DE4412862C1 - Walzenwechselvorrichtung an einem Kalander - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenwechselvorrichtung an einem Kalander gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Sofern mittels eines Kalanders Profilbahnen aus Elastomeren bzw. geprägte Folien aus thermoplastischen Kunststoffen hergestellt werden sollen, so geschieht das unter Verwendung von Walzen, die mit einem Profil versehen sind. Sofern das Profil der Profilbahnen oder aber die Prägung der Folien geändert werden soll, so ist es erforder­ lich, die mit dem Profil versehene Walze auszutauschen. Ein derar­ tiger Austausch kompletter Walzen ist jedoch zeitaufwendig, so daß sich lange Rüstzeiten ergeben. Das gleiche gilt, sofern, wie z. B. in der DE 35 06 423 C1 beschrieben, lediglich der profilierte Mantel einer Walze gewechselt wird. Auch hier besteht zudem die Gefahr einer Beschädigung der profilierten Oberfläche beim Wechseln des Walzenmantels. Außerdem ist in der Regel eine zusätzliche Vorwärm­ kammer für den profilierten Mantel der Walzen erforderlich. Nicht zuletzt hat es sich gezeigt, daß derartige Profilwalzen einen schlechten Rundlauf aufweisen, da der relativ dünnwandige Profil­ mantel schon nach kurzer Betriebszeit unrund wird. Zusätzlich er­ geben sich aus dem unvermeidlichen Spiel zwischen Walze und Walzen­ mantel relativ hohe Produkttoleranzen, die den Einsatzbereich derar­ tiger Kalander einschränken. Nicht zuletzt bereitet auch die Tendenz des Profilmantels, auf dem Walzenkern seitlich zu wandern, zusätz­ liche Probleme.

Bei Prägekalandern für die Prägung von Folien aus thermoplastischen Kunststoffen ist es im übrigen auch bereits bekannt geworden, ein Doppel-Prägewerk einzusetzen, bei dem zwei Walzen auf einem dreh­ baren Walzenträger angeordnet sind, die wahlweise an eine Gegenwalze des Prägekalanders schwenkbar sind. Der Walzenträger ist hier auf einer zentrischen Welle angeordnet, die beidseitig über den Bereich der Walzen herausragend am Kalanderständer gelagert ist. Eine der­ artige Lösung ist zwar relativ kostengünstig realisierbar, sie weist jedoch den Nachteil auf, daß die Lagerung an sich aufgrund der weit auseinander, außerhalb der Ebene der Walzenlagerungen liegenden Lagerpunkte derart instabil ist, daß allenfalls bei geringen Präge­ kräften ausreichende Produkttoleranzen erzielbar sind. Ein der­ artiger Prägekalander ist ausschließlich zum Prägen von Folien aus thermoplastischen Kunststoffen einsetzbar, sofern man höhere Produkt­ toleranzen in Kauf nehmen kann. Ein Prägewerk der genannten Gattung ist in einem Firmenprospekt "Kalander-Anlagen zur Verarbeitung von Kunststoffen" der Anmelderin offenbart.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walzenwechselvorrich­ tung an einem Kalander zu schaffen, die einen sehr schnellen Walzen­ wechsel ermöglicht und die auch unter hohen Belastungen, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von Profilbahnen aus Elastomeren auftreten, die Einhaltung sehr guter Produkttoleranzen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteran­ sprüchen zu entnehmen.

Dadurch, daß der Kalanderständer im Bereich der Walzenlager des Wal­ zenträgers Ausnehmungen mit ringförmigen inneren Führungsflächen aufweist, in denen der Walzenträger koaxial und an den inneren Füh­ rungsflächen geführt verdrehbar angeordnet ist, wird eine außerge­ wöhnlich hohe Formstabilität der die Walzen tragenden Walzenwechsel­ vorrichtung auch unter höchsten Beanspruchungen erreicht. Die im Bereich des in sich geschlossenen Kalanderständers angeordneten ringförmigen inneren Führungsflächen sind dazu in der Lage, die im Bereich der Walzenlager des Walzenträgers auftretenden Kräfte form­ stabil aufzunehmen. Der Walzenträger weist zwei Drehkränze auf, in denen die Walzenlager angeordnet sind und die über wenigstens eine Traverse miteinander verbunden sind, wobei die Drehkränze zur Füh­ rung mit äußeren Führungsflächen versehen sind, die an den inneren Führungsflächen der Ausnehmungen des Kalanderständers im wesentli­ chen vollflächig geführt anliegen. Die an den Walzenlagern des Wal­ zenträgers auftretenden Kräfte werden direkt in dessen Drehkränze eingeleitet, die sich mit ihren äußeren Führungsflächen im wesent­ lichen vollflächig an den inneren Führungsflächen der Ausnehmungen des Kalanderständers abstützen. Alle Kräfte werden direkt in der Ebene der Walzenlager in den Kalanderständer weitergeleitet.

Da in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die äußeren Führungsflächen der Drehkränze an segmentförmigen Abschnitten angeordnet sind, zwischen denen in Ausnehmungen die Walzenlager des Walzenträgers angeordnet sind, ist eine vollflächige Anlage der äußeren Führungsflächen der Drehkränze an den Führungsflächen des Kalanderständers sicherge­ stellt. Es treten insbesondere keinerlei Punktbelastungen auf.

Da zudem im Rahmen der Erfindung die Walzenlager des Walzenträgers in den Ausnehmungen der Drehkränze in kardanisch gelagerten Walzenlagergehäusen angeordnet sind, wird es vermieden, daß auf dem Kalanderständer Drehmomente einwirken, die zu schädlichen Verformungen des Kalanderständers führen könnten. Die äußerst formstabile Lagerung der Walzen, die aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung durch die Anordnung des Walzenträgers in keiner Weise be­ einträchtigt wird, ermöglicht es, hohe Produkttoleranzen einzuhalten.

Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin vorgesehen, daß die die Drehkränze verbindende Traverse in der Drehachse des Walzenträgers angeordnet ist und daß der Walzenträger zum Walzenwechsel über die Traverse mittels eines Walzenträgerantriebs verdrehbar ist. Diese Ausbildung ermöglicht es, den Walzenträger mittels eines einfach ausgebildeten an sich bekannten Getriebes zu verdrehen. Aus der An­ ordnung der Traverse in der Drehachse des Walzenträgers ergibt sich zudem die Möglichkeit, die Traverse unter Verwendung einfacher Mittel mit einem Temperieranschluß zu versehen, über den in den Walzen­ träger ein Heizmittel zur Temperlerung der in dem Walzenträger ange­ ordneten Walzen einleitbar ist. Der in der Drehachse des Walzen­ trägers angeordnete Temperleranschluß ist technisch einfach zu reali­ sieren. Im übrigen ergibt sich aus dieser Maßnahme der erhebliche Vorteil, daß sämtliche in der Walzenwechselvorrichtung angeordneten Walzen im Kalander bei Bedarf temperiert werden können, so daß eine Temperierung in separaten Vorwärmkammern entfällt. Sämtliche Walzen werden im Kalander vorgewärmt und sind nach dem Wechsel sofort ein­ satzbereit.

Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorgesehen, daß im Walzenträger vier baugleiche, aber unterschiedlich profilierte Walzen angeordnet sind. Durch einfaches Verschwenken des Walzenträgers ist die jeweils benötigte Walze des Kalanders an dessen Gegenwalze schwenkbar. Es ist so eine extrem kurze Rüstzeit erzielbar, sofern ein Profilwechsel am Produkt einen Walzenwechsel erfordert. Es ist im übrigen selbst­ verständlich möglich, im Walzenträger der Walzenvorrichtung neben den mit Profilen versehenen Walzen auch beispielsweise eine profil­ lose Walze einzusetzen. Der Einsatzbereich des Kalanders kann somit erweitert werden. Wesentlich ist es im übrigen auch, daß die Walzen vorzugsweise baugleich sind, so daß die Walzen beliebig unterein­ ander ausgetauscht und durch auf Vorrat liegende baugleiche Walzen ersetzt werden können. Hier ist dann zwar ein Auswechseln der Walzen erforderlich; dieser Austausch kann jedoch problemlos in Ruhezeiten, z. B. an Wochenenden, erfolgen.

Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin vorgesehen, daß die jeweils an der Gegenwalze des Kalanders anliegende Walze des Walzenträgers über eine schaltbare Kupplung von einem Walzenantrieb antreibbar ist. Die schaltbare Kupplung kann vor dem Verdrehen des Walzenträgers sehr schnell gelöst und nach der Positionierung der neuen Walze an der Gegenwalze eingekuppelt werden. Auch hier ist der erforderliche technische Aufwand vergleichsweise gering, und insbesondere wird ein schneller Wechsel der Walzen nicht behindert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darge­ stellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht eines Kalanders mit der Walzen­ wechselvorrichtung;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Kalanders gemäß Fig. 1.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Kalanderständer bezeichnet, in dem in einem Walzenlager 2 eine Gegenwalze 3 gelagert ist. Das Walzenlager 2 weist Lagerzapfen 4 auf und ist auf diesen Lagerzapfen 4 im Kalanderständer 1 schwenkbar gelagert. Weitere, in der Zeichnung nicht dargestellte, an sich bekannte Mittel bewirken eine kardanische Lagerung.

Der Kalanderständer 1 weist kreisförmige Ausnehmungen 5 mit ring­ förmigen inneren Führungsflächen 6 auf. Innerhalb der Ausnehmungen 5 des Kalanderständers 1 ist ein Walzenträger 7 koaxial angeordnet. Der Walzenträger 7 weist beidseitig zwei Drehkränze 8 auf, die mit äußeren Führungsflächen 9 versehen sind, die an den ringförmigen Führungsflächen 6 der Ausnehmungen 5 des Kalanderständers 1 anliegen. Die äußeren Führungsflächen 9 der Drehkränze 8 sind an segment­ förmigen Abschnitten 10 angeordnet, die von Ausnehmungen 11 unter­ brochen sind, in denen Walzenlager 12 für am Walzenträger 7 ange­ ordnete Walzen 13 angeordnet sind. Die Walzenlager 12 der Walzen 13 sind in den Ausnehmungen 11 auf Lagerzapfen 14 verschwenkbar gelagert. Weitere, in der Zeichnung nicht dargestellte an sich bekannte Mittel bewirken zudem eine kardanische Lagerung. Die kar­ danische Lagerung stellt sicher, daß an den Walzenlagern 12 eine Kantenpressung vermieden wird.

Die Drehkränze 8 des Walzenträgers 7 sind über eine in der Drehachse 14 des Walzenträgers 7 angeordnete Traverse 15 drehfest miteinander verbunden. Die Traverse 15 steht über eine Antriebswelle 16 mit einem Walzenträgerantrieb 17 in Wirkverbindung. Die Traverse 15 ist mit einem Temperieranschluß 18 versehen, über den in ihren zen­ trischen Hohlraum 19 ein Heizmittel zur Temperierung der in dem Walzenträger 7 angeordneten Walzen 13 einleitbar ist. Die Einleitung des Heizmittels in die Walzen 13 erfolgt über an diesen Walzen angeordnete Temperieranschlüsse 20, die über in der Zeichnung nicht dargestellte Leitungen mit der Traverse 15 verbunden sind. In die Gegenwalze 3 wird über einen weiteren Temperieranschluß 21 Heiz­ mittel eingeleitet. Diese Ausbildung gestattet es, sämtliche Walzen 13 ständig bzw. bei Bedarf zu temperieren, so daß nach einem Walzenwechsel der Kalander sofort betriebsbereit ist, ohne daß die in Arbeitsposition befindlichen Walzen 13 und 3 nochmals aufgeheizt werden müssen.

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, sind die Kalanderständer 1 des Kalanders auf einer Grundplatte 22 angeordnet und mit dieser Grund­ platte verschweißt. Neben dem Kalanderständer 1 ist ein Walzenan­ trieb 23 angeordnet, der von einem in der Zeichnung nicht darge­ stellten Antriebsmotor und einem Getriebe gebildet ist. An dem Walzenantrieb 23 ist zudem der Walzenträgerantrieb 17 angeordnet. Eine Antriebswelle 24 steht mit der Gegenwalze 3 in Wirkverbindung und treibt diese beim Betrieb des Kalanders an. Eine weitere Walzen­ antriebswelle 25 ist über eine schaltbare Antriebskupplung 26 mit der jeweils an der Gegenwalze 3 anliegenden Walze 13 des Walzen­ trägers 7 verbindbar. Über die Walzenantriebswelle 25 erfolgt dann beim Betrieb des Kalanders der Antrieb der jeweils in Arbeitsstellung befindlichen Walze 13.

Zur Anpassung des Kalanders an unterschiedlich profilierte Profil­ bahnen bzw. unterschiedliche Prägungen auf Folien ist es möglich, mittels des Walzenträgerantriebs 17 den Walzenträger 7 derart zu verdrehen, daß die Walze 13 mit dem geforderten Profil an die Gegen­ walze 3 geschwenkt wird. Da hierzu lediglich erforderlich ist, die Antriebskupplung 26 an der im Bereich der Gegenwalze 3 befindlichen Walze 13 zu lösen bzw. wieder einzukuppeln, ist eine außergewöhnlich schnelle Anpassung des Kalanders an unterschiedliche Erfordernisse möglich. Da zudem sämtliche Walzen 13 im Kalander temperiert werden, entfallen außerdem die bei Kalandern gemäß dem Stand der Technik er­ forderlichen Wartezeiten, bis sich die in ihre Arbeitsstellung ge­ brachte Walze I3 auf die geforderte Temperatur aufgeheizt hat. Da der Walzenträger 7 auf den Drehkränzen 8 in den ringförmigen inneren Führungsflächen 6 der in sich geschlossenen Ausnehmungen 5 des Kalanderständers 1 exakt gelagert ist, ergibt sich ein präziser Rund­ lauf beim Positionieren der Walzen 13 im Arbeitsspalt im Bereich der Gegenwalze 3. Die in sich geschlossene Ausbildung der Ausnehmungen 5 am Kalanderständer 1 stellt eine gute Aufnahme der Spaltkräfte sicher, ohne daß es auch bei sehr hohen Spaltkräften, wie sie bei­ spielsweise bei der Herstellung von Profilbahnen aus Elastomeren auftreten, zu schädlichen Verformungen im Bereich des Kalander­ ständers 1 bzw. auch am Walzenträger 7 kommt. Insbesondere wirkt sich auch die Anordnung der Walzenlager 12 unmittelbar im Bereich der Aus­ nehmungen 5 im Kalanderständer 1 vorteilhaft aus, da die Kräfte direkt in der Ebene der Walzenlager 12 vom Kalanderständer 1 aufge­ nommen werden. Es wird so vermieden, daß Biegemomente auftreten, die Verformungen und letztlich eine Beeinträchtigung der Rundlaufgenauig­ keit der Walzen 13, das heißt der Produkttoleranzen, bewirken könnten.

Bezugszeichenliste

1 Kalanderständer
2 Walzenlager
3 Gegenwalze
4 Lagerzapfen
5 Ausnehmungen
6 ringförmige innere Führungsflächen
7 Walzenträger
8 Drehkränze
9 äußere Führungsflächen
10 segmentförmige Abschnitte
11 Ausnehmungen
12 Walzenlager
13 Walzen
14 Drehachse
15 Traverse
16 Antriebswelle
17 Walzenträgerantrieb
18 Temperieranschluß
19 Hohlraum
20 Temperleranschlüsse
21 Temperieranschluß
22 Grundplatte
23 Walzenantrieb
24 Antriebswelle
25 Walzenantriebswelle
26 Antriebskupplung

Claims (5)

1. Walzenwechselvorrichtung an einem Kalander für die Her­ stellung von Profilbahnen aus Elastomeren oder von ge­ prägten Folien aus thermoplastischen Kunststoffen mit einem Walzenträger (7), der verschwenkbar an Kalander­ ständern (1) angeordnet ist und an dem mehrere Walzen (13) in Walzenlagern (12) angeordnet sind, die wahl­ weise an eine Gegenwalze (3) des Kalanders schwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kalanderständer (1) im Bereich der Wal­ zenlager (12) des Walzenträgers (7) Ausnehmungen (5) mit einer ringförmigen inneren Führungsfläche auf­ weist, und daß der Walzenträger (7) zwei Drehkränze (8) aufweist, in denen die Walzenlager (12) angeordnet sind und die über wenigstens eine Traverse (15) mit­ einander verbunden sind, wobei die Drehkränze (8) zur Führung mit äußeren Führungsflächen (9) versehen sind, die an den inneren Führungsflächen (6) der Ausnehmungen (5) der Kalanderständer (1) im wesentlichen vollflächig geführt anliegen.

2. Walzenwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Führungsflächen (9) der Drehkränze (8) an segmentförmigen Abschnitten (10) angeordnet sind, zwischen denen in Ausnehmungen (11) die Walzenlager (12) des Walzenträgers (7) angeordnet sind.

3. Walzenwechselvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenlager (12) des Walzenträgers (7) in den Ausnehmungen (11) der Drehkränze (8) kardanisch gela­ gert sind.

4. Walzenwechselvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Drehkränze (8) verbindende Traverse (15) in der Drehachse (14) des Walzenträgers (7) angeordnet ist, und daß der Walzenträger (7) zum Wechsel der Walzen (13) über die Traverse (15) mittels eines Walzenträgerantriebs (17) verdrehbar ist.

5. Walzenwechselvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils an der Gegenwalze (3) des Kalanders anliegende Walze (13) des Walzenträgers (7) über eine schaltbare Kupplung (26) von einem Walzenantrieb (23) antreibbar ist.