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Die Erfindung
betrifft eine Anpressvorrichtung für eine Doppelbandpresse gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Derartige Anpressvorrichtungen werden
für Doppelbandpressen
insbesondere bei der Herstellung und/oder Beschichtung von ein- oder mehrlagigen
Bahnen aus verschiedenen Materialien verwendet.
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Die Doppelbandpressen weisen ein
umlaufendes oberes Pressband und ein umlaufendes unteres Pressband
auf, zwischen denen das zu verpressende Material aufgenommen, in
Förderrichtung
gefördert
und hierbei verpresst und anschließend ausgegeben wird. Die Verpressung
erfolgt zwischen dem Untertrum des oberen und dem Obertrum des unteren
Pressbandes durch eine Anpressvorrichtung, die gleitend an den Stahlbändern anliegt
und diese mit vorgegebenem Druck zusammenpresst. Die Anpressvorrichtung
weist hierbei mit Druck beaufschlagbare, temperierbare Heizplatten
auf, auf denen mehrere in Transportrichtung aneinanderliegende Belageinsätze aufgenommen
sind, wobei jeder Belageinsatz eine Trägerplatte und einen aus zum Beispiel
Kunststoff hergestellten Gleitbelag aufweist. Einer Gleitfläche des
Gleitbelags wird ein Gleitmittel bzw. Gleitmedium über Zuführbohrungen,
die sich durch die Heizplatte, Trägerplatte und Gleitbelag bis zur
Gleit fläche
erstrecken, zugeführt
und entsprechend über
Abführbohrungen
wieder abgeführt.
Zur Verbesserung des Gleitverhaltens erfolgt die Zuführung des
Gleitmittels im allgemeinen unter Druck, wobei das Gleitmittel sich über die
Zuführbohrungen und
auf den Gleitflächen
ausgebildeten Nuten in Querrichtung über die gesamte Pressfläche bzw. Gleitfläche verteilen
kann und das Material hierdurch relativ gleichmäßige Pressbedingungen erfährt. Die Abführung des
Gleitmittels erfolgt zum einen über
die Abführbohrungen,
die sich entsprechend den Zuführbohrungen
erstrecken, und zum anderen über
seitliche Kanten der Gleitflächen
bzw. Pressflächen.
Das abgeführte
Gleitmittel wird wieder dem Gleitmittel-Kreislauf zugeführt.
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Durch die gleichmäßige Verteilung des Gleitmittels – im allgemeinen Öl – zwischen
die Gleitfläche und
das Stahlband, kann ein direkter Kontakt dieser Bauteile weitgehend
vermieden werden, so dass ein geringer Reibwert und geringer Verschleiß erreicht wird.
Eine gleichmäßige Verteilung
ist hierbei wichtig, um einen gleichmäßigen Druck und eine gleichmäßige Temperatur
während
des Transports des Materials zwischen den Pressflächen und
somit ein homogenes Ausgangsmaterial zu erhalten. In den seitlichen
Randbereichen der Presse liegt der Pressdruck des Gleitmittels in
unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Atmosphärendruck der umgebenden Atmosphäre sowie
des seitlich austretenden Gleitmittels. Dementsprechend ist es schwierig,
auch in den seitlichen Randbereichen den gleichmäßigen Druck in dem Gleitmittel
aufrechtzuerhalten.
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Die
EP 0 491 972 A1 zeigt eine Anpressvorrichtung
für eine
Doppelbandpresse, bei der sich in Querrichtung erstreckende Nuten
in der Gleitfläche des
Gleitbelages ausgebildet sind, um das Gleitmedium insbesondere in
den äußeren Bereichen
zu verwirbeln. Die hierdurch erreichbare Gleichmäßigung ist jedoch bei der Bearbeitung
bestimmter Materialien nicht ausreichend, so dass die Einsatzmöglichkeit derartiger
Pressen begrenzt und ihre Wirtschaftlichkeit erheblich beeinträchtigt ist,
und insbesondere müssen
Materialien, die eine gleichmäßige Verpressung über ihre
Quererstreckung erfordern, daher im allgemeinen in anderen Pressvorrichtungen
bearbeitet werden, die keine kontinuierliche Zuführung und Verpressung ermöglichen.
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Die
DE 197 30 152 A1 zeigt eine Doppelbandpresse
der eingangs genannten Art. Hierbei sind in den Gleitflächen verschiedene
Nuten und Blindnuten ausgebildet, wobei in Hauptbereichen ausgebildete
Nuten in Zuführ-
und Abführöffnungen für das Gleitmittel übergehen,
in Außenbereichen ausgebildete
Nuten zur Verwirbelung, zum Druckabbau und zum Auffangen seitlich
aus einem Pressbereich austretenden Gleitmittels dienen, und in
zwischen den Hauptbereichen und Außenbereichen angeordneten Übergangsbereichen
Blindnuten ausgebildet sind.
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Die
DE 44 14 957 C2 zeigt eine Doppelbandpresse
mit einer Anpressvorrichtung, in deren Gleitbelag Nuten ausgebildet
sind, wobei einigen der Nuten Gleitmittel zugeführt wird, das einen Gleitfilm
auf dem Gleitbelag bildet, und über
andere Nuten dieses Gleitmittel wieder abgeführt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber herkömmlichen
Anpressvorrichtungen für Doppelbandpressen
Verbesserungen. zu schaffen und insbesondere eine Anpressvorrichtung
für eine Doppelbandpresse
und eine Doppelbandpresse mit einer derartigen Anpressvorrichtung
zu schaffen, die bei kontinuierlicher Materi alzufuhr gleichmäßige Anpressbedingungen,
insbesondere über
ihre Quererstreckung, ermöglichen.
Dies soll vorteilhafterweise mit relativ geringem Aufwand, insbesondere
geringem zusätzlichen
apparativen Aufwand, möglich sein.
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Diese Aufgabe wird durch eine Anpressvorrichtung
nach Anspruch 1 gelöst.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis
zugrunde, dass Ungleichmäßigkeiten
in der Gleitmittelströmung auf
den Gleitflächen
wesentlich durch Gleitmittel-Leckströme zwischen den druckübertragenden Elementen
verursacht werden. Versuche haben hierbei ergeben, dass ein nicht
zu vernachlässigender Anteil
des Gleitmittels zwischen Heizplatte und Trägerplatte sowie Trägerplatte
und Gleitbelägen
und zwischen den Gleitbelägen
fließt,
was zu Ungleichmäßigkeiten
der Druckverteilung und Druckmittelzuführung und -abführung auf
den Gleitflächen
führt. Derartige
Leckagen erfolgen insbesondere aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten
des Kunststoffmaterials der Gleitbeläge und der Metallteile sowie
der hohen Temperaturunterschiede zwischen Ruhezustand und verschiedenen Betriebszuständen. Durch
geeignete Maßnahmen zur
Erhöhung
des Strömungswiderstandes
zwischen den druckübertragenden
Elementen kann eine deutliche Verbesserung der Anpressbedingungen
zwischen Gleitflächen
und Metallbänder
erreicht werden.
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Als Strömungswiderstand erhöhende Mittel können sowohl
zusätzliche
Dichtungen als auch Nuten in den Oberflächen der Bauelemente in den
betreffenden Zwischenräumen
vorgesehen sein. Zusätzliche
Dichtungselemente blockieren bzw. behindern hierbei direkt eine
Leckage des Gleitmittels durch den betreffenden Zwi schenraum. Die
Nuten bzw. Oberflächen-Profilierungen
erhöhen
den Strömungswiderstand
insbesondere durch örtliche
Verwirbelungen; weiterhin kann eine seitliche Abführung des
Gleitmittels an den betreffenden Stellen erreicht werden.
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Leckagen des Gleitmittels können bereits
bei der Zuführung
des Gleitmittels durch die Heizplatte, Trägerplatte und den Gleitbelag
auf die Gleitfläche auftreten.
Weiterhin kann Gleitmittel zwischen den einzelnen Gleitbelägen abfließen und
zum Beispiel eine Strömung
zwischen Gleitbelägen
und Trägerplatte
oder zwischen Trägerplatte
und Heizplatte bilden.
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Örtliche
Verwirbelungen, die zu einer deutlichen Erhöhung des Strömungswiderstandes
führen, können insbesondere
durch eine Vielzahl auf einer zweidimensionalen Oberfläche angeordneter
Nuten bzw. Verwirbelungsnuten erreicht werden, deren Nutanfang und
Nutende auf der betreffenden Oberfläche liegen. Weiterhin können sich
in Querrichtung, insbesondere über
die ganze Breite der betreffenden Oberfläche erstreckende Nuten sowie
Ringnuten vorgesehen sein, wobei in die Quernuten und Ringnuten eine
entsprechende Dichtung eingesetzt werden kann. Auch in den O-Ring-Dichtungen um die
Gleitmittel-Zuführbohrungen
und Gleitmittel-Abführbohrungen
herum können
ergänzend
Oberflächen-Profilierungen bzw.
Nuten zur Verminderung der Leckage durch diese Dichtungen vorgesehen
sein.
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Eine Leckage von Gleitmitteln zwischen
die Gleitbeläge
kann durch einen geeigneten Feder-Nut-Eingriff zwischen zwei aneinandergrenzenden
Gleitbelägen
zumindest beeinträchtigt
werden. Auf der Vorderseite bzw. Oberseite der Heizplatte vorgesehene
Leisten zur Aufnahme der aus Trägerplatte
und Gleitbelag bestehenden Belageinsätze kann zumindest stellenweise – zum Beispiel
in seitlichen Leistenbereichen – durch
Dichtelemente aus zum Beispiel Kunststoff oder einem anderen elastischen
Material gebildet werden.
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Erfindungsgemäß kann somit auf überraschend
einfache Weise durch Verhinderung oder Beeinträchtigung bzw. Behinderung von
Gleitmittel-Leckagen und einer Gleitmittelströmung unterhalb der Gleitfläche die
Strömung
des Gleitmittels und die Gleitmittelbedingungen auf der Gleitfläche vergleichmäßigt werden,
wodurch gleichmäßige Umgebungsbedingungen
beim Pressvorgang erreicht werden.
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Indem erfindungsgemäß eine hohe
Gleichmäßigkeit
der Pressbedingungen insbesondere auch in seitlichen Randbereichen
erreicht wird, kann eine gleichmäßige Bearbeitung
der eingegebenen Materialien erreicht werden und die Einsatzmöglichkeit
der kostengünstig
arbeitenden Doppelbandpressen mit kontinuierlicher Zuführung auf
zusätzliche
Materialien erweitert werden.
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Durch die Vergleichmäßigung der
Zuführung des
Gleitmittels kann insbesondere ein örtlicher Verschleiß der Gleitbeläge in Bereichen
schlechter Schmierung verhindert werden, der zu der Verungleichmäßigung des
bearbeiteten Materials führt.
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Ein Auswechseln der einem Verschleiß unterliegenden
Gleitbeläge
kann auf einfache Weise durch eine formschlüssige Aufnahme, insbesondere eine
Schwalbenschwanzführung
der Gleitbeläge
auf den Trägerplatten,
erreicht werden. Die Schwalbenschwanzführung wird hierbei an einem
Ende durch eine entsprechende Hintergreifung der Trägerplatte und
einem anderen, zum Beispiel hinteren oder vorderen Ende, durch eine
Abschlussleiste mit einer entsprechenden Hintergreifung gebildet,
wobei die Abschlussleiste auf der Trägerleiste zum Beispiel durch eine
Schraubverbindung befestigt ist.
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Vorteilhafterweise kann durch eine
Vielzahl erfindungsgemäßer Dichtmaßnahmen
eine weitgehende Abdichtung und Unterbindung der Leckagen erreicht
werden.
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Durch die Verringerung der Leckagen
des Gleitmittelstroms kann auch eine effizientere Temperaturankopplung
der Anpressvorrichtung an die Stahlbänder – sowohl zur Heizung als auch
zur Kühlung – erreicht
werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand
der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Doppelbandpresse mit einer Anpressvorrichtung;
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2a eine
Draufsicht auf die Gleitflächen mehrerer
aneinanderliegender Gleitbeläge
der erfindungsgemäßen Anpressvorrichtung;
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2b einen
Schnitt A-A aus 2a;
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3a eine
teilweise gebrochene Darstellung eines Eckbereiches eines Belageinsatzes
und eines entsprechenden Oberseitenbereiches der Heizplatte zur
Aufnahme des Belageinsatzes;
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3b eine
Draufsicht auf die Oberseite einer Heizplatte;
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4 eine
perspektivische Ansicht einer zu 3a alternativen
Ausführungsform;
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5 eine
perspektivische, teilweise gebrochene Ansicht zweier aneinander
angrenzender Belageinsätze
gemäß einer
weiteren Ausführungsform der
Erfindung;
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6a eine
Druntersicht auf eine Trägerplatte;
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6b einen
Schnitt B-B aus 6a
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7a eine
Druntersicht auf eine Trägerplatte
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
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7b einen
Schnitt C-C aus 7a;
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7c einen
Schnitt D-D aus 7a;
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8a eine
Druntersicht auf eine Trägerplatte
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
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8b einen
Schnitt E-E aus 8a;
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8c einen
Schnitt F-F aus 8a;
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9 eine
perspektivische Ansicht einer Trägerplatte
gemäß einer
weiteren Ausführungsform der
Erfindung.
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Eine Doppelbandpresse 33 weist
eine obere Einlauftrommel 1a und eine obere Auslauftrommel 2a auf,
zwischen denen ein umlaufendes oberes Stahlband 3a gespannt
ist. Zwischen einer gegensinnig zur oberen Einlauftrommel 1a drehenden
unteren Einlauftrommel 1b und einer unteren Auslauftrommel 2b ist
ein unteres Stahlband 3b gespannt. In Förderrichtung F wird eingegebenes
Material zwischen die Einlauftrommeln 1a, 1b zugeführt und
zwischen einem unteren Trum des oberen Stahlbandes 3a und einem
oberen Trum des unteren Stahlbandes 3b aufgenommen, befördert und
hierbei verpresst, woraufhin es zwischen den Auslauftrommeln 2a, 2b in
Förderrichtung
F ausgegeben wird. Hierbei kann ein Material hergestellt und/oder
beschichtet werden, wobei ein- oder mehrlagige Bahnen aus teilchenförmigem Ausgangsmaterial,
aus abzuwickelndem Folienmaterial, aus einer ein- oder mehrlagigen
harzgetränkten Papierbahn,
Glasgewebebahn, Glasfasermatte, Metallfolie oder Metallband, oder
einem anderen geeigneten Material verwendet werden. Die Verpressung zwischen
den Stahlbändern 3a, 3b erfolgt
mittels einer Anpressvorrichtung 6, die aus einer oberen
und einer unteren Hälfte
besteht, die jeweils aus druckübertragenden
Elementen zusammengesetzt sind. Diese druckübertragenden Elemente sind
jeweils eine obere und eine untere Heizplatte 4a, 4b und
auf den Heizplatten 4a, 4b aufgenommene Belageinsätze 5a, 5b,
die jeweils gemäß 2b als Elemente eine Metallträgerplatte 7,
einen Gleitbelag 8 und eine Abschlussleiste 10 aufweisen.
Zur Vereinfachung wird im Folgenden lediglich die Ausbildung der
unteren Hälfte
der Anpressvorrichtung 6 gezeigt.
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Auf der Heizplatte 4 sind
mehrere Belageinsätze 5 in
Förderrichtung
F aneinandergrenzend angeordnet. Sie können einzeln herausgenommen, ausgewechselt
und wieder eingesetzt werden.
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Als Gleitmittel wird Öl durch
nicht gezeigte Zuführbohrungen
in der Heizplatte 4 und Zuführbohrungen 17 in
der Trägerplatte 7 und
dem G1eitbelag 8 den Gleitflächen 34 zugeführt, um
einen dünnen Gleitmittelfilm
zwischen den Gleitflächen 34 und
den umlaufenden Stahlbändern 3a zu
bilden. Die Gleitmittelabführung
erfolgt unter anderem über
in 2a gezeigte Abführbohrungen 18,
die entsprechend den Zuführbohrungen 17 ausgebildet
sind.
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Die Metallträgerplatten 7 liegen
mit ihrer Unterseite 23 auf einer z.B. in 3 gezeigten
Oberseite 28 der Heizplatte 4 auf. Die Begrenzung
und Aufnahme der Trägerplatten 7 erfolgt über sich
in Querrichtung erstreckende Leisten 24 und Leistenbereiche 26, 27.
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Zwischen einer Oberseite 14 der
Metallträgerplatte 7 und
einer Unterseite 38 des Gleitbelages 8 ist ein
Zwischenraum 19 ausgebildet. Da die Metallträgerplatte 7 aus
Metall und der Gleitbelag aus einem Kunststoff ausgebildet ist,
die unterschiedliches Wärmeausdehnungsverhalten
zeigen, ist die Größe des Spaltes
von den jeweiligen Betriebszuständen, insbesondere
Temperatur und Temperaturgradient, abhängig. Eine formschlüssige Aufnahme
der Gleitbeläge 8 erfolgt
durch eine Schwalbenschwanzführung 11,
die durch in 3a gezeigte
Vorsprünge 44 des
Gleitbelages 8 und diese aufnehmende Hintergreifungen 42 der
Trägerplatte 7 an
einem Ende des Gleitbelages 8 sowie eine Abschlussleiste 10 mit
einem oberen Vorsprung auf dem anderen Ende, vorzugsweise dem in
Förderrichtung
F hinteren Ende des Gleitbelages 8, gebildet wird. Die
Abschlussleiste 10 liegt hierbei mit ihrem unteren Ende
in einer entsprechenden Abstufung der Trägerplatte 7. Die Befestigung
der Abschlussleisten 10 an der Metallträgerplatte 7 erfolgt über z.B.
Schrauben 9 von der Unterseite der Metallträgerplatte 7 her.
Die Metallträgerplatte 7 weist
um die Gleitmittel-Zuführbohrung 17 – entsprechend
auch um die Gleitmittel-Abführbohrung 18 – O-Ring-Nuten
mit O-Ringen 20 zur Abdichtung auf der Oberseite 28 der
Heizplatte 4 auf.
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Die Gleitfläche 34 weist sich
diagonal zur Förderrichtung
F erstreckende Zuführ-
und Abführnuten 13 auf,
wobei die Zuführbohrungen 17 und
Abführbohrungen 18 in
alternierend aufeinanderfolgenden Nuten 13 und mit seitlichem
Versatz zueinander vorgesehen sind. Hierdurch wird eine Vergleichmäßigung des
Gleitmittelfilms zwischen den Nuten 13 erreicht. Zwischen
den Gleitbelägen 8 aus
Kunststoff sind Spalte 1 ausgebildet, die Toleranzen aufgrund des
Wärmeverhaltens
des Kunststoffs der Gleitbeläge 18 auffangen.
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Die Trägerplatten 7 weisen
Aussparungen 22 auf, die entsprechend 3a an die sich in Querrichtung erstreckenden
Leisten 24 bzw. Leistenbereiche 27, 26 angelegt
werden, wodurch ein Verrutschen der Belageinsätze 5 in Förderrichtung
F vermieden wird. Die Leisten 24 und Leistenbereiche 26, 27 weisen
zu drei Seiten hin Oberflächen 39 auf. 4 zeigt den entsprechenden
Einsatz der Belageinsätze 5 in
Leistenbereiche 26, 27. In 4 sind Nuten 35 in der Oberfläche 39 der
Leistenbereiche 26 ausgebildet, wobei die äußeren Leistenbereiche 27 bei
dieser Ausführungsform
als Dichtelemente aus z.B. Kunststoff zur Abdichtung des Gleitmittelfilms zwischen
der Heizplatte 4 und der Trägerplatte 7 dienen.
Die in 4 in dem Leistenbereich 26 gezeig ten Nuten 35 können entsprechend
auch in der Leiste 24 der 3 ausgebildet
sein. Die Nuten 35 erstrecken sich hierbei vorteilhafterweise
in Förderrichtung
F. Eine entsprechende Be- schreibung der Nuten 35 erfolgt
weiter unten bei weiteren Ausführungsformen.
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Gemäß 5 sind
in Stirnseiten 12, 21 aneinandergrenzender Gleitbeläge 8 jeweils
eine sich in Querrichtung erstreckende Feder 48 und eine
Nut 50 zum gegenseitigen Eingriff vorgesehen, wodurch ein Dichtlabyrinth
gebildet wird.
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Gemäß der Ausführungsform der 6 sind auf
der Unterseite 23 der Metallträgerplatte 7 Nuten 35 ausgebildet.
Die Nuten können
sich vorteilhafterweise über
die ganze zweidimensionale Fläche
der Unterseite 23 erstrecken, wobei Dichtbereiche um die
Bohrungen 17, 18 ausgenommen sind, indem zumindest
die Fläche
innerhalb der O-Ringe 20 frei von derartigen Nuten 35 ist.
Die. Nuten 35 können
gerade – vorzugsweise
in Förderrichtung
F gerichtet – gekrümmt, sich
schneidend oder nicht schneidend sein, wobei die maximale Erstreckung
der nutenfreien Zonen zwischen einzelnen Nuten 35 maximal
5 mm und zum Beispiel 3 mm beträgt.
Die Nutentiefe ist vorteilhafterweise mindestens 0,5 mm, die Länge ist
10 mm; Nutanfang und Nutende liegen hierbei innerhalb der betreffenden
Oberfläche.
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Gemäß der Ausführungsform der 7 sind in
den Unterseiten 23 der Metallträgerplatten 7 sich
in Querrichtung erstreckende Nuten 37 mit. Dichtungen 139 eingesetzt,
wie in der Schnittansicht der 7c ersichtlich.
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Gemäß der Ausführungsform der 8 ist
in der Unterseite 23 der Metallträgerplatte 7 eine umlaufende
O-Ring-Nut 52 mit eingesetztem O-Ring 54 vorgesehen,
wobei der Flächenbereich
innerhalb der O-Ring-Nut 52 frei von Verwirbelungsnuten 35 ist. Die
O-Ring-Nut 52 schließt
hierbei die O-Ringe 20 um die Zuführbohrungen 17 und
Abführbohrungen 18 ein,
so dass durch die Bohrungen ein- bzw. austretendes Öl am Austreten
aus dem Zwischenraum unterhalb der Unterseite 23 der Metallträgerplatte 7 und
der Oberseite 28 der Heizplatte 4 gehindert wird.
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Gemäß der Ausführungsform der 9 sind in der Metallträgerplatte 7 sich
in Querrichtung erstreckende Öl-Abführnuten 56 vorgesehen,
in die Öl
von der Oberseite 14 über
z.B. diagonal verlaufende Zuführnuten 58 seitlich
austreten kann, wo es wieder aufgefangen und dem Ölmittel-Kreislauf
zugeführt wird.