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Walzwerk oder Kalander Die Erfindung bezieht sich auf Walzwerke oder
Kalander, bestehend aus wenigstens drei Walzen mit glatter, leicht gewölbter Oberfläche.
Bei bekannten Walzwerken dieser Art sind die Walzen in einer Ebene angeordnet, in
der diese der Wölbung entsprechend gleichmäßige Drücke aufeinander ausüben. Bei
dieser Anordnung der Walzen wird jedoch bei Änderung des Druckes auf ein Walzenpaar
die Gleichmäßigkeit des statischen Druckes für alle Walzenpaare gestört. Es ist
ferner bekannt, die Walzen mit ihren Drehachsen in Scheitelpunkten eines Dreiecks
anzuordnen, so daß sich der Druck zwischen den Walzen einer Paarung in einer von
der Druckrichtung einer anderen Paarung abweichenden Richtung auswirkt.
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Der Antrieb der Walzen erfolgt bei bekannten Walzwerken über an sich
bekannte Transmissionen, wobei die Umlaufgeschwindigkeiten der Walzen miteinander
gekoppelt sind. Die Umlaufgeschwindigkeiten der Walzen sind entweder gleich oder
unterschiedlich, stehen jedoch in einem festen Verhältnis zueinander, das auch bei
Änderung der Antriebsgeschwindigkeit infolge des übersetzungsverhältnisses der Transmissionen
erhalten bleibt.
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Ausgehend von einem Walzwerk oder Kalander, bestehend aus wenigstens
drei Walzen mit glatter, leicht gewölbter Oberfläche, von denen eine mit den beiden
anderen Walzen gemeinsam zusammenwirkt und deren Achsen in Scheitelpunkten eines
Dreiecks angeordnet sind, besteht die Erfindung darin, daß die gemeinsame Walze
von den beiden anderen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit umlaufenden Walzen
durch Reibwirkung in den Walzenspalten angetrieben wird. Dadurch ergibt sich für
die den zwei Walzen gemeinsam zugeordnete Walze eine zwischen den Geschwindigkeiten
dieser Walzen liegende Drehgeschwindigkeit, die durch das Druckverhältnis zwischen
den jeweiligen Walzenpaarungen beeinflußt wird und sich selbsttätig in Abhängigkeit
von Druck und zu zerkleinerndem Material einstellt.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wirken die zwei mit unterschiedlicher
Geschwindigkeit angetriebenen Walzen mit je einer frei drehbaren Walze zusammen,
wobei diese frei drehbaren Walzen ihrerseits mit einer frei drehbaren dritten Walze
zusammenarbeiten, deren Achse in der Ebene der Achsen der angetriebenen Walzen liegt,
während die Achsen der beiden anderen frei drehbaren Walzen außerhalb dieser Ebene
liegen.
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Die Erfindung besteht ferner darin, daß drei angetriebene Walzen mit
in einer Ebene liegenden Achsen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit umlaufen und
mit zwei drehbaren Walzen zusammenarbeiten, deren Achsen außerhalb der Ebene der
Achsen der angetriebenen Walzen liegen.
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Die jeweils mit zwei angetriebenen Walzen Walzenpaarungen bildende
gemeinsame Walze bestimmt sich in ihrer Umlaufgeschwindigkeit durch die Reibung
in den Walzenspalten und liegt in Abhängigkeit von den in diesen Spalten herrschenden
Drücken und in Abhängigkeit vom zu bearbeitenden Material zwischen den Umlaufgeschwindigkeiten
der jeweils angetriebenen Walzen.
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Mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in
den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt F i g. 1 zwei gewölbte, zu einem Paar vereinigte
Zylinder in dem besonderen Fall eines geradlinigen Kontaktes, F i g. 2 ein Walzwerk
oder einen Kalander mit drei Zylindern, deren Achsen an den Spitzen eines Dreiecks
angeordnet sind, im besonderen Fall eines geradlinigen Kontaktes, F i g. 3 die gleiche
Vorrichtung mit einer auf die Zapfen eines Zylinders wirkenden Spindel, F i g. 4,
5 und 6 die Antriebseinrichtung des Walzwerks oder Kalanders gemäß der Erfindung.
Walzwerke weisen im allgemeinen mehrere Paare von Zylindern 1 und 2 auf, deren Achsen
in einer Ebene gelegen sind. Die Lagerung der Achse eines der Zylinder ist fest,
während die Achse des anderen
Zylinders sich parallel zu sich selbst
verschieben kann, beispielsweise in Gleitführungen. Ein bestimmter Druck wird auf
die Kontakterzeugende 3 ausgeübt, z. B. durch Einwirkung auf die Zapfen 4 des Zylinders
1, dessen Achse verschiebbar ist. Dadurch wird eine Deformation der Zylinder
herbeigeführt, die in stark übertriebener Weise in F i g. 1 schematisch dargestellt
ist. Die Wölbung der Zylinder muß so vorgesehen sein, daß bei der Arbeitstemperatur
und bei einem bestimmten Druck zwischen den Zylindern die Kontakterzeugende 3 eine
Gerade ist, wodurch ermöglicht wird, daß ein Film aus zerkleinertem Material mit
der gleichen Stärke über die ganze Länge der Kontakterzeugenden infolge der gleichmäßigen
Verteilung des statischen Druckes erzielt wird.
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Es ist verhältnismäßig leicht, zwischen den gewölbten Zylindern eines
einzigen Paares einen gleichmäßigen statischen Druck herzustellen, jedoch erfordert
die Zerkleinerung eines Materials im allgemeinen das Vorhandensein von mehreren
Zylinderpaaren, von denen einer der Zylinder beiden Paaren gemeinsam ist. Wenn die
Achsen der Zylinder dieser Paare in ein und derselben Ebene angeordnet sind, so
wird es unmöglich, im Fall der Änderung des Druckes auf ein Paar die Gleichmäßigkeit
der statischen Drücke zwischen den verschiedenen Zylindern herzustellen, da gegenseitige
Einwirkungen zwischen den Zylindern gegeben sind.
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Wenn man die Achsen von drei, zwei Paare mit einem gemeinsamen Zylinder
bildenden Zylindern an den Spitzen eines Dreiecks anordnet, so wird diese gegenseitige
Einwirkung in hohem Maße vermindert, und sie wird praktisch völlig beseitigt, wenn
man diese Achsen an den Spitzen eines rechtwinkligen Dreiecks anordnet, wobei die
Spitze des rechten Winkels durch die Achse des gemeinsamen Zylinders 1 (F
i g. 2) eingenommen wird.
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Tatsächlich beeinflußt eine Änderung des auf die Zapfen
4 dieses Zylinders in Richtung der Achse des Zylinders 2 ausgeübten Druckes
5 die Verteilung des statischen Druckes entlang der Kontakterzeugenden 6 zwischen
den Zylindern 1 und 7 in keiner Weise. Umgekehrt kann eine Änderung des auf die
Zapfen 4 in Richtung der Achse des Zylinders 7 ausgeübten Druckes die Verteilung
des statischen Druckes entlang der Kontakterzeugenden 3 nicht beeinflussen, vorausgesetzt,
daß elastische Deformationen sich nur in Ebenen auswirken können, die parallel zur
Beanspruchungsebene sind. Beim Gegenstand der Erfindung beeinflußt daher eine Änderung
des Druckes auf ein Zylinderpaar nur dieses Zylinderpaar.
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Die Lager 14 und 15 (F i g. 3) der Zapfen 12 und 13 sind fest angeordnet
und erzeugen Reaktionen 5' und 8' entsprechend den Drücken 5 und 8, die auf
die beiden Zapfen 4 des Zylinders 1 ausgeübt werden. Diese Drücke werden
auf jeden Zapfen 4 mittels einer Schraube 16 erzeugt, die einen verschiebbaren
und fest anliegenden Fuß 17 hat, der es ermöglicht, der Achse der Schraube eine
Richtung zu geben, die mit der Resultierenden 18 des Parallelogramms der
Teildrücke 5 und 8 zusammenfällt, die je den Paaren 1, 2 und 1, 7 zuerteilt
sind. Die Schraube kann mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden.
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Die verschiedenen Zylinder oder Zylinderpaare von Walzwerken oder
Kalandern drehen sich im allgemeinen mit verschiedenen Geschwindigkeiten, um gleichzeitig
die Zermalmung und die Verreibung der Partikeln des zu zerkleinernden Stoffes herbeizuführen.
Zu diesem Zweck sind die verschiedenen Zylinder üblicherweise miteinander durch
eine Transmission, beispielsweise einen Satz von Zahnrädern, verbunden, die ein
festes Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis hat. Man kann nur die Drehgeschwindigkeit
aller Zylinder ändern, indem man die Geschwindigkeit des Eingangs der Transmission
ändert, da das Verhältnis der Geschwindigkeiten unveränderlich ist.
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Die Anordnung gemäß der Erfindung bietet in dieser Hinsicht eine große
Elastizität, da lediglich die Zylinder 2 und 7 mittels Zahnräder 19 und 20 angetrieben
werden, die untereinander durch ein Paar von Ritzeln verbunden sind oder, wie es
in F i g. 4 dargestellt ist, durch eine Welle 21, die Schneckenritze122 und 23 trägt.
Dagegen läuft der Zylinder 1 lose und wird mittels Reibung an den Kontakterzeugenden
3 und 6 mitgenommen. Dieser Zylinder hat folglich eine Drehgeschwindigkeit, die
zwischen den Drehgeschwindigkeiten der Zylinder 2 und 7 liegt und durch das Verhältnis
zwischen den Drücken beeinflußt wird, die an den Kontakterzeugenden dieser beiden
Paare herrschen.
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Wenn das Walzwerk oder der Kalander mehr als drei Zylinder aufweist,
beispielsweise fünf, deren Zylinder 1 und 1' je zwei Paaren gemeinsam sind und wobei
die Achsen der drei anderen Zylinder sich in ein und derselben Ebene befinden, so
kann der Zwischenzylinder 24 nach Wahl leer drehen und mittels Reibung durch die
Zylinder 1 und 1' (F i g. 5) mitgenommen werden, oder er kann direkt durch die Schnecke
25 angetrieben werden (F i g. 6), die das Zahnrad 26 treibt.
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Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die dargestellten und beschriebenen
Ausführungsbeispiele, sondern kann in mannigfacher Hinsicht abgeändert werden, ohne
den Erfindungsgedanken zu verlassen.