EP3108058B1

EP3108058B1 - Schnellwechselkalander

Info

Publication number: EP3108058B1
Application number: EP15705598.9A
Authority: EP
Inventors: Andre Hünnekens
Original assignee: Andritz Kuesters GmbH
Current assignee: Andritz Kuesters GmbH
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2015-02-18
Publication date: 2018-08-29
Anticipated expiration: 2035-02-18
Also published as: EP3108058A1; WO2015124599A1; CN106029979A; DE102014102167A1; CN106029979B

Description

Die Erfindung betrifft einen Schnellwechselkalander, insbesondere zur Behandlung von Vlies-, Textil-, Kunststoff- oder Papierwarenbahnen.
Bei Kalandern, insbesondere solchen zur Behandlung von Vlies-, Textil-, Kunststoff- oder Papierwarenbahnen besteht häufig die Notwendigkeit, eine der beiden Walzen auszutauschen.
Es sind bereits Schnellwechselkalander bekannt. Beispielsweise zeigt die DE 34 22 091 C2 einen Kalander, bei dem die obere Walze relativ schnell gewechselt werden kann. Bei diesem Kalander ist es möglich, eine neue Prägewalze auf einer Seite eines Aufnahmeraumes einzuhängen, die alte Walze zu lösen und auf den der neuen Walze gegenüberliegenden freien Teil des mit Laufschienen ausgebildeten Aufnahmerahmens zu schieben. Danach kann die neue Prägewalze in die freigewordene Arbeitsposition verschoben und wieder arretiert werden.
Ein Austausch einer Walze ist oft aufwändig. Zahlreiche manuelle Arbeiten sind notwendig. Erwähnt seien der Antrieb, die Lagerschmierung, ggf. die Heizung und die Abstützung der Walze. Ist die Walze beheizt, so muss die auszutauschende Walze zunächst zeitaufwändig abgekühlt und die neue Walze vor Produktionsbeginn aufgeheizt werden. Lange Anlagenstillstands- und Produktionsausfallzeiten können die Folge sein.
Aus der DE 198 56 517 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Walzenaustausch bei einem Kalander bekannt. Mittels einer Wechselvorrichtung, die je eine Aufnahmevorrichtung für eine erste und eine zweite Walze umfasst, wird eine zweite, in der jeweiligen Aufnahmevorrichtung befindliche Walze in die Nähe der Arbeitsposition einer in einem Kalandergestell befindlichen ersten Walze verlagert. Die erste Walze wird nach öffnen des Walzenspalts aus ihrer Arbeitsposition herausverlagert und von der jeweiligen Aufnahmevorrichtung der Wechselvorrichtung aus ihrer Lagerung am Kalandergestell entnommen. Anschließend werden mit Hilfe der Wechselvorrichtung die Positionen der ersten und zweiten Walzen vertauscht und die zweite Walze der Lagerung am Kalandergestell zugeführt.
Nachteilig sind die bei einem derartigen Walzenwechsel auftretenden, nicht unerheblichen Stillstandszeiten des Kalanders sowie der mit der Bereitstellung der Wechselvorrichtung verbundene, konstruktive Aufwand.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, einen Schnellwechselkalander zu schaffen, der kostengünstig zu fertigen ist und ein schnelles Austauschen mindestens einer Walze ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch den in Anspruch 1 wiedergegebenen Schnellwechselkalander gelöst.
Der erfindungsgemäße Schnellwechselkalander eignet sich insbesondere zur Behandlung von Vlies-, Textil-, Kunststoff- oder Papierwarenbahnen. Er weist mindestens einen Walzenspalt auf, der bevorzugt durch zwei Walzen gebildeten ist.
Der Schnellwechselkalander umfasst mindestens ein verfahrbares Magazin, in dem eine Walze zusammen mit mindestens einer Alternativwalze angeordnet ist.
Anstelle des Begriffs "Schnellwechselkalander" wird im Rahmen dieser Druckschrift auch der Begriff "Kalander" verwendet.
Zumindest eine Walze ist also zusammen mit mindestens einer Alternativwalze in einem verfahrbaren Magazin angeordnet. Der Kalander weist also insgesamt mindestens drei Walzen auf. Es ist denkbar, dass der Kalander mehr als einen Walzenspalt aufweist, bevorzugt weist er jedoch genau einen Walzenspalt auf. Grundsätzlich ist denkbar, dass der Kalander zwei oder mehr verfahrbare Magazine aufweist. Bevorzugt weist der Kalander genau ein verfahrbares Magazin auf.
Das Magazin ist insbesondere derart verfahrbar, dass sich hierbei sein Schwerpunkt verlagert.
Bei der Walze, die zusammen mit mindestens einer Alternativwalze in einem verfahrbaren Magazin angeordnet ist, handelt es sich um eine an dem Walzenspalt beteiligte Walze und ganz besonders bevorzugt um eine von zwei
den Walzenspalt bildenden Walzen. Bevorzugt ist also zumindest eine der beiden den Walzenspalt bildenden Walzen des Kalanders zusammen mit mindestens einer Alternativwalze in einem verfahrbaren Magazin angeordnet.
Jede Walze, die zusammen mit mindestens einer Alternativwalze in dem verfahrbar Magazin angeordnet ist, gibt die auf sie wirkende Kraft bevorzugt auf ihre Lager weiter.
Die in dem Magazin angeordneten Walzen werden im Rahmen dieser Druckschrift auch als Magazinwalzen bezeichnet. Die Magazinwalzen wirken bevorzugt nicht mit Stützwalzen zusammen. Es hat sich gezeigt, dass diese entbehrlich sind. Der Kalander weist bevorzugt keine Stützwalzen auf.
Bevorzugt wirkt auf das Magazin die Kraft, die auf die an dem Walzenspalt beteiligte Magazinwalze wirkt.
Mit dem Begriff "Alternativwalze" wird im Rahmen dieser Druckschrift insbesondere eine Walze bezeichnet, die gegenwärtig keinen Walzenspalt begrenzt, der eine Warenbahn bearbeitet, also nicht in einer Arbeitsposition, sondern in einer Parkposition ist.
Bevorzugt ist das Magazin ausschließlich in genau eine Richtung verfahrbar, vorzugsweise hin und her.
Das Magazin ist bevorzugt in eine Richtung verfahrbar, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Druckrichtung der Walzen des Walzenspalts verläuft.
Das Magazin ist weiter bevorzugt in eine Richtung verfahrbar, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Wirkebene der Walzen des Walzenspalts verläuft. Mit dem Begriff "Wirkebene" wird im Rahmen dieser Druckschrift insbesondere die durch die beiden Achsen der den Walzenspalt bildenden Walzen verlaufende Ebene bezeichnet.
Bevorzugt sind die Walzen in dem Magazin zueinander unbeweglich (mit Ausnahme der Rotation um die eigene Achse) angeordnet. Bevorzugt findet (mit Ausnahme der Rotation um die eigene Achse) keine Bewegung der in dem Magazin angeordneten Walzen zu dem Magazin statt.
Bevorzugt erfolgt durch das Verfahren des Magazins ein Walzenwechsel. Durch das Verfahren des Magazins ist bevorzugt gleichzeitig die ehemalige Arbeitswalze des Magazins in eine Parkposition verlagerbar und eine ehemalige Alternativwalze des Magazins in die Arbeitsposition verlagerbar.
Bevorzugt ist durch das Verfahren des Magazins die neue Arbeitswalze des Magazins direkt in ihre Arbeitsposition verfahrbar, ein zusätzliches Ablassen oder dergleichen ist also bevorzugt entbehrlich.
Das Magazin ist vorzugsweise in sich steif, also nicht etwa gelenkig oder sonst verformbar ausgeführt.
Mit Vorteil ist mindestens eine der in dem Magazin befindlichen Walzen angetrieben, vorzugsweise ölumlaufgeschmiert und ganz besonders bevorzugt beheizt. Mit dem Begriff "ölumlaufgeschmiert" ist insbesondere gemeint, dass die Walze Drehlager aufweist, die mittels eines Schmiermittelkreislaufs geschmiert sind.
Bevorzugt weist das Magazin eine gestreckte Form auf, ist also gerade oder lediglich geringförmig gekrümmt. In einer anderen Ausführungsform weist das Magazin eine erhebliche Krümmung auf.
Mit Vorteil ist die in Arbeitsposition befindliche Walze des Magazins von oben frei zugänglich.
Vorzugsweise erstreckt sich das Magazin nicht über die in Arbeitsposition befindliche Walze des Magazins.
Mit Vorteil ist das Magazin ohne manuelles Eingreifen verfahrbar.
Vorzugsweise ist das Magazin ohne Veränderung der Warenbahnführung verfahrbar.
In einer Ausführungsform sind in dem Magazin zwei Walzen enthalten, in einer anderen Ausführungsform drei Walzen oder eine größere Anzahl von Walzen. Die Achsen der im Magazin befindlichen Walzen verlaufen bevorzugt parallel zueinander.
Die Richtung, in die das Magazin verfahrbar ist, verläuft bevorzugt senkrecht zu der Achse der Walze, die in dem Magazin angeordnet ist und bevorzugt zusammen mit einer Gegenwalze, den Walzenspalt bildet. Die Richtung, in die das Magazin verfahrbar ist, liegt also bevorzugt in der senkrecht zu der Achse dieser Walze liegenden Ebene. Da die Warenbahn üblicherweise ebenfalls senkrecht zur Achse der den Walzenspalt bildenden Walze verläuft, kann auf diese Weise ein seitlich der Warenbahn wenig Platz beanspruchender Kalander geschaffen werden.
In einer Ausführungsform ist das Magazin translatorisch verfahrbar. Alle Punkte des Magazins bewegen sich bei einem Verfahren also in die gleiche Richtung. Das Magazin erstreckt sich in dieser Ausführungsform bevorzugt im Wesentlichen in einer Ebene, ist also flach.
In einer Ausführungsform ist das Magazin linear verfahrbar, also entlang einer Geraden.
Alle Achsen der im Magazin befindlichen Walzen können in derselben Ebene angeordnet sein.
Die Richtung, in die das Magazin verfahrbar ist, kann in Zuführungswarenbahnlaufrichtung verlaufen. Mit dem Begriff "Zuführungswarenbahnlaufrichtung" ist insbesondere die Richtung gemeint, in der die Warenbahn im Bereich der Zuführung zu dem Walzenspalt verläuft. Die Zuführungswarenbahnlaufrichtung verläuft bevorzugt horizontal.
In einer Ausführungsform ist die Richtung, in die das Magazin verfahrbar ist, zur Zuführungswarenbahnlaufrichtung um einen Neigungswinkel geneigt. Dieser Neigungswinkel kann zwischen 50° und 1° liegen, vorzugsweise zwischen 30° und 2°, weiter bevorzugt zwischen 10° und 3° und besonders bevorzugt 5° betragen. Hierdurch kann beispielsweise Raum für die Zuführung der Warenbahn zum Walzenspalt geschaffen sein. Denkbar ist es, hierzu bei horizontaler Zuführung den gesamten übrigen Kalander zu neigen oder die Zuführung nicht-horizontal vorzusehen, bei senkrechter Druckrichtung oder Wirkebene der Walzen
Die in dem Magazin angeordneten Walzen sind bevorzugt beheizbar. Sie verfügen mit Vorteil über eine Lagerschmierung ohne berührende Dichtung, bevorzugt mit einer Labyrinthdichtung. Weiter bevorzugt verfügen sie über eine Lagerschmiereinrichtung, etwa einen Schmiermittelkreislauf, mit drucklosem, nur der Schwerkraft folgendem Schmiermittelablauf und die Lagerschmiermitteleinrichtung ist bevorzugt mit dem Magazin mitführbar.
In einer Ausführungsform ist das Magazin entlang eines Kreisbogens verfahrbar, führt also eine Rotationsbewegung durch, deren Achse bevorzugt parallel zu den Achsen der Magazinwalzen verläuft. Auf diese Weise kann auch auf der Auslaufseite zusätzlicher Raum für die Warenbahnführung bereitgestellt sein. Hier können im Falle beheizter Kalanderwalzen Kühlwalzen zur Kühlung der Ware vorgesehen sein, die mit Vorteil einen geringen Abstand zum Walzenspalt haben. Das Magazin ist in dieser Ausführungsform vorzugsweise selbst in Form eines Kreisbogens ausgeführt. Es ist dann bevorzugt also nicht flach, sondern vorzugsweise gekrümmt. Und die Drehachsen der Magazinwalzen sind bevorzugt auf einem gedachten Kreisbogen angeordnet.
Mit Vorteil erstreckt sich das Magazin in dieser Ausführungsform über weniger als etwa 120 Grad. Die Winkelstellung der Lagerkörper der in dem Magazin angeordneten Walzen unterscheidet sich dann bevorzugt um weniger als etwa 120 Grad. Mit dem Winkel, über den sich das Magazin erstreckt, also dem Magazinerstreckungswinkel, ist im Rahmen dieser Druckschrift insbesondere der Winkel bezeichnet, um den sich die Winkelstellungen der Lagerkörper der Magazinwalzen bei ruhendem Magazin maximal unterscheiden.
Mit anderen Worten ausgedrückt ist mit dem Magazinerstreckungswinkel im Rahmen dieser Druckschrift insbesondere der Winkel bezeichnet, der durch den gedachten Kreisbogen definiert ist, auf dem die Drehachsen der Magazinwalzen angeordnet sind, der durch die Drehachsen der beiden äußeren Magazinwalzen - in der Ausführungsform, in der lediglich zwei Magazinwalzen vorgesehen sind, durch deren Drehachsen - begrenzt ist.
Bevorzugt sind genau zwei oder genau drei oder genau vier Magazinwalzen vorgesehen, wobei auch eine größere Anzahl an Magazinwalzen denkbar ist.
In der Ausführungsform mit genau zwei Magazinwalzen entspricht der Magazinerstreckungswinkel bevorzugt dem Lagerkörper-Winkelstellungsunterschied dieser Magazinwalzen.
In der Ausführungsform mit mehr als zwei Magazinwalzen setzt sich der Magazinerstreckungswinkel bevorzugt aus der Summe der Lagerkörper-Winkelstellungsunterschiede der benachbarten Magazinwalzen zusammen. In der Ausführungsform mit genau drei Magazinwalzen setzt sich der Magazinerstreckungswinkel bevorzugt also aus den beiden Lagerkörper-Winkelstellungsunterschieden der benachbarten Magazinwalzen zusammen usw.
Bevorzugt liegt der Lagerkörper-Winkelstellungsunterschied zweier benachbarter Magazinwalzen zwischen 1° und 60°, vorzugsweise zwischen 10° und 40° und besonders bevorzugt zwischen 20° und 30°.
Mit dem Begriff "Lagerkörper-Winkelstellungsunterschied zweier benachbarter Walzen" ist im Rahmen dieser Druckschrift insbesondere der Winkel bezeichnet, der durch den gedachten Kreisbogen definiert ist, auf dem die Drehachsen der Magazinwalzen angeordnet sind, der durch die Drehachsen zweier benachbarter Magazinwalzen begrenzt ist.
In einer Ausführungsform ist das Magazin nur genau so weit verfahrbar, dass alle Magazinwalzen in Arbeitsposition bringbar sind. Der Magazinverfahrwinkel entspricht in dieser Ausführungsform also dem Magazinerstreckungswinkel.
In der Ausführungsform, bei der sich das Magazin über weniger als 120 Grad erstreckt und bei der der Magazinverfahrwinkel dem Magazinerstreckungswinkel entspricht, werden daher die Lagerkörper der in diesem Magazin angeordneten Walzen bei einem Verfahren des Magazins vorzugsweise um weniger als etwa 120 Grad verdreht. Dies ist insbesondere bei einer Ausführungsform, bei der die in dem Magazin angeordneten Walzen eine Lagerschmierung ohne berührende Dichtungen aufweisen und einem drucklosen und nur der Schwerkraft folgenden Ölablauf, ein großer Vorteil. Denn eine derartige Lagerschmierung ist bei einer höchstens so geringen Neigung der Lagergehäuse weiterhin möglich.
Wenn der Magazinverfahrwinkel, wie in einer Ausführungsform, dem Magazinerstreckungswinkel entspricht, dann liegt der Gegenwalze stets eine Magazinwalze oder das Magazin selbst gegenüber. Hieraus können sich Schwierigkeiten bei dem Freilegen dieser Walze, zu deren Ein- und Ausbau, ergeben.
In einer Ausführungsform ist der Magazinverfahrwinkel größer, als der Magazinerstreckungswinkel. Hierdurch kann die Freilegbarkeit der Gegenwalze erleichtert sein. Denn die Gegenwalze kann beispielsweise nach Verfahren des Magazins in eine Extremstellung freigelegt und im Bedarfsfalle dem Walzenständer entnommen werden. In einer Ausführungsform ist der Magazinverfahrwinkel um den Lagerkörper-Winkelstellungsunterschied zweier benachbarter Magazinwalzen größer, als der Magazinerstreckungswinkel. Hierdurch kann sich eine besonders gute Freilegbarkeit der Gegenwalze ergeben.
In einer Ausführungsform erstreckt sich der Bereich des Kalanders, über den Magazinwalzen positioniert sein können, über weniger als 120 Grad oder weniger als 180 Grad. Dieser Bereich setzt sich bevorzugt aus dem Magazinverfahrwinkel und dem Magazinerstreckungswinkel zusammen.
In einer Ausführungsform erstreckt sich der Bereich des Kalenders, über den Magazinwalzen positioniert sein können, über etwa 175 Grad.
Das Magazin ist bevorzugt mittels einer Führung - bevorzugt einer Gleitführung - verfahrbar gelagert. Die Führung erstreckt sich bevorzugt über den Bereich des Kalenders, über den Magazinwalzen positioniert sein können. Die Führung erstreckt sich bevorzugt über weniger als 120 Grad oder weniger als 180 Grad oder weniger als 220 Grad.
In einer Ausführungsform verläuft die Wirkebene senkrecht zur Zuführwarenbahnlaufrichtung.
In einer Ausführungsform ist die Rotationsachse des Magazins um einen Abstand versetzt zu der Wirkebene, vorzugsweise in Richtung der Warenlaufrichtung, angeordnet. Auf diese Weise ergibt sich mit Vorteil eine - insbesondere zur Zuführwarenbahnlaufrichtung - um einen Neigungswinkel geneigte Tangente der Verfahrrichtung des Magazins in der Arbeitsposition bzw. im Walzenspalt. Dieser Neigungswinkel kann zwischen 50° und 1°, vorzugsweise zwischen 30° und 2°, weiter bevorzugt zwischen 10° und 3° liegen und ganz besonders bevorzugt etwa 5° betragen.
Dieser Neigungswinkel kann auch dadurch erzielt sein, dass die Wirkebene nicht senkrecht zur Zuführwarenbahnlaufrichtung ausgebildet ist, sondern zu dieser entsprechend geneigt ist.
Die Lagerschmiereinrichtung ist in einer Ausführungsform mit dem Magazin mitführbar, also am Magazin angeordnet oder auf sonstige Weise mit dem Magazin mit verfahrbar.
Die Lagerschmiereinrichtung umfasst in einer Ausführungsform eine Schmierölversorgungseinheit und bevorzugt Schmierölleitungen. Die Lagerschmiereinrichtung umfasst besonders bevorzugt Schmierölrücklaufleitungen mit Schwerkraftförderung, also mit Gefälle. In einer Ausführungsform sind die Schmierölleitungen starr ausgeführt, umfassen also insbesondere keine flexiblen Schläuche, wie etwa Faltenbalgschläuche. Bevorzugt sind auch keine Drehgelenke zur Verbindung der Lagerkörper mit den Schmierölleitungen oder zur Verbindung von Schmierölleitungen mit der Schmierölversorgungseinheit oder zur Verbindung von Schmierölleitungen miteinander vorgesehen. Dies kann den Herstellungsaufwand senken und die Zuverlässigkeit steigern.
In einer Ausführungsform weist jedes Walzenlager einer Magazinwalze zwei Lagerdeckel auf. Mit Vorteil sind pro Lagerdeckel zwei Abläufe vorgesehen, wobei der Ölablauf mit Vorteil dennoch der Schwerkraft folgend ausgeführt ist.
Mit Vorteil umfasst der Kalender einen Walzenständer. Das Magazin ist bevorzugt an dem Walzenständer gelagert.
Das Magazin ist, wie bereits erwähnt, bevorzugt mittels einer Führung - bevorzugt einer Gleitführung - verfahrbar gelagert. Auf diese Weise kann der Kalander einfach und kostengünstig zu fertigen sein. Es hat sich gezeigt, dass mit einer derartigen Gleitführung zur Aufnahme des Magazins die an den Lagern der in dem Magazin angeordneten Walzen angreifenden Kräfte zuverlässig in den Walzenständer übertragbar sind. Denn es können vergleichsweise hohe Flächenpressungen akzeptiert werden, da zum Zeitpunkt des Verschiebens der Walzenspalt bevorzugt geöffnet ist und aus diesem Grund dann nur die wesentlich geringeren, aus dem Eigengewicht der in dem Magazin angeordneten Walzen resultierenden Kräfte wirken. Die Gleitführung umfasst bevorzugt eine Schiene. Bevorzugt umfasst der Schnellwechselkalander an beiden Seiten genau eine Gleitführung mit genau einer Schiene. Beide Schienen sind bevorzugt zumindest nahezu über ihre gesamte Länge von dem Walzenständer des Kalanders unterstützt, so dass sie nicht oder kaum biegebelastet sind und platzsparend gestaltet sein können.
Das Magazin kann zwei jeweils seitlich des Kalanders angeordnete Träger umfassen, an deren Oberseite die Lagerkörper der Walzen des Magazins angeordnet sein können und an deren Unterseite Führungsmittel vorgesehen sein können, etwa ein eine Schiene umgreifender Bereich. Die Träger können von der Seite betrachtet deckungsgleich sein. Mit Vorteil sind beide Träger zumindest nahezu über ihre gesamte Länge von dem Walzenständer oder einer etwaigen Schiene des Walzenständers unterstützt, werden also nicht oder kaum biegebelastet. Auf diese Weise können sie kompakt und platzsparend ausgeführt sein. Es ist denkbar, dass die Träger endseitig mit einer Traverse verbunden sind, das Magazin also rahmenförmig ist.
Mit Vorteil ist zumindest eine der beiden den Walzenspalt bildenden Walzen (bevorzugt eine nicht in dem Magazin angeordnete Walze) eine achsgestützte, vorzugsweise durchbiegesteuerbare Walze, etwa eine so genannte schwimmende Walze. Neben den Vorteilen der Durchbiegungssteuerbarkeit ist hierdurch eine Voraussetzung dafür geschaffen, dass der Bauraum, der dem Magazin und der Führung zur Verfügung steht, vergrößert ist, verglichen mit einer Anordnung, bei der beide den Walzenspalt bildenden Walzen konventionelle Walzen sind. Die Achse der durchbiegungssteuerbaren Walze hat bevorzugt einen geringeren Durchmesser, als das Lager einer entsprechenden konventionellen Walze. Das Lager einer konventionellen Walze befindet sich üblicherweise in der gleichen Ebene, wie der Walzenständer und das Lager der Gegenwalze. Das Lager der durchbiegesteuerbaren Walze ist bevorzugt versetzt zu der Ebene des Walzenständers angeordnet. Es kann ein Antrieb vorgesehen sein, zum Antreiben der schwimmenden Walze. Dieser Antrieb kann einen Hülltrieb umfassen.
Es hat sich gezeigt, dass das Magazin und seine Führung an dem Walzenständer sehr platzsparend ausführbar ist. Gerade bei einem bevorzugten Wirken der in dem Magazin angeordnete Walze gegen eine achsgestützte, durchbiegesteuerbare Walze, ist der Bauraum zwischen den Lagerkörpern daher ausreichend. Eine kostenintensive Vergrößerung der Walzendurchmesser, verglichen mit einem entsprechenden Kalander ohne Magazin, ist daher nicht erforderlich.
Die Verfahrbarkeit des Magazins erfolgt bevorzugt motorisch, etwa mit Hilfe von Druckmittelzylindern, Rotationsmotoren (etwa mit Zahnstangen kombiniert) oder dergleichem.
Mit Vorteil sind die in dem Magazin angeordneten Walzen elektrisch beheizbar. Die Energie hierfür wird ganz besonders bevorzugt über eine Energiekette an das Magazin übertragen. Vorzugsweise ist also nicht jede Walze separat mit einer Energiekette versehen, sondern es ist bevorzugt genau eine Energiekette zu dem Magazin vorgesehen. Mit Vorteil ist an dem Magazin eine Energieverteilung vorgesehen, die diese Energie zu den einzelnen, in dem Magazin angeordneten Walzen leitet.
In einer Ausführungsform sind die in dem Magazin angeordneten Walzen mittels eines Wärmeträgermediums beheizbar. In dieser Ausführungsform ist bevorzugt genau ein Wärmeträgermediumvorlauf und weiter bevorzugt auch genau ein Wärmeträgermediumrücklauf eines Wärmeträgerkreislaufs mit dem Magazin verbunden. Die Verbindung ist mit Vorteil über Drehgelenke und/oder geeignete Schläuche, etwa Faltenbalgschläuche realisiert. Vorzugsweise ist eine Verteilungseinrichtung vorgesehen, die das Wärmeträgermedium von dem Magazin zu den einzelnen, in dem Magazin angeordneten Walzen hin- und bevorzugt zurückleitet. Bevorzugt ist der Hauptstrom des Wärmeträgermediums durch die in dem Magazin angeordnete Arbeitswalze führbar, also die Walze in dem Magazin, die zusammen mit einer Gegenwalze den Walzenspalt bildet. Weiter bevorzugt ist von diesem Hauptstrom ein Nebenstrom abzweigbar, der durch eine oder mehrere Alternativwalzen des Magazins leitbar ist. Auf diese Weise kann die mindestens eine Alternativwalze schonend aufheizbar sein. Die Aufteilung des Wärmeträgermedienstroms erfolgt bevorzugt mittels Ventilen, die weiter bevorzugt an dem Magazin angeordnet sind. Vorzugsweise weisen im Magazin angeordnete Walzen einen Antrieb auf. Bevorzugt weisen alle in dem Magazin angeordneten Walzen einen Antrieb, vorzugsweise einen eigenen Antrieb, auf. Die Walzen des Magazins sind daher bevorzugt auch in einer Parkposition mittels dieser Antriebe antreibbar. Dies ist schon deshalb vorteilhaft, weil dann die in dem Magazin angeordneten, sich in Parkposition befindlichen Walzen hoch - insbesondere über 80° C - aufheizbar sind, ohne dass hierdurch Verformungen dieser Walzen zu befürchten sind. Mit Vorteil sind die Walzenantriebe der in dem Magazin angeordneten Walzen mit dem Magazin verfahrbar.
Mit Vorteil ist für mindestens eine der im Magazin angeordneten Walzen eine Wärmeisolationshaube vorgesehen. Es können mehrere Wärmeisolationshauben, etwa für jede beheizte Walze genau eine, vorgesehen sein. Ganz besonders bevorzugt ist jedoch für alle in dem Magazin angeordneten Walzen genau eine Wärmeisolationshaube vorgesehen, die weiter bevorzugt über der in Arbeitsposition angeordneten Walze der im Magazin angeordneten Walzen vorgesehen ist. Die Wärmeisolationshaube ist bevorzugt während des Verfahrens des Magazins anhebbar. In einer Ausführungsform sind beide den Walzenspalt bildenden Walzen mit einer Wärmeisolationshaube versehen.
In einer Ausführungsform unterscheiden sich die in dem Magazin angeordneten Walzen hinsichtlich der Oberflächenqualität (etwa Gravur und/oder Belag und/oder Härte). Auf diese Weise kann durch ein Verfahren des Magazins ein Austausch der Oberflächenqualität erfolgen.
In einer Ausführungsform, insbesondere bei einem Schnellwechselkalander zum thermischen Verfestigen von Vliesstoffen, ist zumindest eine der im Magazin angeordneten Walzen graviert und wirkt bevorzugt mit einer glatten Gegenwalze zusammen. Zumindest die gravierte Walze ist bevorzugt beheizt. Die in dem Magazin angeordneten Walzen unterscheiden sich bevorzugt hinsichtlich ihrer Gravur. Auf diese Weise kann durch ein Verfahren des Magazins die Gravurwalze ausgetauscht werden, um verschiedene Produkte hinsichtlich Optik und/oder Haptik und/oder Festigkeit zu erzeugen.
In einer anderen Ausführungsform, insbesondere bei einem Schnellwechselkalander zum Kalandrieren von Papier oder Textilien, weist mindestens eine der im Magazin angeordneten Walzen einen Belag auf. In dieser Ausführungsform kann die Gegenwalze eine beheizte glatte oder gravierte Walze sein. Bevorzugt unterscheiden sich die in dem Magazin angeordneten Walzen hinsichtlich ihrer Belagsart und/oder Belagshärte. Auf diese Weise kann durch ein Verfahren des Magazins eine andere Belagsart und/oder Belagshärte zum Einsatz gebracht werden. Durch das Verfahren des Magazins kann auch der Belag der sich jetzt in der Parkposition befindlichen ehemaligen Arbeitswalze nachgeschliffen werden, was besonders vorteilhaft ist, da Verschleiß besonders an dem weicheren Belag stattfindet.
In der Ausführungsform, in der zumindest eine der im Magazin angeordneten Walzen beheizt ist, sind die im Magazin angeordneten Walzen bevorzugt auf unterschiedliche Temperaturen aufheizbar und/oder abkühlbar. Auf diese Weise kann durch ein Verfahren des Magazins eine schnelle Temperaturänderung der Walzenoberfläche zumindest einer der den Walzenspalt bildenden Walzen herbeigeführt werden. Dies ist insbesondere deshalb besonders vorteilhaft, da ein Aufheizen oder ein Abkühlen einer Walze zur Vermeidung von Temperaturspannungen im Walzenmaterial meist nur mit 1 bis 3 K/min möglich ist. Durch das Verfahren des Magazins kann daher eine schnellere Temperaturänderung zumindest einer der Walzen im Walzenspalt herbeigeführt werden, als dies durch Aufheizen oder Abkühlen einer der beiden den Walzenspalt bildenden Walzen möglich wäre.
Mit Vorteil ist das Magazin während der laufenden Produktion verfahrbar.
Die Erfindung betrifft auch eine Produktionsstätte mit erfindungsgemäßem Schnellwechselkalender. Mit Vorteil sind Mittel vorgesehen, um die in Parkposition befindliche Walze oder die in Parkposition befindlichen Walzen austauschen zu können, bevorzugt während der laufenden Produktion. Die nicht im Einsatz befindlichen Walzen können dann ohne Produktionsunterbrechung ausgetauscht werden, zur Nacharbeit (z. B. schleifen oder neu gravieren) oder um weitere Oberflächenqualitäten zum Einsatz zu bringen.
Die Erfindung wird nun anhand mehrerer in den Zeichnungen gezeigter Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schnellwechselkalanders mit linearem Magazin und genau einer Alternativwalze;
Fig. 2: eine Seitendarstellung eines erfindungsgemäßen Kalanders wie in Fig. 1, jedoch mit zwei Alternativwalzen;
Fig. 3: eine Seitendarstellung eines Kalanders wie in Fig. 1, jedoch geneigt;
Fig. 3a: eine Seitendarstellung eines Kalanders wie in Fig. 3, jedoch nicht geneigt, mit geneigter Zuführung;
Fig. 4: eine Seitendarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kalanders mit entlang einem Kreisbogen verfahrbaren Magazin;
Fig. 5: eine Seitendarstellung eines Kalanders wie in Fig. 2, jedoch mit Wärmeisolationshaube;
Fig. 6: einen Ausschnitt eines Querschnitts entlang der Linien VI - VI in Fig. 1;
Fig. 7: eine Seitendarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kalanders mit entlang einem Kreisbogen verfahrbaren Magazin;
Fig. 8: eine Seitendarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Kalanders mit entlang einem Kreisbogen verfahrbaren Magazin.

Der als Ganzes mit 100 bezeichnete Kalander weist in allen gezeigten Ausführungsbeispielen einen Walzenständer 11 und eine an diesem mittels eines Zylinders 10 gelagerte untere Gegenwalze 2 auf. Der Kalander weist zudem in allen gezeigten Ausführungsbeispielen mindestens zwei in einem Magazin 6 angeordnete Walzen 1, 4, 5, 5a auf, von denen eine in einer Arbeitsposition angeordnet ist, also zusammen mit der Gegenwalze 2 einen Walzenspalt 3 bildet.
Mit Hilfe des Zylinders 10, der bevorzugt beidseitig vorhanden ist, kann die Gegenwalze 2 gegen die sich in Arbeitsposition befindliche Walze 1 der sich im Magazin befindlichen Walzen gedrückt werden.
Der Doppelpfeil V symbolisiert in den Figuren 1 bis 5 die Richtung, in die das Magazin hin und her verfahrbar ist. Das Magazin 6 ist in allen gezeigten Ausführungsbeispielen so weit erfahrbar, dass in einer Endstellung des Magazins 6 die Gegenwalze 2 zugänglich und entnehmbar ist.
Das Magazin 6 ist in den in den Fig. 1, 2, 3, 3a, und 5 gezeigten Ausführungsbeispielen senkrecht zur Druckrichtung D der den Walzenspalt bildenden Walzen 1, 2 und zur Wirkebene W verfahrbar.
Die Verfahrrichtung V ist in diesen Ausführungsbeispielen auch stets senkrecht zur Achsrichtung A der den Walzenspalt bildenden Walze 1 des Magazins ausgerichtet.
Die in dem Magazin 6 angeordneten Walzen sind bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen, mit Ausnahme einer Rotation um ihre Achsen, zueinander unbeweglich. Alle in dem Magazin angeordneten Walzen sind daher nur gleichzeitig verschiebbar.
In den in den Figuren 1, 3, 3a und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen ist neben der den Walzenspalt bildenden Walze 1 des Magazins 6 lediglich genau eine weitere Alternativwalze 4 vorgesehen. Die Anzahl der Alternativwalzen ist jedoch beliebig erweiterbar. Beispielsweise zeigen die in den Figuren 2 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiele zwei Alternativwalzen 4, 5. In den in Fig. 7 und Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispielen sind drei Alternativwalzen 4, 5, 5a, also insgesamt genau vier Magazinwalzen vorgesehen.
In den in den Figuren 1, 2, 3, 3a, 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispielen ist das Magazin 6 linear verfahrbar. In den in Fig. 4, 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispielen ist das Magazin 6 entlang eines Kreisbogens B verfahrbar.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Kalander leicht geneigt ist, etwa um zusätzlichen Raum für die Zuführung 7 der Warenbahn 15 zu schaffen. Wenn eine nicht-horizontale Zuführwarenbahnlaufrichtung Z zulässig ist, ist es grundsätzlich auch denkbar, nicht den gesamten Kalander, sondern lediglich die Zuführung zu neigen (Fig. 3a).
In allen gezeigten Ausführungsbeispielen ist eine Gleitführung zwischen dem Magazin 6 und dem Walzenständer 11 vorgesehen, wie sie in Fig. 6 näher gezeigt ist: Der Walzenständer 11 weist eine Schiene 14 auf, die zusammen mit einem die Schiene umgreifenden Bereich des Magazins 6 die Gleitführung 8 bildet. Der Walzenspalt 3 ist - etwa vor einem Verfahren des Magazins 6 - mittels des Zylinders 10, der auf die Gegenwalze 2 wirkt, zu öffnen. Zum Zeitpunkt des Verfahrens des Magazins wirken daher nur die verglichen mit den Kräften bei geschlossenem Walzenspalt wesentlich geringeren, aus dem Eigengewicht der Walzen in dem Magazin resultierenden Kräfte auf die Gleitführung 8. Wie Fig. 5 zeigt, ist die sich in Arbeitsposition befindliche Walze 1 des Magazins 6 mittels einer Wärmeisolationshaube 9 thermisch isolierbar. Diese Haube ist vor einem Verfahren des Magazins 6 anhebbar (was durch den Pfeil P in Fig. 5 symbolisiert ist), so dass genau eine Wärmeisolationshaube für mehrere in dem Magazin angeordnete Walzen ausreicht.
Das Magazin 6 umfasst zwei jeweils seitlich des Kalanders 100 angeordnete Träger, an deren Oberseite die Lagerkörper 13 angeordnet sind und an deren Unterseite Führungsmittel vorgesehen sind, im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils ein eine Schiene 14 umgreifender Bereich. Die Träger sind von der Seite betrachtet deckungsgleich. In den Fig. 1 bis 5 ist daher lediglich ein Träger 17 erkennbar. Beide Träger sind stets über ihre gesamte Länge von dem Walzenständer 11 unterstützt, werden also nicht biegebelastet. Gleiches gilt für die Schienen 14 des Walzenständers 11.
Die Figuren 3, 3a, 4, 7 und 8 zeigen, dass der Kalander auf der Auslaufseite Kühlwalzen 12 zur Kühlung der Ware umfassen kann, die, wie gezeigt, einen geringen Abstand zum Walzenspalt 3 aufweisen.
Alle in dem Magazin 6 befindlichen Walzen sind mittels Lagerkörper 13 aufweisenden Lagern an dem Magazin 6 drehbar gelagert.
Fig. 4 zeigt, dass auch bei dem in dieser Figur gezeigten Ausführungsbeispiel eines entlang eines Kreisbogens verfahrbaren Magazins 6 die Lagerkörper während des Verfahrens nur um einen geringen Winkel α verdreht werden. Daher kann eine Lagerschmiereinrichtung mit Schmierölrücklaufleitungen mit Schwerkraftförderung vorgesehen sein.
Die Winkelstellung der Lagerkörper der in dem in Fig. 4 gezeigten Magazin angeordneten Walzen unterscheidet sich bei ruhendem Magazin um weniger als etwa 120 Grad, nämlich um etwa 20 Grad.
Das Magazin ist in dieser Ausführungsform selbst in Form eines Kreisbogens MB ausgeführt. Und die Drehachsen der Magazinwalzen liegen auf einem gedachten Kreisbogen MB.
Fig. 6 zeigt, dass die Gegenwalze 2 als achsgestützte, durchbiegesteuerbare Walze 16 ausgeführt ist. Diese weist eine Hohlwalze auf, die auf einem durchgehenden, nicht rotierbaren Querhaupt gelagert ist.
Fig. 6 zeigt auch, dass der Durchmesser r der Achse 18 der durchbiegungssteuerbaren Walze 16 geringer ist, als der Durchmesser R des Lagers 19 (genauer: Lagerkörpers 13) einer entsprechenden konventionellen Walze. Die Lager 19 der in Fig. 16 oberen, konventionellen Walze befinden sich in der gleichen Ebene E, wie der Walzenständer 11 (genauer gesagt: in der gleichen Ebene E, wie die Träger 17 des Magazins 6). Die Lager 20 der durchbiegesteuerbaren Walze 16 sind versetzt zu dem Walzenständer 11 angeordnet (in Fig. 6 nach rechts). Der Bauraum U, der dem Magazin 6 und der Gleitführung 8 zur Verfügung steht, ist größer, als dies bei zwei konventionellen Walzen der Fall wäre. Und das Magazin 6 und die Gleitführung 8 sind derart Platz sparend, dass bei dem in Fig. 6 ausschnittsweise gezeigten Kalander ohne eine kostenintensive Vergrößerung der Walzendurchmesser genug Bauraum U für das Magazin 6 und die Gleitführung 8 zur Verfügung steht.
Fig. 7 zeigt eine Seitendarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kalanders mit entlang einem Kreisbogen verfahrbaren Magazin. Wie die Figur zeigt, sind genau vier Magazinwalzen 1, 4, 5, 5a vorhanden.
Der Lagerkörper-Winkelstellungsunterschied ζ zweier benachbarter Walzen in dem gekrümmten Magazin beträgt etwa 25°.
Die Winkelstellung der Lagerkörper der in dem in Fig. 7 gezeigten Magazin angeordneten Walzen unterscheidet sich bei ruhendem Magazin um weniger als etwa 120 Grad, nämlich um etwa 75 Grad, der Magazinerstreckungswinkel β beträgt also etwa 75 Grad.
Dieser Magazinerstreckungswinkel β setzt sich aus den drei Lagerkörper-Winkelstellungsunterschieden ζ der benachbarten Magazinwalzen zusammen.
Das Magazin ist auch in dieser Ausführungsform selbst in Form eines Kreisbogens MB ausgeführt. Und die Drehachsen der Magazinwalzen liegen auf einem gedachten Kreisbogen MB. Der den Magazinerstreckungswinkel β definierende Kreisbogen MB ist durch die Drehachsen der beiden äußeren Magazinwalzen 1, 5a begrenzt.
Der Bereich des Kalanders, über den Magazinwalzen 1, 4, 5, 5a positioniert sein können, erstreckt sich über einen Winkel δ von etwa 175 Grad. Dieser Winkel δ setzt sich aus dem Magazinverfahrwinkel γ und dem Magazinerstreckungswinkel β zusammen.
Der Magazinverfahrwinkel γ ist größer, als der Magazinerstreckungswinkel β. Hierdurch wird erreicht, dass das Magazin 6 so weit erfahrbar ist, dass in einer Endstellung des Magazins 6 (in Figur 7 in gestrichelten Linien rechts dargestellt) die Gegenwalze 2 zugänglich und entnehmbar ist. Der Magazinverfahrwinkel γ ist um den Lagerkörper-Winkelstellungsunterschied ζ zweier benachbarter Walzen des Magazins größer, als der Magazinerstreckungswinkel β.
Der Winkel δ, über den sich der Bereich des Kalanders erstreckt, über den Magazinwalzen 1, 4, 5, 5a positioniert sein können, ist daher um den Lagerkörper-Winkelstellungsunterschied ζ zweier benachbarter Walzen des Magazins größer, als der doppelte Magazinerstreckungswinkel ε.
Die Führung ist als Gleitführung 8 mit Schiene 14 ausgeführt. Die Schiene 14 erstreckt sich über mehr als 220 Grad, nämlich etwa 208 Grad.
Die Rotationsachse C des Magazins 6 ist in Richtung der Zuführwarenlaufrichtung Z um einen Abstand S versetzt zu der Wirkebene W angeordnet. Auf diese Weise ergibt sich eine geneigte Tangente T der Verfahrrichtung V des Magazins in der Arbeitsposition zur Zuführwarenbahnlaufrichtung Z. Die Tangente T ist im Walzenspalt um etwa 5 Grad gegenüber der Zuführwarenbahnlaufrichtung Z geneigt.
Die Zuführwarenbahnlaufrichtung Z verläuft bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen mit Ausnahme des in Fig. 3a gezeigten Ausführungsbeispiels horizontal.
Fig. 7 zeigt auch einen Hülltrieb 21 der als durchbiegungssteuerbare Walze ausgeführten, den Walzenspalt bildenden Gegenwalze 2.
Die Wirkebene W verläuft in den in den Fig. 1, 2, 4, 5 und 7 gezeigten Ausführungsbeispielen senkrecht zur Zuführwarenbahnlaufrichtung Z.
Fig. 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Kalenders mit gekrümmtem Magazin 6. Bei diesem ist die geneigte Tangente T der Verfahrrichtung des Magazins in der Arbeitsposition bzw. im Walzenspalt zur Zuführwarenbahnlaufrichtung Z dadurch erzielt, dass die Wirkebene W nicht senkrecht zur Zuführwarenbahnlaufrichtung Z ausgebildet ist, sondern zu dieser entsprechend geneigt ist.

Bezugszeichenliste:

100: Schnellwechselkalander
1: Walzenspalt bildende Walze des Magazins
2: Walzenspalt bildende Gegenwalze
3: Walzenspalt
4, 5, 5a: Alternativwalzen des Magazins
6: Magazin
7: Zuführung
8: Gleitführung
9: Wärmeisolationshaube
10: Zylinder
11: Walzenständer
12: Kühlwalze
13: Lagerkörper
14: Schiene
15: Warenbahn
16: achsgestützte, durchbiegesteuerbare Walze
17: Träger des Magazins
18: Achse der durchbiegesteuerbaren Walze
19: Lager einer konventionellen Walze
20: Lager der durchbiegesteuerbaren Walze
21: Hülltrieb
α: Winkel
β: Magazinerstreckungswinkel
γ: Magazinverfahrwinkel
δ: Winkel des Bereichs des Kalanders, in dem Magazinwalzen positioniert sein können
ε: doppelter Magazinerstreckungswinkel
ζ: Lagerkörper-Winkelstellungsunterschied zweier benachbarter Walzen in dem gekrümmten Magazin
A: Achsrichtung der den Walzenspalt bildenden Magazinwalze
B: Kreisbogen
C: Rotationsachse des gekrümmten Magazins
D: Druckrichtung
E: Ebene der Träger des Magazins
P: Pfeil
r: Durchmesser der Achse der durchbiegesteuerbaren Walze
R: Durchmesser eines Lagers einer konventionellen Walze
S: Abstand
T: Tangente
U: Bauraum
V: Magazinverfahrrichtung
W: Wirkebene
Z: Zuführwarenbahnlaufrichtung
MB: gedachter Kreisbogen, auf dem die Drehachsen der Magazinwalzen liegen

Claims

Schnellwechselkalander (100) insbesondere zur Behandlung von Vlies-, Textil-, Kunststoff- oder Papierwarenbahnen mit mindestens einem Walzenspalt (3), der mindestens ein verfahrbares Magazin (6) umfasst, in dem eine Walze (1) zusammen mit mindestens einer Alternativwalze (4, 5, 5a) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Walze (1), die zumindest mit einer Alternativwalze (4, 5, 5a) in dem verfahrbaren Magazin (6) angeordnet ist, um eine an dem Walzenspalt (3) beteiligte Walze handelt.
Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin (6) in eine Richtung (V) verfahrbar ist, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Druckrichtung (D) der Walzen (1, 2) des Walzenspalts (3) verläuft.
Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin (6) linear verfahrbar ist.
Kalander nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin (6) entlang eines Kreisbogens (B) verfahrbar ist.
Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin (6) mittels einer Gleitführung (8) verfahrbar gelagert ist.
Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden den Walzenspalt bildenden Walzen (1, 2) eine achsgestützte, durchbiegesteuerbare Walze (16) ist.
Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Magazin (6) angeordneten Walzen (1, 4, 5, 5a) elektrisch beheizbar sind und die Energie hierfür über eine Energiekette an das Magazin (6) übertragbar ist.
Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Magazin (6) angeordneten Walzen (1, 4, 5, 5a) mittels Wärmeträgermedium beheizbar sind und genau ein Wärmeträgermediumvorlauf und genau ein Wärmeträgermediumrücklauf eines Wärmeträgerkreislaufs mit dem Magazin (6) verbunden ist.
Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass alle in dem Magazin (6) angeordneten Walzen (1, 4, 5, 5a) eigene Antriebe aufweisen.
Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmeisolationshaube (9) vorgesehen ist.