DE102005004814A1

DE102005004814A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Anlegen einer Anpresswalze an eine Warenführungswalze

Info

Publication number: DE102005004814A1
Application number: DE102005004814A
Authority: DE
Inventors: Ernst Meyer
Original assignee: Lindauer Dornier GmbH
Current assignee: Lindauer Dornier GmbH
Priority date: 2005-02-01
Filing date: 2005-02-01
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2025-02-02
Also published as: CN101111440B; ATE515468T1; DE102005004814B4; CN101111440A; WO2006081792A1; JP2008528407A; KR100939903B1; EP1843960B1; US7731070B2; KR20070100815A; EP1843960A1; US20080149680A1; JP4680269B2

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Anlegen einer drehangetriebenen Anpresswalze (4) an eine drehangetriebene Warenführungswalze (3), insbesondere in einer Reckanlage für thermoplastische Folien, wonach die Anpresswalze (4) von wenigstens einer ersten, druckbeaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheit (7) in Richtung der Warenführungswalze (3) derart zugestellt wird, dass nach dem Zustellen ein achsparalleler Resthub zwischen der Anpresswalze (4) und der Warenführungswalze (3) vorliegt, wobei daraufhin wenigstens eine mit der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (7) wirkverbundene zweite, druckbeaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheit (8) den Resthub ausführt, unter Beibehaltung der Achsparallelität, bis ein Berührungskontakt zwischen der Anpresswalze (4) und der Warenführungswalze (3) vorliegt, und wobei daraufhin die Anpresswalze (4) mit einer Soll-Anpresskraft auf die Warenführungswalze (3) wirksam wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anlegen einer mit einer drehangetriebenen Warenführungswalze zusammenwirkenden, drehbeweglich gelagerten Anpresswalze.
Die Behandlung bahnförmiger Ware, z.B. bahnförmiger thermoplastischer oder metallischer Folie, erfolgt unter anderem in Anlagen mit drehangetriebenen Warenführungswalzen. Derartige Warenführungswalzen wirken mit drehangetriebenen Anpresswalzen zusammen, um einerseits insbesondere zu verhindern, dass Luft zwischen den Warenführungswalzen und der bahnförmigen Ware eingeschlossen wird und andererseits eine ausreichende Reibung zwischen Walze und Folie zu erhalten. Bei einer thermoplastischen Folie z.B. werden Lufteinschlüsse zwischen der Warenführungswalze und der Anpresswalze dadurch vermieden, dass an dem linienförmigen Auflauf der Folie auf die Warenführungswalze eine mit einem gummierten Walzenmantel ausgestattete Anpresswalze angepresst wird.
Das Anpressen muss über die Breite der Folie, und zwar am Auflauf der Warenführungwalze linear und mit nahezu konstantem Druckniveau der Anpresswalze erfolgen. Bei einem relativ großen Abstand der die Walzen aufnehmenden Lager ist es kompliziert, diese vorgenannte Forderung zu erfüllen, weil zum einen mit zunehmendem Lagerabstand die Durchbiegung der Walze zunimmt und zum anderen die aufgebrachte Anpresskraft dazu führt, dass der lineare Kontakt der Walzen über die Warenbreite verloren geht, d.h. die Walzen haben nur noch im Bereich ihrer Enden Berührungskontakt, während im mittleren Bereich keine Anpresskraft erzielt wird. Eine weitere Erhöhung der Anpresskraft führt zu keinem besseren Ergebnis, eher noch zu einer Vergrößerung des Spaltes zwischen den Walzen.
Beim Betrieb mit einer über die Walzenbreite gleichmäßig verteilten, geringen Anpresskraft wurde festgestellt, dass in diesem Druckbereich die Reibung der Kolbenmanschetten in einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit ein exaktes Einstellen der Anpresskraft der Anpresswalze an die Warenführungswalze verhindert. Bei Erhöhung des Arbeitsdruckes wurden zwar die Reibungskräfte der Kolben-Zylinder-Einheit überwunden, aber gleichzeitig wurde auch eine unerwünscht hohe Anpresskraft realisiert, die zu den vorgenannten Unzulänglichkeiten führt.

Aus der Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen 103 44 710.5-22 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Anpresskraft einer Anpresswalze an eine Warenführungswalze bekannt, mit welchen eine vorgegebene Soll-Anpresskraft einer mit wenigstens einer pneumatisch betriebenen Kolben-Zylinder-Einheit an einer Warenführungswalze anlegbare Anpresswalze nicht überschritten wird. Diese Erfindung behebt die vorgenannten Nachteile.

In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass neben der regelbaren Anpresskraft der angelegten Anpresswalze auch das Zustandekommen des Berührungskontaktes zwischen den Walzen und der Folie einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität der Folie hat. Um nachteilige Auswirkungen auf die Qualität der Folie beim Berührungskontakt zu vermeiden, wird die Anpresswalze vor dem Anlegen mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, die der Foliengeschwindigkeit entspricht. Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn ein linearer Berührungskontakt auf der gesamten Walzenbreite zwischen den Walzen und der Folie gleichzeitig zustande kommt. Diese Anforderung ist wegen den üblichen Abmessungen im Bereich der Folienreckanlagen und den entsprechend großen Walzen mit entsprechend großen Massen jedoch schwer zu erfüllen, weil mit großen, pneumatisch angetriebenen Kolben-Zylinder-Einheiten gearbeitet werden muss. Üblicherweise werden hier Walzen mit einer Masse von z.B. 1800 kg eingesetzt. Zum Bewegen dieser Masse wird ein bestimmter Mindestdurchmesser der Kolben-Zylinder-Einheiten benötigt. Aus Sicherheitsgründen und zum leichteren Einziehen der Ware ist zudem ein bestimmter Mindestabstand zwischen den Walzen in der zurückgezogenen Stellung gefordert. Dieser Mindestabstand muss beim Anlegen der Anpresswalze überwunden werden und setzt damit einen bestimmten Mindesthub der Kolben-Zylinder-Einheiten voraus. Hinreichend dimensionierte pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten führen jedoch aufgrund der Reibung der Kolbenmanschetten keine exakt gleichmäßigen Bewegungen durch und haben aufgrund des großen Volumens und begrenzter Luftvolumenströme eine lange Ansprechzeit. Die oben genannte Erfindung kann deshalb den Nachteil des ungleichmäßigen Anlegens der Anpresswalze an die Warenführungswalze nicht beheben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen ein gleichzeitiger Berührungskontakt auf der ganzen Walzenbreite beim Anlegen einer Anpresswalze an eine Warenführungswalze gewährleistet ist, wobei eine vorgegebene Soll-Anpresskraft zwischen der Warenführungswalze und der Anpresswalze weder während des Anlegevorganges, noch im weiteren Betrieb überschritten wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Betätigung der Anpresswalze durch wenigstens zwei doppelt wirkende, über einen Hebel wirkverbundene, Kolben-Zylinder-Einheiten erfolgt, welche ein Anlegen der Anpresswalze in zwei Verfahrensschritten ausführen und ein achsparalleles, gleichmäßiges Anlegen und die Einhaltung einer Soll-Anpresskraft gewährleisten.

Nach Patentanspruch 1 ist daher erfindungsgemäß ein Verfahren vorgesehen, wonach eine erste, doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Einheit die Anpresswalze in Richtung der Warenführungswalze verschiebt bis zum Endanschlag der ersten Kolben-Zylinder-Einheit. Der Endanschlag der ersten Kolben-Zylinder-Einheit wird so eingestellt, dass die Anpresswalze mit einem vorgegebenen Resthub achsparallel zur Warenführungswalze liegt. Beim Endanschlag des Kolbens der ersten Kolben-Zylinder-Einheit wirkt eine zweite Kolben-Zylinder-Einheit, die über einen Hebel mit der ersten Kolben-Zylinder-Einheit wirkverbunden ist, vorteilhaft als Stoßdämpfer.

Der Druck P1 zur Beaufschlagung der ersten Kolben-Zylinder-Einheit wird so hoch eingestellt, dass die ausgeübte Zylinderkraft der ersten Kolben-Zylinder-Einheit größer ist, als die Kraft der über den Hebel wirkenden zweiten Kolben-Zylinder-Einheit. Die erste Kolben-Zylinder-Einheit wirkt somit während der folgenden Verfahrensschritte wie eine starre Verbindung.

Danach wird die zweite Kolben-Zylinder-Einheit mit Druck P2 beaufschlagt. Die zweite Kolben-Zylinder-Einheit führt nun, über den kraftverstärkenden Hebel und über die erste Kolben-Zylinder-Einheit wirkend, den Resthub aus. Dabei wird die Achsparallelität beibehalten. Dadurch erfolgt ein gleichzeitiger Berührungskontakt über der gesamten Walzenbreite. Der Druck P2 wird so eingestellt, dass sich die gewünschte Anpresskraft zwischen den Walzen ergibt.

Der Hebel mit einer kraftverstärkenden Übersetzung ermöglicht eine entsprechend kleine Dimensionierung der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit mit entsprechend kleinen Zylindervolumen und kleinen Reibungskräften der Dichtungsmanschetten. Daraus ergeben sich zwei Vorteile.

Erstens wird der Resthub an beiden seitlichen Lagerungen der Anpresswalze nahezu gleichzeitig und mit gleichmäßiger Geschwindigkeit ausgeführt, weil das Zylindervolumen klein und damit die Reaktionszeit der Kolben-Zylinder-Einheit kurz ist. Dadurch bleibt die Achsparallelität während des Resthubs erhalten und der nahezu gleichzeitige Berührungskontakt über der gesamten Walzenbreite ist gewährleistet. Damit wird eine nachteilige Beeinträchtigung der Warenqualität vermieden, die bei einem einseitigen Berührungskontakt auftreten würde.

Zweitens wird mit der erfindungsgemäßen Lösung in vorteilhafter Weise eine in engen Grenzen haltbare, nahezu konstante Anpresskraft einer Anpresswalze an eine Warenführungswalze über die Länge der Walzen unter Vermeidung von Lufteinschlüssen zwischen der Walzenoberfläche und der Warenbahn erreicht und ferner erfährt die Oberfläche der über die Warenführungswalze geführten Ware keine qualitativen Beeinträchtigungen.

Beim Wegfahren der Anpresswalze bleibt zunächst die zweite Kolben-Zylinder-Einheit eingefahren und wirkt damit beim Endanschlag der ersten Kolben-Zylinder-Einheit vorteilhaft als Dämpfer. Nach dem Erreichen des Endanschlages der ersten Kolben-Zylinder-Einheit wird die zweite Kolben-Zylinder-Einheit ausgefahren. Danach ist die Vorrichtung wieder startbereit für den nächsten Anfahrvorgang.

Zur Ausführung des Verfahrens ist gemäß Anspruch 4 eine Vorrichtung vorgesehen, wonach eine Anpresswalze drehbeweglich gelagert ist in voneinander beabstandet angeordneten Tragarmen, welche mit den Führungsschlitten wenigstens einer anlagenfesten Linearführung starr verbunden sind, wobei auf jeden Tragarm jeweils wenigstens eine erste Kolben-Zylinder-Einheit wirksam ist. Die erste Kolben-Zylinder-Einheit wird von einer Druckquelle über ein erstes Druckregelventil, ein erstes Steuerventil und über Druckleitungen mit Druckluft beaufschlagt.

Die erste Kolben-Zylinder-Einheit stellt eine Wirkverbindung zwischen den Tragarmen und einem um einen anlagenfesten Drehpunkt schwenkbaren Hebel her, dessen freies Ende mit der Kolbenstange einer zweiten Kolben-Zylinder-Einheit wirkverbunden ist. Der Zylinder der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit ist mit einer anlagenfesten Stelle wirkverbunden.

Die zweite Kolben-Zylinder-Einheit wird von der Druckquelle über das erste Druckregelventil, über ein zweites Druckregelventil, über ein zweites Steuerventil und über Druckleitungen mit Druckluft beaufschlagt.

Das erste und das zweite Steuerventil ist signalübertragend mit der elektronischen Steuerung der Anlage verbunden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind an der ersten und an der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit je zwei Positionsschalter an den Endpositionen der Kolben angeordnet, welche signalübertragend mit der elektronischen Steuerung der Anlage verbunden sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher dargestellt.
In den Zeichnungen zeigen:
1 die schematische Darstellung einer Vorrichtung mittels welcher ein Verfahren nach Anspruch 1 durchgeführt werden kann und
2 eine ausgeführte Anordnung der vorliegenden Erfindung in der Seitenansicht ohne Steuerungskomponenten.
In der schematisch dargestellten Vorrichtung 1 ist zum Anlegen einer Anpresswalze 4 an eine drehangetriebene Warenführungswalze 3 eine erste doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit 7 vorgesehen, welche über einen Hebel 9 mit einer zweiten doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit 8 wirkverbunden ist. Dabei ist die Anpresswalze 4 seitlich in einem Tragarm 6 gelagert, welcher starr verbunden ist mit dem Führungsschlitten 5a einer Linearführung 5. An beiden seitlichen Enden der Anpresswalze 4 ist jeweils eine dargestellte Vorrichtung 1 angeordnet.
Erhält die elektronische Steuerung 10 vom Bediener der Anlage das Signal zum Anfahren der Anpresswalze 4 an die Warenführungswalze 3, dann prüft die Steuerung 10, ob die Startvoraussetzungen erfüllt sind.
Dazu muss die erste Kolben-Zylinder-Einheit 7 ganz eingefahren sein. Dies wird der Steuerung 10 von dem Positionsschalter 7a über die Signalleitung 7c signalisiert. Des weiteren muss die zweite Kolben-Zylinder-Einheit 8 ganz ausgefahren sein. Dies wird der Steuerung von dem Positionsschalter 8b über die Signalleitung 8d signalisiert.
Liegen die Startvoraussetzungen vor, so sendet die Steuerung 10 ein Signal über die Signalleitung 11b zu einem ersten Steuerventil 11.
Das Steuerventil 11 wird betätigt und die erste Kolben-Zylinder-Einheit 7 wird über die Druckleitung 19b mit Druckluft versorgt. Die benötigte Druckluft strömt von der Druckquelle 15 über die Druckleitungen 16, 17, 19 und 19b in die erste Kolben-Zylinder-Einheit 7. Der Druck P1 zur Beaufschlagung der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 7 wird an einem ersten Druckregelventil 13 eingestellt.
Die erste Kolben-Zylinder-Einheit 7 fährt aus und verschiebt die Anpresswalze 4 in Richtung der Warenführungswalze 3 bis zum Endanschlag der ersten Kolben-Zylinder-Einheit. Beim Endanschlag des Kolbens der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 7 wirkt die zweite Kolben-Zylinder-Einheit 8 als Stoßdämpfer.
Der Positionsschalter 7b gibt über die Steuerleitung 7d ein Signal an die Steuerung 10, sobald die erste Kolben-Zylinder-Einheit 7 vollständig ausgefahren ist.
Die Steuerung 10 gibt darauf hin ein Signal an ein zweites Steuerventil 12 über die Steuerleitung 12a. Das Steuerventil 12 wird betätigt und eine zweite Kolben-Zylinder-Einheit 8 wird über die Druckleitung 18a mit Druckluft versorgt. Die benötigte Druckluft strömt von der Druckquelle 15 über die Druckleitungen 16, 17, 18 und 18a in die erste Kolben-Zylinder-Einheit 7. Der Druck P2 zur Beaufschlagung der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 8 wird an einem zweiten Druckregelventil 14 eingestellt.
Die zweite Kolben-Zylinder-Einheit 8 fährt ein und bewegt dabei über den Hebel 9 und die starr ausgefahrene erste Kolben-Zylinder-Einheit 7 die Anpresswalze 4 in Richtung Warenführungswalze 3, bis Berührungskontakt vorliegt. Der Positionsschalter 8a sendet der Steuerung 10 über die Steuerleitung 8c das Signal „Zweite Kolben-Zylinder-Einheit eingefahren". Damit ist in der Steuerung die Betriebsposition der Anpresswalze registriert.
Der Druck P2 wird so eingestellt, dass sich die gewünschte Anpresskraft zwischen den Walzen ergibt. Der Druck P1 ist höher als der Druck P2. So wird erreicht, dass die ausgefahrene Kolben-Zylinder-Einheit 7 im Betrieb wie eine starre Verbindung wirkt und nur der Druck P2 die Anpresskraft zwischen den Walzen bestimmt.
Erhält die Steuerung 10 vom Bediener der Anlage das Signal zum Wegfahren der Anpresswalze 4, dann sendet die Steuerung ein Signal über die Signalleitung 11a zum Steuerventil 11. Das Steuerventil 11 wird betätigt und die erste Kolben-Zylinder-Einheit 7 wird derart mit Druckluft beaufschlagt, dass der Kolben einfährt und die Anpresswalze 4 von der Warenführungswalze 3 wegbewegt. Beim Endanschlag des Kolbens der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 7 wirkt die zweite Kolben-Zylinder-Einheit 8 als Stoßdämpfer. Der Positionsschalter 7a gibt über die Steuerleitung 7c ein Signal an die Steuerung 10, sobald die erste Kolben-Zylinder-Einheit 7 vollständig eingefahren ist.
Die Steuerung 10 gibt darauf hin ein Signal an das zweite Steuerventil 12 über die Steuerleitung 12b. Das Steuerventil 12 wird betätigt und die zweite Kolben-Zylinder-Einheit 8 wird über die Druckleitung 18b derart mit Druckluft beaufschlagt, dass der Kolben ausfährt.

1: Vorrichtung
2: Warenbahn
3: Warenführungswalze
4: Anpresswalze
5: Linearführung
5a: Führungsschlitten der Linearführung
6: Tragarm
7: Erste Kolben-Zylinder-Einheit
7a: Positionsschalter: „Erste Kolben-Zylinder-Einheit eingefahren"
7b: Positionsschalter: „Erste Kolben-Zylinder-Einheit ausgefahren"
7c: Signalleitung für Eingangssignal: „Erste Kolben-Zylinder-Einheit eingefahren"
7d: Signalleitung für Eingangssignal: „Erste Kolben-Zylinder-Einheit ausgefahren"
8: Zweite Kolben-Zylinder-Einheit
8a: Positionsschalter: „Zweite Kolben-Zylinder-Einheit eingefahren"
8b: Positionsschalter: „Zweite Kolben-Zylinder-Einheit ausgefahren"
8c: Signalleitung für Eingangssignal: „Zweite Kolben-Zylinder-Einheit eingefahren"
8d: Signalleitung für Eingangssignal: „Zweite Kolben-Zylinder-Einheit ausgefahren"
9: Hebel
10: Elektronische Steuerung
11: Erstes Steuerventil
11a: Signalleitung für Ausgangssignal: „Erste Kolben-Zylinder-Einheit einfahren"
11b: Signalleitung für Ausgangssignal: „Erste Kolben-Zylinder-Einheit ausfahren"
12: Zweites Steuerventil
12a: Signalleitung für Ausgangssignal: „Zweite Kolben-Zylinder-Einheit einfahren"
12b: Signalleitung für Ausgangssignal: „Zweite Kolben-Zylinder-Einheit ausfahren"
13: Erstes Druckregelventil
14: Zweites Druckregelventil
15: Druckquelle
16: Druckleitung
17: Druckleitung
18: Druckleitung
18a: Druckleitung
18b: Druckleitung
19: Druckleitung
19a: Druckleitung
19b: Druckleitung

Claims

Verfahren zum Anlegen einer drehangetriebenen Anpresswalze (4) an eine drehangetriebene Warenführungswalze (3), insbesondere in einer Reckanlage für thermoplastische Folien, wonach die Anpresswalze von wenigstens einer ersten, druckbeaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheit (7) in Richtung der Warenführungswalze (3) derart zugestellt wird, dass nach dem Zustellen ein achsparalleler Resthub zwischen der Anpresswalze (4) und der Warenführungwalze (3) vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass daraufhin wenigstens eine mit der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (7) wirkverbundene zweite, druckbeaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheit (8) den Resthub ausführt, unter Beibehaltung der Achsparallelität, bis ein Berührungskontakt zwischen der Anpresswalze (4) und der Warenführungswalze (3) vorliegt, und dass daraufhin die Anpresswalze (4) mit einer Soll-Anpresskraft auf die Warenführungswalze (3) wirksam wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wonach der achsparallele Abstand ≦ 20 mm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wonach die Soll-Anpresskraft einstellbar ist.
Vorrichtung zum Anlegen einer drehangetriebenen Anpresswalze (4) an eine drehangetriebene Warenführungswalze (3), insbesondere in einer Reckanlage für thermoplastische Folien, welche Anpresswalze (4) in voneinander beabstandeten Tragarmen (6) gelagert ist und wobei jeder Tragarm mit den Führungsschlitten (5a) wenigstens einer anlagenfesten Linear-Führungseinheit (5) starr verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste Kolben-Zylinder-Einheit (7) zum Zustellen der Anpresswalze (4) vorgesehen ist, die eine Wirkverbindung zwischen den Tragarmen (6) und einem um einen anlagenfesten Drehpunkt (9a) schwenkbeweglichen Hebel (9) herstellt, dass eine zweite Kolben-Zylinder-Einheit (8) zur Ausführung des achsparallelen Resthubes zwischen der Anpresswalze (4) und der Warenführungswalze (4) und zum Ausüben der Soll-Anpresskraft vorgesehen ist, die einerseits mit einer anlagenfesten Stelle und andererseits mit dem Hebel (9) wirkverbunden ist, dass zur Steuerung der Druckbeaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheiten (7, 8) eine elektronische Steuerung (10) vorgesehen ist, mit der ein der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (7) zugeordnetes erstes Steuerventil (11) und ein der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (8) zugeordnetes zweites Steuerventil (12) signalübertragend verbunden ist, und dass die elektronische Steuerung (10) ferner mit Positionsschaltern (7a, 7b, 8a, 8b) signalübertragend verbunden ist, die den Kolben-Zylinder-Einheiten (7, 8) zugeordnet sind.