DE2832457A1

DE2832457A1 - Walzenpaar zum auswalzen plastischer werkstoffe und zum bearbeiten von bahnfoermigen produkten

Info

Publication number: DE2832457A1
Application number: DE19782832457
Authority: DE
Inventors: Rudolf Prof Dr Ing Koller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-07-24
Filing date: 1978-07-24
Publication date: 1980-02-14

Description

Walzenpaar zum Auswalzen plastischer Werkstoffe und zum
Bearbeiten von bahnenförmigen Produkten Die Erfindung betrifft Walzenpaare zum Auswalzen pastenförmiger Kunststoffe und andere Stoffe zu Folien und zum Prägen, Riffeln oder Glätten von bahnenförmigen Produkten.
Beim Bearbeiten von Produkten zwischen zwei Walzen wirken im Walzspalt Kräfte, die die Walzen auseinander drücken.
Bei der Verwendung zylindrischer Walzen ist die Durchbiegung in der Walzenmitte größer als am Walzenrand. Beim Auswalzen von pastenförmigen Stoffen zu Folien ergeben sich dadurch unterschiedliche Foliendicken zwischen Folienrand und Folienmitte. Beim Prägen, Riffeln oder Glätten von bahnenförmigen Produkten ergeben sich am Rand höhere Drücke auf das Walzgut als in der Mitte.
Zum optimalen Bearbeiten von bahnenförmigen Produkten und pastenförmigen Stoffen ist ein Walzenpaar erforderlich, dessen Walzspalt, unabhängig vom Verlauf des Arbeitsdruckes über der Arbeitsbreite, konstant gehalten werden kann.
Es ist bekannt, daß durch kreuzen der Walzen ein Durchbiegeausgleich erzielt werden kann. Dies erfordert jedoch aufwendige Walzengestelle.
Weiter kann durch ballige Ausführung einer oder beider Walzen nach US-Patent Nr. 272 591 vom 5.7.1950 die Durchbiegung-ausgeglichen werden. Ein gleichmäßig dicker Walzspalt entsteht jedoch nur bei- einem bestimmten, durch die entsprechende Balligkeit vorgegebenen, Arbeitsdruck.
Durch Gegenbiegung der verlängerten Walzenlagerzapfen nach US-Patent Nr. 3 060 843 vom 9.11.61 läßt sich ebenfa.lls die Durchbiegung der Walzen vermindern. Dieses Verfahren ist jedoch nur bei relativ dicken Walzen anwendbar. Außerdem müssen die Stützlager dabei erheblich höhere Kräfte aufnehmen als die Kräfte, die aus den Drücken im Walzspalt resultieren.
Eine annähernd gleichmäßige Walzspaltdicke wird auch dadurch erreicht, daß der Walzenmantel nicht auf der Gesamtlänge des Walzenspalts auf dem Walzenkern abgestützt ist, sondern nach Offenlegungsschrift des Deutschen Patentamtes Nr. 2 299 550 vom 28.2.1974, nur auf etwa 3/10 des Walzspaltlänge nach beiden Richtungen von der Mitte aus. Voraussetzung ist dabei jedoch ein gleichmäßiger Arbeitsdruck über der gesamten Walzenmantellänge.
Weiter ist bekannt, daß durch ein Druckmittel zwischen Walzenmantel und Walzenkern auf der dem Walzspalt zugewandten Walzenseite nach DPa 708 vom 23.4.1970 eine Durchbiegung des Walzenmantels verhindert wird. Bei diesem Verfahren können jedoch nur Bahnen von der Breite der Walzenmantellänge bearbeitet werden. Der Druck auf das Walzgut ist dabei an allen Stellen gleich, während sich die Walzspaltdicke nach die.Materialdicke richtet. Für antreibbare Walzenmäntel wird die Konstruktion sehr aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gleichmäßig dicken Walzspalt zu verwirklichen oder auf bahnenförmiges Walzgut einen gleichmäßigen Arbeitsdruck über der gesamten Walzbreite auszuüben, unabhängig von der Höhe des Arbeitsdruckes und der Breite der zu erzeugenden Folien oder der zu bearbeitenden Bahnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Durchbiegung der Walzen nicht verhindert oder verringert wird, sondern dadurch, daß die Durchbiegungen der Walzenmäntel an entsprechenden Stellen gegensinnig sind und sich nicht addieren, sondern subtrahieren und dadurch annähernd aufheben.
Das erfindungsgemäßige Walzenpaar besteht aus zwei Walzenmänteln mit je einem Walzenkern. Ein Walzenmantel ist an beiden Enden und in der Mitte abgestützt, während der zweite Walzenmantel an zwei Stellen, die etwa 3/10 in jeder Richtung von der Walzenmitte aus liegen, auf dem Walzenkern abgestützt ist.
Die Lage der beiden Stützstellen und die Verhältnisse der Biegewiderstandsmomente der beiden Walzenmäntel sind so gewählt, daß die maximalen Durchbiegungen der Walzenmäntel gleich sind und so liegen, daß sie sich gegenseitig annähernd aufheben.
Die Stützstellen des dreifach abgestützten Walzenmantels sind dabei radial so verschiebbar, daß bei der Durchbiegung der einzelnen Bauteile die Mittellinien der drei Stützstellen so eingestellt werden können, daß die Durchbiegungen der beiden Walzenmäntel sich gegenseitig aufheben.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß ein gleichmäßiger Druck auf die gesamte Breite des Walzgutes ausgeübt werden kann, oder, daß ein gleichmäßig dicker Walzspalt eingestellt werden kann, unabhängig von der Breite der zu bearbeitenden Bahnen.
Die Figuren 1 bis 12 zeigen drei verschiedene Konstruktionen von Walzenpaaren mit jeweils einem dreifach und einem zweifach abgestütztem Walzenmantel, deren Durchbiegungen unter dem Arbeitsdruck in Walzspalt gegensinnig sind und sich dadurch ein annähernd konstant dicker Walzspalt ergibt.
Der obere Teil von Figur 1 zeigt eine Walzenkonstruktion, bei der der Walzenmantel 6 dreipunktig auf dem nicht drehbar in den Lagern 2 und 11 gelagerten. watzenkern 1 abgestützt ist.
Der Walzenmantel 6 leitet die Arbeitsdrücke über das Lager 7 und die Lager 5 und 8, die sich auf den Doppelexzentren 3, 4 und 9, 10 abstützen, in den Walzenkern ein. Die Lager 5, 7 und 8 sind so ausgelegt, daß Winkeldifferenzen zwischen Walzenmantel 6 und Walzenkern 1 zulässig sind.
Der obere Teil von Figur 2 zeigt den Walzenmantel 6, das Lager 8, den Zapfen des Walzenkerns 1 und den Doppelexzenter 9, 10 im Schnitt, wie in Figur 1 angedeutet. Der Doppelexzenter 9, 10 ist in der Stellung für den unbelasteten Zustand der Walze eingezeichnet. Wird die Walze belastet und der Walzenkern biegt sich durch, so werdendurch gegensinniges Drehen der Doppelexzenter 3, 4 und 9, 10 um gleiche Winkelbeträge die Lager 5, 7 und 8 so eingestellt, daß sich eine Biegelinie einstellt, wie sie durch Linie 28 in der Figur 3 übertrieben dargestellt ist.
Der untere Teil von Figur 1 zeigt die zweipunktig abgestützte Gegenwalze. Der Walzenkern 18 mit seinem Antriebszapfen 26 ist mit den Lagern 13 und 25 in den Lagerböcken 14 und 24 gelagert.
Das Antriebsdrehmoment wird über die Kupplungen 15 und 23 vom Walzenkern 18 auf den Walzenmantel 17 übertragen. Die Lager 19 und 21 übertreten die Kräfte vom Walzenmantel 17 auf den Walzenkern 18, und sind so ausgelegt, daß Winkeldifferenzen zwischen dem Walzenmantel 17 und dem Walzenkern 18 zulässig sind. Die Distanzstücke 16, 20 und 22 legen die Lager 19 und 21 gegenüber dem Walzenmantel 17 axial fest. Der Walzenmantel 17 biegt sich bei Belastung durch, wie durch Linie 30 in Figur 3 übertrieben dargestellt ist.
Figur 3 zeigt die Biegelinien der beiden Walzenmäntel von Figur 1 bei gleichmäßiger Streckenlast über der gesamten Walzenmantellänge. Linie 28 stellt die Biegelinie des dreipunktig abgestützten Walzenmantels aus Figur 1 dar. Pfeil 27 zwischen den Linien 28 und 33 gibt die Durchbiegung des Walzenmantels 6 an der entsprechenden Stelle an. Linie 30 stellt die Biegelinie des zweipunktig abgestützten Walzenmantels aus Figur 1 dar. Pfeil 31 zwischen den Linien 30 und 32 gibt die Durchbiegung des Walzenmantels 17 an der entsprechenden Stelle an.
Pfeil 29 gibt den Abstand der beiden Walzenmanteloberflächen unter Belastung an der entsprechenden Stelle an. Wie Figur 3 zeigt, ist der Abstand an allen Stellen über der gesamten Walzenmantellänge annähernd gleich.
Der obere Teil von Figur 4 zeigt eine weitere Ausführung einer Walze mit dreipunktig abgestütztem Walzenmantel. Hierbei liegen die beiden äußeren Stützstellen des Walzenmantels 41 durch die Teile 39 und 43 nicht auf dem Walzenkern 40, sondern über die Lager 38 und 44, die Winkelfehler zulassen, in den Lagerblöcken 37 und 45. Der Walzenkern 40 ist in den Lagern 36 und 46, die ebenfalls Winkelfehler zulassen, und die Doppelexzenter 34, 35 und 47, 48 drehbar in den Lagerblöcken 37 und 45 gelagert. Der Walzenkern 40 kann am Zapfenende 49 angetrieben werden. Das Antriebsmoment wird über die Kupplung 42, die Fluchtungsfehler und Winkelfehler zwischen Teil 43 und Walzenkern 40 ausgleicht, und das Teil 43 auf den Walzenmantel 41 übertragen. Damit sich Walzenmantel 41 bei Belastung, wie durch Linie 51 in Figur 6 übertrieben dargestellt, durchbiegt, werden die beiden Zapfen des Walzenkerns 40 durch gegensinniges drehen der Doppelexzenter 34, 35 und 47, 48 radial in den Lagerböcken 37 und 45 verschoben.
Figur 5 zeigt -den Lagerbock 45, den Doppelexzenter 47, 48, das Lager 46 und den Zapfen des Walzenkerns- 40 im Schnitt, wie in Figur 4 angedeutet.
Für Figur 6 gilt die Beschreibung von Figur 3. Darin stellt Linie 51 die Biegelinie des Walzenmantels 41 und Linie 52 die Biegelinie des Walzenmantels 50 übertrieben dar.
Der obere Teil von Figur 7 zeigt eine weitere Ausführung einer Walze mit dreipunktig abgestütztem Walzenmantel. Der Zapfen 53 leitet das Antriebsmoment über das Teil 57 zum Walzenmantel 59. Die Arbeitsdrücke werden von den beiden Enden des Walzenmantels 59 über die Teile 57 und 61 und die Lager 55 und 62, die Winkelfehler zulassen, in die Lagerböcke 56 und 63 geleitet. In der Mitte des Walzenmantels 59. werden die Arbeitsdrücke über das Lager 60, das Winkelfehler zwischen Walzenmantel 59 und Walzenkern 58 zuläßt, in den Walzenkern 58 geleitet. Der Walzenkern 58 stützt sich über das Lager 54, das Winkelfehler zwischen den Zapfen des Walzenkerns 58 und dem Teil 57 zuläßt, das Teil 57 und das Lager 55 im Lagerbock 56 ab. Der zweite Zapfen des Walzenkerns 58 stützt sich über das Lager 54 und den Doppelexzenter 65, 66 im Lagerbock 63 ab.
Figur 8 zeigt den Lagerbock 63, den Doppelexzenter 65, 66, das Lager 64 und den Zapfen des Walzenkerns 58 im Schnitt, wie in Figur 7 angedeutet.
Die Durchbiegung des Walzenkerns 58 bei Belastung wird durch gegensinniges drehen des Doppelexzenters 65,66 um gleiche Winkelbeträge ausgeglichen, so daß sich eine Biegelinie des Walzenmantels 59 einstellen kann, wie sie durch Linie 68 in Figur 9 übertrieben dargestellt ist.
Linie 69 in Figur 9 zeigt übertrieben die Biegelinie des zweipunktig abgestützten Walzenmantels 67, der im unteren Teil von Figur 7 dargestellt ist.
Der obere Teil von Figur 10 zeigt eine weitere Ausführung einer Walze mit dreipunktig abgestütztem Walzenmantel. Der Zapfen 70 leitet das Antriebsmoment über das Teil 74 zum Walzenmantel 76. Die Arbeitsdrücke werden von den beiden Enden des Walzenmantels 76 über die Teile 74 und 78 und die Lager 72 und 79, die Winkelfehler zulassen, in die Lagerböcke 73 und 80 geleitet. In der Mitte des Walzenmantels 76 werden die Arbeitsdrücke über das Lager 77, das Winkelfehler zwischen Walzenmantel 76 und Walzenkern 75 zuläßt, in den Walzenkern 75 geleitet.
Der Walzenkern 75 stützt sich über das Lager 71, das Teil 74 und das Lager 72 im Lagerbock 73 ab. Der zweite Zapfen des feststehenden Walzenkerns 75 ist mittels der Stellschraube 81 im Laberbock 80 abgestützt. Figur 11 zeigt den Lagerbock 80 den Zapfen des Walzenkerns 75 und die Stellschraube 81 mit verstifteter Mutter 82 im Schnitt, wie in Figur 10 angedeutet.
Die Durchbiegung des feststehenden Walzenkerns 75 wird durch entsprechendes einstellen an der Stellschraube 81 ausgeglichen, so daß sich eine Biegelinie des Walzenmantels 76 einstellen kann, wie sie durch Linie 84 in Figur 12 übertrieben dargestellt ist.
Linie 85 in Figur 12 zeigt übertrieben die Biegelinie des zweipunktig abgestützten Walzenmantels 83, der im unteren Teil von Figur 10 dargestellt ist.

Claims

Patentansprüche 0 Walzenpaar zum Auswalzen von plastischen Werkstoffen zu Folien oder zur Druckbearbeitung von Werkstoffen in bahnenform in Kalandern, Walzwerken oder Druckereimaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbiegungen der Walzenmäntel, hervorgerufen durch die Drücke im Walzspalt, gegensinnig sind und sich durch entsprechende Lagen der Stützstellen, entsprechende Biegewiderstandsmomente der Walzenmäntel und entsprechende Elastizitätsmoduln der Mantelwerkstoffe ausgleichen, so daß ein annähernd gleichmäßig dicker Walzspalt über der gesamten Walzenmantellänge entsteht, unabhängig vom jeweiligen Druck im Walzspalt und der Breite der Werkstoffbahn, dadurch erreicht, daß die Stützstellen der Walzenmäntel sich nicht gegenüberliegen, sondern so angeordnet sind, wie zum Beispiel durch Figur 1 für eine Kombination eines Walzenpaares mit zweipunktig und dreipunktig abgestützten Walzenmänteln gezeigt ist und wie es durch Kombination von dreipunktig und vierpunktig oder vierpunktig und fünfpunktig abgestützten Walzenmantelpaaren, und so weiter, ebenso möglich ist.
2. Eine dreipunktig abgestützte Walze, wie im oberen Teil von Figur 1 dargestellt, bestehend aus einem drehbaren Walzenmantel 6 und einem feststehenden in den Lagerböcken 2 und 11 gelagerten Walzenkern, dadurch gekennzeichnet, daß die.beiden Lager 5 und 8 an den Enden des Walzenmantels radial so-verschoben werden können, daß die Durchbiegedifferenz des Walzenkerns 1 zwischen der Lagerstelle .7 in der Mitte des Walzenmantels und den Lagern 5 und 8 an den Enden des Waizenmantels ausgeglichen, und eine Biegelinie des Walzenmantels erreicht wird, wie sie durch Linie 28 in Figur 3 übertrieben dargestellt ist.
3. Eine dreipunktig abgestützte Walze wie im oberen Teil von Figur 4 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Walzenmantels direkt in den Lagerböcken 37 und 45 abgestützt sind und die Durchbiegung des Walzenkerns 40 bei Belastung durch radiales Verschieben seiner Zapfen in den Lagerböcken 37 und 45 ausgeglichen werden kann, so daß sich eine Biegelinie des Walzenmantels einstellt, wie durch Linie 51 in Figur 6 übertrieben dargestellt ist, wobei das Antriebsmoment der Walze über den Zapfen 49, die Kupplung 42 und das Teil 43 in den Walzenmantel eingeleitet werden kann.
4. Eine dreipunktig abgestützte Walze, wie im oberen Teil von Figur 7 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Walzenmantels direkt in den Lagerböcken abgestützt sind und das Antriebsmoment über den Zapfen 53 und das Teil 57 in den Walzenmantel eingeleitet wird, wobei die Durchbiegung des Walzenkerns 58 durch radiales Verschieben des Zapfens im Lagerbock 63 so ausgeglichen wird, daß sich eine Biegelinie einstellt, wie sie durch Linie 68 in Figur 9 übertrieben dargestellt ist.
5. Eine dreipunktig abgestützte Walze, wie sie im oberen Teil von Figur 10 dargestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Walzenmantels direkt in den Lagerböcken abgestützt sind und das Antriebsmoment über den Zapfen 70 und das Teil 74 in den Walzenmantel eingeleitet wird, wobei die Durchbiegung des feststehenden Walzenkerns 75 durch radiales Verschieben des Zapfens im Lagerbock 80 so ausgeglichen wird, daß sich eine Biegelinie einstellt, wie sie durch Linie 84 in Figur 12 übertrieben dargestellt ist.