DE69316622T2

DE69316622T2 - Verfahren und vorrichtung zum zusammendrücken einer kontinuierlichen bahn

Info

Publication number: DE69316622T2
Application number: DE69316622T
Authority: DE
Inventors: David Thomas Edge
Original assignee: JAMES HALSTEAD Ltd
Current assignee: JAMES HALSTEAD Ltd
Priority date: 1992-07-07
Filing date: 1993-05-05
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2013-05-06
Also published as: ATE162452T1; WO1994001265A1; DE69316622D1; AU4269093A; EP0650407B1; GB2283199B; EP0650407A1; GB9500356D0; GB9214401D0; GB2283199A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zusammendrücken eines zusammenhängenden Bahnstücks. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, sind das Verfahren und die Vorrichtung zum Pressen einer gemusterten Vinylbahn gedacht, die zur Bildung von Bodenbelägen verwendet werden soll.
Übliche Verfahren und Vorrichtungen zum Pressen einer Vinylbahn, die bei der Bildung von Bodenbelägen verwendet wird, umfassen das Zusammendrücken eines zusammenhängenden Bahnstücks zwischen zwei Stahllaufbändern, während die Bahn zuerst um eine Heiztrommel und dann um eine Kühltrommel gespeist wird. Der Zweck der Heiztrommel besteht darin, die Bahn zu weichen, um ihre Zusammendrückbarkeit zu erhöhen. Die Kühitrommel kühlt dann die Bahn, bevor sie die Presse verläßt.
Bei einer solchen üblichen Drehpresse sind die Trommeln so angeordnet, daß sich die Bahn entlang einem allgemein "S"-förmigen Weg um die beiden Trommeln herum bewegt. Zur Gewährleistung einer effizienten Erwärmung der Bahn durch ihre ganze Dicke wird eine weitere Heizvorrichtung bereitgestellt, um die von der Heiztrommel abgewandte Oberfläche der Bahn zu erwärmen. Ähnlich wird zur Gewährleistung einer effizienten Kühlung der Bahn durch ihre ganze Dicke eine Kühlvorrichtung bereitgestellt, um die von der Kühltrommel abgewandte Seite der Bahn zu kühlen.
Bei der üblichen Anordnung ist die obere Oberfläche der Bahn der Heiztrommel zugewandt und von der Kühltrommel abgewandt. Das Stahllaufband, das mit dieser oberen Oberfläche in Berührung steht, sei als das obere Laufband bezeichnet, und das Laufband, das die untere Oberfläche der Bahn berührt, sei als das untere Laufband bezeichnet.
Lediglich das obere Laufband wird direkt, mittels einer der Kühltrommel nachgeschalteten Antriebsrolle, angetrieben. Die Bahn wird infolge der Reibung zwischen der Bahn und dem oberen Laufband mitgezogen, während diese um die Kühltrommel laufen - in diesem Augenblick ist die Bahn am viskosesten. Ähnlich wird das untere Laufband infolge der Reibung zwischen sich selbst und der Bahn entlang seines Weges mitgezogen.
Unvermeidlich verrutschen die Laufbänder gegenseitig etwas, da sich das obere Laufband schneller fortbewegt als das untere Laufband. Die relative Verrutschung der Laufbänder ist um die Heiztrommel herum am größten, da sich in dieser Phase das untere Laufband, das sich am langsamsten bewegt, ganz außen befindet und daher eine größere Umfangsstrecke zurücklegen muß als das obere Laufband, das sich ganz innen befindet.
Da die Laufbänder während ihres Laufs um die Trommeln relativ zueinander verrutschen, werden Scherkräfte auf die Bahn ausgeübt, die zusammengedrückt zwischen den Laufbändern eingeklemmt ist. Die Scherwirkung ist um die Heiztrommel herum am größten - in dieser Phase ist die Verrutschung am größten und die Bahn ist am wärmsten und daher am wenigsten viskos - sie tritt aber auch um die Kühltrommel herum in Erscheinung.
Die oben beschriebene Scherwirkung ist sehr nachteilig, wenn die Bahn, die gerade zusammengedrückt wird, gemustert ist. Das Muster wird üblicherweise durch die Zugabe gefärbten Vinylpulvers bzw. von gefärbten Vinylkörnchen in einem Kalander, der die Bahn an einer der Presse vorgeschalteten Stelle bildet, in die Bahn eingeführt, wobei das Pulver ein gefärbtes Muster bildet, das durch die ganze Dicke der Bahn geht. Während die gefärbte Bahn durch die Drehpresse geht, verschmiert die Scherwirkung das Muster auf der oberen und auf der unteren Oberfläche der Bahn. Das ist offensichtlich eine unerwünschte Auswirkung des Drehpreßverfahrens.
Die übliche Technik dazu, diesem unerwünschten Verschmieren des Musters zu begegnen, besteht darin, die Bahn in einer Dicke zu produzieren, die das Doppelte dessen ist, was für das fertige Produkt benötigt würde. Die Bahn wird dann in zwei Bahnen aufgespalten, die halb so dick sind wie die ursprüngliche Bahn. Die Scherwirkung im Zentrum der ursprünglichen Bahn ist minimal, und daher ist das Muster auf der geschnittenen Oberfläche jeder der sich ergebenden Bahnen halber Dicke nicht verschmiert. Die geschnittene Oberfläche jeder sich ergebenden Bahn wird dann zur Bildung der oberen Oberfläche des fertigen Produkts nachbearbeitet, zum Beispiel durch Schleifen.
Der Vorgang des Aufspaltens der anfänglichen Bahn und des Nachbearbeitens der sich ergebenden Bahnen halber Dicke stellt einen bedeutenden Nachteil dar, der mit der üblichen Verwendung von Drehpressen für diese Anwendung verknüpft ist.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obigen Nachteile zu umgehen bzw. zu mildern.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Zusammendrücken einer Endlosbahn vorgesehen, bei dem eine erste Bahnoberfläche mit einem ersten Laufband in Berührung gebracht wird, eine zweite Bahnoberfläche mit einem zweiten Laufband in Berührung gebracht wird und die Laufbänder um wenigstens eine erste Umlauftrommel herum geführt werden, wobei sich die Bahn zum Zusammendrücken der Bahn in Sandwichform dazwischen befindet, bei dem durch die Bahndicke ein Temperaturgefälle hergestellt wird, so daß sich die erste Oberfläche auf einer höheren Temperatur als die zweite Oberfläche befindet, wobei das Temperaturgefälle so groß ist, daß die durch die Laufbänder auf die Bahn einwirkenden Scherkräfte bei oder nahe der ersten Bahnoberfläche und nicht bei oder nahe der zweiten Bahnoberfläche ein Scheren der Bahn hervorrufen.
Wenn die Bahn gemustert ist, wird somit ein Verschmieren des Musters im wesentlichen auflediglich eine Oberfläche der Bahn begrenzt, d.h. die erste Oberfläche.
Diese Oberfläche kann dann die untere Oberfläche des fertigen Produkts bilden, wo ein Verschmieren des Musters von sehr geringer Bedeutung ist. Die weitgehend unverschmierte zweite Oberfläche bildet dann die obere Oberfläche des fertigen Produkts.
Die erste Umlauftrommel wird bevorzugt als Heizquelle zum Erwärmen der radial ganz innen gelegenen Bahnoberfläche verwendet, und außerhalb der ersten Umlauftrommel sind Zusatzheizungen zum Erwärmen der radial ganz außen gelegenen Bahnoberfläche vorgesehen. Es können beispielsweise Heizstrahler oder Konvektionsheizkörper verwendet werden.
Dadurch, daß die Temperatur der ersten Trommel und der Heizstrahler sorgfältig gesteuert wird, kann das erforderliche Temperaturgefälle genau hergestellt und aufrechterhalten werden. Bevorzugt wird das durch die ganze Bahndicke gehende Temperaturgefälle an jedem gegebenen Bahnabschnitt im wesentlichen konstant gehalten, während dieser Bahnabschnitt um die Trommel herum läuft.
Die Bahn wird bevorzugt der ersten Umlauftrommel so zugeführt, daß die erste Bahnoberfläche radial ganz innen liegt.
Die erste Bahnoberfläche wird bevorzugt auf eine Temperatur erwärmt, die um etwa zehn bis fünfzehn Grad Celsius höher liegt als die der zweiten Bahnoberfläche
Die Bahn wird vor ihrer Zuführung zur ersten Umlauftrommel bevorzugt vorgewärmt, um das erforderliche Temperaturgefälle durch die Bahndicke im wesentlichen herzustellen, noch bevor die Bahn die erste Umlauftrommel erreicht.
Das Verfahren umfaßt bevorzugt als weiteren Schritt, daß die in Sandwichform zwischen den beiden Laufbändern liegende Bahn um eine zweite, der ersten Umlauftrommel nachgeschaltete Umlauftrommel geführt und die Bahn beim Umlaufen der zweiten Umlauftrommel gekühlt wird. Die Bahn wird bevorzugt so gekühlt, daß die erste Bahnoberfläche beim Umlaufen der Bahn um die zweite Umlauftrommel auf einer höheren Temperatur gehalten wird als die zweite Bahnoberfläche.
Die zweite Umlauftrommel bildet ein Kühlmittel zum Abkühlen der zweiten Bahnoberfläche, und außerhalb der zweiten Umlauftrommel kann ein Zusatzkühlmittel zum Abkühlen der ersten Bahnoberfläche vorgesehen sein.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind das erste und das zweite Laufband einzeln angetrieben und ihre Relativgeschwindigkeit zueinander wird so gesteuert, daß die Laufbänder beim Umlaufen der zweiten Umlauftrommel nicht gegenseitig verrutschen. Auf diese Weise kann das gesamte Verrutschen und daher das gesamte Scheren auf den Umlauf der Bahn um die erste Trommel, die Heiztrommel, beschränkt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht keine Notwendigkeit, das Temperaturgefälle durch die Bahn aufrechtzuerhalten, während sie um die zweite Trommel, die Kühltrommel, läuft, da in dieser Phase keine Scherung auftritt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Zusammendrücken einer Endlosbahn vorgesehen, umfassend ein erstes Laufband, das mit einer ersten Bahnoberfläche in Berührung gebracht wird, und ein zweites Laufband, das mit einer zweiten Bahnoberfläche in Berührung gebracht wird, und wenigstens eine erste Umlauftrommel, um die herum die Laufbänder geführt werden, wobei sich die Bahn zum Zusammendrücken der Bahn in Sandwichform dazwischen befindet, bei der Mittel zur Herstellung eines Temperaturgefälles durch die Bahndicke vorgesehen sind, so daß sich die erste Oberfläche auf einer höheren Temperatur als die zweite Oberfläche befindet, wobei das Temperaturgefälle so groß ist, daß die durch die Laufbänder auf die Bahn einwirkenden Scherkräfte bei oder nahe der ersten Bahnoberfläche und nicht bei oder nahe der zweiten Bahnoberfläche ein Scheren der Bahn hervorrufen, und bei der Mittel zum Zuführen der Bahn zur ersten Umlauftrommel derart vorgesehen sind, daß die erste Bahnoberfläche radial ganz innen liegt.
Die Vorrichtung wird bevorzugt gemäß einem Verfahren verwendet, wie oben beschrieben.
Die erste Umlauftrommel wird bevorzugt als Heizquelle zum Erwärmen der radial ganz innen gelegenen Bahnoberfläche verwendet, und außerhalb der ersten Umlauftrommel sind Zusatzheizungen zum Erwärmen der radial ganz außen gelegenen Bahnoberfläche vorgesehen. Die Zusatzheizungen können beispielsweise Heizstrahler oder Konvektionsheizkörper sein.
Außerhalb der ersten Umlauftrommel sind bevorzugt Kühlmittel angeordnet, die gegebenenfalls ein schnelles Absenken der Temperatur der Bahn und der ersten Umlauftrommel ermöglichen und somit für eine bessere Regelung der Temperatur der Bahn beim Umlaufen der ersten Umlauftrommel sorgen. Das Kühlmittel kann beispielsweise ein Kühlluft-Hochgeschwindigkeitsdüsensystem umfassen.
Es können Mittel zum Vorwärmen der Bahn vor ihrer Zuführung zur ersten Umlauftrommel vorgesehen sein, damit das erforderliche Temperaturgefälle durch die Bahn im wesentlichen hergestellt ist, noch bevor die Bahn die erste Umlauftrommel erreicht. Das Vorwärmmittel kann zum Beispiel eine Umlauftrommel, auf der die in Sandwichform zwischen den beiden Laufbändern liegende Bahn geführt wird, sowie eine außerhalb der Vorwärmtrommel gruppierte Anordnung von Heizstrahlern umfassen.
Das durch die ganze Bahndicke gehende Temperaturgefälle an jedem gegebenen Bahnabschnitt wird bevorzugt im wesentlichen konstant gehalten, während dieser Bahnabschnitt um die Trommel herum läuft.
Bevorzugt wird die erste Bahnoberfläche auf eine Temperatur erwärmt, die um etwa zehn bis fünfzehn Grad Celsius höher liegt als die der zweiten Bahnoberfläche.
Bevorzugt werden eine zweite, der ersten Umlauftrommel nachgeschaltete Umlauftrommel sowie Mittel zur Abkühlung der Bahn beim Umlaufen der zweiten Umlauftrommel bereitgestellt. Die Bahn wird bevorzugt so abgekühlt, daß die erste Bahnoberfläche beim Umlaufen der Bahn um die zweite Umlauftrommel auf einer höheren Temperatur gehalten wird als die zweite Bahnoberfläche Die zweite Umlauftrommel kann ein Kühlmittel zum Abkühlen der zweiten Bahnoberfläche bilden, und es kann außerhalb der zweiten Umlauftrommel ein Zusatzkühlmittel zum Abkühlen der ersten Bahnoberfläche vorgesehen sein.
Es können Mittel zum Einzelantrieb des ersten und des zweiten Laufbandes und zur Steuerung ihrer Relativgeschwindigkeit zueinander vorgesehen sein, so daß die Laufbänder beim Umlaufen entweder der ersten oder der zweiten Umlauftrommel nicht gegenseitig verrutschen.
Es sollen nun beispielhaft spezifische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 schematisch eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik zum Zusammendrücken einer Endlosbahn;
Figur 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 3 ein Diagramm, das das Temperaturgefälle zeigt, das während eines Zusammendrückvorgangs gemäß der vorliegenden Erfindung durch die ganze Dicke einer Bahn aufrechterhalten wird; und
Figur 4 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Es wird nun auf Figur 1 Bezug genommen, in der ein Beispiel einer Drehpresse nach dem Stand der Technik des Typs, der oben besprochen wurde, dargestellt ist. Ein unteres Stahllaufband 1 bewegt sich in einer Endlosschleife um die Rollen 2, 3 und 4 und um eine Umlaufheiztrommel 5 und eine Umlaufkühltrommel 6. Ein oberes Stahllaufband 7 bewegt sich ebenfalls um die Heiztrommel 5 und die Kühltrommel 6 sowie um die Rollen 8 und 9.
Die Trommeln 5 und 6 sind so angeordnet, daß die Laufbänder 1 und 7 in einem "S"-förmigen Weg darum herum gehen, wobei das obere Laufband 7 ganz innen liegt, während die Laufbänder um die Heiztrommel 5 laufen, und das untere Laufband 1 ganz innen liegt, während die Laufbänder um die Kühltrommel 6 laufen.
Die Rollen 2, 3 und 4 sowie 8 und 9 dienen dazu, die jeweiligen Laufbänder unter Zugspannung zu setzen und den Weg zu definieren, auf dem sie sich bewegen sollen.
Ein zusammenhängendes Stück einer Bahn 10 geringer Zugfestigkeit, die typischerweise aus Vinyl gebildet ist, wird von einem (nicht gezeigten) Kalander aus auf das untere Laufband 1 zugeführt. Die Bahn 10 weist ein Muster auf, das beim Bilden der Bahn 10 durch ihre Dicke hindurch in die Bahn eingeformt wird, und zwar durch die Einbringung gefärbter Vinylkörnchen in ein Vinylgrundgemisch einer anderen Farbe im Kalander.
Die Bahn 10 wird dann vom unteren Laufband 1 getragen und zur Heiztrommel 5 befördert. An der Heiztrommel 5 kommen das obere Laufband und das untere Laufband zusammen, und die Bahn 10 kommt in Sandwichform zwischen die beiden Laufbänder zu liegen. Die Bahn 10 bleibt in Sandwichform zwischen den beiden Laufbändern, während diese um die Heiztrommel 5 und um die Kühltrommel 6 laufen. Danach trennen sich das obere und das untere Laufband, wobei das obere Laufband 7 zur Rolle 8 weitergeht und das untere Laufband 1 zur Rolle 2 weitergeht, und die Bahn 10 wird zu den Rollen 11 ausgespeist.
Die Bahn 10 wird somit zwischen den Laufbändern zusammengedrückt, während sie um die Heiztrommel 5 und um die Kühltrommel 6 läuft. Zur Gewährleistung einer effizienten Erwärmung bzw. Kühlung durch die Dicke der Bahn werden um die Heiztrommel 5 und um die Kühltrommel 6 herum zusätzliche Heizstrahler 12 bzw. eine zusätzliche Kühlvorrichtung 13 bereitgestellt.
Wie oben beschrieben, macht die Verschmierung des Musters an den Oberflächen der Bahn 10 infolge der Scherkräfte, die durch die Laufbänder 1 und 7 auf die Bahn ausgeübt werden, während sie um die Trommeln 5 und 6 läuft, weitere Betriebsschritte erforderlich, zum Beispiel ein den Rollen 11 nachgeschaltetes Aufspalten und Nachbearbeiten der Bahn.
Es wird nun ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, die die Nachteile des oben beschriebenen Verfahrens und der oben beschriebenen Vorrichtung überwinden. Es wird auf Figur 2 Bezug genommen, in der sich ein unteres Stahllaufband 14 in einer endlosen Schleife nacheinander um eine Rolle 15, eine Rolle 16, eine Umlaufheiztrommel 20, eine Umlaufkühltrommel 21, eine Rolle 17, eine Rolle 18, eine Rolle 19 und dann zurück zur Rolle 15 bewegt. Ein oberes Laufband 22 bewegt sich nacheinander um die Rolle 16, die Heiztrommel 20, die Kühltrommel 21, die Rolle 17, eine Rolle 23, eine Rolle 24 und dann zurück zur Rolle 16.
Um die Heiztrommel 20 sind feste Heizstrahler 25 angebracht, die im wesentlichen die gesamte Fläche der Heiztrommel 20 einschließen, die von den Laufbändern 14 und 22 tatsächlich umlaufen wird. Ähnlich ist um die Kühltrommel 21 ein Kühlsystem 26 angeordnet, das im wesentlichen die gesamte Fläche der Kühltrommel 21 einschließt, die von den Laufbändern 14 und 22 tatsächlich umlaufen wird. Es ist ersichtlich, daß das untere Laufband 14 die Heiztrommel 20 berührt, während das obere Laufband 22 die Kühltrommel 21 berührt.
Ein zusammenhängendes Stück einer Vinylbahn 27, die von einem (nicht gezeigten) Kalander produziert wurde, wird auf das untere Laufband 14 zugeführt. Auf der oberen Oberfläche der Bahn 27 wird ein Muster gebildet, entweder durch die Einbringung gefärbter Vinylkörnchen in ein Grundvinyl im Kalander oder durch das Verteilen pulverisierten Vinyls auf die obere Oberfläche einer vorgeformten Bahn. Das letztere Verfahren kann verwendet werden, da keine besondere Notwendigkeit dazu besteht, daß sich das Muster ganz durch die Dicke der Bahn erstreckt, wie nach dem Stand der Technik, da die Bahn nicht aufgespalten werden braucht. Der Vorgang der Musterbildung kann an einer dem Laufband 14 vorgeschalteten Stelle ausgeführt werden oder, mittels des zuletzt beschriebenen Verfahrens, nachdem die Bahn 27 zum unteren Laufband 14 zugeführt wurde, aber bevor sie die Rolle 16 erreicht.
Wenn die Bahn 27 die Rolle 16 erreicht, kommt sie in Sandwichform zwischen das untere Laufband 14 und das obere Laufband 22 zu liegen. Die Bahn 27 bleibt in Sandwichform zwischen den beiden Laufbändern 14 und 22, während diese um die Rolle 16, die Heiztrommel 20, die Kühltrommel 21 und die Rolle 17 laufen. Danach trennen sich das obere und das untere Laufband, wobei das obere Laufband 22 zur Rolle 23 weiterläuft und das untere Laufband 14 zur Rolle 18 weiterläuft. An diesem Punkt wird die Bahn 27 zu den Rollen 28 ausgespeist.
Auf ähnliche Weise, wie in bezug auf den Stand der Technik oben beschrieben, wird die Bahn 27 unter Erwärmung und Kühlung zwischen den beiden Laufbändern 14 und 22 zusammengedrückt, während diese um die Heiztrommel bzw. um die Kühltrommel herum laufen. Anders als nach dem Stand der Technik wird jedoch die Konfiguration und der Betrieb der Heiztrommel 20 und der Heizungen 25 sowie der Kühltrommel 21 und der Kühlvorrichtung 26 sorgfältig gesteuert, um eine Temperaturdifferenz zwischen dem oberen und dem unteren Laufband und damit zwischen der oberen und der unteren Oberfläche der Bahn 27 herzustellen.
Das untere Laufband 14, das die Heiztrommel 20 berührt und davon erwärmt wird, wird auf eine höhere Temperatur erwärmt als das obere Laufband 22, das von den Heizstrahlern 25 erwärmt wird. Dadurch wird ein Temperaturgefälle durch die Dicke der Bahn 27 hergestellt, wobei die Bahn im Bereich ihrer unteren Oberfläche, die in Kontakt mit dem unteren Laufband 14 steht, am wärmsten ist. Die Scherkräfte, die von den Laufbändern 14 und 22 auf die Bahn 27 ausgeübt werden, haben ihre größte Auswirkung da, wo die Bahn 27 am wenigsten viskos ist, d.h. wo sie am wärmsten ist. Auf diese Weise wird durch eine geeignete Wahl der Temperaturen, auf die die beiden Laufbänder erwärmt werden sollen, und durch ein sorgfältiges entsprechendes Steuern der Temperaturen der Heiztrommel 20 und der Heizungen 25 ein solches Temperaturgefälle in der Bahn 27 hergestellt, daß im wesentlichen die gesamte Scherwirkung auf den Bereich der unteren Oberfläche beschränkt ist. Die gemusterte obere Oberfläche der Bahn 27 bleibt somit weitgehend unverschmiert, während sie um die Heiztrommel 20 läuft.
Ähnlich werden die Kühlvorrichtung 26 und die Kühltrommel 21 so gesteuert, daß das untere Laufband auf einer höheren Temperatur gehalten wird als das obere Laufband, während diese um die Kühltrommel laufen. Jegliches Verschmieren, das u.U. auftritt, während die Bahn 27 um die Kühltrommel läuft, wird somit wiederum auf die untere Oberfläche der Bahn beschränkt sein.
Um das gewünschte Temperaturgefälle mit der erforderlichen Genauigkeit zu steuern und aufrechtzuerhalten, erstrecken sich die Heizungen 25 und die Kühlvorrichtung 26 im wesentlichen über die gesamte Fläche der jeweiligen Trommeln, über die die Laufbänder laufen.
Die genauen Temperaturen, auf die die beiden Laufbänder erwärmt werden müssen, hängen von einer Reihe von Faktoren ab, darunter das Material, aus dem die Bahn gebildet ist, die Dicke der Bahn und die Stärke und die Dauer der Anwendung zusammendrückender Kräfte auf die Bahn.
Typischerweise wird die Bahn auf einen Wert in der Region von 175ºC erwärmt, wobei zwischen den Temperaturen der beiden Laufbänder eine Differenz von etwa 10ºC besteht.
Ein Beispiel des Temperaturprofils der oberen und der unteren Oberfläche der Bahn 27 während des gesamten Erwärmungs und Kühlvorgangs ist durch das Diagramm in Figur 3 dargestellt. Dieses Diagramm zeigt das Temperaturprofil durch einen gegebenen Abschnitt der Bahn 27, während dieser über die Heizrolle 20 und die Kühlrolle 21 läuft. Das wird als die Reaktionszone bezeichnet. Die Fläche zwischen den Bezugspunkten A und B stellt den Weg der Bahn 27 um die Heiztrommel 20 dar, während die Fläche zwischen den Bezugspunkten B und C den Weg der Bahn 27 um die Kühltrommel 21 darstellt. Die obere Linie 29 zeichnet die Temperatur der unteren Oberfläche der Bahn auf, und die untere Linie 30 zeichnet die Temperatur der oberen Oberfläche der Bahn auf. Die erforderliche Temperatur, bei der die Bahn 27 in die Reaktionszone eintritt, wird je nach der Betriebsgeschwindigkeit der Vorrichtung schwanken. So sind die Eingangstemperaturen von 120ºC und 130ºC für die untere bzw. für die obere Oberfläche der Bahn lediglich typische Werte.
Die Kapazität, d.h. die maximale Bandgeschwindigkeit, der Maschine kann dadurch erhöht werden, daß die Laufbänder 14 und 22 vorgewärmt werden, bevor sie zur Heiztrommel 20 weiterlaufen. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Trommeln 15 und 24 erwärmt werden, und/oder dadurch, daß zwischen der Trommel 15 und der Trommel 16 erwärmte Walzen bereitgestellt werden.
Die verschiedenen Rollen sind so positioniert, daß die Bahn und die Laufbänder dem zweckmäßigsten und effizientesten Weg folgen. Insbesondere gewährleistet die Rolle 16, daß das untere Laufband 14, das auf die höchste Temperatur erwärmt werden soll, die Heiztrommel 20 berührt, und die Rolle 17 gewährleistet, daß die Bahn 27 die Vorrichtung so verläßt, daß die unverschmierte Oberfläche nach oben gewandt ist.
Durch die Bereitstellung der besonderen Anordnung der Rollen und der Heizungen 25 sowie der Kühlvorrichtung 26 ist die beschriebene Vorrichtung somit speziell dafür konstruiert, das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen.
Eine modifizierte Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Die Vorrichtung, wie in Fig. 4 gezeigt, ist im wesentlichen die gleiche wie die, die in Fig. 2 gezeigt ist und oben beschrieben wurde, und somit werden während der gesamten folgenden Beschreibung für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.
Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen, in der feste Heizstrahler 31 um die Rolle 16 herum angeordnet sind.
Zusätzlich wird die Rolle 16 selbst erwärmt. Zwischen den Heizstrahlern 25 verteilt, ist ein System von Kühlluft- Hochgeschwindigkeitsdüsen 32 um die Heiztrommel 20 herum angeordnet. Die Rollen 17 und 23 sind anders angeordnet als in der Vorrichtung, die in Fig. 2 gezeigt ist, so daß sich die Bahn 27 nicht in Sandwichform zwischen den beiden Laufbändern 14 und 22 befindet, während sie um die Rolle 17 läuft.
Es wird nun zunächst auf die Heizstrahler 31 und auf die Erwärmung der Trommel 16 Bezug genommen, was dazu dient, eine Vorwärmung der Bahn 27 bereitzustellen, um das gewünschte Temperaturgefälle durch die Dicke der Bahn 27 herzustellen, bevor die Bahn zur Heiztrommel läuft. Das erhöht die potentielle Kapazität der Vorrichtung, da sie mit einer hohen Geschwindigkeit laufen kann. Wie im Fall der Vorrichtung, die in Fig. 2 dargestellt ist und oben beschrieben wurde, kann ein zusätzliches Vorwärmen dadurch erreicht werden, daß die Trommeln 15 und 24 erwärmt werden, und/oder dadurch, daß Walzenheizungen zwischen der Trommel und der Trommel 19 bereitgestellt werden.
Die Anordnung 32 aus Kühlluft- Hochgeschwindigkeitsdüsen ist dazu vorgesehen, daß sich die Vorrichtung leichter an plötzliche Änderungen der Bandgeschwindigkeit anpassen kann, die zur Steuerung der Produktionsraten erforderlich sein können. Wenn die Laufbandgeschwindigkeit zum Beispiel plötzlich verringert wird, um die Produktionsrate zu verlangsamen, dann verbringt die Bahn 27 mehr Zeit um die Heiztrommel 20, was leicht zur Folge haben kann, daß sie auf eine Temperatur erwärmt wird, die weit höher liegt als gewünscht. Das kann eine Angleichung der Temperatur durch die Dicke der Bahn 27 und den Verlust der gewünschten Auswirkung auf die Verschmierungseigenschaften zur Folge haben. Unter solchen Umständen ist es erforderlich, die Temperaturausgabe sowohl der Heizstrahler 25 als auch der Heiztrommel 20 zu verringern, um zu gewährleisten, daß die Bahn 27 nicht auf eine zu hohe Temperatur erwärmt wird, sondern das erforderliche Temperaturgefälle beibehält. Die Wärmeabgabe der Heizstrahler 25 kann zwar leicht und schnell dadurch verringert werden, daß einfach die an die Heizungen 25 gelieferte Leistung verringert wird, dies gilt aber nicht für die Heiztrommel 20, die eine große thermische Trägheit aufweist. So werden die Kühlluftdüsen 32 dazu bereitgestellt, den Kühlvorgang der Heiztrommel zu beschleunigen, und somit kann sich die in Fig. 4 dargestellte modifizierte Vorrichtung viel leichter an Änderungen der Bandgeschwindigkeit der Vorrichtung anpassen und daher ihre Effizienz erhöhen.
Die Kühlluftdüsen 32 müssen nicht unbedingt zwischen den Heizungen 25 verteilt sein. Die Kühlluftdüsen können zum Beispiel den Heizungen 25 nachgeschaltet sein.
Es wird nun auf die Neuanordnung der Rollen 17 und 23 Bezug genommen, die vorgenommen wird, um jegliche Möglichkeit eines Verschmierens der Bahn, während sie um die Rolle 17 läuft, zu vermeiden. Während die Bahn 27 um die Rolle 17 läuft, kann die Oberfläche der Bahn, die der Rolle zugewandt ist, viel schneller abkühlen als die Oberfläche der Bahn 27, die von der Rolle abgewandt ist, da in dieser Richtung eine größere Wärmeübertragung stattfindet. In einigen Fällen kann dies eine bedeutsame und unerwünschte Auswirkung auf die Temperaturdifferenz haben, die zwischen den beiden Oberflächen der Bahn 27 hergestellt ist. Bei der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung, bei der die Bahn 27 zwischen den Laufbändern 14 und 22 eingeklemmt ist, während sie um die Rolle 17 läuft, könnten solche Änderungen des Temperaturgefälles nachteilige Auswirkungen auf die Verschmierungseigenschaften der Bahn 27 haben. In extremen Fällen kann das Temperaturgefälle leicht die Richtung wechseln, so daß eine eventuelle Verschmierung, die an diesem Punkt stattfindet, auf die obere Oberfläche der Bahn 27 beschränkt ist, was offensichtlich unerwünscht ist. Bei der Vorrichtung, die in Fig. 4 gezeigt ist, wird diese Möglichkeit dadurch vermieden, daß die Rollen 17 und 23 so neu angeordnet werden, daß sich die Bahn 27 nicht in Sandwichform zwischen den beiden Laufbändern 14 und 22 befindet, während sie um die Rolle 17 läuft, und daher wird in dieser Phase keine Scherkraft auf die Bahn ausgeübt.
Die fernen Heizungen, die bei den Vorrichtungen verwendet werden, die in den Fig. 2 und 4 dargestellt sind und oben beschrieben wurden, sind zwar Heizungen vom Heizstrahlertyp, es versteht sich jedoch, daß auch andere Heizformen verwendet werden können. Es können zum Beispiel warmluftbeaufschlagte Heizungen, d.h. Konvektionsheizkörper, verwendet werden.
Es ist somit ersichtlich, daß die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung Merkmale aufweist, die gut bei einigen Anwendungen der Vorrichtung vorteilhaft sein mögen, aber diese vorteilhaften Merkmale werden nicht unbedingt für alle Anwendungen benötigt.
Als eine Modifikation des oben beschriebenen Verfahrens und der in Fig. 2 und in Fig. 4 gezeigten Vorrichtungen könnte vorgesehen sein, das obere Laufband und das untere Laufband unabhängig voneinander anzutreiben. Die Relativgeschwindigkeit der beiden Laufbänder könnte dann gesteuert werden, um zu gewährleisten, daß zwischen den Laufbändern keine Verrutschung stattfindet, entweder während sie um die Heiztrommel 20 oder während sie um die Kühltrommel 21 laufen. In diesem Fall wird jegliche Verrutschung, und daher jegliches Scheren, auf den Bereich lediglich einer der Trommeln beschränkt sein. Es wird somit nicht erforderlich sein, ein Temperaturgefälle durch die Dicke der Bahn aufrechtzuerhalten, während sie um die Trommel läuft, an der keine Verrutschung auftritt.
Die Laufbandgeschwindigkeiten könnten zwar so gesteuert werden, daß die Verrutschung entweder an der Heiztrommel oder an der Kühltrommel stattfindet, es wird im allgemeinen jedoch bevorzugt sein, die Verrutschung auf die Heiztrommel zu beschränken, an der die Bahn am wenigsten viskos ist und daher am wenigsten Widerstand leistet.
Es versteht sich, daß Vorrichtungen nach dem Stand der Technik, wie zum Beispiel die, die in Figur 1 gezeigt ist und oben beschrieben wurde, dazu angepaßt werden könnten, das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen, wenn auch auf weniger zufriedenstellende Weise als die Vorrichtungen, die in den Fig. 2 und 4 gezeigt sind und oben beschrieben wurden.
Die Heizungen 12 und die Kühlvorrichtung 13 in Fig. 1 könnten zum Beispiel angepaßt bzw. vorzugsweise ersetzt werden, um eine genaue Steuerung der Temperatur der Bahn 10 zu ermöglichen, um die erforderliche Temperaturdifferenz durch die ganze Dicke der Bahn herzustellen und aufrechtzuerhalten. Außerdem wäre es nötig, das untere Laufband 1 auf die höchste Temperatur zu erwärmen, wenn die unverschmierte Oberfläche die Vorrichtung nach oben gewandt verlassen soll. Das würde bedeuten, statt der Heiztrommel, wie im Fall der Vorrichtung aus Figur 2, die (geeignet angepaßten) Heizungen 12 dazu zu verwenden, die höchste Temperatur zu erzeugen. Ähnlich wäre es nötig, daß statt der Kühltrommel 6 die Kühlvorrichtung 13 dazu angeordnet würde, die niedrigste Temperatur zu produzieren, um das obere Laufband 7 auf einer niedrigeren Temperatur zu halten als das untere Laufband 1, während diese um die Kühltrommel 6 laufen.
Es wäre jedoch nicht möglich, die Vorrichtung nach dem Stand der Technik dazu zu verwenden, das oben beschriebene modifizierte Verfahren auszuführen, bei dem die beiden Laufbänder unabhangig voneinander mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben werden. Bei der Vorrichtung nach dem Stand der Technik aus Figur 1 wird lediglich das obere Laufband direkt angetrieben, wobei das untere Laufband durch Reibung mitgezogen wird.

Claims

1. Verfahren zum Zusammendrücken einer Endlosbahn (27), bei dem eine erste Bahnoberfläche mit einem ersten Laufband (14) in Berührung gebracht wird, eine zweite Bahnoberfläche mit einem zweiten Laufband (22) in Berührung gebracht wird und die Laufbänder um wenigstens eine erste Umlauftrommel (20) herum geführt werden, wobei sich die Bahn zum Zusammendrücken der Bahn (27) in Sandwichform dazwischen befindet, bei dem durch die Bahndicke ein Temperaturgefälle hergestellt wird, so daß sich die erste Oberfläche auf einer höheren Temperatur als die zweite Oberfläche befindet, wobei das Temperaturgefälle so groß ist, daß die durch die Laufbänder auf die Bahn einwirkenden Scherkräfte bei oder nahe der ersten Bahnoberfläche und nicht bei oder nahe der zweiten Bahnoberfläche ein Scheren der Bahn hervorrufen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste Umlauftrommel (20) als Heizquelle zum Erwärmen der radial ganz innen gelegenen Bahnoberfläche verwendet wird und außerhalb der ersten Umlauftrommel Zusatzheizungen (25) zum Erwärmen der radial ganz außen gelegenen Bahnoberfläche vorgesehen sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Zusatzheizungen Heizstrahler sind.

4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Zusatzheizungen Konvektionsheizkörper sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das durch die ganze Bahndicke gehende Temperaturgefälle an jedem gegebenen Bahnabschnitt im wesentlichen konstant gehalten wird, während dieser Bahnabschnitt um die erste Umlauftrommel herum läuft.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bahn der ersten Umlauftrommel so zugeführt wird, daß die erste Bahnoberfläche radial ganz innen liegt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Bahnoberfläche auf eine Temperatur erwärmt wird, die um etwa zehn bis fünfzehn Grad Celsius höher liegt als die der zweiten Bahnoberfläche.

8. Verfahren nach Anspruch 2 und nach einem der Unteransprüche von Anspruch 2, umfassend als weiteren Schritt, daß die in Sandwichform zwischen den beiden Laufbändern liegende Bahn um eine zweite, der ersten Umlauftrommel nachgeschaltete Umlauftrommel (21) geführt und die Bahn beim Umlaufen der zweiten Umlauftrommel gekühlt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Bahn so gekühlt wird, daß die erste Bahnoberfläche beim Umlaufen der Bahn um die zweite Umlauftrommel (21) auf einer höheren Temperatur gehalten wird als die zweite Bahnoberfläche.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, bei dem die zweite Umläuftrommel (21) ein Kühlmittel zum Abkühlen der zweiten Bahnoberfläche bildet und außerhalb der zweiten Umlauftrommel ein Zusatzkühlmittel (26) zum Abkühlen der ersten Bahnoberfläche vorgesehen ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem das erste und das zweite Laufband (14, 22) einzeln angetrieben und ihre Relativgeschwindigkeit zueinander so gesteuert wird, daß die Laufbänder beim Umlaufen der zweiten Umlauftrommel (21) nicht gegenseitig verrutschen.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das erste und das zweite Laufband (14, 22) einzeln angetrieben und ihre Relativgeschwindigkeit zueinander so gesteuert wird, daß die Laufbänder beim Umlaufen der ersten Umlauftrommel (20) nicht gegenseitig verrutschen.

13. Verfahren nach Anspruch 2 und nach einem der Unteransprüche von Anspruch 2, bei dem die Bahn vor ihrer Zuführung zur ersten Umlauftrommel vorgewärmt wird, um das erforderliche Temperaturgefälle durch die Bahndicke im wesentlichen herzustellen, noch bevor die Bahn die erste Umlauftrommel erreicht.

14. Vorrichtung zum Zusammendrücken einer Endlosbahn (27), umfassend ein erstes Laufband (14), das mit einer ersten Bahnoberfläche in Berührung gebracht wird, ein zweites Laufband (27), das mit einer zweiten Bahnoberfläche in Berührung gebracht wird, und wenigstens eine erste Umlauftrommel, um die herum die Laufbänder geführt werden, wobei sich die Bahn zum Zusammendrücken der Bahn (27) in Sandwichform dazwischen befindet, bei der Mittel zur Herstellung eines Temperaturgefälles durch die Bahndicke vorgesehen sind, so daß sich die erste Oberfläche auf einer höheren Temperatur als die zweite Oberfläche befindet, wobei das Temperaturgefälle so groß ist, daß die durch die Laufbänder auf die Bahn einwirkenden Scherkräfte bei oder nahe der ersten Bahnoberfläche und nicht bei oder nahe der zweiten Bahnoberfläche ein Scheren der Bahn hervorrufen, und bei der Mittel (16) zum Zuführen der Bahn zur ersten Umlauftrommel derart vorgesehen sind, daß die erste Bahnoberfläche radial ganz innen liegt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der das genannte Bahnzuführungsmittel eine Führungswalze umfaßt, die der genannten ersten Umlauftrommel vorgeschaltet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 16, bei der an einem 35 nachgeschalteten Ende der Vorrichtung eine Führungswalze (17) vorgesehen ist, um zu gewährleisten, daß die genannte zweite Bahnoberfläche ganz oben liegt, wenn die Bahn die Vorrichtung verläßt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei der die erste Umlauftrommel (20) als Heizquelle zum Erwärmen der radial ganz innen gelegenen Bahnoberfläche verwendet wird und außerhalb der ersten Umlauftrommel Zusatzheizungen (25) zum Erwärmen der radial ganz außen gelegenen Bahnoberfläche vorgesehen sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Zusatzheizungen Heizstrahler sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die zusatzheizungen Konvektionsheizkörper sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, bei der außerhalb der ersten Umlauftrommel Kühlmittel (26) angeordnet sind, die gegebenenfalls ein schnelles Absenken der Temperatur der Bahn und der ersten Umlauftrommel ermöglichen und somit für eine bessere Regelung der Temperatur der Bahn beim Umlaufen der ersten Umlauftrommel sorgen.

21. Vorridhtung nach Anspruch 20, bei der das Kühlmittel ein Kühlluft-Hochgeschwindigkeitsdüsensystem umfaßt.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, bei der Mittel zum Vorwärmen der Bahn vor ihrer Zuführung zur ersten Umlauftrommel vorgesehen sind, damit das erforderliche Temperaturgefälle durch die Bahn im wesentlichen hergestellt ist, noch bevor die Bahn die erste Umlauftrommel erreicht.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der das genannte Vorwärmmittel eine Umlauftrommel (16), auf der die in Sandwichform zwischen den beiden Laufbändern liegende Bahn geführt wird, sowie eine außerhalb der Vorwärmtrommel gruppierte Anordnung von Heizkörpern (31) umfaßt.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, bei der das durch die ganze Bahndicke gehende Temperaturgefälle an jedem gegebenen Bahnabschnitt im wesentlichen konstant gehalten wird, während dieser Bahnabschnitt um die erste Umlauftrommel herum läuft.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 24, bei der die erste Bahnoberfläche auf eine Temperatur erwärmt wird, die um etwa zehn bis fünfzehn Grad Celsius höher liegt als die der zweiten Bahnoberfläche.

26. Vorrichtung nach Anspruch 17 und nach einem der Unteransprüche von Anspruch 17, umfassend weiterhin eine zweite, der ersten Umlauftrommel (20) nachgeschaltete Umlauftrommel (21) sowie Mittel zur Abkühlung der Bahn beim Umlaufen der zweiten Umlauftrommel.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, bei der die Bahn so abgekühlt wird, daß die erste Bahnoberfläche beim Umlaufen der Bahn um die zweite Umlauftrommel auf einer höheren Temperatur gehalten wird als die zweite Bahnoberfläche

28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder Anspruch 27, bei der die zweite Umlauftrommel ein Kühlmittel zum Abkühlen der zweiten Bahnoberfläche bildet und außerhalb der zweiten Umlauftrommel ein Zusatzkühlmittel (26) zum Abkühlen der ersten Bahnoberfläche vorgesehen ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, bei der Mittel zum Einzelantrieb des ersten und des zweiten Laufbandes und zur Steuerung ihrer Relativgeschwindigkeit zueinander vorgesehen sind, so daß die Laufbänder beim Umlaufen der zweiten Umlauftrommel nicht gegenseitig verrutschen.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 28, bei der Mittel zum Einzelantrieb des ersten und des zweiten Laufbandes und zur Steuerung ihrer Relativgeschwindigkeit zueinander vorgesehen sind, so daß die Laufbänder beim Umlaufen der ersten Umlauftrommel nicht gegenseitig verrutschen.