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Kalander

Kalander sind Maschinen, die zum Herstellen von Gummibahnen und Gummiplatten sowie zum Belegen und Friktionieren von Gewebe oder Stahlkord dienen, kalandrieren / kalandern genannt.

Aufbau und Funktion Kalander

Kalander bestehen aus mindestens zwei gegenläufigen, beheizbaren Walzen. Es gibt Kalander mit zwei, drei und vier Walzen. Bei Kalandern mit zwei und drei Walzen sind die Walzen normalerweise senkrecht übereinander angeordnet. Kalander mit vier Walzen haben am oberen oder unteren Ende zusätzlich eine Walze vorgelagert.

Walzen:

An die Beschaffenheit der Walzen werden hohe Anforderungen gestellt, weil sie weitgehend die Qualität des Produktes bestimmen. Die wichtigsten Anforderungen sind:

  • Hohe Rundlauf- und Formgenauigkeit bei Betriebstemperatur
  • Hohe Oberflächengüte und -härte
  • Biegefestigkeit und Druckbeständigkeit gegenüber den zu verarbeitenden Materialien
  • Dichtheit gegenüber dem verwendeten Temperiermedium

Je nach Belastung und Einsatzgebiet werden folgende Walzen eingesetzt:

Kokillenhartgusswalzen: Oberflächenhärte von 530 bis 560 HV für normale Spaltbelastungen bis 600,0 N/mm.

Verbundgußwalzen mit einem Kern aus Sphäroguss und Kokillenhartgussschale, Oberflächenhärte von 530 bis 560 HV, für Spaltbelastungen über 600,0 N/mm.

Die Qualität der Walzenballen-Oberfläche richtet sich nach dem Einsatzgebiet.

Kalanderständer:

Zur Aufnahme der Walzen und Walzenlagerung. Meist aus Grauguss, in seltenen Fällen auch aus Stahlguss oder in Schweißkonstruktion aus Stahlplatten. Die Ständer sind allseitig bearbeitet, so dass notwendige Hilfseinrichtungen montiert werden können

Walzenlagerung:

Als Lagerung der Kalanderwalzen werden Gleitlager oder Wälzlager in Form mehrreihiger Zylinderrollenlager, Pendelrollenlager oder Kegelrollenlager eingesetzt. Die Wälzlagerung bringt so viele Vorteile, dass diese Lagerungsart heute als Standard gilt.

Die Vorteile der Wälzlagerung gegenüber der Gleitlagerung sind:

  • bei fast gleichem Zapfendurchmesser geringerer Abstand von der Lagermitte zur Ballenkante und damit geringere Walzendurchbiegung
  • keine Einlaufzeit bei lnbetriebnahme neuer Lager oder nach einem Walzenwechsel
  • Verringerung der Antriebsleistung um ca. 25%
  • geringere Beanspruchung der Schmierstoffe.

Meist werden mehrreihige Zylinderrollenlager eingesetzt. Die Lagerkörper sind selbsteinstellbar in den Kalanderständern gelagert, so dass bei Zapfendurchbiegung die einzelnen Zylinderrollen ohne Kantenpressung gleichmäßig belastet werden. Die auftretende Axialkraft wird von einem Rillenkugellager auf der Festlagerseite aufgenommen. Auf der Loslagerseite ist kein Rillenkugellager vorgesehen, so dass Längenausdehnungen der Walze sehr gut kompensiert werden. Die Innenringe der Zylinderrollenlager werden auf die Walzenzapfen warm aufgezogen und zusammen mit dem Walzenballen geschliffen. Daraus ergibt sich eine extrem hohe Rundlaufgenauigkeit der Kalanderwalzen, verbunden mit langer Lebensdauer.

Kegelrollenlager bieten den Vorteil, dass das Lagerspiel über den konischen Außenring spielfrei eingestellt werden kann, bezogen auf die Arbeitstemperatur der Walze. Die Längsausdehnung der Kalanderwalze wird über das Lagergehäuse im Kalanderständer ausgeglichen. Verglichen mit Zylinderrollenlagern weisen Kegelrollenlager jedoch größere Toleranzen in der Rundlaufgenauigkeit auf.

Da Pendelrollenlager noch größere Abweichungen in der Rundlaufgenauigkeit haben, werden sie nur dann eingesetzt, wenn es die geforderten Produkttoleranzen auch zulassen. Dafür kompensieren die Lager die Walzendurchbiegung in hervorragender Weise und sind konstruktiv sehr einfach im Lagergehäuse anzuordnen. Die Längenausdehnung der Walze wird über den Lageraußenring im Lagergehäuse ausgeglichen.

Walzenstelleinrichtung / Walzenspaltverstellung:

Die Walzenstelleinrichtungen werden den Walzenspaltkräften entsprechend ausgelegt. Sie ermöglichen eine feinfühlige Walzenspalteinstellung, die auch unter Belastung vorgenommen werden kann. Alle Bewegungselemente, wie Spindel- und Spindelbuchse, Schnecke und Schneckenrad werden mit hoher Präzision hergestellt und garantieren eine nahezu spielfreie Walzenverstellung.

Eine vorgespannte Spindelkappe verbindet die Stelleinrichtung mit dem Lagerkörper. In der Spindelkappe sind kugelförmige Druckstücke eingebaut, die dem Lagerkörper eine Einstellung enstprechend der Durchbiegung des Walzenzapfens bzw. -ballens ermöglichen. Dadurch werden die Zylinderrollen des Wälzlagers gleichmäßig belaslet und die Verstellspindel nicht auf Biegung beansprucht.

Die Walzenstelleinrichtungen können gemeinsam auf beiden Seiten oder getrennt, jede Seite für sich, betätigt werden.

Walzenschrägstelleinrichtung:

Die Schrägstelleinrichtung dient zur Kompensation der Durchbiegung der Kalanderwalzen unter Belastung. Sie wirkt bei allen Kalandern grundsätzlich auf den Walzenspalt, in dem das Produkt dimensioniert wird. Die Schrägstellung erfolgt über Spindeln durch Getriebemotoren. Hydraulikzylinder auf der Gegenseite ermöglichen eine spielfreie Einstellung.

Die Schrägstellung beträgt im Normalfall bis zu 20 mm, gemessen an der Ballenkante und bezoqen auf die Walzenachse. Die Schräglage wird durch Digitalinstrumente angezeigt. Es können sowohl beide Seiten gemeinsam als auch jede Seite getrennt für sich gestellt werden.

Eine Besonderheit stellt die Lagerkulisse eines 4-Walzen-Kalanders mit eingebauter Schrägstelleinrichtung dar. Diese Kombination bietet in vielen Einsatzfällen, besonders bei der Fördergurtbelegung, große Vorteile.

Walzenbiegeeinrichtung:

Mit der Walzenbiegeeinrichtung ist neben der Schrägstelleinrichtung eine weitere konstruktive Möglichkeit gegeben, die Walzendurchbiegung zu korrigieren. Sie besteht je Walzenseite aus einer Wälzlagerung, die in einem bestimmten Abstand vom Kalanderhauptlager auf dem Walzenzapfen angebracht ist. Über Hydraulikzylinder wird die

Biegekraft in den Walzenzapfen eingeleitet, so dass die durch die Spaltlast auftretende Durchbiegung kompensiert wird. Die Hydraulikzylinder stützen sich über Konsolen am Kalanderständer ab.

Der gewünschte Biegedruck wird über Regelventile eingestellt. Die Verwendung von Doppel-Hydraulikzylindern ermöglicht es, den Biegeeffekt positiv oder negativ auszuüben.

Walzenvorspanneinrichtung:

Zur Aufhebung des vorhandenen Spiels im Lager und in der Stelleinrichtung sowie zur Fixierung der Walze in der Arbeitsposition werden Vorspanneinrichtungen eingesetzt. Der Aufbau der Vorspanneinrichtung unterscheidet sich von dem der Walzenbiegeeinrichtung durch den geringeren Abstand zwischen Haupt- und Hilfslager und einer geringeren hydraulischen Kraft.

Kalanderantrieb:

Für die Kalanderantriebe gibt es unterschiedliche konstruktive Lösungen:

Stirnradgetriebe und Kuppelräder

Für feste Friktionsverhältnisse wird das Antriebsmoment über ein Stirnradgetriebe und eine Kupplung durch die Mittelwalze eingeleitet und über Kuppelräder auf die anderen Walzen aufgeteilt.

Sondergetriebe mit Einmotorenantrieb

Ebenfalls feste Friktionsverhältnisse ergeben sich bei Einsatz eines Sondergetriebes mit Einmotorenantrieb. Das Sondergetriebe ist separat angeordnet. Gelenkwellen übertragen das Drehmoment auf die Kalanderwalzen.

Sondergetriebe mit Mehrmotorenantrieb

Werden variable Friktionsverhältnisse benötigt, empfiehlt sich die Verwendung von Sondergetrieben mit Mehrmotorenantrieb. Die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen betragen je nach Einsatzfall bis zu 100 m/min. Ein höheres Drehmoment für die Verarbeitung von unterschiedlichen Materialien erzielt man durch den Einbau einer Schaltstufe, die bei gleichem Antriebsmotor die Geschwindigkeitsbereiche von z.B. 2 bis 20 m/min oder 4 bis 40 m/min ermöglicht.

Einrichtungen vor und hinter dem Kalander:

  • Vorwärmextruder
  • Gewebeabwickler
  • Spleisseinrichtungen
  • Warenspeicher
  • Spulengatter
  • Schussfadenbrecher
  • Kühleinrichtungen
  • Querschneider
  • Pudereinrichtung
  • Zentrumsaufwickler
  • Dockenaufwickeleinrichtung

 

Modelle Kalander

Kalander werden nach der Anzahl und der Anordnung der Walzen unterschieden. Die nachfolgende Übersicht gibt einen Überblick über die wichtigsten Kalanderbauformen und Verwendungszwecke.

Zweiwalzenkalander

Kalanderart 

  Zweiwalzenkalander

Bauformen

  I-Form, Schrägform

Sondertypen

  IT-Platten-Kalander

Merkmale

  Einfachster Typ; zwei Walzen, obere Walze verstellbar

Einsatz

  Ziehen einfacher Platten.

  Dublieren belegter Gewebe und Platten.

  Herstellen und Glätten von Dichtungsplatten

Dreiwalzenkalander

Kalanderart 

  Dreiwalzenkalander

Bauformen

  I-Form, Schrägform, Dreiecksanordnung

Sondertypen

  Dreiwalzenkalander mit darüber gelagerter Lamellenwalze

Merkmale

  Universalkalander; drei Walzen, mittlere fest, untere und obere verstellbar gelagert,
  mittlere Walze ist Antriebswalze.

  Moderne Kalander verfügen über separate Antriebe für jede Walze und dadurch über eine
  optimal einstellbare Friktion.

Einsatz

  Sehr gut für verschiedene Einsätze geeignet.

  Ziehen von Platten von Folien von 0.3 bis 2 mm Dicke.

  Einseitiges Belegen und Friktionieren von Geweben.

  Doublieren Laufflächen in der Fließstrecke.

Vierwalzenkalander

Kalanderart 

  Vierwalzenkalander

Bauformen

  I-Form, F-Form, S-Form, Z-Form, L-Form

Sondertypen

  Profilkalander, Fünf-Walzenkalander

Merkmale

  Vier oder fünf Walzen, jede Walze mit separatem Antrieb.

  Hier eignen sich DEGUMA eta sync-Motoren der neuesten Generation, speziell durch das
  volle Drehmoment bei jeder Geschwindigkeit und der genauen Regelung von
  Geschwindigkeit und Friktion in idealer Weise.

  Arbeitsgeschwindigkeit bis 70m/min möglich.

Einsatz

  Zum Auswalzen von dünnen Folien aus Kautschuk bis 0,1 mm

  Belegung von Reifencord und die Herstellung von Fördergurtrohlingen

  Beidseitiges Belegen von Geweben

  Doublieren von Kautschukplatten

 

Einsatzbereiche Kalander

Kalander werden eingesetzt zur Herstellung von schichtweise aufgebauten Gummi- oder Kunststoffprodukten, wie Platten, Folien, Klebestreifen, Bodenbelägen u.a. Kalandrieren ist vor allem dann sinnvoll, wenn die Vorgaben für die Dicke des Produkts in besonders engen Grenzen liegen.

Reifenfertigung; Belegen von Reifencord; Herstellung von Fördergurten, Herstellung von technischen Gummiartikeln; Friktionieren von Geweben; Plattenziehen, Bahnenziehen; Bahnenziehen bei gleichzeitiger Dublierung

Hersteller Kalander

Berstorff, Comerio Ercole, Reinartz, Rodolfo Comerio, Ermafa, Buzuluk

Zuletzt aktualisiert am 19.01.2016 von Viktoria Schütz.

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