DE3912303C2 - Kalander für die Herstellung von Dichtungsplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kalander für die Herstel­ lung von Dichtungsplatten, bestehend aus einer fest im Kalanderständer gelagerten, beheizten Arbeitswalze gro­ ßen Durchmessers und einer verschiebbar im Walzenstän­ der gelagerten Anpreßwalze kleineren Durchmessers, die mit einer Gegenbiegevorrichtung ausgerüstet ist.

Ein Kalander ähnlicher Bauart ist aus der DE-PS 17 29 821 bekannt geworden. Bei diesem bekannten Kalander ist im Gegensatz zu dem eingangs genannten Kalander die be­ heizte Arbeitswalze verschiebbar im Kalanderständer und die Andrückwalze fest im Kalanderständer gelagert. Der hier in der DE-PS 17 29 821 beschriebene Kalander ist jedoch nicht gebaut worden. Mit diesem Kalander lassen sich die Andruck- und Gegenbiegekräfte nicht so exakt einstellen, wie dieses für die Erzeugung von Dichtungs­ platten notwendig ist. Die Andrückwalze unterliegt im Betrieb des bei der Herstellung von Dichtungsplatten eingesetzten Kalanders einer erheblichen Durchbiegung, die kompensiert werden muß.

Als Ausgleichsmaßnahmen gegen das unerwünschte Durch­ biegen einer Walze sind an sich drei Möglichkeiten be­ kannt:

• - das Bombieren der Walzen, d. h. die konvexe Ballen­ form,
• - das Schränken, d. h. Kreuzen der Walzenachsen,
• - das Gegenbiegen.

Bei allen bisher gelieferten Dichtungsplattenkalandern war die Anpreßwalze bombiert geschliffen. Bei anderen Kalandern hingegen sind auch Gegenbiegevorrichtungen und Schränkungseinrichtungen zum Einsatz gekommen.

Die Bombage ist ein konstanter Wert, der zur Kompen­ sation der Durchbiegung für einen bestimmten Bela­ stungswert errechnet oder für einen solchen in der Praxis ermittelt wird. Spaltkraft und Bombage sind einander fest zugeordnet. Daraus ergibt sich, daß sich bei anderen Belastungen, seien sie höher oder seien sie niedriger, entsprechende Einbußen in der Maßhaltigkeit des Produktes ergeben. Die Praxis der Dichtungsplatten­ fertigung erfordert aber aufgrund von variablen Plat­ tendicken und sehr unterschiedlichem Mischungsaufbau der verschiedenen Dichtungsanwendungen entsprechend unterschiedliche Walzenspaltkräfte.

Da die Walzenoberflächen einem beachtlichen Verschleiß unterliegen, der in der Walzenmitte stärker ist als an den Rändern, wird die Bombage mit zunehmender Ge­ brauchsdauer der Walzen durch die Abnutzung stetig kleiner. Mit steigenden Toleranzforderungen an das Pro­ dukt wurde die Erfordernis einer einstellbaren Korrek­ tureinrichtung für die Durchbiegung immer deutlicher.

Das Schränken der Walzen ist aus verfahrenstechnischen Gründen für einen Dichtungsplatten-Kalander ungeeignet und aus maschinenbaulichen Gründen wesentlich aufwen­ diger als die Gegenbiegung.

Somit verbleibt von den zwei variablen Methoden eines Ausgleichs der Durchbiegung nur die Möglichkeit des Gegenbiegens. Dichtungsplattenkalander haben zumeist zwei unterschiedlich große Walzen, nämlich eine große beheizte Arbeitswalze, auf der die Dichtungsplatte auf­ gebaut und dabei vulkanisiert wird, und eine kleinere, zumeist gekühlte Anpreßwalze, welche die Spaltkraft bzw. Walzkraft beim Aufbau der Dichtungsplatte aufzu­ bringen hat. Ein Gegenbiegen ist nur an dieser kleine­ ren Walze denkbar.

Seit längerer Zeit werden die Walzenanstellungen dieser Anpreßwalzen hydraulisch ausgeführt, da definierte Walzkräfte, die bei der Plattenfertigung erforderlich sind, mit mechanischen Lageranstell-Einrichtungen, z. B. mit Gewindespindeln, nicht aufgebracht werden können.

Die an sich im Kalanderbau bekannten Gegenbiegevorrich­ tungen für die Walzen müssen für ihre Funktion sehr große Kräfte aufbringen, wobei die Abstützung meist an den Kalanderständern erfolgt. Diese großen Kräfte wür­ den bei der bekannten Bauweise von Gegenbiegeeinrich­ tungen die Walzkraft so stark beeinträchtigen, daß ihre praktische Anwendung im Bau von Dichtungsplatten-Kalan­ dern ausgeschlossen schien. Denn wenn bei Dichtungs­ platten-Kalandern bekannter Bauart auf die dünnere Kaltwalze zusätzlich zu der hydraulischen Anpreßvor­ richtung eine hydraulisch betätigte Vorrichtung zum Ausgleich der Walzendurchbiegung wirkt, dann kommen zu den Anpreßkräften noch die Lagerkräfte, die sich aus den an den Enden der Anstellwalze angreifenden Gegen­ biegekräften ergeben. Durch diese Fehler würde erheb­ licher Ausschuß entstehen. Der Ablesewert der Druckmeß­ einrichtungen entspricht hier dann nicht mehr der an­ gewendeten Walzkraft. Das Errechnen der tatsächlich auf die im Aufbau auf der großen schweren Arbeitswalze be­ findlichen Dichtungsplatte wirkenden Anpreßkräfte wäre außerordentlich kompliziert und mit erheblichen Unsi­ cherheitsfaktoren belastet.

Dieser Nachteil sollte gemäß der DE-PS 17 29 821 da­ durch beseitigt werden, daß entgegen der bekannten und bis heute üblichen Praxis die dünnere und leichtere Kaltwalze, an der die Gegenbiegevorrichtungen angrei­ fen, fest im Kalanderständer gelagert werden sollte, während die schwerere beheizte Arbeitswalze verstellbar im Kalanderständer gelagert werden sollte. Bei der Kon­ struktion erbringt die Verstellbarkeit der großen und sehr schweren Arbeitswalze in Bezug auf die Antriebs­ kraftübertragung jedoch große Probleme, insbesondere Gleichlaufprobleme, mit sich. Weiter ist es bei der Verstellung der großen, schweren Arbeitswalze nachtei­ lig, daß aufgrund der sehr hohen Masse dieser Walze die Messung der Anstellkräfte ebenfalls in unerwünschter Weise mit Fehlern belastet wird. Die hier auftretenden konstruktiven Schwierigkeiten waren so groß, daß es zu einer Ausführung dieser Bauform eines Dichtungsplatten- Kalanders nicht gekommen ist.

Bekannt ist aus dem Bau von Kautschuk- oder Kunststoff­ kalandern auch die kombinierte Anwendung von Walzenbom­ bierung und Gegenbiegung. Die Gegenbiegungsvorrichtung wird dann so ausgelegt, daß die Gegenbiegung in beiden Richtungen wirken kann, um bei größeren oder kleineren Spaltkräften immer den entsprechenden Ausgleich ein­ stellen zu können. Die unterschiedlichen Kraftrichtun­ gen der Gegenbiegung bringen beim Bau von Dichtungs­ platten-Kalandern jedoch auch wieder so erhebliche Probleme mit sich, daß auch diese kombinierte Art nicht Anwendung finden konnte.

Bei anderen Zwecken dienenden Kalandern, wie sie aus der DE-AS 14 52 113 bekannt sind, deren Kalanderar­ beitswalzen durch Stützwalzen abgestützt sind, ist es bekannt, an den Abstützwalzen Gegenbiegevorrichtungen vorzusehen, deren mechanische Kräfte in mit zwei Kolben ausgestatteten Hydraulikzylinderkolbeneinheiten erzeugt werden. Die Zylinder sind am Kalanderständer befestigt, der eine Kolben stützt sich auf einen im Kalanderstän­ der verschiebbaren Träger ab, der die Walzenlager mit­ tels eines Supports trägt, der andere Kolben greift über eine Stange an dem die Gegenbiegekräfte auf die Stützwalzenwelle übertragenden Lager an. Die Andruck­ kräfte werden mittels Spindeln ausgeübt, die direkt an dem Träger angreifen. Diese Ausführung ist kompliziert und aufwendig, sie läßt sich auf Kalander für die Her­ stellung von Dichtungsplatten nicht ohne weiteres über­ tragen, da Dichtungsplatten-Kalander aufgrund ihrer Aufgabe und Arbeitsspiele grundsätzlich mit hydrauli­ schen Anstellvorrichtungen versehen werden, bei jedem Arbeitsspiel (Plattenherstellung) eine Bewegung ent­ sprechend der Plattendicke ausführen und anschließend beim Plattenabzug und bei der Walzenreinigung voll ge­ öffnet werden und weil die betriebsmäßig aufzubringen­ den Walzkräfte durch Reibungskräfte der Gegenbiegungs­ zylinder verfälscht würden.

Die Herstellung hochgenauer Dichtungsplatten in exakt reproduzierbarer Weise ist für die Lösung vieler tech­ nischer Aufgaben notwendig, die sich nur durch die Anwendung dieser hochgenau hergestellten Dichtungs­ platten lösen lassen. Mit den Kalandern ist jedoch die Herstellung dieser hochgenauen Dichtungsplatten, von denen eine der anderen völlig gleicht, nicht möglich.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in exakt reproduzierbarer Weise Dichtungsplatten hoher Genauigkeit herzustellen.

Die Erfindung besteht darin, daß im Kalanderständer ein Träger verschiebbar gelagert ist, an dem sowohl Sup­ porte für die Lager der Anpreßwalze als auch doppelt wirkende Hydraulikkolbenzylindereinheiten der Gegen­ biegevorrichtung anmontiert sind, welche an Lagern der Walzenzapfen der Anpreßwalze angreifen, daß an dem Träger am Kalanderständer befestigte, den Anpreßdruck erzeugende Hydraulikkolbenzylindereinheiten angreifen, und daß eine speicherprogrammierbare Steuerung der un­ abhängig voneinander gemessenen Anpreß- und Gegenbiege­ kräfte vorgesehen ist.

Die Verwendung einer speicherprogrammierbaren Steuerung der Anpreß- und Gegenbiegekräfte macht die Herstellung hochgenauer Dichtungsplatten in exakt reproduzierbarer Weise möglich. Diese speicherprogrammierbare Steuerung der Anpreß- und Gegenbiegekräfte ist aber nur dann mög­ lich, wenn diese Kräfte einzeln und unabhängig vonein­ ander ohne Ausführungen von Rechenoperationen durch­ führbar sind. Dieses wird erfindungsgemäß dadurch er­ möglicht, daß der im Walzengestell verschiebbare, an sich bekannte Träger vorgesehen ist, und die Vorrich­ tungen zur Erzeugung der Anpreß- und Gegenbiegekräfte hydraulische Kolbenzylindereinheiten sind.

Die Verstellvorrichtungen für die Walzenverstellung ver­ schieben erfindungsgemäß den Träger der mit Gegenbiege­ vorrichtungen ausgestatteten Gegenwalze. Somit können die Gegenbiegekräfte auf die Walze unabhängig von den Anstell­ kräften wirken und gegessen werden. Die Anstellkräfte wie­ derum können unabhängig von den Gegenbiegekräften gemessen und eingestellt werden. Mit dieser Vorrichtung lassen sich somit hochgenau Dichtungsplatten herstellen. Der konstruk­ tive Aufwand ist leicht beherrschbar. Da die große, schwere Heizwalze eines Dichtungsplattenkalanders bei dieser Aus­ führungsform fest im Kalanderständer gelagert ist, berei­ tet die Übertragung der Antriebskräfte auf diese große, schwere Walze keinerlei Probleme.

Führt man die Heizwalze bombiert aus, ist die Gegenbiege­ vorrichtung so auszulegen, daß sowohl eine positive als auch eine negative Durchbiegung der Gegenwalze möglich ist. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Gegenbiegevorrichtun­ gen doppelt wirkende hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten sind, bei denen die beaufschlagbaren Kolbenflächen jeweils vorzugsweise 1 : 2 betragen.

Um den Walzenspalt bei Unfallgefahr sehr schnell weit öff­ nen zu können, ist es bei dieser Ausführungsform mit unver­ schiebbar gelagerter Heizwalze besonders vorteilhaft, wenn die Achse der mit der Gegenbiegevorrichtung beaufschlagten Walze und der Träger in Horizontalebenen angeordnet sind, die unterhalb derjenigen Horizontalebene liegen, die durch die Achse der Walze hindurchgeht, deren Lager fest im Ka­ landerständer gelagert sind. Auf diese Weise unterstützt die Schwerkraft das Öffnen des Walzenspaltes.

Für die Materialbeschickung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Walzenachsen und der Träger auf einer schrägen Ebene angeordnet sind.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Kalanders,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Kalanders nach Entfernung der Gegenbiegevorrichtung,

Fig. 3 eine Ansicht von oben als Schnittbild durch den Kalander.

Der in der Zeichnung dargestellte Dichtungsplatten-Kalander besteht aus einer großen, schweren beheizten Walze 1 und einer im Durchmesser kleineren und leichteren, kalten oder gekühlten Gegenwalze 2, die mittels Lagern 3, 4 gelagert sind. Dabei sind die Lager 3 der Heizwalze 1 fest im Ka­ landerständer 5 gelagert, während die Lager 4 von einem Support 12 getragen sind, der in einer Ausnehmung 13 des Kalanderständers 5 verschiebbar ist. Jeder Support 12 ist an dem Träger 8 befestigt, welcher ebenfalls in dieser Ausnehmung 13 verschiebbar ist. Dieser Träger 8 trägt an seinen äußeren Enden Hydraulikzylinderkolben-Einheiten 7, deren Kolben mit den Lagern 6 verbunden sind. Die Lager 6 und die Hydraulik-Zylinder-Kolben-Einheiten 7 bilden die Gegenbiegevorrichtung. Am Träger 8 greifen die Kolben­ stangen der Hydraulikzylinder-Kolben-Einheiten 9 an, die der Walzenanstellung dienen. Diese Hydraulikzylinder-Kolben- Einheiten 9 sind am Kalanderständer 5 befestigt. Die Kräfte der auf die Walzenzapfen 10 wirkenden Gegenbiegekräfte sind somit allein im Bereich des Trägers 8, der Gegenbiegevor­ richtung 6, 7, der Walzenzapfen 10 und des Supportes 12 wirksam. Die Gegenbiegekräfte nehmen somit in keinerlei Weise Einfluß auf die Lägerkräfte der Welle 11 der Ar­ beitswalze 1. Die Gegenbiegekräfte sind daher völlig un­ abhängig von den Anpreßkräften, die von den Hydraulik­ zylinder-Kolben-Einheiten 9 ausgeübt werden. Diese An­ preßkräfte 9 wirken, ohne durch irgendwelche Gegenbiegekräf­ te beeinflußt zu sein, auf die Anpreßwalze 2 und drücken diese gegen die Arbeitswalze 1. Dadurch lassen sich die Kräfte genau berechnen und einstellen. Daher läßt sich diese Anlage mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung ausrüsten und die auf diese Anlage hergestellten Erzeug­ nisse lassen sich somit in exakt reproduzierbarer Weise herstellen.

Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf Dichtungsplatten- Kalander, sondern auch auf beliebige andere Kalander mit Gegenbiegevorrichtungen.

Claims (4)

1. Kalander für die Herstellung von Dichtungsplatten, bestehend aus einer fest im Kalanderständer gela­ gerten, beheizten Arbeitswalze großen Durchmessers und einer verschiebbar im Walzenständer gelagerten Anpreßwalze kleineren Durchmessers, die mit einer Gegenbiegevorrichtung ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß im Kalanderständer (5) ein Träger (8) ver­ schiebbar gelagert ist, an dem sowohl Supporte (12) für die Lager (4) der Anpreßwalze (2) als auch doppelt wirkende Hydraulikkolbenzylinderein­ heiten (7) der Gegenbiegevorrichtung (6, 7) anmon­ tiert sind, welche an Lagern (6) der Walzenzapfen (10) der Anpreßwalze (2) angreifen,
daß an dem Träger (8) am Kalanderständer (5) befe­ stigte, den Anpreßdruck erzeugende Hydraulikkol­ benzylindereinheiten (9) angreifen,
und daß eine speicherprogrammierbare Steuerung der unabhängig voneinander gemessenen Anpreß- und Ge­ genbiegekräfte vorgesehen ist.

2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beaufschlagbaren Kolbenflächen der Zylin­ der an den Gegenbiegevorrichtungen (6, 7) jeweils etwa 1 : 2 betragen.

3. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Walzenzapfen (10) der mit der Gegenbiegevorrichtung (6, 7) beaufschlagten Anpreß­ walze (2) und der Träger (8) in Horizontalebenen angeordnet sind, die unterhalb derjenigen Horizon­ talebene liegen, die durch die Achse der Welle (11) der Arbeitswalze (1) hindurchgeht.

4. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenachsen (10, 11) und der Träger (8) in einer schrägen Ebene angeordnet sind.