DE102020114812A1

DE102020114812A1 - Method for producing a flat substrate

Info

Publication number: DE102020114812A1
Application number: DE102020114812.7A
Authority: DE
Inventors: Hubertus Barthel; André Korsmeier
Original assignee: Breyer GmbH Maschinenfabrik
Current assignee: Breyer GmbH Maschinenfabrik
Priority date: 2020-06-04
Filing date: 2020-06-04
Publication date: 2021-12-09
Also published as: WO2021245214A1

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines flächigen Substrats (4), insbesondere einer Folie aus ein- oder mehreren Lagen, mittels zumindest einer Walze (1,2), über welche eine Dicke des flächigen Substrats (4) über seine Breite bestimmt wird, soll
- die Walze (1) von einer über die Breite der Walze (1) angeordneten Temperiereinrichtung (9) von außen her mit Wärme und/oder Kälte beaufschlagt,
- eine Bombierung der Walze (1) mittels über die Breite der Walze (1) verteilt angeordnete Sensoren (11) ermittelt werden und
- bei Änderung einer Dicke des Substrats (4) die Temperiereinrichtung (9) zum Zwecke der Änderung der Bombierung der Walze (1) die Walze (1) von außen her kontrolliert mit Wärme und/oder Kälte beaufschlagt, bis die Bombierung die gewünschte Dicke des Substrats (4) erzeugt.

In a method for producing a flat substrate (4), in particular a film from one or more layers, by means of at least one roller (1, 2), by means of which a thickness of the flat substrate (4) is determined over its width
- the roller (1) is subjected to heat and / or cold from the outside by a temperature control device (9) arranged across the width of the roller (1),
- A crowning of the roller (1) can be determined by means of sensors (11) distributed over the width of the roller (1) and
- When a thickness of the substrate (4) changes, the temperature control device (9) for the purpose of changing the crowning of the roller (1), the roller (1) is applied from the outside in a controlled manner with heat and / or cold until the crowning has the desired thickness Substrate (4) generated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines flächigen Substrats, insbesondere einer Folie aus ein- oder mehreren Lagen, mittels zumindest einer Walze, über welche eine Dicke des flächigen Substrats bestimmt wird, sowie eine Vorrichtung hierfür.The invention relates to a method for producing a flat substrate, in particular a film from one or more layers, by means of at least one roller, via which a thickness of the flat substrate is determined, and a device for this.

Stand der TechnikState of the art

Flächige Substrate werden in vielen Fällen in sogenannten Kalandern hergestellt. Ein Kalander ist ein System aus mehreren aufeinander angeordneten, beheizten und polierten Walzen, durch deren Walzenspalte eine Schmelze oder andere Materialien hindurchgeführt werden. Sie dienen vor allem zur Herstellung von Folien aus Kunststoff, Gummi, Metall und Papier. Dabei findet natürlich nicht nur eine Formänderung statt, sondern auch eine Verdichtung bzw. Strukturverschiebung. Insofern hängt eine Güte des Kalandrierens eines flächigen Substrats im wesentlichen von der Ausgestaltung des Walzenspaltes und dessen Spaltkräfte ab, und diese wiederum auch von einer Biegelinie oder Bombierung der Walzen, die sich zunehmend während der Herstellung infolge der Temperaturänderung von Substrat, Walze und Umgebung ebenfalls ändern kann. Gewünscht ist aber die weitgehende Beibehaltung der gleichen Dicke des Substrats über die Länge und die Breite der Bahn hin.Flat substrates are produced in so-called calenders in many cases. A calender is a system of several heated and polished rolls arranged on top of one another, through the nips of which a melt or other materials are passed. They are mainly used to manufacture foils made of plastic, rubber, metal and paper. Of course, there is not only a change in shape, but also a compression or structural shift. In this respect, the quality of the calendering of a flat substrate essentially depends on the design of the roll gap and its nip forces, and this in turn also on a bending line or crowning of the rolls, which also increasingly change during production as a result of the temperature change of the substrate, roll and the environment can. However, it is desirable to largely maintain the same thickness of the substrate over the length and width of the web.

In der DE 691 15 339 T2 wird beispielsweise für eine Leimpresse zur Herstellung von Papier beschrieben, dass zumindest eine der Walzen eine Walze mit variabler Bombierung oder eine Walze bildet, die in Zonen einstellbar ist und zwar mittels Wärme von der Innenseite der Walze, so dass durch Regulierung der Durchbiegung der Walze mit variabler Bombierung oder durch Regulierung der Temperatur der thermisch einstellbaren Walze in Zonen die lineare Kontaktfläche zwischen einer Beschichtungsstange und der Walze geradlinig eingestellt wird. Ähnliches, ebenfalls für die Papierherstellung, beschreibt die DE 689 06 175 T2 .In the DE 691 15 339 T2 For example, for a size press for the production of paper it is described that at least one of the rollers forms a roller with a variable crown or a roller that can be adjusted in zones by means of heat from the inside of the roller, so that by regulating the deflection of the roller with variable crowning or by regulating the temperature of the thermally adjustable roller in zones, the linear contact area between a coating rod and the roller is set in a straight line. Similar, also for paper production, describes the DE 689 06 175 T2 .

Zur allgemeineren Verwendung beschreibt die DE 10 2004 035 630 A1 eine Kalanderwalze mit einem Walzenmantel, der mehrere Heizkanäle aufweist, die in Umfangsrichtung verteilt sind und einer Heizmittelanschlussanordnung zur Zufuhr und Abfuhr eines Heizmittels, wobei jeder Heizmittelkanal Bestandteil eines Strömungspfades ist, der mit der Heizmittelanschlussanordnung in Verbindung steht.For more general use, the DE 10 2004 035 630 A1 a calender roll with a roll jacket which has a plurality of heating channels which are distributed in the circumferential direction and a heating medium connection arrangement for supplying and removing a heating medium, each heating medium duct being part of a flow path which is in communication with the heating medium connection arrangement.

Die US 3 182 587 beschreibt bereits allgemein einen Kalander zur Herstellung eines deformierbaren Werkstoffes. Hierunter versteht die Schrift insbesondere Gummi, Papier oder Metall. Voraussetzung ist, dass eine einheitliche Dicke über die Breite des Materials in sehr engen Bereichen eingehalten wird, vor allem, wenn das Endprodukt sich in einem sehr dünnen Bereich bewegt. Als sehr dünner Bereich wird ein Bereich von wenigen 1.000stel oder 10.000stel Inch betrachtet. Dabei wird eine Anordnung von Heizeinrichtungen beschrieben, die in der Walze oder axial getrennt voneinander angeordnet sind.the U.S. 3,182,587 already generally describes a calender for producing a deformable material. By this, the font understands in particular rubber, paper or metal. The prerequisite is that a uniform thickness is maintained across the width of the material in very narrow areas, especially if the end product is in a very thin area. An area of a few 1,000th or 10,000th of an inch is considered to be a very thin area. An arrangement of heating devices is described, which are arranged in the roller or axially separated from one another.

Die DE 27 13 917 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung einer Kunststofffolie. Dabei wird die Stärke der Folie an einer Stelle oder an mehreren, auf einer Linie quer zur Bewegungsrichtung verteilten Stellen und/oder die Auslenkung bzw. Belastung an einer oder mehreren Walzen ermittelt und die Einstelllage einer verstellbaren Walze oder mehrerer verstellbarer Walzen relativ zur gemeinsamen Ebene durch die Walzenachsen in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Ermittlung in der Weise verändert, so dass die Achse oder die Achsen dieser Walze bzw. dieser Walzen parallel zu den benachbarten Walzenachsen bleibt bzw. bleiben.the DE 27 13 917 A1 shows an apparatus for producing a plastic film. The thickness of the film is determined at one point or at several points distributed on a line transverse to the direction of movement and / or the deflection or load on one or more rollers and the setting position of an adjustable roller or several adjustable rollers relative to the common plane is determined the roller axes are changed as a function of the result of this determination in such a way that the axis or axes of this roller or these rollers remains parallel to the adjacent roller axes.

Aufgabetask

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen eine sehr genaue und gleichbleibende Herstellung eines flächigen Substrats sowohl über eine vorgegebene Länge als auch eine vorgegebene Breite erfolgt.The object of the present invention is to provide a method and a device with which a very precise and constant production of a flat substrate takes place over a given length as well as a given width.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Zur Lösung der Aufgabe führt, dass

- die Walze von einer über die Breite der Walze angeordneten Temperiereinrichtung von außen her mit Wärme und/oder Kälte beaufschlagt wird;
- eine Bombierung der Walze mittels über die Breite der Walze verteilt angeordnete Sensoren ermittelt wird;
- bei Änderung einer Dicke des Substrats die Temperiereinrichtung zum Zwecke der Änderung der Bombierung der Walze die Walze von außen her kontrolliert mit Wärme und/oder Kälte beaufschlagt, bis die Bombierung die gewünschte Dicke des Substrats erzeugt.

To solve the problem, that

the roller is subjected to heat and / or cold from the outside by a temperature control device arranged across the width of the roller;
- A crowning of the roller is determined by means of sensors distributed over the width of the roller;
- When a thickness of the substrate changes, the temperature control device for the purpose of changing the crowning of the roller is applied to the roller from the outside in a controlled manner with heat and / or cold until the crowning produces the desired thickness of the substrate.

Das Substrat, welches durch das erfindungsgemässe Verfahren hergestellt wird, soll im Rahmen der Erfindung beliebig sein. Im Augenblick werden dadurch Folien für Elektroden von Batterien hergestellt. Dies macht deutlich, dass es sich nicht nur um ein einschichtiges, sondern vor allem auch um ein mehrschichtiges Substrat handeln kann.The substrate which is produced by the method according to the invention should be of any desired type within the scope of the invention. It is currently used to produce foils for electrodes in batteries. This makes it clear that it is not just a single-layer, but above all a multi-layer substrate as well.

Auch was die Temperiereinrichtung anbelangt, soll die vorliegende Erfindung nicht beschränkt sein. Grundsätzlich sind Heizelemente notwendig, welche die Walze mit Wärme beaufschlagen, so dass es zu einer Ausdehnung der Walze in bestimmten Bereichen kommt. Da die Walze in der Regel aus einem Metall bzw. aus Metalllegierungen besteht, ist bekannt, dass diese sich bei Wärme ausdehnen. Umgedreht ist es natürlich möglich, dass eine Walze im Laufe des Betriebs relativ warm wird und dadurch eine zu hohe Ausdehnung erfährt, die durch Kühlung in bestimmten Bereichen wieder zurückgesetzt werden kann. Als wärmende Temperierelemente ist vor allem an Infrarot-Heizstrahler gedacht, kühlende Elemente könnten Düsen sein, über die die Walzenoberfläche mit Kaltluft beaufschlagt wird. Dies sind aber nur Beispiele, die Erfindung ist darauf nicht beschränkt.The present invention is also not intended to be restricted with regard to the temperature control device being. Basically, heating elements are necessary which apply heat to the roller so that the roller expands in certain areas. Since the roller usually consists of a metal or metal alloys, it is known that these expand when heated. On the other hand, it is of course possible that a roller becomes relatively warm in the course of operation and thus expands too much, which can be reset by cooling in certain areas. Infrared radiant heaters are primarily intended as warming temperature control elements; cooling elements could be nozzles through which the roll surface is exposed to cold air. However, these are only examples; the invention is not restricted to them.

Verwendete Sensoren sind im Augenblick insbesondere kapazitive Sensoren, die als Abstandssensoren dienen und auf einer Änderung der Kapazität eines Kondensators beruhen. Vor allem sind aber auch optoelektronische Sensoren oder induktive Abstandssensoren denkbar. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind aber auch dies nur Beispiele.Sensors used at the moment are in particular capacitive sensors that serve as distance sensors and are based on a change in the capacitance of a capacitor. Above all, however, optoelectronic sensors or inductive distance sensors are also conceivable. In the context of the present invention, however, these are only examples.

Zur Bestimmung der Breite und Dicke des flächigen Substrats werden üblicherweise zwei Walzen verwendet, die miteinander einen Walzenspalt ausbilden. Im Rahmen der Erfindung soll aber auch die Verwendung von nur einer Walze liegen. In diesem Fall wird das flächige Substrat mit Spannung über einen Teil eines Walzenumfangs gezogen, so dass sich die Länge des flächigen Substrats erhöht, die Dicke aber vermindert. Dies dürfte aber nur für spezielle Substrate anwendbar sein, weshalb sich die vorliegende Beschreibung des Verfahrens vor allem auf das Zusammenwirken von zwei oder auch mehr Walzen bezieht, die einen Kalander ausbilden.To determine the width and thickness of the flat substrate, two rollers are usually used, which together form a roller gap. However, the use of only one roller should also lie within the scope of the invention. In this case, the flat substrate is drawn with tension over part of a roller circumference, so that the length of the flat substrate is increased, but the thickness is reduced. However, this should only be applicable to special substrates, which is why the present description of the method relates primarily to the interaction of two or more rollers that form a calender.

Für einen derartigen Kalander ist dem Fachmann bekannt, dass zum Herstellen von beispielsweise Folien im Walzenspalt bestimmte Spaltkräfte wirken. Diese können über eine Hydraulik, mit der die beidseitigen Lager der Walzen ausgestattet sind, bestimmt werden. Meist gibt es eine obere und eine untere Walze, wobei eine der Walzen fix gelagert ist und die andere Walze sich über die eben erwähnte Hydraulik gegen die fixe Walze abstützt. Diese Abstützkräfte bestimmen dann die Spaltkräfte im Walzenspalt, mit denen die eine Walze auf das durch den Walzenspalt hindurchtretende flächige Substrat aufdrückt. Diese Kräfte bestimmen im wesentlichen die Dicke des flächigen Substrats, während die Bombierung der Walzen eine Änderung der Dicke des flächigen Substrats über die Breite bestimmt.For such a calender it is known to the person skilled in the art that certain nip forces act in the nip in order to produce films, for example. These can be determined via a hydraulic system with which the bearings on both sides of the rolls are equipped. Usually there is an upper and a lower roller, with one of the rollers being mounted in a fixed manner and the other roller being supported against the fixed roller via the hydraulic system just mentioned. These support forces then determine the nip forces in the roller gap with which one roller presses on the flat substrate passing through the roller gap. These forces essentially determine the thickness of the flat substrate, while the crowning of the rollers determines a change in the thickness of the flat substrate across the width.

Dem Fachmann allgemein bekannt sind die Spaltkräfte und die Biegelinie (Bombierung) der Walze für eine bestimmte Dicke eines bestimmten Substrats bei kalten Walzen. Bei den meisten flächigen Substraten wird aber während dem Kalandrieren Wärme auf die Walzen übertragen, die zu einer Ausdehnung der Walze und damit zu einer Änderung der Bombierung der Walze führt. Hierdurch wird die Dicke des flächigen Substrats verändert, und das auch unregelmässig über die Breite des Substrates hin. Gemäss der vorliegenden Erfindung wird diese Änderung der Bombierung der Walze mittels über die Breite der Walze verteilt angeordnete Sensoren ermittelt. Damit nun eine gleichbleibende Dicke des flächigen Substrats über die Breite hin angestrebt wird, erfolgt eine Beaufschlagung mit Wärme und/oder Kälte von aussen her der Walze über die Temperiereinrichtung, bis die Sensoren wieder melden, dass die gewünschte Bombierung wieder erreicht ist. Zu einer zusätzlichen Kontrolle kann stromabwärts dem flächigen Substrat noch eine weitere balkenartige Messeinrichtung zugeordnet werden, welche die Dicke des Substrats über die Breite hin überprüft.The nip forces and the bending line (crowning) of the roll for a specific thickness of a specific substrate in the case of cold rolls are generally known to the person skilled in the art. With most flat substrates, however, heat is transferred to the rollers during calendering, which leads to an expansion of the roller and thus to a change in the crown of the roller. As a result, the thickness of the flat substrate is changed, and also irregularly over the width of the substrate. According to the present invention, this change in the crown of the roller is determined by means of sensors distributed over the width of the roller. So that a constant thickness of the flat substrate is strived for across the width, heat and / or cold are applied from the outside of the roller via the temperature control device until the sensors report again that the desired crowning has been achieved. For an additional check, a further bar-like measuring device can be assigned downstream of the flat substrate, which checks the thickness of the substrate across the width.

Gemäss der vorliegenden Erfindung werden aus den laufenden Ergebnissen und Änderungen bezüglich bestimmter flächiger Substrate Kennlinien erstellt, welche die Arbeit der Sensoren und der Temperiereinrichtung kontrollieren und unterstützen. Dies geschieht immer mit dem Ziel der Erreichung einer über die Breite gleichmässigen vorgegebenen Dicke des flächigen Substrats.According to the present invention, characteristic curves are created from the current results and changes with regard to certain flat substrates, which control and support the work of the sensors and the temperature control device. This is always done with the aim of achieving a predetermined thickness of the flat substrate that is uniform over the width.

Eine entsprechende erfindungsgemässe Vorrichtung, für die auch separat Schutz begehrt wird, ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Walze über die Breite der Walze verteilt angeordnet Heiz- und/oder Kühlelemente zugeordnet sind, mit denen die Walze von aussen her temperierbar ist.A corresponding device according to the invention, for which protection is also sought separately, is primarily characterized in that heating and / or cooling elements are assigned to the roller distributed over the width of the roller, with which the roller can be tempered from the outside.

Ein grosser Vorteil der Temperierung von aussen her ist, dass nur der äussere Bereich der Walze mit Wärme oder Kälte beaufschlagt werden muss, wobei die Bombierung gerade durch diesen äusseren Bereich wesentlich beeinflusst wird. Diese Temperierung kann auch sehr gezielt und schnell erfolgen, weshalb die Temperiereinrichtung aus einer Mehrzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen besteht.A great advantage of temperature control from the outside is that only the outer area of the roller has to be exposed to heat or cold, the crowning being significantly influenced by this outer area. This temperature control can also take place very specifically and quickly, which is why the temperature control device consists of a plurality of heating and / or cooling elements.

Des weiteren ist natürlich ein großer Vorteil, dass die Walze selbst innen, unabhängig von der Außentemperierten, temperiert werden kann. Somit kann die Walze unabhängig auf entsprechende Prozesserfordernisse in ihrer Temperatur eingestellt werden.Furthermore, it is of course a great advantage that the roller itself can be temperature-controlled inside, regardless of the outside temperature. The temperature of the roller can thus be adjusted independently to the corresponding process requirements.

Für die Anordnung dieser Heiz- und/oder Kühlelementen ist eine Vielzahl von Möglichkeiten denkbar, die von der Erfindung umfasst sein sollen. In erster Linie ist an eine balkenartige Anordnung in Reihe über die Breite der Walze hinweg gedacht. Dabei können sich Heizelemente und Kühlelemente abwechseln, so dass mittels der Kühlelemente auch Bereiche der Walze überdeckt werden können, die üblicherweise erwärmt werden. Ausserdem werden dadurch zwei benachbarte Heizelemente voneinander entkoppelt, so dass sich ihr Wärmeeintrag in die Walzenoberfläche nicht addiert. Es können aber z.B. auch jeweils drei benachbarte Heizelemente durch ein Kühlelement getrennt werden. Hierdurch wird es möglich, dass beispielsweise ein Heizregister aus drei Heizelementen höhere Wärme in die Walzenoberfläche einträgt, als ein durch das Kühlelement benachbartes Heizregister ebenfalls aus drei Heizelementen, bei dem aber nur ein Heizelement Wärme aussendet. Auf diese Art und Weise kann eine sehr genau Regelung des Wärme- und/oder Kühleintrags in die Walzenoberfläche erfolgen und damit auch eine sehr exakte Bestimmung der Bombierung der Walze.A large number of possibilities are conceivable for the arrangement of these heating and / or cooling elements, which are intended to be encompassed by the invention. Primarily, a bar-like arrangement in a row across the width of the roller is intended. Heating elements and cooling elements can alternate, so that areas of the roller that are usually heated can also be covered by means of the cooling elements. Also be as a result, two adjacent heating elements are decoupled from one another so that their heat input into the roller surface does not add up. However, three adjacent heating elements can also be separated by a cooling element, for example. This makes it possible, for example, for a heating register made up of three heating elements to introduce higher heat into the roller surface than a heating register made up of three heating elements adjacent through the cooling element, but in which only one heating element emits heat. In this way, a very precise regulation of the heat and / or cooling input into the roll surface can take place and thus also a very exact determination of the crown of the roll.

Natürlich ist es auch denkbar, dass mehrere Temperiereinrichtungen um den Umfang der Walze herum angeordnet sind. Denkbar ist auch ein Versatz der Temperierelemente bzw. der einzelnen Heiz- und/oder Kühlelemente.Of course, it is also conceivable that several temperature control devices are arranged around the circumference of the roller. An offset of the temperature control elements or the individual heating and / or cooling elements is also conceivable.

Die Sensoren zur Ermittlung der Bombierung der Walze werden bevorzugt natürlich zwischen den einzelnen Temperierelementen an geeigneter Position, bevorzugt aber auf einer Linie über die Breite der Walze hinweg angeordnet.The sensors for determining the crowning of the roller are, of course, preferably arranged between the individual temperature control elements at a suitable position, but preferably on a line across the width of the roller.

Eine besondere Ausgestaltung der Walze könnte die Bombierung noch erleichtern. Diese sieht vor, dass die Walze nicht aus Vollmaterial gebildet ist, sondern einen Walzenmantel von einem Dickenkern trennt, wobei zusätzlich noch zwischen Walzenmantel und Dickenkern eine Isolierschicht eingelegt sein kann. Hierdurch wird es möglich, eine Bombierung schneller zu erzeugen bzw. zu korrigieren, da der Walzenmantel schneller auf einen Wärmeeintrag reagiert. Vor allem eine Reduktion der Bombierung durch Kühlung erfolgt beschleunigt.A special configuration of the roller could make the crowning even easier. This provides that the roller is not made of solid material, but separates a roller jacket from a thick core, with an insulating layer additionally being able to be inserted between the roller jacket and the thick core. This makes it possible to create or correct a crown more quickly, since the roll shell reacts more quickly to an input of heat. Above all, a reduction in crowning by cooling takes place more quickly.

Ein weiterer Vorteil ist dann gegeben, wenn die Oberfläche der Walze reflektionsarm ausgestaltet wird, d.h., dass sie Wärme schneller aufnimmt, da sie aufgebrachte Wärme nicht oder nur wenig reflektiert. Beispielsweise könnte die Oberfläche der Walze schwarz verchromt sein.Another advantage is given if the surface of the roller is designed to be low-reflective, i.e. it absorbs heat more quickly because it does not or only slightly reflects the applied heat. For example, the surface of the roller could be black chrome-plated.

FigurenlisteFigure list

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

1 eine schematisch dargestellte Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Herstellen eines flächigen Substrats;
2 eine schematisch dargestellte Draufsicht des oberen Teils der Vorrichtung gemäss 1;
3 eine perspektivische Ansicht des Teils der Vorrichtung gemäss 2;
4 eine schematisch dargestellte Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Herstellen eines flächigen Substrats;
5 eine Frontansicht eines oberen Teils der Vorrichtung gemäss 4.

Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and with reference to the drawing; this shows in

1 a schematically illustrated side view of a device according to the invention for producing a flat substrate;
2 a schematically illustrated plan view of the upper part of the device according to 1 ;
3 a perspective view of the part of the device according to 2 ;
4th a schematically illustrated side view of a further exemplary embodiment of a device according to the invention for producing a flat substrate;
5 a front view of an upper part of the device according to 4th .

Von einer erfindungsgemässen Vorrichtung P zum Herstellen eines flächigen Substrats ist in 1 eine obere Walze 1 gezeigt, die zusammen mit einer unteren Walze 2 einen Walzenspalt 3 ausbildet, durch den ein flächiges Substrat 4 läuft. Dieses flächige Substrat 4 kann beispielsweise eine Folie sein.From a device according to the invention P. for the production of a flat substrate is in 1 an upper roller 1 shown together with a lower roller 2 a nip 3 forms through which a flat substrate 4th running. This flat substrate 4th can for example be a foil.

Zentrisch durchziehen Walzenachsen A die Walzen 1 bzw. 2, wobei die Walzen 1 bzw. 2 um diese Walzenachsen A drehen. Gelagert sind die Walzen 1 bzw. 2 über Wellenstummel 5.Roll axles run through centrically A. the reels 1 or. 2 , with the reels 1 or. 2 around these roller axes A. rotate. The rollers are mounted 1 or. 2 about stub shafts 5 .

Für die obere Walze 1 ist in 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet, dass hier einem inneren Dickenkern 6 der Walze 1 ein Walzenmantel 7 zugeordnet ist. Die gestrichelte Linie 8 soll eine Isolierschicht darstellen.For the top roller 1 is in 1 indicated by a dashed line that here an inner thickness core 6th the roller 1 a roll shell 7th assigned. The dashed line 8th should represent an insulating layer.

Des weiteren ist oberhalb der Walze 1 eine Temperiereinrichtung 9 vorgesehen, die entsprechend dem Walzenmantel 7 gekrümmt ausgebildet ist. In 2 ist ferner erkennbar, dass diese Temperiereinrichtung aus einer Vielzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen 10 besteht, die hier in Reihe nebeneinander über die Breite der Walze 1 angeordnet sind. Auch in 3 sind sie deutlich erkennbar.Furthermore is above the roller 1 a temperature control device 9 provided, which corresponds to the roll shell 7th is curved. In 2 it can also be seen that this temperature control device consists of a large number of heating and / or cooling elements 10 consists, which are here in a row next to each other across the width of the roller 1 are arranged. Also in 3 they are clearly recognizable.

In 3 wird ferner gezeigt, dass über der Walze 1 Sensoren 11 angeordnet sind, welche entlang einer gestrichelt angedeuteten Breite der Walze 1 die Oberflächenausgestaltung und insbesondere die Bombierung oder auch die Biegelinie der Walze 1 ermitteln.In 3 is also shown to be above the roller 1 Sensors 11th are arranged, which along a width of the roller indicated by dashed lines 1 the surface design and in particular the crown or the bending line of the roller 1 detect.

Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:

In vielen Fällen ist es notwendig, dass bei der Herstellung eines flächigen Substrats die Dicke des Substrats sehr genau eingehalten werden muss. Dabei ist aber zu berücksichtigen, dass sich die Temperaturen in der Vorrichtung und insbesondere die Temperatur der Walzen 1 und 2 sowie auch des Substrats 4 verändern. Dies führt über die Zeit gesehen auch zu einer Änderung der Dicke des flächigen Substrats, wobei sich die Dicke auch über die Breite des Substrats unterschiedlich verändern kann. Dies soll erfindungsgemäss durch entsprechende Änderung der Bombierung von einer Walze 1 oder von beiden Walzen 1 und 2 ausgeglichen werden.

The mode of operation of the present invention is as follows:

In many cases it is necessary that the thickness of the substrate must be adhered to very precisely when producing a flat substrate. However, it must be taken into account that the temperatures in the device and in particular the temperature of the rollers 1 and 2 as well as the substrate 4th change. Viewed over time, this also leads to a change in the thickness of the flat substrate, the thickness also being able to change differently over the width of the substrate. According to the invention, this should be done by changing the crowning of a roller accordingly 1 or from both rollers 1 and 2 be balanced.

Das bedeutet, dass die Ersteinstellung des Walzenspaltes 3 auf eine gewünschte Dicke des Substrats anhand von Fachkenntnis bzw. Kennlinien erfolgt. Wird eine Änderung der Dicke des Substrats festgestellt, so wird über eine entsprechende Regelung die Temperiereinrichtung angesprochen. Den einzelnen Temperierelementen, welche aus Heiz- und/oder Kühlelementen 10 bestehen, wird nun der Befehl gegeben, die Oberfläche der Walze 1 bzw. 2 entsprechend zu beheizen bzw. zu kühlen, so dass sich die Bombierung der Walze ändert. Diese Änderung wird laufend durch die Sensoren 11 ermittelt und deren Wert mit den erzielten Änderungen der Dicke des flächigen Substrats, die separat in einer nachgeschalteten Kontrolleinrichtung über die Breite des Substrats ermittelt wird, verglichen. Bevorzugt ist dabei die Regelung als künstliche Intelligenz ausgestaltet, welche aus den ermittelten Parametern und Änderungen Kennlinien erzeugt, die laufend angepasst werden.This means that the first adjustment of the nip 3 is carried out to a desired thickness of the substrate on the basis of specialist knowledge or characteristic curves. If a change in the thickness of the substrate is determined, the temperature control device is addressed via a corresponding control. The individual temperature control elements, which consist of heating and / or cooling elements 10 exist, the command is now given, the surface of the roller 1 or. 2 to be heated or cooled accordingly, so that the crown of the roller changes. This change is continuously made by the sensors 11th and its value is compared with the achieved changes in the thickness of the flat substrate, which is determined separately in a downstream control device over the width of the substrate. The control is preferably designed as an artificial intelligence, which generates characteristic curves from the determined parameters and changes that are continuously adapted.

In den 4 und 5 ist eine etwas abgeänderte Vorrichtung P1 zum Herstellen eines flächigen Substrats 4 dargestellt. Die Änderungen beziehen sich dabei nicht auf die Walzen 1 und 2, sondern auf die Temperiereinrichtung 9. Diese besteht aus einer Vielzahl von Heiz- und Kühlelementen 10, die um die Achse A der Walze 1 herum versetzt um deren Umfang in Reihe über die Breite der Walze hinweg angeordnet sind. In entsprechenden Zwischenräumen 12 zwischen den Heiz- und/oder Kühlelementen können dann die Sensoren 11 zur Ermittlung der Bombierung der Walze 1 angeordnet sein. Die Funktionsweise der beiden Vorrichtungen P und P1 sind aber gleich. In the 4th and 5 is a somewhat modified device P1 for producing a flat substrate 4th shown. The changes do not relate to the rollers 1 and 2 , but on the temperature control device 9 . This consists of a large number of heating and cooling elements 10 around the axis A. the roller 1 around the circumference of which are arranged in series across the width of the roller. In appropriate intervals 12th The sensors can then between the heating and / or cooling elements 11th to determine the crown of the roller 1 be arranged. How the two devices work P. and P1 are the same.

11: obere Walzeupper roller
22: untere Walzelower roller
33: WalzenspaltNip
44th: SubstratSubstrate
55: WellenstummelShaft stub
66th: DickenkernThickness core
77th: WalzenmantelRoll shell
88th: IsolierschichtInsulating layer
99: TemperiereinrichtungTemperature control device
1010: Heiz-und/oder KühlelementHeating and / or cooling element
1111th: Sensorsensor
1212th: Zwischenraum Space
AA.: Achse axis
PP.: Vorrichtungcontraption

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 69115339 T2 [0003]
DE 68906175 T2 [0003]
DE 102004035630 A1 [0004]
US 3182587 [0005]
DE 2713917 A1 [0006]

Claims

Method for producing a flat substrate (4), in particular a film from one or more layers, by means of at least one roller (1, 2), via which a thickness of the flat substrate (4) is determined over its width, characterized in that - The roller (1) is subjected to heat and / or cold from the outside by a temperature control device (9) arranged over the width of the roller (1); - A crowning of the roller (1) is determined by means of sensors (11) distributed over the width of the roller (1); - When a thickness of the substrate (4) changes, the temperature control device (9) for the purpose of changing the crowning of the roller (1), the roller (1) is applied from the outside in a controlled manner with heat and / or cold until the crowning has the desired thickness Substrate (4) generated.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that characteristic curves for the temperature control device (9) are or also generated from the results obtained, in particular the configuration of the crowning of the roller (1) across its width and the change in the thickness of the substrate (4) in relation to time include known bending lines of the roller (1).

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the crowning of the roller (1) is determined by sensors (11) from the outside.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the crowning of the roller (1) is determined capacitively by the sensors (11).

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flat substrate (4) is produced by at least two rollers (1, 2) which together form a roller gap (3) through which the substrate (4) is passed.

Procedure according to Claim 5 , characterized in that the forces acting in the roller gap (3) are determined and included in the regulation for changing the crowning of the roller (1) or also in the creation of the characteristic curves.

Device for producing a flat substrate (4), in particular a film from one or more layers, by means of at least one roller (1, 2), by means of which a thickness of the flat substrate (4) is determined over its width, characterized in that the roller (1) is assigned a temperature control device (9) which is arranged over the width of the roller (1) and with which the roller (1) can be tempered from the outside.

Device according to Claim 7 , characterized in that the temperature control device (9) consists of a plurality of heating and / or cooling elements (10).

Device according to Claim 7 or 8th , characterized in that the heating and / or cooling elements (10) are arranged in a row across the width of the roller (1).

Device according to Claim 9 , characterized in that several rows of heating and / or cooling elements (10) are arranged over the circumference of the roller (1)

Device according to at least one of the Claims 7 or 10 , characterized in that the heating and / or cooling elements (10) are arranged offset over the circumference of the roller (1).

Device according to at least one of the Claims 7 - 11th , characterized in that the roller (1) is assigned at least one sensor (11) for determining the thickness of the roller (1) or the change in the thickness of the roller (1).

Device according to Claim 12 , characterized in that several sensors (11) are arranged distributed over the width of the roller (1).

Device according to at least one of the Claims 7 - 13th , characterized in that the roller (1) has a roller jacket (7) which is spaced apart from a thickness core (6) of the roller (1).

Device according to Claim 14 , characterized in that an insulating layer (8) is provided between the thickness core (6) and the roll shell (7).

Device according to at least one of the Claims 7 - 15th , characterized in that the surface of the roller (1) is designed to be low-reflection.

Device according to Claim 16 , characterized in that the surface of the roller (1) is black chrome-plated.