CH666569A5 - Verfahren zum kalandrieren von mit einer magnetschicht versehenen bahnen und kalander zur durchfuehrung dieses verfahrens. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kalandrieren von mit einer Magnetschicht versehenen Bahnen, insbesondere zur Herstellung von Ton- und Viedeobändern, bei dem die Bahn durch eine Behandlungszone transportiert wird, in der sie einer Pressung in mindestens zwei Walzenspalten und dabei einer Beheizung unterworfen wird, sowie auf einen Kalander zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ton- und Videobänder bestehen aus Kunststoffolien, die auf einer Seite mit einer Magnetschicht versehen sind und eine sehr geringe Dicke, zumeist unter 10 um haben. Das Kalandrieren ist erforderlich, um durch Einebnen der Oberfläche und Vergleichmässigen der Massenverteilung der aufgetragenen Schicht eine Glättung der Oberfläche zu bewirken. Die hierfür bisher verwendeten Kalander besitzen einen Stapel vertikal übereinander angeordneter Walzen, wobei die nacheinander jeweils nach Umlenkung durch eine neben dem Stapel angeordnete Leitwalze durchlaufenen Walzenspalten zumindest teilweise aus elastischen Walzen, also mit einem viskoelastischen Belag aus Natur- oder Kunststoffen versehenen Walzen, und harten Walzen, zumeist aus Stahl oder Hartguss bestehend und begrenzt einige dieser Walzen beheizt sind, beispielsweise durch einen hindurchströmenden Wärmeträger. Die so hergestellten Ton- und Videobänder haben sich in der Praxis bewährt. Ihre Qualität ist allerdings unterschiedlich und vermag auch im günstigsten Fall einen vorgegebenen Standard nicht zu überschreiten.

Es ist ferner ein Kalander zur Behandlung von durchlaufenden Materialbahnen bekannt (DE-AS 1 113 357), bei dem eine mit elastischem Bezug versehene Basiswalze mit mehreren an ihrem Umfang anliegenden harten Aussenwalzen aus Metall Walzenspalten bildet. Die Aussenwalzen können beheizbar sein. Zwei benachbarte Aussenwalzen sind maschinenfest gelagert. Die beiden anderen Aussenwalzen sind je mit einer Anpressvorrichtung versehen, so dass die schwimmend gelagerte Basiswalze von zwei Aussenwalzen gegen die beiden anderen Aussenwalzen gedrückt werden kann. Dieser Kalander ist insbesondere zur Behandlung von Papier bestimmt, kann aber auch für Kunststoff, Textilien oder beschichtete Materialien verwendet werden, wobei aber Ton- und Videobänder nicht erwähnt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschichteten Art anzugeben, mit dessen Hilfe die Qualität der mit einer Magnetschicht versehenen Bahnen verbessert und insbesondere vergleichmässigt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Bahn auf der Oberfläche einer einzigen beheizten Walze durch die Behandlungszone transportiert wird, während der gesamten Behandlung auf dieser Walze mit der die Magnetschicht tragenden Seite an der Walzenoberfläche anliegt und somit kontinuierlich auch zwischen den Pressungen beheizt wird.

Bei diesem Vorgehen liegt die Magnetschicht während der gesamten Behandlung an ein und derselben Oberfläche an. Da sie nicht von einer Kalanderwalze abgehoben und unter Verwendung von Leitwalzen der nächsten Kalanderwalze zugeführt werden muss, wird die Magnetschicht ausserordentlich geschont, so dass sich eine höhere Qualität ergibt. Da die Bahn kontinuierlich und nicht nur im Bereich der Walzenspalte beheizt wird, kann ein höheres Mass an Verformungsenergie thermisch bzw. die gewünschte thermische Energie auf einem geringeren

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Temperaturniveau zugeführt werden, was ebenfalls der Qualitätsverbesserung dient. Das kontinuierliche Aufliegen auf ein und derselben Oberfläche sowie das kontinuierliche Beheizen verhindern auch eine über die Breite ungleichmässige Temperatur der Bahn, wie sie im bekannten Fall unvermeidlich ist, wenn die Bahn zwischen aufeinanderfolgenden Walzenspalten durch den freien Raum transportiert und hierbei an den Rändern von der Umgebungsluft stärker als in der Mitte abgekühlt wird. Hierdurch ergibt sich eine Vergleichsmässigung der Qualität über die Breite.

Mit besonderem Vorteil wird die Bahn in den Walzenspalten voneinander unabhängig eingestellbaren Pressungen ausgesetzt. Dies steht im Gegensatz zu dem bekannten Kalandrieren, bei dem die Presskräfte nur an einer Stelle eingeleitet werden und dann infolge des Gewicht der Walzen von oben nach unten zunehmen. Die individuelle Einstellung der Presskräfte verbessert ebenfalls die Qualität. Insbesondere lässt sich der hohe Qualitätsgrad auch bei grosser Bahngeschwindigkeit aufrechterhalten.

Günstig ist es, wenn die Bahn auch schon vor der ersten Pressung beheizt wird. Der Bahn ist daher schon vor der ersten Pressung ein Teil der Verformungsenergie zugeführt worden. Man kann demnach mit geringeren Presskräften oder mit einer geringeren Zahl von Walzenspalten arbeiten, so dass infolge der geringeren Beanpruchung eine höhere Qualität erzielbar ist.

Ferner sollte dafür gesorgt sein, dass sich bei Umlenkungen ausserhalb der Behandlungszone die Magnetschicht auf der konvexen Seite der Bahn befindet. Die Magnetschicht bleibt daher ausser Berührung mit den Umlenkorganen, so dass sie weniger als bisher beansprucht wird.

Ein Kalander zur Durchführung des Verfahrens, bei dem eine Basiswalze mit mindestens zwei an ihrem Umfang anliegenden Aussenwalzen je einen Walzenspalt bildet und eine Walzenheizvorrichtung vorgesehen ist, hat das Kennzeichen, dass die Basiswalze mit der Walzenheizvorrichtung versehen und maschinenfest gelagert ist, während jede Aussenwalze mit einer Anpressvorrichtung versehen ist.

Die Basiswalze übernimmt hierbei die kontinuierliche AbStützung der die Magnetschicht tragenden Seite der Bahn und gleichzeitig die kontinuierliche Beheizung. Da die Aussenwalzen je für sich an die maschinenfest gelagerte Basis walze gedrückt werden, kann die Streckenlast in jedem Walzenspalt individuell eingestellt werden.

Vorzugsweise besitzt die Basis walze einen harten Mantel mit glatter Oberfläche. Hierdurch wird die Glätte der magnetischen Schicht erheblich verbessert.

Mindestens eine Aussenwalze sollte einen elastischen Belag tragen, damit die übliche Superkalandrierung der Bahn erfolgen kann. Der Belag wird nur einmal pro Umdrehung belastet. Infolge dieser Herabsetzung der Lastwechselzahl wird die spezifische Beanpruchung der Walzenoberfäche reduziert, wodurch die Lebensdauer bzw. die Laufzeit der Walzen entsprechend erhöht wird.

Besonders günstig ist es, dass die Aussenwalze eine Durchbiegungsregelwalze ist, deren Walzenmantel auf über die Breite verteilten, durch Druckgeber belasteten Stützelementen gelagert ist und dass eine Regelvorrichtung die den Druckgebern zuzuführenden Drücke einzeln oder gruppenweise einzustellen vermag. Auf diese Weise ist in den Walzenspalten die Streckenlastverteilung genau einstellbar, so dass bei einer entsprechenden Überwachung der Bahndaten ein hoher Gleichmässigkeitsgrad über die Bahnbreite erzielt werden kann.

Insbesondere ist es günstig, dass eine Temperatur-Messvor-richtung die Temperatur der Oberfläche des elastischen Belags über die Breite der Aussenwalze misst und dass eine Regelvorrichtung, welche die Druckgebern zuzuführenden Drücke in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur einstellt. Auf diese Weise wird die infolge der Walkarbeit des elastischen Belags unvermeidliche Wärmeentwicklung dazu ausgenutzt, eine Korrekturenergie zuzuführen. Da der gleiche Kalandrierungseffekt mit unterschiedlichen Paarungen von Druck und Temperatur im Walzenspalt erzielbar ist und desweiteren die Oberflächentemperatur des elastischen Belags von den zuzuführenden Drücken abhängt, lässt sich auf diese Weise ein sehr gleichmäs-siger Kalandrierungseffekt über die Bahnbreite erzielen.

Desweiteren empfiehlt es sich, dass eine der Behandlungszone vorgeschaltete Leitwalze so angeordnet ist, dass die Bahn schon vor dem ersten Walzenspalt auf der Basiswalze aufliegt. Damit ist sichergestellt, dass schon vor dem ersten Walzenspalt eine Beheizung erfolgt.

Die Leitwalzen sollten so angeordnet sein, dass sie die von der Basiswalze abgewandte Seite der Bahn berühren. Auf diese Weise wird die Magnetschicht geschont.

Wenn die Zahl der Aussenwalzen grösser ist als die Zahl der für die Behandlung benötigten Walzenspalte, kann man die jeweils nicht benötigten Aussenwalzen abheben, ausbauen und durch andere Aussenwalzen ersetzen, ohne dass störende Betriebsunterbrechungen auftreten. Es ist zu berücksichtigen, dass der elastische Belag der Aussenwalzen von Zeit zu Zeit abgedreht werden muss.

Wenn die Basiswalze einen grösseren Durchmesser hat als die Aussenwalzen, ergibt sich eine Vergrösserung der Heizstrecke und eine bessere Wärmezufuhr. Ausserdem wird die Magnetschicht weniger stark durch Krümmung des Bandes belastet. Ausserdem vergrössert sich die Breite des Walzenspaltes und es werden extreme Druckspitzen im Spalt vermieden.

Es ist sogar möglich, die harte Basiswalze mit einer ebenfalls harten Aussenwalze zusammenwirken zu lassen, um die Bahndicke sehr genau festzulegen. Hierbei sollte dann zumindest die erste Aussenwalze die harte Walze sein.

Bei Verwendung von zwei hintereinander geschalteten Basiswalzen sollten die Leitwalzen so angeordnet sein, dass die zweite Basiswalze von der der ersten Basiswalze zugewandten Seite der Bahn berührt wird. Die Magnetschicht wird daher bewusst auch in der zweiten Stufe geschont.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäss verwendbaren Kalanders,

Fig. 2 eine schematische Ansicht zur Erläuterung des erfin-dungsgemässen Verfahrens und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweistufigen Verfahrens.

In Fig. 1 ist ein Kalander mit einem Gestell 1 veranschaulicht, das zwei Ständer 2 aufweist, von denen nur der eine zu sehen ist. Das Gestell 1 weist Lager 3 für eine Basiwalze 4 auf. Diese ist mit einer Walzenheizvorrichtung 5 (Fig. 2) ausgestattet. Zu diesem Zweck ist ein Walzenmantel 6 vorgesehen, in dessen Innenraum 7 über einen Zulaufanschluss 8 ein Wärmeträger eingeführt werden kann, der über einen Ablaufstutzen 9 abgeführt wird. An den Umfang der Basiswalze 4 sind vier Aussenwalzen 10, 11, 12 und 13 anpressbar. Deren Lagerblöcke 14 sind in Haltern 15 angeordnet und durch Arrretiervorrichtungen 16 gesichert. Die Halter 15 sind an Verstellhebeln 17 angebracht, die um ständerfeste Drehpunkte 18 schwenkbar sind. Jeder Verstellhebel 17 ist mittels der Kolbenstange 19 eines am Ständer 2 angelenkten Hydrozylinders 20 derart verschwenkbar, dass die Aussenwalze 10 vom Umfang der Basiswalze 4 abgehoben, wieder an den Umfang herangefahren und an diesen mittels einer gewünschten Anpresskraft angedrückt werden kann.

Die Ständer 2 weisen ferner Lager 21 für eine Bahn-Vorratswalze 22 und Lager 23 für eine Bahn-Aufwickelwalze 24 auf. Leiterwalzen 26, 27, 28 und 29 für die Bahn 25 sind in den Ständern 2 gelagert.

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Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, bestehen die Aussenwalzen 10 bis 13 je aus einem Walzenmantel 30, der mit einem viskoelasti-schen Belag 31 aus Natur- oder Kunststoffen versehen ist. Der Walzenmantel 30 ist auf einer ersten Gruppe von hydrostatischen Stützelementen 32 und einer zweiten Gruppe von hydrostatischen Stützelementen 33 gelagert, die in bekannten Weise über die Walzenbreite verteilt angeordnet und durch Druckgeber 34, 35, 36 und 37 auf einem drehfest in den Lagerblöcken 14 gehaltenen Träger 38 abgestützt sind.

Auf diese Weise ergeben sich vier Walzenspalte 39, 40, 41 und 42, durch welche die Bahn 25 hindurchgeführt wird. Hierbei liegt die mit der Magnetschicht versehene Seite, die durch Pfeile 43 gekennzeichnet ist, an der Oberfläche der beheizten Basiswalze 4 an. Die Leitwalzen 26, 27 und 28 sind so angeordnet, dass die Bahn die Basiswalze 4 über mehr als drei Viertel des Umfangs umschlingt. Dagegen kommt die Magnetschicht nicht mit den Leitwalzen 26, 27, 28 und 29 in Berührung.

In Fig. 2 ist eine mit einem Prozessleitsystem ausgestattete Regelvorrichtung 44 veranschaulicht, die über entsprechende Wandler 45 einerseits Masssignale aus dem Kanalder empfängt und andererseits Signale für Druck- und Wärmezufuhr an den Kalander gibt. So werden mit Hilfe von Sensoren 46 und 47 Eigenschaften E der Bahn 25 über die Breite der Bahn gemessen, hier insbesondere die Glätte. Ein Sensor 48 misst die Temperatur der Oberfläche der Basiswalze 4, ein Sensor 49 die Temperatur der Bahn zwischen den beiden ersten Walzenspalten. Messvorrichtungen 50 und 51 messen die Oberflächentemperatur des elastischen Belages 31, der Aussenwalzen 10 und 13. Ähnliche Messvorrichtungen sind auch bei den Aussenwalzen 11 und 12 vorgesehen. Umgekehrt wird über Druckleitungen 52 Druckmittel mit vorbestimmtem Druck zu den Hydrozylindern 20 geleitet. Druckleitungen 53 und 54 dienen der Druckmittelzufuhr zu den Druckgebern 34 bis 36 der Aussenwalze 10, Druckleitungen 55 und 56 der Druckmittelzufuhr zu den Druckgebern der Aussenwalze 13. Entsprechendes gilt für die Aussenwalzen 11 und 12. Es handelt sich jeweils um eine Vielzahl von Leitungen, welche jede zu einem Druckgeber oder zu einer Gruppe von Druckgebern führt. Dann gibt es eine Wärmeträgerzuleitung 57, mit der ein Wärmeträger in den Innenraum 7 der Basiswalze 4 geleitet wird. Die Regeleinrichtung besitzt weiter Eingänge 58, über die Sollwerte, andere Parameter oder funktionelle Zusammenhänge zwischen Druck und Temperatur, zwischen bestimmten Bahneigenschaften und den aufzubringenden Verformungsenergien usw. eingegeben werden können.

Der Kalander kann beispielsweise derart betrieben werden, dass aufgrund der Messergebnisse des Sensors 46 eine bestimmte Kombination der Temperatur der Basiswalze 4 und des Drucks der Hydrozylinder 20 vorgebenen wird. Aufgrund der

Messungen des Sensors 47 werden diese Sollwerte jeweils korrigiert. Ein Temperatur-Regelkreis mit dem Sensor 48 sorgt dafür, dass der Temperatur-Istwert dem Sollwert entspricht. Entsprechende Regelkreise sorgen dafür, dass der Druck-Istwert dem Sollwert entspricht. Ausserdem werden die den Druckgebern 34 bis 37 zuzuführenden Drücke in Abhängigkeit von den Sensoren 46, 47 und 49 derart beinflusst, dass die Bahn 25 am Austritt über ihre Breite annähernd gleiche Qualität hat. Das kann bedeuten, dass in den Walzenspalten 39 bis 42 eine über die Walzenbreite ungleichmässige Streckenlastverteilung auftritt, um mittels höherer Drücke und durch Walkarbeit erzeugter höherer Temperaturen zusätzliche Beeinflussungen zu erzielen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 entspricht der erste Kalander 100 dem in Fig. 2 veranschaulichten Kalander. Der zweite Kalander 200 hat den gleichen Aufbau. Die Bahn 125, die beide Kalander durchläuft, ist durch die Leitwalzen 126 bis 129 und 226 bis 228 so geführt, dass die mit einem Pfeil 143 gekennzeichnete Bahnseite, welche die Magnetschicht trägt, in beiden Kalandern an der Basiswalze 104 und 204 anliegt, während sie jeweils von den Leitwalzen abgewandt ist.

Häufig genügen zwei oder drei Walzenspalte zur Behandlung der Bahn. Es kann dann eine der Aussenwalzen abgehoben werden und als Reserve dienen. Wenn beispielsweise die Aussenwalze 11 abgehoben ist und die Aussenwalze 10 repariert werden soll, kann diese abgehoben und gleichzeitig die Aussenwalze 11 angestellt werden, gegebenenfalls nach Vorwärmung, so dass der Betrieb keine unzulässige Unterbrechung erleidet. Da die Aussenwalzen sich ausserhalb der Warenbahn-Füh-rungselemente befindet, können sie ohne weiteres im Betrieb abgehoben werden.

Es kann auch eine andere Anzahl als die vier Aussenwalzen mit einer Basiswalze zusammenwirken.

Die Aussenwalzen können beispielsweise einen Aufbau haben, wie er in der älteren deutschen Patentanmeldung P 3 325 385.4-12 beschrieben ist.

Für die nachstehenden Bauelemente können beispielsweise die folgenden handelsüblichen Geräte benutzt werden:

Regelvorrichtung 44 Fa. Digital Equipment

Typ LSI 11/23

Eigenschafts-Sensoren 46, 47 Fa. Lippke, Neuwied

Typ KL

Temperatursensoren 48 bis 51 Fa. Heimann GmbH,

Wiesbaden Typ KT 17.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims (15)

666 §69

1. Verfahren zum Kalandrieren von mit einer Magnetschicht versehenen Bahnen, insbesondere zur Herstellung von Ton- und Videobändern, bei dem die Bahn durch eine Behandlungszone transportiert wird, in der sie einer Pressung in mindestens zwei Walzenspalten und dabei einer Beheizung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn auf der Oberfläche einer einzigen beheizten Walze durch die Behandlungszone transportiert wird, während der gesamten Behandlung auf dieser Walze mit der die Magnetschicht tragenden Seite an der Walzenoberfläche anliegt und somit kontinuierlich auch zwischen den Pressungen beheizt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn in den Walzenspalten voneinander unabhängig einstellbaren Pressungen ausgesetzt wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn auch schon vor der ersten Pressung beheizt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei Umlenkungen ausserhalb der Behandlungszone die Magnetschicht auf der konvexen Seite der Bahn befindet.

5. Kalander zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine Basiswalze mit mindestens zwei an ihrem Umfang anliegenden Aussenwalzen je einen Walzenspalt bildet und eine Walzenheizvorrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiswalze mit der Walzenheizvorrichtung versehen und maschinenfest gelagert ist, während jede Aussenwalze (10 bis 13) mit einer Anpressvorrichtung (20) versehen ist.

6. Kalander nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

dass die Basiswalze (4) einen harten Mantel mit glatter Oberfläche besitzt.

7. Kalander nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens eine Aussenwalze (10 bis 13) einen elastischen Belag (31) trägt.

8. Kalander nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenwalze (10 bis 13) eine Durchbiegungsregelwalze ist, deren Walzenmantel auf über die Breite verteilten, durch Druckgeber (34 bis 37) belasteten Stützelementen (32, 33) gelagert ist und dass eine Regelvorrichtung (44) die den Druckgebern zuzuführenden Drücke einzeln oder gruppenweise einzustellen vermag.

9. Kalander nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur-Messvorrichtung (50, 51) die Temperatur der Oberfläche des elastischen Belags (31) über die Breite der Aussenwalze (10 bis 13) misst und dass eine Regelvorrichtung (44) welche die Druckgebern (34 bis 37) zuzuführenden Drücke in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur einstellt.

10. Kalander nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Behandlungszone vorgeschaltete Leitwalze (27) so angeordnet ist, dass die Bahn (25) schon vor dem ersten Walzenspalt (42) auf der Basiswalze aufliegt.

11. Kalander nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitwalzen (26 bis 29) so angeordnet sind, dass sie die von der Basiswalze (4) abgewandte Seite der Bahn (25) berühren.

12. Kalander nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Aussenwalzen (10 bis 13) grösser ist als die Zahl der für die Behandlung benötigten Walzenspalte.

13. Kalander nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiswalze (4) einen grösseren Durchmesser hat als die Aussenwalzen (10 bis 13).

14. Kalander nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Aussenwalze (13) eine harte Walze ist.

15. Kalander nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von zwei hintereinandergeschalteten Basiswalzen (104, 204) die Leitwalzen (126 bis 129; 226 bis 228) so angeordnet sind, dass die zweite Basiswalze von der der ersten Basiswalze zugewandten Seite der Bahn (125) berührt wird.