Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Glättwerkswalze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren nach dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik sind Glättwerkswalzen für die Herstellung oder Bearbeitung von Folien bekannt, die eine Innenwalze und einen die Innenwalze umschließenden Mantel aufweisen. Die Innenwalze kann auch als Innenmantel bezeichnet werden, wie beispielsweise in der EP 1 612 435 A1. Ein Problem, das bei Glättwerkswalzen insbesondere für sehr dünne Folien regelmäßig auftritt ist, dass bereits durch das Eigengewicht der Walze eine Durchbiegung der Walze hervorgerufen werden kann, die zu unerwünschten Unregelmäßigkeiten im Walzenspalt führen kann. Zum Ausgleich hierfür kann der Walzenmantel zumindest teilweise nachgiebig ausgebildet sein oder es werden, wie in der DE 199 29 149 A1 vorgeschlagen, Systeme angeordnet, welche durch Erwärmung oder Kühlung von bestimmten Bereichen der Walze eine Durchmesseränderung der Walze an der jeweiligen Stelle erreichen. Ein weiteres Problem ist, dass bei flexiblen Walzensystemen eine bereits geringfügige Beschädigung der Oberfläche des Mantels zu einem Zwangsaustausch des Mantels führt, da der Mantel aufgrund der Nachgiebigkeit nicht oder nur sehr schwer und eingeschränkt repariert werden kann.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist, die oben genannten Probleme des Standes der Technik zu beheben oder zumindest zu lindern und eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die insbesondere einen verbesserten Mantel vorsehen.

Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch 1 und einem Verfahren gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst. Die erfindungsgemäße Glättwerkswalze ist besonders für sehr dünne Folien geeignet. Durch das magnetisch verfestigbare Material in dem Mantel wird erreicht, dass die Viskosität und die Nachgiebigkeit des Mantels steuerbar, auch reproduzierbar steuerbar, ist. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sehen eine Steuerung der Verfestigung des Materials in Abhängigkeit eines Betriebsparameters vor. Dieser Betriebsparameter ist vorzugsweise eine Drehzahl oder eine Temperatur der Glättwerkswalze. Hierzu weist die erfindungsgemäße Glättwerkswalze eine Steuereinheit auf, welche eine Steuergröße vorgeben kann zur Beeinflussung des Materials in Abhängigkeit des Betriebsparameters. Die Steuergröße ist vorzugsweise eine Steuergröße, welche die magnetische Feldstärke einer Spule bestimmt, wobei die Spule verwendet wird, um das Material zu beeinflussen oder zu verfestigen.

Vorteilhafte Ausführungsformen weisen eine elektrische Spule zur Beeinflussung des Materials auf. Das magnetisch verfestigbare Material umfasst vorzugsweise eine magnetorheologische Flüssigkeit oder ein magnetisch beeinflussbares Pulver. Magnetorheologische Flüssigkeiten weisen den Vorteil auf, dass sie einfach in dem Mantel in einem Hohlraum angeordnet werden können. Weiterhin weisen diese Flüssigkeiten eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf, sodass vorteilhafterweise Temperaturveränderungen, welche auf der Oberfläche des Mantels auftreten können, abgemildert werden. Die hohe Wärmeleitfähigkeit sorgt außerdem dafür, dass die Wärme von der Oberfläche des Mantels schnell zu einem Kühlmittel weitergeleitet werden kann, das innerhalb der Walze in einem Kühlkreislauf vorgesehen ist.

Vorzugsweise weist die Glättwerkswalze einen Kühlkreislauf auf. Der Kühlkreislauf ist vorzugsweise in der Innenwalze angeordnet. In Verbindung mit einer magnetorheologischen Flüssigkeit weist der Kühlkreislauf den Vorteil auf, dass eine exakte Temperaturregulierung der Oberfläche des Mantels möglich ist, da durch die gute Leitfähigkeit der magnetorheologischen Flüssigkeit eine Temperaturbeeinflussung des Mantels durch das Kühlmittel vorteilhaft beeinflusst wird.

Vorteilhafterweise weist der Mantel einen abgeschlossenen Raum auf, in welchem das Material angeordnet ist. Dabei bedeutet abgeschlossen vorzugsweise, dass kein im Betrieb verwendeter Zu- oder Ablauf vorhanden ist. Dies bedeutet, dass lediglich für eine Herstellung oder im Rahmen einer Wartung ein Zutritt zu dem abgeschlossenen Raum geschaffen wird, um die magnetorheologische Flüssigkeit einzubringen oder abzulassen. Dies bietet den Vorteil eines geringen Wartungsaufwandes. Die elektrische Spule ist vorzugsweise innerhalb des Innenmantels angeordnet. Dies bietet den Vorteil eines kompakten Aufbaus. So kann die Spule auf der innenliegenden Achse der Glättwerkswalze angeordnet sein. Auf diese Weise wird erreicht, dass sich ein geschlossenes Magnetfeld, welches sich längs durch den Mantel bzw. die magnetorheologische Flüssigkeit erstreckt, aufgebaut wird. Die innenliegende Spule ist hierzu vorzugsweise in Längsrichtung der Glättwerkswalze angeordnet. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sehen einen Kühlkreislauf für das Material auf, bevorzugt wird die magnetorheologische Flüssigkeit in einem Kühlkreislauf umgewälzt. Dadurch wird erreicht, dass eine Kühlung des Mantels unmittelbar unter der Oberfläche des Mantels erreicht werden kann. Im Zusammenhang mit der genannten Steuerung können auch andere Betriebsparameter berücksichtigt werden, beispielsweise eine Temperatur der Glättwerkswalze, eine Temperatur des zu bearbeitenden Materials, eine Spaltbreite oder eine Andrückkraft der Walze. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die magnetorheologische Flüssigkeit vor Verunreinigungen geschützt ist, da sie in einem abgeschlossenen Raum in dem Mantel aufbewahrt ist. Weiterhin bieten magnetorheologische Flüssigkeiten den Vorteil, dass sie einen nur geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, sodass sich die Form der Oberfläche des Mantels durch Temperaturveränderung nur unwesentlich auswirkt oder ändert.

Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung ist eine Reparatur der Oberfläche einer Glättwerkswalze. Hierzu sieht ein erfindungsgemäßes Verfahren vorzugsweise vor, dass das Material beeinflusst wird, sodass es verfestigt und anschließend der Mantel bearbeitet wird. Hintergrund ist, dass eine Bearbeitung des Mantels nur möglich ist, falls der Mantel eine gewisse Härte aufweist. Im Betrieb ist es allerdings hingegen notwendig, dass der Mantel unter Umständen eine gewisse Nachgiebigkeit aufweist. Dies kann mit der magnetorheologischen Flüssigkeit oder mit einem anderen sich magnetisch verfestigenden Material erreicht werden. Hierzu wird während des Betriebs eine gewisse Nachgiebigkeit eingestellt und bei einer Wartung oder einer Reparatur ein Magnetfeld angelegt, sodass eine Verfestigung eintritt, die eine Wartung oder Reparatur des Mantels ermöglicht.

Vorteilhafterweise umfasst das Bearbeiten des Mantels ein Ausbessern von Schadstellen oder eine Herstellung einer bestimmten Oberflächenstruktur. So können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auf Wunsch auch Verfahren durchgeführt werden, welche eine Bearbeitung der Oberfläche einschließen, um bestimmte Strukturen zu erhalten. Hierzu zählen ein Schleifen, ein Prägen oder ein Sandstrahlen des Mantels. Vorzugsweise wird hierzu das Material verfestigt, um eine Bearbeitung zu ermöglichen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert, wobei die beiliegende Zeichnung zeigt:

Fig. 1 zeigt schematisch in Schnittansicht eine erfindungsgemäße Glättwerks- walze in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Glättwerkswalze 1 dargestellt. Die Glättwerkswalze 1 umfasst einen Mantel 2, der einen abgeschlossenen Hohlraum aufweist, in welchem eine magnetorheologische Flüssigkeit 3 angeordnet ist. Die magnetorheologische Flüssigkeit 3 ist über eine Spule 4 mittels eines Magnetfeldes aktivierbar. Die Spule 4 ist im Inneren der Glättwerkswalze 1 und in Längsrichtung der Glättwerkswalze 1 angeordnet. Pfeile 5 deuten den Verlauf des Magnetfeldes an, welches bei Einschalten der elektrischen Spule 4 aufgebaut wird. Das Magnetfeld verläuft durch die elektrische Spule 4 und durch die magnetorheologische Flüssigkeit 3.

Die Glättwerkswalze 1 weist eine Innenwalze 6 auf, die in ihrem Inneren einen umlaufenden Hohlraum 7 umfasst, welcher dazu dient, Kühlmittel durch die Innenwalze 6 zu leiten. Zur Schaffung des Holhraums 7 ist die Innenwalze 6 doppelwandig ausgeführt. Die Innenwalze 6 ist auf einer Achse 8 angeordnet, die ebenfalls an einem Ende über Zu- und Abführkanäle für das Kühlmittel verfügt.

Mit der Spule 4 ist eine Steuereinheit 10 verbunden, die es ermöglicht, die Feldstärke des magnetischen Feldes, welches durch die Spule 4 aufgebaut wird, zu beeinflussen. Hierzu ist eine Steuereinrichtung 11 vorgesehen, über welche durch einen Benutzer ein Sollwert für eine Verfestigung der magnetorheologischen Flüssigkeit 3 durch Einschalten der elektrischen Spule 4 eingestellt werden kann. Außerdem ist ein Drehzahlsensor 12 nahe der Achse 8 der Glättwerkswalze 1 angeordnet, um eine Steuerung der Verfestigung der magnetorheologischen Flüssigkeit 3 in Abhängigkeit von der Drehzahl der Glättwerkswalze 1 zu realisieren. Hierzu ist der Drehzahlsensor 12 ausgangsseitig mit einem Eingang der Steuereinheit 10 verbunden. Die Beeinflussung der Festigkeit der magnetorheologischen Flüssigkeit 3 in Abhängigkeit von der Drehzahl bietet den Vorteil, dass die Nachgiebigkeit der Glättwerkswalze 1 an die Drehzahl angepasst werden kann. Bei einer Wartung oder einer Reparatur der Glättwerkswalze 1 ist es möglich, durch die Steuerungseinheit 11 einen Sollwert für eine Verfestigung vorzugeben. So kann eine maximale Verfestigung eingestellt werden, um eine Oberflächenbearbeitung des Mantels 2 zu ermöglichen.