DE3943389A1

DE3943389A1 - Schmelzwalzenkalander zum herstellen von folienbahnen bzw. beschichtungen aus thermoplastischem material mit mindestens drei kalanderwalzen

Info

Publication number: DE3943389A1
Application number: DE19893943389
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Patermann
Original assignee: Ramisch Kleinewefers GmbH
Current assignee: Ramisch Kleinewefers GmbH
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1991-07-11

Description

Die Erfindung betrifft einen Schmelzwalzenkalander zum Herstellen von Folienbahnen aus thermoplastischem Material, mit mindestens drei Kalanderwalzen, deren Rotationsachsen in einer gemeinsamen Ebene liegen und von denen eine erste und eine zweite, die als Schmelzwalzen dienen und von denen mindestens eine geregelt beheizbar ist, einen von oben mit Vormaterial in Granulatform oder dergleichen beschickbaren Schmelzspalt einstellbarer Breite und die zweite und die dritte, welche ebenfalls geregelt beheizbar sein können, einen weiteren (Arbeits-) Spalt bilden, den die Folienbahn vor der Abgabe an einen Abnehmer, ein Reckwerk oder dergleichen durchläuft.

Bei Schmelzwalzenkalandern dieser Art, deren Funktionsweise beispielsweise in der DE-PS 12 13 107 beschrieben ist, die allerdings einen Zweiwalzenkalander zeigt, werden die drei oder mehr Kalanderwalzen bisher so angeordnet, daß die die Rotationsachsen der Kalanderwalzen enthaltende Ebene entweder senkrecht oder aber schräg angeordnet ist. Insbesondere bei großen Arbeitsbreiten von Schmelzwalzen kalandern, die heute bis vier Meter und mehr betragen können, ist es bei derartigen Kalandern schwierig, die Arbeitsspaltbreite über die gesamte Walzenlänge so konstant zu halten, wie dies zur Herstellung einer Folienbahn konstanter Dicke wünschenwert und notwendig ist. Versucht man, bei Schmelzwalzenkalander mit senkrechter oder schräger Anordnung der Rotationsebene den vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten dadurch zu begegnen, daß wenigstens eine der Kalanderwalzen als biegekompensierte Walze ausgebildet wird, so gelingt die einwandfreie Einstellung der Arbeitsspaltbreite nichtsdestoweniger nur schlecht, weil das Walzengewicht stets auch eine in Richtung auf die jeweils andere Walze gerichtete Komponente aufweist, welche die geometrischen Verhältnisse im Arbeitsspalt praktisch unbeherschbar macht. Der Versuch, insoweit eine Erleichterung zu schaffen, indem Walzen geringeren Durchmessers und geringeren Gewichtes gewählt werden, mißlingt ebenfalls, weil sich die Walzen dann natürlich stärker durchbiegen, wodurch sich die Arbeitsspaltgeometrie noch unübersichtlicher gestaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schmelzwal zenkalander der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welcher die Erzeugung von Folienbahnen mit einwandfreier Dickenkonstanz bei normalen wie auch bei großen Walzenlängen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Rotationsachsen der Kalanderwalzen in einer horizontalen Ebene liegen; und daß die erste Schmelzwalze und/oder die dritte Walze als biegekompensierte Kalibrierwalze ausgebildet ist/sind.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die erste und eine letzte der Kalanderwalzen als Kalibrierwalzen ausgebildet sind und mindestens eine dazwischen angeordnete Zwischenwalze als Walze geringeren Druchmessers mit geringerer Biegesteifig keit ausgebildet ist.

Die Erfindung sieht ggf. auch vor, daß die Zwischenwalze(n) einen - vorzugsweise wesentlich - geringeren Durchmesser als die erste und letzte der Kalanderwalzen hat/haben.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die als Kalibrierwalze(n) ausgebildete Kalanderwalze(n) (jeweils) eine Mehrzahl von über die Walzenlänge mit Abstand angeordneten hydraulischen Stellelementen zur örtlichen Beeinflussung des Abstandes der (jeweiligen) Kalibrierwalzenoberfläche von der Oberfläche der (jeweils) gegenüberliegenden Kalanderwalzen oberfläche aufweist/-weisen.

Nach der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß die als Kalibrierwalze(n) ausgebildete(n) Kalanderwalze(n) als Biegeausgleichswalze, z. B. Thermo-HYDREIN-Walze(n) ausgebildet ist/sind.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die vorletzte Walze als heizbare Kalibrierwalze, z. B. als Thermo-HYDREIN-Walze, ausgebildet ist.

Die Erfindung schlägt ggf. auch vor, daß eine Meßeinrichtung mit einer Reihe mit gegenseitigem Abstand senkrecht zur Laufrichtung der Folienbahn angeordneter Meßstellen zum Messen der örtlichen Dicke der hergestellten Folienbahn vorgesehen ist; und daß die Arbeitsspaltbreite zwischen der (jeweiligen) Kalibrierwalze(n) und der jeweils anderen den betreffenden Arbeitsspalt definierenden Walzenoberfläche durch eine Regeleinrichtung eingestellt wird, die den die Stellelemente beaufschlagenden hydraulischen Druck in Abhängigkeit von den ihr zugeführten Meßwerten der Meßeinrichtung steuert.

Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung berührungslos arbeitet.

Nach der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß die Meßeinrichtung optische Sensoren aufweist.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß die Meßeinrichtung Laser-Sensoren ausweist.

Die Erfindung kann ferner dadurch gekennzeichnet sein, daß die Meßeinrichtung als Strahlungsmeßeinrichtung ausgebildet ist.

Nach der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß die Meßeinrichtung akustische Sensoren aufweist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Meßeinrichtung Gewichtssensoren aufweist.

Der erfindungsgemäße Schmelzwalzenkalander kann auch so ausgebildet sein, daß die Meßeinrichtung bei Verwendung der Folienbahn zum Beschichten einer anderen Materialbahn im Differenzverfahren arbeitet.

Nach der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß die Meßeinrichtung nahe dem Umfang der in Laufrichtung der Folienbahn letzten der Kalanderwalzen angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß es gelingt, die bisher aufgetretenen Nachteile der bekannten Schmelzwalzenkalander auch bei großen Arbeitsbreiten dadurch zu beheben, daß die einzelnen Kalanderwalzen gewichtsmäßig völlig entkoppelt werden, in dem die Kalanderwalzenachsen in einer horizontalen Ebene angeordnet werden, wobei es dann zusätzlich möglich ist, durch Verwendung von verhältnismäßig reduzierten Durch messern der Walzen mit geringer Biegesteifigkeit unter Anwendung lediglich einer einzigen biegekompensierten Walze die Arbeitsspaltbreite befriedigend einzustellen. Im Prinzip lassen sich dabei biegekompensierte Walzen verwenden, wie sie beispielsweise in der DE-PS 34 10 136 oder in der EP-OS 02 21 291 beschrieben sind, wobei es sich in der erstge nannten der vorstehend angegebenen Druckschriften allerdings nicht um die Aufrechterhaltung eines im wesentlichen material-, temperatur-, geschwindigkeits- und spaltweiten-bedingten variablen Spaltdruckes mit entsprechendem Arbeitsspaltprofil über die gesamte Bahnbreite handelt, wie er für Schmelzwalzenkalander notwendig ist, sondern um die Regelung der Liniendruckes bei Druckwalzenanordnungen. Die Lehre der Erfindung gewähr leistet die Einhaltung und Einstellung der gewünschten Arbeitsspaltbreite bzw.-weite auch bei der bei Drei- und Mehrwalzenkalandern üblichen unterschiedlichen Temperatur der einzelnen Kalanderwalzen, damit auch der notwendiger weise vorhandenen Temperaturdifferenz und der daraus resultierenden unterschiedlichen Ausdehnung des Walzen materials der herzustellenden Folienbahn in den ver schiedenen aufeinanderfolgenden Walzspalten. Besonders gut läßt sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe natürlich lösen, wenn die erste und letzte Kalanderwalze als z. B. Thermo-HYDREIN-Walze ausgebildet sind, mit einer oder mehreren dazwischen angeordneten Walzen geringerer Biege festigkeit, da sich hierbei z. B. beim Dreiwalzenkalander beide Arbeitsspalte durch entsprechende Beeinflussung des Linienprofils der den Arbeitsspalt begrenzenden Walzenober fläche der jeweiligen Kalibrierwalze sehr genau zur Gewähr leistung der gewünschten Querschnittprofils der herzustel lenden Folienbahn einstellen kann.

Die Horizontalanordnung der die Rotationsachsen der Kalanderwalzen enthaltenden Ebene hat noch den weiteren Vorteil, daß hierdurch Wartungs- und Reparaturarbeiten erheblich erleichtert werden, weil jede einzelne der Kalanderwalzen praktisch frei nach oben, unten oder auch seitlich herausgenommen werden kann, ohne daß die anderen Kalanderwalzen hierdurch beeinflußt werden. Auch die Zuordnung weiterer Komponenten, wie Zuführeinrichtungen für zu beschichtende Materialbahnen, nachgeschaltete Kaschier-, Abnahme- oder Reckwerke und dergleichen, gestaltet sich konstruktiv wesentlich einfacher als bei schräger oder vertikaler Übereinanderanordnung der einzelnen Kalanderwalzen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbei spiel anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Dreiwalzenkalanders nach der Erfindung im Schnitt senkrecht zur Rotationsachse der Kalanderwalzen; und

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel von Fig. 1 in schematischer Flußdiagrammdar stellung.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, weist der Dreiwalzenkalander nach der Erfindung bei dem dort gezeigten Ausführungsbeispiel eine erste Kalanderwalze 10, ausgebildet als Starwalze, eine zweite Kalanderwalze, bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Zwischenwalze 11 ausgebildet, sowie eine Kalanderwalze 12, bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Thermo- HYDREIN-Walze ausgebildet, wobei der zwischen der Kalanderwalze 10 und der Kalanderwalze 11 gebildete Arbeitsspalt von einer Zuführeinrichtung 14 aus mit thermo plastischem Vormaterial, vorzugsweise einem Extruderstrang, plastifiziert, homogenisiert und entgast, beschickbar ist. Die auf der letzten Kalanderwalze 12 aufliegende Folienbahn 20, die nach dem Verlassen der Walzenoberfläche der Kalanderwalze 12 ein Kaschier- bzw. Abnahme- oder ein Reckwerk 18 bekannter Art durchläuft, wird in ihrer Dicke mittels einer Meßeinrichtung 16 kontinuierlich gemessen.

Die Funktionsweise der Meßeinrichtung 16 ergibt sich aus Fig. 2: Danach weist die Meßeinrichtung 16 eine Vielzahl von Meßstellen 22, hier in Form optischer Sensoren, auf, wobei die über die Breite örtlich erfaßten Dickenwerte der Meßeinrichtung 16 einer Regeleinrichtung 24 zugeführt werden, welche wiederum Stellelemente 26 der Thermohydrein walze 10 mit über die Walzenlänge örtlich variierendem hydraulischen Druck beaufschlagt, wodurch insgesamt die Arbeitsspaltbreite in der gewünschten Weise eingestellt werden kann.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Aus führungsformen wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

10 Kalanderwalze
11 Zwischenwalze
12 Kalanderwalze
14 Zuführeinrichtung
16 Meßeinrichtung
18 Reckwerk
20 Folienbahn
22 Meßstellen
24 Regeleinrichtung
26 Stellelemente

Claims

1. Schmelzwalzenkalander zum Herstellen von Folienbahnen aus thermoplastischem Material, mit mindestens drei Kalanderwal zen, deren Rotationsachsen in einer gemeinsamen Ebene liegen und von denen eine erste und eine zweite, die als Schmelz walzen dienen und von denen mindestens eine geregelt beheiz bar ist, einen von oben mit Vormaterial in Granulatform oder dergleichen beschickbaren Schmelzspalt einstellbarer Breite und die zweite und die dritte, welche ebenfalls geregelt beheizbar sein können, einen weiteren (Arbeits-) Spalt bilden, den die Folienbahn vor der Abgabe an einen Abnehmer, ein Reckwerk oder dergleichen durchläuft, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rotationsachsen der Kalanderwalzen (10, 11, 12) in einer horizontalen Ebene liegen; und daß die erste Schmelzwalze (10) und/oder die dritte Walze (12) als biegekompensierte Kalibrierwalze ausgebildet ist/sind.

2. Schmelzwalzenkalander nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die erste (10) und eine letzte (12) der Kalanderwalzen (10, 11, 12) als Kalibrierwalzen ausgebildet sind und mindestens eine dazwischen angeordnete Zwischen walze (11) als Walze geringeren Durchmessers mit geringerer Biegesteifigkeit ausgebildet ist.

3. Schmelzwalzenkalander nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zwischenwalze(n) (11) einen - vorzugs weise wesentlich - geringeren Durchmesser als die erste (10) und letzte (12) der Kalanderwalzen hat/haben.

4. Schmelzwalzenkalander nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Kalibrierwalze ausgebildete Kalanderwalze (10, 12) (jeweils) eine Mehrzahl von über die Walzenlänge mit Abstand angeordneten hydraulischen Stellelementen (26) zur örtlichen Beeinflussung des Abstandes der (jeweiligen) Kalibrierwalzenoberfläche von der Oberfläche der (jeweils) gegenüberliegenden Kalanderwalzenoberfläche aufweist/ weisen.

5. Schmelzwalzenkalander nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die als Kalibrierwalze(n) ausgebildete(n) Kalanderwalze(n) (10, 12) als Biegeausgleichswalze, z. B. als Thermo-HYDREIN-Walze(n) ausgebildet ist/sind.

6. Schmelzwalzenkalander nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorletzte Walze (11) als heizbare Kalibrierwalze, z. B. als Thermo-HYDREIN- Walze, ausgebildet ist.

7. Schmelzwalzenkalander nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßeinrichtung (16) mit einer Reihe mit gegenseitigem Abstand senkrecht zur Laufrichtung der Folienbahn (20) angeordneter Meßstellen (22) zum Messen der örtlichen Dicke der hergestellten Folienbahn vorgesehen ist; und daß die Arbeitsspaltbreite zwischen der (jeweiligen) Kalibrierwalze(n) (10, 12) und der jeweils anderen den betreffenden Arbeitsspalt definierenden Walzenoberfläche durch eine Regeleinrichtung (24) eingestellt wird, die den die Stellelemente (26) beaufschlagenden hydraulischen Druck in Abhängigkeit von den ihr zugeführten Meßwerten der Meßeinrichtung (16) steuert.

8. Schmelzwalzenkalander nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Meßeinrichtung (16) berührungslos arbeitet.

9. Schmelzwalzenkalander nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Meßeinrichtung (16) optische Sensoren aufweist.

10. Schmelzwalzenkalander nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Meßeinrichtung (16) Laser-Sensoren ausweist.

11. Meßeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (16) als Strahlungsmeßeinrichtung ausgebildet ist.

12. Schmelzwalzenkalander nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Meßeinrichtung akustische Sensoren aufweist.

13. Schmelzwalzenkalander nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Meßeinrichtung (16) Gewichtssensoren aufweist.

14. Schmelzwalzenkalander nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Meßeinrichtung (16) bei Verwendung der Folienbahn (20) zum Beschichten einer anderen Materialbahn im Differenzverfahren arbeitet.

15. Schmelzwalzenkalander nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (16) nahe dem Umfang der in Laufrichtung der Folienbahn (20) letzten (12) der Kalanderwalzen angeordnet ist.