DE1240263B

DE1240263B - Roller for calendering and mixing plastic, in particular thermoplastic, masses

Info

Publication number: DE1240263B
Application number: DE1964K0054102
Authority: DE
Inventors: Hans Blueml
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1964-09-26
Filing date: 1964-09-26
Publication date: 1967-05-11

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.Roll for calendering and mixing plastic, especially thermoplastic Compositions The invention relates to a roll for calendering and mixing plastic, in particular thermoplastic, masses consisting of a roller core and from a heated roll jacket, which is designed to be angularly movable over two Support is supported on the roll core, one to the ends of the roll shell symmetrical, only a fraction (about a quarter to a fifth) of the length of the mantle have an amount of distance.

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. In the case of the rollers of the type mentioned above, the supports are on Roll core two support collars are provided, their bearing surfaces for the roll shell are designed spherical, the mating surfaces are cylindrical, so that between the Roll core and the roll shell guaranteed longitudinal and angular mobility is. Despite this measure, which is suitable to avoid damaging edge pressure, difficulties arise during operation in that the roll shell in the area of the support outside widens within small limits, namely this is due to the between the roll shell made of chilled cast iron and the Steel-made roll core occurring expansion differences, which at Heating expands more than the roll shell.

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. The invention is based on the object, also this difficulty to avoid and to create a support for the roll shell on the roll core, which, in addition to angular and longitudinal mobility, also has play-free mobility in the radial direction without affecting the precisely cylindrical outer contour of the Roll shell is adversely affected.

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. To solve the problem it is proposed according to the invention, the contact surfaces between the roll shell and the roll core on the two Form support as conical surface pairs, with a cone angle, its tangent the radial and axial thermal expansion differences between the roll shell and corresponds to the roll core.

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. In an embodiment of the invention, it is further proposed that the two Carry out support for the roll shell as multi-part devices with a fastened, preferably shrunk, to the stop in the roller shell in the axial direction first conical ring, which consists of the same material as the roll shell or at least made of a material that has the same or approximately the same coefficient of thermal expansion like the material of the roll shell, and with one arranged on the roll core second conical ring, which is made from the same material as the roller core or at least made of a material that has the same or approximately the same coefficient of thermal expansion as the material of the roller core, the second conical ring in the axial Direction under preload (i.e. absolutely free of play) on the first tapered ring. The material pairing between the cone rings and the roll shell or the roll core is therefore done in order to loosen the tapered rings when heated To prevent expansion differences.

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. The angular mobility of the roll shell in relation to the roll core is achieved according to the invention in that the conical ring arranged on the roller core Is formed in two parts and from an inner, directly on the roller core located ring part with a spherical surface and consists of an intermediate ring part, on the one hand a convex seat with which it is mounted on the ring part, and on the other hand has a conical surface which corresponds to the conical surface of the roller core arranged conical ring cooperates.

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. The transmission of torque between the roller core and the In contrast to the known design, the roll shell takes place in the support collar Insert wedges are provided according to the invention in that on the outwardly facing Front side of the conical ring arranged in the roll shell is a coupling ring with internal teeth is releasably attached and that also on. a coupling ring with external teeth on the roller core, which engages the internal teeth of the coupling ring, is provided, the front its tight fit on the roller core with the help of a mounting device in the axial direction Direction is pressed against the cone ring.

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. Further features according to the invention emerge from the following description the drawing, in which an embodiment of the invention in the form of a of the two support devices for the roll shell, namely the left support device is shown in the axial section.

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. The roller, which is only partially shown in the drawing, consists in the main from the heated roll shell 1 and from the roll core 2. The support of the roll shell 1 takes place on the roller core 2 by two support devices, each from a conical ring 3 assigned to the roll shell 1 and from a roll core 2 associated conical ring 4 exist. The conical ring 3 is in the roll shell 1 by shrinking is fastened and lies in the axial direction on a stop 5 of the roll shell 1 at. The other conical ring 4 is arranged on the roller core 2 (with a sliding fit) and is composed of two parts, namely a ring part 6, which is directly sits on the roller core and has a spherical bearing surface, and from one Intermediate ring part 7, which on the one hand also has a spherical seat with the it is mounted on the ring part 6, and on the other hand has a conical surface 8, which cooperates with the conical surface 9 of the conical ring 3. The two conical surfaces 8 and 9 form a pair of conical surfaces 8,9 with a cone angle a, the tangent of which is the radial and axial thermal expansion differences between the roll shell 1 and the roller core 2 corresponds. The cone angle a can therefore be calculated from the tangent of the component of the thermal expansion difference extending in the radial direction and the axially extending component of the thermal expansion difference between the roll core 2 and the roll shell 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. In the exemplary embodiment, it is assumed that the The roll shell 1 is made of chilled cast iron, while the roll core 2 is made of steel is, so that the latter expands more when heated than the former, whereby the conical surfaces 8, 9, viewed from the roll center point, obliquely outwards are directed. Due to the difference in expansion that occurs when the roller is heated (which affects both the radial and the axial direction) between the Roller core 2 and the roller shell 1, the conical surface 8 slides along the conical surface 9 to the outside, so that even when heated, the absolute freedom of play within the Surface pair 8, 9 is not canceled.

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. On the outwardly facing face of the conical ring 3 is a Coupling ring 10 is provided with internal teeth 11 and can be released by screws 12 attached to the conical ring 3. On the roll core 2 a second clutch ring 3 is over a relatively thin-walled sleeve 27 with a slightly tapered outer surface Fastened tight fit and has an external toothing 14, which in the internal toothing 11 engages, whereby the torque is transmitted from the roll core 2 to the roll shell 1 will.

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. A cup-shaped assembly device is used to install the support device 15, before the coupling ring 10 is attached to the shrunk-on conical ring 3 is attached to this by the screws 12. The mounting device 15 has for this purpose a bore 16 corresponding to the diameter of the roller core 2 on, and in its outer flange 17 are holes for implementation the screw bolt 12 provided. Furthermore, the mounting device 15 has a gradation 18, the The inner diameter corresponds to the outer diameter of the hub 19 of the coupling ring 13, so that a closed pressure chamber 20 is formed opposite the roller core 2 and the hub 19 by you lines 21 is sealed. Opens into the pressure chamber 20 a pressure medium bore 22 guided through the assembly device 15 on the outside a pressure medium line 23 is connected. A second pressure medium line 26 is passed through the assembly device 15 and running in the coupling ring Pressure medium bores 24 connected to the inner diameter 25 of the coupling ring 13 open.

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. The assembly of the support device is carried out as follows: After the tapered ring 3 has been shrunk into the roll shell 1 and after it has been arranged of the conical ring 4 and the coupling ring 13, the assembly device 15 is on Conical ring 3 fastened by means of screw bolts 12. Then the pressure medium lines 23 and 26 connected to the bores 22 and 24. Then pressure medium is introduced, whereby the tight fit of the coupling ring 13 on the sleeve 27 or on the roller core is temporarily resolved. At the same time, the pressure prevailing in room 20 takes effect on the end face of the hub 19 of the coupling ring 13 and presses it against the ring part 6 of the conical ring 4, so that there by the conical surface 8 against the conical surface 9 is pressed, whereby a play-free mounting of the roll shell 1 on the roll core 2 is reached.

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.After switching off the pressure medium, it is useful to first switch off the pressure on the line 26 or on the bores 24, is again the tight fit of the coupling ring 13 on the sleeve 27 or the roller core 2 effective.

Nachher wird die Montagevorrichtung 15 abgenonz men und an deren Stelle der Kupplungsring 16 mit Hilfe der Schraubenbolzen 12 am Kegelring 3 befestigt.Afterwards, the assembly device 15 is removed and in its place the coupling ring 16 is fastened to the conical ring 3 with the aid of the screw bolts 12.

Claims

Claims: 1. Roller for calendering and mixing plastic, in particular thermoplastic masses, consisting of a roller core and a heated roller jacket, which has two angularly movable supports the roll core is supported, which is symmetrical to the ends of the roll shell, only a fraction (about a quarter to a fifth) of the length of the jacket Have spacing, d a -characterized in that the contact surfaces between the roller shell (1) and the roller core (2) on the two supports as pairs of conical surfaces (8, 9) are formed with a cone angle (a), the tangent of which is the radial and the axial heat expansion differences between the roll shell (1) and the roll core (2) corresponds to 2. roller according to claim 1, characterized in that the two Support for the roller shell (1) are made as multi-part devices with one in the roller shell (1) in the axial direction on the stop (5), preferably shrunk-in conical ring (3) and with one arranged on the roller core (2) second Conical ring (4), which is pretensioned in the axial direction on the first conical ring (3) is applied, the conical ring (3) consists of the same material as the roll shell (1) and the conical ring (4) also consists of the same material as the roller core (2) or made of materials with the same coefficient of thermal expansion as the parts (1 and 2) are made.

3. Roller according to claim 2, characterized in that the on the Roller core (2) arranged conical ring (4) is formed in two parts and consists of one inner, directly on the roller core (2) located ring part (6) with a spherical Bearing surface and from an intermediate ring part (7), which on the one hand also has one spherical seat with which it is mounted on the ring part (6), and on the other hand the conical surface (8) which coincides with the conical surface (9) of the first conical ring (3) cooperates.

4. Roller according to claim 2 or 3, characterized in that on the outwardly pointing end face of the conical ring assigned to the roll shell (1) (3) a coupling ring (10) with internal teeth (11) is releasably attached and that on the roller core (2) with an external toothing (14), which is in the internal toothing (11) of the coupling ring (10) engages, provided coupling ring (13) is arranged is, which before its tight fit on the roller core (2) with the help of a mounting day device (15) is pressed in the axial direction against the conical ring (4).

5. Roller according to claim 4, characterized in that the on the Roller core (2) arranged assembly device (15) designed cup-shaped and with a the diameter of the roller core (2) corresponding central bore (16) provided is as well as an annular flange (17) with holes for the passage of screw bolts (12) for attaching to the conical ring (3) (before attaching the coupling ring 10) having a pressure medium supply (22) through the assembly device (15) runs, which opens into a pressure chamber (20) closed by seals (21), on the one hand by a gradation (18) of the assembly device (15) and on the other hand from the end face of the hub (19) of the coupling ring (13) and from the roller core (2) is included.

6. Roller according to claim 5, characterized in that the coupling ring (13) a pressure medium bore (24) runs, on the one hand on the inner circumference (25) of the Hub (19) of the coupling ring (13) opens and on the other hand a pressure medium line (26) is connected, which is led through the assembly device (15) to the outside is.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1 131 872.