Kalander
Für die Herstellung von Folien und die Durchfühmng von Beschichtungsvorgängen werden in vielen Fällen Kalander verwendet. Kalander sind aus zwei oder mehr zusammenwirkenden Walzen aufgebaute Walzwerke, die dazu dienen, Kunststoffe oder andere formbare Materialien zu bandförmigen Gebilden, z. B. zu Folien, Filmen oder Platten, zu verarbeiten. In ihrem grundsätzlichen Aufbau und in ihrer Funktion als Walzwerke sind alle Kalander gleich, sie unterscheiden sich nur in der Anordnung, in der Art und der Grösse der Walzen.
Die Anordnung der Walzen in einem Kalander wird von verfahrenstechnischen und konstruktionsabhängigen Faktoren bestimmt, die aber bei den bekannten Bauarten nicht in der wünschenswert optimalen Art aufeinander abgestimmt sind. Diese, die Walzenanordnung bestimmenden Faktoren sind, vor allem, die folgenden:
Konstruktionsbedingte Faktoren
Die durch die Walzvorgänge hervorgerufenen Kräfte sollen die Walzen möglichst wenig durchbiegen.
Diese Kräfte, die sich in ihrer Grösse während der Walzvorgänge ändern können, sollen die Lage der Walzenzapfen in den Lagern nicht verändern, so dass die Spalte zwischen den Walzen auch bei sich ändernden Kräften gleich gross bleiben. Die Anordnung der Walzen soll so sein, dass ein einfacher Ausgleich der durch die Walzvorgänge verursachten Walzendurchbiegungen möglich ist.
Verfahrenstechnische Faktoren
Die Aufgabe des Rohmaterials auf den Kalander soll in einfacher Weise und ohne zusätzliche Hilfsvorrichtungen möglich sein.
Die Anordnung der Walzen soll so sein, dass aus den Walzenspalten oder von anderen Stellen herabfallende Material stücke nicht auf die fertig geformte Folie fallen können.
Diese die Einsetzbarkeit des Kalanders und die Qualität des Produktes bestimmenden Faktoren in einer Anlage in positiver Form zu berücksichtigen war bisher als nicht möglich betrachtet und daher auch nicht realisiert worden.
Gegenstand der Erfindung ist ein Kalander, bestehend aus wenigstens drei Walzen in einer besonders vorteilhaften und neuartigen Anordnung. Der Prinzipaufbau, die Anordnung der Walzen in Ausführungsbeispielen solcher Kalander, wird in Abb. 1 und Abb. 2 der Zeichnung dargestellt, während Abb. 3 die Walzenanordnung bei einem bekannten Kalander zeigt.
Die Kalanderwalzen a (Abb. 1 und Abb. 2) sind so angeordnet, dass sie ihre Achsen in einer gemeinsamen Ebene AB haben, die um den Winkel a zur Waagrechten geneigt ist. Dieser Neigungswinkel a beträgt 300 bis 600, bevorzugt 450. Durch die Anordnung aller Kalanderwalzenachsen in einer gemeinsamen Ebene AB wird erreicht, dass die durch die Walzvorgänge hervorgerufenen Kräfte auch bei einer Änderung ihrer Grösse zu keiner Lageänderung der Zapfen in den Walzenlagern führen.
Ausserdem ist die Walze 2 - bei einem Dreiwalzenkalander - bzw. sind die Walzen 2 und 3 - bei einem Vierwalzenkalander - bei der erfindungsgemässen Anordnung der Walzen weitgehend frei von Belastungen und biegen sich daher nicht oder nur geringfügig durch.
Werden die Kalanderwalzen nicht erfindungsgemäss sondern wie in Abb. 3 dargestellt angeordnet, so steht auch die Walze 2 unter Belastung (P2) und biegt sich durch. Der die Folie formende Spalt zwischen den Walzen 2 und 3 erleidet daher nicht nur durch die Durchbiegung der Kalanderwalze 3, sondern auch durch die der Kalanderwalze 2 eine Formänderung. Bei Kalandern der erfindungsgemässen Walzenanordnung kann die Durchbiegung der Walzen 1 und 3 bei einem Dreiwalzenkalander oder der Walzen 1 und 4 bei einem Vierwalzenkalander z. B. durch das an sich bekannte Schränken (Schrägstellen, Kreuzen) der mittleren Walzen auf einfache Weise ausgeglichen werden. Bei einem Dreiwalzenkalander konventioneller Bauart, wie z. B. Abb. 3 einen zeigt, kann die Mittelwalze, also die Walze 2, gegenüber der Walze 3 und der Walze 1 nicht schräggestellt werden.
Es ist nur möglich, die Walzen 1 und 2 gemeinsam schrägzustellen, so dass der Spalt zwischen den Walzen 2 und 3 reguliert, also die Durchbiegung der Walzen 2 und 3 ausgeglichen wird. Hiezu ist aber eine wesentlich kompliziertere Apparatur als bei einem erfindungsgemässen Kalander erfor derlich; ausserdem kann die Durchbiegung der Kalanderwalze 1 nicht durch Schrägstellung ausgeglichen werden, wie das bei der erfindungsgemässen Maschine ohne weiteres schon allein durch die Schränkung der Walze 2 geschieht.
Durch die Anordnung aller Kalanderwalzenachsen in einer gemeinsamen Ebene AB wird ferner erreicht, dass, wenn der Neigungswinkel z dieser gemeinsamen Ebene nicht mehr als 600 beträgt, das Rohmaterial auf einfache Weise und ohne zusätzliche Hilfsvorrichtungen auf den Kalander gegeben werden kann. Das Rohmaterial kann in den Walzen 1 und 2 gebildeten Spalt eingelegt werden und wird, wie die Erfahrung zeigt, ohne die Anwendung von Stopvorrichtungen genügend gut eingezogen und zu einer homogenen Folie geformt. Diese Art der Materialaufgabe ist zwar auch bei einem Kalander konventioneller Bauart, z.
B. bei dem Kalander nach Abb. 3, möglich, es muss aber dann auf die anderen Vorteile des erfindungsgemässen Kalanders - keine Durchbiegung der Mittelwalzen, keine Änderung der Lage der Walzenzapfen in den Lagern bei sich ändernden Walzkräften. einfacher Ausgleich der Walzendurchbiegungen durch Schränken der mittleren Kalanderwalzen - ver- zichtet werden.
Bei der Verarbeitung von plastisch formbaren Materialien mit Kalandern kommt es vor, dass Materialteile aus dem Materialrückstau vor den Spalten der Kalanderwalzen herausgedrückt werden und herabfallen. Diese Materialteile sollen beim Herabfallen nicht auf die fertig geformte Folie, aber auch nicht auf eine mit einer Folie belegte Kalanderwalze und möglichst auch nicht auf eine unbelegte Kalanderwalze auftreffen. Dies deshalb, weil die Materialteilchen die Oberfläche der Folie beschädigen oder Spuren auf mit Folien belegten und auch auf nicht mit Folien belegten Kalanderwalzen hinterlassen, die zu einer Qualitätsminderung der Fertigfolien führen können.
Bei den Kalandern gemäss der Erfindung ist in idealer Weise sichergestellt, dass herabfallende Materialteile weder die fertige Folie, noch mit Folien belegte oder nicht belegte Kalanderwalzen berühren.
In den Abbildungen 1, 2 und 3 wurden mit a die Kalanderwalzen, mit b das dem Kalander zur Verarbeitung aufgegebene Rohmaterial, mit c der sich vor dem Spalt, gebildet von den Walzen 2 und 3, während der Produktion entwickelnde Materialrückstau, mit d der sich vor dem Spalt, gebildet von den Walzen 3 und 4, entwickelnde Materialrückstau und mit e die fertig geformte-Folie bezeichnet. Mit P1, P und Pa wurden die während des Produktionsprozesses auf die Kalanderwalzen 1, 2 und 3 wirkenden Kräfte bezeichnet.