DE3002725A1

DE3002725A1 - Vorrichtung zum ausueben eines vorbestimmten drucks auf eine walze

Info

Publication number: DE3002725A1
Application number: DE19803002725
Authority: DE
Inventors: Francesco Osta
Original assignee: Rotomec SpA
Current assignee: Rotomec SpA
Priority date: 1979-02-02
Filing date: 1980-01-25
Publication date: 1980-08-14
Also published as: IT1118319B; IT7967228A0; US4297967A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausüben eines innerhalb enger Toleranzen vorbestimmten und genau meßbaren Drucks auf eine Druckwalze. Eine solche Vorrichtung ist insbesondere zum Ausüben des erforderlichen Arbeitsdrucks auf eine Gegendruckwalze einer Walzen-Auftragsvorrichtung verwendbar.

Die Dicke einer mittels einer Walzen-Auftragsvorrichtung auf eine Gutbahn aufgetragenen Materialschicht hangt in großem Maße vom Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Umfangsflächen einer Auftragswalze und einer Gegendruckwalze ab, und damit unter sonst gleichen Bedingungen von dem Druck, mit welchem die Gegendruckwalze in Richtung auf die Auftragswalze belastet ist. Zum Steuern oder Einstellen der Dicke der aufgetragenen Materialschicht verwenden bekannte Vorrichtungen die Position der Gegendruckwalze fixierende mechanische Anschlageinrichtungen und/oder Druckmesser zum Messen des Speisedrucks von die Gegendruckwalze in Richtung auf die Auftragswalze belastenden pneumatischen Zylindern. Mittels derartiger Anordnungen lassen sich die gewünschten Arbeitsbedingungen jedoch nur näherungsweise einstellen und steuern, da einerseits die beweglichen Massen sehr groß sind und andererseits stets ein gewisses Spiel sowie Reibungswiderstände vorhanden sind.

Diese Mängel bekannter Anordnungen sind besonders spürbar beim Auftragen von sehr dünnen Schichten, z.B. beim Auftragen von Silikon-Kunststoffen ohne Lösungsmittel, bei welchem mit Mengen von 0,5 bis 1,5 g/m entsprechend einer Schichtdicke von 0,5 bis 1,5 jam gearbeitet wird. Da es im laufenden Betrieb praktisch nicht möglich ist, die Menge und Schichtdicke des auf die Gutbahn aufgetragenen Materials genau zu bestimmen,

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müssen diese Größen vorherbestimmt werden, indem man die im Laufe einer gegebenen Arbeitszeit für eine vor= gegebene !Flächengröße der Gutbahn benötigte Materialmenge berechnet. Im Hinblick auf die Wiederholbarkeit der Arbeitsbedingungen ist es daher äußerst wichtig, den von der Gegendruckwalze der Auftragsvorrichtung ausgeübten Druck mit großer Genauigkeit zu kennen und steuern zu können.

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Ausüben eines Arbeitsdrucks auf eine Walze, z.B. die Gegendruckwalze einer Auftragsvorrichtung₉ welche im Vergleich zu bekannten Anordnungen eine erheblich genauere Bestimmung des effektiv auf die Walze ausgeübten Drucls ermöglicht_β

Dieses Ziel ist gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, daß zwischen der Walze und den sie tragenden Einrichtungen eine exzentrische Scheibe angeordnet ist, mit welcher die Einrichtungen zum Ausüben des Arbeitsdrucks verbunden sindo

Die erfindungsgemäße Anordnung erbringt eine beträcht= liehe Verstärkung der auf die Walze selbst ausgeübten Kraft gegenüber der von den Betätigungseinrichtungen aufzubringenden Kraft, so daß die letztere also relativ klein und damit mit einfachen Mitteln meß·= und steuerbar sein kann. Da die kraftverstärkende Anordnung zwischen der Walze und den sie tragenden Teilen angeordnet ist, verringert sich das Gewicht der beweglichen Masse im wesentlichen auf das Gewicht der Walze allein, wodurch die von der Größe der beweglichen Massen abhängigen Schwierigkeiten erheblich verringert sind.

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An der genannten exzentrischen Scheibe ist vorzugsweise zusätzlich ein Hebel mit einem gegebenenfalls verstellbaren Gegengewicht angebracht, welcher bzw. welches das Gewicht der Walze ausgleicht, und die Scheibe selbst ist an dem sie tragenden Teil in einem Wälzlager gelagert. Diese Maßnahmen tragen wirksam zur Arbeitsgenauigkeit der Vorrichtung bei.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine Vorderansicht eines Teils einer Auftragsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Anordnung, ' i

Pig. 2 eine Seitenansicht der wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Huhestellung,

Pig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht der in Pig. 2 dargestellten Teile in der Arbeitsstellung und

Pig. 4· eine Pig. 3 entsprechende Seitenansicht unter Weglassung einiger den inneren Aufbau verdeckender Teile.

Eine in Pig. 1 zum Teil dargestellte Auftragsvorrichtung hat ein feststehendes Gestell 1, in welchem die Welle 2 einer Auftragswalze 3 gelagert ist. Über die Walze 3 ist eine zu behandelnde Gutbahn 4 geführt. Die Welle 2 ist in bekannter Weise mit einem (nicht gezeigten) Antrieb verbunden, und der dadurch in Drehung versetzbaren Walze 3 sind (nicht gezeigte) Einrichtungen für die Zufuhr eines auf die Gutbahn 4 aufzutragenden Materials zugeordnet.

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Eine mit der Auftragswalze 3 zusammenwirkende Gegendruckwalze 5 ist mit ihrer Welle 6 in Schwingen 7 gelagert₉ welche in Gelenken 8 am Gestell 1 angelenkt und mit den Kolbenstangen 9 von im oberen Teil des Gestells 1 angeordneten pneumatischen Zylindern 10 verbunden sind«,

Die bisher beschriebene .Anordnung ist im wesentlichen bekannt, wobei die Welle 6 der Walze 5 i& bekannten Anordnungen gewöhnlich direkt an den Schwingen 7 gelagert ist. Zum Einstellten der Arbeitsbedingungen wirken die Schwingen 7 oit einstellbaren Anschlägen zusammen, mit-= tels welcher der Abstand zwischen den beiden Walzen 3 und 5» zwischen denen die Gratbahn 4 hindurchgeführt ist, mit einer durch vorhandenes Spiel beeinträchtigten Genau= igkeit einstellbar isto Xn anderen Ausführungsformen bekannter Art wird die Druckspeisung der pneumatischen Zylinder 10 gesteuert und damit der von der Waise 5 ausgeübte Arbeitsdruck mit einer durch vorhandene Reibung beeinträchtigten Genauigkeit eingestellt»

Bei der erfindungsgemäßen Yorrichtung tragen die beiden Schwingen 7 jeweils einen Flansch 11, in welchem mittels eines Wälzlagers 12 eine Scheibe 13 gelagert isto Die Scheibe 13 trägt ein exzentrisch versetztes zweites Wälzlager 14-, in xielchem die Welle 6 der Walze 5 gelagert ist. In der normalen Arbeitsstellung ist die Scheibe 13 so ausgerichtet, daß die Exzentrizität _e zwischen den beiden Wälzlagern 12 und 14 in der Waagerechten liegt. An der Scheibe 13 ist ein Hebel 15 befestigt, welcher an seinem von der Drehachse des zweiten Lagers 14 am weitesten entfernten Endstück ein gegebenenfalls verstellbares Gegengewicht 16 trägt„ Das Gegengewicht 6 ist so bemessen und gegebenenfalls derart einstellbar, daß es das Gewicht der Walze 5 und der dazugehörigen Teile ausgleicht₉ so daß also die aus der Walze 5j ihrer Welle 6, den Lagern 12, 14, der Scheibe

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dem Hebel 15 u^d- d-^em Gegengewicht 16 sowie gegebenenfalls weiteren dazugehörigen Teilen bestehende Baugruppe in bezug auf die Drehachse des Lagers 12 ausbalanciert ist und sich ohne Übertragung irgendwelcher Kräfte um diese herum verdrehen läßt«, Dadurch, daß die Exzentrizität e_ zwischen den beiden Lagern 12, 14- im wesentlichen in der Waagerechten liegt, bewirkt das Hin- und Herdrehen der Baugruppe eine Annäherung oder Entfernung der Gegendruckwalze 5 an die bzw» von der Auftragswalze 3i solange die Schwingen 7 unbeweglich festgehalten sind.

Die Plansche 11 der Schwingen 7 tragen jeweils einen. Anschlag 17_S welcher in der Arbeitsstellung auf einem Sitzkeil 18 ruht. Der Sitzkeil 18 ist verschieblich auf einem seitlichen Träger 19 des Gestells 1 geführt und mittels eines Gestänges 20 verstellbar.

Das dem Gegengewicht 16 gegenüberliegende Endstück 15* jedes der waagerechten Hebel 15 ist bewegungsübertragend mit der Kolbenstange 21 eines pneumatischen Zylinders 22 verbunden. Bei diesem handelt es sich vorzugsweise um einen pneumatischen Membranenzylinder, welcher über eine Leitung 23 mit einem Speisedruckregler 25 und einer Speiseleitung 24· verbunden ist. Der Speisedruck für den pneumatischen Zylinder 22 wird mit großer Genauigkeit von einem Druckmesser 26 angezeigt.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dienen die Zylinder 10 allein dazu, die ¥alze 5 mit den dazugehörigen Teilen und Einrichtungen zwischen der in Fig. 2 gezeigten Ruhestellung und der in Fig. 1,3 und 4 gezeigten Arbeitsstellung zu bewegen. In der Arbeitsstellung ist die Lage der Schwingen durch die auf den Sitskeilen 18 ruhenden Anschläge 17 bestimmt und abwärts begrenzt»

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Die Abmessungen der Zylinder 10 sowie ihr Speisedruck sind so gewählt, daß sie die Schwingen 7 in der Arbeitsstellung mit einer abwärts gerichteten Kraft belasten, welche in jedem lalle größer ist als die durch den Druck der Walze 5 auf die Gutbahn 4 hervorgerufene, aufwärts gerichtete Reaktionskraft <, Die,verschieblichen Sitzkeile 18 sind dabei so eingestellt, daß die Gegendruckwalze 5 im wesentlichen im richtigen Abstand zur Auftragswalze 3 gehalten ist, wenn sich die Schwingen 7 in der Arbeitsstellung befinden und die Hebel 15 im wesentlichen waagerecht ausgerichtet sind_o

In dieser Stellung wird nun der notwendige Arbeitsdruck mittels des oder der Membranzylinder 22 auf die Walze ausgeübt. Die von den Zylindern 22 ausgeübten Kräfte werden dabei mit dem durch die Länge Jd des Hebelarms 15" und die Exzentrizität _§_ der Scheibe 13 bestimmten Übersetzungsverhältnis b/e verstärkt» Dieses Übersetzungsverhältnis kann beträchtlich groß sein, so daß der Speisedruck für die Zylinder 22 relativ niedrig und demgemäß sehr genau steuerbar sein kann, was mit Hilfe des Druckreglers 25 und des Druckmessers 26 geschiehto Da das Gewicht der beweglichen Teile durch das Gegengewicht 16 ausgeglichen ist, entspricht somit die auf die Gegendruckwalze 5 ausgeübte Kraft genau derjenigen, mit welcher die Walze in Anlage an der Gut bah τι 4- kommt = Fach empirischer Ermittlung des für den sachgemäßen Auftrag auf die Gutbahn notwendigen Speisedrucks für die Zylinder 22 sind die optimalen Betriebsbedingungen auf einfache V/eise durch Einstellen und Konstanthalten des ermittelten Drucks wiederholbar₀

Der auf diese Weise eingestellte Arbeitsdruck der Walze ist dabei dann von geglichen Änderungen des Speisedrucks für die Zylinder 10, von der Einstellung der Sitzkeile 18 und von Änderungen der Reibung in den sehr stärk

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belasteten Gelenken 8 vollkommen unabhängig. Die Steuerung des Arbeitsdrucks ist auch kaum durch irgendwelche Trägheitskräfte beeinflußt, da die tragenden Schwingen 7 unbeweglich festgehalten sind und die beweglichen Massen auf ein Mindestmaß verringert sind. Auch ein gegebenenfalls zwischen den beweglichen Teilen auftretendes Spiel hat keinerlei Einfluß auf die Kraft, mit welcher die Gegendruckwalze in Anlage an der Gutbahn 4 gehalten wird.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung kann im Eahmen der Erfindung auf verschiedene Weise abgewandelt werden. So kann anstelle der pneumatischen Membranzylinder 22 irgendeine andere, mit großer Genauigkeit steuerbare Kraftquelle verwendet werden, z.B. eine andere pneumatische, hydraulische, elektrische oder mechanische Betätigungseinrichtung. Die pneumatischen Zyliner 10 können ebenfalls durch andere pneumatische, hydraulische, elektrische oder mechanische Betatigungseinrichtungen ersetzt sein, welche nicht einmal genau steuerbar zu sein brauchen. Der für eine einfache Berechnung der auf die Walze auszuübenden Kraft zweckmäßige Gewichtsausgleich für die Gegendruckwalze mittels des Gegengewichts 16 kann teilweise oder auch gänzlich wegfallen, sofern dann das Gewicht der Walze und der dazugehörigen Teile bei der Bemessung der von den Betätigungseinrichtungen 22 auszuübenden Kraft berücksichtigt wird. Anstelle der mit den Sitzkeilen 18 zusammenwirkenden Anschlägen 17 können auch andere Einrichtungen verwendet sein, welche die Arbeitsstellung der Schwingen 7 auch ohne übermäßige Genauigkeit zu bestimmen erlauben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in Neukonstruktionen von Maschinen verwendet werden, erfordert jedoch bei vorhandenen Maschinen kaum irgendwelche änderungen an den die Gegendruckwalze tragenden Schwingen und deren

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Betätigungseinrichtungen, so daß sie vorteilhaft für die Umrüstung von vorhandenen Auftragsmaschinen verwendbar ist.

Im Vorstehenden ist zwar auf den lösungsmittelfreien Auftrag von Silikon-Kunststoffen auf eine Gutbahn bezug genommen, die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gedoch auch in vorteilhafter Weise für den Auftrag von Parben₉ Lacken₉ Klebstoffen und anderen Substanzen insbesondere auf sehr dünne Unterlagen verwendbar, wo= bei sie eine Verbesserung und genaue Wiederholbarkeit der Betriebsbedingungen erbringt_o Schließlich ist die Erfindung nicht auf den Materialauftrag auf eine Unterlage beschränkt, sondern kann auch auf anderen Gebieten Anwendung finden, in denen es auf die wiederholbare Ausübung genau steuerbarer Arbeitsdrücke mittels einer Walze ankommt_o

BAD ORIGINAL

Claims

EOTOMEC S.p.A.

Strade Statale 4-57 Km.5, I-San Giorgio Monferrato (Alessandria)

Vorrichtung zum Ausüben eines vorbestimmten Drucks auf eine Walze

Pat e_n t_a η s_p r_ü c h_e

Λ.\ Vorrichtung zum Ausüben eines innerhalb engen Toleranzen vorbestimmten, genau meßbaren Drucks auf eine Druckwalze einer Maschine, in welcher die Druckwalze in Schwingen gelagert ist, welche an feststehenden Teilen angelenkt und mittels Betätigungseinrichtungen zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß «jede Schwinge (7) eine drehbar

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gelagerte Scheibe (13) trägt, in welcher die Druckwalze (5) exzentrisch gelagert ist und xfelche mit einer Einrichtung (22) zum Ausüben eines Arbeitsdrucks verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß jede Scheibe (13) mittels eines Wälzlagers (12) in einem an der jeweiligen Schwinge (7) befestigten Flansch (11) gelagert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Scheibe (13) ein Hebel (15) befestigt ist, an welchem an einem Punkt (15')j dessen Abstand zur Drehachse der Scheibe beträchtlich größer ist als die Exzentrizität der Lagerung (6) der Druckwalze (5}, eine kraftausübende Betätigungseinrichtung (22) angreift.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3₅ dadurch g e k e η η zeichnet, daß die kraftausübende Betätigungseinrichtung ein pneumatischer Membranzylinder (22) ist, welcher über einen Druckregler (25) gespeist ist.
5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Scheibe (13) ein Hebel (15) mit einem gegebenenfalls verstellbaren Gegengewicht (16) befestigt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Gegengewicht (16) die Scheibe (13) mit allen von dieser getragenen Teilen in bezug auf ihre Drehachse ausbalanciert.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 5? dadurch gekennzeichnet, daß der mit der kraftausübenden Betätigungseinrichtung (22) zusammenwirkende Hebel und der das Gegengewicht (16) tragende Hebel die beiden einander gegenüberliegenden Arme eines einzigen Hebels (15) sind=
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkbereich der Schwingen (7) durch Anschlageinrichtungen (17 bis 20) in der Arbeitsstellung derart begrenzt ist, daß sich die Druckwalze (5) im wesentlichen in der richtigen Arbeitsstellung befindet, und daß die die Schwingen· in der Arbeitsstellung belastende Kraft der zugeordneten Betätigungseinrichtungen (10) größer ist als jede im Betrieb auftretende Reaktionskraft.