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DE1629809A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einheitlich kalandrierten Materials - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einheitlich kalandrierten Materials

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Publication number
DE1629809A1
DE1629809A1 DE1965U0012041 DEU0012041A DE1629809A1 DE 1629809 A1 DE1629809 A1 DE 1629809A1 DE 1965U0012041 DE1965U0012041 DE 1965U0012041 DE U0012041 A DEU0012041 A DE U0012041A DE 1629809 A1 DE1629809 A1 DE 1629809A1
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DE
Germany
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roller
penultimate
roll
last
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1965U0012041
Other languages
English (en)
Other versions
DE1629809B2 (de
Inventor
Ancker Fred Harpoth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Union Carbide Corp
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of DE1629809A1 publication Critical patent/DE1629809A1/de
Publication of DE1629809B2 publication Critical patent/DE1629809B2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/002Opening or closing mechanisms; Regulating the pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/30Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/68Positioning of rollers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/22Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length
    • B29C43/24Calendering
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S425/00Plastic article or earthenware shaping or treating: apparatus
    • Y10S425/235Calendar

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

  • Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einheitlich kalandrierten Materials Die Erfindung betrifft das Kalandrieren von Elastomeren umd plastischen Stoffen. Sie betrifft insbesondere ein Kalanderwalzensystem und ein Verfahren, welches die Erzeugung einer gleichmäßigen I)icke bei kalandrierten Filmen und Feillen aus Elastomeren und plastischen Stoffen ermöglicht, wobei Elastomere und plastische Stoffe unterschiedlichster Schmelzviskositäten ve@arbeitet werden könen.
  • Das Kalandrieren ist ein kontinuierlich ablaufender Wäremvorgang, bei dem Felle oder Filme aus durch Wärmeeinwirkung erweichter thermoplastischer Masse durch Walzbehandlung zwischen einem oder mehreren parallel zueinander angeordneten Walzenpsaren gebildet werden Das Kalandrierverfahren ist in der Technik wohlbekannt und es wird hierzu auf folgende Schriften verwiesen, die einen allgemeinen Überblick vermitteln: D.I.Marshall in "Processing of Thermoplastic Materials", E.C.Bernhardt, Reinhold Publishing Corporation, New York (1962), und F.H.Ancker und H.J.Rutherford in "The Encyclopedia of Engineering materials und Processes", H.R.Clauser, Reinhold Publishing Corporation, New York (1963).
  • Kalandrierten Filmen und Bögen wird häufig besondere Gleichmä#igkeit hinsichtlich der Dicke nachgerühnt. welche die durch anders Verfahren, wie Extrudieren und Gießen heute erzielbare Gleichmä#igkeit bei weitem übertrifft.
  • Trotzdem ist hohe Genauigkeit gegenwärtig nur mit einem weitgehenden Verzicht auf vielseitigkeit zu erreichen. d.h., daß auf einem vorhandenen gelander nur eine begrenzte Reihe von Materien und Filmdioken verarbeitet werden kann.
  • Umgekehrt wrgeben sich bedenkliche Shhwankungen tm Querachnitt, wenn auf einem vorhandenen Kalander verschiedene Materialien und verschiedene Dicken gehandhabt werden sollen. Als Folge hiervon ist es allgemein üblich geworden, zwischen Kalandern für Bilme (50-250 µ ) und -Kalandern für Felle (250-1000 µ ) zu unterscheiden; in ähnilicher Weise werden Kalander für Hart-PVC von Kalanders für Weich-PVC unterschieden. angesichts der Kosten einer modernen Kalanderanlage ist der Nachteil solcher Beschränkungen beim Einsatz in einer gegebenen Pertigungsstra#e offensichtlich Das umgekehrte Verhältnis zwischen Genauigkeit LlLd Vielseitigkeit ist tatsächlich eines der klassischen Probleme bsim Kalandrieren.
  • Es ist deshalb ein Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, wodurch die Fähigkeit eines gegebenen Kalanders zur Herstallung einer Vielzahl jeweils gleichmä#iger Filmquerschnitte aus verschiedenen Tomeren und Plastischen Stoffen sehr verschiedener Schmelzviskositäten Verbesert wird und wodurch Querschnittokorrekturan durch einfsches Ragulieren der innersn Walzentrennkräfte im Kalsnder ermöglicht werden, so daß auf das Walzenkreuzen (roll erossing) oder auf äu#are Vorrichtungen zur Durchbiegen der Walzen verzichtet werden kann, wobei die damit verbundene Nachteile vermieden werden.
  • Die Erfindung eieht ein Verfahren zur Herstellung kalsndrierten Material verbesserter Einheitlichkeit in Bezug auf den Querschnitt vor. Dies Verfahren umfa#t folgende Verfahrens D stufen: Durchleiten des Materials in geschmolzenem Zustand durch ein aus mindestens drei koplanaren Walzen bestehendes Kalandersystem, wobei die vorletzte Walze in Bezug auf die letzte Walze ein Biegefestigkeitsverhältnis zwischen 0,03 0,75 besitzt; Aufrechterhalten gleichen Abetande in dem zwischen der vorletzten und letzten walze gebildeten Kalibrierspalt durch Balligdrehen wenigstens einer der dieeen Kalibrierstalt bildenden Walzen, wodurch in dem Kalibrier-Rpalt bei einer gegebenen Walzen-Trennkraft ein gleicher Abstand geschaffen wird und Aufrechterhalten dieses gleichen Abstands beim Auftreten anderer Walzen-Trennkräfte durch angemessene Regulierung des Filmdickenverhältnisses (r) auf zwischen 0,2 bis 1,0, wobei (r) gleich dem Verhältnie zwi-. achen cer Filmdicke auf der vorletzten Walze und der Filmdicke auf der letzten Walze ist Die Erfindung sieht ein Kalanderaystem zur Herstellung kalandrierten @aterials vor, weiches zumindest aus drei koplanaren, zusammenwirkenden Walzen besteht. wobei die vorletzte Walze dieses Systems in Bezug auf die letzte walze ein Beigefestigkeitsverhaltnis zwischen 0 03 und 0.75 besitzt und eine der den kalibrierspalt bildenden Walzen ballig gedreht ist Tie Erfindung wird anhand der folgenden Zeichnungen erläutert: Figur @ stellt eine perepektivische Ansicht des kalandriervorgangs auf einem herkömmlichen "umgekehrten -L-" Kalander dar; Figur 2 erlkutert Schematisch die vertikal gerichteten Wälzentrennnkräfte, welche beim Betrieb eines konventionellen "umgekehrten -L-"-Kalanders entstehen.
  • Figur 3 ist eine graphische Darstellung des kompensierten Biegeprofile. wie es durch herkömmliches Biegen der Walzen erhalten wurde.
  • Die Figuren 4 bis 7 sind schematische Darstellungen der relativen Poe : Ltionen der Kalanderwalzen in Besug auf die biegsame Walze gemä# der Erfindung bei "a".
  • "umgekehrtes-L", "L" und "Z"-Kalanderanordnungen.
  • 8 8 ist eine vergrößerte schematische Datstellung des erfindungsgemä#en Walzensystems unter der Belastung O.
  • Figur 9 ist eine vergrö#erte schematische Darstellung des erfindungegemä#en Walzensystems unter vorwiegend gleichmä#iger Belastung.
  • Figur 10 ist ein vergrößerte schematische Darstellung dso erfindungsgemä#en Walzensystems, welche das erfindungsgemä#e Verfahren zur Kompensierung niedrigerer Trennnkräfte als den maximal beabsichtigen entspricht. veranschaulicht.
  • Figur 11 ist eine graphische D@rstellung des kompensierten Biegeprofils, wie es nach der Erfindung für eine Reihe von Fil@midcken-Verhältnissen (r) erhalten wurde.
  • Figur 12 ist eine graphische Darstellung der effektiven Walzenflächen-Angleichung, welche durch Veränderung des Filmdicken-Verhältnisses (r) für eine Reihe von Walzendurchmesser-Verhältniesen erhalten wurde.
  • Pigur 13 iet eine Vorderansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemä#en Walsensystems. figur 14 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Walzensystems.
  • Figur 15 ist eine schemstische, teilweise im Schnitt gezeigte Darstellung einer zur Anbringung der erfindungsgemä#en vorletzten Walze in dem dafür vorgesehenen Lagerbook verwendeten Lagers.
  • Figur 16 ist eine schemstische, teilweise aufgeschnittene Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Lagers zur Anbringung der erfindungsgemü#en vor-- letzten Walze BQ dom dasu passenden Lagerbock.
  • Figur 17 ist eine teilweise perspektivische Ansicht einer Anusführungsform einer lageraufhängung, welche die erfindungsgemä#e biegsame vorletzte Walze mit dem Rahmen des Kalanders verbindet.
  • I 1 i eine p?ptivih ateliui 1a drierverfahrems auf einem horkömmlichen "umekehrten-L"-Kalander. Es wird eine geschmolzene oder teigertige Masme aus einem Elastomer oder einem plastischen Matorial dem aus den Walzen 3 und 4 bestchenden oberen kalander-Walsonpsar zugeführts dis Masse wird durch ein Fear Leitbleche 5 an seitlichem Auseinanderflie#en gehindert. In dem Ma#e, wie die geschmolsene Masse durch den Zwischenraum zwischen den Walzen 3 und 4 hindurchläuft, wird ein rohos "Fell" aus geschmolzenem Material gebildet, welches anmchlie#end im dem Spalt swischen den Welzen 3 und 2 eintritit. Durch Einstellen des 3-2-Walzenspalte auf einen Abstans, der klsiner oder gleich dem Abstand zwischen den Walzen 4 und ist. kann sich ein Knetwulst aus geschmolzenem Material vor dem 3-2-Walzenspalt bilden. Du austretende geschmolsene Fell nimmt die Breite des vorhergehenden Knetwulstes an. Nach Eintreten in den 2-1-Walzenspalt, der gegenüber dem 3-2-Walzenspalt wiederum auf einen kleineren Abstand oder auf gleichen Abstand eingestellt ist, wiederholt sich der Vorgang. Nachdem gleichbleibende Bedingungen ereicht sind, stehen die Filmbreiten und -dicken auf den einzelnen Walzen in folgendem Verhältnis: v.w.t= v.w.t = v.w.t (1) 1 1 1 2 2 2 3 3 3 Hierbei bedeutet v = Umfangsgeschwindigkeit der Walze, w = Fellbreite, und t=Felldicke; die omtsprechenden Indizes beziehen sich auf die Walsennummer. Für alle in Frage kommenden Kalandriebedingungen gilt weiterhin: w#w#w und t#t#t (2) 1 2 3 1 2 3 Die endgültige Breite und Dicks des Fells wird durch den letsten Walzenspalt, dch. durch die Knetwulstbreite und den Abstand zwischen der letzten Walze 1 und der vorletzten Walze 2, bestimmt. Der letzte Walzenspalt wird daher im folgenden als "Kalibrierspalt" bezeichnet werden.
  • Eine thermoplastische Mases übt auf die angrenzenden Walsen eine Kraft aus, die Allgemein als Walzen-Trennkraft bezeichnet wird. Die Walzentrennkraft ergibt sich angenähert aus der Beziahung: F=# v.d.w @-@ (3) hierboi bedeutet = scheinbare Schmelzviskosität der @ gsschmolzenen Masse bei gegebenen Verarbeitungsbedingungen, v = Walzen-Umfangsgeschwindigkeit (unterder Annahme, da# die Umfangsgeschwindigkeit der an grenzenden Walzen gleich oind) erz 6 d = @alzendurchmesser, w = Filmbreite auf der Austrittsseite des Walzenspalts; diess ist gleich der Breite des Knetwulstes, h = Abstand zwischen den benachbarten Walzen, H = Durchmesser des Knetwulstes, der sich auf der Eintrittsseite des Walzenspaltes bildet.
  • Diese durch die Masse auf di Walzen ausgeübte Trennkraft en ist für Dickschwankung en in Länge- und Querrichtung des kalandrierten Filme verantwortlich. en Dick/echwankungen in Längerichtung, welche allgemein als "gallop" bezeichnet werden, können durch unzulängliche konzentrische Anordnung der Walzen und/oder Lager bewirkt werden. Bit dem Lagerspiel ist jedoch ein apezielles Problem Verknüpft. Um eine thermische Auadehnung der Walzen-Laufzapfen zu ermöglichen, betrugt das Lagerspiel bei Kugellagern gewöhnlich etwa @@@@ cm je cm Laufzspfendurchmesser, und bei Gleitlagern etwa bis zu cm je om Laufzapfendurchmesser. Wenn die den Kalibrierspalt bildenden Walzen in einer Ebene senkrecht zur Ebene des nachfolgenden Walzenpaares liegen, wie beispielsweise bei kalandern vom "Z"-Typ, verursachen diese Lagerapiele keine besonderen Probleme, da nach Erreichen gleichmä#iger Kalandrierbedingungen die Walzentrenkraft des "Kalibrier -apalts" die Laufzapfen in mtabilen Gleichgewichtelsgen gegenüber den entfernt stehenden Lagerseiten hält. . Wenn jedoch die vorhergehende Walze oder die vorhergehenden walzen mit den Kalibrierwalzen Isoplanar sind wie c.B. bei Kalandern vom I- oder L-Typ wird die vorletzte Walze entgegengesetzten Trennkräften ausgesetzt.
  • Figur 2 erläutert die erwähnte Situation wie eie in einem herkömmlichen "umgekehrten L"-Kalander auftritt. Auf die vorletzte Walze 2 wirkt eine Trennkraft (F1) aus dem Kalibrierspalt 2-1 und eine entgegengesetzt wirkende Kraft aus dem nachfilgenden Walzenspalt 3-2 ein (Horizontalkräfte und Schwerkraft wurden aus Vereinfachungsgründen nicht berück Biehtigt).
  • Wenn F2 der Kraft F1 nahekommt, verschwindet die auf die vorletzte Walze 2 wirkende Restkraft und die Walze beginnt innerhalb ihres Lagerspiels zu "schwimmen"; als Folge hiervon geht die Kontrolle über die Filmdicke verloren. Diese Situation wird üblicherweise durch Verringern der Filmbreite w2 durch Verkleinern der Breite des vor dem Spalt 3-2 gebildeten Knetwulstes, d.h. durch Erhöhen der Dicke des durch den Walzenspalt 3-2 gebildeten Films A2, beseitigt.
  • Die auf die vorletzte Spalte 2 einwirkende Trennnkraft wird hierbei reduziert (Gleichung 3), und die vorletzte Walze 2 in eine Gloichgewichtslage gegen die Oberseite ihrer Lagerung gedrückt. Dae Problem des "Schwimmens" kan auch auf mechanischem Wege durch leichte Hilfelager, sogenante "Nullabstand"-oder Rückzich-Vorrichtungen gemildert werden. welche auf des Walzenlaufzapfen befestigt sind und hydraulisch oder durch Federdruck die Laufzapfen der vorletzten Walze 2 gegen die vom Kalibrierspalt weg liegende Seits ihres Hauptlagers drücken. Diese Technik gestattet das Kalandrieren von Filmen und Fellen unter zufriedenstellender Querschnittakontrolle in Längsrichtung sogar aiif Kalandern mit großen lagerspielen.
  • Dickenechwankungen in Querrichtung des Films sind weit problematischer. Dickenschwankungen in Querrichtung werden durch die Verbiegung der Kalibrierwalzen verursacht. wenn diese den von den Walzenspalten ausgehenden Walzentrennnkräften suegesetzt werden. Um diese Verbiegungen zu kompensieren. wird winer - gewohnlich der letzten Walze 1. oder manchmal beiden kalibrierwalzen - gewöhnlich eine leicht konvexe Oberflächenkontur gegeben; dies bezeichnet man allgemein als "knovexe Walzen-Wölbung" oder "Balligkeit". Diese "Balligkeit" bzw. die progressive Zunahme des Durchmessers von den Walsenenden zur Walzenmitte wird benutzt, um die Walzenverbiegung auszugleichen, die durch die die Walzen aussinanderdrückende kraft eines gegebenen Materials bewirkt wird, welches eine spezielle Schmelzviskosität besitzt und bei einer speziellen Temperatur Geschwindigkeit und Dickeneinstellung kalandriert wird Wie aus Gleichung 3 hervorgeht, ist eine solche "ballige" Oberflächengestalt grundsätzlich nur bei einer bestimmten Zahl von Bedingungen zur Durchftthrung einer genauen Korrektur in der tage.
  • In der Praxis ist es jedoch manchmal möglich. in Querrichtung ein annehmbares Querschnittsprofil innerhalb eines schmalen Dickebereiches zu erzielen. Dies wird durch passende Einstellung der Walzentemperaturen und/oder Walzengeschwindigkeit erzielt, wodurch die Schmelzviskosität zur Aufrechterhaltung der ursprünglichen Walzentrennnkraft und Walzenverhiegung verändert wird.
  • Trotzdem begrenzt das Problem der Walzenverbiegung in bedenklichem Grad idie Verwendbarkeit eines vorhandenen Kalanders auf einen sehr schmalen Bereich Schmelzviskositäten und Filmdicken. Zur Überwindung dieses Problems wurden daher viele Versuche angestellt. Unter diesen ist dis einfachste Ma#nahme die Erhöhung des WAlzendurchmsssers. Die Verbiegung der Walzen iet der vierten Potanz des Walzendurchmessers umgekehrt proportional. Aus dissem Grunde werden Kalander für Elastomere und plastische Materblien im allgemeinen mit relativ großem WAl zendurchmasser/Walzenfläche-Verhältnis ao beispielsweise zwischen 0,3 und 0,4. gebaut. Die zusätzliche Vergrbßerung dieses Verhffiltniases, die zu einer angemeosenen Herabsetzung der Walzenverbiegung bei den praktisch auftretenden galzenkräften erforderlich ist, bringt jedoch eine solche erhebliche Vergrößerung der gesamten Kalander-Vorrichtung mit sich. daß damit untragbare Kosten entstehen, die umso größer sind. Je größer die Walzenfläche de. Kalanders ist.
  • Gegenwärtig werden in der Industrie zwei Verfahren zur Erzielung zusätzlicher Krmmungskorrekturen der Kai ibirierwalzen angewandet: Das "Walzenkreuzen' und das "Walzenbiegen". Das "Walzenkreuzen" besteht darin, daß man die Achsen der Kalibrierwalzen absichtlich nichtfluchtend zueinander einstellt; hierdurch wird der Zwischenraum an den Walzenenden größer, während er in Walzenmitte gleich bleibt. Diene Erscheinung ist der Erzeugung einer Walzenkrümmung vergleichbar. Das "Walzenbiegen" wird durch Einwirkenlassen von Biegekräften auf ein Paar Hilfslager erreicht; die Hilfslager sind dabei außerhalb der Hauptlager auf den laufzapfen der Walze angebracht. Gewöhnlich wird dieses Verfahren bei der letzten Walze angewandt; manchmal werden auch beide Kalibrierwalzen gebogen. Das "Walzenkreuzen" und das "Walzenbiegen" hat jedoch seine mechanischen Grenzen; so kann beispielsweise das "Walzenkreuzen" nicht zu weit getrieben werden, da sonet die Knetwirkung des,Knetwulstes gestört wird und damit der ganze Kalanderprozeß über den Haufen geworfen wird. Das "Walzenbiegen" hat sehr hohe Lagerbelastungell und folglich übermä#igen Verschleiß der Haupt- und/oder Hilfslager zur Folge, wenn gro#e Korrekturen versucht werden Die Anwemdung des Walzenkreuzens oder Walzenbiegens begrenzt sich aber nocl mehr dadurch da# beide Verfahren die wirkliche verbiegung der Kalanderwalzen nicht exakt ausgleichen können Die Situation wird in Abb. 3 für eine gleichmäßiger verteilte Belastung, beispielsweise durch ein eingeführtes, zu kalandrierandes Haterial, welcher Biegemomente an den Walzenenden entgegenstehen. wie die beim "Walzenbiegen" auftritt, graphisch erläutert. Daraus ist ersichtlich. daß bei vollständigem Ausgleich der Verbiegung in Walzeamitte (horizontale Walzen-Korrdinate = O eine Abweichung von etwa 5 der kompensierten Verbiegung in einer Entfernung von etwa 35 % der Walzenlänge von der Walzenmitte aus auftritt Beim "Walzenkreuzen" wird eine ähnliche Kurve erhalten Diese Kurven geben die übliche "Ochsenhorn-Kontur" in Querrichtung von kalandrierten Filmen und Fellen wieder; diese kontur ist Ealanderfachleuten geläufig. Die Ursache hierfür liegt darin, da# die praktisch gegebenen Korrekturmöglichkeiten der Walzenkreuzunge- und Walzenbiegesystems nicht ausreichen, üm innerhalb annehmbarer Grenzen dieser systematischen tran@vereslen Dickeschwankungen zu bleiben, ist es, üblicherweies notwandig. den Bereich der durch "Walzonkrouzen" und "Walzenbiegen" bewirkten Krüamungekorrektur bei Filmkalandern von "L"- und "I"-Typ. bei denen meistene zur die letste Walze frei biegbar ist, auf 50-75 µ @ @ @@ zu beschränken und für "Z"-Kalandei bei denen beide kalibrisrwalzen frei biegbar sind, auf 25-20 µ.
  • Offensichtlich ist, da# die Kompensationsmethoden des "Walzenkreuzens" und "WAlzenbiegens" nur eine sehr beschränkte Verbesserung hinsichtlich des Umfange der zufriedenstellend erzeugbaren Filmdicken bzw. verarbeitbaren Schmelzviskositäten, liefern. In der heutigen Produktioneprazie ist es immer nach nötig, zwischen Filmkslandern (50-25C µ und Fellkalandern ( 250-1000. µ zu unterscheiden. Ahnlich ist eine Unterscheidung zwischen Hart-PVC-Ealandern und Teich-PVC-Kalandern erforderlich, Eine Umstellung v n einem Produkttyp zu einem anderen erfordert kostepielige und zeitraubende Veränderungen der Walzenkrümmungen, ent"sder durch Honen der Walzen, d.h. Schleifen der Walzen zu den gewünschten Krdmeungen, was im Hinblick auf die exakte Anforderung nach einer tadellos konzentrisoh laufenden Walze nicht oft ohne ernstliche Beeinträchtigung der Genauigkeit der Walze, getan. werden kann, oder durch Auswechseln der großen und sperrigen Kalanderwalzen, was aufwendig und kostspielig ist.
  • Die vorliegende Erfindung überwindet die bisher bestehenden Beschränkungen durch Schuffung eines einfachen Krümmungs-Ausgleichsystems, welches die Notwendigkeit einer Korrektur von. außen, wie durch "Walzenkreuzen" oder "Walzenbiegen". dadurth beseitigt, daß die auf die Kalanderwalzen einwirkenden inneren Kräfte mobilisiert und herangezogen werden Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung wird eine biegeaie, ballig gedrehte, den konvex. gekrummten Kalanderwalzen als vorletzte Walze zwischen konventionellen zylindrisehen Kalanderwalzen, d.h. einer Schlußwalze und der drittletzten oder vorletzten Walze, angeordnet. wobei die Achsen der, drei Walzen im wesentlichen koplanar angeordnet sind und ein zusammenwirkendes Dreiwalzensystem bilden. In dem Kalibrierspalt zwischen der vorletzten und der letzten Walze wird fortwährqnd gleicher Walzenabstand dadurch aufrechterhalten, daß die vorletzte Walte eine solche Wölbung erhält, daß sie mit der Krümmung der letzten Walze zusammenpa#t. wenn die vorletste Walze ungsbogen ist und die letzte Walze maximal gekrümmt ist. Bei niedrigeren Trennkräften wird die Äquidistanz im Kalibrierspalt durch Aufheben der Krümung der letzten Walze mittels der wirksamen "Balligkeit oder Wölbung" der biegsameren verletzten Walze, aufrechterhalten, d.h. durch Subtraktion der krümmung der letzten Walze von der unvarkrümmeten Kovexgestalt der vorletzten Walze; dies wird durch passende Einstellung der einwirkenden restlichen Trennkräfta bewirkt. Die durch die Achsen der erwähnten drei Walzen gebildete Ebene kann eine bliebige Neigung im Raum besitzen und wenn vor der herkömmlichen vorvorletzten oder drittletzten Walze irgendwelche vorangehenden Walzen verwendet werden. können diese anderen Walzen jede beliebige geometrische Anordnung im Raum- haben.
  • Die Biegsamkeit einer Kalanderwalze verändert sich umgekehrt zu ihrer Biegesteifigkeit bzw. Biegefestigkeit (fletural rigidity), d.h. dem Produkt EI, wobei E der Elastizitätsmodul oder der "Youngsche Modul" des Walzenmaterials und I das Trägheitemoment einer kreisförmigen Querschnitts des Walsenhauptkörpers, gemessen in Bezug auf eingn Querschnittsdurchmesser, ist. Der nutzbare Bereich höherer Flexibilität der erfindungsgemä#en vorletzten Walze entspricht einem Biegestei figkeitsverhältnis oder EI-Verhältnis der vorletzten Walze zur letzten Walze zwischen 0,03 und 0,75. Es wurde gefunden, daß der allgemeine Optimalbereich des Biegesteilfigkeitsverhältniases zwischen vorletzter und letzter Walze für das Kalandrieren thermoplastischer Stoffe zwischen 0,10 und 0,40 liegt; die. Anwendung anderer thermoplastischer Materialien, Elastomeren oder anderer Verarbeitungsbedingungen können jedoch die Wahl anderer Optimalverhältnisse wünschenswert er-Zcheinen lassen. Eine gewisse Erhöhung der Biegsamkeit kann dadurch erztalt werden, daß man für die vorletzte Walze ein welliger starres Material wie für die letzte Kalanderwalze wählt, so kann man beispielsweise als vorletzte Walze eine Walze aus Gußeisen verwenden, wenn die letzte Walze aus Stahl besteht.
  • Der Young'sche Modul für Gußeisen beträgt annähernd die Hälfte desjenigen von Stahl. Erhöhungen der Flexibilität können jedochleichter durch Verkleinerung des Au#endurchmessers der vorletzten Walze erzielt werden, I=@@ d@ (4) wobei 1 des wie oben gemessene Trägheitsmoment und - d der Außendurchmesser des Walzenkörpers ist. Zur Vereinfachung sind die negativen Beiträge, die der hohle Walsenkern und die Zirkulationskanäle für das Wärmeübertragungsmedium liefern, vernachlässigt worden. Es können jedoch ebenso Änderungen des inneren Durchmessers des Walzenkerns wie der Zahl und Anordnung der Kanäle, wenn gewünscht zum Variieren des Trägheitsmoments herangezogen und auf diese Weise eine gewisse Erhdhung der Biegsamkeit bewirkt werden. Ein Walsendurchmesser der vorletzten Walze, welcher etwa 60-70 % des Durchmessers der letzten Walse entspricht, reicht aomit aus1 die Biegaamkeit der vorletzten Walze in den optimalen Bereich des Biegesteifigkeitsverhältnisses zu bringen. wenn die vorleiste Walze aus demselben Material besteht wie die letzte Walze. Während verschiedene Mittel zur Erhöhung der Flexibilität der vorletzten Walze in Bezug auf die letzte Walze in Rahmen dieser Erfindung behandelt wurden, wird aus Gründen der Einfachheit, Produktionserleichterung und Wirtschaftlichkeit die Verwendung einer vorletzten Walze mit kleinerem Durchmesser in Bezug auf die letzte Walze, vorgezogen.
  • In den Abbildungen 4 bis 7 werden verschiedene Kalanderznordnungen gezeigt, welche schematisch die relative lage der Kalanderwalzen in Bezug auf die dünnere, beigsamere, vorletzte Walze gemä# der Erfindung, erläutern. Die Abbildung 4 stellt eine "I"-Kalander-Anordnung dar; Abbildung 5 zeigt eine "umgekehrtel"-Kalander-Anordnung; Abbildung 6 ziegt e Ine "L"-Kelander-Anordnung und Abbildung 7 eine "Z"-kalander-Anordnung.
  • Die verschiedenen Ausführungsformen von kalander-konstellationen, wie sie in den Abbildungen 4 bis 7 gezeigt werden, umfassen: eine Schlußwalze 10, eine vorvorletzte oder drittletzte Walze i2, eine vorletzte Walze 14 mit einem kleineren Durchmesser als die letzte oder drittletse Walze; diese vorletste Walze ist zwischen den gegenüberliegenden Oberfläehen der letzten und der drittletzten Walze angeordnet und ent.prioht der Breite, wobei die Achsen der kalnderwalzen 10 und 12 ii wesentlichen koplaner alt der wachse der rorlets-Walze 14 sind. Auch können eine oder mehrere vorangehende Walzen wie beispielsweise die Walzen 16 und 18 in den Abbildungen 5 bis 7 in einer oder allen der im Rahmen der Erfindung betrachteten kalnderkettenznordnungen verwendet werden.
  • Die vorhergehenden Walzen 16 und 18 sind von der drittletzten Walze 12 entfernt angeordnet; sie sind dazu vorgesehen, mit der Walze 12 zusammenzuarbeiten. Vor jedes Walzenspalt werden Knetwulste aus geschmolzenem odör teigartigen Elastomeren oder plastischem Material 20 gezeigt. Der Kalibrierspalt 22 wird durch di. gegenüberliegenden Flachen der letzten Kalanderwalze 10 gnd der vorletzten Walze 14 gebildet. Die geschmolzene oder tei-gartige Masse 24 tritt aus dem Kalibrierspalt 22 als kontinuierlicher Fili oder Fell mit einer'. ii wesentlichen einheitlichen Dicke im Querschnitt aus und tird anschlie#end gekühlt und zum Aufwickeln oder Schneiden nach bekannter Art weitergeleitet.
  • Die Arbeitsweise der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemä#en Systems der drei zusammenarbeitenden Walzen zur Regelung der Geleichmä#igkeit der Dicke in transversaler Richtung geht noch besser aus den Abbildungen 8 bis 10 hervor, in denen die Walzenwölbungen und die Walzenverbiegungen schematisch in vergrößertei Ma#stab gezeigt werden. In Abbildung 8 wird dae Walzensystem unter der Belastung Null und die zwei zylindrischen Walzen, die letste Walze 10 und die drittletzte Walze 12 sowie die gewSlbte, biegsame vorletzte Walze 14 in ungekrümmtem Zustand gezeigt. Abbildung 9 erläutert den Fall bei, des die zwei entgegengesetzt gerichteten Walzentrennkräfte. welche auf die flexible vorletzte Walze einwirken. annähernd gleich gro# sind (Fo10 = Fo12). In diesem Fall bleibt die flexible vorletzte Walze im wesentlichen ungekrümmt. Wennn deher die Wölbung der vorletzten Rolle (yo) 50 ausgeführt ist, da# sie vollständig der durch die Trennkraft Fo10 bewirkten Biegung der letzten Rolle enhtapricht wird der entgleichmäßigen stehende Film mit einer vollständig / traneversalen Dicke auftreten. Es ist jedoch klar, daß entweder die Walze 10 oder die Walze 14 oder beide Walzen, durch welche der Kalibrierspalt gebildet wird, mit einer solchen Wölbung versehen werden m#@@en, daB der Kalibrierspalt bei der maximal auftretenden Walzentrennkraft gleichen Abstand behält. Vorzugsweise wird nur die flexible vorletzte Walze 14 mit einer molochen konvexen Oberfläche ausgestattet. während die anderen Walzen zylindrische gehalten werden. Bei einer niedrigeren Trennkraft F10 wie sie beispielsweise beim Übergang von hdheren zu niedrigeren Schmelaviskositäten auch. einer grö#eren Filmdicke oder. einer niedrigeren Kalandriergeschwindigkeit, auftritt, wird eich die letzte Walze weniger htegen und die Wölbung der vorletzten Walze wird eine Übersohüssige Kompensation liefern, wodurch ein Film entsteht. der in der Mitte dünner sie an den Kanten ist. Die vorliegende Erfindung sieht jedoch Ma#nahmen zur Korrektur einer solchen Situation vor; die Korrektur erfolgt durch Erhöhung der Felldlcke (t14) (= reduzieren der Breite w14) ) des zwischen der vorletzten und der vorvorletzten Walze gebildeten Zelle. F12 wird dabei re- -dotiert und ruft eine nach aufwärts gerichtete und auf die vorletzte Walze wirkende Restkraft F14 = F10- F12 hervor, bis die ursprüngliche Wölbung auf der vorletzten Walze minus Aufwärtskrümmung gleich der neuen und kleineren Krümmung der letzten Kalanderwalze ist, wobei wiederum ein äquidistanter Walzenabstand in dem Kalibrier@palt erzeugt wird.
  • Die Erfindung sieht daher Maßnahmen zur kontinuierlichen kufrecht erhaltung eines gleichmä#igen Walzenabstands in den kalibrierspalt zwischen den Walzen 10 und 14 dadurch vor, da# der vorletzten Rolle 14 vorzugsweise eine Wölbung gegeben wird, welche im wesentlichen gleich der Krümmung der letzten WAlze 10 ist, wenn der Kalander bei der maximal beabsichtigten TRennnkraft F910 betrieben wird, d.h. bei hohen Schmelzviskositäten, Erzeugung düner Pille und hoher Kalandriergeschwindigkeit. Bei niedrigen Trennnkräften, wie sie bei der Verwenvon Kunststoffen dung/niedriger Viekositäten, Bildung dickerer Filme oder Felle oder kalandrieren bei niedrigeren Kalandriergeschwindigkeiten entstehen, wird der gleichmä#ige Abstand in dem Kalibrierspalt durch Vergrö#erung des Abstands nischen der vorletzten Rolle 14 und der drittletzten Rolle 12. d.h. durch Herabsetzen des Felldickenverhältnisses w14/w10 über die vorletzte Walze 14, wie in Figur 10 ge@@gt, kontinuierlich aufrechterhalten.
  • Die im Vergleich zu den gqenwflrtig angewendeten Verfahren, d.h. dem "Walzenkreuzen" und dem "Walzenbiegen" durch die vorliegende Erfindung geschaffene weitgehende Verbesserung wird in den Abbildungen 11 und 12 gezeigt. Die Abbildung 11 erläutert zeichnerisch die Abweichung Zwischen der Walzenkrümmung, welohe sich auf einer gleichmäßigen Belastung (im Kalibrierspalt befindliches zu kalandrierendes Material) ergibt, welche duroh eine zentrierte, teilweise Be@astung ( ii vonhergehenden Spalt befindliches material) für eine Reihe von Felldickenverhältnissen w14/w10, welche im folgenden als r bezeichnet werden, kompensiert. Die Kurven werden ii selben Ma#stab gezeigt; wie die ähnliche Kurve für die Korrektur nsch der Walzenbiegemethode (Abb. 3 Be geht daraus hervor, daß bei Filmdickenverhältnissen r im Bereich von etwa 0,2 bis 1,0 zumindest ein 50%iger Abfall der Verbiegung gegenüber dem Korrekturen nach der Walzenbiege- oder Walzenkreuzuggsmethode erhalten wird. Darüber hinaus ist in, dem bevorzugten Gebiet der Filmdickenverhältnisse r zwischen etwa 0.6 und 1.0 (voll ausgezogene Kurven) die Differenz der Krümmung zumindest fünfmal kleiner als dies bei den Korrekturen nach dem "Walzenbiege- und Walzenkreuzeungsverfahren" der Fall war.
  • Während die bieher verwendeten Methoden zur Einhaltung gleichmä#iger Dicke auf Krümmungskorrekturen bis zu 50-75 µ (0 @ ("I" und "L"-Kalnder) und 25-40 µ -("Z"-Kalnder) begrenzt sind, erlaubt die vorliegende Erwindung entsprechende Krümmungskorrekturen zumindest bis zu etwa 0,254 bis 0,380 mm (10-15 mils) bei allen Kalanderanordnungen. Daraus geht in bezeichnender Weise hervor, daß die inneren Walzentrennkräfte in einem Kalander viel besser eine genaue Kompensierung der Walzenkrümmungen bewirken, können, als von außen einwirkende Walzenbiegekräfte oder Korxkturen von Walzenkreuzen.
  • Um die großen Krümmungskorrekturen, wie sie die vorliegende Erfindg vorsieht, zu erreichen, ist es besonders wichtig, dMß die vorletzte Walze biegsamer als die letzte Walze iat.
  • Die für die Beigung der vorletzten Walze F14 Verfügbare Restkraft kann unter Annahme isothermer Bedingungen aue der folgenden Näherungsgleichung erhalten werden: hierbei bedentet: F10 die Walzentrennnkraft in dem Kalibrierapalt, w14 die Felldicke auf der vorletzten Walze, w10 die Felldicke auf der letzten Walze und den Exponenten in dem empirischen Kra@gesetztfür die Viskosität nichtnewton scher Schmelzen, d.h. worin @ die scheinbare Schmelzviskosität und 8 die Sohergeschwindigkeit ist.
  • Zum Zwecke der Veranschaulichung wird ein typischer Wert für Weich-PVC von n = -0,70 hier benutzt. Aus Gleichung 5 ist ersichtlich, daß P14 innerhalb ds vorzugsweise angewendeten Bereichs der Filmdickenverhältnisse, d.h. zwischen etwa 0,6 und 1,0, zwischen 0 und 50% von F10 variiert werden kann.
  • Die Bezeichnung, die die durch die kraft F14 an der effektiven Wölbung X der vorletzten Walze 14 (Abb. 10) bewirkte Abwicklung von der ursprünglichen "unverbogenen" Konvexgestalt der vorletzten Walze y0 (Abb. 9) fur veränderliche Filmdickenverhltn1see r zwischen 0,6 und 1,0 inklusive. beschreibt, ist unter Annahme isothermer Bedingungen durch folgende Näherungegleichung gegeben: y/yo = #/1+#-fr2+n (7) r = w14/w10 (9) = - 8-4r2 + r3 (10) ist das Biegesteifigkeitsverhältnis zwischen vorletzter und letzter Walze. d14 ist der Au#endurch@esser der vorletzten Walze, D10 ist der Au#endvrch@esser der letzten Walze, r ist das Vilmdichemverhältnis, und f ist ein Korrekturfaktor, der aus der Differenz der krümmungskurven abgeleitet ist, welche durch die verschiedene Breite des materials im kalibrierspalt und in dem diesen vorhergehenden Spalt entsteht.
  • Abbildung 12 gibt eine graphische Darstellung von Gleichung 7 für eine Reihe von Walzendurchmesser-Verhältnissen unter erneuter Verwendung des Wertes n = -0,70 für Weich-PVC. Im Vorzugsweisen Arbeitsbereich der Filmdickenverhältnisse (r) zwischen etwa 0,6, und t,O inklusive (vollausgezogene Kurve0 zeigt sich, da# die erhöhte Biegsamkeit der vorletzten Walze, welche durch Herabsetzung ihres Druchmessers oder duch passende Änderung des Elestizitätsmodul (Gleichung 8), erreieht wird, eine bedeutende Erweiterung des Krümmungs-Regulierbereiches liefert Beispielsweise ermöglicht ein Durchmesser der vorletzten Walze von 60 % des Durchmesser. der letzten Walze eine Veränderung der effektiven Wölbung der vorletzten Walze um etwa 70 %, d.h. von yo = 400 µ bis y = 125 µ oder von yo = 250 µ bis y = 75 µ Aus der Diskussion der Genauigkeit der bisher benutzten Verfahren zur Krümungskorrektur geht hervor, daß aufgrund der erheblich erweiterten Grenzen für die Krümmungskorrektur, wie ei die vorliegende Erfindung ermöglicht, die systematiachen Filmdickensohwankungen einem Bruchteil dessen ausmachen, was sie bei Korrekturen nach dem Walzenbiege- bzw. Walzenkrausverfahren ausmachen würden. Darüber hinaus bietet, wie in Figur 12 gezeigt, die kombinierte Anwendung einer biegsamen vorletzten Walze und die direkte Krümmungekorrektur durch Veränderung der gegenüberliegenden Spaltweiten den größten Vorteil bei hohen Walzenverbiegungen (yogro#), d.h. dünnen starren Filmen und/oder breiten Fihan und Bögen. Das ist exakt das Gebiet, in dem hohe Präsision von grö#tem wirtechaftlichen Wert ist und wo sich die bisher verwendeten Systems als höchet unzulänglich erwiesen haben.
  • Mne Art der Durchführung der Erfindung wird anhand einee "umgekehrten-L"-Kalanders in den Abbildungen 13-17 geneigt.
  • Das Walzensystem besteht aus vier Walzen, vorzugsweise drei zylindrischen Kalanderrollen, der letzten Walze 10, der drittletzten Walze 12, der Offsetwalze 16 und einer vorletzten Walze. 14 mit kleinerem Durohmereer, welche zwischen der letzten Walze 10 und der vor vorletzten Walze 92 angeordnet ist. Die Kalanderwalzen sind in zwei gegenüberliegenden Seitenrahmen t9 mittels lagerböcken 36 und 37 aufgehängt. Der lagerbook 37 für die vorletzte Walze 14 ist in einer fixierten Lage wie wetter unten beschrieben, aufgehängt. Die Walzenabstände werden durch Bewegen von Lagerböcken 36 flir die Walzen 10.
  • 12 und 16 mit Hilfe von Regulierschrauben 34 einreguliert.
  • Die Walzen worden von einer au#erhalb der Vorrichtung liegenden Kraftquelle (nicht gezeigt) angetrieben; die Drehkraft wird dabei durch kerbverzahnte Pugen zwischen den Antriebsschäften 26 und den Walzenschäften 28 äbertragen. Von-der anderen Seite des Rahmen 19 werden Erhitzungs- und Kühlmittel (nicht gezeigt) durch die Walzen mittels umlaufender Verbindungen 30 hindurchgeschickt. Auch ist es vorteilhaft, zusätzlich zu dem üblichen paar von Aufgabe-Leitschaufeln 40 zwischen der Offset-Walze 16 und der drittletzten Walze 12, ein zusätzlichte Hilf@-paar von Leitschaufeln 42 zwischen der vorletzten Walze 14 und der letzten Walze 10 anzuordnen. Diese Hilfs-Leitschaufeln 42 erleichtern die Regulierung des Materials in dem letzten Kalanderspalt zwischen den Walzen 14 und 10, wenn der Kalander mit einem Filmdickenverhältnis r nahe 1 @ betrieben wird.
  • Insbesondere hier gibt es keine kritischen Momente im Hinblick auf lagertypen, lagerspiele und Montage, welche jensetts der bei konventionellen kalanderkonstruktionen im Hinblick auf die konventionellen Kalandorwalzen 10, 12 und 16 auftretenden. liegen würden. Da jedoch die vorlett Walze manchmal mit im wesentlichen ausgeglichenen kräften betrieben wird wird es im Rahmen dieser Erfindung als
    s {ngeeehen,
    eine mechanische Befestigung der Lager der vorletzten Walze sowie der lagergehäuse zu verwenden, welche dse Problem des Schtlmmenge der Walze ausschaltet und damit den damit verbundenen Wegfall der Dickenkontrolle in Längsrichtung beim kalandrierten Film. Es ist natürlich möglich, das Schwimmen der vorletsten Walze durch Herabsetzen des Filmdickenverhältnisses r zu vermeiden; diese Maßnahme begrenzt aber in bedenklicher Weise die Anwendung dieses Verhältnisses zum Zwecke der Krümmungskorrektur. In den Figuren 15 und 16 werden zwei Befestigungeanordnungen gezeigt, welche in zufriedenstellender Weise des Schwinmen der Walse verhindern. Selbstverständlich kann jegliche Befestigungeart, welche das Walzenschwimmen beseitigt, im Rhhmen dieser Erfindung angewendet werden.
  • In Abbildung 15 wird ein normales Abstandelager 43 für die vorletzte Walze 14 benutzt: zwei schlanke Hilfslager 44 welche unter hydraulischem oder Federdruck stehen werden als Rüokzichvorrichtung verwendet, um den Walzenzapfen 28 in stabile Lage gegen die obere Seite des Hauptlagers 43. d.h. in Richtung weg von Kalibrierspalt su rücken. Die Verwendung zweier Rückzuglagerungen 4 nahe am Hauptlager und eines Rückzug-Lagers auf jeder Seite des Hauptlagers verhindert, daß die Rückzugvorrichtungen irgendeinen merklichen Krümmeffekt auf die vorletzte Rolle ausüben.
  • Figur 16 zeigt eine zweite Befestigungsart, bei der ein vorbealstetes Walzenlager 45 auf dem Walzenzapfen 28 ohne Lagerspiel sitzt. Um eine Überlastung und somit ein vorzeitiges Versagung der lagerung zu verhindern, wenn die vorletzte Walze 94 auf die kalnadriertemperaturen erhitzt wird, wird das ittr di,e vorletzte Walze verwendete Helzöl separat durch das Walzenlager geschickt, um den Walzenzapfen und die inneren Lagerbahnen 31 sowie die äu#eren lagerbahnen 52 auf gleicher Temperatur zu halten, um du Lager gleichzeitig zu schmieren.
  • Abbildung 17 ziegt ein Lagergehäuse 37, welches an eteifen laminarförmigen Stahlfedern 46 anmontiert ist. welche mit dem Kalanderrahmen 19 verbunden sind. Diese selbstausrichtende Federbefestigung hat genug Biegsamkeit in Horizontalrichtung. um die thermische Expansion der vorletzten Rolle aufzunehmen; sie hat jedoch eine beträchtliche Steifigkeit in Vertikalrichtung, gm die vorletzte WAlze eicher in ihrer Lage zu halten.
  • Der Betrieb des erfindungsgemä#en Kalanderwalzensystems ist einfach und besteht entweder aus manueller oder automatischer Korrektur des Dickenprofile des zu kalandrierenden Materials.
  • Wie oben beschriebem, Ist die Wölbung der vorletzten Walse bei der vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung so ausgeführt, das ei. vollständig mit der Krümmung der letzten Kalanderwalze unter einer gewählten Maximalbelastung Fo10. zussmmenpa#t. Die einem gegebenen Material eigene Belastung F10 kann schnell sit Hilfe von Belastungszellen gemessen werden. .w'elche durch die Regulierschrauben 34 der letzten Rolle hindurchwirken. In ähnlicher Weise kann die Restkraft sui der vorletzten Rolls F14 = F10 = F12 entweder direkt an dan Lagerträgern der vorletzten Walze oder indirekt durch Subtraktion des Belastungswertes der drittletzten Walze von dem Belastungswert d.r letzten Walze abgemessen werden. Es kann daher ein Kontrollinstrument 55 auf d-ie Trennnkraft F10 in dem Kalibrierspalt geeicht werden (ansteigende Skala) oder eine Eichung desselben nach der nötigen Krümmungskorrektur für einheitliche Dickenprofile (abnehmende Skala) vorgenommen werden.
  • Ein anderes Kontrollinstrument 57- kann nach der Restkraft auf der vorletzten Walze, F14 und der aktuellen krümmungskorrektur geeicht werden (beide ansteigende Skalen).
  • Der kalander kannn üblicherweise mit einer gleichmä#igen Filmbreite, d.h, r = 1 ; F14 = 0 get2rtet werden, bis ein Film der erwünschten Dicke aus dem Kalibrierspalt austritt.
  • Wenn F10 = Fo10 ist, wird der Film vollständig flach; wenn jedoch F10 kleiner als fo10 wird, wird der Film in der Mitte dünner als an den Kanten. Da erste Instrument 55 zeigt direkt die erforderliche Korrektur und es können daraufhin die Regulierschrauben für die vorletzte Rolle angezogen werden, wobei der Walzenspalt zwischen der drittletzven Walze und der vorletzten Walze geöffnet wird, bis derselbe Wert an beiden Instrumenten 55 und 57 abgelesen wird, was bedeutet, da# der effektive Krümmungsgrad an der vorletzten Walze mit der Krümung der letzten Walze unter der Belastung F10 übereinstimmt. Dies kann natürlich automatisch durch einen Motorbetriebenen Schraubantrieb, beiepielsweise' für die drittletzte Walze erfolgen wobei eine Steurerung über zwei Belastungsanzeiger erfolgen kann.
  • Be wurde gezeigt, daß die vorliegende Erfindung eine beträchtliche Erweiterung des Bereichs von Filmdicken und Schmelzyiskositäten schafft, welche mit genauer Spaltkontrolle auf eines gegebenen Kalander kalandriert werden können; die Erfindung schafft weiterhin ein einfaches System tur krümmungsregulierung, durch welches üu#ere Korrekturen, wie Walzenkreugen oder Walzenbiegen vermieden wird. Die Erfindung gestattet die Verwendung leicht instand zu haltender zylindrischer Walzen als Haupukalanderwalzen utd reduziert die Gezamtgrö#e und die Kosten des Ealanderapparates, Darüber hinaus ist eo nun aufgrund der durch die vorliegende Erfindung ermöglichten weitgehenden Wölbungskorrekturen @öglich, größere kalanderwalzenflächen als bisher wirtschaftlich zu verwenden.
  • Ferner wird nunmehr eine zusätzliche Verbreiterung der Arbeitsmöglihhkeiten eines gegebenen kalanders auf einem extremen Bereich von Walzenkrümmungen dadurch ermöglicht, daß die gewölbte flexible vorletzte Walze der Erfindung gegen eine sndere mit unterschiedlicher Wölbung ausgewechselt werden kann, welche gewöhnlich weniger als die Hälfte einer regulären Kalanderwalze wiegt und kostet und doch ein Vielfaches der Möglichkeiten zu einer zusätzlichen krömungskorrektur bietet. Es ist auch möglich, solches Auswechzeln der vorletzten Walze zu vermeiden und statt dessen Mittel zur Walzenbiegung an der flexibleren vorletzten Walze anzuordnen. Solche Walzenbiegemittel können verwendet werden, um den Bereich der niedrigen Walzenverkrümmung einzuschließen, der bei dicken Fellen auftritt und wobei das Ochsenhorn-Problem vernachlässigbar wird.

Claims (7)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung kalandrierten materials verbesserter Einheitlichkeit der Filadicke, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Hindurchleiten des Materials durch ein Kalandersystem, bestehend aus mindestens drei koplanaren Walzen, wobei die vorletzte Walze dieser koplanaren Walzen ein Biegesteilfigkeitsverhältnis zwischen 0,03 und 0,75 ia Bosug auf die letzte Walze dieser koplanaren Walzen besitzt, Aufrechterhalten gleichen Abstande in dem zwischen der vorletzten und letzten Walse gebildeten Kalibrierspalt durch Balligdrehen mindestens einer der den Kalibrierspalt bildenden Walzen, ul gleichen abatand in des Kalibrierspalt bei einer gegebenen Walsentrenkraft zu schaffen, und Aufrechterhalten gleichen Abstands in dem Kalibrierspalt bei anderen Walzentrennnkräften durch passende Einstellung des Filmdickenverhältnisses (r) zwischen 0,2 und 1, , wobei (r) gleich dem Verhältnis der Filmdicke auf der vorletzten Walze zur Filmdicke auf der letzten Walze ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, g e k e n n ze i i c c h n e t d u r 0 h Aufrschterhalten gleichen Abstands in dem Kalibrierspalt zwischen vorletzter und letzter Walze durch Balligdrehen der vorletzten Walze, um gleichen Abstand ru schaffen, wenn die vorletzte Walze ungekrümmt ist und die letste Walze ihre maximale Krümmung besitzt, wobei gleicher Abstand in dem Kalibrierspalt fUr kleinere Krüiaungen der letzten Walze durch Aufheben der krümmung der letzten Walze mit der wirksamen Wölbung der vorletzten Walze aufrechterhalten wird, was Jurch passende Einstellung des Filmbreitenverhältnisses geschieht.
  3. 3. Kalandersystem zur Herstellung kalandrierten Materials nah Anspruch 1 oder 2, g e k k e n n n s e i o h n e t d u r c h wenigstens drei koplanare, zusammenwirkende Walzen, wobei die vorletzte Walze dieses Systems ein Biegesteifigkeitsverhältnis zwischen 0,03 und 0,75 in Bezug auf die letzte Walze besitzt und eine der Walzen den zu wölbenden Kalibrierspalt bildet.
  4. 4. kalanmersystem nach Anspruch 3, g e k e n n z e i c h n e t d u r o h konvexe Wölbung der vorletzten Walze.
  5. 5. Kalandersystem nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k 5 n n X e i o h a e t, da# die letzte und die vorvorletzte oder drittletste Walze zylindrisch ist
  6. 6. Kalandersystem flach den Ansprüchen 3 bis 5, g e k e n nz e 1 c h n e t d u r o h Lager für die vorletzte Walze, bestehend ous einem normalen Hauptlager mit Spiel. welches um jeden Zapfen der Walze angeordnet ist und zwei einstellbare hilfslager, welche nahe an den hauptlagern und an jeder Seite jedes Hauptlagern angeordnet sind, wobei Rückzug-Elemente vorgesehen sind, welche die Walzenzapfen in eine stabile Lage gegenüber jeden Hauptlagers drücken können, sowie Lagergehäuse bar die vorletzte Walze, welche durch sich selbst ausrichtende Federbefestigungen an gegenüberliegenden Seiten des die Walzen tragenden Rahmens, befestigt sind.
  7. 7. Kalandersystem naoh den Ansprüchen 3 bis 5, g e k k n n -ß e i o h a e t d u r o h Lager für die vorletzte Walze, bestehend aus einem vorbelasteten Kugellager, welches zwischen inneren und üu#eren lagerlaufflächen angeordnet und auf jedem Zapfen der Walge ohne Spiel montiert ist, wobei diesse Lager ein Wärmeaustausohmedium aufnehmen kann und dieses in dem Lager zirkulieren kann, wodurch die Walsensapfen und die Lager auf gleicher Temperatur gehalten warden, sowie lagergehäuse für di. Vorletzte Walse, welche durch sich selbst ausrichtende Federbefestigungen an gegenüberliegenden Seiten der die Walzen tragenden Rahmenteile, befestigt sind, Leerseite
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