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.
Device for the production of plastic sheets.
The present invention relates to a device for the production of plastic webs, in particular those which are to have a uniform thickness.
In the rubber industry it is common to have calender rolls cambered. The diameter of these rollers is a few thousandths of a millimeter larger in the middle than at the ends. The purpose of this expansion is to compensate for the deformation of the valley by the working pressures that occur during rolling, so that a rolled product of uniform thickness is created over the entire width.
The processing of plastic materials - different physical properties (toughness and hardness) and the production of products of different thicknesses with exactly the same plastic material and at exactly the same temperature and rolling speed immediately results in a change in the rolling pressure.
The bulge, which was too much to produce a certain plastic end product from a certain material at a certain rolling speed and at a certain rolling temperature, is usually no longer correct when another material is processed or when the same material is applied to another Thick or at a different speed or at a different temperature.
In general, the pressure exerted on the rolls by the material will be such that the bulge does not yet completely disappear or is overcompensated, with the result that the resulting rolled product is either thicker in the middle than at the edges or vice versa.
Although it is irrelevant for certain rolled products made of plastic material if their thickness varies by a few hundredths or thousandths of a millimeter, it is for example in the processing of polyvinyl chloride and other similar plastic materials into relatively thin sheets, which are used for the production of shower curtains, raincoats and the like serve, importantly, to avoid differences in thickness of a few thousandths of a millimeter, since these are visible and such a product can no longer be offered as first-class. Calendering on these known rolling mills must therefore be carried out so regularly that mass production is hardly possible.
Selion Temperature fluctuations by a few degrees can destroy the evenness of the product. The rolling speed must also be kept constant within very narrow limits.
In order to remedy similar problems occurring in the steel industry, the relatively small diameter work rolls used there are supported by back-up rolls. The use of such back-up rolls in the calender described here is, inter alia, not dureh feasible. because support rollers can deform the surface of a work roll so much that the deformations transferred to the rolled product are much too great. In the manufacture of films made of polyvinyl chloride and similar materials, the rollers are treated with sandblasting or in a similar manner, which gives the product the desired surface quality. Such a roller surface would be destroyed by support rollers.
The invention aims to create a better possibility of influencing the web thickness. It relates to a device for the production of plastic webs, which is characterized by at least one roller, the axis of which can be bent adjustably.
In the accompanying drawings, embodiments of the device according to the invention are shown, for example.
1, 2 and 3 schematically show three different variants.
FIG. 4 shows an exemplary embodiment corresponding to FIG. 1, partly in view and partly in section.
FIG. 5 is a schematic section along the line VI-VI of FIG. 4 and shows a star device connected to the pressing means.
In the figures, 1 denotes a calender which contains a frame la and several rollers, such as rollers 2, 3 and 4. The lower rollers 3 and 4 work together to produce, for example, films or sheets of plastic webs (not shown) to produce a thin covering material.
The roller 2 is supported in bearings 7 and 8 by means of pivot pins 5 and 6, which have a smaller diameter than the roller. The roller 3 is mounted with the pivot pins 9 and 10 in a pivotable bearing 11 and 13, respectively, pivotable about the roller axis and each have a socket 12 and 14 at the outer end. The bearings 11 and 13 are therefore not adjustable in height fixed in the frame la, while the remaining roller bearings are vertically displaceable. The roller 4 is mounted in bearings 17 and 18. It also has pins 15 and 16 which are provided with sockets 19 and 20.
The bearings 7 and 8 of the roller 2 can be moved downwards with adjusting screws: 21 and 22, while they are pushed upwards by truck springs 23 and 24, so that they always assume a position determined by the visual screws 21 and 22. In the same way, the adjustment screws 25 and 26 work together with the lowermost roller 4; the roller 4 can be brought closer to the roller 3 by tightening these visual screws. If the screws 25 and 26 are loosened, the roller 4 moves downward away from the roller 3 under its own weight and under the weight of its bearings.
Between the bushings 12 and 19 or 14 and 20 of the rollers 3 and 4, pressure elements, here designated 27 and 28, are arranged which, when they are actuated, push the roller ends apart. The rollers 3 and 4 are thus deflected, as shown in exaggerated scale in FIG. 1, so that the distance between the rollers is smaller in the middle than at the ends.
Measurements on an executed calender gave the following results. The calender rolls had a diameter of 61 cm and the length of their working surface was 17½ cm. The hydraulic pressure cylinders had a diameter of 15 cm and pressures of up to 140 kg / cm2 were used. At this highest pressure, the maximum deflection of the individual rollers was over 0.038 mm, or a total maximum change in the roller proximity of 0.076 mm. The deflection can be changed by changing the pressure generated in the cylinders.
These small deflections are sufficient in the production of webs made of plastics, such as, for example, polyvinyl chloride, in order to obtain an end product with a thickness which is constant over the entire width of the roll.
Setting the correct bend is very easy; As soon as the machinist monitoring the calender detects an uneven thickness of the end product along the width of the sheet, which is expressed as an uneven permeability, he changes the pressure acting on the cylinders 27 and 28 accordingly. This control can of course also take place automatically, for example by means of a photocell control.
The fact that the distance between rollers 2 and 3 is not constant over the entire width of the roller is meaningless; The web is preformed between these rollers, i.e. rolled onto a die that exceeds the thickness of the end product many times over, so that the difference in thickness resulting from the deflection in relation to the film thickness between these rollers is negligible.
In the device shown in FIG. 2, calender rolls are designated by 29 and 30, which have bearings 31, 31S, 33 and 34 and outside the same bushings 35, 36, 37 and 38. The inner bearings 31 and 32 are swivel-mounted in the frame of the machine (not shown), while the bearings 33 and 34 can be displaced relative to the bearings 31 and 32 by adjusting screws 39 and 40 in order to set the desired distance between the rollers. On the sockets 35 and 36 pressure cylinders 41 and 42 act downward.
In ent speaking manner act on the bearings 37 and 38 each a pressure device 43 and 44 upwards. If the devices 41, 42, 43 and 44 are put under pressure, the rollers will bend away from one another, as is shown exaggerated in FIG.
This embodiment of the device is particularly expedient when bombed rollers have to be used with a roller pressure that is too low to completely compensate for the hewning of one or two rollers.
In the embodiment gemma. 3, the roller 45 is provided with journals 46 and 47, which are mounted in bearings 48 and 49. Furthermore, there are bushings 50 and 51 on the journals within the bearings, which cooperate with pressure devices. If these pressure devices act in the direction indicated by arrows 51 and 512 or 54 and 55, the roller bends downwards or upwards.
The embodiment described with reference to FIG. 1 manages without the expensive cambered rollers. The adjustability of this embodiment is sufficient to keep the distance between two rollers exactly constant over the entire width of the roller, even if the working pressures take any value.
FIG. 4 shows a detail from an exemplary embodiment, the calender rolls of which are designated 66, 67 and 68. The middle and lower rollers are supported in bearings 69 and 70 by pivot pins 71 and 72, respectively. Bushings 73 and 74 are also arranged on the pin. For the sake of simplicity, the machine frame and the usual adjusting screws for setting the roller spacing are omitted in this figure. A hydraulic pressure cylinder 75 is arranged between the two bushings 73 and 74, to which the pressure fluid is fed through the line 76 in order to bend the middle and lower rollers against one another.
The deflection of these rollers, which process a web 77, is shown exaggerated for the sake of clarity, so that in the drawing the web 77 is thinner at the edges than in the middle.
FIG. 5 shows an enlarged vertical section along the line VI-VI in FIG. 4.
The pressure cylinder 75 arranged between the sockets is connected via the line 76 to a reduction valve 78 which is controlled by the device 79. The reduction valve is connected via the line 80 and the valve 81 to the liquid pump 82, which is driven by the motor 83. An iVIometer 84 is connected to the line 76 and displays the pressure in the cylinder 75.
The deflections of the rollers are of course kept within the elastic limits of the roller material, and the bearings are dimensioned so that they can absorb the pressures acting on them without damage, so that the machine can be kept in operation for as long as desired without causing any defects are feared.