DE20103183U1

DE20103183U1 - Anpresswalze

Info

Publication number: DE20103183U1
Application number: DE20103183U
Authority: DE
Original assignee: Brueckner Maschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Brueckner Maschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2001-06-13
Anticipated expiration: 2011-02-23

Description

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Anpresswalze

Die Erfindung betrifft eine Anpresswalze.

Eine Anpresswalze wird beispielsweise im Zusammenspiel mit einer Gegenwalze bei der Kunststofffolienherstellung eingesetzt. Nicht ohne weiteres zu realisieren ist dabei, dass die Anpresswalze den jeweils gewünschten Anpressdruck über die gesamte axiale Länge erzeugt, und zwar auch dann, wenn die Gegenwalze aufgrund der jeweils gegebenen Beanspruchung unterschiedlich stark durchgebogen ist. Ebenso stellt es sich häufig als Problem dar, dass die Anpresswalze ihre Funktion bei unterschiedlich hohen Gebrauchstemperaturen von beispielsweise 130 bis 150' C nicht zuverlässig erfüllt.

Ohne geeignete Maßnahmen verlaufen die Biegelinien einer 5 Anpresswalze und einer Gegenwalze mit entgegengesetzter Krümmung. Zur Erzielung eines gleichmäßigen Anpressdruckes

auf durchbiegungsbehafteten.bahnführenden Walzen ist deshalb zur Kompensation der Durchbiegungsunterschiede bereits eine Vielzahl von Konstruktionsprinzipien vorgeschlagen wordein.
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Meist wird die elastische Oberfläche einer Anpresswalze mit einer geeigneten Bombage ausgestattet, um einen möglichst gleichmäßigen Anpressdruck über die Walzenlänge, zu erzeugen. Allerdings kann die Bombage nur auf einen Anpressdruck hin ausgelegt werden, d.h. bei allen davon abweichenden Anpressdrücke liegt kein idealer Kontakt der beiden Walzenoberflächen vor. Zudem besteht der Nachteil unterschiedlicher Oberflächengeschwindigkeiten über die Anpresswalzenbreite hinweg, so dass dadurch über die Breite der Walze zudem ein differierendes Reibverhältnis gegeben ist. Dadurch wirken letztlich über die Bahnbreite hinweg unterschiedliche Umfangskräfte auf die zwischen den Walzen geführte Bahn.

0 Deshalb ist auch schon vorgeschlagen worden, die Biegelinie von innen zu beeinflussen, indem beispielsweise im Inneren der Walze abgestützte Kräfte auf den Außenmantel wirken. In einer bekannten Ausführungsform ist deshalb der Außenmantel gegenüber dem inneren Balken z.B. mittels Druckstücken abgestützt, die mit hydraulischem Druck beaufschlagt werden können.

Ebenso ist bereits vorgeschlagen worden, den Außenmantel mittels eines unter Temperatur expansiven Druckmediums 0 aufzublähen, welches in einem Hohlraum unter dem Außenman-

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tel eingeschlossen ist.

Schließlich ist aber auch schon vorgeschlagen worden die Biegelinie der zylindrischen Oberfläche des Walzenkörpers von außen her zu beeinflussen. Bekannt ist dazu beispielsweise die Walzenlagerung am Ballenende vorzusehen, wobei die mitdrehenden Walzenzapfen von außen mittels einer Vorrichtung über die Lagerung mit einzustellenden Biegemomenten vorgebogen werden.

Ebenfalls vorgeschlagen wurde bereits eine Anordnung von mehr als zwei Walzenlagerungen auf einer nicht drehbaren Achse, wobei die Walzenlager in Richtung Walzenmitte versetzt liegen. Dabei wird die Walzenachse zusätzlich mittels von außen aufgebrachten Biegemomenten vorgebogen und die Biegelinie der Walzenachse über die Mehrfachanordnung von Walzenlagern auf den Walzenmantel übertragen.

Schließlich ist aber auch schon versucht worden die zylindrische Oberfläche des Walzenaußenmantels ohne Beeinflussung der Biegelinie an die Biegelinie der Gegenwalze anzupassen. Eine derartige hohe Anpassungsfähigkeit des Walzenaußenmantels an die Biegelinie der Gegenwalze wird gewünscht, um einen möglichst gleichmäßigen Anpressdruck zu erzielen und den Nachteil der unterschiedlichen Oberflächengeschwindigkeiten von bombierten Walzen zu umgehen. Dies erfolgt im allgemeinen über die Elastizität des Außenmantels und über die Einbringung der Stützkräfte in die Mitte oder durch belastungsabhängig berechnete Stützabschnitte des Außenmantels, wobei die Biegelinien der bei-

den Walzen nur geringfügig voneinander abweichen.

Derartige Prinzipien werden beispielsweise mit einer bekannten Konstruktion realisiert, bei welcher die Lager der Walzenböden mit den mitdrehenden Zapfen in Richtung Walzenmitte versetzt angeordnet sind. Das Biegemoment der Walzenzapfen kann hierbei die ideale Biegelinie in Walzenmitte deformieren, so dass in der Walzenmitte kein ideales AnIiegen gegeben ist.

Bekannt geworden ist ebenfalls eine Anordnung, bei der zwei Walzenlagerungen auf einer nicht drehenden Achse in Richtung Walzenmitte versetzt sind. Diese Walzen werden mit einem Außenmantel aus Stahl hergestellt.

Obgleich - wie sich aus der vorstehenden Diskussion des Standes der Technik ergibt - eine Vielzahl von unterschiedlichsten Konstruktionsprinzipien jeweils für sich oder in wechselnder Kombination bekannt geworden sind, so muss gleichwohl festgehalten werden, dass vor allem bei Ausführungen mit im Walzenkörper liegenden Lagern die Walzen immer noch keine als ausreichend zu bezeichnende Biegeelastizität aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher eine verbesserte Anpresswalze mit adaptiver Biegelinie insbesondere für erhöhte Gebrauchstemperaturen zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und Vorteile gegenüber den bisherigen Lösungen aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Anpresswalze zeichnet sich dadurch aus, dass die Walze in einschaliger Bauweise ausgeführt ist, und zwar mit einer im Inneren des Wal zenhohl Zylinders befindlichen Achse und Lagerung. Das Abstandsmaß der beiden Lager vom Walzenende aus kann geometrie- und werkstoff datenabhängig unterschiedlich gewählt werden.

Der erfindungsgemäße Walzenkörper zeichnet sich ferner dadurch aus, dass er aus Weichmetall, vorzugsweise Aluminium gefertigt ist. Dadurch ist es möglich, den geringeren Biege-E-Modul zur besseren Walzenanschmiegung zu nutzen, wobei der Biege-E-Modul vorzugsweise über dem von reinen Aluminium liecfen soll. Dies hat insbesondere zur Folge, dass sich ein Lageraußenring bei Betrieb nicht vom Außen-0 rohr lösen kann.

Schließlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Weichmetall für das Außenrohr der Anpresswalze im Bereich der Betriebstemperaturen einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der nur unwesentlich von dem der verwendeten Stahlteile abweicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der einschalige Walzenaußenmantel zudem noch mit einem elastischen Überzug, beispielsweise aus

Gummi oder einem gummielastisch-ähnlichen oder vergleichbaren Kunststoff gefertigt ist.

Schließlich hcit sich ebenfalls als günstig erwiesen, zwisehen dem Walzenkörper und den Lagerstellen zur besseren Lastverteilung vom Wälzlager auf das Walzenrohr jeweils ein kurzes Stahlrohr mittels Schrumpf- oder Klebe-Schrumpfverbindung einzufügen.

Aus der DE 2 96 07 233 Ul ist zwar eine Walze bekannt geworden, die einen Überzug aus einem Weichmetall, beispielsweise Blei und/oder Magnesium und/oder Aluminium oder eine entsprechende Legierung umfassen soll. Auf diesem Überzug kann zudem eine dünne Beschichtung ergänzend aufgebracht werden. Der aus Blei und/oder Magnesium und/oder Aluminium und/oder einer entsprechenden Legierung gebildete Überzug ist beispielsweise als Formteil ausgebildet und wird längs einer inneren Grenzfläche auf einen Walzenkörper aufgelötet. Ebenso soll der Überzug auch in schmelzflüssigem Zustand auf den Walzenkörper aufgebracht werden können. Bevorzugt besteht der Walzenkörper aus einer Massivwalze mit oder ohne innere Kanäle zur Beheizung, wobei gemäß Beschreibung die Hohlwalze auch eine durchbiegungssteuerbare Walze sein kann, die von innen hydraulisch abgestützt ist und mittels der zur Abstützung dienenden Hydraulikflüssigkeit oder einer zusätzlichen Wärmeträgerflüssigkeit von innen beheizbar ist.

Dem gegenüber wird - was erfindungsgemäß entscheidend ist - der erwähnte einschalige Hohlzylinderwalzenaufbau vor-

geschlagen, der aus Weichmetall besteht, und der über Lager über eine feststehende den Hohlwalzenkörper durchsetzende nichtdrehende Achse abgestützt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine beigefügte Figur erläutert .

In der Figur ist die erfindungsgemäße Anpresswalze 1 gezeigt, wobei die mittlere Erstreckung des Walzenkörpers weggelassen ist und nur die gegenüberliegenden Walzenenden 3 gezeigt sind.

In der Figur ist die Anpresswalze 1 linksliegend im Axialschnitt dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass die Anpresswalze 1 aus einem hohlzylinderförmigen Walzenrohr oder -mantel 5 besteht, welches über zumindest zwei Lager 7 abgestützt ist, welche wiederum durch eine feststehende vorzugsweise aus Stahl gefertigte Achse 9 getragen sind.
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Der hohlzylinderförmige Walzenmantel 5 ist in einschaliger Bauweise gefertigt, und zwar insgesamt aus Weichmetall. Bevorzugt wird für das Weichmetall Aluminium verwendet. Die Lager 7 können in an sich bekannter Weise an den entsprechenden Lcigersitzstellen 11 positioniert sein.

Wie aus der zeichnerischen Darstellung ansatzweise ersichtlich ist, ist der mittlere Abschnitt 9' der nicht drehenden, also feststehenden Achse 9 mit größerem Achsdurchmesser gebildet als die äußeren über den hohlzylin-

derförmigen Walzenmantel 5 stirnseitig nach außen überstehenden Lagerzapfen 9", die sich nach außen hin an die Lager 7 anschließen.

Ebenso ist der einschalige Aufbau des hohlzylinderförmigen Walzenrohres 5 dergestalt vorgenommen, dass die Materialstärke des aus Weichmetall bestehenden Walzenmantels 5 in dem Bereich zv/ischen den Lagern 7 größer ist als in dem vom Lager 7 nach außen zum zugeordneten Stirnende 13 überstehenden Walzenmantel-Endabschnitt 5.

Schließlich kcinn bevorzugt auf dem hohlzylinderförmigen Walzenmantel 5 noch ein Überzug 15 aufgebracht sein, nämlich bevorzugt ein nicht-metallischer Überzug 15, der z.B. aus elastischem Material, wie Gummi oder gummielastischem Kunststoff bestehen kann.

Claims

1. Anpresswalze mit den folgenden Merkmalen

- die Anpresswalze umfasst eine feststehende, nicht drehende Achse (9),

- auf der feststehenden Achse (9) sind an geeigneten Stellen Lager (7) ausgebildet und getragen,

gekennzeichnet durch die weiteren folgenden Merkmale

- der hohlzylinderförmige Walzenmantel (5) ist in einschaliger Bauweise mit Lagern innerhalb des Außenmantels ausgebildet, und

- der einschalige Walzenmantel (5) ist aus einem Weichmetall gefertigt.

2. Anpresswalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Weichmetall für das Walzenrohr (5) im Bereich der Betriebstemperaturen einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der nur unwesentlich von dem der verwendeten Stahlteile abweicht, insbesondere eine Abweichung von weniger als 20%, insbesondere weniger als 10% oder 5% aufweist.

3. Anpresswalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Weichmetall des einschaligen Walzenmantels (5) ein Biege-E-Modul aufweist, welches über jenem von reinem Aluminium liegt.

4. Anpresswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (5) aus Aluminium gefertigt ist.

5. Anpresswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Walzenrohr (5) und den Lagern (7) zur besseren Lastverteilung vom Wälzlager auf das Walzenrohr (5) ein Stahlrohr mittels Schrumpf- oder Klebe-Schrumpfverbindung eingefügt ist.

6. Anpresswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Walzenrohres (5) in dem Bereich zwischen den beiden Lagern (7) dicker ist als in dem über die Lager (7) zum stirnseitigen Ende nach außen überstehenden Abschnitt.

7. Anpresswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet dass die Lagerzapfen (9) über das stirnseitige Ende des Walzenrohres (5) hin überstehen.

8. Anpresswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem einschaligen Walzenrohr (5) ein Überzug (15) aus elastomeren Material (vorzugsweise Gummi) aufgebracht ist.

9. Anpresswalze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Überzugs (15) aus elastomeren Material dicker ist als die Dicke des Walzenrohres (5).