DE2239550A1

DE2239550A1 - Walze mit durchbiegungsausgleich

Info

Publication number: DE2239550A1
Application number: DE2239550A
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P Antrag
Original assignee: Hermann Berstorff Maschinenbau GmbH
Current assignee: KraussMaffei Berstorff GmbH
Priority date: 1972-08-11
Filing date: 1972-08-11
Publication date: 1974-02-28
Also published as: FR2195518B3; IT990202B; JPS4953655A; FR2195518A1; NL7308592A; BE800193A; GB1419818A; US3840958A

Description

Walze mit Durchbiegungsausgleich

Die Erfindung betrifft eine Walze zum Auswalzen von plastischem Werkstoff zu Folienbahnen in einem Gummioder Kunststoffkalander bzw. in einem Textilkalander, bei der die Durchbiegung, hervorgerufen durch das zu verarbeitende Material im Walzenspalt des Kalanders, ausgeglichen wird.

Ein Ausgleich der Walzendurchbiegung, die durch die verhältnismäßig hohen Spaltkräfte hervorgerufen wird, ist insbesondere bei der Kunststoff-Folienherstellung von großer Bedeutung.

D s Bombieren, d. h., balligschleifen der Walzen, hat vor allem den Nachteil,.daß die einmal vorgesehene Wölbung des Walzenballens nur für einen ganz bestimmten Belastungsfall eine in der ganzen Bahnbreite gleich dicke Folie, herzustellen ermöglichte, d. h. , Weichmacher und Füllmittelgehalt und Folienstärke in weiten Grenzen unterschiedlich sind, ist es ohne weitere Hilfsmittel ausgeschlossen, mit einer bestimmen Bombage verschiedenartige Folien mit brauchbaren Toleranzen herzustellen.

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Eine veränderliche Schränkung (Überkreuzstellung) der ausformenden Walzen beseitigt diese Schwierigkeiten zwar zum Teil; zwecks Durchführung dieser Maßnahme ist jedoch ein großer technischer Aufwand erforderlich.

Eine weitere Möglichkeit, die Walzendurchbiegung und damit ungleiche Folienstärken zu kompensieren besteht im Gegenbiegen der Walze auch "Roll-Bending" genannt. Hierbei werden eine oder paarweise auch zwei Walzen durch mittels Hydraulikzylinder erzeugte Spannkräfte, die an Hilfslagern, die außerhalb der eigentlichen Walzenlager auf den Walzen angebracht sind, angreifen, in Richtung Walzenspalt so viel verspannt, wie die Durchbiegung durch die betriebsmäßig auftretenden Spaltkräfte ausmacht. Das Gegenbiegen der Walzen hat allerdings den Nachteil, daß die Walzenhauptlager neben den durch das Kalandrieren bedingten Spaltkräften auch die Gegenbiegekräfte aufnehmen müssen, was zu einer erheblichen Lagermehrbelastung und damit auch zu schnellerem Verschleiß führt.

Bei zwei zusammenwirkenden Kalanderwalzen tritt allgemein die Erscheinung auf, daß sich die Walzen beim Durchlauf des Materials durchbiegen, so

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daß der Spalt zwischen den Walzen in der Mitte etwas großer ist, als an den beiden Enden. Ist der Formänderungswiderstand des Materials groß und der Walzendurchmesser im Verhältnis zur Walzenlänge klein, dann ist die Durchbiegung groß, oder umgekehrt. Immer aber ist eine Durchbiegung vorhanden, die bei allen Arbeitsprozessen sehr störend ist.

Hier setzt nun die Erfindung ein, deren Aufgabe darin zu sehen ist, eine Walze gemäß dem eingangs genannten Gattungsbegriff zu schaffen, mit der eine praktisch gleichmäßig dicke Folie hergestellt werden kann, ohne daß ein großer technischer Aufwand erforderlich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß in den beiden Stirnseiten der Walzenballen, der aus einem Stück bestehenden Kalanderwalzen eine ringförmige Aussparung von mindestens 1/5 der Länge des Walzenmantels vorgesehen ist.

Weiterhin wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, daß die ringförmigen Aussparungen an den Stirnseiten der Walzenballen elastisch abgedichtet sind, und gegebenenfalls ein gut

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wärmeleitendes Medium enthalten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können in der ringförmigen Aussparung entweder ein ringförmiges Distanzstück oder einzelne in der ringförmigen Aussparung im Abstand angeordnete Distanzstücke eingesetzt werden, zwecks Steuerung des Durchbiegungswinkels des Freiträgers des Walzenmantels.

Außerdem können zwecks Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe anstelle der ringförmigen Aussparungen in Abstand angeordnete Bohrungen vorgesehen sein, die zur Walzenmitte hin sich stufenweise in ihrem Durchmesser verringern, wobei die Länge dieser Bohrungen bis zur ersten Stufe mindestens l/lO der Länge des Walzenmantels ist.

Zweckmäßigerweise wird das Heizmedium zur Beheizung des Walzenmantels durch die Stufenbohrungen geführt.

Durch diese Maßnahmen wird eine vorteilhafte Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe sichergestellt, weil gewährleistet wird, daß bei der Durchbiegung des Walzenkernes aufgrund des Materialdruckes des Walzenspaltes, der hauptsächlich in der Mitte der

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Walze entsteht, die rohrförmigen Freiträger des Walzenmantels,'wenn eine ringförmige Aussparung vorgesehen wird, sich mehr durchbiegen können, wodurch die Dicke des Folienprofiles bis auf Toleranzwerte von wenigen /u gleichmäßig ist.

Dadurch wird bei Belastung der Walze die Durchbiegung des. Walzenkernes nicht oder nur teilweise auf den Walzenmantel übertragen. Der Walzenmantel überträgt die Belastung auf den Walzenkern. Die beiden seitlichen Enden des Walzenmantels bilden bei Belastung eine eigene Krümmungslinie, die in ihrem Verlauf eine entgegengesetzte Richrung zu der Krümmungslinie des Walzenkernes aufweist.

Beim Einsatz der erwähnten Aussparungen an den beiden Enden des Walzenballens gelingt es, daß im Gebiet der elastischen Deformation von WaIzzenkern und Walzenmantel die beiden entstehenden Durchbiegungen sich wegen ihrer Gegenläufigkeit gerade aufheben und damit unabhängig von Liniendruck eine gerade Mantellinie erhalten wird. Die Wandstärkenverteilung des Walzenmantels wird entsprechend dem Verlauf der Biegelinie angepaßt.

Bei einem Ringspalt kann ein axial verschiebbarer

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begrenzt elastisch stauchfähiger Ring eingepaßt werden, um über die axiale Verschiebung oder eine Variation der Stauchfähigkeit die ideale Biegelinie justieren zu können.

Werden axiale Bohrungen anstelle des Ringspaltes eingebracht, müssen sich die verbleibenden Stege bei jeder Umdrehung entsprechend der Umlaufwechselbiegung wechselnd elastisch dehnen und stauchen. Auch hier ist eine genaue Justage der Durchbiegung durch Ringstücke möglich, welche bei der Justage in der Bohrung an die geeignete Stelle geschoben und dort fixiert werden können.

Auf weitere Merkmale der Erfindung wird in der Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles noch näher hingewiesen.

Figur la) zeigt eine normale Walze Figur 1 b) zeigt eine schematische Darstellung der

Durchbiegung unter Streckenlast in

stark überzeichneter Form Figur 1 c) zeigt ein Folienprofil, hergestellt auf

einer Walze gemäß Figur 1 a) und 1 b),

unter der Voraussetzung, daß die Walze

1 a) gerade ist.
Figur 2a) zeigt die erfindungsgemäße Walze

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Figur 2 b) zeigt eine schematische Darstellung der * Durchbiegung der erfindungsgemäßen. Walze in stark vergrößerter Form

Figur 2 c) zeigt ein Folienprofil, hergestellt

auf einer erfindungsgemäßen Walze, wo- . bei das Maß a) die Abweichung vom idealen Profilquerschnitt darstellt

Figur 2 d) zeigt ein Folienprofil, hergestellt auf einer belasteten Walze gemäß des Abschnittes c aus Figur 2 a

Figur 2 e, f und g) veranschaulichen die Durchbie-. gung der Walzenabschnitte e und f gemäß Figur 2 a, die von folgenden drei Faktoren abhängig ist:

a) die normale Durchbiegung gezeichnet in Figur 1 b

b) die Durchbiegung des Freiträgers, Mantel über dem ausgefrästen Ringspalt e, f

c) Zusammendrücken des ringförmigen Freiträgers über dem Ringspalt, insbesondere ersichtlich aus Figur 2 g

Figur 3 a) eine andere Ausführungsform der erfindurchgemäßen Walze, wobei das Stück c der Walze kürze ist, um die Durchbiegung des Abschnittes c zu verringern

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Figur 3b) zeigt eine schematische Darstellung

der.Durchbiegung und der Streckenlast

Figur 3c) zeigt ein Folienprofil bei einer Durchbiegung gemäß der Walze nach Figur 3 a, unter der Voraussetzung, daß die Gegenwalze gerade ist.

Figur k zeigt eine Walze mit Stufenbohrungen

Figur 4a) ist ein Querschnitt gemäß der Linie A - B in Figur k

Die erfindungsgemäße, aus einem Stück bestehende, Walze 1 hat an ihren beiden Stirnseiten des WaI-zenballeris ringförmige Aussparungen 2. Der ringförmige freitragende Teil des Walzenmantels 3 bzvr. e und f, ist in seiner Dicke so ausgelegt, daß er durch die im Walzenspalt auftretenden Kräfte eine Verformung erleidet, wie dies in Figur 2 g gezeigt wird. Dadurch, daß sich der Freiträger 3 entsprechend verformt, wird ein Folienprofil 5 erhalten, wie dieses schematisch in Figur 2 b und 2 c gezeigt wird. Das Maß a in Figur 2 c stellt die Dikkentoleranz der so hergestellten Folie dar, welche etwa 10 .VL bei einer Länge des Walzenmantels von ca2000 mm betragen darf.

In Figur 3 a wird eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Walzen dargestellt, wobei, wie bereits erwähnt, die Länge des Walzenteiles c

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der aus einem Teil bestehenden Walze 6 geringer ist. Die ringförmige Aussparung an den Stirnseiten des Walzenballens ist ebenfalls tiefer eingefräst. Um die Durchbiegung des ringförmigen Freiträgers 7 steuern zu können", wurde bei dieser Ausführungsform ein ringförmiges Distanzstück 8 eingesetzt. Anstelle eines ringförmigen Distanzstückes 8 können jedoch auch einzelne Distanzstücke in einem geringen Abstand in die ringförmige Aussparung 9 eingesetzt sein. Eine elastische Abdichtung 10 verhindert, im Falle einer Ausfüllung der ringförmigen Aussparung 9 mit einem flüssigen, gut wärmeleitenden Medium, ein Ausfließen dieser Flüssigkeit.

Beim Einsatz einer Walze nach Figur 3 a wird ein Folienprofil 11 gemäß Figur 3 t> und unter der Voraussetzung, daß die Gegenwalze gerade ist, ein Folienprofil 11 gemäß Figur 3 c erhalten. Der Abstand a in Figur 3 c zeigt wiederum die Dickentoleranz auf, die auch in diesem Fall etwa 10 yu beträgt.

In Figur 4 sind anstelle der ringförmigen Aussparungen Bohrungen 12 in die Stirnseiten der Walzenballen vorgesehen.- Der Durchmesser der Bohrungen 12 verringert sich zur Walzenmitte hin stufenweise.

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Der veränderte Durchmesser dieser Bohrungen 12, 12a und 12 b ermöglicht, als eine konstruktive Anpassung den Ausgleich der Biegelinien von Walzenmantel 13 und Walzenkern.

Die Temperierung einer Walze gemäß Fibur 4 und 4 a erfolgt nach den bekannten Kreislaufprinzip, wobei das Heizmedium durch ein in der Mitte der Walze angeordnetes Rohr in die Walze eingeführt wird (Pfeil l6) durch eine schräge Bohrung 15 in die von außen abgedichteten Stufenbohrungen gelangt die untereinander durch entsprechende Querbohrungen verbunden sind und durch eine Querbohrung l4 in Richtung des Pfeiles 17 die Walze wieder verläßt.

Zwecks Temperierung der Walzen hinsichtlich der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 werden in den Walzenmantel 3» 7 die bekannten periphären Bohrungen vorgesehen. In Figur 1 a wird der Verlauf des Temperierungskreislaufes durch gestrichelte Linie angedeutet. Es versteht sich von selbst, daß in die Schrägbohrungen von dem Walzenballen zur Walzenmitte hin elastische Rohre eingepaßt werden müssen, welche auch bei einer Belastung der erfindungsgemäßen Walze entsprechend der Walzenbelatung nachgeben und trotzdem eine ausreichende Abdichtung der Heizkanäle sicherstellen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Walze zum Auswalzen von plastischen Werkstof- · fen zur Folienbahn in einem Gummi-, Kunststoff- oder Textilkalander, bei der die Durchbiegung der Walze hervorgerufen durch das zu
verarbeitende Material im Walzenspalt des Ka- - landers ausgeglichen, wird.,

dadurch gekennzeichnet,

daß in den beiden Stirnseiten der Walzenballen, der aus einem Stück bestehenden Kalanderwalzen, eine ringförmige Aussparung (2, 9) von mindestens 1/5 der Länge des Walzenmantels vorgesehen ist.

2. Walze nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die ringförmigen Aussparungen (2, 9) an
den Stirnseiten der Walzenballen elastisch
abgedichtet (10) sind.

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3· Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß in den ringförmigen Aussparungen ein gut wärmeleitendes Medium eingefüllt wird.

Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß in der ringförmigen Aussparung ein ringförmiges Distanzstück oder einzelne in der ringförmigen Aussparung im Abstand angeordnete Distanzstücke eingesetzt werden, zwecks Steuerung des Durchbiegungswinkels des Freiträgers (3t 7) des Walzenmantels.

5. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß anstelle der ringförmigen Aussparungen (2, 9) in den Stirnseiten der Walzen Bohrungen (12)

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vorgesehen sind.

6. Walze nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß sich der Durchmesser der Bohrungen (12) zur Walzenmitte hin stufenweise verringert.

7· Walze nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Länge der Bohrung (12) bis zur ersten Stufe (12a) mindestens 1/10 der Länge des Walzenmantels ist.

8. Walze nach Anspruch 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet,

daß das Heizmedium zur Beheizung des Walzenmantels (13) durch die Stufenbohrungen (12, 12a, 12b, 14, 15, l6) geführt wird.

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