DE2315669C3 - Walze für Kautschuk- oder Kunststoffkalander - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze für Kautschukoder Kunststoff-Kalander gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die bekannten peripher gebohrten Walzen werden in der Kautschuk- und Kunststoffverarbeitung in immer größerem Umfange angewandt, weil diese Walzen gegenüber den ursprünglich verwendeten dickwandigen, zentralgebohrten bzw. ausgekammerten Walzen erhebliche Vorteile aufweisen.

Die Vorteile dieser bekannten Walzen sind z. B.:
schnelleres Aufheizen bzw. Abkühlen der Walze bei Betriebsbeginn bzw. -Umstellung;
schnelleres Ansprechen auf Temperaturregelimpulse;

geringere Materialspannungsunterschiede innerhalb des Walzengefüges;

besserer thermischer Wirkungsgrad der Heizbzw. Kühlanlage.

Bei den in neuerer Zeit gebräuchlichen Walzen sind die als Heiz- oder Kühl-Kanäle dienenden Peripherbohrungen an den Walzenballenenden wechselweise auf der linken bzw. rechten Seite durch kurze als Verbindungsleitungen dienende Schrägbohrungen so miteinander verbunden, daß sie vom Medium mäanderförmig durchflossen werden.

Diese schrägen Verbindungsleitungen bewirken außerdem im Bereich der Ballenkanten, welche erhöhter Wärmestrahlung bzw. -ableitung ausgesetzt sind, eine zusätzliche Wärmezufuhr, womit eine gute Temperaturverteilung, über die Ballenlänge gemessen, erreicht wird.

Eine bestimmte Anzahl dieser mäanderförmig verbundenen Kanäle werden jeweils zu einer Gruppe zusammengefaßt und mit der gemeinsamen Zu- bzw. Ableitung verbunden.

Wenn man zu viele dieser in Reihe geschalteten Kanäle zu einer Gruppe zusammenfaßt, dann sind auf dem Walzenumfang zwischen Ein- und Auslaßstelle deutliche Temperaturunterschiede festzustellen, die sich nachteilig auf das zu walzende bzw. zu kalandrierende Produkt auswirken.

Man beschränkt sich deshalb auf das Hintereinanderschalten von 3 bis höchstens 5 Einzelkanälen, wobei sich selbst in diesem Falle zwischen Ein- und Auslaßpunkt noch Temperaturunterschiede bemerkbar machen.

Diese Aufteilung der Kanäle in eine größere Anzahl von Gruppen brachte außerdem den Nachteil mit sich, daß sich die Durchflußgeschwindigkeit und damit die Turbulenz des Mediums in den Kanälen entsprechend verminderte, was sich nachteilig auf den Wärmeaustauscheffekt auswirkt

Die geringe Durchflußgeschwindigkeit hatte außerdem zur Folge, daß sich etwaige in den Heiz- bzw. Kühlmedien enthaltene bzw. von diesen mitgeschleppte Fremdstoffe in den Kanälen leicht absetzen und diese unter Umständen auch zum Verschluß bringen konnten.

F i g. 1 zeigt beispielsweise in schematischer Darstellung eine derartige gebräuchliche Anordnung von

ίο Kanälen, welche aus 7 Strömungssystemen von je 3 Kanälen besteht, die an eine gemeinsame Zu- bzw. Ableitung angeschlossen sind.

Gemäß einer anderen bekannten Ausführung einer Walze der vorliegenden Art (deutsche Patentschrift 4 69 551) sind die Kanäle des Systems zu zwei Kanalgruppen zusammengefaßt, derart, daß benachbarte Kanäle jeweils abwechselnd versetzt den Kanalgruppen zugeordnet sind, wobei die Kanäle zueinander parallel geschaltet sind. Diese Walzen verfügen zwar

über eine außerordentlich hohe Gleichmäßigkeit der Temperaturverteilung auf der Walzenoberfläche, weisen jedoch andere Mängel auf, wie geringe Durchflußgeschwindigkeit wegen der vielen parallelgeschalteten Kanäle, relativ geringen Wärmeaustausch-

effekt und Mitschleppen von Fremdstoffen durch das Heiz- bzw. Kühlmedium.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei peripher gebohrten Walzen die Gleichmäßigkeit der Temperaturverteilung auf der Walzenoberfläche zu verbes-

sern und den Wärmeaustauscheffekt zwischen Medium und Walze zu erhöhen. Außerdem soll die Art, die einzelnen peripher gebohrten Kanäle miteinander zu verbinden, vereinfacht und damit verbilligt werden.
Die Erfindung besteht zur Lösung dieser Aufgabe in den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruchs 1. Zwischen zwei benachbarten Kanälen kann die Temperaturdifferenz relativ hoch sein, an der Oberfläche der Walze hingegen macht sich hier jedoch nur der Mittelwert der Temperatur in den beiden Kanälen bemerkbar. Da nun bei sämtlichen benachbarten Kanälen Temperaturdifferenzen auftreten, welche mit zunehmendem Abstand von der Zu- und Ableitung immer geringer werden, welche jedoch für je zwei Kanäle gleiche Temperaturdifferenz von einem überall glei-

chen Temperaturmittelwert aufweisen und welche schließlich in den Kanälen in der Mitte zwischen Zuleitung und Ableitung Null werden, ist eine gleichmäßigere Temperatur auf der gesamten Walzenoberfläche gewährleistet.

&> Hier ist nicht nur ein Gegenstrom in zwei benachbarten Kanälen der Walze, sondern auch ein Gegenstrom in den ineinandergeschachtelten Strömungssystemen derart erreicht, daß jeweils ein vom eintretenden Medium des einen Strömungssystems durchflossener Kanal dem vom austretenden Medium eines anderen Strömungssystems durchflossenen Kanal benachbart ist und umgekehrt.

Baulich läßt sich die Verbindung der einzelnen zu

einem Strömungssystem zu verbindenden Kanäle vorteilhaft dadurch erreichen, daß die sich kreuzenden schrägen Verbindungsieltungen der Kanäle in zwei verschiedenen Winkelebenen liegen. Eine andere einfachere Möglichkeit besteht darin, daß die Verbindungslei- s tungen zwischen zwei Kanälen in Vefschlußringen der Walze liegen.

Hierbei ist es aus Gründen der leichteren Reinigung und leichteren Instandhaltung besonders zweckmäßig, wenn die Verschlußringe zwei- oder mehrteilig ausgebildet sind.

Die Erfindung ist an Hand einer Gegenüberstellung eines Heiz- und Kühlsystems einer bekannten Walze gegenüber der erfindungsgemäßen Walze und an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die schematische Darstellung der Abwicklung von 7 Strömungssystemen mit je 3 mäanderförmig verbundenen Kanälen in bekannter Bauweise,

F i g. 2 die schematische Darstellung de" Abwicklung von 4 Strömungssystemen mit je 5 mäanderförmig verbundenen Kanälen gemäß der Erfindung,

F i g. 3 den Längsschnitt durch eine Walze gemäß der Erfindung,

F i g. 4 den Querschnitt durch eine Walze gemäß F i g. 3. Die sonst übliche Querschnittschraffur wurde fortgelassen, um die Deutlichkeit der Zeichnung nicht zu beeinträchtigen,

F i g. 5 den Schnitt durch eine Walzenballenkante mit dem rechtsseitigen Verschlußring,

F i g. 6 einen geteilten Verschlußring im Ausschnitt mit Ansicht auf die Verbindungsleitungen.

In F i g. 2 ist ein Heiz- und Kühlsystem einer erfindungsgemäßen Walze schematisch dargestellt. Daraus ist zu erkennen, daß z. B. bei einer solchen Anordnung im Falle der Walzenbeheizung an der Zuleitung und an der Ableitung immer ein »heißer« Kanal mit einem »kalten« gegenläufig benachbart ist, während in der Mitte zwischen den sich begegnenden Kanälen kein Temperaturunterschied besteht

Auf diese Weise wird eine Verbesserung der Temperaturgleichheit auf der Walzenoberfläche erreicht

Wenn außerdem mehr Kanäle als bisher in einem Strömungssystem zusammengefaßt werden können und damit die Anzahl der parallelgeschalteten Strömungssysteme vermindert wird, dann hat dieses zur Folge, daß auch die Geschwindigkeit bzw. die Turbulenz des Heiz- bzw. Kühlmediums in den Kanälen erhöht wird.

Dieses führt zu einer Verbesserung des Wärmeaustausches und verhindert außerdem das Absetzen von Fremdstoffen in den Kanälen.

Da sich die beiden gegenläufigen Strömungssysteme an den Walzenballenenden kreuzen, werden die beiden schrägen Verbindungsleitungen zwischen jeweils zwei Kanälen in je zwei verschiedene Winkelebenen verlegt, um ein Anschneiden der verschiedenen schrägen Verbindungsleitungen an dieser Stelle zu vermeiden.

Das ist in den F i g. 3 und 4 gezeigt Die in F i g. 3 dargestellte Walze 1 ist mit mindestens zwei Strömungssystemen von Kanälen T bzw. 2" versehen, weiche untereinander durch Verbindungsleitungen 3' bzw. 3" mäanderförmig verbunden sind und gemäß F i g. 2 im Gegenlauf vom Heiz- bzw. Kühlmedium durchströmt werden.

Die Zu- und Ableitung des Mediums erfolgt auf der linken Seite der Walze 1 durch je einen Anschluß, welcher nicht dargestellt ist

Über ein zentrales Zuleitungsrohr 4 gelangt das Medium in einen mittleren Verteilerraum 5 und von dort über radiale Schrägbohrungen 6' bzw. 6" zu den Strömungssystemen.

Nach Passieren der gegenläufigen Kanäle 2', 2" wird das Medium durch ebenfalls radiale Schrägbohrungen T bzw. 7" in einen Zentralkanal 8 der Walze 1 zurückgeführt

Von dort aus wird es über den obenerwähnten Anschlußkopf aus der Walze 1 in Pfeilrichtung nach links herausgeleitet

An den Walzenballenseiten werden die Kanäle 2', 2" durch mit Dichtungsringen 9 versehene Verschlußringe 10 abgedichtet

Die Befestigungsschrauben der Verschlußringe 10 wurden in F i g, 3 fortgelassen, um die Deutlichkeit der Zeichnung nicht zu beeinträchtigen.

Da das Einbringen der schrägen Verbindungsleitungen 3', 3" in den Walzenkörper einiges an Zeit und damit auch an Kosten erfordert und die schrägen Verbindungsleitungen 3', 3" auch die mechanische Beanspruchbarkeit der Walze 1 beeinträchtigen, können die Verbindungsleitungen 3', 3" zwischen jeweils zwei Kanälen in die Verschlußringe 10 verlegt weraen, welche an beiden Seiten der Walze 1 zur Abdichtung der Kanäle 2', 2" nach außen hin in jedem Falle erforderlich sind.

Damit werden die schrägen Verbindungsleitungen 3', 3" in den Walzenballenseiten überflüssig. Trotzdem bleibt der gewünschte zusätzliche Heizeffekt an den Kanten der Walzenballen erhalten.

Zweckmäßigerweise werden die Verschlußringe 10 in radialer Richtung mindestens zweifach oder auch mehrfach geteilt Auf diese Weise ist z. B. eine partielle Instandsetzung der Dichtung oder gegebenenfalls auch ein teilweises Reinigen der Kanäle 2', 2" ohne Ausbau der Walze 1 aus dem Kalander möglich. Das ist in den F i g. 5 und 6 gezeigt, wo ein Verschlußring 11 dargestellt ist, in welchem die Verbindungsleitungen 12' bzw. 12" für die Kanäle 2" bzw. 2" eingearbeitet sind und der wie unter IV bzw. 11" in Fig. 6 dargestellt ist, zwei- oder mehrteilig ausgeführt ist. Diese Verschlußringe 1Γ, 11" werden mittels Schrauben 13 an den Walzenballenseiten befestigt Die notwendige Abdichtung nach außen bewirken Dichtungsringe 14.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Walze für Kautschuk- oder Kunststoff-Kalander mit peripher unter der Walzenoberfläche angeordneten Kanälen, die in Gruppen von jeweils mehreren Kanälen mittels Verbindungsleitungen mäanderförmig zu je einem von einem Heiz- bzw. Kühlmedium durchströmten Strömungssystem zusammengefaßt sind, wobei die einzelnen Strömungssysteme an eine gemeinsame Zu- und Ableitung für das Heiz- bzw. Kühlmedium angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Kanäle (2', 2") zwei verschiedenen Strömungssystemen zugehören, wobei der Eintritt des einen Strömungssystems dem Austritt des anderen Strömungssystems benachbart ist

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (12', 12") zwischen zwei Kanälen (2', 2") in Verschlußringen (11) der Walze (1) liegen.

3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußringe (1Γ, 11") zwei- oder mehrteilig ausgebildet sind.