DK147649B - Fremgangsmaade til kompensering for valseboejning i en kalander - Google Patents

Description

147649

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til i en kalan-der at tilvejebringe en konstant spalte i hele valsebredden i det mindste i det sidste klemområde set i bearbejdsningsretningen.

Hensigten hermed er at tilvejebringe en i hovedsagen ensartet profil af en kalandreret folie i hele valsebredden uafhængigt af valsebøjningen, dvs. en folie med en ensartet tykkelse i materialebanens fulde bredde.

I de f.eks. i plastindustrien anvendte kalandre til fremstilling af tynde plastfolier volder valserne de største problemer, især bøjningen af lange valser. Denne bøjning er forskellig for de naboliggende valser, og der er således en variation i spalten mellem valserne i valseindretningens tværretning. Dette indebærer uensartethed og variation af folieprofilen i den færdige banes tværretning fremfor alt 2 147649 variation i tykkelsen. Den uheldige virkning af uensartet profil træder særlig tydeligt frem, når der er tale om særligt tynde plastbaner. En uensartet folie volder desuden vanskeligheder ved anvendelsen.

De nævnte af valsebøjningen forårsagede ulemper har man forsøgt at fjerne på forskellige måder. Bl.a. har man tilstræbt at give valsen en modvirkende, modsat rettet bøjning. Dette sker ved at belaste valseakselen i begge dens ender uden for lejringspunkterne med en kraft, som er modsat rettet trykkraften. Ved denne forholdsregel er det ganske vist muligt til dels at kompensere for den naboliggende valses bøjning, men da kompenseringen ikke er fuldstændig, har dette til følge, at materialet, der skal bearbejdes, får en ågformet profil.

En anden kompenseringsmetode består deri, at valseakselen stilles skråt i forhold til de naboliggende valsers aksler, men også her fås lignende resultater, dvs. profilen er ågformet.

Den mest fordelagtige fremgangsmåde til kompensering for valsebøjningen omfatter bombering af valserne, dvs. at valserne gøres en smule tykkere på midten ligesom en tønde, i overensstemmelse med valsebøjningen. Gennem denne metode fås ganske vist en konstant spalte i klemområdet, men kun når samtlige de faktorer, som blev forudsat ved bomberingen, forbliver uforandrede, dvs. kalanderens drivhastighed, materialets konsistens og temperatur og materialebanens tykkelse. Når en af disse faktorer ændres, burde også valsens bombering ændres.

Dette er imidlertid meget svært at tilvejebringe i praksis.

Det er også kendt at regulere valsetykkelsen stedvis langs valsen ved skiftende opvarmning eller afkøling af de pågældende steder efter behov.

Endelig forekommer også de meget kostbare såkaldte "ubøjelige" valser, men heller ikke deres egenskaber er tilstrækkelige til fuldstændigt at dække samtlige de i praksis forekommende anvendelsesområder.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en i praksis brugbar metode til kompensering for de i materialebanens bredde forekommende tykkelsesvariationer, som forårsages af valsebøjningen, der indtræder når belastningsforholdene i kalanderen ændres, og forsøg har vist, at 3 147649 en konstant spalte i i det mindste sidste klemområde set i materiale-banens bevægelsesretning, kan opnås ved en særlig fremgangsmåde. Dette klemområde er særlig vigtigt, da det giver banen dens endelige tykkelsesprofil.

I en sædvanlig kalander eller et valseværk ligger valserne sædvanligvis ovenpå hinanden eller er i det mindste således anbragt, at deres akselender i almindelighed ligger på samme linie (en undtagelse er ovennævnte skråstilling af en valse). Den trykkraft, der påvirker valserne, og ofte også den af valsevægten forårsagede belastning, er orienteret langs denne af akselenderne bestemte rette linie. Opfindelsen er baseret på den tanke, at den af valsernes bøjning forårsagede uensartethed af spalten først fjernes ved bombering af i det mindste én af valserne svarende til de forud givne kalandreringsforhold ved maksimal bearbejdningsbelastning, og at de variationer i valsebøjningen, som forårsages af ændringerne i de varierende faktorer, som formindsker belastningen i kalanderen, derefter fjernes ved at lade den eller de regulerbare valser bøjes under kontrol, således at der fås en konstant spalte i hele klemområdets længde. Dette sker ifølge opfindelsen ved at opdele tryk- og vægtbelastningen, der påvirker den regulerbare valse, i komponenter ved at forskyde valsen eller valserne, idet den mod klemområdet rettede kraftkomposant reguleres således, at den får en konstant værdi af en sådan nøjagtig størrelse, som giver en konstant spalte i hele klemområdets længde. Som følge af forskydningen bøjes valsen, hvorved valsens overbombering udlignes.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er således ejendommelig ved, a) at mindst én af valserne i sin grundstilling på i og for sig kendt måde er bomberet svarende til maksimal belastning, b) at der foretages en måling af tykkelsen af det materiale, som bearbejdes eller er bearbejdet, på et eller flere steder i materialebanens tværretning og/eller af bøjningen eller belastningen af en eller flere af valserne, fortrinsvis de klemområdet begrænsende valser, og c) at stillingen af en eller flere forskydelige valser ændres i forhold til det fælles plan gennem valseakserne på grundlag af denne måling og på en sådan måde, at valsens eller valsernes akser forbliver parallelle med de naboliggende valsers aksler.

Indstillingen af kalanderen kan udføres manuelt, men særlig anvendelig 147649 4 har fremgangsmåden vist sig at være til automatisk regulering af ka-landeren, hvorved tværprofilen af den hane, som bearbejdes eller er bearbejdet, måles i banens midte og ved dens kant eller kanter under kalanderingsforløbet. Afviger tykkelsen ved kanterne fra tykkelsen ved midterdelen, ændres den eller de forskydelige valsers stilling således, at forskellene i tykkelsen fjernes. Denne regulering sker hensigtsmæssigt ved hjælp af f.eks. en datamaskine, som er programmeret under anvendelse af et styreskema, der er baseret på matematiske beregninger, og som giver valsens eller valsernes forskydningsindretninger ordre om parallelforskydning af valsen eller valserne i overensstemmelse med de opnåede måleresultater. En anden mulighed for informering af f.eks. en datamaskine til regulering af valsestillingen består i at afføle den eller de forskydelige valsers overfladeposition i midten og i enderne, dvs. måle bøjningens størrelse, og overføre resultatet til datamaskinen for beregning af den nødvendige forskydnings størrelse. Reguleringsimpulsen kan også tages fra indretninger, som måler størrelsen af valsetrykket.

Den eller de regulerbare valser kan forskydes enten retliniet eller i en bueformet bane, som følger den naboliggende valses kappeoverflade, men forskydningen bør altid ske sådan, at valsernes aksler bibeholder deres indbyrdes parallellitet. Når den forskydelige valse flyttes fra sin oprindelige stilling og længere bort fra den linie, som forbinder de naboliggende valseaksers midterlinie, forskydes disse to andre valser mod hinanden et stykke, der modsvarer det rum, som lades frit af den udad forskudte valse.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser en kalander med fire valser, fig. 2 og 3 er diagrammer til belysning af de kræfter, der optræder i den i fig. 1 viste kalander, og fig. 4-6 viser eksempler på yderligere kalandre med fem, seks henholdsvis otte valser.

Fig. 1 viser en kalander til fremstilling af plastfolier og omfattende fire valser 1, 2, 3 og 4. Plastmaterialet indføres i klemområdet mellem de to første valser 1 og 2, og den fremstillede folie ledes videre frem mellem valserne 2, 3 og 4 og breder sig over en del af valsernes kappeoverflade, samtidig med at dens tykkelse formindskes 5 147649 i klemområdet mellem disse valser, fra maskinen udtages folien som en bane 5. I den viste udførelsesform er enten valsen 3 eller valserne 3 og 4 således bomberede, dvs. svagt tøndeformede, at kalan-deren fremstiller en jævnt tyk foliebane under visse forud valgte, i praksis ved maksimal belastning forekommende forhold. Når et eller flere af disse forhold ændres, f.eks. sådan at belastningen på klemområdet mellem valserne 3 og 4 formindskes, forskydes valsen 3 i vandret retning, således at vinklen A ændres. Herved opnås en regulering af de kraftkomposanter, som påvirker lejerne og klemområderne mellem valserne, i forhold til hinanden, således at klemkomposanten holdes konstant og svarer til den størrelse, som valsernes bomberingsberegninger gik ud fra. Lejringen af valserne 2 og 4 eller eventuelt blot én af disse må være sådan, at den tillader en lodret forskydning af den eller disse valser. Forskydningen af valsen 3 kan også ske i en bueformet bane, f.eks. en bane som svarer til valsen 4's krumning. Forskydningen må altid ske således, at valsen 3's akse forbliver parallel med de øvrige valsers akser.

I fig. 2 er vist de kræfter, som påvirker klemområdet og valselejerne samt retningen og størrelsen af disse kræfter i en given stilling af valsen 3.

I fig. 3 er endvidere på basis af dette kraftdiagram beregnet den forskydning af valsen 3 i vandret retning, som skal give kompensation ved det halve af den maksimale belastning, dels i en sådan kalander, hvor sidste og næstsidste valse er lige tykke, og dels i en kalander, hvor den sidste valse 4's diameter er 550 mm, og diameteren af den næstsidste, forskydelige valse er 350 mm. I det sidste tilfælde er foruden vinkelforskydningen α også beregnet den vandrette forskydning S. Som -4 angivet ved relationen F = f(D ), er kraften F en funktion af den reciprokke værdi af diameteren D i fjerde potens.

p

Som det fremgår af fig. 2 og 3 er kraften 2F sin a den kraft, som virker i klemområdet mellem valserne 5 og 4 og forårsager en bøjning af den til siden forskudte valse 3 i retning bort fra klemområdet. Det er altså denne kraf tkompo.sant, som reguleres ved at forskyde valsen 3 således, at den forskudte valses 3 bøjning udad fra klemområdet kompenserer for valsens 3 eller 4 overbombering, der skyldes formindsket belastning af kalanderen.

147649 6

Selv om det viste eksempel går på en sådan kalander, hvor kun én af valserne er forskydelig i vandret retning, er det også muligt at tilpasse metoden således, at to eller flere af kalandervalserne reguleres på den foreslåede måde. Ved at opdele reguleringen på flere valser, kan de enkelte grænser for de respektive forskydninger holdes relativt snævre, men trods dette er det muligt at opnå en total regulering, som dækker et ret omfattende reguleringsområde, og da det ved kalandrer er tale om et enhedssystem af valser under fælles belastning, ér det klart, at en opnået forandring af bøjningen af én af valserne også resulterer i en ændring af bøjningen af systemets øvrige valser.

En yderligere udførelsesform for opfindelsen er vist i figurerne 4-6.

I denne udførelsesform forskydes parvis to på samme niveau indrettede valser i kalanderen til siden, og disse valser kan befinde sig i en af enderne af kalanderen eller eventuelt i hver deres ende af kalanderen. Også i denne udførelsesform er enten valsen 3 eller valserne 4', 4'1 eller samtlige valser 3, 4', 4'' eller i udførelsesformen ifølge figur 6, de tilsvarende i kalanderens ene ende anbragte valser bomberede. Bomberingen er sådan, at den i banens tværretning giver en konstant spalte i det mindste i det sidste klemområde set i materialebanens bevægelsesretning (f.eks. mellem valserne 2 og 3) ved den i praksis forekommende maksimalbelastning.

Såfremt belastningen i kalanderen af en eller anden grund skal mindskes, f.eks. fordi folien, som skal fremstilles, er af hidtidig tykkelse,men blødere, vil valserne 4', 4'' og med disse valsen 3 uden regulering ikke bøje sig svarende til maksimalbelastningen, hvorved valsen 3 vil være overbomberet, dvs. for tyk på midten, hvilket bar til følge, at folien under bearbejdningen i klemområdet 3-2 bliver tyndere på midten end ved kanterne. Herved går man ifølge opfindelsen således frem, at valserne 4', 4'1 forskydes bort fra hinanden i vandret plan, hvilket giver plads for valsen 3 til at bøje sig nedad, hvorved klemområdet mellem valserne 3 og 2 kan åbne sig på midten, når valsen 3 svarende til overbomberingen bøjer sig kontrolleret nedad.

Et tilsvarende reguleringssystem kan naturligvis indrettes i hver af kalanderens ender, og antallet af de mellemliggende valser i systemet kan varieres vilkårligt.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er her beskrevet i forbindelse med plastindustrien, men den lige så godt anvendes bl.a. i papirindustrien og i metalindustrien, hvor der f.eks. er tale om fremstilling af aluminiumsbaner med uforandret tykkelse i den fulde banebredde.