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Vorrichtung sur kontinuierlichan Herstellung von Behnen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Bahnen vorbestimmter,
gleichmä#iger Stärke aus flie#fähgen Stoffen. Insbesondere ist die Vorrichtung für
die Verarbeitung von Stoffen bestimmt, die wis wärmchärtbare Kunstharse fest werden
und sich durch Auswazen oder andere bekannte Techniken nicht verformen lassen.
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Kalanderwalsen und ähnliche Vorrichtungen scheiden für dlesen Zweck
von vornherein aus, da die Eingabe und gleichmä#ige Vorstellung einer flie#fähigen
Masse sehr schwierig ist und die Aufenthaltsdauer der Masse zwischen den rotierenden
Walzen für das Festwerden der Masse nicht ausreicht. Es sind ferener Vorrichtungen
bekannt, die aus einer Triol und einem gegen die Trommeloberfläche gepreßten, über
einen größeren Teil des Umfanges der Trommel mitlaufenden endlosen Band bestehen.
Bei einer für technische Zwecke ausreichenden Laufgeschwindigkeit d. h genügender
Produktionsgeschwindigkeit, ist auch bei einer derartigen Vorrichtung die Aufenthaltsdauer
Verhältnismä#ig kurz und in den meisten Fällen, z.B. sum Verfestigen eines
wärmehärtbaren
Rarzes, nicht ausreichend. DarUber hinaus treten wegen der verhältnismäsig kleinen
Fläche der einander gegniüberliegenden Bereiche der Trommel- und bandoberfläche
zwischen denselben sehr hohe Drucke auf, die dann besonders nachteilig sind, wenn
ein Material mit Zellstruktur erzeugt werden soll.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe :qunde, eine Vorrichtung
zu entwickeln, bei der zur Überwindung der genannten Schwierigkeiten fUr die kontinuierliche
Herstellung von Bahnen zwei übereinander angeordnete wilaufende Bänder vorgegehen
sind. Bei genügender Länge der verwendeten Bänder ist die Aufenthaltsdauer der zu
verarbeitenden Masse zwischen den formenden Flächen selbst bei hoher Laufgeschwindigkeit
der Maschine ausreichend. Die Schwierigkeit besteht hierbei in erster Linie darin,
einen exakten Abstand der Bänder voneinander und damit eine genaue Dimensionierung
der Produl@tstärke Uber die ganze Bahnbreite und -länge zu gewährleisten.
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Darüber hinaus muß eine Relativbewegung der Bänder zueinander sowohl
in Bewegungsrichtung als auch quer dazu ausgeschaltet werden, da sonst die Gefahr
einer Zerstörung des halbefesten Produktes besteht. Stahlbänder, die wegen ihrer
besonders langen Lebensdauer bevorzugt werden, haben die Neigung, sich schon bei
kleineren Temperaturschwankungen ru verweilen, was zur Erzeugung eines Produktes
schwankender Stärke führt.
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Auch dieses Problem soll mit der erfindungsgemä#en Vorrichtung Uberwunden
werden.
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Zur Ldsung dieser Aufgaben wird mit der Erfindung eine Vor richtung
der genannten Gattung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch zwei endlose,
Ubereinander angeordnete und miteinander synchron umlaufende Bänder, die jeweils
über mindestens zwei Walzen geführt und durch diese gespannt sind, wobei vorzugsweise
das eine Band angetrieben ist, während das andere Band durch das angetriebene in
Betrieb genommen wird Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das nicht angetriebene
Band in Richtung der Walzenachsen entsprechend den seitlichen Bewegungen des angetriebene
Bandes begrenzt beweglich gelagert. Die erfindungsgemä#e Vorrichtung kann zwar so
aufgebaut sein, daß beide Bänder mit genau der gleichen Geschwindigkeit angetrieben
sind; es hat sich Jedoch herausgestellt, daß schädliche Relativbewegungen zwischen
den Bändern auf besonders einfache Weise ausgeschaltet werden können, wenn nur eines
der beiden Bänder angetrieben ist und das andere durch die Haftung bzw. Reibung
an der dazwischen liegenden Masse mitgenommen wird und frei mitläuft. Damit das
nicht angetriebene Band auch einer eventuell auftretenden seitlichen Verschiebung
defi angetriebenen Sandes folgen kann, ist das erstere vorzugsweise seitlich begrenzt
beweglich.
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Im folgenden soll die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert
werden, welche eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausfürungsform zeigt.
Der die gaanze Vorrichtung tragende. Rahmen ist dabei fortgelassen, um die Übersichtlichkeit
zu erhöhen.
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Die Vorrichtung besteht ans einer ällgemein mit der Bezugs ziffer
1 bezeichneten unteren Hälfte sowie der zugehörigen oberen Hälfte 2. Das untere
Band 10 läuft in Pfeilrichtung Uber die beiden Spannwalzen 11 und 12. Bei der gezeigten
Ausführungsform läuft ferner das obere Trumm des unteren Bandes 10 in einer nach
oben bzw. außen gerichteten Kurve über eine weitere, an der Eingabeseite der Vorrichtung
in bei wegungarichtung hinter der ersten Spannwalze 11 des unteren Bandes 10 angeordnete
drehbare Führungswalze 15. Zweckmä#igerweise ist die zusätzliche FUhrungswalze 15
des unteren bandes 10 insbesondere in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert,
um das Ausma# der Krümmung des oberen Trumms des unteren Bandes 10 verändern zu
können. Diese Walze 15 liegt gleich teilig so neben der ersten Spannwalze 21 des
oberen Bandes 20, daß durch diese beiden Walzen ein Schlitz zwischen den Bändern
10 und 20 gebildet wird, der der gleichmä#igen Verteilung der auf das Band 10 aufgegebenen
Masse dient, wobei die Schlitzbreite vom Abstand der Walzen abhängig 1st. Durch
die Breite dieses Schlitzes wird Im wesentlichen die Stärke der
erzeugten
Bahn bestimmt, wobei vorzugsweise so viel flüssige Masse zugeführt wird, daß diese
sich über die gesamte Breite der Bänder verteilt.
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Das untere Band 10 ist vorzugsweise länger als das obere Band 20,
so daß es an der Eingabeseite der Vorrichtung (in der Zeichnung auf der linken Seite)
unter dem oberen Band herausragt; auf diesen herausragenden Abschnitt lO2des Bandes
10 wird die zu verarbeitende Masse aus einer geeigneten regulierbaren Vorrichtung
aufgegeben. Für die Verteilung der Masse Uber die gesamte Bandbreite an dem zwischen
der Spannwalze 21 des oberen Bandes 20 und der Walze 15 des unteren Bandes 10 gebildeten
Schlitz ist der Bereich 10' des Bandes 10 ansteigend angeordnet, wobei seine Neigung
durch Verstellen der Spannwalze 11 verändert werden kann. Zu diesem Zweck ist die
Achse 17 der Walze 11 in zwei kreisbogenförmigen Puhrungen 18 gelagert. Die Schwenkbewegung
kann durch hydraulische Zylinder 41 erfolgen. Das Ausmaß der Neigung des Bandbereiches
109 hängt unter anderem von der Laufgeschwindigkeit des Bandes 10, der Viskosität
der zu verarbeitenden Masse und unter Umständen von der Bandtemperatur ab* tie Neigung
wird im allgemeinden um so geringer gewählt werden, Je geringer die Visko sitzt
und Je niedriger die Fandgeschwindigkeit ist. um ein Zurücklaufen der Masse in der
der Bandbewegung entgegengesetzten Richtung zu vermeiden. In der Zeichnung ist die
Vorrichtung
in der Stellung dargestellt, in der sich die Walse 11 fast am tiefsten Punkt befindet,
womit gleichzeitig die größte Neigung für den Bandbereich 10'erreicht ist. Ein derartig
steiler Anstieg kommt nur bei einer verhältnismä#ig viskosen Masse oder bei sehr
hoher Bandlaufgeschwindigkeit in Frage. Eine zweite Stellung 112 der Walze 11 ist
in der Zeichnung mit gestrichelten Linien angedeutet. In dieser Stellung weist der
unter dem oberen Band 20 hervorragende Teil des oberen Trumms des Bandes 10 praktisch
keine Neigung mehr auf; in dieser Stellung können selbst sehr niedrig viskose Massen
bei verhältnismä#ig geringer Bandgeschwindigket verarbeitet werden, ohne daß ein
Zurücklaufen der Masse in der der 3andbewegung entgegengesetzten Richtung Befürchtet
zu werden braucht.
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Es hat sich ferner als günstig erwiesen, das obere Trumm des unteren
Bandes 10 in einer nach außen gebogenen Kurve aber weitere drehbar gelagerte Führungsrollen
16, 16', 16"...... zu führen. Hierdurch wird einmal eine gleichmäßige Verteilung
des vom oberen Band 20 auf das untere Band 10 ausgeübten Druckes erreicht. Zum weiteren
kann durch eine Führung der Bonder in Kurvenform eine Verwellung derselben weitgehend
vermieden werden. Steife Bänder, insbesondere die wegen ihrer Uußerst hohen Lebensdauer
vorzugsweisa eingesetzten
Stahlbänder, nmeigen dazu, sich bei ungleichmä#iger
Erhitzung oder Belastung zu verwerten oder verwellen. Diese Erscheinung tritt besonders
stark in Erscheinung, wenn die Bänder plan gefrhrt werden, wird Jedoch weitgehend
zurückgedrängt, wenn nan einem Band eine gewisse Krümmung aufzwingt. Es liegt auf
der Hand, da# bei einer Verwellung der Bänder die gleichmä#ige Produktstärke nicht
mehr gewährleistet ist, so da# der gebogenen, kurvenförmigen Führung der Bänder
im Rahmen der Erfindung gro#e Bedeutung zukommt.
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Kino ungleichmä#ige Erwärmung oder Belastung der Blnder kann au#erdem
dazu führn, daß deren Lange insgesamt oder auch nur längs einer Kante schwankt.
Zum Ausgleich dieser Längenschwankungen ist vorzugsweise für das Band 10 eine weitere
Ausgleichswalze 13 vorgesehen, die bei der dargestellten Ausführungsform innerhalb
des Bandes 10 angeordnet ist und gegen das untere Trumm des Bandes drückt. Auf die
Achse dieser Walze 1) wirkt Uber zwei hydraulische Zylinder 42, 43, eine bestimmte
kraft ein, alt der die Walze 13 gegen das vorbeilaufenden Sand 10 gepreßt wird.
Sobald das Band 10 beispielswise auf einer Seite eien etwas grö#ere Länge aufweist
als auf der anderen, wird die Ausgleichswalze 13 entsprechend schräggestellt, so
da# das Band über seine ganze Breite stets straff gespannt bleibt und die Längenschwankungen
sich im
Arbeitsbereich des Bandes 10 nicht auswirken können.
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Im allgemeinen ist es ausreichend, wenn nur eine Spannwalze des unteren
Bandes 10 direkt oder indirekt angetrieben ist; gemä# der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsform greift der Antriebsmotor 35 Uber eine geelgnete Übertragung 36 an
der Spannwalze 12 des unteren Bandes 10 an. Durch eine direkts Kraftübertragung
(nicht dargestellt) kann die entaprechende Spannwalze 22 des oberen Bandes 20 synchron
angetrieben werden. Vorsugsweise wird Jedoch auf einen ständigen Antrieb des oberen
Bandes verzichtet und die Kraftübertragung so ausgebildet, daß sie nach Anfahren
der Vorrichtung unterbrochen werden kann, sobald durch die zwischen den Bändern
10 und 20 befindliche Masse eine ausreichende Haftung bzw.
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Reibung rur das Mitnehmen des freilaufenden, nicht angetrieb.nen Bandes
20 vorhanden ist. Eine unerwünschte Relativbewegung zwischen den Bändern in Bewegungsrichtung
wird dadurch praktisch vollständig ausgeschlossen.
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Des obere,im Vergleich zum unteren Band 10 vorzugsweise etwas kürzere
Band 20 lKutt ebenfalls über zwei Spannwalzen 21 und 22. Durch den Abstand der an
der Eingabeseite der Vorrichtung liegenden Spannwalze 21 von der Führungswalze 15
wird, wie oben bereits näher ausgeführt, die Breit des Spaltes zwischen dem unteren
Band 10 und dem oberen Band 20 un
der Eingabeseite bestimmt. Zur
Veränderung der Spaltbreite ist die Spannwalze 21 mit ihrer Achse 27 in einer länglichen
Führung 28 gelagert, Eine durch die Verschiebung der Walze 21 in der Führung 28
auftretende VeräjIderung der Bandspannung wird durch Erhöhung oder Erniedrigung
des auf die Achse der spannwalze 22 wirkenden, nach außen gerichteten Druckes ausgeglichen.
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Ähnlich wie fUr das untere Band 10 ist auch PUr das obere Band 20
eine Ausgleiohswaize 23 mit entsprechenden, auf die Achsenenden einwirkenden hydraulischen
Zylindern 44 und 45 vorgesehen. Diese Walze dient genau wie die Walze 13 in erster
Linie dem Ausgleich von Längenschwankungen des Bandes 20 während des Betriebes.
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Alle dargestellten Führungen für die Achsen der einzelnen Walzen sowie
für die Betätigungselemente, wie Hydraulikzylinder und Antriebsmotor, sind für die
untere Hälfte 1 der Vorriohtung in einer geeigneten Rahmenkonstruktion angeordnet,
die in der Zeichnung nicht dargeatellt ist, da sich der Aufbau dieses Rahmens für
den durchschnittlichen Fachmann ohne weiteres ergibt. Die obere Hälfte 2 der Vorrichtung
mit den Achsen 27 und 29 der Spannwalzen 21 und 22 kann in dem gleichen Rahmen gelagert
und auf diese Weise mit der unteren Hälfte 1 starr
verbunden sein.
Während die Minder 10 und 20 entsprechend der eingestellten Schlitzbreite zwischen
der Führungswalze 15 und der Spannwalse 21 an der Eingabeseite einen bestimmten
Abstand voneinander aufweisen, berühren sie sich vom Scheitelpuntt der Krümmung
des oberen Trumms des unteren Bandes 10 oberhalb der Führungswalze 15 an bis nun
Austrittsende bei den Spannwalzen 12 und 22, solange sich keine Masse zwischen den
Bändern befindet. Der Auflagedruck des oberen Bandes 20 auf dem unteren Band 10
hängt im wesentlichen von der Spannung des oberen Bandes 20 sowie von dem Auflagegewicht
der Vorrichtungshälfte 2 auf dem unteren Band ab. Durch diesen Druok, insbesondere
an dem Scheitelpunkt der Krümmung oberhalb der Führungswalze 15, wird die Produktstärke
ebenfalls beeinflußt, da die noch nicht verfestigte Masse durch den Druck nach außen
geprosst wird. Die Stärke des Endproduktes ist somit abhängig von der Schlitzbreite
zwischen der ?Uhrungswalze 15 und der Spannwalze 21 sowie von dem Druck zwischen
dem oberen Band 20 und dem unteren Band 10.
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Bgim Anfahren der Vorrichtung ist eB zur Vermeidung von Oberflächenbeschädigungen
an den Bändern zweckmä#ig, auch das obere Band anzutreiben. Sobald slch Jedoch zwischen
den Bondern über deren ganze, einander berürende Lange die zu verarbeitende Masse
befindet, sorgt diese fur eine ausreichende
Haftung und Reibung,
so da# das obere Band synchron mit dem unteren Band mitläuft, wenn nur das untere
gleichmä#ig angetrieben wird.
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Insbesondere bei Verwendung von Stahl als Bandmaterial ist die seitliche
Führung der Bänder ein ernstes Problem. Vorzugeweine wird das unters Band 10 seitlich
dadurch geführt, da# die /ohes 31 der unteren Spannwalze 12 schwenkbar gelagert
ist. Bei einer seilichen Abwanderung des Bandes 10 wird der @ruck auf die Achse
31 auf dieser Seite, z.B. durch ent-@@@echende Hydraulikzylinder (nicht gezoigt)
erhöht, wodurch des @and geswurget, wird, wieder in die ur@@rüngliche Stellung surücksulaufen.
Unter Umständen kann diese Auagleichsfunktion auch doch zusätzli@h von der A@sg
einrhswaize 13 Ubernommen werden, wobei allerdinge eine ents@@e@herde aufomatische
Steuerung erforderlich ist.
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Es wurde bereite oben auf die Bedeutung hingewiesen, die der Vermeidung
von Relativbewegungen zwischen den Bändern 10 und 20 zukommt. Dies gilt selbstverständlich
auch für seitliche Bewegungen der Bänder, so da# es im allgemeinen erforderlich
ist, Vorkehrungen zu treffen, die sicherstellen, da# das obere band 20 den erwähnten
seitlichen Bewegungen des Bandes 10 ohne weiteres zu folgen vermag. Dies kann einmal
dadurch
erreicht werden, da# die Ausgleichswalze 23 des oberen Bandes 20 mit der Steuerung
des unteren Bandes gekoppelt wird, so da# das obere Band die gleichen seitlichen
Bewogungen ausführt. Andererseits ist es möglich, die Spannwalzen 21 und 22 sowie
die Ausgleichswalze 23 in einem eigenen Ralumon zu lagern, der nicht mit demRahmen
der unteren Nälfte 1 starr verbunden, sondern von oben her frei aufgehängt oder
in einer geeigneten Führung begrenzt seitlich beweglich gelagert ist. Zum Beispiel
kann der Rahmen der obseon Hälfte 2 der Vorrichtung auf Rollen laufen, die in Schienen
des Rahmens der unteren Hälfte 1 geführt sind. Dadurch wird erreicht, da# die gesamte
obere Nälfte allen seitlichen Bewegungen des unteren Bandes 10 unmittelbar folgt,
was schädlichen Relativbewegungen zwischen den Bändern ausschließt.
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Falls die die zu verarbeitende Masse einschlie#enden Bereiche der
Bänder erhitzt werden müssen, z.B. bei Verarbeitung eines wärmehärtbaren Materials,
das in diesem Eereich zu einem Produkt ausreichender Dimensionsstabilität vorgehärtet
werden soll, dann ist es erforderlich, entsprechende Heizvorrichtungen sorzusehen.
Die Blinder können z.B. mittels elektrischer Heizelemente oder eines elektrischen
Streuretees oder aber auch mit Heißluft, Dampf oder Hei#wasser beheizt werden.
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Da schon geringe Temperaturschwankungen leicht zu einer Verformung
oder Verwellung der Bänder und damit zu einem Produkt ungleichmä#iger Dicke führen,
kommt der gleichmä#igen Erhitzung der Bänder gro#e Bedeutung zu. Es hat sich beschders
bewährt, die Bänder durch eine Heizkammer 30 (in der Zeichnung offen dargestellt)
zu führen, in der die Bänder 10 und 20 von oben und unten aus geeigneten Düsen mit
Hei#wasser besprüht werden. Die Temperatur des Hei#wassers lä#t sich auf einfachste
Walze sehr genau einstellen und dis der Wärmeübertragung von Wasser auf des Bandmaterial
stellt eine gleichmä#ige Beheizung sicher. Zur Beschleunigung des Erhärtens der
Masse und damit zur Erhöhung dar Laufgeschwindigkeit der Vorrichtung oder Verkürzung
der erfordsrlichen Bandlänge ist es unter Umständen günstig, eines oder beide Bänder
vor Eingabe der zu verarbeitenden Masse vorzuhizen, was auf ähnliche Weise geschehen
kann. Eine Vorheizvorrichtung kann. z.B. von der Spannwalze 11 am unteren Trumm
des Bandes 10 vorgesehen werden.
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Die Gesamtvorrichtung wird vorzugsweise, wie in der Zeichnung dargestellt,
geneigt montigert, so da# die Eingabeseite höher als die Austxittsseite liegt. Blese
Bauweise erweist sich hinsichtlich der gleichmä#igen Verteilung der Masse als besonders
günstig und benötigt darüber hinaus eine geringe Stellfläche.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind verschiedene Xnderungen
möglich. So können z.B. die verschiedenen Hydraulikzylinder, insbesondere die Zylinder
42, 43, 44, 45 der Ausgleichswalzen 13 und 23 auch durch geeignete Federelemente
ersetzt werden. Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß das bevorzugte Bandmaterial
Stahl ist; es können Jedoch auch geeignete elastische oder unelastische Xunststoffblinder
Verwendung finden. Darüber hinaus können die Bänder statt einer glatten auch eine
profilierte Oberfläche aufweisen, so daß Bahnen mit entsprechender Prägung erzeugt
werden können.
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Mit der erfindungsgemä#en Vorrichtung können auch Bahnen hergestellt
werden, die eine Verstärkung aus einer Gewebelage oder einem Wirrfaservlies aufweisen.
Diese Verstärkungsein lage wird in einer der Bandbreite entsprechenden Breite der
Eingabeseite der Vorrichtung zugeführt, wobei die fließfähige Masse gleichzeitig
aufgegeben wird, so daß als Endprodukt eine Bahn erhalten wird, in der die Verstärkungseinlage
vollständig von der verfestigten Masse eingeschlossen ist.
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Ein besonderer Vorzug der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
daß die zu verarbeitende Masse von den beiden undurchlässigen Bändern praktisch
droht schließend umgeben Ist, so daß in der sse enthaltende flüchtige Bestandteile
nicht entweichen können. Eine besonders wertvolle Anwendungsmöglichkeit
der
Vorrichtung ist deshalb die kontinuierliche Erzeugung von porösen Bahnen welche
dadurch erhalten werden, da# man eine lösungsmittelhaltige Kunstharzmischung unter
Einschlu# des Lösungsmittels verfestigt und erst dann in der verfestigten Masse
fein verteilte Lösungsmittel verdampft.
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Für diese Anwendung ist unter anderem auch die genau2 Regulierbarkeit
des Druckes zwischen den Bändern besonders wertvoll.