DE60313308T2 - Spalteinstellvorrichtung für laminierwalzen - Google Patents

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  • Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Laminierung und eine Vorrichtung, die erste und zweite Laminierwalzen aufweist, die einen dazwischen liegenden Spalt definieren und mindestens einen Spaltblock zwischen der ersten und zweiten Walze in der Art aufweist, dass der Spaltblock eine Mindestspaltbreite bestimmt und aufrechterhält. Der Spaltblock umfasst einen starren Spaltblockkörper, der in der Breite einstellbar sein kann, sowie vier oder mehr Lasträder, die drehbar am Spaltblockkörper befestigt sind und auf einem Teil der ersten und zweiten Walze aufsitzen.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • US-Patentschrift 6.347.585 offenbart eine Spalteinstellvorrichtung für eine Rotationsdruckmaschine, die zwei Walzen umfasst, die durch ein einstellbares Exzenterteil voneinander getrennt sind.
  • US-Patentschrift 5.456.871 offenbart ein System zur Einstellung eines Kalandrierspalts, das Lastmesseinheiten und eine aktive Rückkopplung verwendet, typischerweise von einem Mikroprozessor gesteuert.
  • US-Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. US2002/0014509 A1 offenbart eine Einstellvorrichtung für den Presswalzenspalt, die ein Mindestspalteinstellmittel aufweist, das ein gegenüberliegendes Paar von Begrenzern umfasst, wobei einer davon an einem beweglichen Bauteil befestigt ist, das eine Walze umfasst, und der andere am Rahmen der Vorrichtung befestigt ist.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Kurz dargestellt stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung bereit, umfassend erste und zweite Laminierwalzen, die einen dazwischen liegenden Spalt definieren, und mindestens einen Spaltblock, der zwischen der ersten und zweiten Walze in der Art positioniert ist, dass der Spaltblock eine Mindestspaltbreite bestimmt und aufrechterhält. Der Spaltblock umfasst einen starren Spaltblockkörper und vier oder mehr Lasträder, die drehbar am Spaltblockkörper befestigt sind, und ist zwischen der ersten und der zweiten Walze in der Art positioniert, dass jede Walze von mindestens zwei Lasträdern berührt wird. In einer weiteren Ausführungsform kann die Breite des Spaltblocks einstellbar sein.
  • In einer weiterer Erscheinungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, bei dem zwei oder mehr Bogen miteinander laminiert werden, indem die Bogen gleichzeitig in einen Spalt zwischen einer ersten Walze und einer zweiten Walze der Laminiervorrichtung geführt werden, wobei die Vorrichtung zusätzlich mindestens einen Spaltblock umfasst, der zwischen der ersten und der zweiten Walze in der Art positioniert ist, dass der Spaltblock eine Mindestspaltbreite festlegt und aufrechterhält.
  • In einer weiteren Erscheinungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, bei der zwei oder mehr Bogen miteinander laminiert werden, indem die Bogen gleichzeitig in einen Spalt zwischen einer ersten Walze und einer zweiten Walze der Laminiervorrichtung geführt werden, wobei die Vorrichtung zusätzlich mindestens einen Spaltblock umfasst, der zwischen der ersten und der zweiten Walze in der Art positioniert ist, dass der Spaltblock eine Mindestspaltbreite festlegt und aufrechterhält, die während der Laminierung konstant bleibt.
  • In einer weiterer Erscheinungsform stellt die vorliegende Erfindung einen einstellbaren Spaltblock bereit, der Folgendes umfasst: ein erstes Spaltblockkörperelement mit zwei oder mehr Lasträdern, die drehbar befestigt sind; ein zweites Spaltblockkörperelement mit zwei oder mehr Lasträdern, die drehbar befestigt sind, wobei das zweite Spaltblockkörperelement mit dem ersten Spaltblockkörperelement verbunden ist, um eine lineare Bewegung der beiden Elemente relativ zueinander in Richtung der Spaltblockkörperbreite zu ermöglichen, und wobei mindestens eine Oberfläche eines der Spaltblockkörperelemente gegenüber der Oberfläche des anderen Spaltblockkörperelements abgeschrägt ist, wenn sie so miteinander verbunden sind; einen Keil, der zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen angeordnet ist; und eine Einstellschraube, um die Position des Keils zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen zu bestimmen, wodurch die Spaltblockkörperbreite bestimmt wird.
  • Bei dieser Anwendung bedeutet "laminieren" das Verkleben von zwei oder mehr Bogen miteinander.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Laminierung, das während der intermittierenden Laminierung von nicht endlosen Bogen mit einer Endlosbahn eine Beschädigung der Endlosbahn verhindert.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • 1 und 2 zeigen einen Spaltblock nach der vorliegenden Erfindung.
  • 3 und 4 zeigen einen Querschnitt des in 1 und 2 abgebildeten Spaltblocks.
  • 5 zeigt einen Querschnitt einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung durch die Achsen der beiden Walzen der Vorrichtung.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
  • 1-4 zeigen einen Spaltblock nach der vorliegenden Erfindung umfassend einen Spaltblockkörper, der ein erstes Spaltblockkörperelement 10 und ein zweites Spaltblockkörperelement 20 umfasst. Zwei Lasträder 31, 32 sind drehbar am ersten Spaltblockkörperelement 10 befestigt. Zwei Lasträder 33, 34 sind drehbar am zweiten Spaltblockkörperelement 20 befestigt. Zusätzliche Lasträder können an jedem der Spaltblockkörperelemente befestigt sein. Alternativ kann, wenn keine Einstellung des Spaltblockkörperelements notwendig ist, der Spaltblockkörper ein einzelnes Körperelement sein, an dem vier oder mehr Lasträder befestigt sind. Pfeil A zeigt die Abmessungen, die die Körperbreite eines Spaltblocks darstellt. Zusammen mit einem Walzenpaar ist die Spaltblockkörperbreite eine lineare Abmessung des Spaltblockkörpers gemessen parallel zur Abmessung der Spaltbreite zwischen der ersten und der zweiten Walze. Bei Betrieb muss eine Bewegung der Spaltblockkörperelemente rechtwinklig zur Spaltblockkörperbreite verhindert werden. Das erste Spaltblockkörperelement 10 kann die Arme 15 umfassen, die eine Bewegung des zweiten Spaltblockkörperelements 20 in eine oder mehrere Richtungen rechtwinklig zur Spaltblockkörperbreite verhindern. Weiterhin können eine oder mehrere seitliche Beschränkungen, die am Vorrichtungsrahmen (abgebildet in 5, nachfolgend beschrieben) angebracht sind oder ein Teil davon sind, eine Bewegung des zweiten Spaltblockkörperelements 20 relativ zum ersten Spaltblockkörperelement 10 in eine oder mehrere Richtungen rechtwinklig zur Spaltblockkörperbreite verhindern. Die ersten und zweiten Spaltblockkörperelemente 10, 20 können mit einer oder mehreren Beschränkungen verschraubt sein, nachdem die Spaltblockkörperbreite über die Gewindelöcher 12, 22 eingestellt wurde.
  • Das erste Spaltblockkörperelement 10 und das zweite Spaltblockkörperelement 20 umfassen die sich gegenüberliegenden Oberflächen 11 und 21. Eine oder beide Oberflächen 11 und 21 sind abgeschrägt. Durch Interaktion der Oberflächen 11 und 21 kann der Keil 40 dazu benutzt werden, die Spaltblockkörperbreite einzustellen. Die Einstellschraube 41 kann dazu benutzt werden, die Position des Keils 40 und damit die Spaltblockkörperbreite zu ändern. Bei einer Ausführungsform besitzt die Einstellschraube 41 einen Gewindeschaft, der in ein Gewindeloch in einer seitlichen Beschränkung, die am Vorrichtungsrahmen (abgebildet in 5, nachfolgend beschrieben) angebracht oder ein Teil davon ist, eingreift. Typischerweise ist das erste Spaltblockkörperelement 10 mit einer oder mehreren Beschränkungen über die Gewindelöcher 12 verschraubt, wird die Spaltblockkörperbreite mittels der Verstellschraube 41 eingestellt und ist das zweite Spaltblockkörperelement 20 über die Gewindelöcher 22 mit einer oder mehreren seitlichen Beschränkungen verschraubt.
  • Mit Bezug auf 5 umfasst die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung Spaltblöcke, die, wie zuvor beschrieben, ein erstes Spaltblockkörperelement 10, ein zweites Spaltblockkörperelement 20, Lasträder 32, 34, einen Keil 40 und eine Einstellschraube 41 umfassen. Seitliche Beschränkungen 50 verhindern eine Bewegung des zweiten Spaltblockkörperelements 20 relativ zum ersten Spaltblockkörperelement 10 rechtwinklig zur Spaltblockkörperbreite. Seitliche Beschränkungen 50 sind am Vorrichtungsrahmen durch nicht abgebildete Verbinder angebracht. Erste Spaltblockkörperelemente 10 können über die Durchgangsbohrungen 51 und die Gewindelöcher 12 mit den Beschränkungen 50 verschraubt sein. Die Einstellschrauben 41 weisen Gewindeschäfte auf, die in die Gewindelöcher 53 in den seitlichen Begrenzungen 50 eingreifen. Die Spaltblockkörperbreite wird durch die Wirkung der Einstellschrauben 41 an den Keilen 40 eingestellt. Die zweiten Spaltblockkörperelemente 20 können dann über die Durchgangsbohrungen 52 und die Gewindelöcher 22 mit den Beschränkungen 50 verschraubt werden.
  • Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine erste Walze 60 umfassend eine Presszone 61 mit einem Radius rp1 und zwei Spaltblockzonen 62, 63 mit einem Radius rg1. Wie abgebildet umfasst die erste Walze zusätzlich die Achsteile 64, 65, die mit den Lagerflächenmechanismen 72 interagieren. Die zweite Walze 80 umfasst eine Presszone 81 mit einem Radius rp2 und zwei Spaltblockzonen 82, 83 mit einem Radius rg2. rp1 entspricht typischerweise rp2 und rg1 entspricht typischerweise rg2. Wie abgebildet, umfasst die erste Walze zusätzlich die Achsteile 84, 85, die mit den Lagerflächenmechanismen 92 interagieren. Ein schmaler Laminierspalt wird zwischen der ersten Walze 60 und der zweiten Walze 80 gebildet, die nicht miteinander in Kontakt sind. Der Laminierspalt der in 5 gezeigten Ausführungsform ist zu schmal, um eindeutig abgebildet zu werden. Entweder die erste Walze 60 und die zweite Walze 80 oder eine der beiden Walzen kann bzw. können durch bekannte Mittel wie Elektromotoren oder Ähnlichem angetrieben werden. Typischerweise werden beide Walzen angetrieben. Typischerweise sind die erste Walze 60 und die zweite Walze 80 über Zahnräder miteinander in der Art verbunden, dass sie am Spalt mit der gleichen Drehzahl laufen. In einer Ausführungsform werden die erste Walze 60 und die zweite Walze 80 durch einen Riemenantriebsmechanismus angetrieben, der mit den Riemenscheiben 68 und 88 interagiert.
  • Die Lager umfassen die Lagergehäuse 71, 91 und die Lagerflächenmechanismen 72, 92, die auf dem Gebiet bekannt sind, wie zum Beispiel Kugellager, Rollenlager, Nadellager und Ähnlichem. Die Lagergehäuse 71, 91 sind am Vorrichtungsrahmen 100 in der Art angebracht, dass Druck auf die Lagergehäuse 71, 91 ausgeübt oder aufrechterhalten werden kann, wodurch die erste und zweite Walze 60, 80 zusammengeführt werden. Die Lagergehäuse können fest am Rahmen 100 befestigt sein oder mittels Pneumatik- oder Hydraulikkolben 101 und Zylinder 102 wie abgebildet befestigt sein. Die Lagermechanismen können ein Teil des Antriebsmechanismus für eine oder beide Walzen sein.
  • Bei dem Laminierverfahren nach der vorliegenden Erfindung werden zwei oder mehr Bogen zusammengepresst, indem sie gleichzeitig in einen schmalen Spalt zwischen der ersten Walze 60 und der zweiten Walze 80 geführt werden. Typischerweise werden die erste Walze 60 oder die zweite Walze 80 oder beide angetrieben; noch typischer werden beide Walzen angetrieben. Eine oder mehrere Schichten können mit Wärme, Lösungsmittel oder Klebstoff behandelt werden, um das Kleben zu unterstützen. Die erste Walze 60 und die zweite Walze 80 können durch ein geeignetes Verfahren beheizt sein, sind typischerweise aber von innen durch ein Verfahren wie zum Beispiel Elektroheizung oder Umwälzen heißer Luft, Wasser oder Öl beheizt.
  • Die Vorrichtung und das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung werden vorteilhaft genutzt, wenn intermittierende Laminierung gewünscht wird, d.h. wenn bei der Laminierung eine oder mehrere der zu laminierenden Schichten nicht durchgehend im Laminierspalt vorhanden ist. In diesem Fall kann das Produkt eine Endlosbahn mit darauf zu laminierenden nicht durchgehenden Stücken von zusätzlichem Bogenmaterial sein. Bei intermittierender Laminierung könnte die Endlosbahn zerdrückt oder beschädigt werden, wenn der volle Laminierdruck aufgebracht wird, wenn das nicht durchgehende Bogenmaterial nicht im Spalt vorhanden ist. Solch ein Schaden an der Endlosbahn kann durch Nutzung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung verhindert werden, bei der eine Mindestspaltbreite eingehalten wird. Zusätzlich könnten die Führungskanten der intermittierenden Laminierung während der Laminierung gerundet werden, falls der volle Laminierdruck aufgebracht wird, wenn das nicht durchgehende Bogenmaterial nicht im Spalt vorhanden ist, was durch Anwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung vermieden werden kann.
  • Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung hat den zusätzlichen Vorteil, dass das Lagerspiel der Rollenlager für die Festlegung der Spaltbreite nicht mehr berücksichtigt werden muss, und somit muss eine Änderung des Lagerspiels auch nicht mehr berücksichtigt werden. Änderungen des Lagerspiels können besonders problematisch werden, wenn die Laminierrollen beheizt sind. Eine genauere und beständigere Spaltbreite kann mit der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung eingestellt werden. Zusätzlich kann die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung für eine Laminierung mit fest eingestelltem Spalt angewendet werden, wobei die Spaltbreite während der gesamten Laminierung im Wesentlichen konstant bleibt. Für eine Laminierung mit festgelegter Spaltbreite müssen die Walzen einem ausreichenden Druck ausgesetzt werden, um die Widerstandskraft, die durch die zu laminierenden Materialien erzeugt wird, zu überwinden.
  • Die Vorrichtung und das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung werden vorteilhaft angewendet für die Laminierung von Katalysatoraufklebern auf Polymerelektrolytmembranen, insbesondere Membrane aus sulfonierten Fluoropolymermembranen wie zum Beispiel NafionTM oder FlemionTM. Katalysatoraufkleber umfassen typischerweise eine dünne Schicht einer Katalysatordispersion auf einer Rückschicht. Nach der Laminierung der Katalysatordispersion auf die Polymerelektrolytmembran wird die Rückschicht des Aufklebers entfernt. Die Vorrichtung und das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung werden vorteilhafterweise mit gegossenen Membranen eines empfindlichen oder dünnen Films angewendet, typischerweise mit einer Stärke von 100 Mikrometer oder weniger, noch typischer 50 Mikrometer oder weniger und noch typischer 30 Mikrometer oder weniger.
  • Verschiedene Modifizierungen und Änderungen dieser Erfindung werden für den Fachmann offensichtlich, ohne dass dabei vom Umfang und dem Prinzip dieser Erfindung abgewichen wird, und es versteht sich, dass diese Erfindung nicht unzulässigerweise auf die zuvor dargestellten Ausführungsformen begrenzt ist.

Claims (10)

  1. Vorrichtung, die erste und zweite Laminierwalzen (60, 80) aufweist, wobei die erste und zweite Walze im Wesentlichen parallel sind und die erste und zweite Walze einen dazwischen liegenden Spalt definieren, der eine Spaltbreite besitzt; die Vorrichtung zusätzlich mindestens einen Spaltblock mit einem starren Spaltblockkörper (10, 20) und vier oder mehr Lasträdern (31, 32, 33, 34) aufweist, die drehbar am Spaltblockkörper befestigt sind; wobei der Spaltblock zwischen der ersten und zweiten Walze (60, 80) derart angeordnet ist, dass mindestens zwei Lasträder mit jeder Walze in Kontakt sind, wobei der Spaltblock dadurch eine Mindestspaltbreite bestimmt und aufrechterhält.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der Walzen (60, 80) mindestens eine Presszone (61, 81) aufweist, wobei die Walze einen Radius rp und mindestens eine Spaltblockzone (62, 63, 82, 83) aufweist, wobei die Walze einen Radius von rg besitzt, wobei die Lasträder der Spaltblöcke die Walzen in der Spaltzone berühren und wobei rp größer als rg ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Spaltblockkörper eine Spaltblockkörperbreite aufweist, die die lineare Abmessung des Spaltblockkörpers gemessen in der Richtung parallel zur Abmessung der Spaltbreite zwischen der ersten und zweiten Walze (60, 80) darstellt, wobei der Spaltblockkörper Mittel zum Einstellen der Spaltblockkörperbreite umfasst.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der Spaltblock aufweist: ein erstes Spaltblockkörperelement (10), wobei zwei oder mehr Lasträder (31, 32) drehbar am ersten Spaltblockkörperelement (10) befestigt sind; ein zweites Spaltblockkörperelement (20), wobei zwei oder mehr Lasträder (33, 34) drehbar am zweiten Spaltblockkörperelement (20) befestigt sind, wobei das zweite Spaltblockkörperelement (20) mit dem ersten Spaltblockkörperelement (10) montiert ist, um eine lineare Bewegung der beiden Elemente relativ zueinander in Richtung der Spaltblockkörperbreite zu ermöglichen und wobei im montierten Zustand mindestens eine Oberfläche eines der beiden Spaltblockkörperelemente hinsichtlich einer gegenüberliegenden Oberfläche des anderen Spaltblockkörperelements abgeschrägt ist; einen Keil (40) zwischen der abgeschrägten Oberfläche und der gegenüberliegenden Oberfläche; und eine Einstellschraube (41) zur Bestimmung der Position des Keils (40) zwischen der abgeschrägten Oberfläche und der gegenüberliegenden Oberfläche, wodurch die Breite des Spaltblockkörperelements bestimmt wird.
  5. Verfahren zum Laminieren von zwei oder mehr Bahnmaterialien miteinander durch gleichzeitiges Einlaufen der Materialien in einen Spalt zwischen einer ersten Walze (60) und einer zweiten Walze (80) einer Laminiervorrichtung, wobei die erste und zweite Walze im Wesentlichen parallel sind und die erste und zweite Walze einen dazwischen liegenden Spalt definieren, der eine Spaltbreite hat; wobei ein Spaltblock zwischen der ersten und zweiten Walze (60, 80) angeordnet ist, der einen starren Spaltblockkörper (10, 20) und vier oder mehr Lasträder (31, 32, 33, 34) aufweist, die drehbar am Spaltblockkörper befestigt sind, wobei der Spaltblock so angeordnet ist, dass mindestens zwei Lasträder mit jeder Walze in Kontakt sind, wodurch der Spaltblock eine Mindestspaltbreite bestimmt und aufrechterhält.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei zwei Spaltblöcke zwischen der ersten und zweiten Walze (60, 80) derart angeordnet sind, dass mindestens zwei Lasträder von jedem Spaltblock mit jeder Walze in Kontakt sind und die Spaltblöcke dadurch eine Mindestspaltbreite bestimmen und aufrechterhalten, wobei die beiden Spaltblöcke durch eine vorgegebene Spaltlänge voneinander getrennt sind.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei jede der Walzen (60, 80) mindestens eine Presszone (61, 81) umfasst, wobei die Walze einen Radius von rp und mindestens eine Spaltblockzone (62, 63, 82, 83) besitzt, wobei die Walze einen Radius rg besitzt, wobei die Lasträder der Spaltblöcke die Walzen an der Spaltzone berühren und wobei rp größer ist als rg.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Spaltblockkörper eine Spaltblockkörperbreite hat, die die lineare Abmessung des Spaltblockkörpers gemessen in der Richtung parallel zur Abmessung der Spaltbreite zwischen der ersten und zweiten Walze (60, 80) darstellt, wobei der Spaltblockkörper Mittel zum Einstellen der Spaltblockkörperbreite umfasst.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der Spaltblockkörper umfasst: ein erstes Spaltblockkörperelement (10), wobei zwei oder mehr Lasträder (31, 32) drehbar am ersten Spaltblockkörperelement (10) befestigt sind; ein zweites Spaltblockkörperelement (20), wobei zwei oder mehr Lasträder (33, 34) drehbar am zweiten Spaltblockkörper (20) befestigt sind, wobei das zweite Spaltblockkörperelement (20) mit dem ersten Spaltblockkörperelement (10) montiert ist, um eine lineare Bewegung der beiden Elemente relativ zueinander in Richtung der Spaltblockkörperbreite zu ermöglichen und wobei im montierten Zustand mindestens eine Oberfläche eines der beiden Spaltblockkörperelemente hinsichtlich einer gegenüberliegenden Oberfläche des anderen Spaltblockkörperelements abgeschrägt ist; einen Keil (40), der zwischen der abgeschrägten Oberfläche und der gegenüberliegenden Oberfläche angeordnet ist; und eine Einstellschraube (41) zur Bestimmung der Position des Keils (40) zwischen der abgeschrägten Oberfläche und der gegenüberliegenden Oberfläche, wodurch die Breite des Spaltblockkörperelements bestimmt wird.
  10. Spaltblock, der Folgendes umfasst: ein erstes Spaltblockkörperelement (10), wobei zwei oder mehr Lasträder (31, 32) drehbar am ersten Spaltblockkörperelement (10) befestigt sind; ein zweites Spaltblockkörperelement (20), wobei zwei oder mehr Lasträder (33, 34) drehbar am zweiten Spaltblockkörperelement (20) befestigt sind, wobei das zweite Spaltblockkörperelement (20) mit dem ersten Spaltblockkörperelement (10) montiert ist, um eine lineare Bewegung der beiden Elemente relativ zueinander in Richtung der Spaltblockkörperbreite zu ermöglichen und wobei im montierten Zustand mindestens eine Oberfläche eines der beiden Spaltblockkörperelemente hinsichtlich einer gegenüberliegenden Oberfläche des anderen Spaltblockkörperelements abgeschrägt ist; einen Keil (40), der zwischen der abgeschrägten Oberfläche und der gegenüberliegenden Oberfläche angeordnet ist; und eine Einstellschraube (41) zur Bestimmung der Position des Keils (40) zwischen der abgeschrägten Oberfläche und der gegenüberliegenden Oberfläche, wodurch die Breite des Spaltblockkörperelements bestimmt wird.
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