Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffbahnen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff- bahnen, insbesondere solchen, die eine gleich- mässige Dicke aufweisen sollen.
In der Gummiindustrie ist es üblich, Kalanderwalzen bombiert auszuführen. Der Durchmesser dieser Walzen ist in der Mitte derselben um einige Tausendstelmillimeter grosser als an den Enden. Der Zweek dieser Ausbauehung besteht darin, die Deformation der Tale dure die beim Walzen auftreten- den Arbeitsdrücke zu kompensieren, so dass ein Walzprodukt von gleichmässiger Dicke iiber die ganze Breite entsteht.
Die Verarbeitung von plastischen Materialien-versehiedener physikaliseher Eigen sehaften (Zähigkeit und HÏrte) und die Herstellung von Produkten versehiedener Dicke auch mit dem genau gleichen plastischen Material und bei genau gleicher Temperatur und Walzgeschwindigkeit hat sofort eine Verände- rung des Walzdruekes zur Folge.
Die Aus bauchung, die also zur Herstellung eines be stimmten plastisehen Endproduktes aus einem bestimmten Material bei einer bestimmten Walzgesehwindigkeit und bei einer bestimmten Walztemperatur riehtig bernessen war, ist in der Regel nicht mehr richtig, wenn ein anderes Material verarbeitet oder wenn dasselbe Material auf eine andere Dicke oder mit einer andern Geschwindigkeit oder bei einer andern Temperatur ausgewalzt werden soll.
Im allgemeinen wird also der durch den Werkstoff auf die Walzen ausgeübte Druck so sein, dass die Ausbauchung noch nicht ganz verschwindet oder überkompensiert wird, was zur Folge hat, dass das entstehende Walzprodukt entweder in der Mitte dicker ist als an den Rändern oder umgekehrt.
Obwohl es für gewisse Walzprodulte aus plastischem Material ohne Belang ist, wenn ihre Dicke um einige Hundertstel-oder Tausendstelmillimeter variiert, ist es zum Beispiel bei der Verarbeitung von Polyvinylchlorid und andern ähnlichen plastischen Materialien zu relativ dünnen Blättern, die zur Herstellung von Dusehenvorhängen, Regenmänteln und dergleichen dienen, wichtig, Dickenuntersehiede von einigen Tausendstelmillimetern zu vermeiden, da diese sichtbar sind und ein solehes Produkt nicht mehr als erstklassig angeboten werden kann. Das Kalandern auf diesen bekannten Walzwerken muss daher so regelmässig ausgeführt werden, dass eine Massenproduktion kaum möglieh ist.
Selion Temperaturschwankungen um einige Grade können die Gleichmässigkeit des Pro duktes zerstören. Auch die Walzgesehwindig- keit muss innerhalb sehr enger Grenzen kon- stant gehalten werden.
Zur Behebung ähnlicher in der Stahl- industrie auftretender Sehwierigkeiten werden die dort verwendeten Arbeitswalzen von relativ kleinem Durchmesser durch Stützwalzen gestützt. Die Verwendung von derartigen Stützwalzen ist bei dem hier beschriebenen Kalander unter anderem deshalb nicht dureh führbar. weil Stützrollen die Oberfläche einer Arbeitswalze so stark verformen können, da¯ die auf das Walzprodukt übertragenen Verformungen viel zu gross sind. Bei der Herstellung von Folien aus Polyvinylchlorid und ähnliehen laterialien werden die Walzen mit dem Sandstrahl oder in ähnlicher Weise behandelt, was dem Produkt die erwünschte Ober flächenbeschaffenheit verleiht. Eine solche Walzenoberfläche würde durch Stützrollen zerstört.
Die Erfindung bezweekt, eine bessere Zlög- lichkeit der Beeinflussung der Bahndicke zu schaffen. Sie betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffbahnen, welche durch mindestens eine Walze gekennzeichnet ist, deren Achse einstellbar durchgebogen werden kann.
In den beiliegenden Zeichnungen sind Ausf hrungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung beispielsweise dargestellt.
Fig. 1, 2 und 3 zeigen sehematiseh drei versehiedene Varianten.
Fig. 4 zeigt ein der Fig. 1 entspreehendes Ausführungsbeispiel, teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt.
Fig. 5 ist ein schematischer Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 4 und zeigt eine mit den Anpressmitteln verbundene Stenervorrichtung.
In den Figuren ist mit 1 ein Kalander bezeichnet, der ein Gestell la und mehrere Walzen enthält, wie zum Beispiel die Walzen 2, 3 und 4. Die untern Walzen 3 und 4 arbeiten zusammen, um aus nicht gezeichneten Kunststoffbahnen zum Beispiel Folien oder blattf¯rmiges ¯berzugsmaterial zu erzeugen.
Die Walze 2 ist mittels Drehzapfen 5 und 6, die einen kleineren Durehmesser als die Walze besitzen, in Lagern 7 und 8 gelagert. Die Walze 3 ist mit den Drehzapfen 9 und 10 in je einem um zur Walzenachse senkrechten Zapfen schwenkbaren Lager 11 respektive 13 gelagert und besitzen am äussern Ende je eine Buchse 12 respektive 14. Die Lager 11 und 13 sind also in der H¯he nicht verstellbar im Gestell la befestigt, während die übrigen Walzenlager vertikal versehiebbar sind. Die Walze 4 ist in Lagern 17 und 18 gelagert. Sie weist ferner Zapfen 15 und 16 auf, die mit Buchsen 19 und 20 versehen sind.
Die Lager 7 und 8 der Walze 2 können mit Einstellschrauben : 21 und 22 nach unten ver schoben werden, während sie durch Truck- federn 23 und 24 nach oben gedrückt werden, so dass sie stets eine dureh die Sehrauben 21 und 22 bestimmte Lage einnehmen. In derselben Weise arbeiten mit der untersten Walze 4 die Einstellschrauben 25 und 26 zusammen ; die Walze 4 kann durch Anziehen dieser Sehrauben näher an die Walze 3 gebracht werden. Werden die Schrauben 25 und 26 gelöst, so bewegt sich die Walze 4 unter ihrem Eigengewicht und unter dem Gewicht ihrer Lager nach unten von der Walze 3 weg.
Zwischen den Buchsen 12 und 19 bzw. 14 und 20 der Walzen 3 und 4 sind Druckorgane, hier mit 27 und 28 bezeichnete hydraulische Zylinder angeordnet, die, wenn sie betätigt werden, die Walzenenden auseinanderdrän- gen. Dadureh werden die Walzen 3 und4 durchgebogen, wie es in der Fig. 1 in iiber- triebenem Massstab dargestellt ist so dass der Abstand der Walzen in der Mitte kleiner ist als an den Enden.
Messungen an einem ausgeführten Kalan- der ergaben die folgenden Ergebnisse. Die Kalanderwalzen hatten einen Durchmesser von 61 em, und die Länge ihrer Arbeitsfläehen betrug 17S em. Die hydraulischen Druekzylinder hatten einen Durehmesser von 15 cm und es wurde mit Drüeken bis zu 140 kg/cm2 gearbeitet. Bei diesem höehsten Drnek ergaben sieh maximale Durchbiegungen der einzelnen Walzen von ber 0, 038 mm, oder eine totale maximale ¯nderung des Walzenahstandes von 0, 076 mm. Die Durchbiegung kann durch ¯nderung des in den Zylindern erzeugten Druekes geändert werden.
Diese kleinen Durchbiegungen genügen bei der Herstellung von Bahnen aus Kunststoffen, wie zum Beispiel Polyvinylchlorid, um ein Endprodukt mit einer Dicke zu erhalten, die über die ganze Walzenbreite konstant ist.
Die Einstellung der richtigen Durehbiegung ist sehr einfach ; sobald der den Kalander überwachende Maschinist längs der Blattbreite eine ungleichmϯige Dicke des Endproduktes feststellt, die sich in einer un gleichmässigen Durchlässigkeit äussert, ändert er entsprechend den auf die Zylinder 27 und 28 einwirkenden Druck. Diese Steuernng kann nat rlich auch automatisch, zum Beispiel durell eine Photozellensteuerung, erfolgen.
Dass der Abstand zwischen den Walzen 2 und 3 nicht über die ganze Walzenbreite konstant ist, ist bedeutungslos ; zwischen die sen Walzen wird nämlich die Bahn vorgeformt, das heisst auf eine Dieke ausgewalzt, die die Dicke des Endproduktes um ein Mehrfaches übertrifft, so dass der durch die Durch- biegung entstehende Dickenuntersehied im Verhältnis zur Foliendicke zwischen diesen Walzen vernaehlässigbar ist.
In der in der Fig. 2 dargestellten Vorrich- lung sind mit 29 und 30 Kalanderwalzen bezeichnet, die Lager 31, 31S, 33 und 34 und ausserhalb denselben Buchsen 35, 36, 37 und 38 aufweisen. Die innern Lager 31 und 32 sind im nicht gezeichneten Gestell der Ma- schine schwenkbar befestigt, während die Lager 33 und 34 gegenüber den Lagern 31 und 32 durch Einstellschrauben 39 und 40 verschoben werden können, um den gewünsch- ten Abstand zwischen den Walzen einzustellen. Auf die Buchsen 35 und 36 wirken Druckzylinder 41 und 42 nach unten.
In ent spreehender Weise wirken auf die Lager 37 und 38 je eine Druckvorrichtung 43 bzw. 44 nach oben. Werden die Vorrichtungen 41, 42, 43 und 44 unter Druck gesetzt, so werden sich die Walzen voneinander wegbiegen, wie es in der Fig. 2 übertrieben dargestellt ist.
Diese Ausführungsform der Vorrichtung ist hesonders dann zweckmässig, wenn bom bierte Walzen bei einem Walzdruek verwendet werden mussen, der zu gering ist, um die Aus hauehung einer oder zweier Walzen vollstÅan- dix zou kompensieren.
In der Ausfuhrungsform gemma. Fig. 3 ist die Walze 45 mit Zapfen 46 und 47 versehen, Aie in Lagern 48 und 49 gelagert sind. Des weiteren sind auf den Zapfen innerhalb der Lager Buchsen 50 und 51 vorhanden, die mit Druekvorrichtungen zusammenarbeiten. Wirken diese Druckvorrichtungen in der durch die Pfeile 51 und 512 oder 54 und 55 angegebenen Richtung, so biegt sich die Walze nach unten respektive naeh oben.
Die an Hand der Fig. 1 beschriebene Ausführungsform kommt ohne die teuren bombierten Walzen aus. Die Einstellbarkeit dieser Ausführungsform ist hinreichend, um den Abstand zwischen zwei Walzen über die ganze Walzenbreite genau konstant zu halten, auch wenn die Arbeitsdriieke beliebige Werte ausnehmen.
Die Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einem Ausftihrungsbeispiel, dessen Kalanderwalzen mit 66, 67 und 68 bezeichnet sind. Die mittlere und die untere Walze sind mittels Drehzapfen 71 bzw. 72 in den Lagern 69 und 70 gelagert. Auf den Zapfen sind ferner Buchsen 73 und 74 angeordnet. Zur Vereinfachung sind das Maschinengestell und die üblichen Einstellschrauben zur Einstellung des Walzenabstandes in dieser Figur weggelassen. Zwischen den beiden Buchsen 73 und 74 ist ein hydraulischer Druekzylinder 75 angeordnet, welchem durch die Leitung 76 die Druekflüssigkeit zugeführt wird, um die mittlere und die untere Walze gegeneinander zu verbiegen.
Die Durchbiegung dieser Wal- zen, die eine Bahn 77 bearbeiten, ist der An- schaulichkeit wegen übertrieben dargestellt, so dass in der Zeichnung die Bahn 77 an den Rändern dieker ist als in der Mitte.
Die Fig. 5 zeigt einen vergrösserten Vertikalsehnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 4.
Der zwischen den Buchsen angeordnete Druck- zylinder 75 ist über die Leitung 76 mit einem Reduktionsventil 78 verbunden, welches durch die Vorrichtung 79 gesteuert wird. Das Reduktionsventil ist über die Leitung 80 und das Ventil 81 mit der Flüssigkeitspumpe 82 verbnnden, welche durch den Motor 83 angetrieben wird. An die Leitung 76 ist ein iVIano- meter 84 angeschlossen, das den Druek im Zylinder 75 anzeigt.
Die Durchbiegungen der Walzen werden natiirlich innerhalb der Elastizitätsgrenzen des Walzenmaterials gehalten, und die Lager sind so bemessen, dass sie die auf sie einwir kenden Drucke ohne Schädigung aulnehmen können, so dass die Maschine beliebig lange im Betrieb gehalten werden kann, ohne dass irgendwelche Defekte zu befiirchten sind.