DE3713108A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbringen von markierungslinien auf eine bindemittelhaltige mineralfaserbahn - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum aufbringen von markierungslinien auf eine bindemittelhaltige mineralfaserbahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von
Markierungslinien auf eine bindemittelhaltige Mineral
faserbahn, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 32 29 601
bekannt. Die dort aufzubringenden Markierungslinien ver
laufen in Längsrichtung der Mineralfaserbahn, also in
deren Transport- oder Produktionsrichtung. Zur Vermei
dung eines Farbstoffauftrages mit relativ aufwendiger
Aufbringtechnik, Materialverbrauch und möglicherweise
Beeinflussung des Brandverhaltens wird eine Einbrand
markierung in der Weise erzeugt, daß eine scharf gebün
delte Flamme oder ein scharf gebündelter Heißluftstrahl
mit einer Temperatur von beispielsweise 600°C auf die
Oberfläche der Mineralfaserbahn gerichtet wird, der in
seinem Kernbereich das Bindemittel an der Oberfläche der
Mineralfaserbahn auf seine Zersetzungstemperatur
erwärmt und so verfärbt. Zur Erzeugung einer in Längs
richtung der Bahn randparallel durchlaufenden Markie
rungslinie ist somit lediglich die Anordnung einer ent
sprechenden Heißluftdüse oder Flammenlanze über der lau
fenden Mineralfaserbahn erforderlich.
Ein solches Vorgehen ist jedoch auf die Anbringung rand
paralleler Markierungslinien beschränkt; zur Erzeugung
von senkrecht zu den seitlichen Rändern verlaufenden
Markierungslinien könnte die Heißluftdüse oder derglei
chen nicht mehr stationär angeordnet werden, sondern
müßte quer über die Mineralfaserbahn traversieren und
dabei mit der Mineralfaserbahn mitbewegt werden, was je
doch zur Erzielung definitiver und gleichbleibender Mar
kierungsabstände erheblichen anlagen- und insbesondere
steuerungstechnischen Aufwand erfordern würde. Weiterhin
erzeugt eine derartige Flamme oder ein solcher Heißluft
strahl nicht nur eine auf den unmittelbaren Oberflächen
bereich begrenzte Zersetzung des Bindemittels, sondern
zeigt zwangsläufig auch eine nicht unerhebliche Tiefen
wirkung. Dadurch entsteht an der Markierungslinie eine
mehr oder weniger weit in die Mineralfaserbahn eindrin
gende Zone, in der kein Bindemittel wirksam ist. Dies ist
im bekannten Fall unschädlich, da diese Zone in Längs
richtung der Bahn verläuft und somit keinen quer zur
Richtung der Markierungslinie wirkenden Kräften ausge
setzt ist. Da derartige Mineralfaserbahnen in aller Regel
zu einem Wickel aufgerollt und in Rollenform gelagert und
transportiert werden, treten jedoch an quer zur Längser
streckung der Mineralfaserbahn liegenden bindemittel
freien Zonen Kräfte auf: Liegt die Markierungsseite im
Wickel außen, so tendiert das Material an der Markie
rungslinie zur Klaffung, liegt sie innen, tendiert das
Material zur Kompression. Hierdurch kann sich durch
teilweise Auflösung des Faserverbundes im Bereich der
Markierungslinie bei Zugkräften bzw. durch im Bereich der
Markierungslinie erhöht auftretende Walkarbeit bei
einwirkenden Druckkräften eine Schwächung des Produktes
ergeben. Eine solche Schwächung ist insbesondere dann
unerwünscht, wenn das Material anschließend an das Öffnen
der Rolle mit homogener, plattenähnlicher Konsistenz
vorliegen soll, wie dies gemäß der parallelen deutschen
Gebrauchsmusteranmeldung 86 10 424.1 der Fall ist.
Aus der DE-OS 34 46 406 ist es bekannt, als Heizeinrich
tung eine Walze zu verwenden. Diese Heizeinrichtung in
Form einer Walze dient jedoch nicht dazu, Markierungsli
nien aufzubringen, sondern tief in das Material der Mi
neralfaserbahn eindringende Heftpunkte dadurch zu erzeu
gen, daß die Mineralfasern lokal erweicht und so mitein
ander verschweißt werden. Hierzu weist die Umfangsober
fläche der Walze Reihen von Öffnungen auf, durch die
Heißgas mit hoher Temperatur in der Regel bis zu 1000°C
lanzenförmig austritt. Die Umfangsoberfläche der Walze
liegt auf der Oberfläche der Mineralfaserbahn auf, und
die Walze dreht sich mit einer solchen Geschwindigkeit,
die der Transportgeschwindigkeit der Mineralfaserbahn
entspricht. Ein Heißgasaustritt durch eine Lochreihe wird
nur dann zugelassen, wenn diese im Bereich des unteren
Scheitelpunkts der Walze liegt, so daß das Heißgas aus
jeder Öffnung lanzenartig in die Mineralfaserbahn hin
einsticht und Heftpunkte bildet. Die Eindringtiefe kann
dabei durch an der gegenüberliegenden Seite der Mineral
faserbahn erzeugten Unterdruck weiter gefördert werden.
Eine solche Vorrichtung dient nicht zum Anbringen von
Markierungslinien, und ist auch nicht zur Erzeugung von
Markierungslinien geeignet, welche das Verhalten des Mi
neralfasermaterials an der Markierungsstelle praktisch
nicht beeinflussen. Die im bekannten Fall gewünschte
große Eindringtiefe kann zwar durch Drosselung der Heiß
gaszufuhr vermindert werden, sie ist jedoch in jedem
Falle erheblich, wenn durch eine lokale Heißgasströmung
während der Berührungszeit so viel Energie eingetragen
werden soll, daß sich eine satte Verfärbung ergibt. Dar
über hinaus ist die seitliche Begrenzung des Einwir
kungsbereiches des Heißgases schwierig zu beherrschen,
zumal die Einwirkung im Zuge der Drehung der Walze und
somit mit sich ändernder Richtung erfolgt. Gerade bei
einer Heißgasströmung mit zur Verminderung der Eindring
tiefe minimiertem Gasdurchsatz fallen seitliche Strö
mungsanteile ins Gewicht, welche im Randbereich der Mar
kierung noch teilweise Zersetzung des Bindemittels be
wirken und somit zu einer unscharfen Begrenzung der Mar
kierung führen.
Ausgehend vom Stand der Technik nach der DE-OS 32 29 601
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zu schaffen, welche das Aufbringen
von quer zu den Seitenrändern verlaufenden Markierungs
linien auf eine Oberfläche einer Mineralfaserbahn auf
möglichst einfache und betriebssichere Weise ermöglichen
und bei geringer Eindringtiefe der Zersetzungserschei
nungen eine Anbringung sauber begrenzter Markierungsli
nien in exakten und gleichbleibenden Abständen voneinan
der ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt verfahrenstechnisch
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und
vorrichtungstechnisch durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 6.
Dabei wird zunächst auf das Konzept der Verwendung einer
Walze gemäß der DE-OS 34 46 406 zurückgegriffen, die auf
der Mineralfaserbahn aufliegt. Anstelle einer Verwendung
von Heißgas für die lokale Zersetzung des Bindemittels
wird jedoch die Oberfläche der Walze lokal erwärmt. Eine
solche scharf begrenzte, achsparallele linienförmige
Heizzone entsprechend erhöhter Temperatur ergibt eine
Wärmeeinwirkung auf das Mineralfasermaterial überwiegend
durch Konduktion mit einem entsprechend steilen Tempera
turabfall in das wärmedämmende Mineralfasermaterial hin
ein, so daß die Zone der Zersetzung auf einen flachen
Oberflächenbereich beschränkt bleibt. Darüber hinaus
fällt auch zur Seite hin die Wärmeeinwirkung stark ab,
zumal eine Kühlung durch benachbarte unbeheizte Zonen an
der Umfangsoberfläche der Walze erfolgen kann, so daß
sich eine scharf begrenzte Kontur ergibt. Infolge der
konstruktiven umfangsseitigen Abstände der Heizzonen auf
der Umfangsoberfläche der Walze und der synchronen
Geschwindigkeit von Mineralfaserbahn und Umfangsoberflä
che der Walze ergeben sich stets gleichbleibende Abstände
der Markierungslinien. Allerdings kann sich je nach den
Eingriffsverhältnissen zwischen der Walze und der Ober
fläche der Mineralfaserbahn ein gegenseitiger Abstand der
Markierungslinien auf der Mineralfaserbahn ergeben, der
vom umfangsseitigen Abstand der Heizzonen an der Ober
fläche der Walze geringfügig abweicht; eine solche Ab
weichung zwischen benachbarten Markierungslinien ist kaum
meßbar, sie kann sich jedoch über eine Vielzahl von Mar
kierungslinien hinweg zu einer Größe addieren, die dann
ins Gewicht fällt, wenn etwa der 20fache Nennabstand der
Markierungslinien durch Abzählen von 20 Markierungslinien
ermittelt werden soll: Hierbei könnte sich anstelle des
theoretischen Wertes von 20×100 mm=2 m ein abwei
chender Abstand von beispielsweise 1,96 m ergeben. Um
auch solche minimalen, sich jedoch addierenden Abwei
chungen auszuschließen, kann die Walze mit einer Um
fangsgeschwindigkeit gedreht werden, die geringfügig von
der Transportgeschwindigkeit der Mineralfaserbahn ab
weicht, um auf diese Weise solche kleinen Ungenauigkeiten
durch die Anlageverhältnisse zwischen Walze und Mineral
faserbahn auszugleichen.
Da der Energieentzug aus den beheizten Zonen auf dasje
nige Maß beschränkt ist, welches zu einer örtlich sauber
begrenzten Zersetzung des Bindemittels in einer lediglich
flachen Oberflächenschicht erforderlich ist, wird der
Energieverbrauch minimiert.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird
die Walze gemäß Anspruch 2 zur Bildung einer Mulde in die
Oberfläche der Mineralfaserbahn eingedrückt. Durch den
damit einhergehenden Anlagedruck ergibt sich eine Ver
besserung des konduktiven Wärmeübergangs von der Heizzone
auf die Mineralfasern. Weiterhin ergibt die mit der Ein
drückung einhergehende Muldenbildung eine Verlängerung
der Anlagezeit zwischen Heizzone und Mineralfasern und
damit ebenfalls eine Verbesserung des Wärmeübergangs. Bei
einer bestimmten Transportgeschwindigkeit der Mineralfa
serbahn läßt sich somit der Wärmeübergang dem Bedürfnis
der Bildung einer sauberen Markierung ohne zu starkem
Wärmeeintrag in die Mineralfaserbahn anpassen: Bei sehr
langsamer Transportgeschwindigkeit erfolgt nur ein ge
ringer Andruck der Walze und damit eine Verminderung des
Anpreßdruckes sowie des Berührungsweges, so daß der ge
wünschte Wärmeeintrag im Hinblick auf die bei geringer
Transportgeschwindigkeit zur Verfügung stehende relativ
lange Berührungszeit erfolgt, während bei hoher Trans
portgeschwindigkeit der Wärmeübergang in der kurzen zur
Verfügung stehenden Zeit durch Erhöhung des Anpreßdruckes
und Verlängerung des Berührungsweges entsprechend ver
größert wird. Da die Markierung zweckmäßig bereits auf
dem Produktionsband erfolgt, dessen Geschwindigkeit von
den Produktionsbedingungen diktiert ist, ergibt sich so
mit ein Freiheitsgrad der Anpassung der Markierungsbe
dingungen an die jeweilige Produktionsgeschwindigkeit
derart, daß unter allen auftretenden Produktionsge
schwindigkeiten ein ausreichender, aber kein zu starker
Wärmeeintrag in die Mineralfaserbahn erfolgt. Selbstver
ständlich läßt sich der Wärmeeintrag in die Mineralfa
serbahn auch durch Steuerung der Temperatur der Heizzonen
ganz oder ergänzend beeinflussen. Jedoch gibt es unter
dem Gesichtspunkt der Wärmebelastung der Walze einer
seits und der Wärmebelastung der Mineralfaserbahn an der
Berührungsstelle mit den Heizzonen andererseits einen
relativ engen optimalen Temperaturbereich, der möglichst
beibehalten werden sollte. Die unterschiedliche Einstel
lung der Eindringtiefe der Walze in die Oberfläche der
Mineralfaserbahn ermöglicht eine entsprechende Anpassung
des Wärmeeintrages, ohne daß die Temperatur der Heizzonen
den optimalen Betriebsbereich verlassen muß.
Insbesondere bei fest vorgegebener Produktionsgeschwin
digkeit einer bestimmten Mineralfaserbahn mit gleich
bleibender Rohdichte und gleichbleibendem Bindemittelge
halt oder auch bei frei wählbarer Transportgeschwindig
keit der Mineralfaserbahn kann ein Bedarf für eine An
passung des Wärmeeintrages an unterschiedliche Bedingun
gen entfallen oder in einem engeren Bereich alleine durch
Temperatursteuerung befriedigt werden. In einem solchen
Falle ist eine besonders einfache konstruktive Ausge
staltung der Vorrichtung dadurch möglich, daß die Walze
durch Eigengewicht auf der Mineralfaserbahn aufliegt.
Maßnahmen zur variablen Gewichtsabstützung im Betrieb
können dadurch entfallen, wenn das Gewicht der Walze der
vorgegebenen Transportgeschwindigkeit bzw. letztere dem
Gewicht der Walze angepaßt wird. Bei Bedarf kann das
wirksame Gewicht der Walze durch Gegengewicht auf einen
gewünschten verminderten Wert austariert werden.
Die Maßnahme des Anspruchs 4 ermöglicht ebenfalls eine
erhebliche Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus einer
zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Vorrich
tung, da für den Betrieb ein Drehantrieb entfallen kann
und allenfalls in einer abgehobenen Ruhestellung der
Walze für deren Vorheizung ein einfacher Drehantrieb er
forderlich ist, um eine gleichmäßige Aufheizung der über
den Umfang der Walze verteilt angeordneten Heizzonen zu
gewährleisten.
Durch die Maßnahme des Anspruchs 5 ergeben sich unter
brochene, sozusagen gestrichelte Markierungslinien. Diese
erfüllen in aller Regel ihren Zweck, und ermöglichen es,
mit einzelnen kürzeren, im Abstand voneinander liegenden
Heizzonen zu arbeiten, welche im Hinblick auf ihre ge
ringere Längenausdehnung Probleme etwa mit einer Addition
der Wärmedehnung in Längsrichtung vermeiden. Darüber hin
aus vermindert sich der Energieverbrauch und sind jegli
che Beeinträchtigungen der Materialkonsistenz durch Zug
oder Druckbelastung der Fasern im Wickel dadurch vermie
den, daß abschnittsweise vollständig unbeeinflußtes Ma
terial vorliegt.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
besonders geeignete Vorrichtung zeichnet sich im einzel
nen durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6
aus. Heizstäbe bilden dabei eine besonders günstige kon
struktive Möglichkeit zur Bildung der verfahrensgemäß
erforderlichen Heizzonen. Zur Bildung geradliniger
Strichmarkierungen können geradlinig verlaufende Heiz
stäbe eingesetzt werden; jedoch können auch andere Mar
kierungen wie Raster, Monogramme oder dergleichen erzeugt
werden, wenn die Heizstäbe entsprechend der jeweils ge
wünschten Markierungskontur geformt sind.
Durch die Maßnahmen des Anspruchs 7 wird erreicht, daß
Energieverluste durch Wärmeabstrahlung oder Wärmeleitung
von den Heizstäben minimiert werden, wobei zugleich eine
insbesondere seitliche Einfassung der Heizstäbe durch den
gut wärmedämnenden Werkstoff der Halter eine scharfe Be
grenzung der Heizzonen ergibt und saubere Ränder der
Markierungslinien gewährleistet.
Wenn die Heizstäbe gemäß Anspruch 8 ein geringes Maß aus
der Umfangsoberfläche der Walze herausstehen, so sorgt
die die Heizstäbe umgebende Luft für eine Kühlung des an
die Markierungsstreifen angrenzenden Mineralfasermate
rials während der Markierung und begünstigt so eine sau
bere Ausbildung der Ränder der Markierungslinien. Weiter
hin erhöht sich insbesondere bei tiefer in die Mineral
faserbahn eingedrückter Walze die Mitnahmewirkung des
Mineralfasermaterials auf die Walze, da vorstehende Kan
ten der Heizstäbe die Mitnahmewirkung begünstigen.
Wenn die Heizstäbe gemäß Anspruch 9 durch eingebettete
elektrische Rohrheizkörper beheizbar sind, so ergibt sich
eine konstruktive Freizügigkeit der Gestaltung der Heiz
stäbe. Es kann ein handelsüblicher Rohrheizkörper ver
wendet werden, der geringe Beschaffungskosten und hohe
Betriebszuverlässigkeit ergibt, ohne daß dessen Außen
kontur die konstruktive Freizügigkeit der Heizstäbe ein
schränken würde. Grundsätzlich ist jedoch jede Art einer
geeigneten Heizeinrichtung, auch eine berührungslos,
z. B. induktiv arbeitende Heizung einsetzbar, solange
gewährleistet ist, daß die gewünschte Aufheizung lokal in
den Heizzonen erfolgen kann.
Eine konstruktiv besonders zweckmäßige Ausführung ergibt
sich gemäß Anspruch 10 durch Verwendung eines inneren
Tragkörpers für die Walze in Form eines zylindrischen
Vielecks. Jede gerade Fläche des Polygons kann in kon
struktiv einfacher Weise Träger für den Halter und die
Einbauten eines Heizstabes sein.
Eine Synchronisation der Antriebsgeschwindigkeit der
Walze mit derjenigen des Transport- oder Produktionsban
des kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, daß für den
Antrieb der Walze ein Gleichstrommotor verwendet wird.
Wenn jedoch gemäß Anspruch 4 eine drehende Mitnahme der
Walze an der Mineralfaserbahn erfolgt, so ist gemäß An
spruch 11 bevorzugt ein zweckmäßig dann als Drehstrommo
tor ausgebildeter Elektromotor mit Freilauf vorgesehen,
der in der Aufheizphase für eine kontinuierliche langsame
Drehung der Walze mit unkritischer Drehzahl zur gleich
mäßigen Aufheizung der Heizstäbe sorgt, und dessen Frei
lauf ein Überholen des Motors gestattet, sobald die Walze
auf der Mineralfaserbahn anliegt und von dieser mit
erhöhter Geschwindigkeit angetrieben wird. Bei jeder Be
triebsunterbrechung dreht der Elektromotor dann die ab
gehobene Walze weiter, um eine stets gleichmäßige Auf
heizung der Heizstäbe sicherzustellen.
Insbesondere bei einer selektiv starken Eindrückung der
Walze in die Mineralfaserbahn gemäß Anspruch 2 zur An
passung an unterschiedliche Transportgeschwindigkeiten
der Mineralfaserbahn ist gemäß Anspruch 12 vorgesehen,
daß das Lagergestell der Walze in seiner Höhenlage mit
tels eines Stelltriebs positiv lageeinstellbar gehalten
ist. Auf diese Weise kann jederzeit eine Feinjustage der
Eindrückverhältnisse der Walze an der Mineralfaserbahn so
erfolgen, daß sich eine optimale Ausbildung der Markie
rungen in Abhängigkeit von der momentanen Transportge
schwindigkeit der Mineralfaserbahn ergibt.
Zweckmäßig weist der Stelltrieb gemäß Anspruch 13 wenig
stens eine Gewindespindel auf, die beispielsweise durch
einen elektrischen Schrittmotor angetrieben werden kann
und so ferngesteuert eine problemlose Feinjustage und
deren Aufrechterhaltung gewährleistet. Die Gewindespin
deln greifen bevorzugt an einem ebenfalls heb- und senk
bar ausgebildeten Haltegestell für das heb- und senkbare
Lagergestell an. Gemäß Anspruch 14 ist dieses Haltege
stell über einen Druckmittelantrieb mit dem Lagergestell
verbunden und letzteres durch den Druckmittelantrieb
zwischen einer Betriebsstellung und einer Ruhestellung
bewegbar. Auf diese Weise kann, auch für Nothalt, eine
schnelle, ferngesteuerte Schaltung der Walze zwischen
abgesenkter Betriebsstellung und angehobener Ruhestellung
erfolgen, während die Feinjustage der Relativstellung der
Walze zur Mineralfaserbahn in der Betriebsstellung durch
den Stelltrieb erfolgt, dessen Position bei Betriebspau
sen oder sonstigen Unterbrechungen nicht geändert werden
muß.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Endbereiches einer er
findungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 eine teilweise im Schnitt gehaltene Stirnansicht
eines Teiles der Walze einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung in ihrer Anlage an die Oberfläche der
Mineralfaserbahn, und
Fig. 3 eine schematisch vereinfachte perspektivische
Darstellung der Walze gemäß Fig. 2.
In Fig. 1 ist mit 1 eine Walze bezeichnet, wie sie in
Fig. 2 vergrößert mit Einzelheiten und in Fig. 3 schema
tisch vereinfacht perspektivisch dargestellt ist. In Fig.
1 ist lediglich das im Beispielsfalle linke Ende der
Walze 1 veranschaulicht, wobei es sich versteht, daß eine
entsprechende Lagerung der Walze am gegenüberliegenden
Ende vorliegt. In Fig. 1 ist weiter mit 2 eine Welle be
zeichnet, welche mit der Walze 1 verbunden ist und zu
deren Lagerung dient. Die Lagerung der Walze 1 über die
Welle 2 erfolgt an einem Lagergestell 3 über beidseitige
Lager 4. Außerhalb der Lager 4 ragt die Welle 2 in einen
elektrischen Anschlußkasten 5, in dem in bekannter Weise
über schematisch veranschaulichte Schleifringe 6 eine
Stromversorgung der drehenden Teile der Walze 1 erfolgt.
Die Walze 1 ist über die Welle 2 im Lager 4 drehbar. Als
Drehantrieb ist ein Elektromotor 7 vorgesehen, der am
Lagergestell 3 gelagert ist und mit einem Abtriebsritzel
8 über einen Zahnriemen oder dergleichen ein mit der
Welle 2 drehfest verbundenes Antriebszahnrad 9 antreibt.
Auf diese Weise kann die Walze 1 in den Lagern 4 in
Drehbewegung versetzt werden.
Das Lagergestell 3 ist an Säulen 10 eines insgesamt mit
11 bezeichneten stationären Portals auf- und abbeweglich
geführt. In entsprechender Weise ist ein Haltegestell 12
mit einer Traverse 13 auf- und abbeweglich an den Säulen
10 geführt. Das Lagergestell 3 ist am Haltegestell 12
über Druckmittelantriebe 14 in Form beispielsweise von
Pneumatikzylindern 15 gehalten, die an der Traverse 13
gelagert sind und deren Kolbenstangen 16 bei 17 an dem
Lagergestell 3 angreifen. Bei feststehendem Haltegestell
12 führt somit ein Einzug der Kolbenstangen 16 in die
Druckmittelzylinder 15 hinein zu einem Anheben des La
gergestells 3 samt Walze 1, so daß dieses in einer ange
hobenen Ruhestellung zu liegen kommt, während in der ver
anschaulichten abgesenkten Stellung des Lagergestells 3
die Betriebsstellung vorliegt, welche in Fig. 2 näher
veranschaulicht ist.
Das Haltegestell 12 ist seinerseits über Stelltriebe 18
mit einer Traverse 19 des ortsfesten Portales 11 verbun
den. Die Stelltriebe 18 beispielsweise in Form von Ge
windespindeln 20 werden über einen Elektromotor 21 bei
spielsweise in Form eines Schrittschaltmotors und Ge
triebe 22 betätigt. Über die Stelltriebe 18 kann die Hö
henlage der Traverse 13 und des Haltegestelles 12 in ei
ner gewünschten Stellung feinjustiert werden. Bei ausge
fahrener Kolbenstange 16 der Druckmittelantriebe 14 er
gibt sich dadurch eine entsprechende bestimmte Höhenlage
der Walze 1. Durch Betätigung der Druckmittelantriebe 14
kann die Walze 1 in diese vorbestimmte Betriebsstellung
abgesenkt oder in eine Ruhestellung angehoben werden,
ohne daß das Haltegestell 12 in seiner Lage verändert und
damit die eingestellte Feineinstellung aufgehoben wird.
In Fig. 2 ist der untere Bereich der Walze 1 in einer
Stirnansicht und teilweise im Schnitt in der Betriebs
stellung dargestellt. Wie daraus ersichtlich ist, weist
die Walze 1 einen Tragkörper 23 in Form eines Polygons,
im Beispielsfalle in Form eines 20-Ecks, auf, an dessen
ebenen Mantelflächen 24 Halter 25 für Heizstäbe 26 über
Schrauben 27 gehalten sind. Die Heizstäbe 26 weisen einen
im Inneren der Halter 25 angeordneten Lagerkörper 28 so
wie aus der mit 29 bezeichneten Umfangsoberfläche der
Walze 1 vorstehende Markierungsrippen 30 auf. Die Heiz
stäbe 26 bestehen aus einem geeigneten, gut wärmeleiten
den Metall und weisen im Bereich ihres Lagerkörpers 28
eine im Beispielsfalle runde Ausnehmung 31 für eine Auf
nahme von üblichen Rohrheizkörpern 32 - ähnlich Heiz
schlangen von Tauchsiedern - auf. Zur Montage der Rohr
heizkörper 32 sind die Heizstäbe 26 in einer zur Achse
der Walze 1 radialen Ebene 33 geteilt ausgebildet, wobei
die so gebildeten Teile 26 a und 26 b der Heizstäbe 26
durch geeignete Senkkopfschrauben 34 und 35 miteinander
verbunden sind. Nach der Montage der Rohrheizkörper 32 in
der Ausnehmung 31 der beiden offenen Teilen 26 a und 26 b
der Heizstäbe 26 werden die Heizstäbe 26 durch Einsetzen
der Schrauben 34 und 35 vormontiert und in die Halter 25
eingeschoben. Sodann werden die Halter 25 an ihrer um
fangsseitigen Außenseite mit Abdeckplatten 36 versehen,
welche Schultern 37 des Lagerkörpers 28 jedes Heizstabes
26 übergreifen und diesen so sicher im Halter 25 halten.
Die Halter 25 sowie die Abdeckplatten 36 bestehen aus
einem geeigneten, schlecht wärmeleitenden Werkstoff wie
einem faserigen oder faserhaltigen Preßstoff auf der Ba
sis von Asbest oder Asbestsubstitut, um Wärmeverluste der
Heizstäbe 26 zu vermeiden sowie die Bereiche der Umfangs
oberfläche 29 zu beiden Seiten der Markierungsrippen 30
vor Aufheizung und Wärmeabgabe an das Mineralfaserma
terial der mit 38 bezeichneten Mineralfaserbahn zu
schützen. Auf diese Weise sind sämtliche innerhalb der
Umfangsoberfläche 29 der Walze 1 liegenden Seiten der
Heizstäbe 26 von wärmedämmendem Material umgeben.
Jeder Heizstab 26 weist eine Ausnehmung 39 für die Auf
nahme eines Erdungskabels auf. Wenigstens einer der
Heizstäbe 26 weist darüber hinaus eine Ausnehmung 40 in
der Nachbarschaft seiner Markierungsrippe 30 für die
Aufnahme eines Thermofühlers auf. Die Temperaturregelung
anhand der Thermofühler sowie die Stromversorgung der
Rohrheizkörper 32 erfolgt über die Schleifringe 6 (vgl.
Fig. 1). Infolge der Feinsteuerung der optimalen Ausbil
dung der Markierungen durch unterschiedlichen Andruck der
Walze 1 auf der Mineralfaserbahn 38 kann eine Tempera
turregelung anhand von Thermofühlern jedoch auch entfal
len, und statt dessen lediglich die Stromzufuhr zu den
Rohrheizkörpern 32 geregelt werden. Im stationären Be
trieb ergibt sich dann eine bestimmte Temperatur, die zur
Erzeugung der Markierungen geeignet ist, wobei die opti
male Ausbildung der Markierungen durch den Grad der Ein
drückung der Walze 1 in die Mineralfaserbahn 38 einge
stellt werden kann.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, reichen die Markierungs
rippen 30 der Heizstäbe 26 und gegebenenfalls die Heiz
stäbe selbst nur über einen Teil der axialen Länge der
Walze 1, so daß mehrere Markierungsrippen 30 eine unter
brochene Linie entlang einer Mantellinie der Walze 1
bilden und im axialen Abstand voneinander angeordnet
sind. Wenn die Länge der Heizstäbe 26 auf die axiale Er
streckung der Markierungsrippen 30 begrenzt ist, so er
gibt sich eine Mehrzahl einzelner, kürzerer Heizstäbe mit
leicht zu beherrschenden Wärmeausdehnungen.
Die Verbindung der Heizstäbe 26 untereinander kann dann
durch Leitungen oder ein entsprechend umfangsseitig ge
dämmtes Stück des Rohrheizkörpers 32 erfolgen, welches
die Heizstäbe 26 etwa in Bogenform verbindet. Wenn ande
rerseits die Heizstäbe 26 über die gesamte axiale Länge
der Walze 1 durchgehen und lediglich zwischen den als
Markierungsrippen 30 bezeichneten vorstehenden Abschnit
ten der Heizstäbe 26 die zur Unterbrechung der Markierung
erforderlichen Lücken vorhanden sind, so ergibt sich eine
sehr robuste und stabile Konstruktion, bei der die Rohr
heizkörper 32 über ihre gesamte Länge in den Heizstäben
26 eingebettet sind.
Die Mineralfaserbahn 38 ist bevorzugt von einer solchen
Art, wie sie im Rahmen der prioritätsbegründenden deut
schen Gebrauchsmusteranmeldung G 86 10 242.1 erläutert
ist. Es möge sich im Beispielsfalle somit um eine unka
schierte Mineralfaserbahn 38 mit einer Breite von
1200 mm, einer Nenndicke von 100 mm und einer Länge von
6 m handeln. Die Rohdichte möge zwischen 10 und 30 kg/m3,
insbesondere zwischen 14 und 25 kg/m , und im konkreten
Beispielsfalle bei 18 kg/m3 liegen. Als Bindemittel kommt
insbesondere Phenolharz in einem Anteil von 6 bis
7 Gew.-% des trockenen Bindemittels im Produkt in Frage,
wobei im Beispielsfalle der Bindemittelgehalt an Phenol
harz bei 6,6 Gew.-% (trocken) liegen möge. Hinsichtlich
der Eigenschaften und der Verwendung einer solchen Mine
ralfaserbahn 38 sowie hinsichtlich sonstiger Einzelheiten
darf auf die prioritätsbegründende Gebrauchsmusteranmel
dung G 86 10 242.1 vollinhaltlich Bezug genommen werden.
Im Betrieb wird die Walze 1 bei eingefahrenen Kolben
stangen 16 oberhalb der mit 41 bezeichneten Oberfläche
der Mineralfaserbahn 38 durch den Elektromotor 7 in Dre
hung versetzt, wobei die Heizstäbe 26 durch Stromzufuhr
zu den Rohrheizkörpern 32 auf eine gewünschte, gegebe
nenfalls durch die Thermofühler überwachte Temperatur
vorgewärmt werden. Die Drehung in der Vorwärmphase ge
währleistet gleichmäßige Wärmeverluste der einzelnen
Heizstäbe 26 und Markierungsrippen 30 und damit deren
gleichförmige Aufwärmung ohne individuelle Temperaturre
gelung an jedem einzelnen Heizstab 26. Zu Produktionsbe
ginn werden die Kolbenstangen 16 ausgefahren und die
Walze 1 auf die Oberfläche 41 der Mineralfaserbahn 38
abgesenkt, wobei mittels des Elektromotors 21 und der
Stelltriebe 18 eine Feineinstellung der Höhenlage der
Walze 1 über der Mineralfaserbahn 38 erfolgen kann. Die
Einstellung wird dabei zweckmäßig so gewählt, daß die
Markierungsrippen 30 am Umfang der Walze 1 die Oberfläche
41 der Mineralfaserbahn 38 unter Bildung einer Mulde 42
eindrücken. Je tiefer die Mulde 42 bei einer gegebenen
Mineralfaserbahn 38 eingedrückt wird, umso höher ist der
Anpreßdruck und die Einwirkungsdauer zur Verbesserung des
konduktiven Wärmeübergangs von der Markierungsrippe 30
auf das Mineralfasermaterial. Die Oberfläche 41 der Mi
neralfaserbahn 38 ist typischerweise unbedeckt, wird also
durch die Mineralfaserwirrlage selbst gebildet; jedoch
kann die Oberfläche 41 auch eine Kaschierung etwa in Form
eines Vlieses auf Mineralfaserbasis oder aus anderen Fa
sern aufweisen.
Die Markierungsrippe 30 weist dabei eine Temperatur
typischerweise in der Größenordnung von 400°C auf und
erzeugt eine bei 43 strichpunktiert angedeutete Zone der
Zersetzung des Bindemittels in der Mineralfaserbahn 38,
die verfärbt ist. Auf diese Weise entstehen entsprechend
dem aus Fig. 3 ersichtlichen Muster der Markierungsrippen
30 Markierungsstriche auf der Oberfläche 41 der Mineral
faserbahn 38, die sich quer zu den Seitenrändern der Mi
neralfaserbahn 41 erstrecken. Durch Feinjustage über den
Stelltrieb 18 können die Wärmeübergangsbedingungen so
gesteuert werden, daß sich eine optisch klar abgesetzte
Markierung mit scharfen Rändern ergibt, ohne daß über
eine flache Zersetzungszone 43 hinaus irgendeine Beein
trächtigung des Materials der Mineralfaserbahn 38 er
folgt.
Über das Abtriebsritzel 8 und das Antriebszahnrad 9 kann
ein dauernder Antrieb der Walze 1 synchron zur Trans
portgeschwindigkeit der Mineralfaserbahn 38 erfolgen.
Zweckmäßig wird dann ein Gleichstrommotor als Elektromo
tor 7 eingesetzt. In der veranschaulichten Ausführungs
form wird jedoch als Elektromotor 7 ein Drehstrommotor
verwendet, der über einen Freilauf 44 mit dem Abtriebs
ritzel 8 verbunden ist, derart, daß bei Antrieb der Walze
1 von der Mineralfaserbahn 38 her die Drehgeschwindigkeit
der Walze 1 diejenige des Elektromotors 7 überholen kann.
Der Antrieb durch den Elektromotor 7 dient in diesem
Falle ausschließlich zur Aufrechterhaltung einer von der
Drehzahl her unkritischen Mindestdrehgeschwindigkeit in
der angehobenen Ruhestellung bei Wegfall des Antriebs von
der Mineralfaserbahn 38 her, um eine gleichförmige Auf
heizung der Heizstäbe 26 zu gewährleisten.
Durch Betätigung des Stelltriebs 18 können die Wärme
übergangsbedingungen zwischen den Markierungsrippen 30
und der Oberfläche 41 der Mineralfaserbahn 38 in der ge
schilderten Weise zur Bildung optimaler Markierungslinien
eingestellt werden. Bei vorgegebener Transportgeschwin
digkeit und Konsistenz der Mineralfaserbahn 38 kann je
doch auf eine solche Feinjustierung auch verzichtet wer
den, da dann mit einer festen Voreinstellung des Ein
drückverhaltens der Walze 1 in die Oberfläche 41 der Mi
neralfaserbahn 38 gearbeitet werden kann. Auf diese Weise
kann die Konstruktion zur Lagerung der Walze 1 wesentlich
vereinfacht werden. Wenn darüber hinaus das Gewicht der
Walze 1 so gehalten werden kann, daß sich alleine durch
die Gewichtsbelastung der Oberfläche 41 der Mineralfa
serbahn 38 durch das Gewicht der Walze 1 eine gewünschte
Eindringtiefe ergibt, so können die Druckmittelantriebe
14 in der Betriebsstellung drucklos geschaltet werden, so
daß die Walze 1 einfach mit ihrem Eigengewicht auf der
Mineralfaserbahn 38 aufliegt. Ein zu starkes Eindringen
kann in diesem Falle dadurch vermieden werden, daß die
Markierungsrippen 30 nicht um etliche Millimeter, im
Beispielsfalle etwa 8 mm, aus der ungestörten Umfangs
oberfläche 29 der Walze 1 herausragen, sondern innerhalb
der ungestörten Umfangsoberfläche 29 liegen, so daß diese
- etwa in Form der Abdeckplatten 36 - das Gewicht mitzu
tragen hilft und so ein zu starkes lokales Eindringen
vermeidet. Die veranschaulichte Ausführung mit aus der
Umfangsoberfläche 29 vorstehenden Markierungsrippen 30
eignet sich jedoch in besonders hervorragender Weise für
einen Antrieb der Walze 1 von der Mineralfaserbahn 38
her.
Claims (14)
1. Verfahren zum Aufbringen von Markierungslinien auf
eine bindemittelhaltige Mineralfaserbahn, bei dem
die Oberfläche der auf einem laufenden Transportband,
insbesondere dem Produktionsband, liegenden Mineral
faserbahn der lokalen Wärmeeinwirkung einer ortsfest
angeordneten Heizeinrichtung ausgesetzt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Heizeinrichtung eine Walze verwendet wird,
deren Umfangsoberfläche auf die Oberfläche der Mine
ralfaserbahn aufgelegt und welche mit einer solchen
Geschwindigkeit gedreht wird, die eine der Trans
portgeschwindigkeit der Mineralfaserbahn wenigstens
annähernd entsprechende Umfangsgeschwindigkeit der
Walze ergibt, und
daß örtlich scharf begrenzte, achsparallele linien
förmige Heizzonen an der Umfangsoberfläche der Walze
auf eine oberhalb der Zersetzungstemperatur des Bin
demittels in der Mineralfaserbahn liegende Temperatur
erwärmt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Walze zur Bildung einer Mulde in die Ober
fläche der Mineralfaserbahn eingedrückt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Walze auf der Mineralfaserbahn durch Eigen
gewicht aufliegt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Walze durch Mitnahme an der Ober
fläche der Mineralfaserbahn angetrieben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Heizzonen zur
Bildung einer unterbrochenen Markierungslinie
fluchtend hintereinander und im Abstand voneinander
verwendet wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekenn
zeichnet
durch eine an einem heb- und senkbaren Lagergestell
(3) gelagerte Welle (2) einer Walze (1),
durch am Umfang der Walze (1) achsparallel angeord
nete Heizstäbe (26) und
durch eine Heizeinrichtung (32) für die Heizstäbe
(26).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizstäbe (26) in Haltern (25) aus wärme
dämmendem Werkstoff wie faserigem Preßstoff an
geordnet sind, welche die Heizstäbe (26) bevorzugt
an ihren innerhalb der Umfangsoberfläche (29) der
Walze (1) angeordneten Seiten vollständig umgeben.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Heizstäbe (26) um einige Millime
ter aus der Umfangsoberfläche (29) der Walze (1)
herausstehen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Heizstäbe (26) durch
eingebettete elektrische Rohrheizkörper (32) be
heizbar sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß die Walze (1) einen inne
ren Tragkörper (23) in der Form eines zylindrischen
Vielecks mit einer der umfangsseitigen Anzahl der
Heizstäbe (26) entsprechenden Flächenzahl aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß die Walze (1) durch einen
Elektromotor (7) mit Freilauf (44) antreibbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß das Lagergestell (3) der
Walze (1) in seiner Höhenlage mittels eines Stell
triebs (18) positiv lageeinstellbar gehalten ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß der Stelltrieb (18) wenigstens eine Gewin
despindel (20) aufweist, die an einem heb- und
senkbaren Haltegestell (12) für das Lagergestell (3)
angreift.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß das Haltegestell (12) über einen Druckmit
telantrieb (14) mit dem Lagergestell (3) verbunden
ist und letzteres mittels des Druckmittelantriebs
(14) zwischen einer Betriebsstellung und einer Ru
hestellung bewegbar ist.
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D2 | Grant after examination | ||
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