DE2848295C2

DE2848295C2 - Kalander zur Herstellung von thermoplastischer Folien

Info

Publication number: DE2848295C2
Application number: DE2848295A
Authority: DE
Inventors: Pierre Viarmes Val d' Oise Missenard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-11-07
Filing date: 1978-11-07
Publication date: 1984-07-05
Also published as: IT7851640A0; DE2848295A1; GB2008026B; IT1106431B; DE2857504C2; US4171942A; FR2407809A1; FR2407809B1; GB2008026A

Description

Die Erfindung betrifft einen Kalander zur Herstellung von thermoplastischen Folien mit wenigstens drei aktiven Kalanderwalzen, deren Rotationsachsen sich im wesentlichen in derselben Ebene befinden, wobei die obere, letzte der drei Walzen einen größeren Durchmesser als die zentrale Walze hat und aus einem Material mit größerem Elastizitätsmodul besteht als die zentrale Walze, und wobei die Lage der Lager wenigstens einer der Walzen in axialer Richtung veränderbar ist.

Ein solcher Kalander ist aus der DE-OS 16 29 809 bekannt.

Die Hersteller und Weiterverarbeiter von kalandrierten thermoplastischen Folien verlangen in zunehmendem Maße Folien, die sich in geradliniger Weise abwikkeln lassen. Die herkömmlichen Korrekturvorrichtungen ermöglichen es nicht, einen Präzisionsgrad zu erzielen, der ausreichend ist, um diese Anforderung zu erfüllen, was vor allem für die Fälle gilt, in denen die Folie in in Längsrichtung verlaufende Streifen zerschnitten wird.

Im Vergleich mit dem Ergebnis des Walzvorganges von Materialien, die aufgrund ihrer Molekularstruktur dreidimensional fest bleiben, bietet die Herstellung von viskoelastischen Folien, die in der Form von aufgewikkelten Rollen geliefert werden, beträchtliche Probleme. Beim Walzen von Metallen hat sich gezeigt, daß die erforderliche Gleichförmigkeit des Querprofils der Bleche ohne weiteres erreicht werden kann, da diese Materialien nach der Bearbeitung ihre Form beibehalten. Im Gegensatz hierzu paßt sich eine amorphe thermoplastische Folie nach einer gewissen Zeit an die Geometrie ihrer Unterlage bzw. der sie tragenden Vorrichtung an. Wenn eine solche Folie auf einen Spulenkörper aufgewickelt ist und zwischen ihren Rändern einen Dickeunterschied aufweist, so rollt sie sich längs eines Kreisbogens ab, da die aufgewickelte Rolle die Form eines Kegelstumpfes angenommen hat. Wenn die Dickeänderung nicht konstant ist, wie dies im allgemeinen der Fall ist, so bilden sich auch in unvermeidlicher Weise Buckel bzw. Beulen oder Wellen in der abgewickelten Folie.

Als Beispiel für die Anforderungen, die in diesem technischen Bereich gestellt werden, sei darauf hingewiesen, daß eine Folie aus Polyvinylchlorid mit einer Dicke von 0,2 mm, einer Breite von 615 mm und einer Länge von 200 in, die auf einen Spulenkörper mit einem Durchmesser von 63 mm aufgewickelt worden ist. und deren zur Bildung eines Kreisbogens führende Krümmung auf 8 m Länge nicht über 2 cm hinausgehen darf, in Querrichtung gesehen Dickeunterschiede kleiner als 0,0005 mm aufweisen muß.

Die Unregelmäßigkeit des Querprofils einer Folie beruht auf den Kräften, die die Materialien während ihres Durchgangs zwischen den Walzen ausüben. Unter dem Einfluß dieser Kräfte biegen sich die Walzen, und die Dicke der Folie ist in der Mitte größer als an den Rändern.

Die Durchbiegung der Walze hängt von Parametern ίο ab, die insbesondere mit der Länge und dem Durchmesser der Walze sowie mit deren Steifheit und dem Abstand zwischen den Auflage- bzw. Abstützpunkten ihrer Achsen verbunden sind. Um die Unregelmäßigkeit der Dicke in Querrichtung zu kompensieren, wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen:

Die Achsen der Walzen in der Weise zu versetzen (Schrägstellen der Achsen), daß der Klemmspalt an den Rändern der Walzen vergrößert wird,
die Biegung durch Gegenkräfte zu kompensieren, die auf die Walzen mit Hilfe von Verlängerungen ausgeübt werden, die außerhalb ihres Drehpunktes an den Lagern angeordnet sind (Gegenbiegen der Walzen) oder die Walzen zu bombieren.

Diese verschiedenen Verfahren ergeben eine Vcrbesserung der Qualität der mit ihnen hergestellten Folien, doch sind diese Verbesserungen immer noch nicht zufriedenstellend. Darüber hinaus ist die Anwendung dieser Verfahren außerordentlich kostspielig.

Aus der DE-OS 16 29 809 ist eine Vorrichtung zur Herstellung kalandrierten Materials mit gleichmäßigerer Filmdicke bekannt, bei der die vorletzte Walze ein Biegefestigkeitsverhältnis zwischen 0,03 und 0,75 in bezug auf die letzte Walze hat, und bei der eine der den Kalibrierspalt bildenden Walzen ballig gedreht ist. Das gewünschte Biegefestigkeitsverhältnis kann unter anderem dadurch erreicht werden, daß die vorletzte Walze einen kleineren Durchmesser als die letzte Walze aufweist, und die vorletzte Walze aus einem weniger starren Material besteht als die letzte Walze. Gemäß einer Ausführungsform ist das Lagergehäuse an steifen laminarförmigen Stahlfedern anmontiert, welche mit dem Kalanderrahmen verbunden sind. Diese Federbefestigung weist eine ausreichende Biegsamkeit in Horizontalrichtung auf, um die thermische Expansion der Walze aufzunehmen. Nachteilig an diesem vorbekannten Kalander ist, daß eine Bombage der zentralen Walze vorgenommen werden muß, was relativ aulwendig ist.

Aus der US-PS 33 66 992 ist eine Kalandervorrichtung mit vier Walzen bekannt, bei der sich die Rotationsachsen der drei letzten Walzen in derselben Ebene befinden und unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform hat die untere Walze einen größeren Durchmesser als die obere und die zentrale Walze, und die zentrale Walze hat einen kleineren Durchmesser als die obere Walze. Da die untere Walze die letzte Walze der Kalandervorrichtung ist, d. h. die Walze mit dem größten Durchmesser am Ausgang der Vorrichtung angeordnet ist, können mit diesem Kalander nicht zufriedenstellend Folien mit gleichmäßiger bo Dicke über die gesamte Breite der Folie hergestellt werden.

In der DE-PS 5 77 216 wird eine Vorrichtung zum Einstellen von sich über Kreuz legenden Walzen eines Walzgerüstes beschrieben. Der Zapfen der Walze ist in b^r> bekannter Weise so gelagert, daß die Walze ungehindert in axialer Richtung sich um einen gewissen Betrag verschieben kann. Der andere Walzenzapfen ist so gelagert, daß bei einer axialen Verschiebung der Walze ein

Einbaustück dieses Walzenzapfens an dieser Bewegung teilnehmen muß. Das Einbaustück hat schräge Endflächen, welche an entsprechenden Flächen des Walzen-■tänders entlang gleiten können. Auf diese Weise wird durch den zwischen den verlagerten Walzen auftretenden Axialschub das Lager in eine die parallele Walzenlage herbeiführende Stellung gebracht

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kalander der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem thermoplastische Folien mit einer gleichmäßigeren DiU-ke unter Verwendung einfacher und wirksamer Mittel hergestellt wurden.

Ausgehend von dem Kalander der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Durchmesser der unteren, ersten der drei Waizen größer ist als der Durchmesser einer jeden der beiden anderen Walzen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser wird in schematischer Weise eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei Walzen gezeigt.

Der Kalander umfaßt eine aus drei Kaianderwalzen Ri, R₂ und R3 bestehende Einheit, in der diese drei Walzen in dieser Reihenfolge von unten nach oben so übereinander angeordnet sind, daß sich ihre Rotationsachsen in ein und derselben Vertikaiebene befinden. Die Achsen der Walzen werden von Lagern getragen, deren Position bezüglich der Enden der Walzen durch irgendeine geeignete Vorrichtung eingestellt werden kann.

Der Durchmesser der unteren Walze ist am größten. Diese Walze besteht aus einem Material, dessen Elastizitätskoeffizient nicht sehr kritisch ist. Dieses Material kann beispielsweise Gußeisen sein. Die mittlere Walze besitzt einen Durchmesser, der im Vergleich zum Durchmesser der unteren Walze klein ist. Das Verhältnis zwischen den Durchmessern der Walzen Ri und R₂ liegt zwischen 1,9 und 2,4. Die mittlere Walze besteht vorzugsweise aus gehärtetem Gußeisen, d. h. einem Material, das einen geringen Elastizitätskoeffizienten besitzt.

Der Durchmesser der oberen Walze Rj liegt zwischen den beiden vorausgehend beschriebenen Durchmessern in der Weise, daß das Verhältnis zwischen den Durchmessern der Walzen Rj und R2 einen Wert zwischen 1,45 und 1,80 besitzt. Die Walze Ri muß eine sehr große Steifigkeit besitzen. Sie besteht somit beispielsweise aus Stahl.

Diese Vorrichtung arbeitet in folgender Weise:

Das viskose Msterial F, das in den Eingang der Maschine zwischen die Walzen R4 und Ri eingebracht worden ist, wird durch die Drehbewegung der Walzen in den Klemmspalt hinein mitgenommen, der sich zwischen den Walzen R, und R₂ befindet. Da die Walze R₂ aus Gußeisen besteht und einen kleinen Durchmesser besitzt, erleidet sie eine beträchtliche Durchbiegung, die auf den Kräften beruht, die von dem Material während seines Durchganges zwischen den Walzen Ri und R₂ ausgeübt werden. Nach dein Durchgang zwischen Ri und R₂ verschiebt sich die Folie zum Klemmspalt zwischen den Walzen R₂ und R3, wo ihr Vorhandensein to ebenfalls Kräfte erzeugt, die jedoch weniger hoch sind, da die Walze R3 einen kleineren Durchmesser als die Walze Ri besitzt. Die Walze R₂ biegt sich somit in demselben Sinn wie die Walze Rj. Die Berechnung und die Erfahrung zeigen, daß dadurch, daß man die Durchmesser der Walzen und die Elastizitätsmoduln der Walzenmaterialien innerhalb der angegebenen Grenzen verändert, die unteren und oberen Beanspruchungen, die auf die Walzen und insbesondere auf R₂ ausgeübt werden, zur Folge haben, daß die Dicke der Folie, die man nach dem Durchgang zwischen den Waizen R; und R3 erhält, außerordentlich gleichförmig ist. Nach dem Durchgang zwischen R₂ und Rj wird die Folie einer Aufwickelvorrichtung zugeführt (Pfeil f).

Da es jedoch kaum möglich ist eine einmal gebaute Maschine durch Veränderung dsr Elastizitätsmoduln oder der Durchmesser an sehr unterschiedliche Betriebsbedingungen anzupassen, wobei insbesondere unterschiedliche Arbeitsgeschwindigkeiten irnd Foliendikken zu berücksichtigen sind, ist vorgesehen, daß die Lage der die Walzen tragenden Lager geregelt bzw. verstellt werden kann. Dies ermöglicht es auf einfache Weise, eine Feinkorrektur der Dicke vorzunehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Kalander zur Herstellung von thermoplastischen Folien mit wenigstens drei aktiven Kalanderwalzen, deren Rotationsachsen sich im wesentlichen in derselben Ebene befinden, wobei die obere letzte der drei Walzen einen größeren Durchmesser als die zentrale Walze hat und aus einem Material mit größerem Elastizitätsmodul besteht als die zentrale Walze, und wobei die Lage der Lager wenigstens einer der Walzen in axialer Richtung veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der unteren, ersten der drei Walzen (R\) größer ist als der Durchmesser einer jeden der beiden anderen Walzen (7?₂, Ri).