Bei der Herstellung von Folien werden Reckanlagen eingesetzt, um die Dicke von Folien nach ihrer Herstellung zu reduzieren. Das Recken von Folien wird sowohl bei Schlauchfolien als auch bei Cast-Folien eingesetzt.
Eine Reckanlage besteht in der Regel aus Heizwalzen, um die Folie für das Recken vorzubereiten, gefolgt von Reckwalzen, zwischen denen die Folie verstreckt, wird. Dem Verstrecken können sogenannte Annealing- oder Temperwalzen folgen, hier wird die Folie einer Temperaturbehandlung unterzogen, um auf die Folieneigenschaften einzuwirken. Zum Schluss wird die Folie mittels Kühlwalzen gekühlt. Durch das Recken der Folienbahnen werden die Folien nicht nur in ihren geometrischen Abmessungen verändert, auch ihre Eigenschaften wie zum Beispiel Transparenz oder Festigkeit können gezielt beeinflusst werden.
Reckanlagen werden inline in Blasfolienanlagen oder offline betrieben. Das Verstrecken von Schlauchfolien kann inline in Blasfolienanlagen direkt nach dem Abzugswalzenpaar erfolgen oder nach dem, dem Abzugswalzenpaar folgenden Wendestangensystem.
Aufgrund von Verschmutzungen und Verschleiß ist ein Auswechseln von Walzen in Reckanlagen notwendig. Der Ausbau von Walzen aus Reckanlagen ist sehr aufwendig und dauert mehrere Stunden, in denen die Produktion stillsteht.
Bei dem Einsatz von Vakuumwalzen in Reckanlage wie sie in der DE 10 2020 000 334 A1 beschrieben sind, ist eine Reinigung wichtig, da Monomere die Öffnungen der Vakuumwalze zusetzen können. Die Reinigung dieser Walzen ist sehr aufwendig und die Vakuumwalzen müssen zu diesem Zweck in regelmäßigen Abständen ausgebaut werden. Dafür muss die Produktion unterbrocken werden.
In der DE 83 13 265 U1 ist eine Schnellwechselvorrichtung für Walzen u.a. in Papierverarbeitungsmaschinen offenbart. Dabei wird die Walze beidseitig von Lagereinheiten aufgenommen, die in Walzenachsrichtung verschiebbar angeordnet sind und so die Walze für den Ausbau freigeben.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches ein schnelles Wechseln von Walzen in Reckanlagen ermöglicht.
Bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach dem Anspruch 1 und einem Verfahren dafür gelöst.
Zum Austausch von Walzen in Reckanlagen werden diese mit kegeligen Walzenzapfen an ihren Stirnseiten versehen, die koaxial zur Walzendrehachse angeordnet sind.
Die Walzen werden an den Walzenzapfen in Lagereinheiten der Reckanlage aufgenommen. Die Lagereinheiten sind in ihrer Drehachse mit Innenkegeln ausgeführt, in die die Walzen an den Walzenzapfen aufgenommen werden. Die Walzenzapfen und Lagerkegeln sind lösbar miteinander verbunden.
Die Lagereinheiten sind rechts und links im Seitenschild des Maschinenrahmens der Reckanlage in Linearführungen verschiebbar angeordnet. Die Walzen werden über Getriebemotoren, die im Gestell der Reckanlage angeordnet sind, angetrieben.
Zum Ausbau einer Walze wird eine Aufnahmevorrichtung, die in Führungen in den Seitenschilden des Maschinengestells der Reckanlage aufgehängt ist unter die auszubauende Walze gefahren und die Walze darauf abgelegt, dann werden die Lagereinheiten von den Walzenzapfen gelöst und in der Linearführung nach außen verschoben. Dies kann mittels Spindel erfolgen. Die auszubauende Walze wird von der Aufnahmevorrichtung aufgenommen und zusammen mit der Walze nach außen aus der MDO geführt. Dort kann die Walze von einem Gabelstapler aufgenommen werden.
Walzen die bei Reckanlagen häufig ausgewechselt werden, sind Reckwalzen, speziell Vakuumwalzen. Diese Walzen werden mit Unterdruck oder zum Reinigen mit Überdruck beaufschlagt. Sie können auch als Heiz- oder Kühlwalzen ausgeführt sein. In diese Fälle werden Mediendurchführungen vorgesehen.
Die Mediendurchführungen werden stirnseitig an den Walzen realisiert und über die Lagereinheit und den Antrieb nach außen geführt und enden in einer Drehdurchführung. Dafür dienen gedichtete Steckverbindungen mit Dichtringen wie Radialwellendichtringe oder O-Ringsysteme.
Über eine Seite der Walze wird diese mit Wasser oder einem anderen Temperiermittel für das Kühlen oder Heizen versorgt, über die zweite Seite wird diese mit Luft oder Gas versorgt, sodass ein Unterdruck oder Überdruck eingestellt werden kann.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Schnellwechselvorrichtung mit einer Spalteinstellung des Reckspaltes kombiniert. Dafür wird die komplette Schnellwechselvorrichtung mit Lagereinheit und der entsprechenden Walze über eine Linearführung im Seitenschild des Maschinenrahmens einstellbar verfahren.
Die Schnellwechselvorrichtung kann für jede Walze einer Reckanlage Anwendung finden. Sie wird bevorzugt für jene Walzen eingesetzt, die einen häufigen Wechsel erfordern. Hier sind zum einen Reckwalzen zu nennen, die als Vakuumwalzen ausgeführt sind, aber auch Reckwalzen ausgeführt als Gummiwalzen.
Unter Reckanlagen sollen hier alle Vorrichtungen verstanden werden, mit denen eine Längenänderung der Folie erfolgen kann. Es ist nicht nur auf das Recken von Folien beschränkt, es soll auch das Strecken und Verstrecken einschließen. Die Reckanlagen können inline in Blasfolienanlagen betrieben werden oder offline. Sie können an unterschiedlichen Stellen einer Blasfolienanlage angeordnet werden, nach dem Wendeabzug oder direkt nach dem Abzugswalzenpaar und vor dem Wendestangensystem, wenn vorhanden.
Reckanlagen können mit Schnellwechselvorrichtung und einer zusätzlichen Walzenerkennung ausgeführt sein. Beispielsweise basieren diese auf Barcode-, QR-Code- oder RFID-Code-Systeme. Der Code nimmt Merkmale der Walzen wie geometrische Abmessungen, Materialien, aber auch Gummimischungen und Gummihärten auf.
Die Walzenerkennung kann aber auch Anwendung in Reckanlagen finden ohne Schnellwechselvorrichtung.
Es können auch Prägewalzen in die Reckanlage mit aufgenommen werden. Diese versehen die Folien mit einer Prägung. Dieses können ein Kennzeichen, ein Muster, oder ein Logo sein. Über das Kennzeichen kann die Folie identifiziert werden.
Eine solche Prägewalze kann auch mit einer Walzenerkennung ausgerüstet werden.
Das Verfahren zum Walzenwechsel in Reckanlagen mit Schnellwechselvorrichtung umfasst folgende Schritte:

- Lösen der Verbindung von Walze und der Lagereinheit
- Nach außen fahren der Lagereinheiten auf Linearführungen im Seitenschild des Maschinenrahmens der Reckanlage
- Ablegen der Walze auf eine Aufnahmevorrichtung
- Herausnehmen der Walze aus der Reckanlage
- Einlegen einer neuen Walze
- Verfahren der Walze an Ihren Einbauort
- Zusammenfahren der Lagereinheiten in den Linearführungen
- Verbinden von Walze und Lagereinheiten

Werden Mediendurchführungen vorgesehen zum Versorgen der Walzen mit Medien wie Heiz- und / oder Kühlmittel und Gas für Unter- oder Überdruck, erfolgen zusätzlich die Schritte:

- Ausstellen der Medienversorgung
- Trennen der Medienversorgung vor dem Ausbau der Walze und
- Verbinden der Medienversorgung
- Anstellen der Medienversorgung

Durch eine Schnellwechselvorrichtung können Walzen in Reckanlage in wesentlich kürzeren Zeiten gewechselt werden. Es kommt zu kürzerer Produktionsunterbrechungen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in der -beispielhaft- ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
In der Zeichnung zeigt:

1 eine Ansicht, der Reckanlage mit Schnellwechseleinrichtung
2 ein Ausschnitt einer Schnellwechseleinrichtung bei Walzen mit Mediendurchführung

Die 1 zeigt eine Reckanlage, auch MDO genannt, zur Längenänderung einer Folienbahn in Maschinenrichtung. Die Folienbahn (1) wird von oben über eine Führungswalze (10) in die Reckanlage eingeführt. Zunächst wird sie über eine Heizstrecke (2) mit Heizwalzen (3) geführt. Danach wird die Folienbahn (1) der Reckstrecke (4), mit den Reckwalzen (5) und dazwischenliegendem Reckspalt zugeführt und gereckt. Die Reckwalzen (5) können einen kleineren Durchmesser als die Heizwalzen (3) aufweisen. Im Anschluss wird die Folienbahn (1) einer Annealingstrecke (6) mit Annealingwalzen (7) zum Temperieren zugeführt, gefolgt von einer Kühlstrecke (8) mit Kühlwalzen (9). Schließlich verlässt die Folie (1) die MDO-Anlage und kann beispielsweise im nachgeschalteten Wickler (hier nicht gezeigt) aufgewickelt werden. Auf den unterschiedlichen Walzen wird die Folienbahn mittels Auflegewalzen (11) gehalten.
2 zeigt die Schnellwechselvorrichtung im Detail.
Im Seitenschild (13) des Maschinenrahmens der Reckanlage ist beidseitig die Schnellwechselvorrichtung angeordnet.
Sie nimmt die Walze (12) beidseitig an ihren stirnseitigen, kegelstumpfförmigen Walzenzapfen drehbar und formschlüssig in den Lagereinheiten (15) auf.
Die Lagereinheiten (15) weisen in ihrer Drehachse Innenkegel zur Ausnahme der Walze (12) an deren Walzenzapfen, auf. Die Verbindung wird über einen Mitnehmer hergestellt.
Die Lagereinheit (15) wird radial von der Antriebsglocke (21) umgeben und ist in einer Linearführung (14) eingesetzt, welche die Lagereinheit (15) mit Antriebsglocke (21) und die sich axial daran anschließende Kupplung (20) sowie Getriebemotor 17 verschieblich im Seitenschild der Reckanlage aufnimmt.
Über die an der Lagereinheit (15) angeordneten Schiebeeinheit (16) lässt sich die Walze ein- und auskuppeln, indem die Lagereinheit (15) in der Linearführung (14) zur Walze (12) hin bzw. von der Walze (12) weggefahren wird.
Für den Ausbau der Walze (12) wird eine Aufnahmevorrichtung (hier nicht gezeigt) unter die Walze (12) gefahren, die Walze (12) dann so verfahren, das sie auf der Aufnahmevorrichtung aufliegt, danach kann die Walze (12) ausgekuppelt werden indem die Lagereinheiten (15) von der Walze wegbewegt wird. Die Walze (12) wird sodann auf der Aufnahmevorrichtung aus der Reckanlage gefahren.
Damit die Walze (12) mit Medien für den Betrieb als Kühl-, Heiz- oder Vakuumwalze versorgt werden kann, sind Mediendurchführungen vorgesehen. Die Walze (12) weist am Walzenzapfen an der Stirnseite ein Durchführung auf in welche ein Siphonrohr (18) z.B. für die Saugeinheit angeordnet ist. Dieses Rohr (18) ist axial durch die Lagereinheit (15), die Kupplung (20) und den Getriebemotor (17) geführt und endet in einer Drehdurchführung (19).
Bezugszeichenliste

1: Folienbahn
2: Heizstrecke
3: Heizwalzen
4: Reckstrecke
5: Reckwalzen
6: Annealingstrecke
7: Annealingwalzen
8: Kühlstrecke
9: Kühlwalzen
10: Führungswalzen
11: Auflegewalzen
12: Walze
13: Seitenschild des Maschinenrahmens
14: Linearführung
15: Lagereinheit
16: Schiebeeinheit
17: Getriebe und Motor
18: Siphonrohr für Mediendurchführung
19: Drehdurchführung
20: Kupplung
21: Antriebsglocke
22: Spaltverstellung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102020000334 A1 [0006]
DE 8313265 U1 [0007]

Claims

Vorrichtung zum Recken von Folienbahnen in Maschinenrichtung mit mehreren Walzen von denen mindestens zwei Reckwalzen (5) sind, die einen Reckspalt begrenzen über die die Folienbahn (1) geführt wird dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Schnellwechselvorrichtungen zum Wechseln von Walzen (12) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellwechselvorrichtung zwei Lagereinheiten (15) zur Ausnahme einer Walze (12) umfasst, wobei die Lagereinheiten (15) beidseitig in den Seitenschilden (13) des Maschinenrahmen der Vorrichtung angeordnet sind, wobei die Lagereinheiten (15) mittels Linearführungen (14) nach außen verschiebbar sind und die Walze (12) freigebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb einer auszubauenden Walze (12) eine Aufnahmevorrichtung für die Walze (12) angeordnet ist, auf welche diese ablegbar ist und aus der Vorrichtung zum Recken herausfahrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellwechselvorrichtung Mediendurchführungen zur Versorgung der Walze (12) mit Medien aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass Mediendurchführungen für Medien zum Temperier-, Unterdruck oder Überdruckbetrieb der Walzen (12) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (12) eine Reckwalze ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (12) eine Reckwalze, die als Vakuumwalze mit Mediendurchführungen ausgeführt ist, ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (12) eine Gummiwalze, eine glatte Chromwalze oder eine Prägewalze ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellwechselvorrichtung mit einer Spalteinstellung des Reckspaltes kombinierbar ist, wobei die komplette Schnellwechselvorrichtung mit Lagereinheit und Walze über eine Linearführung im Seitenschild des Maschinenrahmens einstellbar verfahrbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Walzenerkennung mit Codier-Systemen aufweist, wobei das Codier-System Informationen zu Walzeneigenschaften aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (12) eine Prägewalze ist, wobei diese die Folie mit einem Kennzeichen versieht, über welches die Folie identifizierbar ist.
Verfahren zum Walzenwechsel bei Reckanlagen mit Schnellwechselvorrichtung wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: - Lösen der Verbindung von Walze und Lagereinheit (15) - Nach außen fahren der Lagereinheiten (15) auf Linearführungen (14) welche in den Seitenschilden (13) des Maschinenrahmens der Vorrichtung zum Recken angeordnet sind - Ablegen der Walze (12) auf einer Aufnahmevorrichtung - Herausnehmen der Walze (12) aus der Vorrichtung zum Recken - Einlegen einer neuen Walze (12) - Zusammenfahren der Lagereinheiten (15) mittels Linearführungen (14) zum Aufnehmen der Walze (12) - Verbinden von Walze und Lagereinheiten.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schnellwechselvorrichtung mit Mediendurchführungen vor dem Walzenausbau die Medienversorgung ausgestellt und getrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schnellwechselvorrichtungen mit Mediendurchführungen die Medienversorgung zusammengeführt angeschaltet wird.