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Umlegvorrichtung für Walzwerke
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Die Erfindung betrifft eine Umlegvorrichtung für Walzwerke» um das
sich beim Plastifizieren bzw. Mischen von Materialien auf einer Walze ausbildende
Walzfell zu wenden und in axialer Richtung zu verschieben.
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Walzwerke finden in der Kunststoff- und Gummiindustrie allgemein
Verwendung, um pulverförmige oder granulatförmige Materialien zu plastifizieren
und zu kneten bzw. miteinander zu vermischen. Im Laboreinsatz bzw. im Betriebseinsatz
werden dabei Walzfelle oder Folienstücke hergestellt, die für Qualitätskontrollen
oder für weitere Versuche bzw. Entwicklungen Verwendung finden.
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Im Bereich der Herstellung von Sprengstoffen oder allgemein bei der
Verarbeitung von gefährlichen Stoffen können derartige Walzwerke auch für die Produktion
Verwendung finden.
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Besonders
Besonders beim Einarbeiten von Zuschlagstoffen
in ein Grundprodukt werden gute Misch- und Dispergierleistungen gefordert.
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Da am laufenden Walzwerk einzelne Massenteilchen im wesentlichen eine
Verschiebung längs einer Umfangslinie erhalten und in axialer Richtung der Walze
nur sehr langsam verschoben werden» wobei die direkt an der Walze anliegende Schicht
häufig überhaupt keinen Austausch erfährt, ist ein mechanisches Umlegen bzw. Verlegen
des Walzfelles erforderlich, damit eine gute Durchmischung erzielt wird. Dieses
Umlegen erfolgt bisher in vorgeschriebenen Zeitabständen von Hand, wobei das Fell
mit Hilfe eines Schabers aufgeschnitten und umgelegt bzw.
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eingerollt wird. Durch mehrfaches Umlegen bzw. Einrollen und erneutes
Wiederauflegen erhält man jeweils ein neues Walzfell mit einer neuen Verteilung.
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Die Verteilung der Materialien bzw. die Vermischung ist völlig von
der Art und Weise der Handhabung durch die Bedienungsperson abhängig, wobei die
Häufigkeit des Umlegens und die zeitlichen Abstände zwischen dem Umlegen selbst
bei gleichen Ausgangsmaterialien zu unterschiedlichen Resultaten führen können.
Dadurch wird eine gleichbleibende Reproduzierbarkeit nicht gewährleistet.
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Eine weitere Schwierigkeit besteht auch darin, daß bei manuellem Umlegen
die Bedienungsperson wegen der verhältnismäßig hohen Temperaturen der Walzwerke
sowie verdampfender Zuschlagstoffe oder Weichmacher einer Gefährdung oder zumindest
einer Belästigung ausgesetzt ist.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Handarbeit durch
eine mechanische Vorrichtung zu ersetzen, welche in der
in der Lage
ist, ein Walzfell von der Walze abzunehmen und ulpt zulegen bzw. einzurollen, so
daß durch erneutes Verkneten zux verlässig reproduzierbare Walzfelle bzw. Folien
entstehen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dr das Walzfell
tragenden Walze ein parallel zur Rotationsachse a: der Walzenoberfläche entlang
verschiebbares Messer angeordnqt ist, und daß eine Umlegrolle dem Messer nachlaufend
ebenfalls parallel zur Rotationsachse an der Walzenoberfläche entlang verschiebbar
ist.
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Mit einer derartigen Umlegvorrichtung läßt sich ein auf der Walzq
liegendes Fell von der Seite her einschneiden, wobei sich das Messer zwischen die
Walzenoberfläche und das Fell schiebt und dieses abhebt. Beim Weiterdrehen der Walze
kommt das abgehobene Stück des Walzfelles mit der Umlegrolle In Berührung, die parallel
zum Messer nachlaufend das abgehobene Walzfell umlegt bzw. aufrollt. Die durch das
Umlegen bzw. Aufrollen entstehende Materialanhäufung wird beim Einlaufen in den
Walzenspalt erneut verknetet und vermischt.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Umlegrolle in winkliger Versetzung zum Messerangeordnet und mit diesem zusammen
verschiebbar ist. Dabei kann jedoch das Messer unabhängig und relativ zur Umlegrolle
verschieben bar sein.
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Um das Aufrollen des abgehobenen Walzfelles zu unterstützen, wird
ferner vorgesehen, daß die Umlegrolle separat angetrieben ist und sich gegensinnig
zur Walze dreht.
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Um zu
Um zu erreichen, daß sich eine schräg zur Walzenlängsachse
verlaufende Materialanhäufung ergibt, ist vorgesehen, daß die Drehachse der Umlegrolle
schräg zur Rotationsachse der Walze liegt, und daß die Umlegrolle eine Mantelfläche
in Form eines Rotationshyperpoloids hat. In vorteilhafter Weise ist die Umlegrolle
um wetwa 200 bis etwa 400 zur Rotationsachse der Walze schräg gestellt.
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Bei einer derartig ausgebildeten Umlegrolle ist es zweckmEßig, daß
diese gegen das Messer um etwa 300 bis etwa 900, vorzugso weise etwa 45 am Umfang
der Walze versetzt angeordnet ist, wobei das Messer im unteren Waizenbereich und
die Umlegrolle etwa im Durchmesserbereich der Walze anliegt.
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Die Verschiebung der Umlegrolle kann mit einem querverschiebbaren
Schlitten erfolgen, an welchem das Messer unabhängig verschiebbar gelagert ist.
Dabei kann das Messer etwas schneller als die Umlegrolle verschoben werden.
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Eine -vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß am Walzwerk
zwei Umlegvorrichtungen vorgesehen sind, welche auf gegenüberliegenden Seiten der
das Walzfeld tragenden Walze angeordnet sind und sich jeweils über etwa 1/2 bis
2/3 der Walzenbreite verschieben. Dabei kann das Messer einen etwas kürzeren Gesamthub
als die Umlegrolle haben. Um das Abheben des Walzfelles zu begünstigen, ist ferner
vorgesehen, daß das Messer die Form einer Pflugschar hat und relativ zur Walze schwenkbar
gelagert ist.
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Mit einer derartigen, nach den Maßnahmen der Erfindung aufgebauten
Umlenkvorrichtung ist es möglich, das Plastifizieren und
und Vermischen
von Rohstoffen bzw. Materialien mit einer gleichbleibenden Reproduzierbarkeit vorzunehmen,
wobei die bisherige Gefährdung des Bedienungspersonals für das Walzwerklfolge der
erhöhten Betriebstemperaturen und belästigenden Dämpfe vermieden wird.
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Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der
nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen
und der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise geschnittene stirnseitige Ansicht
einer Umlegvorrichtung für Walzwerke gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen Schnitt längs
der Linie II-II der Fig. 1.
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Die in der Zeichnung für ein ausschnittsweise dargestelltes Walzwerk
vorgesehene Umlegvorrichtung greift an der vorderen Walze 11 des Walzwerkes an,
welche mit einer hinteren Walze 12 zum Plastifizieren und Mischen von Stoffen zusammenarbeitet.
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Die beiden Walzen 11 und 12 sind in einem Walzenrahmen 13 gelagert,
der mit seinem vor den Walzen liegendenTeil 14 die Umlegvorrichtung trägt.
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Die Umlegvorrichtung besteht aus einer Schlittenführung 20, die stationär
mit dem Walzenrahmen 14 verbunden ist. In der als Zylinderhtlse ausgebildeten Schlittenführung
ist längsverschiebbar ein Führungsrohr 21 gelagert, das an seinem walzenseitigen
Ende mit einem Querjoch 22 versehen ist. An der Schlittenführung 20 ist
ist
ferner eine Halterung 23 angebracht, die in der Darstellung gemäß Fig. 1 hinter
dem nach oben weisenden Schenkel des Querjochs 22 angeordnet ist. In der Halterung
23 ist ein Hubzylinder 24 befestigt» dessen Kolbenstange 25 mit dem nach oben ragenden
Schenkel des Querjochs 22 verbunden ist. Mit Hilfe dieses Hubzylinders ist das Führungsrohr
21 in der Schlittenführung 20 längsverschi ebbar.
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An der Walze 11 zugekehrten Vorderseite des Querjochs 22 ist eine
Rollenhalterung 27 befestigt, in der die Umlegrolle 28 federnd gehaltert ist. Zu
diesem Zweck ist ein Lagerbügel 29 mit einem Schwenkzapfen 30 verbunden» welcher
in eine Bohrung der Rollenhalterung 27 eingesetzt ist. Zwischen der Rollenhalterung
27 und dem Lagerbügel 29 ist auf dem Schwenkzapfen 30 eine Druckfeder 31 vorgesehen.
Die Umlenkrolle 28 ist im Lagerbügel 29 drehbar gelagert und wird über eine nicht
dargestellte Gelenkwelle angetrieben, die am Zapfen 32 angreift.
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Der Lagerbügel 29 ist an der Rollenhalterung derart gehalten, daß
die Drehachse der Umlenkrolle 28 unter einem Winkel von etwa 300 bis 400 schräg
zur Rotationsachse der Walze 11 gestellt ist. Damit die Umlenkrolle über ihre gesamte
Länge auf der Oberfläche der Walze 11 anliegen kann» ist sie mit einer Mantelfläche
in Form eines Rotationshyperboloids versehen.
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An dem nach unten ragenden Schenkel des Querjochs 22 ist ein weiterer
Hubzylinder 35 gehaltert, dessen Kolbenstange 36 mit einer Messerhalterung 37 verbunden
ist. Diese Messerhalterung 37 ist ferner mit einem Führungskolben 38 verbunden,
der in dem Führungsrohr 21 längsverschiebbar gelagert ist. Die Messer halterung
37 hat, wie aus Fig. 1 in der Draufsicht erkennbar, einen Gelenkansatz 40, an welchem
ein Messer 41 schwenkbar ge-
gelagert ist. Dieses Messer 41 ist
mit einem Schneidelement 42 versehen» das pflugscharartig ausgebildet ist und eine
an der Oberfläche der Walze 11 berührend anliegende Schneide hat. Durch die pflugscharartige
Ausbildung des Schneidelementes wird dafür gesorgt, daß das angeschnittene Walzfell
von der Walze abgehoben wird.
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An einem seitlich sich erstreckenden Arm der Messerhalterung 27 ist
ein dritter Hubzylinder 43 befestigt, dessen Kolbenstange 44 am Messer 41 angreift
und mit welchem das Verschwenken des Messers an die Oberfläche der Walze 11 steuerbar
ist.
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Zum Umlegen bzw. Wenden eines sich auf der Walze 11 ausgebildeten
Walzfelles wird die Messerhalterung 37 mit dem Messer 41 mit Hilfe des Hubzylinders
35 ausgefahren und durch Betätigung des Hubzylinders 43 das Schneidelement an die
Oberfläche der Walze 11 zur Anlage gebracht. Durch das weitere Ausfahren der Kolbenstange
36 wird das Schneidelement längs der Walzenoberfläche verschoben, wobei sich ein
schräg laufender Schnitt in das umlaufende Fell ergibt, da sich die Walze dreht.
Der angeschnittene Teil des Walzfelles wird durch die pflugscharartige Ausbildung
des Schneidelementes von der Walzenoberfläche abgehoben bzw.
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abgeschält und hängt von der sich weiter drehenden Walze 11 ab.
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Nacheilend zum Messer 41 wird durch die Betätigung des Hubzylinders
24 das Querjoch 22 und damit die Umlegrolle 28 an die Walze herangeführt und ebenfalls
längs der Walzenoberfläche verschoben.
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Der angeschnittene und weghängende Teil des Walzfelles, welcher beim
Weiterdrehen der Walze an der Umlegrolle zur Anlage kommt, wird
wird
voii dieser erfaßt und durch die Drehbewegung der Umlegrolle nach unten umgerollt
bzw. umgelegt. Durch die Schrägstellung der Umlegrolle und die gemeinsame Verschiebung
mit dem Messer 41 rollt sich das Walzfell auf, so daß es sich in Form eines schräg
über die Walze verlaufenden Wickels aufwickelt. Dieser Wickel läuft erneut in den
Spalt zwischen der vorderen Walze 11 und der hinteren Walze 12 ein und wird erneut
verwalzt, so daß man die gewünschte gleichmäßige Verteilung der Stoffe erhält.
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Die Vorschubgeschwindigkeit des Messers 41 wird derart eingestellt,
daß der Schnitt in der gewünschten Breite während eines Zeitraums von weniger als
einer Umdrehung der vorderen Walze 11 erfolgt. Sobald die Schnittstrecke durchlaufen
ist, wird mit Hilfe des Hubzylinders 43 das Messer von der Walze weggeklappt und
mit Hilfe des Hubzylinders 35 das Messer in die Ausgangsposition zurückgefahren.
Dieses Zurückfahren in die Ausgangsposition.
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erfolgt mit erhöhter Geschwindigkeit. Durch das Vorsehen eines eigenen
Hubzylinders 35 für die Verschiebung des Messers 41; kann einerseits die Nacheilung
der Umlegrolle bezüglich des Messers 41 separat gesteuert und auch die Länge der
Verschiebebewegung der Umlegrolle eingestellt werden. Im Regelfall wird bei der
voll ausgefahrenen Umlegrolle der Gesamthuh kürzer als der Gesamthub für das Ausfahren
des Messers 41 sein.
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Bei einer besonders vorteilhaften, nicht dargestellten Ausführungs
form der Erfindung werden zwei Umlegvorrichtungen einem Walzwerk zugeordnet, wobei
auf beiden Seiten der vorderen Walze je eine gegenläufig zueinander verschiebbare
Umlegvorrichtung gleicher Art angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, das
Walzfell abwechselnd von der einen und von der anderen Seite her einzuschneiden
zuschneiden
und aufzurollen, so daß man eine noch gleichmäßigere Verteilung der miteinander
zu vermischenden Materialteilchen erhält. Bei diesem Aufbau wird das Walzfell mit
Hilfe des Messers 41 jeweils nur etwa bis zur Mitte der vorderen Walze eingeschnitten
und aufgerollt. Auch dabei eilt die Umlegrolle dem Messer in der Verschiebebewegung
nach und führt in der Regel einen etwas kürzeren Gesamthub aus, der sich etwa über
1/3 bis 1/2 der Walzenbreite erstrecken kann.
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Die gewünschte Reproduzierbarkeit der Qualität der erstellten Walzfelle
läßt sich mit Hilfe der Umlegvorrichtung gemäß der Erfindung einfacher unter gewünschten
Bedingungen herstellen, wobei das Umlegen in der Regel mit einem schnellen Anschneiden
bzw. Vorschneiden durch das Messer und einem etwas langsameren Nacheilen und Umlegen
mit Hilfe der Umlegrolle erfolgt. Durch das abwechselnde Umlegen von beiden Seiten
wird die Masse des zu verarbeitenden Materials immer in den Mittelbereich der vorderen
Walze zurücktransportiert und kann sich von da aus nach beiden Seiten wieder gleichmäßig
verteilen.
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Dadurch wird eine sehr intensive Verknetung und Durchmiscllung erreicht.
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Der Ablauf und die zeitliche Abfolge der Steuerung der einzelnen Hub
zylinder erfolgt mit Hilfe einer elektrischen Schaltung, welche mit einstellbaren
Zeitgliedern versehen ist, um den Vorgang beliebig steuern und auf andere Parameter
wie z. B. der Spaltweitesder Temperatur sowie der Drehzahl des Walzwerkes einstellen
zu können. Durch den automatisch gesteuerten Ablauf des Umlegvorganges wird eine
von der Geschicklichkeit der Bedienungsperson unabhängige, wesentlich höherwertige
Qualität für das herge-
hergestellte Walzfell erreicht, wobei insbesondere
die hohe gleichbleibende Reproduzierbarkeit der Ergebnisse sichergestellt ist.
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Beim Verwalzen von verhältnismäßig harten und schweren Materialien,
die sich aufgrund ihres Eigengewichtes nach dem Einschneiden selbsttätig von der
Walze lösen, kann auf den Vorschub der Umlegrolle verzichtet werden. In diesem Fall
hängt das Walzfellende durch das Eigengewicht als Lappen herunter und wird wieder
eingezogen und erneut eingemischt. Obwohl die Umlegvorrichtung gemäß der Erfindung
hauptsächlich für die Verwendung an Walzwerken im Versuchslabor bzw. im Betriebslabor
vorgesehen ist, läßt sie sich jedoch auch bei der Produktion von gefährlichen Stoffen
und insbesondere von Sprengstoffen verwenden, insbesondere wenn derartige Materialien
wegen ihrer Gefährlichkeit immer nur in verhältnismäßig kleinen Chargen verarbeitet
werden und das Umlegen von Hand eine Gefährdung des Bedienungspersonals darstellt.