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Die
Erfindung betrifft eine Walzenanordnung mit zwei an ihren Enden
in Lagersteinen drehbar gelagerten Walzen, wobei zu beiden Seiten
der Walzen Einstellvorrichtungen zwischen den Lagersteinen vorgesehen
sind, mittels derer die Walzen in ihrem axialen Abstand zueinander
einstellbar sind.
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Derartige
Walzenanordnungen mit einer Einstellvorrichtung für den axialen
Abstand, den so genannten Walzenspalt, werden beispielsweise bei
so genannten Unionprägewalzen
verwendet, die aus einem Stahlwalzenpaar bestehen und deren eine
Walze eine positive Gravur, die Patrize, und die Gegenwalze die
negative Gravur, die Matrize trägt.
Diese Prägewalzen
werden üblicherweise
mittels Pendelrollenlagern in den Lagersteinen zueinander geführt und
drehbar gelagert.
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Für den Prägebetrieb
ist es notwendig, dass die Walzen mit einem exakt eingestellten
axialen Abstand zueinander betrieben werden, da dieser genaue axiale
Abstand zueinander notwendig ist, damit das zu prägende Material
nicht überprägt wird und/oder
die gewünschte
Prägehöhe erreicht
wird.
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Die
bekannten Einstellvorrichtungen beruhen üblicherweise auf einer Spaltkeilverstellung
mit einem mehr oder weniger weit in einen Spalt eintreibbaren Keil
oder weisen einen feststehenden Gewindebolzen und eine so genannte
Spalteinstellmut ter auf, die zwischen den Lagersteinen der Walzen
angeordnet sind, wozu beispielhaft auf die
DE 10 2004 037 889 B4 und
die
DE 41 40 876 C2 verwiesen
wird.
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Derartige
bekannte Verstellvorrichtungen sind jedoch entweder anfällig gegenüber Veränderungen
der einmal gewählten
Einstellung oder aber die Veränderung
des Prägespaltes
gestaltet sich aufwändig.
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Eine
Veränderung
des Prägespaltes
und damit des axialen Abstandes der Walzen zueinander ist beispielsweise
notwendig, wenn Papierlagen miteinander verprägt werden sollen und im Zuge
einer Produktumstellung z. B. von einem zweilagigen auf ein dreilagiges
Produkt gewechselt wird. Auch im Falle fortschreitenden Verschleißes kann
eine Nachstellung des Walzenspaltes notwendig werden.
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Es
versteht sich, dass die erfindungsgemäß vorgeschlagene Walzenanordnung
nicht auf Prägewalzen
beschränkt
ist, sondern beliebig bei Walzenanordnungen der eingangs genannten
Art, so z. B. auch in Kalandern, Druckwerken und dergleichen zum
Einsatz kommen kann.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Walzenanordnung der eingangs genannten
Art vorzuschlagen, die bei höchster
Einstellgenauigkeit eine dauerhafte Festlegung des gewünschten
axialen Abstandes der Walzen zueinander gewährleistet und schnellstmögliche Veränderung
des Walzenspaltes ermöglicht,
um Rüstzeiten
so gering wie möglich
zu halten.
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Diese
Aufgabe wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Walzenanordnung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung schlägt
vor, dass die Einstellvorrichtungen mehrere Distanzklötze umfassen,
die voneinander verschiedene Höhen
aufweisen und die Lagersteine unter Zwischenlage eines der Distanzklötze aneinander
anlegbar sind, wobei die Distanzklötze ferner auf einer gemeinsamen
Einstellplatte angeordnet sind, die schrittweise dergestalt verstellbar
ist, dass jeweils einer der Distanzklötze zur Anlage an den Lagersteinen
auswählbar
ist und den axialen Abstand zwischen den Walzen festlegt.
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Der
erfindungsgemäße Vorschlag
beruht von daher darauf, eine für
die jeweiligen Anforderungen sinnvolle Anzahl von Distanzklötzen mit
aufeinander abgestimmten unterschiedlichen Höhen in den Einstellvorrichtungen
vorzuhalten, wobei jeder der vorgesehenen Distanzklötze aufgrund
seiner speziell ausgewählten
Höhe einen
bestimmen axialen Abstand der Walzen zueinander repräsentiert
und durch entsprechende Verstellung der Einstellplatte ausgewählt werden
kann und bei Anlage an den Lagersteinen den entsprechenden axialen
Abstand zwischen den Walzen festlegt.
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Beispielsweise
kann vorgesehen sein, drei oder vier verschiedene Distanzklötze mit
jeweils abgestufter Höhendifferenz
von beispielsweise 1/100 mm vorzuhalten, so dass vier jeweils um
1/100 mm verschiedene axiale Abstände der Walzen zueinander einstellbar
sind. Für
die jeweilige Einstellung des axialen Abstandes ist es lediglich
erforderlich, die beiden Walzen mit Hilfe der in der Walzenstuhlung vorgesehenen
Druckeinheit auseinander zu fahren, die Einstellplatte so einzustellen,
dass der gewünschte
Distanzklotz in seine Arbeitsposition verfahren wird und sodann
die Walzen wieder zusammenzufahren, wobei die Lagersteine derselben
aneinander unter Zwischenlage des ausgewählten Distanzklotzes zur Anlage
kommen und sich der gewünschte
axiale Abstand zwischen den Walzen einstellt.
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Der
Zeitaufwand für
die Veränderung
des axialen Abstandes ist damit minimal und erreicht höchste Fehlersicherheit.
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Da
darüber
hinaus der eingestellte axiale Abstand zwischen den Walzen auf einem
Kontakt der Lagersteine unter Zwischenlage des ausgewählten Distanzklotzes
beruht, wird dieser axiale Abstand auch dauerhaft zuverlässig beibehalten
und kann sich nicht selbsttätig
verstellen.
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Nach
einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind die Distanzklötze mit
ihrer Einstellplatte an einem Lagerstein befestigt und der gegenüber liegende
Lagerstein ist mit mindestens einem weiteren Distanzklotz ausgerüstet, an
den der ausgewählte Distanzklotz
der Einstellplatte unter Ausbildung des axialen Abstandes zwischen
den Walzen anlegbar ist. Unter mindestens einem am gegenüberliegenden Lager stein
vorgesehenen Distanzklotz kann folglich eine Ausgestaltung verstanden
werden, bei der dieser Distanzklotz mit dem Lagerstein fest, d.
h. starr verbunden ist, oder aber es wird an beiden Lagersteinen
eine Vielzahl von Distanzklötzen
mit unterschiedlicher Höhe
vorgesehen, so dass die Anzahl der verschiedenen einstellbaren axialen
Abstände
entsprechend multipliziert wird.
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Dieser
mindestens eine Distanzklotz kann ferner unter Zwischenlage einer
Distanzplatte am Lagerstein befestigt sein. Die Distanzplatte wird
mit dem vormontierten Distanzklotz auf die Lagersteinfläche des
Lagersteins montiert, wobei die Abmessungen, insbesondere die Höhe der Distanzplatte
sowie die Höhe
des Distanzklotzes und ggf. zum Einsatz kommender Distanzbleche
zwischen Distanzklotz und Distanzplatte den zuvor rechnerisch ermittelten
Maßen
angepasst werden.
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Nach
einem Vorschlag der Erfindung kann die Einstellplatte scheibenförmig ausgebildet
sein und um eine zentrale Achse drehverstellbar sein, so dass sie
eine Vielzahl unterschiedlicher Distanzklötze auf ihrer 360°-Teilung
aufnehmen kann und ein einzelner Distanzklotz durch entsprechende
Drehung der Einstellplatte um die zentrale Achse ausgewählt wird.
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Damit
zwischen der Einstellplatte und dem der Befestigung dienenden Lagerstein
kein das Einstellergebnis beeinträchtigendes Spiel vorhanden
ist, wird die Einstellplatte bevorzugt mittels einer die zentrale
Achse definierenden Befestigungsschraube und unter Zwischenlage
eines Federpaketes federnd, aber spielfrei und fest an dem Lagerstein
befestigt.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Einstellplatte
als angenähert
quaderförmiges
Bauteil ausgeführt
und längsverstellbar
am Lagerstein gehaltert, so dass die verschiedenen Distanzklötze entlang
der Längserstreckung
einer derartigen Einstellplatte aufgereiht befestigt werden können und
durch Längsverstellung
der Einstellplatte ausgewählt
werden können.
Hierbei kann beispielsweise vorgesehen sein, die Einstellplatte
in Führungsschienen
längsverschieblich
zu haltern.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass die Einstellplatte eine Rasteinrichtung,
z. B. einen mit entsprechenden Rastausnehmungen zusammenwirkenden
Raststift um fasst, der die einzelnen Verstellschritte definiert
und entsprechend bei Auswahl eines der Distanzklötze in der exakten Position
einrastet. Hierdurch wird die Genauigkeit der Einstellung und die
Einfachheit der Bedienung enorm vereinfacht.
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Um
eine besonders rationelle Fertigung zu gewährleisten und darüber hinaus
eine Feineinstellung des Walzenspaltes bei der Inbetriebnahme der Walzen
vor Ort zu gewährleisten,
kann darüber
hinaus vorgesehen sein, die Distanzklötze der Einstellvorrichtung
mit gleichen Höhen
auszubilden und die für
die Festlegung verschiedener axialer Abstände der Walzen zueinander erforderlichen
unterschiedlichen Höhen
der Distanzklötze
durch Unterlegen mit Distanzblechen verschiedener Höhen oder
unterschiedlicher Anzahl von Distanzblechen gleicher Höhen auszubilden.
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Darüber hinaus
kann die Einstellplatte umfangsseitig mit Mitteln zum Angriff eines
Verstellwerkzeuges ausgerüstet
sein, um den Wechsel der Einstellplatte von einem ausgewählten Distanzklotz
zum nächsten
mit geringem Kraftaufwand zu erleichtern.
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Die
Anzahl der Verstellmöglichkeiten
wird durch die Anzahl vorgehaltener Distanzklötze bestimmt und in Abhängigkeit
vom zur Verfügung
stehenden Bauraum und den Produktionsgegebenheiten ausgewählt. Eine
Verstellung ist bei Rapportwalzen nur innerhalb der Grenzen vorgesehen,
die das Verstellen des axialen Abstandes der Walzen ohne Korrektur
der Rapporträder
zulassen. Dieser Wert liegt in der Praxis bei ca. 0,05 bis 0,06
mm und entspricht z. B. dem notwendigen Verstellbereich beim Prägen von
mehrlagigen Papierbahnen unterschiedlicher Lagenzahl, z. B. zwei-,
drei- und vierlagigen Bahnen.
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Weitere
Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend
anhand von Ausführungsbeispielen
in der Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
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1 in
schematisierter Darstellung die Seitenansicht einer Walzenanordnung
gemäß der Erfindung,
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2 eine
um 90° gedrehte
Ansicht der Darstellung aus 1,
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3 die
Einzelheit Z in 1 in vergrößertem Maßstab,
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4 den
Schnitt A-A gemäß 2,
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5 die
Ansicht auf eine weitere Walzenanordnung gemäß der Erfindung,
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6 den
Schnitt A-A gemäß 7,
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7 eine
weitere Ansicht der Walzenanordnung gemäß 5 aus einer
um 90° gedrehten Betrachtungsrichtung,
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8 eine
Einzelheit der 7 in stark vergrößertem Maßstab, und
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9 eine
Walzenanordnung aus dem Stand der Technik.
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In
der 9 ist eine Walzenanordnung, beispielsweise eine
Prägewalzenanordnung
zum Verprägen
von Papierlagen dargestellt. Sie besteht aus parallel angeordneten
Walzen 4, 5, die jeweils an ihren Enden in Lagersteinen 2, 3 unter
Einsatz nicht näher
gekennzeichneter Pendelrollenlager drehbar gelagert sind.
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Zwischen
den Lagersteinen 2, 3 der Walzen 4, 5 erstrecken
sich auf beiden Seiten der Walzen 4, 5 jeweils
Einstellvorrichtungen 1, die im Stand der Technik gemäß 9 z.
B. von einem feststehenden Gewindebolzen und einer so genannten
Spalteinstellmutter gebildet werden. Mittels dieser Einstellvorrichtungen 1 ist
der Abstand der über
eine Einstellvorrichtung 1 in Verbindung stehenden Lagerkäfige 2, 3 und
damit der axiale Abstand AS der Walzen 4, 5 voneinander
einstellbar. Dieser axiale Abstand AS bestimmt den zwischen den
Walzen 4, 5 verbleibenden so genannten Walzenspalt
S, der beispielsweise bei Prägewalzen
für das
Prägeergebnis
von entscheidender Bedeutung ist und daher exakt einstellbar sein
muss.
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Die 1 bis 4 zeigen
eine Einstellvorrichtung 1 gemäß der Erfindung, die sich durch
besonders einfache Bauweise, schnelle Umrüstzeiten und einfache Bedienung
auszeichnet und anstelle des Gewindebolzens und Spalteinstellmutter
gem. 9 vorgesehen ist.
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Die
Einstellvorrichtung 1 für
den axialen Abstand AS der in den Lagersteinen 2, 3 gelagerten Walzen 4, 5 umfasst
eine mittels einer Befestigungsschraube 102 an der Lagersteinfläche 20 befestigte Einstellplatte 100 sowie
eine mittels Befestigungsschrauben 112 an der Lagersteinfläche 30 des
gegenüberliegenden
Lagersteines 3 befestigte Distanzplatte 110. Auf
der Distanzplatte 110 ist ein Distanzklotz 111 mittels
einer Montageschraube 113 befestigt und durch Zwischenlage
mehrerer Distanzbleche 114 auf ein gewünschtes Höhenmaß einjustiert, siehe insbesondere 3.
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Die
am hier oberen Lagerstein 2 befestigte Einstellplatte 100 ist
scheibenförmig
ausgebildet, siehe 4 und trägt nach Art einer Revolveraufnahme auf
einer 90°-Teilung
insgesamt vier Distanzklötze 101a, 101b, 101c, 101d,
die jeweils mittels Montageschrauben 103 an der Einstellplatte 100 befestigt sind.
Auch die Befestigung der genannten Distanzklötze 101a, 101b, 101c, 101d erfolgt
unter Zwischenlage von Distanzblechen 104 an der Einstellplatte 100,
so dass es möglich
ist, trotz gleicher Höhen
der einzelnen Distanzklötze 101a, 101b, 101c, 101d ein
unterschiedliches Gesamthöhenmaß H, mit der
die einzelnen Distanzklötze 101a, 101b, 101c, 101d unterseitig über die
Einstellplatte 100 vorstehen, vorzusehen.
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Hierbei
wird jeder einzelne Distanzklotz 101a, 101b, 101c, 101d durch
Zwischenlage einer entsprechenden Anzahl von Distanzblechen 104 so eingestellt,
dass sich an jedem einzelnen Distanzklotz 101a, 101b, 101c, 101d eine
andere Gesamthöhe
H einstellt, beispielsweise beginnend mit dem Distanzklotz 101a jeder
folgende eine um 1/100 mm größere Höhe H aufweist.
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Die
Einstellplatte 100 ist darüber hinaus mittels der bereits
erwähnten
Befestigungsschraube 102 unter Zwischenlage eines Federpakets 105 federnd
und spielfrei am Lagerstein 2 befestigt, wobei sich die
Befestigungsschraube 102 durch eine zentral angeordnete
Bohrung der Einstellplatte 100 hindurch erstreckt, so dass
die Einstellplatte 100 um die Befestigungsschraube 102 drehbar
ist. Die Befestigungsschraube 102 definiert damit eine
zentrale Drehachse Z für
die Einstellplatte 100.
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Da
an der gegenüberliegenden
und am Lagerstein 3 befestigten Distanzplatte 110 der
Distanzklotz 111 ortsfest befestigt ist, kann durch Drehung der
Einstellplatte 100 um ihre zentrale Drehachse Z jeweils
einer der an dieser montieren Distanzklötze 101a, 101b, 101c, 101d ausgewählt und
in eine Position verbracht werden, in welcher er mit dem Distanzklotz 111 fluchtet
und beim Zusammenfahren der Walzen 4, 5 und deren
Lagersteinen 2, 3 am starr befestigten Distanzklotz 111 zur
Anlage kommt.
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Entsprechend
der am jeweils ausgewählten Distanzklotz 101a, 101b, 101c, 101d vorherrschenden
und mittels der unterlegten Distanzbleche 104 eingestellten
Höhe H
stellt sich somit ein definierter axialer Abstand AS zwischen den
Lagersteinen 2, 3 und damit zwischen den Walzen 3, 5 ein,
so dass der Walzenspalt S exakt definiert wird.
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Soll
dieser Walzenspalt S verändert
werden, werden zunächst
die beiden Walzen 4, 5 mit Hilfe einer nicht dargestellten
Antriebsmechanik auseinander gefahren, d. h. ihr axialer Abstand
AS vergrößert, bis
der Distanzklotz, hier 101a, nicht mehr am Distanzklotz 111 anliegt
und nachfolgend wird die Einstellplatte 100 um ihre zentrale
Achse Z gemäß Pfeil D
so weit verdreht, bis der gewünschte,
eine andere Höhe
H aufweisende Distanzklotz 101b bis 101d mit dem
feststehenden Distanzklotz 111 zur Deckung gebracht ist.
Anschließend
werden die Walzen 4, 5 mit ihren Lagersteinen 2, 3 wieder
zusammen gefahren, bis der ausgewählte Distanzklotz 101a bis 101d am Distanzklotz 111 anliegt
und sich der gewünschte
axiale Abstand AS und Walzenspalt S einstellen.
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Das
Verdrehen der Einstellplatte 100 um die Drehachse Z wird
für einen
Bediener dadurch erleichtert, dass die Einstellplatte 100 im
Bereich ihres Umfanges eine Vielzahl von radial nach innen weisenden
Bohrungen 108 aufweist, in die ein Drehwerkzeug, beispielsweise
ein Hebel eingesteckt werden kann, so dass nachfolgend beispielsweise
in Pfeilrichtung D gemäß 4 eine
Verdrehung der Einstellplatte 100 mit geringem Kraftaufwand
vorgenommen werden kann.
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Um
das Auffinden der jeweiligen Position des ausgewählten Distanzklotzes 101a bis 101d in
Bezug auf den feststehenden Distanzklotz 111 zu erleichtern,
sind die ein zelnen Verdrehschritte bzw. Schrittweiten der Einstellplatte 100 indiziert,
indem diese einen federbelasteten Raststift 106 trägt, der beim
Erreichen einer exakten dem Distanzklotz 101a bis 101d zugeordneten
Position in einer entsprechenden Bohrung im Lagerstein 2 einrastet
und somit eine exakte Winkeleinstellung der Einstellplatte 100 gewährleistet.
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Es
versteht sich, dass anstelle der hier dargestellten vier auf der
Einstellplatte 100 montierten Distanzklötze 101a bis 101d auch
eine geringere oder höhere
Anzahl derartiger Einstellklötze
vorgesehen sein kann, wenn dies die jeweiligen Gegebenheiten erfordern.
Weitere Variationen der einstellbaren axialen Abstände AS können dadurch
erreicht werden, dass am Lagerstein 3 nicht nur ein einziger
feststehender Distanzklotz 111 vorgesehen wird, sondern
es kann außerdem
auch hier eine Mehrzahl von schrittweise auswählbaren und verschiedene Höhen aufweisenden
Distanzklötzen
vorgesehen sein, so dass sich die Gesamtanzahl der Einstellungen
entsprechend multipliziert.
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Schließlich kann
auch auf die Zwischenlage von Distanzblechen 104, 114 verzichtet
werden, wenn die einzelnen Distanzklötze 101a, 101b, 101c, 101d sowie 111 auf
die jeweils notwendigen Gesamthöhenmaße gefertigt
werden können.
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Die 5 bis 8 zeigen
eine gegenüber dem
vorangehend erläuterten
Ausführungsbeispiel der
Erfindung abgewandelte Ausführungsform,
bei der funktional gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern erhalten
haben und nachfolgend nicht nochmals gesondert erläutert werden,
sofern dies nicht zum Verständnis
der Erfindung erforderlich ist.
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Im
Unterschied zu der Einstellplatte 100 gemäß den 1 bis 4,
die nach Art einer Revolverplatte scheibenförmig ausgebildet und um eine zentrale
Achse Z drehbar am Lagerstein 2 gehaltert ist, weist die
Einstellplatte 100 gemäß den 5 bis 8 eine
längliche,
etwa quaderförmige
Gestalt auf und ist längsverschieblich
in Pfeilrichtung V gemäß 5 in
Führungsschienen 109 gehaltert,
die ihrerseits mittels Befestigungsschrauben 102 am oberen Lagerstein 2 festgelegt
sind.
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Dementsprechend
ist es auch bei diesem dargestellten Ausführungsbeispiel möglich, durch schrittweises
Verschieben, hier Längsverschieben mehrere,
hier drei verschiedene Höhen
aufweisende Distanzklötze 101a, 101b, 101c je
nach gewünschtem
axialen Abstand AS der Walzen 4, 5 zueinander am
feststehenden Distanzklotz 111 des Lagersteines 3 zur
Einstellung des axialen Abstandes AS zur Anlage zu bringen.
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Auch
in diesem Ausführungsbeispiel
wird die exakte Schrittweite der Verschiebebewegung in Pfeilrichtung
V oder entgegengesetzt dazu über
einen federbelasteten Raststift 106 eindeutig festgelegt.
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Der
Fachmann wird ohne weiteres erkennen, dass es bei den dargestellten
Ausführungsformen nicht
darauf ankommt, dass die Einstellplatte 100 mit den mehrere
unterschiedliche Höhen
H aufweisenden Distanzklötzen 101a bis 101d am
hieroberen Lagerstein 2 befestigt ist, während der
feststehende Lagerstein 111 am unteren Lagerstein 3 vorgesehen
ist, denn diese Auswahl könnte
ohne Funktionseinbußen auch
umgekehrt erfolgen und auch die übereinander stehende
Anordnung der Walzen 4, 5 ist in keiner Weise
zwingend.
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Ferner
sind Kombinationen der beiden dargestellten Ausführungsformen denkbar, beispielsweise
indem eine scheibenförmige
um eine zentrale Achse drehbare Einstellplatte am oberen Lagerstein 2 vorgesehen
wird, während
eine längsverschiebliche
Einstellplatte in Führungsschienen 109 am
unteren Lagerstein 3 vorgesehen wird, so dass eine entsprechend
hohe Anzahl unterschiedlicher axialer Abstände AS einstellbar wird.
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Wesentlicher
Vorteil der erläuterten
Einstellvorrichtungen 1 ist deren extrem kurze Umrüstzeit bei gleichzeitig
hoch genauer Einstellung des axialen Abstandes AS. Wird z. B. bei
Einsatz einer derartigen Einstellvorrichtung 1 in einer
Walzenstuhlung mit Prägewalzen 4, 5 im
Zuge einer Produktumstellung von einem dreilagigen auf ein vierlagiges
Material gewechselt, so muss der axiale Abstand AS entsprechend
nachgeführt
werden. Hierzu ist es im Rahmen der Umrüstung lediglich erforderlich,
bei auseinander gefahrenen Walzen 4, 5 die Einstellplatte 100 schrittweise
weiter zu bewegen, bis der gewünschte
Distanzklotz 101a bis 101d mit dem erforderlichen Höhenmaß H dem
Distanzklotz 111 gegenüberliegt,
woraufhin sich beim Zusammenfahren der Walzen 4, 5 der
dann gewünschte
exakte axiale Abstand AS unmittelbar einstellt. Gleichermaßen kann
bei fortschreitendem Verschleiß der
Prägewalzen
ein entsprechender Ausgleich des axialen Abstandes AS der Walzen 4, 5 zueinander
innerhalb kürzester
Zeit vorgenommen werden.