Lagerung für Walzen von Rollenschneid- und Wickelmaschinen

Abstract

 Lagerung für Walzen von Rollenschneid- und Wickelmaschinen, bestehend aus einer drehbar gelagerten äußeren Hohlwalze (1, 15, 21) und einem inneren Rohrteil, das an beiden Seiten drehfest mit einem Maschinengestell (4) verbundenen ist, wobei das Rohrteil aus zwei separaten Hohlzapfen (2, 3, 16, 17, 26, 27) besteht, die jeweils an beiden Seiten fest mit dem Maschinengestell (4) verbunden sind und die mit ihrem freien Ende (6, 7) in die Hohlwalze (1, 15, 21) hineinreichen, und dass an den freien Enden (6, 7) der Hohlzapfen (2, 3, 16, 17, 26, 27) Lager (8, 9, 24, 25) angeordnet sind, mittels derer die Hohlwalze (1, 15, 21) umläuft.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Lagerung für Walzen von Rollenschneid- und Wickelmaschinen, bestehend aus einer drehbar gelagerten äußeren Hohlwalze und einem inneren Rohrteil, das an beiden Seiten drehfest mit einem Maschinengestell verbundenen ist.

[0002] Insbesondere bei der Herstellung und der Verarbeitung von folienförmigen Materialien, insbesondere bei der Herstellung von Kunststoff-Folienbahnen, wird eine Vielzahl von Walzen benötigt, die beispielsweise mit einer zweiten Walze direkt zusammenwirken und dazwischen die fortbewegte Folienbahn aufnehmen. Ebenso wird beim Aufwickeln einer Kunststoffolienbahn eine derartige, auch Anpreßwalze genannte Kontaktwalze benötigt, die die aufzuwickelnde Folienbahn stets gleichmäßig über die Breite und den Umfang auf den während des Aufwickelns zunehmend größer werdenden Folienballen drückt, damit möglichst wenig Luft zwischen den einzelnen Folienlagen eingeschlossen wird.

[0003] In der Praxis ist es relativ schwierig, eine gleichmäßige Windungsdichte in Wickelrollen zu erzielen. Die Windungsdichte hängt von einer Vielzahl von Parametern ab, zum Beispiel von Lufteinschlüssen, von der Elastizität des zu wickelnden Materials, der Warenbahngeschwindigkeit, der Oberflächenrauhigkeit, der Durchbiegung der Walzen etc. Die verschiedenen physikalischen Eigenschaften des zu wickelnden Materials können unter anderem zur Faltenbildung und zur Unrundheit des Wickels führen.

[0004] Problematisch ist es dabei, daß schon geringfügige Parameteränderungen solche ungünstigen Einflüsse auf den Wickelvorgang ausüben. Das Problem der Durchbiegung bei Aufwickelvorrichtungen ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift 41 16 068 angesprochen. Das Problem der Durchbiegung wird bei der beschriebenen Kontaktwalze dadurch gelöst, daß die Längsachse des rotierenden Walzenmantels mit Querkomponenten quer zur Längsachse des Achskörpers relativ verstellbar ist, und daß zwischen dem Achskörper und dem rotierenden Walzenmantel eine zwischen beiden wirkende verstellbare Innenabstützung vorgesehen ist. Somit kann ein direkter Einfluss auf die Durchbiegung der Walze genommen werden.
Der Antrieb des Walzenmantels erfolgt dabei zum Beispiel über einen Triebriemen, der an der Außenseite des Walzenmantels angreift.

[0005] Eine weitere Lösung zur Reduzierung der Durchbiegung einer Hohlwalze wird in der deutschen Patentschrift 44 08 863 C2 offenbart. Die hierin beschriebene Vorrichtung zum Aufwickeln einer Warenbahn besteht aus einer umlaufenden Hohlwalze und einem im Maschinengestell drehfest befestigten, durchgängigen Innenrohr. Die Hohlwalze wird über zwei Lager, die je nach Bedarfsfall in einem vorauswählbaren Abstand festsetzbar sind, gehalten, wobei unter Abstand das Maß von der Außenseite der Hohlwalze zum Lager verstanden wird. Der Abstand liegt zwischen 20 % und 35 % der Gesamtlänge der Hohlwalze, so daß dadurch der sich zwischen den Lagern erstreckende Bereich der Hohlwalze biegungsfrei abgestützt ist. Die Lager können axial derart versetzt werden, daß der Durchbiegungseffekt der Hohlwalze beeinflußt werden kann. In das eine Ende der Hohlwalze ist ein Antriebsring eingesetzt, der über einen Treibriemen mit dem Antriebsritzel eines Antriebsmotors verbunden ist. Über den Antriebsmotor kann die Hohlwalze umlaufend angetrieben werden.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Walze zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln die Durchbiegung und der Durchmesser der Hohlwalze bei gesteigerter Produktionsgeschwindigkeit reduziert werden kann, und die zugleich leicht zu montieren und demontieren ist.

[0007] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rohrteil aus zwei separaten Hohlzapfen besteht, die jeweils an beiden Seiten fest mit dem Maschinengestell verbunden sind und die mit ihrem freien Ende in die Hohlwalze hineinreichen, und dass an den freien Enden der Hohlzapfen Lager angeordnet sind, mittels derer die Hohlwalze umläuft. Durch diese Art der Aufhängung der Hohlwalze ist es nun möglich, einerseits die Drehzahlen der Walzen zu erhöhen und andererseits die Durchmesser der Hohlwalzen zu reduzieren ohne in die biegekritische Drehzahl der Walzen zu gelangen.

[0008] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Figur 1

zeigt eine schematische Darstellung eines Schnitts durch eine erfindungsgemäße Walze.

Figur 2

zeigt eine schematische Darstellung eines Schnitts durch eine erfindungsgemäße Walze mit zusätzlicher Lagerung.

Figur 3

zeigt den Schnitt durch eine erfindungsgemäße Walze mit in der Hohlwalze angeordneten Lagerteilen.

[0009] In Figur 1 ist eine Lagerung für Walzen von Rollenschneid- und Wickelmaschinen dargestellt, wobei unter dem Begriff Walzen freilaufende wie auch angetriebene Walzen zu verstehen sind, wie beispielsweise Tansport-, Leit- oder Messerwalzen. Die Walze besteht aus einer äußeren Hohlwalze 1, zwei separaten Hohlzapfen 2, 3, die fest mit dem Maschinengestell 4 verbunden sind, und einer Antriebswelle 5, die in die Tragrohre 2, 3 hineinreicht. An den freien Enden 6, 7 der Hohlzapfen 2, 3 sind auf dem äußeren Umfang Lager 8, 9 angeordnet. Weitere Lager 10, 11 halten die Antriebsachse in den Hohlzapfen 2, 3. Das Ende der Antriebsachse 12 greift in den Wellenzapfen 13 und treibt so die Hohlwalze 1 unmittelbar an. Die Lager 8, 9 sind mit einem Abstand a zueinander angeordnet. Der Abstand a der Lager 8, 9 beträgt ca. 60 % bis 80 % der Walzenlänge I. Eine derartige Anordnung der Lagerung 8, 9 für eine Hohlwalze 1 ermöglicht es, den Durchmesser der Hohlwalzen 1 bei gleichen Drehzahlen erheblich zu verringern, ohne dabei die kritische Drehzahl der Walzen zu überschreiten. Durch die Anordnung der Hohlzapfen 2, 3 und der Lager 8, 9 kann die kritische Drehzahl bei gleichem Außendurchmesser bis auf das 2,5-fache erhöht und damit die Produktionsgeschwindigkeit der Maschine entsprechend gesteigert werden.

[0010] Die Antriebsachse 5 reicht durch das Maschinengestell 4 und durch den Hohlzapfen 3 bis in das Innere der Hohlwalze 1, dabei ist unter dem inneren Bereich 14 der Bereich zu verstehen, der sich im Inneren der Hohlwalze 1 und zwischen den Enden 6, 7 der Hohlzapfen 2, 3 befindet. Im inneren Bereich 14 der Hohlwalze 1 ist ein Walzenzapfen 13 angeordnet, der drehfest mit der inneren Oberfläche der Hohlwalze 1 verbunden ist. Die Antriebsachse 5 treibt dabei über den Wellenzapfen 13 die Hohlwalze an. Die Antriebsachse 5 wird dabei durch zwei Lager 10, 11 im inneren des Hohlzapfens 3 positioniert.

[0011] Die Auslegung der Hohlzapfen 2, 3 beeinflußt in erheblichem Maße das biegekritische Verhalten der Gesamtkonstruktion. Die Wandstärke der Hohlzapfen 2, 3 und damit ihre Steifigkeit steht im direkten Zusammenhang mit der Walzenmasse und dem Lagerabstand a im inneren der Hohlwalze 1.

[0012] Die erfindungsgemäße Art der Lagerung der Hohlwalzen 1 eignet sich für Hohlwalzen 1 mit einer Länge 1 von mehr als 3 m, Produktionsgeschwindigkeiten oberhalb von 1000 m/min und einem Walzendurchmesser von mehr als 300 mm. Übliche Walzenlängenl liegen zwischen 7 m und 12 m und Produktionsgeschwindigkeiten von 1200 m/min und mehr. Durch die erfindungsgemäße Lagerung der Hohlwalze 1 kann eine Hohlwalze 1 mit einer Walzenlänge von 7 m, die herkömmlich einen Durchmesser von 450 mm aufweist im Durchmesser auf ca. 300 mm reduziert werden. Bei einer Walzenlänge l von 10 m kann der Durchmesser von ehemals 600 mm auf ca. 450 mm durch die erfindungsgemäße Lagerung reduziert werden.

[0013] Um die kritische Drehzahl der Hohlwalze 15 weiter zu steigern, wird an den äußeren Enden der Hohlwalze 15 auf dem äußeren Umfang der Hohlzapfen 16, 17 eine weitere Lagerung vorgesehen, wie in Figur 2 dargestellt. Dabei sind die Lager 18, 19 zwischen dem Hohlzapfen 16, 17 und der inneren Mantelfläche 20 der Hohlwalze 15 eingebaut. Durch diese überbestimmte Lagerung der Hohlwalze 15 können durch die Hohlzapfen 16, 17 zusätzliche Momente aufgenommen werden.

[0014] In Figur 3 ist der Schnitt durch eine Walze mit biegesteifer Lagerung mit in die Hohlwalze 21 integrierten Maschinenelement 22, 23 und einer Lagerung 24, 25 in den Hohlzapfen 26, 27 dargestellt. In die Hohlwalze 21 sind Lagerteile 22, 23 integriert, die einseitig drehfest an der inneren Oberfläche der Hohlwalze befestigt sind. Die radial äußeren Enden der Lagerteile 22, 23 sind gestuft ausgebildet und reichen in die Hohlzapfen 26, 27 hinein. Auf den Abstufungen sind die Lager 24, 25 angeordnet.
Die Antriebsachse 28 ist im Hohlzapfen 26 drehbar gelagert. Über ein Kupplungselement 29 ist die Antriebsachse 28 mit dem Lagerteil 23 verbunden. Die Hohlwalze 21 ist somit in den Hohlzapfen 24, 25 über die Maschinenelemente 22, 23 biegesteif gelagert.

Ansprüche

1. Lagerung für Walzen von Rollenschneid- und Wickelmaschinen, bestehend aus einer drehbar gelagerten äußeren Hohlwalze (1, 15, 21) und einem inneren Rohrteil, das an beiden Seiten drehfest mit einem Maschinengestell (4) verbundenen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrteil aus zwei separaten Hohlzapfen (2, 3, 16, 17, 26, 27) besteht, die jeweils an beiden Seiten fest mit dem Maschinengestell (4) verbunden sind und die mit ihrem freien Ende (6, 7) in die Hohlwalze (1, 15, 21) hineinreichen, und dass an den freien Enden (6, 7) der Hohlzapfen (2, 3, 16, 17, 26, 27) Lager (8, 9, 24, 25) angeordnet sind, mittels derer die Hohlwalze (1, 15, 21) umläuft.

2. Lagerung für Walzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (8, 9, 24, 25) zwischen dem Hohlzapfen (2, 3, 16, 17, 26, 27) und der Hohlwalze (1, 15, 21) angeordnet sind.

3. Lagerung für Walzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (8, 9, 24, 25) zwischen Lagerteilen (22, 23) und den Hohlzapfen (2, 3, 16, 17, 26, 27) angeordnet sind, wobei die Lagerteile (22, 23) im inneren (14) der Hohlwalze (1, 15, 21) angeordnet, einseitig drehfest mit der Hohlwalze (1,15, 21) verbunden sind und auf der anderen Seite in das freie Ende (6, 7) der Hohlzapfen (26, 27) hineinreichen.

4. Lagerung für Walzen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) der Lager (8, 9, 24, 25) zwischen 60 % und 80 % der Hohlwalzenlänge (1) beträgt.

5. Lagerung für Walzen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebsachse (5, 28) in die Hohlzapfen (2, 3, 16, 17, 26, 27) hineinreicht und dass die Antriebsachse (5, 28) die Hohlwalze (1, 15, 21) antreibt.

6. Lagerung für Walzen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsachse (5, 28) im Hohlzapfen (2, 3, 16, 17, 26, 27) an mindestens einer Stelle drehbar (10, 11) gelagert ist.

7. Lagerung für Walzen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsachse (5, 28) die Hohlwalze (1, 15, 21) unmittelbar an ihrem inneren Umfang (20) antreibt.

8. Lagerung für Walzen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsachse (5, 28) die Hohlwalze (1, 15, 21) mittelbar, z. B. über eine Kupplung, an ihrem inneren Umfang (20) antreibt.

9. Lagerung für Walzen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsachse (5, 28) die Hohlwalze (1, 15, 21) mittelbar über das Lagerteil (22, 23) antreibt, wobei als Mittel zur Kraftübertragung Maschinenelemente (29), wie z. B. Kupplungen, eingesetzt werden.

10. Lagerung für Walzen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem äußeren Umfang der Hohlzapfen (2, 3, 16, 17, 26, 27) im Bereich der Enden der Hohlwalze (1, 15, 21) mindestens je ein weiteres Lager (18,19), zur Aufnahme der Hohlwalze (1, 15, 21), angeordnet ist.

Zeichnung