DE20207526U1

DE20207526U1 - Vorrichtung zum Kühlen und Konditionieren einer Bahn

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Publication number: DE20207526U1
Application number: DE20207526U
Authority: DE
Original assignee: Vits Maschinenbau GmbH
Current assignee: Vits Maschinenbau GmbH
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2012-05-15

Description

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Vorrichtung zum Kühlen und Konditionieren einer Bahn Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen und Konditionieren einer durchlaufenden flexiblen Bahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Trocknern, die in Drucklinien stehen, sind hinter dem Ausgang des Trockners in einer Kühlvorrichtung, die auch als Kühlwalzenständer bekannt ist, Kühlwalzen angeordnet. Hierbei sind die Kühlwalzen geregelt angetrieben, um die Längsspannung in der Bahn so zu begrenzen, daß einerseits ein glatter Lauf gewährleistet ist und andererseits ein Bahnriss vermieden wird. Die Kühlwalzen sind mit Kühlmedium beaufschlagt. Eine solche Kühlvorrichtung ist z.B. aus der DE 199 52 917 C1 bekannt.

Die EP 1 046 500 A1 beschreibt eine hinter einem Trockner angeordnete Kühl- und Konditioniereinheit für eine Materialbahn, bei der in einem Gehäuse eine Vielzahl von Kühlwalzen im wesentlichen vertikal übereinander angeordnet sind. In Bahnlaufrichtung hinter der ersten Kühlwalze ist eine Konditioniereinheit angeordnet.

Nachteil bei diesen Kühlvorrichtungen ist es, dass es zu Ablagerungen von Druckfarbe auf den Kühlwalzen, insbesondere auf der ersten, kommen kann. Denn von der Bahn wird eine sogenannte Laminarschicht mitgeführt; das ist eine dünne Luftschicht, die praktisch an der Bahn haftet und daher mitgerissen wird. In dieser Luftschicht sind aus den Druckfarben Lösemittelreste enthalten, die an der ersten Kühlwalze kondensieren. Die kondensierten Lösemittelreste lösen die Druckfarben an, so dass diese weich und klebrig werden und sich bei Berührung mit den Kühlwalzen hierauf ablagern. Dies führt einerseits zu Fehlern im Druckbild und andererseits zu Unterbrechungen des Druckbetriebs, weil die Kühlwalzen gereinigt werden müssen.

Ein weiterer Nachteil ist, dass die Laminarschicht den Wärmeübergang behindert und somit die Kühlleistung beeinträchtigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Kühlen und Konditionieren einer durchlaufenden flexiblen Bahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei der die erwähnten Nachteile nicht bestehen.

Die Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass der in Bahnlaufrichtung ersten Kühlwalze eine Anpresswalze zugeordnet ist und dass die Konditioniervorrichtung in Bahnlaufrichtung vor der Kühlvorrichtung angeordnet ist, wobei die Konditioniervorrichtung mindestens einer bedruckten Fläche der Bahn zugeordnet ist, wird verhindert, dass eine Laminarschicht mit nennens-

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werten Resten an Lösemitteln an der auf die Kühlwalzen auftreffenden Bahn haftet. Hierdurch wird weiter verhindert, dass Druckfarben durch kondensiertes Lösemittel angelöst werden.

Die Anpresswalze an der ersten Kühlwalze bewirkt, dass die Bildung eines Luftfilms zwischen der Kühlwalze und der Bahn verhindert wird und somit ein optimaler Wärmeübergang erfolgt. Es ist kein Luftspalt vorhanden, in den Lösemittel verdampfen und dann auf der Kühlwalze kondensieren können. Gegebenenfalls sich bildende Kondensate verbleiben in oder an der Bahn.
Die Beaufschlagung mit Konditioniermittel bewirkt, dass die Oberfläche der Bahn glatt ist und daher gute Gleitfähigkeit besitzt. Dies verhindert ein Anhaften der Bahn bzw. von Farbe an den Kühlwalzen. Es führt weiterhin zu einem glatten Bahnlauf auf den Kühlwalzen und verhindert so Falten- und Wellenbildung, zum anderen ist die Qualität der Oberfläche der Bahn verbessert. Der Einsatz der Anpresswalze wird erst durch die Konditionierung der Bahn vor Eintritt in die Kühlvorrichtung ermöglicht, weil nur so ein Anhaften an der Kühlwalze verhindert wird.

Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.

Ein elastischer Belag auf der Anpresswalze nach Anspruch 2 ist schonend für die Bahn.

Die Mittel zum Regeln des Bahnlaufs nach Anspruch 3 bewirken, dass die Bahn durch Schrägstellen mindestens einer Walze der Konditioniervorrichtung in eine Solllage gebracht wird. Die Mittel zum Regeln sind an der Konditionierwalze besonders einfach zu verwirklichen.

Die Zeichnung dient der Erläuterung der Erfindung anhand von vereinfacht dargestellten Beispielen.

Figur 1 zeigt einen Teil einer Drucklinie mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Figur 2 zeigt als erstes Beispiel einen Schnitt durch eine Kühlvorrichtung mit vorgeschalteter Einheit zum einseitigen Konditionieren.

Figur 3 zeigt als zweites Beispiel einen Schnitt durch eine Kühlvorrichtung mit vorgeschalteter Einheit zum zweiseitigen Konditionieren.

Nach Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung 5 eines ersten Ausführungsbeispiels z.B. in eine Anlage zum Bedrucken einer Bahn 1 aus Papier integriert. Einer ersten Bearbeitungsstation 2 der Bahn 1, die z.B. eine Abrollvorrichtung und ein Druckwerk umfasst, ist ein Trockner 3 nachgeschaltet. Im Trockner 3 ist die Bahn 1 mit heißer Luft als Trocknungsmedium beaufschlagt und z.B. schwebend geführt

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durch Tragluftdüsen, die unter und über der Bahn 1 angeordnet sind. In Bahnlaufrichtung hinter dem Trockner 3 ist zuerst eine Konditioniervorrichtung 4 und weiter eine Kühlvorrichtung 5 angeordnet, in der die Bahn 1 über mit Kühlmedium beaufschlagte Kühlwalzen 8 geführt ist. Die Endbehandlungsvorrichtung 6 umfaßt z.B. eine Schneid- und Abstapelvorrichtung.

Die beiden Seiten der Kühlvorrichtung 5, die parallel zur Transportrichtung sind, sind als Antriebsseite und als Bedienseite bezeichnet. Als Antriebsseite ist die Seite definiert, auf der ein Antriebssystem mit einem Motor, Riemenscheiben, Riemen usw. angeordnet ist. Die Bedienseite, auf der z.B. Bedienelemente wie Schalter und Regler angeordnet sind, liegt der Antriebsseite gegenüber. Anschlüsse für die Zu- oder Abfuhr von Kühlmedium sind z.B. an beiden Enden der Kühlwalzen 8 angeordnet.

Wie für das erste Ausführungsbeispiel aus Figur 2 ersichtlich sind in einem Maschinengestell 7 mehrere - z.B. vier - Kühlwalzen 8 drehbar gelagert. Hierbei sind jeweils zwei Kühlwalzen 8 in einer horizontalen Ebene und jeweils zwei Kühlwalzen 8 senkrecht voneinander beabstandet; die Achsen der Kühlwalzen 8 sind horizontal. Die Bahn 1 tritt in etwa horizontal oben in die Kühlvorrichtung 5 ein und ist hier zickzackartig derart geführt, daß nacheinander jede der Kühlwalzen 8 in einem Winke I be reich von ca. 180° oder mehr umschlungen ist. Die Kühlwalzen 8 sind über das Antriebssystem antreibbar und innen im Durchfluss mit Kühlmedium beaufschlagbar.

In dem Maschinengestell 7 ist weiterhin eine Anpresswalze 9 über zwei Hebelarme 10 schwenkbar so gelagert, dass die Achsen der Kühlwalzen 8 und der Anpresswalze 9 parallel verlaufen und dass letztere die in Bahnlaufrichtung erste Kühlwalze 8 nahe der oberen Scheitellinie berührt. Die Hebelarme 10 sind jeweils an einem Ende drehbar am Maschinengestell 7 befestigt, am anderen Ende ist die Anpresswalze 9 drehbar gelagert. An jedem Hebelarm 10 greift in etwa mittig zwischen den Enden ein Hydraulikzylinder 11 an.

Auf der Mantelfläche der Anpresswalze 9 ist ein elastischer Belag 12 befestigt, z.B. ein Belag 12 aus Gummi aufvulkanisiert.

Die Anpresswalze 9 ist in hitzefesten Lagern gelagert oder alternativ innen mit Kühlmedium beaufschlagt.

Der Kühlvorrichtung 5 ist die Konditioniervorrichtung 4 vorgeschaltet. Diese besteht aus einer Kontaktwalze 13, die oberhalb der Bahn 1 schwenk- und drehbar gelagert ist, und aus einer Konditionierwalze 14 mit einem Trog 15, die unterhalb der Bahn 1 angeordnet ist.

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Die Kontaktwalze 13 ist in einem Gestell 16 derart gelagert, dass sie einerseits mit Hilfe eines Antriebs 17 entsprechend dem Doppelpfeil 18 auf die Bahn 1 oder von ihr weg schwenkbar und andererseits mit Hilfe eines weiteren Antriebs 19 aus einer horizontalen Lage schräg stellbar ist. Der Antrieb 19 ist in Abhängigkeit eines Signals eines Sensors 20 gesteuert, der die Lage der Bahn 1 erfasst.

Die Oberfläche der Kontaktwalze 13 ist mit einer Anti-Haft-Beschichtung versehen. Die Kontaktwalze 13 ist gegebenenfalls innen mit Kühlmedium beaufschlagt oder mit hitzebeständigen Lagern ausgestattet.

Die Konditionierwalze 14 ist mit horizontaler Achse drehbar gelagert und antreibbar, wobei der Drehsinn der Bahnlaufrichtung entspricht. Sie taucht in den Trog 15 und berührt in einem oberen Bereich die Bahn 1.

Im Betrieb verlässt die Bahn 1 den Trockner 2 annähernd waagerecht mit einer Temperatur im Bereich von 100⁰C bis 13O⁰C und läuft zur Konditionierwalze 13. Diese lenkt die Bahn 1 so weit nach unten ab, dass sie eine ausreichende Kontaktfläche mit der nachfolgenden Konditionierwalze 14 bildet.

Der Bahnlauf wird über den Sensor 20 und eine zugeordnete elektronische Regeleinrichtung erfaßt. Hierbei wird festgestellt, ob die Bahn 1 in Laufrichtung gesehen nach links oder rechts von der Solllage abweicht. Bei einer Abweichung von der Solllage wird ein Ende der Kontaktwalze 13 durch den Antrieb 18 nach oben oder unten verschoben; also wird die Kontaktwalze bezogen auf die Horizontale schräg gestellt. Infolge dieser Schrägstellung korrigiert sich die Lage der Bahn 1.

Die Konditionierwalze 14 taucht ständig mit maximal der unteren Hälfte in ein Konditioniermittel - z.B. eine Siliconölemulsion - , mit dem der Trog 15 gefüllt ist und das ständig entsprechend dem Verbrauch aufgefüllt wird. Die Konditionierwalze 14 ist mit einer Drehzahl geringer als die Bahngeschwindigkeit und einem Drehsinn entgegen der Bahnlaufrichtung angetrieben. An der Oberfläche der Konditionierwalze 14 haftet an ihrem aus dem Trog 15 aufsteigenden Teil ein dünner Film von Konditioniermittel, der beim Kontakt mit der Bahn 1 auf deren untere Fläche übertragen und aufgesogen wird, so dass die Bahn 1 die bekannten gewünschten Eigenschaften wie Glattheit und matten Glanz erhält. Weiterhin wird die Bahn 1 leicht angefeuchtet, was für die weitere Verarbeitung erwünscht ist.

Die Bahn 1 läuft weiter auf die erste Kühlwalze 8 der Kühlvorrichtung 5. Alle Kühlwalzen 8 sind mit Kühlmedium im Durchfluss beaufschlagt, das über Rohre, Schläuche, ein Kühlaggregat und den Zu- oder Ablauf im Kreislauf geführt ist. Die Kühlwalzen 8

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sind mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die in etwa der Geschwindigkeit der Bahn 1 in der gesamten Anlage entspricht. Die Bahn 1 wird durch Kontakt mit den Kühlwalzen 8 auf z.B. ca. 35°C am Ausgang der Kühlvorrichtung 5 abgekühlt.

Die Anpresswalze 9 drückt die Bahn 1 in der Nähe der Auftrefflinie auf die erste Kühlwalze 8. Der Anpressdruck wird hierbei mit Hilfe des Hydraulikzylinders 11 auf einen Sollwert eingestellt. Die Anpresswalze 9 bewirkt, dass die mitgeführte Laminarschicht nicht zwischen Bahn 1 und Kühlwalze 8 eindringen kann und daher ein direkter Kontakt der Bahn 1 mit der ersten Kühlwalze 8 besteht. Hierdurch kommt es zu einem guten Wärmeübergang mit verbesserter Kühlleistung.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist aus Figur 3 ersichtlich. Es ist identisch mit dem vorigen Beispiel mit der Ausnahme, dass in der Konditioniervorrichtung 4 anstatt der Kontaktwalze 13 eine Kombination aus einer Dosierwalze 21 und einer Auftragswalze 22 oberhalb der Bahn 1 angeordnet ist. Die Dosierwalze 21 und die Auftragswalze 22 sind drehbar in einem Gestell 23 so gelagert, dass ihre Achsen horizontal und parallel verlaufen, ein unterer Teil der Auftragswalze 22 die Bahn 1 berührt und diese gegebenenfalls aus einer annähernd horizontalen Lage leicht nach unten führt.

Die Dosierwalze 21 ist antreibbar und oberhalb sowie in Bahnlaufrichtung vor der Auftragswalze 22 angeordnet. Die Dosierwalze 21 taucht mit einem unteren Teil in einen Dosiertrog 24 und bildet mit der Auftragswalze 22 einen engen Spalt 26.

Das Gestell 23 ist um eine senkrechte Achse drehbar gelagert und so mit Hilfe eines Antriebs 25 schrägstellbar, dass in der Horizontalen die Achse der Auftragswalze 22 gegen die Längsachse der Bahn 1 verstellbar ist.

Der Betrieb für das zweite Ausführungsbeispiel erfolgt weitestgehend so wie beim ersten. Zusätzlich wird auch die obere Fläche der Bahn 1 mit Konditioniermittel beaufschlagt. Hierfür ist der Dosiertrog 24 mit Konditioniermittel gefüllt, das von der rotierenden Dosierwalze 21 aufgenommen und im Spalt 26 auf die Auftragswalze 22 übertragen wird.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass der Bahnlauf in der Solllage gehalten wird, indem das Gestell 23 und somit auch die Auftragswalze 22 in einer horizontalen Ebene schräg gestellt wird.

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Bezugszeichenliste

1. Bahn

2. Erste Bearbeitungsstation

3. Trockner

4. Konditioniervorrichtung

5. Kühlvorrichtung

6. Endbehandlungsvomchtung

7. Maschinengestell

8. Kühlwalze

9. Anpresswalze

10. Hebelarm

11. Hydraulikzylinder

12. elastischer Belag

13. Kontaktwalze

14. Konditionierwalze

15. Trog

16. Gestell

17. Antrieb

18. Doppelpfeil

19. Antrieb

20. Sensor

21. Dosierwalze

22. Auftragswalze

23. Gestell

24. Dosiertrog

25. Antrieb

26. Spalt

Claims

1. Vorrichtung zum Kühlen und Konditionieren einer durchlaufenden flexiblen Bahn, insbesondere einer Papierbahn, die einem Trockner nachgeschaltet ist, mit einer Kühlvorrichtung mit mehreren antreibbaren und innen mit Kühlmedium beaufschlagbaren Kühlwalzen, die von der Bahn weitgehend umschlungen sind und mit einer Konditioniervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass einer in Bahnlaufrichtung ersten der Kühlwalzen (8) eine Anpresswalze (9) zugeordnet ist und dass die Konditioniervorrichtung (4) in Bahnlaufrichtung vor der Kühlvorrichtung (5) angeordnet ist, wobei die Konditioniervorrichtung (4) mindestens einer bedruckten Fläche der Bahn (1) zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Anpresswalze (9) ein elastischer Belag (12) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditioniervorrichtung (4) mit Mitteln zum Regeln des Bahnlaufs versehen ist.