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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Wechseln einer Walze eines Walzenstapels einer Walzenmaschine,
bei dem die Walze mit Hilfe eines Kranes oder einer anderen Hubvorrichtung
aus dem Walzenstapel abtransportiert wird. Ferner betrifft die Erfindung
ein Walzenwechselwerkzeug mit einer Hubvorrichtungs-Halterung und einer
Walzenaufnahme.
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Ein derartiges Verfahren und ein
derartiges Walzenwechselwerkzeug sind aus
DE 43 01 096 A1 bekannt.
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Walzenmaschinen, beispielsweise Kalander, dienen
dazu, eine Materialbahn, beispielsweise eine Papierbahn, mit Druck
zu behandeln. Hierbei wird die Materialbahn durch einen oder mehrere
Spalte geführt,
die jeweils durch zwei benachbart angeordnete Walzen gebildet werden
Bei dieser Druckbehandlung verschleißen die Walzen nach einer gewissen
Betriebszeit, so daß sie
ausgewechselt werden müssen Bei
Walzen mit einer sogenannten "weichen" Oberfläche äußert sich
dieser Verschleiß beispielsweise darin,
daß sich
in die Oberfläche
der Walzen Markierungen einprägen,
die sich dann später
auf der zu behandelnden Materialbahn wiederfinden In einem derartigen
Fall muß die
Walze ausgebaut, abgedreht und wieder eingebaut werden Üblicherweise
hat man zwar ein oder mehrere Walzen in einem Vorrat. Dies ändert aber
nichts an der Notwendigkeit eines Walzenwechsels.
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Bei sogenannten zapfengelagerten
Walzen ist es hierzu bekannt, Aufsteckrohre auf die seitlich aus
dem Kalander heraus stehenden Walzenzapfen aufzusetzen und einen
Kran oder eine andere Hubvorrichtung an dem äußeren Ende der Aufsteckrohre angreifen
zu lassen Man kann die Walze dann zunächst geringfügig anheben,
um die Lager zu entlassen Die Lager, genauer gesagt die Lagergehäuse, werden
dann aus der Stuhlung oder aus den Hebeln des Kalanders gelöst. Nach
einem weiteren geringfügigen
Anheben der Walze, wodurch die Lagergehäuse vom Kalander frei kommen,
kann man die Walze dann nach vorne oder nach hinten, also quer zur
Walzenachsenebene, aus dem Walzenstapel herausfahren Sobald die
Walze von dem Walzenstapel freigekommen ist, kann man sie anheben
oder absenken, um sie endgültig
abzutransportieren.
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In der letzten Zeit sind Kalander
und andere Walzenmaschinen immer aufwendiger gebaut worden Beispielsweise
wird für
jede Walze ein eigener Antrieb vorgesehen Es sind Anschlüsse für Heiz- oder
Kühlmedien
vorgesehen. Ferner sind bei einigen oder mehreren Walzen Anschlüsse vorhanden, um
ein Druckmedium einzuführen,
das beispielsweise dazu dient, eine Durchbiegungseinstellwalze zu steuern
Alle diese Zusätze
müssen
seitlich am Kalander eingebracht werden, damit sie über die
Stirnseiten der Walzen auf die Walzen wirken können Dementsprechend müssen die
Aufsteckrohre immer länger
werden Dies führt
zu langen Hebelarmen mit entsprechend großen Gewichten Die Gewichtszunahme ist überproportional,
weil die längeren
Aufsteckrohre insgesamt stabiler ausgebildet werden müssen. Mit den
längeren
Hebelarmen steigt das Biegemoment in den Zapfen Diese müssen zur
Vermeidung von Brüchen
dicker gemacht werden Dickere Zapfen bedingen größere Lager. Diese sind wieder
teurer. Darüber hinaus
ergibt sich ein größerer Freiraumbedarf
am Kalander, was den Raum für
eine Verrohrung vom Rohrgestell zum Kalander oder der Walzenmaschine einschränkt. Falls
Dreheinführungen
an der auszubauenden Walze vorhanden sind müssen diese vielfach de montiert
werden.
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Eine Alternative dazu bildet ein
C-förmiges Walzenwechselwerkzeug,
das eine Walzenaufnahme aufweist, die unterhalb der Hubvorrichtungs-Halterung
angeordnet ist. Die Walzenaufnahme ist mit der Halterung über einen
Arm verbunden, der C-förmig
ausschwenkt Hiermit ist es möglich,
die über
der auszubauenden Walze liegenden Walzen zu umgreifen, so daß man nicht
soweit seitlich nach außen
ausweichen muß,
wie dies bei dem Aufsteckrohr der Fall ist.
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Dieses Ausbauwerkzeug hat jedoch
den Nachteil, daß der
C-förmige
Arm eine ausreichende Länge
aufweisen muß,
damit auch Walzen im unteren Bereich des Walzenstapels ausgebaut
werden können.
Dadurch ergibt sich ein entsprechend großer Hebelarm, der gegen die
auftretenden Biegemomente stabilisiert werden muß. Wenn mit dem gleichen Werkzeug
auch Walzen im oberen Bereich des Walzenstapels gewechselt werden
sollen, muß der
Kran eine ausreichende Hubhöhe
haben, was wiederum eine ausreichend hohe Halle zur Folge hat. Dies
vergrößert den
Raumbedarf. Um dies zu vermeiden, müßte man eine größere Anzahl
von Walzenwechselwerkzeugen vorrätig
halten, die abgestufte Längen
aufweisen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Walzenwechsel mit einfachen Mitteln zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein Walzenwechselwerkzeug,
das an dem Walzenwechselkran hängt,
zum Walzenstapel gefahren wird und die Walze vor dem Abtransport
auf einer an der Oberseite des Hebels angeordneten Führungsbahn,
auf der die Walze aufliegt, aus der Walzenebene des Walzenstapels
herausbewegt wird, wobei das Walzenwechselwerkzeug auf der dem Hebel
abgewandten Seite ein Gegengewicht aufweist und der Hebel immer
eine Ausrichtung im wesentlichen in horizontaler Richtung einnimmt,
und zwar unabhängig
davon, ob das Werkzeug leer oder mit einer Walze beladen ist.
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Wie oben bereits im Zusammenhang
mit dem Walzenwechselwerkzeug dargestellt, erleichtert man sich
hiermit die Bewegungssteuerung der Walze. Die Walze muß erst dann
angehoben bzw. abgesenkt werden, wenn sie aus dem Walzenstapel entfernt
worden ist Diese Entfernung erfolgt mit Hilfe der Führungsbahn.
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Hierbei ist besonders bevorzugt,
daß die Führungsbahn
vor dem Ausbau in den Walzenstapel eingesetzt wird Die Führungsbahn
muß also
nicht permanent in der Walzenmaschine vorhanden sein, obgleich dies
möglich
ist.
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Auch ist bevorzugt, daß die Führungsbahn durch
die Walzenebene hindurch bewegt und auf der anderen Seite am Gestell
der Walzenmaschine befestigt wird. Dadurch erreicht man die gewünschte Abstützung der
Führungsbahn
auf den beiden Seiten der Walzenebene, so daß die Walze auf der Führungsbahn
herausrollen kann, ohne daß sich Änderungen
in der Lage oder Position der Führungsbahn ergeben
können.
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Die oben genannte Aufgabe wird bei
einem Walzenwechselwerkzeug der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß dieses
ein Gegengewicht auf der dem Hebel abgewandten Seite aufweist und
die Walzenaufnahme in eine Führungsbahn übergeht, die
in einer vorbestimmten Entfernung von der Walzenaufnahme abstützbar ist.
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Mit diesem Walzenwechselwerkzeug
ist der Aus- und der Einbau einer Walze relativ einfach, ohne daß man größeren Bauraum
oder ein kompliziertes Werkzeug benötigt. Die Führungsbahn wird unterhalb der
auszuwechselnden Walze durch die Ebene des Walzenstapels, d. h.
die Ebene, in der sich die Walzenachsen befinden, hindurchgeführt und
auf der anderen Seite des Walzenstapels abgestützt. Damit ist die Führungsbahn
an zwei Punkten gelagert. Nämlich
einerseits an der Hubvorrichtungs-Halterung, an der ein Kran oder
eine bodengestützte
Hubvorrichtung angreifen kann, und andererseits auf der anderen
Seite des Walzenstapels, wo die Führungsbahn abgestützt ist
Man kann nun die Walze
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auf dieser festgelegten Führungsbahn
aus dem Walzenstapel heraustransportieren und zwar im wesentlichen
senkrecht zu der Ebene, die durch die Achsen der den Walzenstapel
bildenden Walzen definiert ist. Hierbei gelangt die Walze auf der
Führungsbahn
bis in die Walzenaufnahme. Sobald die Walze in der Walzenaufnahme
angelangt ist, kann das Walzenwechselwerkzeug mit der darin befindlichen
Walze abtransportiert werden, beispielsweise mit Hilfe des oben
erwähnten
Hallenkranes. Es versteht sich von selbst, daß ein derartiges Walzenwechselwerkzeug
an beiden axialen Enden der Walze vorgesehen sein muß. Die Walze
wird hierbei vorzugsweise seitlich außerhalb des Kalanders ergriffen,
beispielsweise im Bereich der Enden der Walzenzapfen, die aus dem
Kalander, d. h der Stuhlung oder den Hebeln, herausstehen Mit dieser
Ausgestaltung ist es möglich,
daß die
Hubvorrichtungs-Halterung immer vor dem Walzenstapel bleibt. Ein
Anheben oder Absenken der Walze um einen größeren Betrag ist erst dann
notwendig, wenn die Walze aus dem Walzenstapel herausbewegt worden
ist.
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Solange das walzenwechselwerkzeug
durch die Hubvorrichtung bewegt wird, bleibt die Ausrichtung der
Führungsbahn
in im wesentlichen horizontaler Richtung erhalten. Wenn die Walze
von der Walzenaufnahme in den Walzenstapel oder vom Walzenstapel
in die Walzenaufnahme wechselt, ist die definierte Schwerpunkt-Zuordnung
zwar nicht mehr gegeben. Dies ist jedoch unkritisch, weil in diesen
Zeiten die Führungsbahn
zweiseitig abgestützt
ist und ihre Lage im Raum damit definiert werden kann.
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Vorzugsweise ist die Walzenaufnahme
bei im wesentlichen horizontal verlaufender Führungsbahn in Schwerkraftrichtung
unterhalb der Hubvorrichtungs-Halterung
angeordnet Wenn das Walzenwechselwerkzeug die Walze aufgenommen
hat, befindet sich die Walze etwa im Schwerpunkt des Werkzeugs,
so daß ein
Transport durch die Hubvorrichtung ohne größere Probleme möglich ist.
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Vorzugsweise geht die Walzenaufnahme stufenfrei
in die Führungsbahn über. Damit
läßt sich mit
geringen Kräften
und wenig Aufwand ein Transport der Walze aus dem Walzenstapel in
die Walzenaufnahme und umgekehrt realisieren.
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Hierbei ist besonders bevorzugt,
daß die Walzenaufnahme
durch eine Verriegelungseinrichtung verriegelbar ist Die Walze kann
dann beim Transport durch die Hubvorrichtung in dem Werkzeug gesichert
werden Vorzugsweise nimmt die Verriegelungseinrichtung beim Transport
der Walze in die Walzenaufnahme selbsttätig eine Verriegelungsposition
ein. Dies ist eine zusätzliche
Sicherheitsmaßnahme.
Sobald sich die Walze in die Walzenaufnahme bewegt, löst sie die
Verriegelungseinrichtung aus. Gegebenenfalls muß die Verriegelungseinrichtung
dann noch in dieser Position festgelegt werden.
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Bevorzugterweise weist die Verriegelungseinrichtung
einen L-förmig
ausgebildeten und zwischen zwei Positionen verschwenkbaren Doppelhebel
auf der in beiden Positionen mit einem Schenkel vor der Walzenaufnahme
steht und im wesentlichen parallel zur Führungsbahn auf die Walze wirkt.
Dies ist eine sehr einfa che aber dennoch wirksame Ausbildung einer
Verriegelungseinrichtung.
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Mit Vorteil ist die Führungsbahn
auf einem Hebel angeordnet, der in der vorbestimmten Entfernung
von der Walzenaufnahme eine Hakenöffnung aufweist Mit dieser
Hakenöffnung
ist die Führungsbahn über den
Hebel auf einem ortsfesten Punkt in dem Gestell der Walzenmaschine,
also beispielsweise der Stuhlung oder den Hebeln des Kalanders,
abstützbar.
Die Hakenöffnung
kann auf diesem ortsfesten Punkt, beispielsweise einem Bolzen, eingehakt werden.
Insbesondere dann, wenn die Hakenöffnung nach unten offen ist,
ergibt sich eine Abstützung
dann von selbst Anstelle einer Hakenöffnung kann natürlich auch
eine entsprechend andere Abstützmöglichkeit
vorgesehen werden, z. B. Bolzen oder Kugelklinken.
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Hierbei ist besonders bevorzugt,
daß an
der Hakenöffnung
eine Spenklinke angeordnet ist Mit Hilfe dieser Sperrklinke kann
man dann für
die Dauer des Walzenein bzw. -ausbaus das Werkzeug im Walzenstapel
festlegen und sichern.
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Vorzugsweise ist die Sperrklinke
unter Last nicht lösbar.
Damit wird verhindert, daß die
Sperrklinke gelöst
wird, solange die Walze von der Walzenaufnahme zum Walzenstapel
oder umgekehrt wechselt Erst dann, wenn die Walze wieder fest in
der Walzenmaschine installiert ist oder die Walze in der Walzenaufnahme
aufgenommen ist, wird die Hakenöffnung entlastet
Dies sind aber die beiden einzigen Situationen, in denen das Werkzeug
wieder aus der Walzenmaschine entnommen werden können darf.
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Mit Vorteil ist die Hakenöffnung am
Ende des Hebels angeordnet Dies verbessert die Handhabbarkeit des
Werkzeugs. Überstehende
Teile stören
nicht mehr.
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In einer besonders vorteilhaften
Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Fihrungsbahn benachbart
eine Drehmomentstütze
angeordnet ist Diese Drehmomentstütze hält das Walzenlagergehäuse in einer
definierten Position, auch wenn die Walze auf ihren Walzenzapfen
oder anderen dafür
geeigneten Teilen auf der Führungsbahn
rollt Dies erleichtert den nachfolgenden Wiedereinbau bzw. die Ablage
der ausgebauten Walze in einem Magazin oder in einer Bearbeitungseinrichtung.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Walzenwechselwerkzeugs,
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2 verschiedene
Schritte beim Ausbau einer Walze,
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3 einen
schematischen Schnitt III-III nach 1 mit
zusätzlicher
Walze und
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4 eine
Draufsicht auf die Ausgestaltung nach 3.
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Ein Walzenwechselwerkzeug 1 weist
eine Befestigungsmöglichkeit 2 für einen
nicht näher
dargestellten Walzenwechselkran auf, die auch als Hübvorrichtungs-Halterung bezeichnet
werden kann. In Schwerkraftrichtung unterhalb der Befestigungsmöglichkeit 2 ist
eine Walzenaufnahme 3 angeordnet, die von einer Rückwand 4 nach
Art eines liegenden U umschlossen ist Hierbei bleibt eine Öffnung 5 frei.
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Die Walzenaufnahme 3 setzt
sich am unteren Ende der Öffnung 5 in
einer Führungsbahn 6 fort, wobei
der Übergang
zwischen der Führungsbahn 6 und
der Walzenaufnahme 3 stufenfrei erfolgt.
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Die Führungsbahn 6 ist an
der Oberseite eines Hebels 7 angeordnet, an dessen einem
Ende sich die Walzenauf nahme 3 befindet. Am anderen Ende
des Hebels 7 ist eine Hakenöffnung 8 angeordnet,
mit der der Hebel 7 in einer Walzenmaschine abgestützt werden
kann Auf der dem Hebel 7 abgewandten Seite weist das Walzenwechselwerkzeug ein
Gegengewicht 9 auf das so austariert ist, daß die Walzenaufnahme 3 in
Schwerkraftrichtung immer senkrecht unterhalb der Befestigungsmöglichkeit 2 für den Walzenwechselkran
liegt. Dadurch hat der Hebel 7 immer eine Ausrichtung im
wesentlichen in horizontaler Richtung, wenn das Walzenwechselwerkzeug 1 am
Walzenwechselkran hängt,
und zwar unabhängig
davon, ob das Werkzeug leer ist oder mit einer Walze beladen ist,
wie unten im Zusammenhang mit 2 erläutert werden
wird.
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Die Walzenaufnahme 3 ist
mit einer Verriegelungseinrichtung 10 verriegelbar. Die
Verriegelungseinrichtung 10 weist einen L-förmig ausgebildeten
Doppelhebel 11 mit zwei Schenkeln 12, 13 auf der
zwischen der Position, die in 1 dargestellt
ist, und einer um 90° dazu
im Uhrzeigersinn verschwenkten Position, die in 2d dargestellt ist, verschwenkbar ist.
In jeder der beiden Positionen steht einer der Schenkel 12, 13 des
Doppelhebels 11 vor der Walzenaufnahme 3 und wirkt
im wesentlichen parallel zur Führungsbahn 6.
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Dies hat zur Folge, daß eine Walze,
die in die Walzenaufnahme 3 hineinrollt, auf den Schenkel 13 des
Doppelhebels 11 wirkt und diesen in die 2d gezeigte Lage verschwenkt. Man kann
dann mit einem Bolzen, der durch eine Öffnung 14 am Schenkel 12 und
eine Öffnung 15 an
der Rückwand 4 geführt wird,
die Verriegelungseinrichtung 10 sichern. Die Walze ist
dann mit ihrem Walzenzapfen 16 in der Walzenaufnahme festgelegt,
wie dies in 2d ersichtlich
ist.
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Wie aus 3 ersichtlich ist, ist an der axialen
Innenseite des Hebels 7 ein Vorsprung angeordnet, der der
Führungsbahn 6 benachbart
ist und ihr folgt. Dieser Vorsprung dient als Drehmomentstütze 17 für ein Lagergehäuse 18 der
auszuwechselnden Walze, so daß dieses
Lagergehäuse 18 auch
dann seine Ausrichtung im wesentlichen beibehält, wenn die Walze auf ihrem
Walzenzapfen 16 auf der Führungsbahn 6 bis in
die Walzenaufnahme 3 rollt.
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Wie aus 4 ersichtlich ist, wird das Walzenwechselwerkzeug 1 an
der axialen Außenseite des
Walzenstapels, also außerhalb
einer Stuhlung oder außerhalb
von Hebeln 19 eines Hebelkalanders, mit den Walzenzapfen 16 in
Eingriff gebracht Die Hakenöffnung 8 wird
dann auf einen Bolzen 20 aufgelegt, der an dem entsprechenden
Hebel 19 angeordnet ist.
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Die Hakenöffnung 8 ist mit einer
Sperrklinke 21 verschließbar. Diese ist so ausgebildet,
daß sie unter
Last nicht lösbar
ist Sie ist dementsprechend nur dann lösbar, wenn das Walzenwechselwerkzeug 1 entweder
von der Walze befreit ist (2a)
oder sich die Walzen in der Walzenaufnahme 3 befindet (2d) In diesen Fällen ist
das Walzenwechselwerkzeug 1 im Gleichgewicht, d. h. wenn
es durch den Walzenwechselkran angehoben wird, wird die Hakenöffnung 8 entlastet.
Solange eine Walze mit ihren Walzenzapfen 16 auf der Führungsbahn 6 abrollt, wird
aber eine entsprechende Last auf das Ende des Hebels 7 und
damit auf die Hakenöffnung 8 ausgeübt, so daß die Sperrklinke 21 verriegelt
bleibt.
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Anhand von 2 soll
nun dargestellt werden, wie ein Walzenwechsel abläuft. Dargestellt
ist lediglich der Ausbau einer Walze. Der Einbau erfolgt in umgekehrter
Reihenfolge.
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In 2a wird
ein Walzenwechselwerkzeug 1, das an dem nicht näher dargestellten
Walzenwechselkran hängt,
zum Walzenstapel gefahren Der Hebel 7 wird unter den Walzenzapfen 16 der
auszuwechselnden Walze positioniert. Das Walzenwechselwerkzeug 1 wird
dann weiter in Richtung auf den Walzenstapel gefahren, so daß der Hebel 7 die
Walzenebene, d. h. die Ebene, die durch die Achsen der Walzen des
Walzenstapels gebildet ist, durchragt. Die Hakenöffnung 8 des Hebels 7 wird
dann auf den Bolzen 20 am Gestell der Walzenmaschine abgelegt. Die
Führungsbahn
ist dann auf beiden Seiten des Walzenzapfens 16 abgestützt. Es
versteht sich von selbst, daß ein
derartiges Vorgehen an beiden axialen Enden der aus zuwechselnden
Walze vorgenommen werden muß.
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Wenn das Werkzeug in der in 2b dargestellten Position
ist, wird es an der Befestigungsmöglichkeit 2 für den Walzenwechselkran
leicht angehoben, so daß über den
Walzenzapfen 16 das Lagergehäuse 18 entlastet wird.
Das Lagergehäuse
kann dann von dem Gestell der Walzenmaschine gelöst werden. Beispielsweise können Schrauben,
die das Lagergehäuse 18 dort
festhalten, entfernt werden.
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Durch ein geringfügiges Absenken der Befestigungsmöglichkeit 2 für den Walzenwechselkran erhält die Führungsbahn 6 eine
leichte Neigung nach unten und nach rechts in der Figur, so daß die Walze mit
ihren Walzenzapfen 16 in die Walzenaufnahme 3 rollen
kann, wie dies in 2c dargestellt
ist. Hierbei legt der Walzenzapfen 16 den Doppelhebel 11 um, der
dann mit einem Bolzen 22 gesichert werden kann.
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Wenn sich die Walze mit ihrem Walzenzapfen 16 in
der Walzenaufnahme 3 befindet, liegt der Gesamtschwerpunkt
des Systems auf Werkzeug und Walze wieder unterhalb der Befestigungsmöglichkeit 2 für den Walzenwechselkran
Wie in 2d dargestellt
ist, kann das Walzenwechselwerkzeug 1 mit der aufgenommenen
Walze dann aus dem Walzenstapel entfernt werden. Zuvor muß lediglich
die Sperrklinke 21 entsperrt werden.
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Das Walzenwechselwerkzeug 1 kann
relativ klein gehalten werden. Es läßt sich einfach und kostengünstig konstruieren.
Es weist ein niedriges Gewicht und wenig Bauteile auf. Beim Walzenwechsel ergeben
sich geringe Biegespannungen dadurch, daß beim Wechselvorgang das Werkzeug
an zwei Punkten abgestützt
ist. Kollisionen mit Verrohrungen oder anderen Bauteilen an der
Walzmaschine entfallen. Dreheinführungen
können
an den Walzen verbleiben Dadurch ergeben sich große Zeiteinsparungen
beim Walzenwechsel Trotzdem kann eine Walzenwechselzeit garantiert
werden. Beim Transport hängt
der Hebel 7 praktisch immer waagrecht, so daß das Ein-
und Ausfädeln
des Werkzeugs in den Walzenstapel problemlos möglich ist.