DE19715174A1 - Einrichtung zur Herstellung einer Verbundschichtbahn - Google Patents
Einrichtung zur Herstellung einer VerbundschichtbahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung einer Verbundschichtbahn,
welche mindestens eine Wellbahn und mindestens eine mit Wellenkuppen der
Wellbahn verklebte Flachbahn aufweist, diese Einrichtung umfassend mindestens
eine der Formgebung oder/und der Formerhaltung der Wellbahn dienende
Riffelwalze, welche im Betrieb auf einem Teilbereich ihres Umfangs mit der
Wellbahn belegt ist, und ein Beleimungsaggregat zum Auftragen eines der
Verbindung der Wellbahn mit der Flachbahn dienenden flüssigen Klebestoffs,
wobei das Beleimungsaggregat eine auf ihrer Mantelfläche mit einem Klebstoff
film fortlaufend beschichtete, zu der Riffelwalze im wesentlichen achsparallele
Beleimungswalze aufweist, welche mit einer der Umfangsgeschwindigkeit der
Riffelwalze annähernd gleichen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird und
mit ihrer Mantelfläche gegen den mit der Wellbahn belegten Umfangsteilbereich
der Riffelwalze unter Bildung eines Beleimungsspalts in einen die Klebstoffüber
tragung auf die Wellenkuppen der Wellbahn bewirkenden Annäherungszustand
durch Annäherungsmittel annäherbar ist.
Eine derartige Einrichtung wird beispielsweise zur Herstellung von Wellpappe,
insbesondere einseitige Wellpappe, verwendet. Dabei wird eine Papp- oder
Papierbahn zwischen einem Paar von Riffelwalzen hindurchgeführt und zu einer
Wellbahn geprägt. Nach Durchlaufen des zwischen den beiden Riffelwalzen
gebildeten Prägespalts wird die Wellbahn durch geeignete Mittel, etwa durch
Erzeugen eines Überdrucks in dem die Riffelwalzen und die Beleimungswalze
umgebenden Raum, an die in Laufrichtung der Wellbahn auf den Prägespalt
folgende Riffelwalze angedrückt und an der Beleimungswalze vorbeigeführt, wo
Klebstoff von der Beleimungswalze auf die Wellenkuppen der Wellbahn
übertragen wird. Der zwischen der Beleimungswalze und der gegenüberliegenden
Riffelwalze vorhandene Beleimungsspalt ist bei herkömmlichen Einrichtungen
stets derart bemessen, daß die Wellenkuppen der Wellbahn in den auf die
Beleimungswalze aufgebrachten Klebstoffilm eintauchen, ohne in Druck- oder
sogar Anlagekontakt mit der Mantelfläche der Beleimungswalze zu gelangen. Es
ist somit stets ein Abstand zwischen den Wellenkuppen der Wellbahn und der
Mantelfläche der Beleimungswalze vorhanden. Die Stärke des Klebstoffilms liegt
üblicherweise in einem Bereich von 0,15-0,40 mm. Entsprechend genau muß
bei herkömmlichen Einrichtungen zur Herstellung von Wellpappe der Beleimungs
spalt zwischen der Beleimungswalze und der Riffelwalze justiert werden. Es darf
nämlich der Beleimungsspalt einerseits nicht zu groß eingestellt sein, um
sicherzustellen, daß die Wellenkuppen der Wellbahn auch tatsächlich in den
Klebstoffilm eintauchen. Andererseits will man bei herkömmlichen Herstellungs
einrichtungen für Wellpappe einen zu kleinen Beleimungsspalt vermeiden, damit
die Wellenkuppen der Wellbahn nicht gegen die Mantelfläche der Beleimungs
walze gedrückt werden.
Eine Möglichkeit zur exakten Einstellung der Spaltweite des Beleimungsspalts
besteht darin, daß eine Bedienungsperson mit der Hand ein Testband mit einer
vorgegebenen, bekannten Dicke (beispielsweise 0,07 mm) zwischen die mit der
Wellbahn belegte Riffelwalze und die Beleimungswalze hält. Sodann wird die
Beleimungswalze nach und nach an die Riffelwalze angenähert. Dies erfolgt bei
rotierender Riffelwalze und rotierender Beleimungswalze. Der Beleimungsspalt
wird solange verkleinert, bis ein Zupfen an dem Testband bemerkbar ist. Der
effektive Spalt zwischen der Beleimungswalze und den Wellenkuppen der auf der
Riffelwalze aufliegenden Wellbahn ist so auf die Dicke des Testbands (also
beispielsweise 0,07 mm) eingestellt. Diese Art der Einstellung des Beleimungs
spalts hat jedoch den Nachteil, daß die Spaltweite des Beleimungsspalts nur vor
der eigentlichen Inbetriebnahme der Wellpappen-Herstellungseinrichtung einmal
eingestellt wird und eine Überprüfung und Nachjustierung während des Betriebs
nicht möglich ist. Zudem ist es für die Bedienungsperson nicht ungefährlich, ihre
Hand mit dem Testband zwischen die rotierende Beleimungswalze und die
laufende Wellbahn zu bringen. Sobald sie ein Zupfen an dem Testband verspürt,
muß sie unverzüglich das Testband loslassen, um nicht Gefahr zu laufen, mit den
Fingern in den Beleimungsspalt zu geraten. Bei den sogenannten Einseitigen
Maschinen zur Herstellung einseitiger Wellpappe, bei denen die Wellbahn durch
Überdruck an der Riffelwalze gehalten wird, ist diese Art der Einstellung des
Beleimungsspalts schließlich ausgeschlossen. Da sich das Beleimungsaggregat
mit der Beleimungswalze bei solchen Einseitigen Maschinen in einer Druckkam
mer befindet, in der im Betrieb der Maschine der notwendige Überdruck herrscht,
um die Wellbahn an der Riffelwalze zu halten, ist der Beleimungsspalt nur dann
für die Bedienungsperson zugänglich, wenn die Druckkammer geöffnet und
dementsprechend drucklos ist. In diesem Fall hält jedoch die Wellbahn nicht an
der Riffelwalze, so daß eine Justierung des Beleimungsspalts mit Hilfe eines
Testbands nicht möglich ist.
Ferner ist es bekannt, die Spaltweite des Beleimungsspalts durch sensorische
Wegemessung zu justieren. Bei einer Methode wird an einem Gestell des
Beleimungsaggregats in unmittelbarer Nähe der Beleimungswalze ein kontaktloser
Abstandssensor angebracht, der den Abstand zu einem Zielpunkt an einem
Lagergestell der Riffelwalze mißt. Der von dem Abstandssensor gelieferte
Meßwert gibt somit die Weite des im Bereich des Abstandssensors vorhandenen
Spalts zwischen dem Gestell des Beleimungsaggregats und dem Lagergestell der
Riffelwalze an. Eine weitere Methode besteht darin, wie zuvor einen Abstands
sensor am Gestell des Beleimungsaggregats anzubringen, als Zielpunkt für die
Abstandsmessung jedoch einen außerhalb des geriffelten Bereichs der Riffelwalze
angebrachten glatten Bund zu nehmen.
Bei einer dritten Methode wird die Lage eines verstellbaren Anschlags, gegen den
das Beleimungsaggregat zur definierten Einstellung der Spaltweite des Belei
mungsspalts gedrückt wird, durch einen geeigneten Sensor, etwa einen
Drehwinkelgeber oder einen Positionssensor, erfaßt. Eine Verstellung des
Anschlags und damit der Spaltweite des Beleimungsspalts schlägt sich in einer
entsprechenden Änderung des von dem Sensor gelieferten Meßsignals nieder.
Die Lage des Anschlags ist somit ein Maß für die Spaltweite des Beleimungs
spalts.
Allen drei genannten Meßmethoden ist gemeinsam, daß eine unmittelbare
Vermessung des Beleimungsspalts, dessen Spaltweite die eigentlich inter
essierende Größe ist, nicht erfolgt. Vielmehr erfolgt in allen Fällen eine Abstands-
oder Positionsmessung außerhalb des Beleimungsspalts. Es hat sich gezeigt, daß
die dabei erhaltenen Abstands- oder Positionsmeßwerte nur in ungenügender
Weise auf die tatsächliche Spaltweite des Beleimungsspalts schließen lassen.
Zum einen können sich die Meßbedingungen an den Meßstellen von den im
Bereich des Beleimungsspalts herrschenden Verhältnissen unterscheiden. Zum
anderen arbeiten die verfügbaren Abstands- oder Positionssensoren unter den
herrschenden Arbeitsbedingungen in einer Wellpappen-Herstellungsmaschine
vergleichsweise ungenau, so daß in regelmäßigen Abständen eine Überprüfung
der Meßeinrichtung und unter Umständen eine Nachjustierung erforderlich ist.
Die vorstehend skizzierte Problematik bei der Vermessung des Beleimungsspalts
wird zusätzlich durch die im Umgebungsbereich des Beleimungsspalts herr
schenden Temperaturverhältnisse verschärft. Bei einer Wellpappen-Herstellungs
maschine werden die Riffelwalzen und die Preßwalze, welche der Verpressung
der geleimten Wellbahn mit einer Flachbahn dient, durch Dampf beheizt. Die
Wärme wird von den Papierbahnen, also der Wellbahn und der Flachbahn,
aufgenommen. Der Wärmefluß hängt von verschiedenen Parametern ab, unter
anderem von der Papierdicke, der Leimmenge, der Laufgeschwindigkeit der
Bahnen usw. Die Walzen sind demnach Temperatureinflüssen unterworfen, die
nicht exakt vorhersehbar sind und nur schwer konstant gehalten werden können,
soweit dies überhaupt möglich ist. Diese Temperatureinflüsse führen zu
thermisch bedingten Veränderungen der Walzengröße und damit auch der
Spaltweite des Beleimungsspalts. Auch das Maschinengestell ist Temperatur
schwankungen unterworfen, die sich in Veränderungen der Spaltweite des
Beleimungsspalts bemerkbar machen können.
Das Meßsystem muß auch diese temperaturbedingten Schwankungen der
Spaltweite des Beleimungsspalts erfassen können, um die Spaltweite ent
sprechend nachregeln zu können. Angesichts der Schwierigkeiten, die bei der
herkömmlichen Abstands- oder Positionsmessung bereits mit der Vermessung der
Grundeinstellung des Beleimungsspalts einhergehen, ist eine exakte Erfassung der
thermisch bedingten Schwankungen der Spaltweite des Beleimungsspalts nur
schwer möglich. Dies gilt insbesondere dann, wenn man bedenkt, daß sich die
Temperaturverhältnisse an den Stellen, an denen die Sensoren angebracht sind,
erheblich von den tatsächlich in der Umgebung des Beleimungsspalts herr
schenden Temperaturverhältnissen unterscheiden können. All dies führt zu
Ungenauigkeiten bei der Einstellung des Beleimungsspalts, die sich in Schwan
kungen der Menge des auf die Wellenkuppen der Wellbahn aufgetragenen
Klebstoffs, in entsprechenden Schwankungen der Güte der Verklebung der
Wellbahn mit der Flachbahn und in einer entsprechend schwankenden und
verschlechterten Qualität des fertigen Endprodukts niederschlagen können.
Aufgabe der Erfindung ist es demnach, bei einer Einrichtung der eingangs
bezeichneten Art die Einstellung des Beleimungsspalts zu erleichtern.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die
Annäherungsmittel zum Andrücken der Beleimungswalze gegen die Wellbahn und
der Wellbahn gegen die Riffelwalze ausgebildet sind.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die Beleimungswalze mit ihrer
Mantelfläche gegen die auf der Riffelwalze aufliegende Wellbahn, d. h. gegen die
Wellenkuppen der Wellbahn, gedrückt. Auf den ersten Blick könnte man meinen,
daß dies zu einer verschlechterten Klebstoffübertragung von der Beleimungswalze
auf die Wellbahn führt, da gerade dort, wo die Klebstoffübertragung erwünscht
ist (nämlich an den Spitzen der Wellenkuppen der Wellbahn), die Beleimungs
walze gegen die Wellbahn drückt und für eine gewisse Verdrängung des
Klebstoffs zu den seitlichen Flanken der Wellenkuppen hin sorgt. Es hat sich
jedoch überraschenderweise gezeigt, daß ein derartiger Effekt nicht eintritt. Ganz
im Gegenteil läßt sich gegenüber der herkömmlichen Methode eine sogar
verbesserte Klebstoffübertragung und damit eine verbesserte Verklebung der
Wellbahn mit der Flachbahn feststellen. Es wird vermutet, daß dies mit den
zwischen der Oberfläche der Wellbahn und dem Klebstoff herrschenden
Benetzungsverhältnissen zusammenhängt. Es wird insbesondere vermutet, daß
die zwischen der Oberfläche der Wellbahn und dem Klebstoff wirkenden
Adhäsionskräfte dazu führen, daß sich zu den Flanken der Wellenkuppen hin
verdrängter Klebstoff zur Spitze der Wellenkuppen hin ausbreitet und sich so eine
gleichmäßige und vollständige Benetzung der Wellenkuppen über deren Spitze
hinweg einstellt. Man wird deshalb bei der Wahl und Einstellung der die
Klebstoffübertragung beeinflussenden Parameter, wie etwa der Leimsorte, der
Papierqualität, der Umfangsgeschwindigkeiten der Beleimungswalze und der
Riffelwalze, der Stärke des Klebstoffilms usw., auch die Benetzungsverhältnisse
zwischen der Oberfläche der Wellbahn und dem Klebstoff berücksichtigen und
gegebenenfalls im Rahmen von Tests feststellen, bei welchen Werten der die
Klebstoffübertragung beeinflussenden Parameter eine optimale Benetzung der
Wellenkuppen erzielt wird. Jedenfalls lassen sich unerwarteterweise sehr
gleichmäßige Beleimungsbilder der Wellbahn erzielen, also eine sehr gleichmäßige
Güte des Klebstoffauftrags auf die Wellenkuppen der Wellbahn sowohl über die
Länge einer einzelnen Welle der Wellbahn als auch in Laufrichtung der Wellbahn
über mehrere aufeinanderfolgende Wellen der Wellbahn hinweg.
Die bei herkömmlichen Wellpappen-Herstellungsmaschinen bestehenden Probleme
hinsichtlich der Vermessung und Einstellung des Beleimungsspalts sind bei der
erfindungsgemäßen Lösung vermieden. Die Erfindung rückt von der herkömm
lichen Ansicht ab, daß zwischen den Wellenkuppen der Wellbahn und der
Mantelfläche der Beleimungswalze ein vorgegebener Zwischenraum vorhanden
sein muß. Dementsprechend ist bei der Erfindung ein solcher Zwischenraum nicht
mehr der entscheidende Parameter für die Güte der Klebstoffübertragung, als der
er herkömmlicherweise erachtet wurde. Es ist also auch keine Wegemessung der
Spaltweite des Beleimungsspalts, die Aussagen über den vorhandenen Zwischen
raum zwischen den Wellenkuppen der Wellbahn und der Mantelfläche der
Beleimungswalze zuläßt mit den eingangs geschilderten Begleitproblemen mehr
notwendig. Durch das Andrücken der Beleimungswalze gegen die Wellbahn
kommt mit der Andrückkraft, mit der die Beleimungswalze gegen die Wellbahn
drückt, ein Parameter hinzu, der auf einfache Weise gemessen und eingestellt
werden kann. Zum einen ist es nicht erforderlich, die Messung der Andrückkraft
unmittelbar im Bereich des Beleimungsspalts vorzunehmen, da die Andrückkraft
auch von Kraftmessungen an anderen Stellen im Kraftübertragungsweg einer zur
Verfügung gestellten und die Andrückkraft erzeugenden Kraft zuverlässig
abgeleitet werden kann. Zum anderen lassen sich thermisch bedingte Ab
messungsveränderungen im Bereich des Beleimungsspalts unmittelbar über die
Andrückkraft sensorisch erfassen, so daß auch solche thermischen Einflüsse
durch manuelle oder automatische Nachstellung der Andrückkraft ohne weiteres
korrigiert werden können.
Zweckmäßigerweise werden die Annäherungsmittel Einstellmittel zum Einstellen
einer vorbestimmten Andrückkraft zwischen der Beleimungswalze und der
Riffelwalze umfassen, so daß etwa bei unterschiedlichen Leimsorten oder
unterschiedlicher Papierqualität jeweils definierte Kraftverhältnisse im Beleimungs
spalt eingestellt werden können. Bevorzugt umfassen die Annäherungsmittel
Regelmittel zur geregelten Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Andrückkraft
zwischen der Beleimungswalze und der Riffelwalze. Dabei wird eine extern
vorgebbare oder auch in einer Steuereinheit gespeicherte Soll-Andrückkraft mit
einer gemessenen Ist-Andrückkraft verglichen und bei Abweichungen eine
entsprechende Nachstellung der Andrückkraft bis zur Beseitigung der Ab
weichungen erfolgen. Es ist denkbar, in der Steuereinheit tabellarisch eine
Vielzahl von Werten für die Soll-Andrückkraft im voraus zu speichern, die in
Abhängigkeit von Parametern wie etwa der Papierqualität, der Leimsorte oder der
Leimviskosität passend ausgewählt werden.
Die auf die Wellbahn wirkende Andrückkraft wird man so wählen, daß eine
Materialschwächung der Wellbahn nicht auftritt. Besonders gute Beleimungs
ergebnisse lassen sich erzielen, wenn zwischen der Beleimungswalze und den
Wellenkuppen der Wellbahn eine maximale Linienpressung zwischen 0,1 N/mm
und 10,0 N/mm, vorzugsweise zwischen 0,3 N/mm und 5,0 N/mm, höchst
vorzugsweise zwischen 0,5 N/mm und 3,0 N/mm, übertragen wird. Erfahrungs
werte zeigen, daß bei Papier die Materialeigenschaften selbst bei einer maximalen
Linienpressung bis zu 15,0 N/mm nicht nachteilig beeinflußt werden, so daß bei
den bevorzugten Werten für die auf die Wellbahn wirkende Linienpressung
keinerlei Qualitätsbeeinträchtigungen des Wellbahnmaterials zu befürchten sind.
Die wirksame Andrückkraft im Beleimungsspalt zwischen der Beleimungswalze
und der Riffelwalze ist ein die Produkteigenschaften des fertig verklebten
Produkts beeinflussender Parameter. Eine weitere Einflußgröße auf die Produkt
eigenschaften ist das Schwingungsverhalten der Spaltweite des Beleimungs
spalts. Damit hat es folgende Bewandtnis: Durch das Andrücken der Beleimungs
walze gegen die Wellbahn und der Wellbahn gegen die Riffelwalze ist eine
mechanische Koppelung der Beleimungswalze mit der Riffelwalze hergestellt.
Indem die Wellbahn mit ihren Wellenkuppen an der Mantelfläche der Beleimungs
walze entlangläuft, ändert sich aufgrund der aufeinanderfolgenden Wellenkuppen
und Wellentäler der Wellbahn in periodischer Weise der Abstand zwischen der
Mantelfläche der Beleimungswalze und der Oberfläche der Wellbahn. Hierdurch
können Schwingungen angeregt werden, deren Frequenz oder Frequenzen unter
anderem von dem Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Wellenkuppen der
Wellbahn, also von der Teilung der Riffelung der Riffelwalze, und von den
Umfangsgeschwindigkeiten der Beleimungswalze und der Riffelwalze abhängen
werden. Die Schwingungen können zu Änderungen der Spaltweite des
Beleimungsspalts führen und die Andrückverhältnisse zwischen der Beleimungs
walze und der Wellbahn verändern. Dementsprechend können die Qualität der
Klebstoffübertragung auf die Wellenkuppen der Wellbahn und letztlich die
Produkteigenschaften des verklebten Endprodukts Schwankungen unterworfen
sein. Insofern stellt auch das Schwingungsverhalten der Spaltweite der
Beleimungsspalts einen Parameter dar, der sich auf die Produkteigenschaften
auswirken kann.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist nun vorgesehen, daß die
im Beleimungsspalt wirksame Andrückkraft zwischen der Riffelwalze und der
Beleimungswalze oder/und das Schwingungsverhalten der Spaltweite des
Beleimungsspalts zwischen der Riffelwalze und der Beleimungswalze nach
Maßgabe von Produkteigenschaften eines zuvor beleimten Zwischen- oder
Endprodukts eingestellt oder einstellbar sind, gewünschtenfalls in Abstimmung
mit anderen die Produkteigenschaften beeinflussenden Parametern, wie
beispielsweise der Dicke des Klebstoffilms, der Viskosität des Klebstoffs, den
Klebeeigenschaften des Klebstoffs, den Materialeigenschaften der Wellbahn,
insbesondere der Saugfähigkeit der Wellbahn, den Benetzungsverhältnissen
zwischen der Wellbahn und dem Klebstoff und den Umfangsgeschwindigkeiten
der Riffelwalze und der Beleimungswalze. Dabei werden also zuvor beleimte
Zwischen- oder Endprodukte auf ausgewählte Produkteigenschaften hin
untersucht und ermittelt, ob die Produkteigenschaften einem gewünschten oder
geforderten Qualitätsmaßstab entsprechen. Ergeben sich hierbei Abweichungen,
so können die Andrückkraft oder/und das Schwingungsverhalten des Beleimungs
spalts zur Qualitätsverbesserung verstellt werden. Dies wird zunächst sicherlich
im Rahmen von Tests vor der eigentlichen Inbetriebnahme der Herstellungsein
richtung erfolgen, kann aber auch im Betrieb erfolgen, indem beispielsweise
einzelne Zwischen- oder Endprodukte einer Prüfung unterzogen werden und
gegebenenfalls die wirksame Andrückkraft oder/und das Schwingungsverhalten
des Beleimungsspalts bei laufender Maschine entsprechend justiert werden.
Hierbei wird man unter Umständen auch andere Parameter in Betracht ziehen,
insbesondere die zuvor genannten, wie Dicke des Klebstoffilms, Viskosität des
Klebstoffs usw., da auch diese Parameter für die Qualität des Endprodukts
maßgeblich sind und in einem gegenseitigen Abhängigkeitsverhältnis mit der
wirksamen Andrückkraft oder/und dem Schwingungsverhalten des Beleimungs
spalts stehen können.
Als Beurteilungskriterium für die Produkteigenschaften kann ein Beleimungsbild
im Wellenkuppenbereich der Wellbahn dienen, vorzugsweise eine Serie von
Beleimungsbildern in aufeinanderfolgenden Wellenkuppenbereichen. Ein solches
Beleimungsbild kann beispielsweise durch optische Beobachtung, insbesondere
nach vorangehender Anfärbung, feststellbar sein. Zur Herstellung von Wellpappe
wird häufig ein Leim aus in Wasser dispergierter oder/und gelöster Stärke
verwendet. Die Stärke in dem auf die Wellenkuppen der Wellbahn übertragenen
Leim kann durch chemische Behandlung, beispielsweise mit Hilfe von Jod,
gefärbt werden und so sichtbar gemacht werden, an welchen Stellen der
Wellenkuppen der Wellbahn zu viel oder zu wenig Leim aufgetragen wurde.
Durch die angefärbte Stärke erhält man auf diese Weise ein Beleimungsbild,
anhand dessen die Qualität und insbesondere die Gleichmäßigkeit der Klebstoff
übertragung auf die Wellenkuppen der Wellbahn festgestellt werden kann.
Schwingungen der Spaltweite des Beleimungsspalts machen sich beispielsweise
dadurch im Beleimungsbild bemerkbar, daß einzelne Wellenkuppen einen relativ
schwachen Klebstoffauftrag aufweisen (entsprechend einem Schwingungs
maximum der Spaltbreite des Beleimungsspalts) und andere Wellenkuppen einen
vergleichsweise starken Klebstoffauftrag aufweisen (entsprechend einem
Schwingungsminimum der Spaltbreite des Beleimungsspalts). Die Regelmäßigkeit,
mit der Wellenkuppen mit relativ starkem Klebstoffauftrag oder Wellenkuppen mit
relativ schwachem Klebstoffauftrag wiederkehren, ist ein Maß für die Periode der
Schwingungen der Spaltweite des Beleimungsspalts. Wenn durch geeignete
Einstellung des Schwingungsverhaltens der Spaltweite die Schwingungen
vollständig oder weitestgehend unterdrückt sind, verschwinden solche periodisch
wiederkehrenden Ungleichmäßigkeiten in den Beleimungsbildern der Wellenkup
pen, so daß die Beobachtung der Beleimungsbilder sicheren Aufschluß über die
Qualität der Beleimung der Wellbahn erlaubt.
Das Schwingungsverhalten der Spaltweite des Beleimungsspalts kann durch
Beeinflussung der an der Bildung des Beleimungsspalts mittelbar oder unmittelbar
beteiligten Komponenten hinsichtlich ihrer Masse oder/und ihrer Lagerdämpfung
oder/und ihrer inneren Dämpfung oder/und ihrer Elastizität oder/und der Steifheit
ihrer gegenseitigen mechanischen Koppelung eingestellt oder einstellbar sein. Die
an den Lagerstellen der an der Bildung des Beleimungsspalts beteiligten
Komponenten herrschenden Reibungsverhältnisse sind maßgeblich für die
Dämpfung auftretender Schwingungen der Spaltweite des Beleimungsspalts. So
kann beispielsweise durch geeignete Einstellung der Reibung zwischen dem
Beleimungsaggregat und Führungsmitteln für dieses Beleimungsaggregat eine
ausreichende Dämpfung solcher Schwingungen der Spaltweite erzielt werden.
Darüber hinaus wird man zu berücksichtigen haben, daß auch die wirksame
Andrückkraft im Beleimungsspalt ein Parameter für das Schwingungsverhalten
der Spaltweite des Beleimungsspalts sein kann. So ist es denkbar, falls
Schwingungen der Spaltweite des Beleimungsspalts festgestellt werden, die
Unterdrückung dieser Schwingungen zunächst über eine Änderung der
wirksamen Andrückkraft zu versuchen, bevor die an der Bildung des Beleimungs
spalts beteiligten Komponenten hinsichtlich ihrer zuvor genannten Parameter
beeinflußt werden. Es hat sich gezeigt, daß bei der erfindungsgemäßen Lösung
durch geeignete gegenseitige Abstimmung der zur Beeinflussung des Schwin
gungsverhaltens der Spaltweite des Beleimungsspalts verfügbaren Parameter die
Tendenz zu Oszillationen der Spaltweite des Beleimungsspalts soweit unterdrückt
ist, daß bei aufeinanderfolgenden Wellenkuppen der Wellbahn ein annähernd
gleichmäßiger Beleimungsspalt und damit eine gleichmäßige Klebstoffübertragung
auf die Wellenkuppen entsteht.
Eine weitere Maßnahme, um Schwingungen der Spaltweite des Beleimungsspalts
weitestgehend oder vollständig zu unterdrücken, kann darin bestehen, daß eine
Resonanzfrequenz oder Resonanzfrequenzen im Schwingungsverhalten der
Spaltweite des Beleimungsspalts außerhalb von durch die Drehzahl der Walzen
oder/und durch die Teilung der Walzenriffelung bedingten Anregungsfrequenzen
liegen. Das Resonanzverhalten der Spaltweite des Beleimungsspalts wird
wesentlich durch die Masse der an der Bildung des Beleimungsspalts beteiligten
Komponenten, deren innere Elastizität und deren gegenseitige Elastizität
beeinflußt, so daß durch geeignete Wahl und gegenseitige Abstimmung dieser
Parameter Resonanzen der Spaltweite des Beleimungsspalts vermieden werden
können.
Wie bereits erläutert, wird das Schwingungsverhalten der Spaltweite des
Beleimungsspalts bevorzugt derart gewählt sein, daß in aufeinanderfolgenden
Wellenkuppenbereichen annähernd gleiche Beleimungsbilder erzielt werden. Da
auf die Qualität und die Eigenschaften des Wellbahnmaterials im Bereich der
Beleimungsstation einer Wellpappen-Herstellungseinrichtung eine Einflußnahme
im wesentlichen nicht möglich ist, werden zur Einstellung des Schwingungs
verhaltens der Spaltweite des Beleimungsspalts geeignete Maßnahmen
zweckmäßigerweise im wesentlichen im Bereich des Beleimungsaggregats
oder/und der Annäherungsmittel oder/und von Führungsmitteln für das
Beleimungsaggregat vorgesehen sein.
Die Beleimungswalze kann an einem gegenüber der Riffelwalze durch Führungs
mittel verlagerbar geführten Beleimungswalzenträger angeordnet sein. Die
Annäherungsmittel können dann mindestens ein an dem Beleimungswalzenträger
angreifendes Krafterzeugungsmittel zur Einleitung einer Kraft in den Beleimungs
walzenträger umfassen. Die Führungsmittel bilden bevorzugt eine Geradführung
für den Beleimungswalzenträger, und zwar insbesondere in der Weise, daß der
Beleimungswalzenträger von der Riffelwalze wegbewegbar ist, um Zugang zu der
Riffelwalze für etwaige Reinigungs- oder Wartungsarbeiten zu erhalten.
Beispielsweise kann der Beleimungswalzenträger ein auf Rädern geführter Wagen
sein, der teilweise oder vollständig aus einem Maschinengestell herausgefahren
und wieder hineingefahren werden kann.
Die durch das mindestens eine Krafterzeugungsmittel, beispielsweise ein
hydraulisch betätigbares Kolben-Zylinder-Aggregat, zur Verfügung gestellte Kraft
kann im wesentlichen vollständig zur Erzeugung einer Andrückkraft zwischen der
Beleimungswalze und der Riffelwalze dienen. Die zur Verfügung gestellte Kraft
wird dabei im wesentlichen auf einem einzigen Kraftübertragungsweg übertragen,
der über die Beleimungswalze und die Riffelwalze verläuft. Alternativ kann die
durch das mindestens eine Krafterzeugungsmittel zur Verfügung gestellte Kraft
auch verzweigt sein, und zwar in einen ersten, eine Andrückkraft zwischen der
Beleimungswalze und der Riffelwalze übertragenden Kraftübertragungsweg und
in mindestens einen weiteren Kraftübertragungsweg. Dieser mindestens eine
weitere Kraftübertragungsweg kann dann Anschlagmittel enthalten, die bevorzugt
mindestens einen Anschlag umfassen, welcher zur gemeinsamen Bewegung mit
der Beleimungswalze längs deren Annäherungsweg an die Riffelwalze angeordnet
ist, und die ferner mindestens einen Gegenanschlag umfassen, welcher bezüglich
der Drehachse der Riffelwalze ortsfest angeordnet ist. Bei dieser Ausbildung wird
ein Teil der durch das mindestens eine Krafterzeugungsmittel zur Verfügung
gestellten Kraft auf dem ersten Kraftübertragungsweg übertragen und ein anderer
Teil dieser Kraft auf dem mindestens einen weiteren Kraftübertragungsweg,
gegebenenfalls über die darin enthaltenen Anschlagmittel, übertragen.
Wenn die durch das mindestens eine Krafterzeugungsmittel zur Verfügung
gestellte Kraft im wesentlichen vollständig auf einem einzigen, über die
Beleimungswalze und die Riffelwalze verlaufenden Kraftübertragungsweg
übertragen wird, kann eine Veränderung der wirksamen Andrückkraft zwischen
der Beleimungswalze und der Riffelwalze durch eine entsprechende Veränderung
der von dem mindestens einen Krafterzeugungsmittel zur Verfügung gestellten
Kraft bewirkt werden. Falls mehrere Kraftübertragungswege vorgesehen sind, auf
denen die durch das mindestens eine Krafterzeugungsmittel zur Verfügung
gestellte Kraft übertragen wird, kann zusätzlich zu der vorstehenden Möglichkeit
eine Veränderung der wirksamen Andrückkraft zwischen der Beleimungswalze
und der Riffelwalze dadurch bewirkt werden, daß das Verhältnis der über die
verschiedenen Kraftübertragungswege übertragbaren Kräfte veränderbar ist. Im
Fall des Vorhandenseins von Anschlagmitteln kann das Verhältnis der Kräfte in
den verschiedenen Kraftübertragungswegen einfach durch Verstellen mindestens
einer der Komponenten: Anschlag und Gegenanschlag veränderbar sein.
Bevorzugt ist die in dem ersten Kraftübertragungsweg übertragene Kraft klein im
Verhältnis zu der durch das mindestens eine Krafterzeugungsmittel zur Verfügung
gestellten Kraft. Über den mindestens einen weiteren Kraftübertragungsweg kann
dann eine verhältnismäßig große Kraft übertragen werden, mit der der Belei
mungswalzenträger so fest an einen zur Drehachse der Riffelwalze ortsfesten
Gegenanschlag gedrückt werden kann, daß die Tendenz zur Entstehung von
Schwingungen der Spaltweite des Beleimungsspalts nahezu vollständig
unterdrückt ist. Dagegen wird bei Vorhandensein nur eines einzigen Kraftüber
tragungswegs die in den Beleimungswalzenträger durch das mindestens eine
Krafterzeugungsmittel eingeleitete Kraft entsprechend der wirksamen Andrück
kraft zwischen der Beleimungswalze und der Riffelwalze vergleichsweise klein
sein, wodurch die schwingungsmäßige Ankoppelung der Beleimungswalze an die
Riffelwalze sehr schwach ist und ebenfalls die Tendenz zur Entstehung von
Schwingungen der Spaltweite des Beleimungsspalts weitestgehend unterdrückt
ist. Letzteres gilt insbesondere dann, wenn das Beleimungsaggregat eine große
Masse (etwa einige hundert Kilogramm oder sogar eine Tonne oder mehr) besitzt
und eine gewisse Reibungsdämpfung zwischen dem Beleimungsaggregat und
Führungsmitteln für das Beleimungsaggregat besteht.
Zur Ermittlung der wirksamen Andrückkraft zwischen der Beleimungswalze und
der Riffelwalze werden zweckmäßigerweise Meßmittel vorgesehen sein. Die
Meßmittel können mit den Einstellmitteln oder/und den Regelmitteln eine
Regelschleife zur geregelten Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Werts der
Andrückkraft oder eines vorbestimmten Verlaufs der Andrückkraft in Ab
hängigkeit von der Zeit oder dem Annäherungsweg bilden. Zur Kraftmessung
können Kraftmeßdosen mit Dehnungsmeßstreifen verwendet werden, die robust
sind und sehr exakte Messungen erlauben. Jegliche Änderungen der Kraftverhält
nisse im Bereich des Beleimungsspalts (beispielsweise durch thermische Einflüsse
oder durch eine Änderung des Wellbahnmaterials) werden unmittelbar durch die
Kraftmeßmittel erkannt und können über die Regelschleife ausgeregelt werden.
Die Meßmittel können zur Messung der durch das mindestens eine Kraft
erzeugungsmittel zur Verfügung gestellten Kraft ausgebildet sein. Sie können
auch zur Messung der auf dem mindestens einen weiteren Kraftübertragungsweg
übertragenen Kraft ausgebildet sein, wobei sich im letzteren Fall die wirksame
Andrückkraft durch Differenzbildung zwischen der durch das mindestens eine
Krafterzeugungsmittel zur Verfügung gestellten Kraft und der auf dem mindestens
einen weiteren Kraftübertragungsweg übertragenen Kraft ermitteln läßt.
Die Umfangsgeschwindigkeit der Beleimungswalze ist bevorzugt so eingestellt
oder einstellbar, daß sie bis zu etwa 5% kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit
der Riffelwalze ist. Vorzugsweise wird der Nachlauf der Beleimungswalze
gegenüber der auf der Riffelwalze aufliegenden Wellbahn in einem Bereich von
etwa 2% liegen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher
erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur
Herstellung einer Verbundschichtbahn;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels
der Einrichtung der Fig. 1 und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels
der Einrichtung der Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine Maschine zur Herstellung einseitiger Wellpappe gezeigt. Bei
dieser Maschine wird eine erste, eine Wellbahn bildende Papier- oder Pappbahn
1 einseitig mit einer zweiten, als Deckbahn dienenden flachen Papier- oder
Pappbahn 3 zu einer Verbundschichtbahn 5 verklebt. Die Papierbahn 1 durchläuft
zunächst einen Vorbereitungsbereich 7, in dem sie für die nachfolgende
Formgebung und Beleimung vorbereitet wird. Anschließend gelangt die
Papierbahn 1 in einen Formgebungsbereich 9 mit einem Paar gleichsinnig
umlaufender Riffelwalzen 11 und 13. Die beiden Riffelwalzen 11, 13 begrenzen
zwischen sich einen Riffelspalt, in dem die Papierbahn 1 geprägt wird und ihre
Wellenform erhält. In einer dem Formgebungsbereich 9 in Laufrichtung der
Wellbahn 1 nachfolgenden Beleimungsstation 15 wird die Wellbahn 1 einseitig
beleimt. Dabei wird ein Klebstoff auf die Wellenkuppen der Wellbahn 1
aufgetragen.
Zugleich durchläuft die Flachbahn 3 einen Vorheizbereich 17 und gelangt in einen
Preßbereich 19, wo sie mit der Wellbahn 1 auf deren beleimter Seite zu der
Verbundschichtbahn 5 verpreßt wird. In dem Preßbereich 19 ist eine Führungs-
oder Preßwalze 21 angeordnet, die zusammen mit der Riffelwalze 13 einen
Preßspalt begrenzt, in dem die Flachbahn 3 und die Wellbahn 1 zusammengeführt
und verpreßt werden. Die so hergestellte Verbundschichtbahn 5 wird durch eine
Austragseinrichtung 23 zur Trocknung auf eine Trocknungsstrecke 25 ausgege
ben.
Die Beleimungsstation 15 umfaßt ein Beleimungsaggregat 27, welches mittels
eines Schlittens 29 in ein Maschinengestell 31 der Herstellungsmaschine
eingefahren und aus diesem herausgefahren werden kann. In Fig. 1 ist der
Schlitten 29 mit dem Beleimungsaggregat 27 in seiner ausgefahrenen Stellung
gezeigt und gestrichelt in seiner eingefahrenen Stellung angedeutet. An dem
Schlitten 29 sind Verhakungsmittel 33 angebracht, welche in der eingefahrenen
Stellung des Schlittens 29 an fest an dem Maschinengestell 31 angebrachten
Gegenverhakungsmitteln 35 eingehakt sind. Der Schlitten 29 ist so in der
eingefahrenen Stellung fest an dem Maschinengestell 31 verankert. Er ist über
Räder 37 längs einer zu dem Maschinengestell 31 ortsfesten Rollbahn 39
verfahrbar und weist seinerseits eine Rollführung 41 auf, an der das Beleimungs
aggregat 27 über Räder 43 rollend geführt ist. Das Beleimungsaggregat 27 kann
durch in Fig. 1 nicht dargestellte Annäherungsmittel, welche zwischen dem
Schlitten 29 und dem Beleimungsaggregat 27 wirksam sind, längs der Roll
führung 41 bewegt werden und in der eingefahrenen Stellung des Schlittens 29
an die Riffelwalze 13 angenähert werden.
Das Beleimungsaggregat 27 umfaßt eine Beleimungswalze 45, welche gleichsin
nig mit der Riffelwalze 13 mit annähernd gleicher Umfangsgeschwindigkeit wie
die Riffelwalze 13 angetrieben wird. Die Beleimungswalze 45 taucht mit ihrer
Mantelfläche 47 in ein nicht näher dargestelltes Leimbad. Infolge ihrer Rotation
wird fortlaufend ein Klebstoffilm aus dem Leimbad auf die Mantelfläche 47 der
Beleimungswalze 45 aufgebracht. Zur Dosierung der Dicke des auf die Belei
mungswalze 45 aufgetragenen Klebstoffilms umfaßt das Beleimungsaggregat 27
eine Leimdosierwalze 49, welche gegen die Beleimungswalze 45 zustellbar ist
und mit dieser einen Dosierspalt einstellbarer Spaltweite begrenzt. Der auf die
Beleimungswalze aufgetragene Klebstoffilm wird in diesem Dosierspalt zwischen
der Beleimungswalze 45 und der Leimdosierwalze 49 exakt dosiert. Die
Leimdosierwalze 49 wird gegensinnig zu der Beleimungswalze 45 angetrieben,
und zwar mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die etwa 40-60% der Umfangs
geschwindigkeit der Beleimungswalze 45 beträgt. Das Beleimungsaggregat 27
umfaßt ferner einen als Träger der Beleimungswalze 45 und der Leimdosierwalze
49 dienenden Wagen 51, an welchem die Räder 43 angebracht sind. In dem
Wagen 51 sind unter anderem die Drehantriebe der Beleimungswalze 45 und der
Leimdosierwalze 49 sowie das Leimbad untergebracht, in das die Beleimungs
walze 45 mit der Mantelfläche 47 eintaucht.
Zur Inbetriebnahme der Maschine wird der Schlitten 29 mitsamt dem Beleimungs
aggregat 27 in das Maschinengestell 31 eingefahren und mittels der Verhakungs
mittel 33 an dem Maschinengestell 31 verriegelt. In dem das Beleimungsaggregat
27 und zumindest die Riffelwalze 13 umgebenden Raum wird sodann ein
Überdruck erzeugt, um die von der Riffelwalze 11 her kommende Wellbahn 1 an
den der Beleimungswalze 45 zugewandten Teilbereich des Umfangs der
Riffelwalze 13 anzudrücken. Es ist auch denkbar, die Wellbahn 1 durch
Unterdruck an die Riffelwalze 13 anzusaugen. Sodann wird das Beleimungs
aggregat 27 mittels der in Fig. 1 nicht dargestellten, jedoch im Zusammenhang
mit den Fig. 2 und 3 noch näher erläuterten Annäherungsmittel an die
Riffelwalze 13 angenähert, bis die Mantelfläche 47 der Beleimungswalze 45 in
Druckkontakt mit der Wellbahn 1 gelangt, genauer gesagt, in Druckkontakt mit
den Wellenkuppen der Wellbahn 1. Die Kuppen der Wellbahn 1 sind also nicht
nur in den auf die Beleimungswalze 45 aufgetragenen Klebstoffilm eingetaucht,
sondern erfahren zusätzlich eine Druckbelastung. Die auf die Wellenkuppen der
Wellbahn ausgeübte Linienlast liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0,5 und
3,0 N/mm. Die Dicke des Klebstoffilms auf der Beleimungswalze 45 wird in
Abhängigkeit von verschiedenen Parametern gewählt. Zu nennen sind hier
insbesondere die Papierqualität, die verwendete Leimsorte und die Leimviskosität.
Ein weiterer Parameter ist die Maschinengeschwindigkeit, also die Laufge
schwindigkeit der Wellbahn 1 und der Flachbahn 3. Die Dicke des Klebstoffilms
liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,1 mm-0,6 mm, wobei die
Maschinengeschwindigkeit dahingehend einen Einfluß auf die Wahl der Dicke des
Klebstoffilms hat, daß bei höherer Maschinengeschwindigkeit üblicherweise eine
geringere Dicke des Klebstoffilms gewählt wird. Die Abhängigkeit der Dicke des
Klebstoffilms von der Maschinengeschwindigkeit kann tabellarisch im voraus
aufgestellt werden und in einer Steuereinheit abgespeichert werden. Ent
sprechend dieser Tabellen wird dann der Dosierspalt zwischen der Beleimungs
spalte 45 und der Leimdosierwalze 49 eingestellt, um die für die Maschinenge
schwindigkeit passende Dicke des Klebstoffilms zu erhalten.
Fig. 2 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der Maschine der Fig. 1.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zur Annäherung des Beleimungsaggregats
27 an die Riffelwalze 13 ein hydraulisch betätigtes Kolben-Zylinder-Aggregat 53
vorgesehen, welches einerseits an dem fest mit dem Maschinengestell 31 der
Maschine verriegelten Schlitten 29 angreift und andererseits an dem Wagen 51
des Beleimungsaggregats 27 angreift. Das Kolben-Zylinder-Aggregat 53 umfaßt
einen an dem Schlitten 29 angebrachten Zylinder 55, in dem ein Kolben 57
verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 57 begrenzt in dem Zylinder 55 eine
Arbeitskammer 59 und ist auf seiner der Arbeitskammer 59 abgewandten Seite
mit einer Kolbenstange 61 verbunden, welche nach außen aus dem Zylinder 55
ragt und an dem Wagen 51 des Beleimungsaggregats 27 kraftübertragend
angreift. An die Arbeitskammer 59 ist eine Hydraulikleitung 63 angeschlossen.
Von einer Hydraulikdruckquelle 65 aus wird die Arbeitskammer 59 des Kolben-
Zylinder-Aggregats 53 über die Hydraulikleitung 63 mit Hydraulikdruck
beaufschlagt. In der Hydraulikleitung 63 ist ein Druckregelventil 67 enthalten.
Dieses Druckregelventil 67 gibt einen konstanten Druck ab, so daß etwaige
Druckschwankungen seitens der Hydraulikdruckquelle 65 nicht in die Arbeits
kammer 59 des Kolben-Zylinder-Aggregats 53 übertragen werden. Die Hydraulik
druckquelle 65 kann beispielsweise von einer Hydraulikpumpe gebildet sein. Der
von dem Druckregelventil 67 abgegebene Druck ist einstellbar. Hierzu ist an das
Druckregelventil 67 eine mit einer Steuereinheit 69 verbundene Steuerleitung 71
angeschlossen. Je nach Bedarf kann über diese Steuerleitung 71 von der
Steuereinheit 69 ein bestimmter Druck vorgegeben werden, der über das
Druckregelventil 67 in der Arbeitskammer 59 eingestellt wird. Eine auf der der
Arbeitskammer 59 abgewandten Seite des Kolbens 57 in dem Zylinder 55
angeordnete Feder 73 spannt den Kolben 57 im Sinne einer Volumenreduzierung
der Arbeitskammer 59 vor.
Zur Einstellung der Maschine wird, nachdem der Schlitten 29 an dem Maschinen
gestell 31 der Maschine verriegelt ist, die Arbeitskammer 59 des Kolben-Zylinder-
Aggregats 53 mit Druck beaufschlagt, so daß der Kolben 57 mit der Kolben
stange 61 ausgeschoben wird und der Wagen 51 des Beleimungsaggregats 27
in Richtung zu der Riffelwalze 13 bewegt wird. Dabei gelangt die Beleimungs
walze 45 in Druckkontakt mit der auf der Riffelwalze 13 aufliegenden Wellbahn
1. Die Arbeitskammer 59 wird so stark mit Druck beaufschlagt, daß sich die
gewünschte wirksame Andrückkraft zwischen der Beleimungswalze 45 und der
Riffelwalze 13 einstellt. Zur Messung der Andrückkraft ist eine Kraftmeßdose 75
vorgesehen, welche in dem Kraftübertragungsweg der von dem Kolben-Zylinder-
Aggregat 53 erzeugten Kraft angeordnet ist. Dieser Kraftübertragungsweg
verläuft von dem Kolben-Zylinder-Aggregat 53 über den Wagen 51, die
Beleimungswalze 45 und die Wellbahn 1 zu der Riffelwalze 13, von wo die
übertragene Kraft in das Maschinengestell 31 der Maschine abgeleitet wird. Es
ist dies im wesentlichen der einzige Kraftübertragungsweg, auf dem die von dem
Kolben-Zylinder-Aggregat 53 erzeugte Kraft übertragen wird. An der in diesem
Kraftübertragungsweg beispielhaft zwischen der Kolbenstange 61 und dem
Wagen 51 angeordneten Kraftmeßdose 75 wird daher unmittelbar die Andrück
kraft erfaßt, die zwischen der Beleimungswalze 45 und der Riffelwalze 13
wirksam ist. Das von der Kraftmeßdose 75 gelieferte Meßsignal wird über eine
Meßsignalleitung 77 zu der Steuereinheit 69 übertragen, wo es ausgewertet wird
und gegebenenfalls ein Stellsignal erzeugt wird, das über die Steuerleitung 71
dem Druckregelventil 67 zugeführt wird, um den Druck in der Arbeitskammer 59
und damit die Andrückkraft zwischen der Beleimungswalze 45 und der
Riffelwalze 13 zu verändern. Die Steuereinheit 69 kann einen Mikroprozessor
enthalten, der in Abhängigkeit von der an der Kraftmeßdose 75 erfaßten Ist-Kraft
ein Regelprogramm abarbeitet, um die gemessene Andrückkraft auf eine
gewünschte Soll-Andrückkraft einzuregeln.
Die von dem Kolben-Zylinder-Aggregat 53 erzeugte Kraft wird in einer gewissen
Bandbreite eingestellt. Einerseits muß sie ausreichend groß sein, um bei der
Annäherung des Beleimungsaggregats 27 die Rollreibung der Räder 43
überwinden zu können. Andererseits sollte sie nicht zu groß sein, um eine
schwingungsmäßige Ankoppelung des Beleimungsaggregats 27 an die Riffelwalze
13 zu vermeiden. Es hat sich gezeigt, daß bei Einhaltung dieser Bedingungen
Schwingungen der Spaltweite des zwischen der Beleimungswalze 45 und der
Riffelwalze 13 gebildeten Beleimungsspalts im wesentlichen nicht auftreten.
Insbesondere wenn die Masse des Wagens 51 sehr groß ist (beispielsweise in der
Größenordnung von einer Tonne liegt) und die von dem Kolben-Zylinder-Aggregat
53 erzeugte Kraft relativ klein ist, läßt sich eine nahezu vollständige schwin
gungsmäßige Entkoppelung des Beleimungsaggregats 27 von der Riffelwalze 13
feststellen.
In Fig. 3 sind gleiche oder gleichwirkende Komponenten wie in den Fig. 1
und 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch ergänzt um den kleinen
Buchstaben a. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird zur Beschreibung solcher
Komponenten auf die vorangehenden Ausführungen zu den Fig. 1 und 2
verwiesen. Es soll im folgenden lediglich auf Unterschiede zu den vorangehenden
Figuren eingegangen werden.
In Fig. 3 wird die von dem Kolben-Zylinder-Aggregat 53a erzeugte Kraft im
wesentlichen auf zwei Kraftübertragungswege aufgeteilt. Ein erster Kraftüber
tragungsweg verläuft wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 über die
Beleimungswalze 45a zu der Riffelwalze 13a und von dort auf das Maschinenge
stell 31a. Auf diesem Kraftübertragungsweg wird eine Kraft übertragen, welche
der Andrückkraft zwischen der Beleimungswalze 45a und der Riffelwalze 13a
entspricht. Ein zweiter Kraftübertragungsweg verläuft von dem Kolben-Zylinder-
Aggregat 53a über den Wagen 51a und einen an dem Wagen 51a befestigten
Anschlag 79a zu einem bezüglich des Maschinengestells 31a ortsfest angebrach
ten, mit dem Anschlag 79a des Wagens 51a zusammenwirkenden Gegen
anschlag 81a und von dort in das Maschinengestell 31a. Der Gegenanschlag 81a
ist verstellbar. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist er als Exzenter
dargestellt, der mittels eines Schwenkhebels 83a verstellbar ist. Der Schwenkhe
bel 83a steht mit einer Stellspindel 85a in Gewindeeingriff, welche durch einen
Elektromotor 87a antreibbar ist. Der Elektromotor 87a ist seinerseits über eine
weitere Steuerleitung 89a mit der Steuereinheit 69a verbunden und kann durch
die Steuereinheit 69a derart angesteuert werden, daß über eine Drehung der
Stellspindel 85a eine Verschwenkung des Hebels 83a und damit eine Verstellung
des Exzenters 81a bewirkt wird. In dem an dem Wagen 51a angebrachten
Anschlag 79a ist eine weitere Kraftmeßdose 91a untergebracht, welche die in
dem zweiten Kraftübertragungsweg übertragene Kraft mißt. Das von der
Kraftmeßdose 91a gelieferte Kraftmeßsignal wird über eine weitere Meßsignallei
tung 93a der Steuereinheit 69a zugeführt.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 wird die wirksame Andrückkraft
zwischen der Beleimungswalze 45a und der Riffelwalze 13a durch eine
Differenzbildung zwischen dem von der Kraftmeßdose 75a gelieferten Kraftmeß
wert, der die insgesamt von dem Kolben-Zylinder-Aggregat 53a zur Verfügung
gestellte Kraft angibt, und dem von der Kraftmeßdose 91a gelieferten Kraftmeß
wert, der ein Maß für die auf dem zweiten Kraftübertragungsweg übertragene
Kraft ist, ermittelt. Diese Differenzbildung wird durch die Steuereinheit 69
ausgeführt. Die so ermittelte Ist-Andrückkraft wird mit einem vorbestimmten Soll-
Wert der Andrückkraft verglichen. Falls das Vergleichsergebnis eine Regelabwei
chung ergibt, wird ein Steuersignal an den Elektromotor 87 ausgegeben, das eine
entsprechende Verstellung des Exzenters 81 bewirkt, bis die erfaßte Regelabwei
chung beseitigt ist.
Durch Verstellung des Exzenters 81a kann bei der Maschine gemäß Fig. 3 das
Verhältnis zwischen den auf den beiden Kraftübertragungswegen übertragenen
Kräften verändert werden. Dies bedeutet, daß durch Verstellung des Exzenters
81a auch die wirksame Andrückkraft zwischen der Beleimungswalze 45a und der
Riffelwalze 13a verändert werden kann, und zwar bei gleichbleibender, von dem
Kolben-Zylinder-Aggregat 53a zur Verfügung gestellter Kraft. Die auf dem
zweiten Kraftübertragungsweg übertragene Kraft ist groß gegenüber der auf dem
ersten Kraftübertragungsweg übertragenen wirksamen Andrückkraft. Der Wagen
51a wird also mit einer großen Überschußkraft gegen den Gegenanschlag 81a
gedrückt. Hierdurch wird eine sehr schwingungssteife Koppelung des Belei
mungsaggregats 27a mit dem Maschinengestell 31a bewirkt. Schwingungen der
Spaltweite des Beleimungsspalts zwischen der Beleimungswalze 45a und der
Riffelwalze 13a sind dadurch im wesentlichen vollständig unterdrückt.
Sowohl bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 als auch dem Ausführungs
beispiel nach Fig. 3 kann zudem durch gezielte Abstimmung der Reibung
zwischen den Rädern 43 bzw. 43a und der Rollführung 41 bzw. 41a gezielt
Einfluß auf das Dämpfungsverhalten des Beleimungsaggregats 27 bzw. 27a
genommen werden und so die Tendenz zur Entstehung von Schwingungen der
Spaltweite des Beleimungsspalts weiter herabgesetzt werden.
Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3 ist es nicht zwingend
erforderlich, die von dem Zylinderkolbenaggregat 53 bzw. 53a erzeugte Kraft
mittels einer Kraftmeßdose 75 bzw. 75a zu messen. Eine Aussage über diese von
dem Zylinderkolbenaggregat 53 bzw. 53a erzeugte Kraft kann auch dadurch
erhalten werden, daß die Kraftmeßdose 75 bzw. 75a entfällt und statt dessen ein
Nanometer in die Hydraulikleitung 63 bzw. 63a eingefügt wird, das den in der
Hydraulikleitung 63 bzw. 63a und damit in der Arbeitskammer 59 bzw. 59a
herrschenden Hydraulikdruck mißt. Anhand dieses gemessenen Hydraulikdrucks
kann unmittelbar die von dem Zylinderkolbenaggregat 53 bzw. 53 erzeugte Kraft
bestimmt werden. Speziell bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 kann so
anhand des gemessenen Hydraulikdrucks auch unmittelbar die wirksame
Andrückkraft zwischen der Beleimungswalze 45 und der Riffelwalze 13
hergeleitet werden. Es ist also denkbar, in den Fig. 2 und 3 statt der
Kraftmeßdose 75 bzw. 75a ein den Druck in der Arbeitskammer 59 bzw. 59a
messendes Druckmeßgerät in eine Regelschleife mit der Steuereinheit 69 bzw.
69a und dem Druckregelventil 67 bzw. 67a einzubinden.
Claims (26)
1. Einrichtung zur Herstellung einer Verbundschichtbahn (5), welche
mindestens eine Wellbahn (1) und mindestens eine mit Wellenkuppen der
Wellbahn (1) verklebte Flachbahn (3) aufweist, diese Einrichtung um
fassend:
- - mindestens eine der Formgebung oder/und der Formerhaltung der Wellbahn (1) dienende Riffelwalze (13), welche im Betrieb auf einem Teilbereich ihres Umfangs mit der Wellbahn (1) belegt ist, und
- - ein Beleimungsaggregat (27) zum Auftragen eines der Verbindung
der Wellbahn (1) mit der Flachbahn (3) dienenden flüssigen
Klebstoffs, wobei das Beleimungsaggregat (27) eine auf ihrer
Mantelfläche (47) mit einem Klebstoffilm fortlaufend beschichtete,
zu der Riffelwalze (13) im wesentlichen achsparallele Beleimungs
walze (45) aufweist, welche mit einer der Umfangsgeschwindigkeit
der Riffelwalze (13) annähernd gleichen Umfangsgeschwindigkeit
angetrieben ist und mit ihrer Mantelfläche (47) gegen den mit der
Wellbahn (1) belegten Umfangsteilbereich der Riffelwalze (13) unter
Bildung eines Beleimungsspalts in einen die Klebstoffübertragung
auf die Wellenkuppen der Wellbahn (1) bewirkenden Annäherungs
zustand durch Annäherungsmittel (53, 65, 67, 69) annäherbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Annäherungsmittel (53, 65, 67, 69) zum Andrücken der Beleimungs walze (45) gegen die Wellbahn (1) und der Wellbahn (1) gegen die Riffelwalze (13) ausgebildet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Annäherungsmittel (53, 65, 67, 69) Einstellmittel (67, 69) zum
Einstellen einer vorbestimmten Andrückkraft zwischen der Beleimungs
walze (45) und der Riffelwalze (13) umfassen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Annäherungsmittel (53, 65, 67, 69) Regelmittel (67, 69) zur
geregelten Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Andrückkraft zwischen
der Beleimungswalze (45) und der Riffelwalze (13) umfassen.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Annäherungsmittel (53, 65, 67, 69) dazu ausgebildet sind, die
Beleimungswalze (45) mit einer maximalen Linienpressung zwischen 0,1
N/mm und 10,0 N/mm, vorzugsweise zwischen 0,3 N/mm und 5,0 N/mm,
höchstvorzugsweise zwischen 0,5 N/mm und 3,0 N/mm, gegen die
Riffelwalze (13) anzudrücken.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die im Beleimungsspalt wirksame Andrückkraft zwischen der
Riffelwalze (13) und der Beleimungswalze (45) oder/und das Schwingungs
verhalten der Spaltweite des Beleimungsspalts zwischen der Riffelwalze
(13) und der Beleimungswalze (45) nach Maßgabe von Produkteigen
schaften eines zuvor beleimten Zwischen- oder Endprodukts (5) der
Einrichtung eingestellt oder einstellbar sind, gewünschtenfalls in Ab
stimmung mit anderen die Produkteigenschaften beeinflussenden
Parametern, wie beispielsweise der Dicke des Klebstoffilms, der Viskosität
des Klebstoffs, den Klebeeigenschaften des Klebstoffs, den Materialeigen
schaften der Wellbahn (1), insbesondere der Saugfähigkeit der Wellbahn
(1), den Benetzungsverhältnissen zwischen der Wellbahn (1) und dem
Klebstoff und den Umfangsgeschwindigkeiten der Riffelwalze (13) und der
Beleimungswalze (45).
6. Einrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Beurteilungskriterium für die Produkteigenschaften ein Beleimungs
bild im Wellenkuppenbereich der Wellbahn (1) dient, vorzugsweise eine
Serie von Beleimungsbildern in aufeinanderfolgenden Wellenkuppenberei
chen der Wellbahn (1).
7. Einrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Beleimungsbild durch optische Beobachtung, insbesondere nach
vorangehender Anfärbung, feststellbar ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5-7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schwingungsverhalten der Spaltweite des Beleimungsspalts durch
Beeinflussung der an der Bildung des Beleimungsspalts mittelbar oder
unmittelbar beteiligten Komponenten (zumindest 13, 45, 51, 43) hinsichtlich
ihrer Masse oder/und ihrer Lagerdämpfung oder/und ihrer inneren
Dämpfung oder/und ihrer Elastizität oder/und der Steifheit ihrer gegen
seitigen mechanischen Koppelung eingestellt oder einstellbar ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5-8,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Resonanzfrequenz oder Resonanzfrequenzen im Schwingungs
verhalten der Spaltweite des Beleimungsspalts außerhalb von durch die
Drehzahl der Riffelwalze (13) und der Beleimungswalze (45) oder/und
durch die Teilung der Riffelung der Riffelwalze (13) bedingten Anregungs
frequenzen liegen.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5-9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schwingungsverhalten der Spaltweite des Beleimungsspalts derart
gewählt ist, daß in aufeinanderfolgenden Wellenkuppenbereichen
annähernd gleiche Beleimungsbilder erzielt werden.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5-10,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Einstellung des Schwingungsverhaltens der Spaltweite des
Beleimungsspalts geeignete Maßnahmen im wesentlichen im Bereich des
Beleimungsaggregats (27) oder/und der Annäherungsmittel (53, 65, 67, 69)
oder/und von Führungsmitteln (41) für das Beleimungsaggregat (27)
vorgesehen sind.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beleimungswalze (45) an einem gegenüber der Riffelwalze (13)
durch Führungsmittel (41) verlagerbar geführten Beleimungswalzenträger
(51) angeordnet ist und die Annäherungsmittel (53, 65, 67, 69) mindestens
ein an dem Beleimungswalzenträger (51) angreifendes Krafterzeugungs
mittel (53) zur Einleitung einer Kraft in den Beleimungswalzenträger (51)
umfassen.
13. Einrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungsmittel (41) eine Geradführung für den Beleimungswalzen
träger (51) bilden.
14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die durch das mindestens eine Krafterzeugungsmittel (53) zur
Verfügung gestellte Kraft im wesentlichen vollständig zur Erzeugung einer
Andrückkraft zwischen der Beleimungswalze (45) und der Riffelwalze (13)
dient.
15. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die durch das mindestens eine Krafterzeugungsmittel (53a) zur
Verfügung gestellte Kraft verzweigt ist in einen ersten, eine Andrückkraft
zwischen der Beleimungswalze (45a) und der Riffelwalze (13a) über
tragenden Kraftübertragungsweg (53a, 51a, 45a, 13a, 31a) und in minde
stens einen weiteren Kraftübertragungsweg (53a, 51a, 79a, 81a, 31a).
16. Einrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der mindestens eine weitere Kraftübertragungsweg
(53a, 51a, 79a, 81a, 31a) Anschlagmittel (79a, 81a) enthält.
17. Einrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlagmittel (79a, 81a) mindestens einen Anschlag (79a)
umfassen, welcher zur gemeinsamen Bewegung mit der Beleimungswalze
(45a) längs deren Annäherungsweg an die Riffelwalze (13a) angeordnet
ist, und ferner mindestens einen Gegenanschlag (81a) umfassen, welcher
bezüglich der Drehachse der Riffelwalze (13a) ortsfest ist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15-17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis der über die verschiedenen Kraftübertragungswege
(53a, 51a, 45a, 13a, 31a und 53a, 51a, 79a, 81a, 31a) übertragenen Kräfte
veränderbar ist.
19. Einrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis der Kräfte in den verschiedenen Kraftübertragungs
wegen (53a, 51a, 45a, 13a, 31a und 53a, 51a, 79a, 81a, 31a) durch Verstellen
mindestens einer (81a) der Komponenten: Anschlag (79a) und Gegen
anschlag (81a) veränderbar ist.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15-19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in dem ersten Kraftübertragungsweg (53a, 51a, 45a, 13a, 31a)
übertragene Kraft klein ist im Verhältnis zu der durch das mindestens eine
Krafterzeugungsmittel (53a) zur Verfügung gestellten Kraft.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-20,
gekennzeichnet durch
Meßmittel (75a, 91a) zur Ermittlung einer Andrückkraft zwischen der
Beleimungswalze (45a) und der Riffelwalze (13a).
22. Einrichtung nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßmittel (75a, 91a) mit den Einstellmitteln (67a, 69a) oder/und
den Regelmitteln (67a, 69a) eine Regelschleife zur geregelten Aufrech
terhaltung eines vorbestimmten Werts der Andrückkraft oder eines
vorbestimmten Verlaufs der Andrückkraft in Abhängigkeit von der Zeit
oder dem Annäherungsweg bilden.
23. Einrichtung nach Anspruch 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßmittel (75a, 91a) zur Messung der durch das mindestens eine
Krafterzeugungsmittel (53a) zur Verfügung gestellten Kraft ausgebildet
sind.
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 21-23 in Verbindung mit einem der
Ansprüche 15-20,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßmittel (75a, 91a) zur Messung der in dem mindestens einen
weiteren Kraftübertragungsweg (53a, 51a, 79a, 81a, 31a) übertragenen Kraft
ausgebildet sind.
25. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12-24,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Krafterzeugungsmittel (53) als hydraulisch betätigbares Kolben-
Zylinder-Aggregat ausgebildet ist.
26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-25,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umfangsgeschwindigkeit der Beleimungswalze (45) kleiner als die
Umfangsgeschwindigkeit der Riffelwalze (13) ist, wobei die Umfangs
geschwindigkeit der Beleimungswalze (45) vorzugsweise mindestens 95%,
höchstvorzugsweise etwa 98%, der Umfangsgeschwindigkeit der
Riffelwalze (13) beträgt.
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