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Die Erfindung betrifft einen Kalander zum Prägen, Glätten oder Laminieren von Materialbahnen oder Materialstücken.
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Die
DE 10 2011 018 874 B3 beschreibt eine Walzenanordnung mit einer Einrichtung zum Regeln des Walzenspaltes zwischen einer oberen und einer unteren Walze, wobei jede Walze mit zwei axial diametral gegenüberstehenden Walzenzapfen versehen ist. Die Walzenanordnung weist weiterhin mindestens zwei Lagerblöcke für jeden Walzenzapfen auf, wobei in den Lagerblöcken jeweils ein oder mehrere Lager aufgenommen sind. Weiterhin ist ein auf dem Walzenzapfen jeweils außenliegender Lagerblock in einer Spannbrille angeordnet, die einen ersten Hebelarm und einen zweiten Hebelarm aufweist. Der zweite Hebelarm der jeweiligen Spannbrille der oberen Walze und der zweite Hebelarm der jeweiligen Spannbrille der unteren Walze sind über ein erstes Stellelement miteinander verbunden. Einander entsprechende Lagersteine und Spannbrille von oberer Walze und unterer Walze sind gegenüberstehend angeordnet. Der auf dem Walzenzapfen jeweils innen liegende Lagerblock ist in einem Lagerstein angeordnet und der erste Hebelarm der Spannbrille der oberen Walze und der erste Hebelarm der Spannbrille der unteren Walze sind starr miteinander verbunden. Weiterhin sind sich gegenüberstehende Lagersteine der oberen und der unteren Walze über das zweite Stellelement miteinander verbunden.
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Die
DE 43 14 653 A1 betrifft einen Kalander, in dessen Kalanderständer übereinander zwei äußere Walzen und mindestens zwei innere, zwischen den beiden äußeren Walzen angeordnete Walzen versetzt gelagert sind, wobei die zwei äußeren Walzen verschränkbar und verschiebbar sind. Eine der inneren Walzen ist fest in dem Kalanderständer gelagert, während die andere innere Walze durch Verstellmittel zur Einstellung der Walzenspaltweite verschiebbar ist. Die verschiebbare mittlere Walze ist zu der ihr zugeordneten verschieb- und verschränkbaren äußeren Walze parallel verschiebbar. Darüberhinaus weist die äußere Walze eine über die Verschränkmöglichkeit hinausgehende Verschiebemöglichkeit auf, und zwar um den Weg und die Richtung der beweglichen inneren Walze und um zumindest einen für das Beschichten der Warenbahn erforderlichen Abstand der inneren verstellbaren Walze von der inneren festgelagerten Walze.
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In einem Kalander zum Prägen, Glätten oder Laminieren ist es erforderlich, die Walzen in deren Lagerung lagegenau zu positionieren. Auch bei der Linienpressung während des Gebrauchs ist es erforderlich, diese Lage beizubehalten, um einen möglichst genauen Prozess bei der Verarbeitung von Materialbahnen oder Materialstücken zu garantieren. Während des Gebrauchs entstehen axiale und radiale Kraftkomponenten, die auf die Walze und gegen die voreingestellte Zwangslage der Walzen zueinander wirken. Gerade bei hohen Lasten von beispielsweise mehr als einer Tonne und gleichzeitig hohen geforderten Genauigkeiten hinsichtlich der Spaltbreite (Spalteinstellung i = x +/– 1 μm) bestehen hohe Anforderung an die Steifigkeit der Baugruppen zur Walzenaufnahme. Aus dem zuvor beschriebenen Stand der Technik sind zueinander verschränkbare Lagerpositionierungen bekannt. Die genannten Einbaukriterien werden dabei durch die Verwendung einer so genannten Spannbrille, die getrennte Lagersätze aufweist, gewährleistet.
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Die aus dem Stand der Technik genannten Kalander haben den Nachteil, dass der Walzentausch sowie die Spalteinstellung sehr aufwendig sind. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Kalander derart weiter zu entwickeln, dass er für den einfachen Walzentausch ausgelegt ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kalander mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 10 entsprechen jeweils vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung.
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Der erfindungsgemäße Kalander weist mindestens zwei um ihre jeweilige Längsachse drehbar gelagerte Walzen auf, die achsparallel unter Ausbildung eines Spaltes zueinander angeordnet sind. Die Walzen weisen an ihren gegenüberliegenden Enden jeweils ein in Axialrichtung verschränkbares außenliegendes Drehlager auf, das eine über eine Lagerspielfreistellung voreingestellte Verschränkung aufweist. Dadurch, dass die Drehlager als außenliegende Lager ausgebildet sind, ist der Austausch der Walzen besonders komfortabel. Da auch die Lagerfreistellung auf die außenliegenden Drehlager wirkt, kann diese einfach von außen montiert und betätigt werden. Dadurch wird unter anderem auch erreicht, dass die Walzen über ihre Lagergehäuse in einem Kalanderrahmen montiert sein können, so dass sie für den Austausch samt den Lagergehäusen aus dem Kalanderrahmen entnommen werden können. Nach der Entnahme der Walzen aus dem Kalanderrahmen können die Lagergehäuse samt den Lagern über die Walzenzapfen nach vorne bzw. nach hinten abgezogen und auf eine neue Walze aufgesetzt werden.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der für die Lagerung der Walzen und für die Einstellung des Walzenspaltes wesentlichen Funktionskomponenten ist es besonders einfach, die Kontakt- und Funktionsflächen an die geforderten Kraftverhältnisse anzupassen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung baut dadurch sehr viel kleiner als die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen.
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Um einen schnellen Walzentausch zu ermöglichen, ist bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass jedes der verschränkbaren Drehlager in einem außerhalb der Walze angeordneten Lagergehäuse aufgenommen ist, das eine Öffnung aufweist, über die das jeweilige verschränkbare Drehlager mit der Lagerspielfreistellung wirkgekoppelt ist.
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Vorzugsweise weisen die verschränkbaren außen liegenden Drehlager ein Außenlager und ein Innenlager auf, die über die Lagerspielfreistellung zueinander verschränkbar sind. Dabei wirkt die Lagerspielfreistellung vorzugsweise entweder gegen das Außen- oder das Innenlager, um es gegen das jeweils andere Lager zu verschränken.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist die Lagerspielfreistellung eine Spindelzustellung auf, über die ein zumindest abschnittsweise konisches und/oder trapezförmiges Einbaustück zwischen zwei benachbarten Drehlagern an einem ersten Ende des Walzenpaares verstellbar ist, so dass in Abhängigkeit der Stellposition des konischen Einbaustücks die Verschränkung der beiden Drehlager variiert werden kann. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass sich das Einbaustück an den gegenüber liegenden Außenlagern der benachbarten Drehlager des Walzenpaares abstützt, so dass diese beim vertikalen Verstellen des Einbaustücks gegen ihr jeweiliges Innenlager horizontal verschränkt werden. Das Einbaustück kann auch eine Kontur aufweisen, die darauf ausgelegt ist, dass sich beim Verstellen des Einbaustücks lediglich eines der beiden Außenlager gegen sein jeweils zugeordnetes Innenlager verschränkt, während das andere Außenlager lediglich zur Abstützung des Einbaustücks dient.
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Zur Variation der Kontaktflanken des Einbaustücks, um etwa die Lagerspielfreistellung an einen bestimmten Walzendurchmesser anzupassen, ist bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass an zumindest einer Kontaktflanke des Einbaustücks, über die das Einbaustück mit dem verschränkbaren Drehlager in Kontakt steht, ein austauschbares Passstück befestigt ist, das eine bestimmte Konizität aufweist, und das mindestens gegen ein zweites Passstück mit einer anderen Konizität ausgewechselt werden kann. Vorzugsweise ist das Passstück über einen Permanentmagnet an dem Einbaustück befestigt. Die Spindelzustellung kann eine manuelle oder motorisch angetriebene Gewindespindel aufweisen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist die Lagerspielfreistellung einen ortsfest angeordneten Beschlag auf, in dem eine Zugschraube aufgenommen ist, die mit ihrem vom Schraubenkopf abgewandten Ende an dem Drehlager lagert, so dass durch Verstellen der Zugschraube die Verschränkung des Drehlagers eingestellt werden kann.
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Dabei kann die Zugschraube über ein Federelement, etwa ein Federpaket, vorgespannt sein, so dass über die Zugschraube eine auf das Drehlager wirkende Vorspannkraft bereitgestellt ist, die einer erforderlichen Linienlast entspricht.
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Die erfindungsgemäße Lagerspielfreistellung ermöglicht eine Ausführungsform eines gattungsgemäßen Kalanders, der einen Kalanderrahmen aufweist, an dem die Walzen über die Lagergehäuse in einer Montageaufnahme auswechselbar montiert sind, wobei die Lagergehäuse samt den Drehlagern auf Zapfen an den gegenüberliegenden Enden der Walzen auswechselbar aufgeschoben sind.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachstehenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 einen Längsquerschnitt der Ausführungsform gemäß 1;
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3 eine Veranschaulichung der bei der Lagerverschränkung wirkenden Kräfte;
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4 einen Längsquerschnitt einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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5 eine Draufsicht auf die Stirnseite der Ausführungsform gemäß 4;
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6 einen Längsquerschnitt einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und
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7 eine Draufsicht auf die Stirnseite der Ausführungsform gemäß 6.
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Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform weisen die beiden Walzen 1 an ihren gegenüberliegenden Lagerzapfen 2 jeweils ein Lagergehäuse 7 auf, in dem ein verschränkbares Lager aufgenommen ist. Zur Verschränkung des in dem Lagergehäuse 7 aufgenommenen Lagers ist eine Lagerspielfreistellung vorgesehen, die sowohl eine Spindelzustellung 3 als auch Zugschrauben 13 umfasst. Die Spindelzustellung 3 weist ein über eine Gewindespindel 6 verstellbares Einbaustück 4 auf, das sich über Öffnungen in dem Lagergehäuse 7 zwischen den gegenüberliegenden Lagern in den Lagergehäusen 7 der Walzen 1 abstützt.
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Das Einbaustück 4 weist eine Konizität auf, so dass bei der Vertikalverstellung des Einbaustücks 4 durch Betätigen der Gewindespindel 6 eine Verschränkung der verschränkbaren Lager 8, 9 erfolgt. Der Spindelzustellung 3 ist an gegenüberliegenden Außenseiten der Lagergehäuse 7 jeweils ein Beschlag 12 mit einer darin montierten Zugschraube 13 vorgesehen, welche über ein Federpaket 14 eine bestimmte Vorspannung auf das Drehlager 8, 9 ausübt. Diese Anordnung bewirkt eine Spielfreistellung unabhängig von der Drehlagerung 8, 9 und unabhängig von der Spindelzustellung 3. Es ist an den diametral gegenüberliegenden Enden der Walzen 1 jeweils eine Spindelzustellung 3 vorgesehen, die zwischen den Walzenzapfen 2 bzw. den darauf aufgeschobenen Lagergehäusen 7 mit Lagern 8, 9 wirkt. Dasselbe gilt für die an den gegenüberliegenden Außenseiten der Lagergehäuse 7 angeordneten Beschläge 12 mit Zugschrauben 13 zur Bereitstellung einer Vorspannung unabhängig von der Spindelzustellung 3.
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In 2 ist zu erkennen, dass in dem Beschlag 12 ein Federelement 14, beispielsweise ein Federpaket, aufgenommen ist, so dass über die Zugschraube 13 eine auf die Drehlager 8, 9 wirkende Vorspannkraft bereitgestellt ist, die einer erforderlichen Linienlast entspricht. Des Weiteren ist zu erkennen, dass das Außenlager 8 einen Aufnahmering 10 aufweist, über den die Spindelzustellung 3 bzw. das Einbaustück 4 auf das Drehlager 8, 9, genauer auf das Außenlager 8, wirkt. Zur Anpassung des Einbaustücks 4 an einen gegebenen Walzendurchmesser ist ein auswechselbares Passstück 5 vorgesehen, welches vorzugsweise magnetisch an dem Einbaustück 4 montiert ist.
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Die 3 veranschaulicht das Kräfteverhältnis, welches auf die gegenüberliegenden Außen- und Innenlager 8, 9 wirkt. Während über die Zugschrauben 13 bzw. die Federelemente 14 eine auf die Außenlager 8 wirkende Vorspannkraft bereitgestellt wird, welche der durch die Spindelzustellung 3 bereit gestellten Kraft entgegenwirkt, sind die Innenlager 9 starr angeordnet.
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Die in den 4 und 5 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den 1 und 2 gezeigten darin, dass keine Zugschrauben 13 für die Lagerverstellung vorgesehen sind. Die Verschränkung der äußeren Lager 8 zu den inneren Lagern 9 erfolgt lediglich über die Spindelzustellung 3 mit Hilfe eines einseitig konisch zulaufenden Einbaustücks 4. Hierbei werden die Kontaktflanken 4.1 des Einbaustücks 4 durch Passstücke 5 an einen jeweils vorhandenen Walzendurchmesser angepasst. Die Passstücke 5 sind mit Hilfe von Magneten fixiert. Dies ermöglicht einen schnellen Austausch der Passstücke 5 im Falle des Walzenwechsels durch eine Walze mit anderem Durchmesser. Durch Betätigung der Spindelzustellung 3 über die Gewindespindel 6 bewegt sich das Einbaustück 4 in vertikaler Richtung, wodurch der Walzenspalt zwischen den Walzen 1 eingestellt und vorgespannt justiert wird.
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Bei der in den 6 und 7 gezeigten Ausführungsform sind lediglich über starre Beschläge 12 bereitgestellte Zugschrauben zur Lagerverschränkung vorgesehen. Die Verschränkung der Lager 8, 9 erfolgt derart, dass die jeweilige Zugschraube 13 über den jeweiligen Beschlag 12 angezogen wird. Dadurch ergibt sich eine Verschränkung der äußeren Lager 8 zu den inneren Lagern 9. Mit Federpaketen 14 kann die erforderliche Vorspannkraft einer erforderlichen Linienlast angepasst werden. Bei sämtlichen Ausführungsformen sind jeweils Aufnahmeringe 10 vorgesehen, über die die Spindelzustellung 3 bzw. die Zugschrauben 13 auf das Außenlager wirken. Das Lagergehäuse kann zweiteilig ausgebildet sein mit einem äußeren Lagergehäuse 7 und einem inneren Lagergehäuse 11.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Walze
- 2
- Zapfen
- 3
- Spindelzustellung
- 4
- Einbaustück
- 4.1
- Kontaktflanke
- 5
- Passstück
- 6
- Gewindespindel
- 7
- Lagergehäuse außen
- 8
- Außenlager
- 9
- Innenlager
- 10
- Aufnahmering
- 11
- Lagergehäuse innen
- 12
- Beschlag
- 13
- Zugschraube
- 14
- Federelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011018874 B3 [0002]
- DE 4314653 A1 [0003]
