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Walzenspalt-Schnellöffnungs-Vorrichtung an Walzenmaschinen Beim Arbeiten
an offenen Walzwerken aller Art und Kalandern, wie sie in der chemischen, Gummi-und
Kunststoff-, Papier- und Textil-Industrie verwendet werden, kommen häufig dadurch
Unfälle vor, daß der Bedienende mit den Händen in den Walzenspalt gerät. Für diesen
Fall muß jede derartige Maschine eine bzw. mehrere Notausrückeinrichtungen aufweisen,
die es dem Bedienenden oder anderen Personen gestatten, die Maschine unverzüglich
stillzusetzen.
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Als mechanische Bremsvorrichtung werden Bandbremsen oder auch Backenbremsen
in verschiedenen Ausführungsarten benutzt. Sicherheitseinrichtungen dieser Art haben
den Nachteil, daß ein Bedienungsmann, wenn die Bremse auch nur um ein geringes zu
spät betätigt wird und er mit seinen Gliedern in den Walzenspalt gerät, erst durch
mühselige Arbeit daraus wieder befreit werden kann.
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Man hat diesem Nachteil durch elektrische Umschaltung der Motoren
abzuhelfen versucht, die beim Betätigen der Notausrückeinrichtung nicht nur durch
Gegenstrom abgebremst, sondern auch mit Hilfe von elektrischen Einrichtungen kurzzeitig
in Rücklauf versetzt werden. Es sind auch Spezialgetriebe entwickelt worden, die
auf mechanischem Wege, eventuell auch durch elektrische Umsteuerung, einen kurzzeitigen
Walzenrücklauf erzielen. Dieser Walzenrücklauf kann sich insofern gefährlich auswirken,
als. ein verunglückter Bedienungsmann in vielen Fällen noch größeren Schaden erleidet,
da die in Mitleidenschaft gezogenen Glieder zweimal den Walzenspalt passieren.
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Es sind auch Walzenmaschinen mit elektrischer Walzenverstellung ausgerüstet;
die bei Betätigung des Notschalters automatisch öffnen. Auf Grund der für die Bedienung
der Walzwerke erforderlichen hohen Übersetzung dieser Verstellvorrichtungen erfolgt
dieses Öffnen jedoch in allen Fällen, auch bei Verwendung von Polschaltmotoren,
nur sehr langsam, so daß auch hier die Öffnung des Walzenspaltes zu spät erfolgt,
um einen Schaden zu verhindern.
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Die letztgenannten elektrischen Sicherheitsvorrichtungen versagen
bei Stromausfall und werden deshalb von manchen Verarbeitungsbetrieben mit Recht
abgelehnt.
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Bekannt sind auch hydraulische Anstellvorrichtungen, die mit einem
hydraulischen Akkumulator versehen sind, der die nötige Antriebsenergie zum schnellen
Öffnen des Walzenspaltes speichert. Solche hydraulischen Verstellvorrichtungen sind
aber sehr aufwendig, demzufolge teuer in der Anschaffung und Wartung und beanspruchen
in manchen Fällen auch zu viel Platz, so daß der Einbau Schwierigkeiten macht.
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Die meist gebräuchlichen Walzenstellvorrichtungen bedienen sich zur
Verstellung der Walzenlager der Schraubenspindeln. Diese bieten die Möglichkeit,
die Lager feinfühlig auch bei großen Lagerkräften zu verstellen, haben andererseits
aber den bereits erwähnten Nachteil, nur eine langsame Verstellung der Walze zuzulassen.
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Es sind auch Walzenverstellungen bekannt, die statt der Schraubenspindeln
Kniehebel, Exzenter od. dgl. zur Walzenspalteinstellung verwenden. Da im praktischen
Walzbetrieb jedoch oft mit sehr unterschiedlichen Walzenspalten gearbeitet wird,
müssen die Verstellelemente der Kniehebel und Exzenter usw. in vielen Fällen große
Kräfte aufnehmen. Da sie außerdem selbsthemmend ausgeführt werden müssen, ist eine
Schnellverstellung der Walze hiermit nicht möglich.
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Auch die Verwendung von Keilen zur Walzenverstellung erfordert große
Stellkräfte.
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Das Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Hierfür
wird vorausgesetzt, daß an den Walzenmaschinen zusätzlich zu den Stellvorrichtungen
Maschinenelemente angebracht sind, die dazu benutzt werden können, den Walzenspalt
mit geringer Energie zwangsweise schnell so weit zu öffnen, daß Unfallschäden vermieden
bzw. vermindert werden. Als Schnellöffnungsmaschinenelemente empfehlen sich Exzenter,
Kniehebel, Kurbeln, Keile od. dgl., die zweckmäßigerweise in Wälzlagern gelagert
werden und deren Verstellhebel, -spindeln oder -stangen so angeordnet sind, daß
die normale Walzenverstellung keinen Einfluß darauf ausübt und keine Kräfte darauf
überträgt; d. h., die Exzenter oder Kurbeln müssen
während des normalen
Betriebes so stehen, daß die größte Exzentrizität in Kraftrichtung liegt; Kniehebel
müssen in gestreckter Lage eingebaut werden. Im allgemeinen empfielt es sich, die
Schnellöffnungsmaschinenelemente an beiden Lagern einer Walze durch Getriebeelemete
so zu verbinden, daß sie gleichmäßig betätigt werden.
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Erfindungsgemäß wird nun die im Antrieb vorhandene, bei der Ndtschaltung
abzahremsende, kinetische Energie dazu benutzt, die Sc hnellöffnungsmaschinenelemente
zu betätigen. Das Schwungmoment der meist verhältnismäßig -schnell laufenden Motor-
und Getriebewellen sowie -kupplungen reicht für ein Öffnen der jeweiligen Walzenspalte
gut aus. Hierbei ist günstig, daß mit steigender Maschinengröße; .die steigende
Schnellöffnungs-Stellkräfte und -Stellwege bedingt, die gespeicherte kinetische
Energie des Antriebes ebenfalls steigt.
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Eine derartige Ausbildung einer Schnellöffnungs-Vorrichtung hat den
Vorteil, daß auch bei einem unerwarteten Stromausfall immer die nötige Antriebsenergie
zum Betätigen der Walzenspalt-Öffnungsvorrichtung vorhanden bleibt, solange das
Walzwerk läuft.
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In manchen Fällen ist es zweckmäßig, die Öffnung des Walzenspaltes
durch entsprechende Vorrichtungen erst dann auslösen zu lassen, wenn die Walzen
bei der Bremsung schon kurz vor dem Stillstand stehen.
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In diesen Betriebsfällen kann die erst kurz vor dem Stillstand erfolgende
Walzenöffnung erzielt werden, indem eine Sperrklinke die Betätigung der Schnellöffnungselemente
durch die Bremsenteile erst dann zuläßt, wenn eine gewisse Bremszeit verstrichen
ist. Aus wirtschaftlichen Gründen kann es von Vorteil sein, zur Betätigung der Schnellöffnungsmaschinenelemente
eine zweite kleine Bremse zu benutzen.
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Zweckmäßig ist es auch in gewissen Fällen, durch elektrische Schaltgeräte
einen kurzzeitigen Walzenrücklauf nach dem öffnen des Walzenspaltes vorzusehen.
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Vorrichtungen der vorgenannten Art; die bei der Betätigung der Notschaltung
den Walzenspalt öffnen, haben auch noch den Verteil, daß, wenn kein Unfall entstanden
ist und die Arbeit sofort weitergehen kann, der Anlauf der Walzenmaschinen erleichtert
wird, da bei geöffnetem Walzenspalt die Belastung des Antriebmotors wesentlich geringer
ist als bei einem Walzenspalt in Arbeitsstellung.
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Ein Ausführungsbeispiel - und zwar ein Gummiwalzwerk - ist in der
Zeichnung im Seitenriß dargestellt: Walzwerke, wie sie z. B. in der Gummi-Industrie
verwandt werden, weisen gemäß Fig. A Ständer 1 und Traversen 2 auf, zwischen denen
sich festliegende Klotzlager 3 und bewegliche Klotzlager 4 befinden. Auf der Bedienungsseite
der Walzwerke befinden sich Stellvorrichtungen 5 mit Ratschen 6 od: dgl., die die
beweglichen Klotzlager 4 zu verschieben gestatten. Zwischen den Stellvorrichtungen
5 und den beweglichen Klotzlagem 4 befindet sich ein Exzenter 7 mit einem Exzenterhebel
8, wobei die Lagerung des -Exzenters in einem an der Stellvorrichtung befindlichen
Gehäuse 9 erfolgt. Der Exzenter 7 ist hierbei so angeordnet, daß in der normalen
Betriebsstellung die größte Exzentrizität »e« vorhanden ist, damit im Betriebszustand
keine Belastungskräfte auf den Exzenterhebel8 wirken. Bei der Drehung des Exzenters
um den Punkt M beschreibt derselbe einen Kreisbogen um diesen, wobei eine bewegliche
Kulisse 10 am Klotzlager entlanggleitet und dieses (bei einer Exzenterdrehung um
beispielsweise 90° um den Abstand »e«) zwangläufig zurückzieht. Diese Stellung ist
in Fig. C dargestellt. Der Exzenterhebel 8 wird über ein Gestänge 11 von einem Winkelhebel12
betätigt, der auf einer Welle 13 angeordnet ist, die es ermöglicht, die Exzenter
auf beiden Walzwerksseiten gleichzeitig zu betätigen. Erfindungsgemäß wird der Winkelhebel
12 über eine Stange 14 von einem schwenkbaren Hebelarm 16 betätigt, der die Bremskräfte
einer Bremse übernimmt. In Fig. D ist eine Bandbremse dargestellt.
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Die Notschaltung selbst erfolgt mit Hilfe eines Seiles, eines Fuß-
oder Körperschalters oder eines Bügels 17, wobei nicht nur der Antriebsmotor bzw.
die Antriebskupplung ausgeschaltet wird und die Bremsung erfolgt, sondern auch gleichzeitig
bzw. mit entsprechend eingestellter Verzögerung die Steuerelemente der Schnellöffnungs-Vorrichtung
betätigt werden.