DE1240263B - Walze zum Kalandrieren und Mischen von plastischen, insbesondere thermoplastischen Massen - Google Patents

Description

• Walze zum Kalandrieren und Mischen von plastischen, insbesondere thermoplastischen Massen Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze zum Kalandrieren und Mischen von plastischen, insbesondere thermoplastischen Massen, bestehend aus einem Walzenkern und aus einem beheizten Walzenmantel, der über zwei winkelbeweglich ausgebildete Auflager auf dem Walzenkern abgestützt ist, die einen zu den Enden des Walzenmantels symmetrischen, nur einen Bruchteil (etwa ein Viertel bis ein Fünftel) der Mantellänge betragenden Abstand aufweisen.
• Bei den Walzen der vorstehend erwähnten Art sind als Auflager am Walzenkern zwei Stützbunde vorgesehen, deren Auflageflächen für den Walzenmantel ballig gestaltet sind, dessen Gegenflächen zylindrisch sind, so daß zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel eine Längs- und Winkelbeweglichkeit gewährleistet ist. Trotz dieser Maßnahme, die geeignet ist, schädliche Kantenpressungen zu vermeiden, treten während des Betriebes Schwierigkeiten insofern auf, als der Walzenmantel im Bereich der Auflager außen sich in geringen Grenzen aufweitet, und zwar ist dies bedingt durch die zwischen dem aus Hartguß hergestellten Walzenmantel und dem aus Stahl gefertigten Walzenkern auftretenden Ausdehnungsunterschiede, der sich bei Erwärmung stärker ausdehnt als der Walzenmantel.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch diese Schwierigkeit zu vermeiden und eine Abstützung für den Walzenmantel auf dem Walzenkern zu schaffen, die neben der Winkel- und Längsbeweglichkeit auch eine spielfreie Beweglichkeit in radialer Richtung zuläßt, ohne daß dabei die genau zylindrische Außenkontur des Walzenmantels schädlich beeinflußt wird.
• Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Berührungsflächen zwischen dem Walzenmantel und dem Walzenkern an den beiden Auflagern als Kegelflächenpaare auszubilden, mit einem Kegelwinkel, dessen Tangens der radialen und axialen Wärmeausdehnungsunterschiede zwischen dem Walzenmantel und dem Walzenkern entspricht.
• In Ausgestaltung der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, die beiden Auflager für den Walzenmantel als mehrteilige Vorrichtungen auszuführen mit einem im Walzenmantel in axialer Richtung auf Anschlag befestigten, vorzugsweise eingeschrumpften ersten Kegelring, der aus demselben Werkstoff wie der Walzenmantel besteht oder zumindest aus einem Werkstoff, der die gleiche oder annähernd die gleiche Wärmeausdehnungszahl aufweist wie der Werkstoff des Walzenmantels, und mit einem auf dem Walzenkern angeordneten zweiten Kegelring, der aus dem- selben Werkstoff wie der Walzenkern besteht oder zumindest aus einem Werkstoff, der die gleiche oder annähernd die gleiche Wärmeausdehnungszahl aufweist wie der Werkstoff des Walzenkernes, wobei der zweite Kegelring in axialer Richtung unter Vorspannung (also absolut spielfrei) am ersten Kegelring anliegt. Die Werkstoffpaarung zwischen den Kegeiringen und dem Walzenmantel bzw. dem Walzenkern geschieht deshalb, um bei Erwärmung ein Lockern der Kegelringe durch auftretende Ausdehnungsunterschiede zu verhindern.
• Die Winkelbeweglichkeit des Walzenmantels gegenüber dem Walzenkern wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der auf dem Walzenkern angeordnete Kegelring zweiteilig ausgebildet ist und aus einem inneren, unmittelbar auf dem Walzenkern befindlichen Ringteil mit balliger Oberfläche und aus einem Zwischenringteil besteht, der einerseits eine ballige Sitzfläche, mit der er auf dem Ringteil gelagert ist, und andererseits eine Kegelfläche aufweist, die mit der Kegelfläche des im Walzenkern angeordneten Kegelringes zusammenwirkt.
• Die Übertragung des Drehmomentes zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel erfolgt, im Gegensatz zur bekannten Ausführung, bei der im Auflagerbund Einlegekeile vorgesehen sind, erfindungsgemäß dadurch, daß an der nach außen zeigenden Stirnseite des im Walzenmantel angeordneten Kegelringes ein Kupplungsring mit Innenverzahnung lösbar befestigt ist und daß ferner auf. dem Walzenkern ein Kupplungsring mit Außenverzahnung, die in die Innenverzahnung des Kupplungsringes eingreift, vorgesehen ist, der vor seinem Festsitz auf dem Walzenkern mit Hilfe einer Montagevorrichtung in axialer Richtung gegen den Kegelring gepreßt wird.
• Weitere erfindungsgemäße Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung hervor, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer der beiden Auflagervorrichtungen für den Walzenmantel, und zwar der linken Auflagervorrichtung im Achslängsschnitt dargestellt ist.
• Die in der Zeichnung nur zum Teil gezeigte Walze besteht in der Hauptsache aus dem beheizten Walzenmantel 1 und aus dem Walzenkern 2. Die Abstützung des Walzenmantels 1 erfolgt auf dem Walzenkern 2 durch zwei Auflagervorrichtungen, die jeweils aus einem dem Walzenmantel 1 zugeordneten Kegelring 3 und aus einem dem Walzenkern 2 zugeordneten Kegelring 4 bestehen. Der Kegelring 3 ist im Walzenmantel 1 durch Schrumpfen befestigt und liegt in axialer Richtung an einem Anschlag 5 des Walzenmantels 1 an. Der andere Kegelring 4 ist auf dem Walzenkern 2 (mit Schiebesitz) angeordnet und setzt sich aus zwei Teilen zusammen, und zwar aus einem Ringteil 6, der unmittelbar auf dem Walzenkern sitzt und eine kugelförmige Lagerfläche aufweist, und aus einem Zwischenringteil 7, der einerseits eine ebenfalls kugelförmige Sitzfläche, mit der er auf dem Ringteil 6 gelagert ist, und andererseits eine Kegelfläche 8 aufweist, die mit der Kegelfläche 9 des Kegelringes 3 zusammenwirkt. Die beiden Kegelflächen 8 und 9 bilden ein Kegelflächenpaar8,9 mit einem Kegelwinkel a, dessen Tangens der radialen und der axialen Wärrneausdehnungsunterschiede zwischen dem Walzenmantel 1 und dem Walzenkern 2 entspricht. Der Kegelwinkel a kann also errechnet werden aus dem Tangens der in radialer Richtung sich erstreckenden Komponente der Wärmeausdehnungsdifferenz und der in axialer Richtung sich erstreckenden Komponente der Wärmeausdehnungsdifferenz zwischen dem Walzenkern 2 und dem Walzenmantel 1.
• Im Ausführungsbeispiel wird von der Annahme ausgegangen, daß der Walzenmantel 1 aus Hartguß besteht, während der Walzenkern 2 aus Stahl hergestellt ist, so daß sich letzterer bei Erwärmung mehr ausdehnt als der erstere, wodurch die Kegelflächen 8, 9, vom Walzenmittelpunkt aus betrachtet, schräg nach außen hin gerichtet sind. Durch den bei Erwärmung der Walze auftretenden Ausdehnungsunterschied (der sich sowohl in radialer als auch in axialer Richtung auswirkt) zwischen dem Walzenkern 2 und dem Walzenmantel 1 gleitet die Kegelfläche 8 entlang der Kegelfläche 9 nach außen, so daß auch bei Erwärmung die absolute Spielfreiheit innerhalb des Flächenpaares 8, 9 nicht aufgehoben wird.
• An der nach außen zeigenden Stirnseite des Kegelringes 3 ist ein Kupplungsring 10 mit Innenverzahnung 11 vorgesehen und durch Schrauben 12 lösbar am Kegelring 3 befestigt. Auf dem Walzenkern 2 ist ein zweiter Kupplungsringl3 über eine verhältnismäßig dünnwandige Büchse 27 mit schwach kegeliger Außenfläche durch Festsitz befestigt und weist eine Außenverzahnung 14 auf, die in die Innenverzahnung 11 eingreift, wodurch das Drehmoment vom Walzenkern 2 auf den Walzenmantel 1 übertragen wird.
• Zum Einbau der Auflagervorrichtung dient eine topfförmige Montagevorrichtung 15, die vor dem Befestigen des Kupplungsringes 10 am eingeschrumpften Kegelring 3 an diesem durch die Schrauben 12 befestigt wird. Die Montagevorrichtung 15 weist zu diesem Zweck eine dem Durchmesser des Walzenkernes 2 entsprechende Bohrung 16 auf, und in ihrem Außenflansch 17 sind Bohrungen zum Durchführen der Schraubenbolzen 12 vorgesehen. Ferner weist die Montagevorrichtung 15 eine Abstufung 18 auf, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Nabe 19 des Kupplungsringes 13 entspricht, so daß ein geschlossener Druckraum 20 gebildet wird, der gegenüber dem Walzenkern 2 und der Nabe 19 durch Dich tungen 21 abgedichtet ist. In den Druckraum 20 mündet eine durch die Montagevorrichtung 15 geführte Druckmittelbohrung 22, an der außen eine Druckmittelleitung 23 angeschlossen ist. Eine zweite Druckmittelleitung 26 ist durch die Montagevorrichtung 15 geführt und an im Kupplungsring verlaufenden Druckmittelbohrungen 24 angeschlossen, die am Innendurchmesser 25 des Kupplungsringes 13 münden.
• Die Montage der Auflagervorrichtung geht folgendermaßen vor sich: Nach dem Einschrumpfen des Kegelringes 3 im Walzenmantel 1 und nach dem Anordnen des Kegelringes 4 sowie des Kupplungsringes 13 wird die Montagevorrichtung 15 am Kegelring 3 mittels der Schraubenbolzen 12 befestigt. Anschließend werden die Druckmittelleitungen 23 und 26 an die Bohrungen 22 und 24 angeschlossen. Dann wird Druckmittel eingeleitet, wodurch der Festsitz des Kupplungsringes 13 auf der Büchse 27 bzw. auf dem Walzenkern vorübergehend gelöst wird. Gleichzeitig greift der im Raum 20 herrschende Druck an der Stirnfläche der Nabe 19 des Kupplungsringes 13 an und preßt diesen gegen den Ringteil 6 des Kegelringes 4, so daß da durch die Kegelfläche 8 gegen die Kegelfläche 9 gedrückt wird, wodurch eine spielfreie Lagerung des Walzenmantels 1 auf dem Walzenkern 2 erreicht wird.
• Nach dem Abschalten des Druckmittels, wobei es zweckdienlich ist, zuerst den auf der Leitung 26 bzw. auf den Bohrungen 24 lastenden Druck abzuschalten, wird wieder der Festsitz des Kupplungsringes 13 auf der Büchse 27 bzw. dem Walzenkern 2 wirksam.
• Nachher wird die Montagevorrichtung 15 abgenonz men und an deren Stelle der Kupplungsring 16 mit Hilfe der Schraubenbolzen 12 am Kegelring 3 befestigt.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Walze zum Kalandrieren und Mischen von plastischen, insbesondere thermoplastischen Massen, bestehend aus einem Walzenkern und aus einem beheizten Walzenmantel, der über zwei winkelbeweglich ausgebildete Auflager auf dem Walzenkern abgestützt ist, die einen zu den Enden des Walzenmantels symmetrischen, nur einen Bruchteil (etwa ein Viertel bis ein Fünftel) der Mantellänge betragenden Abstand aufweisen, d a -durch gekennzeichnet, daß die Berahrungsflächen zwischen dem Walzenmantel (1) und dem Walzenkern (2) an den beiden Auflagern als Kegelflächenpaare (8, 9) ausgebildet sind mit einem Kegelwinkel (a), dessen Tangens der radialen und der axialen Wärmeausdehmmgs unterschiede zwischen dem Walzenmantel (1) und dem Walzenkern (2) entspricht 2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Auflager für den Walzen mantel (1) als mehrteilige Vorrichtungen aus geführt sind mit einem im Walzenmantel (1) in axialer Richtung auf Anschlag (5) befestigan, vorzugsweise eingeschrumpften Kegelring (3) und mit einem auf dem Walzenkern (2) angeordneten zweiten Kegelring(4), der in axialer Richtung unter Vorspannung am ersten Kegelring (3) anliegt, wobei der Kegelring (3) aus demselben Werkstoff besteht wie der Walzenmantel (1) und der Kegelring (4) ebenfalls aus demselben Werkstoff besteht wie der Walzenkern (2) oder aus Werkstoffen mit der gleichen Wärmeausdehnungszahl, wie die Teile (1 und 2) aufweisen, hergestellt sind.

   3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem Walzenkern(2) angeordnete Kegelring (4) zweiteilig ausgebildet ist und aus einem inneren, unmittelbar auf dem Walzenkern(2) befindlichen Ringteil (6) mit kugelförmiger Lagerfläche und aus einem Zwischenringteil (7) besteht, der einerseits eine ebenfalls kugelförmige Sitzfläche, mit der er auf dem Ringteil (6) gelagert ist, und andererseits die Kegelfläche (8) aufweist, die mit der Kegelfläche(9) des ersten Kegelringes (3) zusammenwirkt.

   4. Walze nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der nach außen zeigenden Stirnseite des dem Walzenmantel (1) zugeordneten Kegelringes (3) ein Kupplungsring(10) mit Innenverzahnung (11) lösbar befestigt ist und daß auf dem Walzenkern (2) ein mit einer Außenverzahnung (14), die in die Innenverzahnung (11) des Kupplungsringes (10) eingreift, versehener Kupplungsring (13) angeordnet ist, der vor seinem Festsitz auf dem Walzenkern (2) mit Hilfe einer Mon- tagevorrichtung (15) in axialer Richtung gegen den Kegelring (4) gepreßt wird.

   5. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Walzenkern(2) angeordnete Montagevorrichtung (15) topfförmig gestaltet und mit einer dem Durchmesser des Walzenkernes (2) entsprechenden Zentralbohrung (16) versehen ist sowie einen ringförmigen Flansch (17) mit Bohrungen zum Durchführen von Schraubenbolzen (12) zum Befestigen am Kegelring (3) (vor dem Befestigen des Kupplungsringes 10) aufweist, wobei durch die Montagevorrichtung (15) eine Druckmittelzuführung (22) verläuft, die in einen durch Dichtungen(21) verschlossenen Druckraum (20) mündet, der einerseits von einer Abstufung (18) der Montagevorrichtung (15) und andererseits von der Stirnfläche der Nabe (19) des Kupplungsringes (13) sowie vom Walzenkern (2) eingeschlossen wird.

   6. Walze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Kupplungsring (13) eine Druckmittelbohrung (24) verläuft, die einerseits am Innenumfang (25) der Nabe (19) des Kupplungsringes (13) mündet und an der andererseits eine Druckmittelleitung (26) angeschlossen ist, die durch die Montagevorrichtung (15) nach außen geführt ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 131 872.