DE4304918C2 - Glättwerk für thermoplastische Folien oder Platten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Glättwerk gemäß dem Oberbegriff von An­ spruch 1.

Im allgemeinen passiert eine mittels einer Breitschlitzdüse herge­ stellte Kunststoffbahn zwei oder mehr Glättspalte. Der Ausdruck Kunststoffbahn umfaßt die aus der Schlitzdüse austretende, noch pla­ stifizierte Bahn, aber auch die daraus geformte Kunststoffolie. Mit einer Vorrichtung der beschriebenen Gattung geglättete Kunststoff­ bahnen oder Kunststoffolien werden insbesondere für Tiefziehzwecke, z. B. in der Verpackungsindustrie, eingesetzt.

Aus der DE 37 02 945 A1 ist eine gattungsgemäße Glättvorrichtung be­ kannt, bei der jedoch keine Vorkehrungen für eine Spalteinstellung vorgesehen sind.

Eine gattungsgemäße Glättvorrichtung ist auch bereits aus der DE 37 13 561 C2 bekannt geworden. Hier wird jedoch die Aufgabe gelöst, sicherzustellen, daß bei Ändern der Höhenposition der einzelnen Walzen die Achsen der Walzen in einer gemeinsamen vertikalen Ebene liegen. Die Walzen sind zwar an Hebeln gelagert, an den Walzen ist jedoch beidseitig lediglich je ein Lager angeordnet. Mittel zur Aufhebung des Lagerspieles und zur Erzeugung einer Gegenbiegung sind nicht vorgesehen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Glättwerk für thermoplastische Kunststoffolien zu schaffen, bei dem alle Walzen­ lager- und Ständerspiele aufgehoben sind und mit hoher Genauigkeit die Spaltdicke eingestellt werden kann. Insbesondere soll erreicht werden, daß mit möglichst wenig maschinellem Aufwand die Aufhebung der Spiele der Lager, die Einstellung der Spaltdicken zwischen den Walzen sowie die Erzeugung einer Gegenbiegekraft der Walzen darge­ stellt werden kann.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des er­ sten Patentanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.

Es wird eine Einrichtung für die Aufhebung der Ständer- und Lager­ spiele vorgesehen, die mit der Einrichtung zum Einstellen der Walzenspaltdicke zusammenwirkt und gleichzeitig die Aufbringung einer Gegenbiegekraft für die Walzendurchbiegung erlaubt.

Dadurch, daß an den Ständern die inneren Lagerkörper einer Walze befestigt, z. B. angeschweißt sind und jeweils die beiden inneren Lager­ körper der oberen oder unteren Walze in durch Hydraulikzylinder vor­ spannbare Hebel gelagert sind, läßt sich die obere oder untere Walze gegen die festen Lagerkörper der mittleren Walze unter Aufbau einer Vorspannung anfahren. Hierdurch werden die jeweiligen Lagerspiele aller Lager aufgehoben und es wird eine Gegenbiegekraft erzeugt, die der Spaltkraft, hervorgerufen durch das zu kalibrierende Material, entgegenwirkt.

Die Spaltdickeneinstellung ist in hängender Weise an auf den Walzen­ zapfen angeordneten Außenlagern angeordnet, an deren Lagerkörper je­ weils an der Oberseite bzw. Unterseite das Getriebegehäuse des Ge­ triebes für die Spaltdickeneinstellung befestigt sind. Mittels dieser Getriebe wird über jeweils zwei, durch die Lagerkörper hindurchge­ führter Stößel der Abstand zwischen den einzelnen Walzen eingestellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen weiter erläu­ tert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht des Glättkalanders.

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Seitenansicht gemäß der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Einrichtung gemäß der Linie III-III in Fig. 1 oder 2.

Fig. 4 einen Querschnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 1.

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Glättwerk gemäß Linie V-V in Fig. 6.

Fig. 6 eine Seitenansicht eines waagerecht angeord­ neten Glättwerkes.

Fig. 7 eine Seitenansicht eines Glättwerkes in abge­ knickter Version.

In Fig. 1 wird der Glättkalander gezeigt, der zwei auf einer Grundplatte 11 angeordnete Ständer 1 und 2 aufweist. Die durch eine Traverse 10 oben miteinander verbundenen Ständer 1 und 2 tragen jeweils einen unteren und oberen Schwenkarm 9, was am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist. An dem einen Ende der Schwenkarme 9 ist in Lagerböcken 8 und den Hauptlagern 6 eine obere Walze 3 bzw. eine untere Walze 5 angeordnet.

Die mittlere Walze 4 ist eine Festwalze, die in an den beiden Stän­ dern geschweißten Lagerkörpern 8, in jeweiligen Hauptlagern 6 ange­ ordnet ist.

Mittels der oberen und unteren Hebel 9 ist eine Verschwenkung der oberen und unteren Walze 3 und 5 um den Drehpunkt, d. h. um die La­ gerbolzen 20 durchführbar, wenn die mit Bolzen 21 an den Hebeln 9 befestigten Hydraulikzylinder 15 über die Druckmittelzuleitungen 30 betätigt werden. Die Bolzen 20 und 21 weisen Sicherungsringe 22 und 23 auf (Fig. 4). Die Verschwenkung erfolgt entsprechend der durch die Pfeile 45 angedeuteten Richtung (Fig. 2).

Durch eine Anstellung der oberen und unteren Walze 3 und 5 mittels der Hydraulikzylinder 15 wird eine Ständervorspannung und die Auf­ hebung des Lagerspiels in den Hauptlagern 6 und den Stützlagern 7 er­ reicht, unter der Voraussetzung, daß die jeweilige Anstellkraft un­ terschiedlich ist, um zu vermeiden, daß sich die Anstellkräfte gegen­ seitig aufheben. Weiterhin wird die Anstellkraft der Walzen durch die mittels der Hydraulikzylinder 15 betätigten Hebel 9 variabel ge­ staltet.

Der Antrieb der Walzen 3, 4 und 5 erfolgt durch die Antriebe 17.

Mittels derartiger Glättkalander werden z. B. durch eine Breitschlitz­ düse 31 (Fig. 4) geformte und in den Spalt zwischen der Walze 4 und 5 geglättete Kunststoffolien oder Platten geglättet und in ihrer Dicke kalibriert, wozu eine sehr exakte Einstellung der Spaltdicke erforderlich ist.

Es müssen sehr hohe Anstelldrücke gleichmäßig über die gesamte Ballenbreite der Walze dargestellt werden. Bei einer derartigen Einstellung muß sowohl das Lagerspiel der Walzenlager als auch die Durchbie­ gung der Walzen und die Biegemomente der Ständer berücksichtigt wer­ den. Es treten beispielsweise Spaltkräfte bis 800 N/cm in den Walzen­ spalten auf. Die Dickentoleranzen der hergestellten Kunststoffolien dürfen max., z. B. bei einer foliendicke von 600 my ± 10 my betragen.

Um dieses Ziel zu erreichen, werden folgende Einrichtungen an dem Glattkalander vorgesehen.

Auf den zu beiden Seiten durch die Hauptlager 6 nach außen ragenden Walzenzapfen der Walzen 3, 4 und 5 werden in Lagerkörpern 12 Stütz­ lager 7 angeordnet (Fig. 4).

Die Lagerkörper 12 weisen zwei vertikale, parallel zueinander verlau­ fende Bohrungen auf, durch welche jeweils zwei beidseitig der Lager angeordnete Stößel 16 geführt werden.

Die Stößel 16 sind an ihrem einen Ende als Vierkante 29 ausgebildet, die in eine entsprechende Aussparung in dem mittleren Lagerkörper 13 verdrehsicher angeordnet sind. Die anderen Stößelenden weisen Feinge­ winde auf, die mit einem Feingewinde der Schneckenrädern 25 zusammen wirken. Die Schneckenräder 25 sind in den Schneckenradlagern 24 ange­ ordnet.

Die Schneckenspindeln 27 des oberen und unteren Getriebes 14 sind mit Verbindungswellen 28 (Fig. 1) für einen Synchronlauf miteinander ver­ bunden und werden durch den Antrieb 18 in Drehbewegung gesetzt.

Mittels dieser, insbesondere in Fig. 4 gezeigten Verstelleinrichtung wird in folgender Weise die Spaltdicke zwischen den Walzen 3 und 4 und 4 und 5 eingestellt:
Durch Einschalten des oberen (Fig. 1) Antriebes 18 werden die Spin­ deln 27 über die Synchronwelle 28 gedreht, so daß sich auch die Schneckenräder 25 drehen. Da die Stößel 16 in dem mittleren Lager­ körper 13 verdrehsicher mit ihren Vierkanten angeordnet sind, werden die Lagerkörper 12, die an den Getriebegehäusen (14) befestigt sind, angehoben oder bei einer Drehrichtungsumkehr abgesenkt, und zwar in synchroner Weise auf beiden Seiten der oberen Walze 3 bzw. der unteren Walze 5 (Fig. 1).

Da die obere bzw. untere Walze in den Lagerkörpern 12 gelagert ist, erfolgt somit eine Einstellung der Spaltdicke zwischen den Walzen 3 und 4 sowie 4 und 5.

Wenn die Einstellung der Walzenspaltdicke erfolgt ist, wird in fol­ gender Weise die Ständer- und Lagervorspannung aufgehoben: Es werden die Hydraulikzylinder 15 beaufschlagt, so daß über die unteren und oberen Hebel 9 eine Anstellung der Hauptlager 6 und der Lagerkörper erfolgt. Der Grad der Anstellung bzw. die Anstellkraft ist durch den Druck in den Hydraulikzylindern (oder Pneumatikzylindern) wählbar.

Gleichzeitig wird durch die Beaufschlagung der Hydraulikzylinder auch eine Ständervorspannung erreicht.

Wie eingangs erwähnt, ist von Bedeutung, daß die Kraft für die Beauf­ schlagung des oberen Hydraulikzylinders sich von der Beaufschlagungs­ kraft des unteren Hydraulikzylinders unterscheidet, weil sonst eine Aufhebung der oberen gegen die untere Beaufschlagung durch die Hy­ draulikzylinder erfolgen würde, so daß das Lagerspiel in den Lagern 6, 7 der Walze 4 nicht aufgehoben wäre.

Nachfolgend wird der Kraftverlauf anhand der Fig. 1 geschildert:
Ausgehend von den Hydraulikzylindern 15 werden über die Bolzen 21 die Hebel 9 Über ihren Drehpunkt 20 betätigt, so daß die Lagerkörper 8 und die Innenlager 6 nach unten bzw. nach oben (Pfeil 45 in Fig. 2) gepreßt werden.

Die so erzeugte Kraft pflanzt sich (gestrichelte Linie 46) über die Walzenzapfen nach außen auf die Außenlager 7, die Lagerkörper 13 und auf die Walzenzapfen der mittleren Walze fort. Somit erhält die un­ tere Walze 5 bzw. die obere Walze 3 eine leicht sich im My-Bereich bewegende Durchbiegung, dargestellt durch die gestrichelte Linie 47 und die Pfeile 48. Diese geringe Durchbiegekraft der Walzen wirkt der Walzendurchbiegungskraft entgegen, die durch die Kalibrierarbeit der Kunststoffmasse zwischen den Walzen entsteht, so daß sich relativ parallel zueinander verlaufende Walzenmäntel ergeben.

Mittels der Einrichtung wird somit erreicht, daß mit nur einer Einrichtung

• - eine exakte Einstellung aller Walzenspalte vorgenommen werden kann,
• - die jeweiligen Lagerspiele aller Außen- und Innenlager auf­ gehoben werden,
• - und daß mittels dieser Einrichtung ein Gegenbiegeeffekt für die Walzen erzielt wird, der dem Biegeeffekt der Walzen, hervorgerufen durch das zu kalibrierende Material im Walzenspalt, entgegenwirkt.

Wenn ein Glättwerk mit nur zwei Walzen eingesetzt wird, ist die un­ tere oder auch die obere Walze bzw. Lagerkörper dieser Walze als Festlager ausgebildet.

In analoger Weise verläuft der Kraftverlauf hinsichtlich der unteren Walze bzw. der Lagerkörper, wie angedeutet durch die gestrichelte Kraftverlauflinie 46.

Bei dem in Fig. 5 und 6 gezeigten waagerecht angeordneten Glättwerk wird ein U-förmiger Ständer 34 gezeigt, bei dem die Hydraulikzylinder 15, die gegen die Lagerkörper 37 einwirken. Die Spaltdickeneinstell­ einrichtung wird in gleicher Weise ausgebildet, wie in Fig. 4 ge­ zeigt. Lagerkörper 38 sind funktionsgleich mit den in Fig. 4 gezeig­ ten Stützlagerkörpern 12.

In Fig. 7 wird eine abgeknickte Version eines Glättwerkes gezeigt.

Bezugszeichenliste

1 - Ständer
2 - Ständer
3 - Walze, oben (Walze 1)
4 - Walze, mitte (Walze 2)
5 - Walze, unten (Walze 3)
6 - Hauptlager
7 - Stützlager
8 - Lagerkörper
8a - Festlagerkörper
9 - Schwenkarme (Hebel)
10 - Traverse
11 - Grundplatte
12 - Stützlagerkörper
13 - mittleres Stücklagerkörper
14 - Getriebe
15 - Hydraulikzylinder
16 - Stößel
17 - Walzenantrieb
18 - Antrieb
19 - Kolbenstangenkopf
20 - Lagerbolzen (Drehpunkt)
21 - Lagerbolzen
22 - Sicherungsring
23 - Sicherungsring
24 - Schneckenradlager
25 - Schneckenrad
26 - Feingewinde
27 - Schneckenspindel
28 - Verbindungswelle (Synchronwelle)
29 - Vierkantansatz des Stößels
30 - Druckmittelzuleitung
31 - Breitschlitzdüse
32 - Kunststoffolie
33 -
34 - U-förmige Ständerteile
35 - obere Ständerteile
36 - Führung
37 - verschiebbare Lagerkörper
37a - mittlerer verschiebbare Lagerkörper
38 - Lagerkörper
39 -
40 -
41 - Arretierbolzen
42 -
43 -
44 -
45 - Pfeil
46 - Kraftverlauflinie
47 - gestrichelte Linie
48 - Pfeil

Claims (6)

1. Glättwerk zum Glätten einer aus einer Breitschlitzdüse austretenden Kunststoffbahn mit mindestens zwei in Ständern gelagerten Glättwalzen, mit Walzenspalt­ dickeneinstellvorrichtungen und mit Lagen- und Standervorspannungseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ständer- und Lagervorspannung durchführende Einrichtung gebildet wird durch eine an den Ständern (1, 2) an Drehpunkten (20) aufgehängte, an Lagerkörper (8) der Innenlager (6) angreifende, mit einem Festlagerkörper (8a) zusammenwirkende, mittels Schwenkhebel (9) betätigte Einrichtung,
daß die Walzenspaltdickeneinstellvorrichtung durch La­ gerkörper (12, 13) mit Bohrungen für die Aufnahme von jeweils zwei, die Spaltdickeneinstellung erlaubende Stößel (16) gebildet wird,
daß die Stößel (16) an ihrem einen Ende in Bohrungen eines Lagerkörpers (13) für eine Festwalze (4) verdreh­ sicher eingreifen,
daß die Stößel (16) an ihrem anderen Ende ein mit einem Feingewinde eines Schneckenrades (25) zusammenwirkendes Feingewinde (26) aufweisen, und
daß mittels Verbindungswellen (28) verbundene, mit Schneckenrädern (25) zusammenwirkende und mittels Stellmotor (18) angetriebene, die Spaltdickeneinstel­ lung bewirkende Schneckenspindeln (27) vorgesehen wer­ den.

2. Glättwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ständer- und Lagervorspanneinrichtung gebildet wird durch U-förmig ausgebildete Ständerteile (34), daß zwischen den Schenkeln der U-förmigen Ständerteile (34) auf Führung (36) verschiebbare Lagerkörper (37) angeordnet sind, und
daß zwischen den jeweiligen Schenkeln der U-Ständertei­ le (34) und den Lagerkörpern (37) eine Vorspannung auf die Lagerkörper (37, 38) ausübende Hydraulikzylinder angeordnet sind.

3. Glättwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß auf beide Walzenzapfen Hauptlager (6) und Stützla­ ger (7) angeordnet sind,
daß an den Lagerkörpern (8) der Hauptlager (6) Schwenk­ arme (9) befestigt sind,
daß an den Schwenkarmen (9) an den Ständern (1, 2) ab­ gestützte Hydraulikzylinder (15) angreifen,
daß an den oberen und unteren Stützlagerkörpern (12) der Außenlager (7) Getriebe (14) für eine Walzenspalt­ dickeneinstellung befestigt sind.

4. Glättwerk nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils ein Lagerkörper (8a) eines Lagers (6) als Festlager an den Ständern (1, 2) befestigt ist.

5. Glättwerk nach den Ansprüchen 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenanordnung des Glättwerkes verschwenkbar ausgebildet (Fig. 5 und 6) und in einem U-förmigen Ständer (34) gelagert sind.

6. Glättwerk nach den Ansprüchen 1-3 dadurch gekennzeichnet,
daß die unterste Walze des Glättwerkes in unteren Stän­ derteilen gelagert und etwa 45° abgeknickt vor der mittleren Walze angeordnet ist, und
daß die unteren Ständerteile (34) mittels Arretierbol­ zen (41) gegenüber den oberen Ständerteilen (35) gesi­ chert sind.