DE4009544C1 - Means of measuring gap width between rollers in calender - comprising rollers mounted on stand, spreading device and spacing device - Google Patents

Abstract

An arrangement for measuring the gap width between rollers in a calander installation, includes at least two rollers mounted in a stand, a spreading device and a spacing measurement device. The spreading device is located between the roller pins, and is not directly mechanically connected to the stand or to the roller bearings. The spreading device consists of two traversing members. ADVANTAGE - The arrangement enables the gap to be measured with accuracy.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Spaltweite zwischen Walzen einer Kalanderanlage gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs.The invention relates to a device for measuring the gap width between rolls of a calender system according to the characteristics of the Preamble of the main claim.

Bei der Beschichtung einer Materialbahn in einer Kalanderanlage ist insbesondere beim Herstellen von Zylinderkopfdichtungen für Motoren die Schichtdicke von entscheidender Bedeutung für die Qualität des Produktes. Daher kommt der Einstellgenauigkeit der Weite des Walzen­ spaltes besondere Bedeutung zu. Zwar läßt sich die Walzenspaltweite vor Beginn des Beschichtungsprozesses mit den bekannten Walzenspalt­ meßeinrichtungen in ausreichender Genauigkeit ermitteln, diese An­ fangsvermessung des Walzenspaltes reicht aber nicht aus, um ein Produkt mit definierter und konstanter Schichtdicke herstellen zu können. Da während des Betriebes der Kalanderanlage das Beschich­ tungsmaterial seiner Verformung einen Widerstand entgegensetzt, baut sich im Walzenspalt ein Bearbeitungsdruck auf, der einerseits auf das Beschichtungsmaterial einwirkt und andererseits die eingestellte Walzenspaltweite unkontrolliert vergrößert. Daher ist die vor Be­ schichtungsbeginn eingestellte Walzenspaltweite ein eher vorläufiger Wert, der durch ein Nachmessen der tatsächlichen Walzenspaltweite über eine Schichtdickenmessung des Produktes korrigiert werden muß. Dies erfordert bei nicht berührungsfreiem Messen der Schichtdicke ein Stillsetzen der Kalanderanlage, in jedem Fall aber einen erheb­ lichen Anfahrverlust an nicht maßgenauem Produkt, welches abzutrennen und auszusondern ist.When coating a material web in a calender system especially in the manufacture of cylinder head gaskets for engines the layer thickness is critical to the quality of the Product. Hence the setting accuracy of the width of the rollers column special meaning. The nip width can be adjusted before the start of the coating process with the known nip Determine measuring devices with sufficient accuracy, this type Initial measurement of the nip is not sufficient to Produce product with a defined and constant layer thickness can. As the coating during the operation of the calender system material resists its deformation, builds there is a processing pressure in the nip, which is on the one hand the coating material acts and on the other hand the set Roll gap width increased uncontrollably. Therefore, the before  Roll gap width set at the beginning of the layering is a rather provisional one Value obtained by measuring the actual nip width must be corrected by measuring the layer thickness of the product. This requires if the layer thickness is not measured without contact a shutdown of the calender system, but in any case a significant one Start-up loss on a product that is not dimensionally accurate and which has to be cut off and is to be discarded.

Nach dem Stand der Technik ist so beispielsweise aus der DE-PS 8 26 201 eine Vorrichtung zum Messen des Walzenspaltes an Kalandern bekannt, bei der zwei kleine Rollen derart in einem gemeinsamen Träger dicht nebeneinander gelagert werden, daß die eine Rolle an der einen Walze und die andere Rolle an der anderen Walze anliegt. Der Träger ist dabei so ausgebildet, daß er in Richtung einer der beiden Walzen gemeinsamen Tangente beweglich ist. Eine Verschiebung des Walzenabstandes bewirkt eine Bewegung des Trägers, der die Än­ derung des Walzenabstandes über einen optischen oder kapazitiven Sensor an ein Anzeigegerät weiterleitet.According to the prior art, for example, from DE-PS 8 26 201 a device for measuring the nip on calenders known, in which two small roles in such a common Carriers are stored close to each other that the one roll on one roller and the other roller on the other roller. The carrier is designed so that it towards one of the tangent to both rollers is movable. A shift of the roller distance causes a movement of the carrier, the Än change of the roller distance via an optical or capacitive Forwards the sensor to a display device.

Eine solche Meßeinrichtung läßt natürlich nur dann eine Vermessung des Walzenspaltes zu, wenn die Kalanderanlage außer Betrieb ist, da die Rollen im Förderweg der Walzen anzuordnen sind. Die Vermeidung von Anfahrausschuß ist damit nicht möglich.Of course, such a measuring device only allows a measurement of the nip when the calender system is out of operation because the rollers must be arranged in the conveyor path of the rollers. Avoidance from the start-up committee is not possible.

Zudem ist aus der DE-OS 25 43 738 der Anmelderin ein Verfahren und ein Kalander zur Herstellung von Folien bekannt, bei denen die einmal eingestellte Walzenspaltweite zwar nicht nach Produktionsbeginn direkt gemessen wird, bei denen aber durch die Ermittlung des Walzen­ spaltdruckes und durch Konstanthaltung dieses Druckes die Walzen­ spaltweite gleich bleibt. In addition, from DE-OS 25 43 738 the applicant is a method and a calender for the production of films known in which the once set nip width not after start of production is measured directly, but by determining the rolling nip pressure and by keeping this pressure constant the rollers gap width remains the same.  

Nachteilig bei diesem Verfahren und der Anlage ist, daß auch hier vor Kalandrierbeginn ein nur vorläufiger Walzenspaltweitenwert einge­ stellt wird. Während des Kalandrierens kann lediglich erreicht wer­ den, daß sich die durch den Kalandrierdruck einstellende Walzenspalt­ weite nicht mehr ändert. Damit ist es auch mit diesem Verfahren und dieser Anlage nicht möglich, ein Produkt mit definierter und vor Produktionsbeginn einmal eingestellter Schichtdicke herzustellen.The disadvantage of this method and the system is that here too Calendering only a provisional roll gap value was entered is posed. During calendering, only one can be reached the fact that the nip which arises due to the calendering pressure no longer changes. So it is with this procedure and This facility does not allow a product with a defined and pre Start production of layer thickness once set.

Eine weitere Walzenabstandsmeßvorrichtung ist aus der DE-PS 25 03 130 bekannt. Diese Vorrichtung besteht aus einem Meßgeberhalter, der in einer am Kalanderständer befestigten Führung derart verschiebbar ge­ lagert ist, daß sich ein in ihm befindlicher Abstandsmeßgeber in Ar­ beitsstellung zwischen den Walzenzapfen von zwei Kalanderwalzen be­ findet. Der Meßgeberhalter weist auf der dem einen Walzenzapfen zu­ gewandten Seite den Meßgeber, auf der dem zweiten Zapfen zugewandten Seite eine schalenförmige Gleitfläche auf. Mit Hilfe einer im Meß­ geberhalter außerhalb des engsten Walzenzapfenabstandes angeordneten federbetätigten Spreizvorrichtung wird die Gleitfläche gegen den einen Walzenzapfen und der Meßgeber gegen den anderen Walzenzapfen gedrückt, wodurch der Kalanderwalzenabstand mittelbar über den Abstand der Walzenzapfen meßbar ist.Another roller distance measuring device is from DE-PS 25 03 130 known. This device consists of a transmitter holder, which in a guide attached to the calender stand so slidably ge is stored that there is a distance sensor in Ar position between the roll neck of two calender rolls finds. The sensor holder points to the one roll neck the side facing the transducer, on the side facing the second pin Side on a bowl-shaped sliding surface. With the help of a measurement the encoder holder is located outside the closest roller pin spacing spring-operated expansion device, the sliding surface against the one roll neck and the transducer against the other roll neck pressed, whereby the calender roll distance indirectly over the Distance of the roll neck is measurable.

Zwar läßt sich mit dieser Vorrichtung der Walzenabstand während des Kalandrierens kontinuierlich messen und dadurch der übliche Anfahr­ materialverlust vermeiden, die für die heutigen Hochleistungsmotoren geforderten sehr genauen Schichtdicken von Zylinderkopfdichtungen von bis zu 20 µm lassen sich aufgrund der von dem Kalanderrahmen auf die Meßvorrichtung übertragenen Vibrationen aber nicht erreichen.It is true that with this device the roller spacing during Measure calendering continuously and thereby the usual start-up Avoid loss of material for today's high performance engines required very precise layer thicknesses of cylinder head gaskets of up to 20 µm can be due to the calender frame but do not reach vibrations transmitted to the measuring device.

Die Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine Einrichtung vorzu­ stellen, mit der jederzeit vor und während des Kalandrierens die Walzenspaltweite mit hoher Genauigkeit meßbar ist. The object of the invention is therefore to vorzu a device with the at any time before and during calendering Roll gap width can be measured with high accuracy.  

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.This task is characterized by the features in the characterizing part of the Claim 1 solved. Advantageous refinements and developments the invention are set out in the subclaims.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß eine kontinuierliche und genaue Messung der Walzenspaltweite nur dann möglich ist, wenn sich das Meßsystem nicht im Förderweg des Kalandriermaterials be­ findet und zudem nicht mit dem Kalanderständer mechanisch verbunden ist. Untersuchungen haben nämlich gezeigt, daß Meßsysteme, die mit dem Kalanderständer mechanisch verbunden wurden, Vibrationen ausge­ setzt waren, die auch unter Verwendung von Dämpfungsmitteln nicht die geforderte Meßgenauigkeit zuließen. Aus diesen Gründen wird eine Walzenspaltweitenmeßeinrichtung in der Art einer Haltestruktur mit einer Spreizvorrichtung vorgeschlagen, die zwischen den Zapfen von zwei Kalanderwalzen angeordnet ist und sich auf deren Oberfläche ab­ stützt, ansonsten aber keine direkte mechanische Verbindung zum Ka­ landerständer oder den Walzenlagern hat. Diese Haltevorrichtung trägt einen Entfernungssensor, mit dem der Abstand zwischen den Walzenach­ sen bestimmbar ist. Mit Hilfe dieser Meßvorrichtung ist es möglich, jederzeit die aktuelle Walzenspaltweite mit großer Genauigkeit zu messen und bei Abweichungen von einem Sollmaß den Walzenabstand zu korrigieren. Ihre Ausbildung in Form eines verstellbaren Trägers dient dazu, unabhängig von der Produktdicke dafür zu sorgen, daß mittels des Entfernungssensors die Walzenspaltweite meßbar ist.The invention is based on the idea that a continuous and accurate measurement of the nip width is only possible if the measuring system is not in the conveying path of the calendering material finds and also not mechanically connected to the calender stand is. Investigations have shown that measuring systems with the calender stand was mechanically connected, vibrations sets that were not even when using damping agents allow the required measurement accuracy. For these reasons, a Roll gap measuring device in the manner of a holding structure with a spreader proposed that between the pins of two calender rolls is arranged and on their surface supports, but otherwise no direct mechanical connection to the Ka country stand or the roller bearings. This holding device carries a distance sensor that measures the distance between the rollers is determinable. With the help of this measuring device it is possible the current roll gap width at any time with great accuracy measure and if there are deviations from a nominal dimension, the roller gap correct. Your training in the form of an adjustable carrier is used to ensure that regardless of the product thickness the nip width can be measured by means of the distance sensor.

In der Zeichnung sind zur Verdeutlichung der Erfindung Ausfüh­ rungsbeispiele der Meßeinrichtung dargestellt.In the drawing, Ausfüh are to clarify the invention Example of the measuring device shown.

Es zeigenShow it

Fig. 1 einen Vierwalzenkalander, in dem ein Trägermaterial von zwei Seiten beschichtet wird. Fig. 1 shows a four-roll calender in which a carrier material is coated from two sides.

Fig. 2 eine Ansicht A gemäß Fig. 1 mit der Vorrichtung zum Messen der Walzenspaltweite. Fig. 2 is a view A of FIG. 1 with the device for measuring the nip width.

Fig. 3 eine Detaildarstellung der Meßvorrichtung. Fig. 3 is a detailed representation of the measuring device.

In Fig. 1 ist in nicht maßstabsgetreuer Weise ein Vierwalzenkalander dargestellt, bei dem zu beschichtendes Trägermaterial 16 zwischen zwei Walzen 2, 3 geführt wird. Das Beschichtungsmaterial 17, 18 wird dem Walzenspalt über die Walzen 1, 2 und 4, 3 zugeführt und auf das Trägermaterial 16 aufgebracht. Zwischen den Walzen 1, 2, 3, 4 ist je­ weils eine Vorrichtung zur Messung des Walzenspaltes angeordnet, wo­ bei jede dieser Meßvorrichtungen aus zwei Traversen 5, 6; 51, 61 und 52, 62 bestehen, die jeweils ineinander greifen und an Walzenzapfen der Walzen 1, 2, 3, 4 abgestützt sind. Zwischen den Traversen ist ein Bauelement angeordnet, das auf die Traversen eine diese auseinandertreibende Kraft auszuüben vermag. Außerdem ist an der Meßvorrichtung ein Entfernungssensor angeordnet, mit dessen Hilfe der Achsabstand und damit indirekt die Walzenspaltweite zwischen den der Vorrichtung zugeordneten Walzen meßbar ist.In Fig. 1, a four-roll calender is shown in a manner not to scale, in which carrier material 16 to be coated is guided between two rolls 2 , 3 . The coating material 17 , 18 is fed to the roll nip via the rolls 1 , 2 and 4 , 3 and applied to the carrier material 16 . Between the rollers 1 , 2 , 3 , 4 a device for measuring the nip is arranged, where in each of these measuring devices from two cross members 5 , 6 ; 51 , 61 and 52 , 62 exist, each of which interlock and are supported on roller journals of rollers 1 , 2 , 3 , 4 . A component is arranged between the crossbeams and is capable of exerting a force that drives them apart. In addition, a distance sensor is arranged on the measuring device, with the aid of which the center distance and thus indirectly the roll gap width between the rolls assigned to the device can be measured.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kalan­ derwalzen 1, 2, 4 dabei derart in die Richtung der zugeordneten Doppelpfeile verschiebbar, daß die Walzenspaltweite zwischen den Walzen 1, 2; 2, 3 und 3, 4 veränderbar ist.In the embodiment shown in Fig. 1, the Kalan derwalzen 1 , 2 , 4 are so displaceable in the direction of the associated double arrows that the nip width between the rollers 1 , 2 ; 2 , 3 and 3 , 4 is changeable.

Die aktuell eingestellte Walzenspaltweite läßt sich mit Hilfe der Meßvorrichtung jederzeit und mit hoher Genauigkeit überprüfen. Durch­ geführte Versuche haben gezeigt, daß eine Meßgenauigkeit von 20 µm erzielt werden kann. Diese bisher nicht erreichte Genauigkeit ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß die Walzenspaltmeßvorrichtung 11 nicht mit dem Kalanderständer verbunden ist, sondern freitragend zwischen den Walzenzapfen von zwei Kalanderwalzen angeordnet ist (Fig. 2).The currently set roll gap width can be checked at any time and with high accuracy using the measuring device. Experiments have shown that a measuring accuracy of 20 µm can be achieved. This accuracy, which has not been achieved to date, is essentially due to the fact that the nip measuring device 11 is not connected to the calender stand, but is arranged in a self-supporting manner between the roll neck of two calender rolls ( FIG. 2).

In einer Ausgestaltung der Erfindung verfügt die Meßvorrichtung 11 über Halteringe 14, 15, die jeweils an den Traversen befestigt sind und die Zapfen der der Meßvorrichtung zugeordneten Walzen umschlie­ ßen. Mit ihrer Hilfe kann sichergestellt werden, daß die Traversen bei einem weiten Auseinanderfahren der Walzen nicht von den Walzen­ zapfen fallen.In one embodiment of the invention, the measuring device 11 has retaining rings 14 , 15 , which are each fastened to the cross members and enclose the pins of the rollers assigned to the measuring device. With their help it can be ensured that the traverses do not fall off the rollers when the rollers move far apart.

In Fig. 3 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfin­ dung in einer Detailansicht an den Walzen 3, 4 dargestellt. Die Stützschalen an den Traversen 5, 6 tragen dabei Lagerschalen 12, 13, die auf den Walzenzapfen 9, 10 abgestützt sind.In Fig. 3, a particularly advantageous embodiment of the inven tion is shown in a detailed view on the rollers 3 , 4 . The support shells on the crossbeams 5 , 6 carry bearing shells 12 , 13 which are supported on the roller journals 9 , 10 .

Zwischen den Traversen 5, 6 sind zwei Kolbenzylinderanordnungen 7, 7a befestigt, die hydraulisch oder pneumatisch betreibbar die Tra­ versen 5, 6 auseinanderspreizen und so fest gegen die Walzenzapfen 9, 10 drücken. Zwischen den Kolbenzylinderanordnungen 7, 7a ist ein Entfernungssensor 8 angeordnet, mit dessen Hilfe über die Ermittlung des Traversenabstandes der Achsabstand der Walzen 3, 4 und damit in­ direkt die Walzenspaltweite ermittelbar ist. Der Entfernungssensor 8 kann auch auf den Traversen 5, 6 befestigt sein, wenngleich die An­ ordnung zwischen ihnen eine vorteilhafte Schutzfunktion gegen unge­ wollte mechanische Einwirkungen von außen gewährt.Between the cross members 5, 6 are two piston-cylinder assemblies 7, 7 attached to a, the hydraulically or pneumatically operable verses the Tra 5, 6 spread apart and press so hard against the roll neck 9, 10th A distance sensor 8 is arranged between the piston-cylinder arrangements 7 , 7 a, with the aid of which the axial spacing of the rolls 3 , 4 and thus the roll gap width can be determined directly by determining the cross-beam spacing. The distance sensor 8 can also be attached to the crossbeams 5 , 6 , although the arrangement between them provides an advantageous protective function against unwanted mechanical influences from outside.

Zudem ist eine Ausführungsform der Meßvorrichtung denkbar, bei der nur eine Kolbenzylinderanordnung oder bei der ein Federpaket und ggf. ein Dämpfungselement zwischen den Traversen 5, 6 angeordnet ist, wel­ che die für den Andruck an die Walzenzapfen notwendige Kraft auf­ bringen.In addition, an embodiment of the measuring device is conceivable, in which only a piston-cylinder arrangement or in which a spring assembly and possibly a damping element is arranged between the cross members 5 , 6 , which bring the force necessary for the pressure on the roll neck.

Auch ist eine Ausführung der Erfindung derart möglich, daß die Halte­ ringe 14, 15 gemäß Fig. 2 die Walzenzapfen 9, 10 unter Abstand oder eng an diese anliegend umschließen.An embodiment of the invention is also possible in such a way that the retaining rings 14 , 15 according to FIG. 2 enclose the roller journals 9 , 10 at a distance or close to them.

In einer sehr einfachen, aber weniger paktikablen Ausgestaltung der Erfindung besteht die Meßvorrichtung lediglich aus einer zwischen den Walzenzapfen positionierten Kolbenzylinderanordnung, bei der sich der Kolben auf der dem einen Walzenzapfen zugeordneten Seite über eine Stützschale abstützt und der Zylinder auf dem gegenüberliegenden Wal­ zenzapfen ebenfalls über eine Stützschale aufliegt. Der Entfernungs­ sensor ist bei dieser Anordnung auf dem Zylinder befestigt und mißt den Abstand zur kolbenseitigen Walzenzapfenoberfläche, z. B. direkt elektrooptisch oder über einen elektromechanischen Weggeber.In a very simple but less compact design of the Invention, the measuring device consists only of one between the Rolling pin positioned piston cylinder arrangement in which the Piston on the side associated with the roll neck via a Supporting shell supports and the cylinder on the opposite whale pin also rests on a support shell. The distance In this arrangement, the sensor is attached to the cylinder and measures the distance to the piston-side roll neck surface, for. B. directly electro-optically or via an electromechanical encoder.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Messen der Spaltweite zwischen Walzen einer Kalanderanlage mit wenigstens zwei über Walzen­ zapfen in einem Ständer gelagerten Walzen, mit einer zwischen zwei benachbarten Walzenzapfen angeordneten und an diese anlegbaren Spreizvorrichtung, die einen Entfernungsmeßgeber zur Messung des Abstandes der Wal­ zenzapfen trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung ohne direkte mechanische Ver­ bindung zum Kalanderständer oder zu den Walzenlagern frei­ tragend zwischen den Walzenzapfen (9, 10) angeordnet ist, und sich mit ihren zu spreizenden Teilen auf beiden Walzen­ zapfen (9, 10) über Stützschalen (12, 13) abstützt.1. A device for measuring the gap width between rollers of a calender with at least two rollers tap in a stand-mounted rolls arranged with a between two adjacent roll neck and, in these can be applied spreading which carries zenzapfen a Entfernungsmeßgeber for measuring the distance of Wal characterized in that the spreading device without direct mechanical Ver bond to the calender stand or the roll bearings cantilevered between the roll neck (9, 10) is arranged, and tap with their to be expanded portions on both rollers (9, 10) on supporting shells (12, 13 ) supports. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung aus zwei ineinander verschieb­ baren Traversen (5, 6) besteht.2. Device according to claim 1, characterized in that the spreading device consists of two nested slidable trusses ( 5 , 6 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Traversen (5, 6) wenigstens eine Kol­ benzylinderanordnung (7) und der Entfernungssensor (8) angeordnet ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that at least one Kol benzylinderanordnung ( 7 ) and the distance sensor ( 8 ) is arranged between the cross members ( 5 , 6 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenzylinderanordnung (7) hydraulisch oder pneumatisch betreibbar ist.4. The device according to claim 3, characterized in that the piston-cylinder arrangement ( 7 ) can be operated hydraulically or pneumatically. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützschalen Lagerschalen (12, 13) und/oder die Walzenzapfen umfassende Halteringe (14, 15) tragen.5. The device according to claim 2, characterized in that the support shells bearing shells ( 12 , 13 ) and / or the roll neck comprehensive retaining rings ( 14 , 15 ). 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungssensor (8) elektrisch, elektromecha­ nisch oder elektrooptisch arbeitet.6. The device according to claim 3, characterized in that the distance sensor ( 8 ) works electrically, electro-mechanically or electro-optically.