EP3386752A1

EP3386752A1 - Beheizbare walze, insbesondere für laminiergeräte, sowie laminiergerät mit einer solchen beheizbaren walze

Info

Publication number: EP3386752A1
Application number: EP16801393.6A
Authority: EP
Inventors: Bernd Loibl
Original assignee: Monolith GmbH Buerosysteme
Current assignee: Monolith GmbH Buerosysteme
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2018-10-17
Also published as: US10479062B2; WO2017108243A1; US20170274637A1; DE202015107028U1

Abstract

Beheizbare Walze (12, 13), insbesondere Laminierwalze für Laminiergeräte (1), mit einem Walzenkörper (19), der eine zylindrische Außenfläche besitzt und eine Längsachse (L) definiert, einem elastischen Walzenbezug (20), der an der Außenfläche des Walzenkörpers (19) gehalten ist, und einem stabförmigen Heizmodul (27), das in einer zentralen axialen Durchgangsöffnung (36) des Walzenkörpers (19) angeordnet und mit dem Walzenkörper (19) zumindest drehfest verbunden ist, wobei der Walzenkörper (19) ein zylindrisches Walzenrohr (21) aus einem wärmeleitenden Material umfasst, das die zentrale axiale Durchgangsöffnung (36) definiert, in welcher das stabförmige Heizmodul (27) angeordnet ist.

Description

BESCHREIBUNG

Beheizbare Walze, insbesondere für Laminiergeräte, sowie Laminiergerät mit einer solchen beheizbaren Walze

Die Erfindung betrifft eine beheizbare Walze, insbesondere eine Laminier- walze für Laminiergeräte, mit einem Walzenkörper, der eine zylindrische Außenfläche besitzt und eine Längsachse definiert, einem elastischen Walzenbezug, der an der Außenfläche des Walzenkörpers gehalten ist, und einem stabförmigen Heizmodul, das in einer zentralen axialen Durchgangsöff- nung des Walzenkörpers angeordnet und mit dem Walzenkörper zumindest drehfest verbunden ist.

Zum Schutz von Blattgut, insbesondere von wertvollen Dokumenten, ist es bekannt, das Blattgut mit einer Laminierfolie zu verschweißen. Dabei wird das Blattgut zwischen zwei eine Laminierfolie bildenden Folienblätter gelegt, die dann gemeinsam durch ein Laminiergerät transportiert werden. Die Folienblätter können auch in Form einer Laminierfolientasche vorliegen, bei der die beiden Folienblätter an zumindest einer Seitenkante miteinander verbunden sind. Solche Laminierfolien sind beispielsweise aus der DE 201 00 328 U1 bekannt. Charakteristisch für Laminierfolien ist, dass sie als Verbundfolien ausgebildet sind, bei denen eine durchsichtige, klare Folie aus z.B. Polyester oder Polypropylen innenseitig mit einer wärmeempfindlichen Klebschicht versehen ist, welche beispielsweise aus EVA (Ethyl- en-Vinylacetat-Copolymer) besteht.

Im nicht-industriellen Bereich, d.h. im Büro- und Privatbereich, werden in der Regel als Tischgeräte ausgebildete Laminiergeräte eingesetzt. Solche Lami- niergeräte sind beispielsweise aus der DE 20 2009 000 903 U1 bekannt. Sie haben im Wesentlichen den gleichen Grundaufbau mit einem Gerätegehäuse, in dem eine Laminiereinheit angeordnet ist. Zwischen einer Zuführöffnung auf einer Seite und einer Austrittsöffnung auf der anderen Seite des Gerätegehäuses erstreckt sich ein Durchlaufkanal, dem die Laminiereinheit zugeordnet ist. Letztere weist in der Regel ein Walzenpaar auf, teilweise auch mehrere Walzenpaare, die aus jeweils zwei übereinander angeordneten, einen Laminierspalt ausbildenden Laminierwalzen bestehen. Dabei ist der Lanninierspalt so eingestellt, dass die Kombination aus Blattgut und Laminierfo- lie in dem Laminierspalt einem erheblichen Druck ausgesetzt wird.

Bei Heißlaminiergeräten wird eine der Laminierwalzen, in der Regel beide, beheizt. Beim Durchlauf einer Kombination aus Blattgut und Laminierfolie wird diese Kombination also in dem Laminierspalt zusätzlich erhitzt. Dies macht die Klebstoffschicht der Laminierfolie klebfähig und sorgt für eine Verbindung der Folienblätter untereinander und dem zu verschweißenden Blattgut. Die Temperatur beim Heißlaminieren ist dabei so eingestellt, dass der Teil der Folienblätter, der aus der klaren Folie besteht, durch die Hitzeeinwirkung nicht beeinträchtigt wird.

Für die Beheizung der Laminierwalzen werden in der Regel stabförmige Heizmodule verwendet. Aus der DE 20 201 1 052 223 U1 ist beispielsweise eine Laminierwalze bekannt, bei der ein Heizmodul, das aus einem von einer Isolierfolie umgebenen PTC-Heizstab („Positive Temperature Coeffi- cienf'-Heizstab) besteht, in eine zentrale axiale Durchgangsöffnung eines wärmeleitenden und temperaturbeständigen Walzenkörpers der Laminierwalze eingebaut ist. Es sind aber beispielsweise auch Widerstandsheizstäb- de aus dem Stand der Technik bekannt. Ein PTC-Heizstab hat ein Temperaturwiderstandsverhalten, das die erzeugte Wärmeleistung bei steigender Temperatur absinken lässt, d.h. der PTC-Heizstab ist weitgehend selbstre- gelnd. Bei solchen PTC-Heizstäben kann deshalb auf eine externe Steuerung oder Regelung sowie auf einen Überhitzungsschutz verzichtet werden. Ein weiterer Vorteil solcher Heizstäbe besteht darin, dass verschieden dicke Laminierfolien mit derselben Temperatur laminiert werden können, da der PTC-Heizstab die Wärmeenergie entsprechend dem Wärmebedarf selbsttätig regelt, d.h. bei einer dünneren Folie wird weniger Wärmeenergie als bei einer dickeren Folie zur Verfügung gestellt.

Bei der Laminierwalze, die aus der DE 20 201 1 052 223 U1 bekannt ist, besteht der Walzenkörper aus zwei Walzenkernelementen, die zu dem Walzenkörper zusammengesetzt werden. Durch das Zusammensetzen der beiden Komponenten ist es nicht möglich, eine perfekt zylindrische Außenfläche des Walzenkörpers ohne Kanten oder Vorsprünge zu gewährleisten. Eine solche wäre aber notwendig, um beispielsweise einen hohlzylindrischen Schlauch als Walzenbezug auf den Walzenkörper aufzuziehen. Zieht man auf den aus der DE 20 201 1 052 223 U1 bekannten Walzenkörper einen Schlauch auf, so kommt es häufig zu Verkantungen des Schlauchs mit Kanten oder Vorsprüngen an der Außenfläche des Walzenkörpers. Unter anderem aus diesem Grund verzichtet man im Stand der Technik oftmals auf ein Aufziehen des Walzenbezuges. Anstatt dessen wird der Walzenkörper nach dem Zusammenfügen mit dem Material des Walzenbezuges umspritzt. Da nicht immer eine akkurate und gleichmäßige Umspritzung möglich ist, ergeben sich Ausschussraten bei der Produktion der Laminierwalzen in der Größenordnung von 17 %. Insbesondere ist es im Falle von Kanten oder Vorsprüngen an der Außenseite des Walzenkörpers schwierig einen Walzenbezug konstanter Dicke aufzuspritzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine beheizbare Walze der eingangs genannten Art mit einem alternativ ausgestalteten Walzenkörper be- reitzustellen, der eine Verringerung der Ausschlussrate bei der Produktion von derartigen beheizbaren Walzen und somit Kostenersparnisse ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Walzenkör- per ein zylindrisches Walzenrohr aus einem wärmeleitenden Material um- fasst, das die zentrale axiale Durchgangsöffnung definiert, in welcher das stabförmige Heizmodul angeordnet ist.

Grundgedanke der Erfindung ist es also, ein Rohr mit einer exakt zylindri- sehen Außenfläche als Bestandteil des Walzenkörpers zu verwenden. Bei dem zylindrischen Walzenrohr handelt es sich um eine einteilige Komponente. Die aus dem Stand der Technik bekannte Gefahr, dass sich unterschiedliche Komponenten des Walzenkörpers zueinander verschieben oder Fertigungstoleranzen aufweisen, so dass eine exakt zylindrische Außenfläche des Walzenkörpers nicht sichergestellt werden kann, besteht bei dem erfindungsgemäß ausgestalteten Walzenkörper nicht.

Durch die Erfindung ist es auch möglich auf das Walzenrohr als Walzenbezug einen Schlauch aus gummielastischem Material, vorzugsweise Sili- konelastomermaterial, aufzuziehen, insbesondere mit radial nach innen gerichteter Vorspannung, um einen guten Wärmeübergang vom Walzenrohr zu dem Schlauch zu gewährleisten. Das Walzenrohr kann auch in einen Schlauch geschoben werden, dessen Innendurchmesser geringfügig größer als der Außendurchmesser des Walzenrohrs ist. Anschließend kann der Schlauch ähnlich einem aus der Elektrotechnik bekannten Schrumpfschlauch so eingeschrumpft werden, so dass er auf der Außenfläche des Walzenrohres axial- und drehfest fixiert ist. Auf diese Weise kann die Ausschussrate bei der Herstellung von Laminierwalzen deutlich reduziert werden. Alternativ ist auch möglich, auf das Walzenrohr als Walzenbezug ein gummielastisches Material, vorzugsweise Silikonelastomermaterial, aufzuspritzen und/oder aufzubacken.

Zweckmäßigerweise besteht das Walzenrohr aus Stahl, Aluminium, Kupfer oder einer Legierung davon, um eine optimale Wärmeleitfähigkeit zu gewährleisten. Der Außendurchmesser des mit einem elastischen Walzenbezug in Form einer zylindrischen Hülle umgebenen Walzenrohrs, welcher dem Außendurchmesser der beheizbaren Walze entspricht, beträgt bevorzugt 13 bis 19 mm, insbesondere 16 mm. Der Walzenbezug kann aber auch eine gewölbt geformte Außenfläche aufweisen. Denn beim Laminieren werden die Laminierwalzen zusammengepresst, weshalb ein leicht ballig geformter Walzenbezug einen Ausgleich liefern kann.

Vorteilhaft ist das stabförmige Heizmodul in dem Walzenrohr mittels Presssitz fixiert und zwar bevorzugt in der Weise, dass zumindest ein Teil der Außenflächen des stabförmigen Heizmoduls unter Druckvorspannung an der Innenfläche der Durchgangsöffnung anliegen. Dies gewährleistet einen besonders guten Wärmeübergang durch Wärmeleitung.

Bevorzugt besitzt die Durchgangsöffnung des Walzenrohres einen kreisrunden Querschnitt. In einem solchen Fall kann jedes handelsübliche Zylinderrohr, das eine ausreichende Wärmeleitfähigkeit und die geeigneten Abmessungen aufweist, als Walzenrohr verwendet werden. Insbesondere kann ein stabformiges Heizmodul mit kreisrundem oder quadratischem Querschnitt ohne speziell zu beachtende Ausrichtung axial in die Durchgangsöffnung des Rohrs hinein geschoben werden. Es ist jedoch auch möglich, die Durch- gangsöffnung mehreckig auszubilden. Korrespondierend dazu ausgebildete Flächen an der Außenseite des stabförmigen Heizmoduls bieten dann den Vorteil, dass dieses formschlüssig mit dem Rohr verbunden werden kann. Bei einer entsprechend korrespondierenden Ausgestaltung kann also das stabförmige Heizmodul unmittelbar in dem Walzenrohr gelagert werden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Walzenkörper einen wärmeleitenden Walzenkern mit einer zylindrischen oder im Wesentlichen zylindrischen Außenfläche, der als Vollmaterialkern mit einem an den Querschnitt des stabförmigen Heizmoduls angepassten und diesen spaltfrei umschließenden zentralen Aufnahmekanal ausgebildet ist, wobei das stabförmige Heizmodul vorzugsweise allseitig mit Presssitz in dem Aufnahmekanal aufgenommen ist. Das stabförmige Heizmodul ist also innerhalb eines es spaltfrei umschließenden Aufnahmekanals angeordnet, wobei der Walzenkern ansonsten als Vollmaterialkern ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise besteht der Walzenkern aus Metall, vorzugsweise Aluminium, Kupfer oder einer Legierung davon, oder aus einer sonstigen metallischen Legierung, wie etwa Stahl. Wegen des Gewichts und der guten Wärmeleitfähigkeit bietet sich insbesondere Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung an. Hierdurch wird eine optimale Wärmeübertragung vom stabförmigen Heizmodul auf die Oberfläche der beheizbaren Walze erzielt. Das verlustbringende Aufheizen von Luft wird durch diese Ausbildung vermieden. Aufgrund der optimalen Wärmeleitung zu den Außenseiten der beheizbaren Walze kann das stabförmige Heizmodul mit deutlich geringerer Temperatur betrieben werden, beispielsweise mit Temperaturen zwischen 140 bis 145°C, verglichen mit einer Anordnung bei der eine beträchtliche Menge an Luft aufgeheizt wird. Die niedrigeren Betriebstemperaturen des stabförmigen Heizmoduls haben einen wesentlich herabgesetzten Energieverbrauch zur Folge. Die beheizbaren Walzen können zudem mit wesentlich geringerem Außendurchmesser gefertigt werden, wodurch das Gehäuse eines Betriebsgerätes kleiner designt werden kann. Unter dem Begriff „spaltfrei" ist im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Dimensionierung des Aufnahmekanals im Verhältnis zu den Dimensionen des stabförmigen Heizmoduls zu verstehen, bei der allenfalls ein geringes Spiel zwischen dem stabförmigen Heizmodul und den Wandungen des Aufnahmekanals vorhanden ist, vorzugsweise eine gegenseitige Anlage, so dass die Wärmeübertragung im Wesentlichen durch Wärmeleitung erfolgt.

In bevorzugter Weise sollte das stabförmige Heizmodul allseitig mit Presssitz in dem Aufnahmekanal aufgenommen sein, d.h. in der Weise, dass zumindest ein Teil der Außenseiten des stabförmigen Heizmoduls unter Druckvorspannung an zumindest einem Teil der Innenseiten des Aufnahmekanals anliegen. Dies gewährleistet einen besonders guten Wärmeübergang durch Wärmeleitung. Dadurch, dass der Walzenkörper der erfindungsgemäßen beheizbaren Walze nicht nur ein Walzenrohr sondern auch einen Walzenkern umfasst, ist es durch eine entsprechende Abmessung des Aufnahmekanals möglich, Heizmodule unterschiedlicher Abmessung zu integrieren.

Bevorzugt ist der Walzenkern zusammen mit dem stabförmigen Heizmodul axial in die Durchgangsöffnung des Walzenrohres eingeschoben und insbesondere mittels Presssitz dreh- und axialfest mit dem Walzenrohr verbunden. Entspricht der Außendurchmesser des zylindrischen Walzenkerns dem Innendurchmesser der zylindrischen Durchgangsöffnung des Walzenrohres oder sind diese Durchmesser zumindest im Wesentlichen identisch, so kann beispielsweise der Walzenkern abgekühlt und/oder das Walzenrohr erhitzt werden, um nach einem Einschieben in die Durchgangsöffnung und einem Abkühlen beziehungsweise Erwärmen der Komponenten einen Presssitz zu erzielen. Der Walzenkern kann selbstverständlich auch auf jede andere geeignete Art und Weise in dem Walzenrohr fixiert werden. Dadurch dass der Walzenkern zusammen mit dem stabförmigen Heizmodul in das Walzenrohr eingeschoben wird, können je nach Kundenwünschen und Geräteanforderungen unterschiedliche Arten von Heizmodulen in ein bestimmtes vorgege- benes Walzenrohr eingeschoben werden. Dies ermöglicht eine besonders hohe Flexibilität.

Vorteilhaft ist der Walzenkern in zwei Walzenkernabschnitte unter Ausbildung einer den Aufnahmekanal schneidenden Trennfuge längs geteilt. Dies erleichtert das Einsetzen des stabförmigen Heizmoduls, da es in diesem Fall quer zu seiner Längsachse in den Aufnahmekanal eingelegt werden kann, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn - wie oben erwähnt - eine Fixierung des stabförmigen Heizmoduls mittels Presssitz erfolgen soll. Dabei ist unter einer den Aufnahmekanal schneidenden Trennfuge auch eine solche zu verstehen, bei der die Trennfuge entlang einer der Innenseiten des Aufnahmekanals verläuft.

Die Walzenkernabschnitte können unter Vorspannung an dem stabförmigen Heizmodul anliegen. Hierbei können sich die zueinander weisenden Stirnflächen der Walzenkernabschnitte durch die Trennfuge beabstandet gegenüberliegen. Auf diese Weise wird das stabförmige Heizmodul eingeklemmt. Es ist auch möglich, dass die Trennfuge ab einer gewissen Vorspannung geschlossen wird, so dass die stirnseitigen Enden sich kontaktierend aneinander liegen. Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die stirnseitigen Enden der Walzenkernabschnitte generell aneinander anliegen, um auf diese Weise das stabförmige Heizmodul einzuklemmen. Dies kann über Verschraubung erfolgen. Einfacher ist es jedoch, zumindest eine Rastvorrichtung vorzusehen, über die die beiden Walzenkernabschnitte durch gegenseitiges Anpressen miteinander verklammert werden.

Um eine definierte Lage der Walzenkernabschnitte zueinander zu erzielen, können sie in Querrichtung gesehen formschlüssig derart ineinandergreifen, dass sie sich in Querrichtung gegeneinander führen. Selbstverständlich kann dies auch in Längsrichtung geschehen. Bevorzugt weist das Heizmodul einen Heizstab, insbesondere einen PTC-Heizstab, auf, der mit einer wärmeleitenden elektrisch isolierenden Folie umwickelt ist. Insbesondere ein PTC-Heizstab ist vorteilhaft, da dieser ein Temperaturwiderstandsverhalten hat, das die erzeugte Wärmeleistung bei steigender Temperatur absinken lässt. Es können aber auch andere Heizstäbe, wie beispielsweise Widerstandsheizstäbe, verwendet werden. Vorteilhaft ist die wärmeleitende elektrisch isolierende Folie eine Karbonfolie o- der eine verfüllte Elastomerfolie, wie eine Polyester-basierte, eine Sili- kon-basierte oder eine silikonfreie verfüllte Elastomerfolie. Beispielsweise kann eine selbstklebende Karbon-Wärmeleitfolie verwendet werden, deren Klebeschicht elektrisch isolierend ist. Zu einer Silikon-basierten Folie zählt beispielsweise ein Silikonelastomer, das mit wärmeleitenden keramischen Materialien verfüllt ist. Aus der WO2006015569A1 sind auch Wärmeleitfolien aus einem silikonfreien elastomeren aliphatischen Polyurethan oder aus Po- lydimethylsiloxan, die mit entsprechenden Füllstoffen verfüllt sind. Bevorzugte Folienstärken bewegen sich in einem Bereich von 0,1 mm bis 5 mm. Oftmals sind Folienstärken im Bereich von 0,1 mm bis 0,3 mm ausreichend.

Zweckmäßigerweise weist der PTC-Heizstab eine Vielzahl von entlang der Längsachse hintereinander angeordneten, insbesondere quaderförmigen, PTC-Heizelementen auf, die an ihren Längsseiten von Metallelektroden beidseitig eingefasst sind. Bei den Metallelektroden handelt es sich bevorzugt um Flachelektroden, also mit Strom beaufschlagte Platten, die sich bevorzugt über die Länge des PTC-Heizstabes erstrecken. Der PTC-Heizstab besteht vorzugsweise aus Keramik mit Bariumnitrat als Grundmaterial.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung weisen die Metallelektroden einen trapezförmigen Querschnitt auf, so dass der PTC-Heizstab im Wesentlichen die Gesamtform eines Quaders hat, dessen Längskanten abgeschrägt sind und die an der Innenfläche des Walzenrohres anliegen. Insbesondere wenn die Durchgangsöffnung des Walzenkörpers durch mehrere ebene Flächen begrenzt wird, können solche abgeschrägten Längskanten an korrespondierenden Flächen der Durchgangsöffnung zur Anlage kommen. Im Falle einer zylindrischen Durchgangsöffnung kann es sinnvoll sein, wenn die Längskanten des Quaders abgerundet sind, wobei der Krümmungsradius der Abrundung mit dem Innenradius der Durchgangsöff- nung korrespondieren sollte.

In diesem Fall werden bevorzugt im Bereich der Metallelektroden zwischen dem mit der Folie umwickelten PTC-Heizstab und der Innenfläche des Walzenrohres Freiräume gebildet, die jeweils vollständig durch ein kreisseg- mentförmiges Stützelement, insbesondere aus Stahl, Aluminium, Kupfer oder einer Legierung davon, ausgefüllt sind. Hierdurch wird die sich in der Durch- gangsöffnung befindliche Luft verringert und ein besserer Wärmeübergang von dem PTC-Heizstab zum Walzenrohr ermöglicht. Zudem wird hierdurch der Presssitz des stabformigen Heizmoduls innerhalb des Walzenrohres verstärkt.

In einer alternativen Ausführungsform können, wenn das Walzenrohr einen kreisrunden Innenquerschnitt besitzt, die Metallelektroden einen kreissegmentartigen oder im Wesentlichen kreissegmentartigen Querschnitt aufweisen, so dass der PTC-Heizstab eine im Wesentlichen zylindrische Außenform besitzt und die Folie zumindest im Bereich der Metallelektroden an der Innenfläche des Walzenrohres anliegt. Dies trägt zu einer guten Wärmeübertragung und einem starken Presssitz des stabformigen Heizmoduls innerhalb des Walzenrohres bei.

Bevorzugt ist der PTC-Heizstab derart ausgerichtet, dass die auf den gegenüberliegenden Längsseiten der PTC-Heizelemente vorgesehenen Metall- elektroden des PTC-Heizstabs jeweils nur in einem der beiden Walzenkernabschnitte und somit auf gegenüberliegenden Seiten der Trennfuge positioniert sind. Unter anderem wird hierdurch wird im Bereich der Metallelektroden eine besonders effiziente Wärmeabführung gewährleistet, da sich in diesem Bereich des Walzenkerns keine Trennfuge befindet.

Die zuvor erwähnte Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß auch durch ein Laminiergerät zum Heißlaminieren von Blattgut und Laminierfolie, mit einem Gerätegehäuse, durch das ein Durchlaufkanal für den Durchlauf einer Kombination von Blattgut und Laminierfolie geht, in dem eine Laminie- reinheit mit zumindest einem Paar gegenüberliegender, einen Laminierspalt freilassender Laminierwalzen angeordnet ist, wobei zumindest eine der beiden jeweils ein Paar bildenden Laminierwalzen eine erfindungsgemäße beheizbare Walze ist, gelöst. Zweckmäßigerweise können aber auch beide Laminierwalzen erfindungsgemäße beheizbare Walzen sein. Es versteht sich, dass auch mehrere Paare von Laminierwalzen vorhanden sein können, wobei die Laminierwalzen jeweils erfindungsgemäße beheizbare Walzen sein können. Mit der oben beschriebenen beheizbaren Walze wird also erstmals eine beheizbare Walze mit einem alternativ ausgestalteten Walzenkörper bereitgestellt, der eine Verringerung der Ausschlussrate bei der Produktion von derartigen beheizbaren Walzen und somit Kostenersparnisse ermöglicht. Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung von einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laminiergeräts sowie drei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen beheizbaren Walze unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich. Darin ist: Figur 1 eine Schrägansicht der Rückseite einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laminiergeräts;

Figur 2 das Laminiergerät gemäß Figur 1 im Querschnitt;

Figur 3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lanninierwalze des erfindungsgemäßen Laminiergeräts gemäß den Figuren 1 und 2 gemäß einer ersten Ausführungsform; einen Querschnitt durch die Lanninierwalze gemäß Figur 3 in der Ebene IV-IV; einen Querschnitt durch die Lanninierwalze gemäß Figur 4 in der Ebene V-V; einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Lanninierwalze des erfindungsgemäßen Laminiergeräts gemäß den Figuren 1 und 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform; einen Querschnitt durch die Lanninierwalze gemäß Figur 6 in der Ebene Vll-Vll; einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Lanninierwalze des erfindungsgemäßen Laminiergeräts gemäß den Figuren 1 und 2 gemäß einer dritten Ausführungsform; und

Figur 9 eine Schrägansicht des Kopfendes einer Laminiereinheit mit der

Lanninierwalze gemäß Figur 3. Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Laminiergerät 1 hat ein Gehäuse 2 mit einem ebenen Gehäuseboden 3, einer Frontwandung 4, einer Rückwan- dung 5 und einer die Frontwandung 4 und die Rückwandung 5 verbindenden, bogenförmigen Oberwandung 6. Letztere ist mit einer Vielzahl von Kühlschlitzen - beispielhaft mit 7 bezeichnet - versehen.

Von der Rückwandung 5 zur Frontwandung 4 erstreckt sich durch das Gehäuse 2 ein schräg abwärts gerichteter Durchlaufkanal 8 in einer solchen Breite, dass DIN A4-Blattgut querformatig durchgeleitet werden kann. Der Durchlaufkanal 8 wird eingangsseitig durch eine Zuführöffnung 9 in der Rückwandung 5 und eine Austrittsöffnung 10 in der Frontwandung 4 begrenzt.

Etwa in der Mitte des Durchlaufkanals 8 befindet sich eine Laminiereinheit 1 1 , von der hier zwei übereinander mit ihren Drehachsen parallel zueinander angeordnete Laminierwalzen 12, 13 zu sehen sind. Die Laminierwalzen 12, 13 erstrecken sich über die gesamte Breite des Durchlaufkanals 8 und bilden zwischen sich einen Laminierspalt 14 aus. Die Laminierwalzen 12, 13 sind - was in den Figuren 3 bis 9 noch näher erläutert wird - beheizt. Sie sind auch Teil einer Transporteinrichtung, zu der ein elektromotorischer, hier nicht näher dargestellter Antrieb gehört, der die beiden Laminierwalzen 12, 13 beim Laminiervorgang synchron antreibt, und zwar die obere Laminierwalze 12 im Uhrzeigersinn und die untere Laminierwalze 13 entgegen dem Uhrzeigersinn. Ihre Umfangsgeschwindigkeiten sind identisch.

An der Rückwandung 5 angebracht ist eine Blattauflage 15, deren Oberseite 16 sich bündig an die Unterseite des Durchlaufkanals 8 anschließt und in der gleichen Richtung geneigt ist wie der Durchlaufkanal 8 selbst. Benachbart zur Zuführöffnung 9 ragen über die Oberseite 16 der Blattauflage 15 hinaus zwei Führungsstege 17, 18, die sich gegenüberstehen und die aufgrund mechanischer Kupplung gegensinnig in der Weise bewegbar sind, dass sich bei einer Verstellung die Mitte des Abstandes zwischen den beiden nicht verlagert. Der Abstand der Führungsstege 17, 18 ist auf diese Weise an das Format der jeweils zu laminierenden Kombination aus Laminierfolie und Blattgut so anpassbar, dass beide Seitenränder dieser Kombination beim Einführen in den Durchlaufkanal 8 durch die Führungsstege 17, 18 geführt werden und die Laminierfolie zentrisch in den Durchlaufkanal 8 einläuft.

Die in den Figuren 3, 4 und 5 dargestellte, aus dem Laminiergerät 1 isolierte Laminierwalze 12 weist einen Walzenkörper 19 auf, der eine zylindrische Außenfläche besitzt und eine Längsachse L definiert.

An der Außenfläche des Walzenkörpers 19 ist ein elastischer Walzenbezug 20 gehalten. Der Walzenbezug 20 ist in dieser Ausführungsform ein auf den Walzenkörper 19 aufgezogener Schlauch aus einem Silikonelastomermaterial. Alternativ kann der Walzenbezug 20 auch auf den Walzenkörper 19 aufgespritzt sein.

Der Walzenkörper 19 umfasst ein hohlzylindrisches Walzenrohr 21 aus einem wärmeleitenden Material und einen wärmeleitenden Walzenkern 22 mit einer im Wesentlichen zylindrischen Außenfläche. Hierbei bestehen das Walzenrohr 21 und der Walzenkern 22 bevorzugt aus Metall, vorzugsweise Aluminium, Kupfer oder einer Legierung davon, oder aus einer sonstigen metallischen Legierung, wie etwa Stahl. Der Walzenkern 22 ist in der hier gezeigten Ausführungsform als Vollmaterialkern mit einem zentralen im Querschnitt im Wesentlichen rechteckigen Aufnahmekanal 23 ausgebildet, der sich über die gesamte Länge des Walzenkerns 22 erstreckt. Unter Ausbildung einer den Aufnahmekanal 23 schneidenden Trennfuge 24 ist der Walzenkern 22 längs in zwei Walzenkernabschnitte 25, 26 geteilt. Die Trennfuge 24 erstreckt sich über die gesamte Länge des Walzenkerns 22. In einer hier nicht gezeigten Ausführungsform kann die Trennfuge 24 auch mehrere Stufungen haben, die die beiden Walzenkernabschnitte 25, 26 in Querrichtung gegeneinander führen. Aufgrund der Trennfuge 24 wird die Außenfläche des Walzenkerns 22 als im Wesentlichen zylindrisch bezeichnet.

In den Aufnahmekanal 23 eingesetzt ist ein stabförmiges Heizmodul 27, das einen PTC-Heizstab 27a aufweist, der mit einer wärmeleitenden elektrisch isolierenden Folie 27b in Form einer Karbonfolie umwickelt ist. In anderen Ausführungsformen kann die Folie 27b auch eine verfüllte Elastomerfolie, wie eine Polyester-basierte, eine Silikon-basierte oder eine silikonfreie verfüllte Elastomerfolie, oder eine sonstige bekannte elektrisch isolierende Wärmeleitfolie sein. Der PTC-Heizstab besteht in der hier gezeigten Ausführungsform aus Keramik mit Bariumnitrit als Grundmaterial. Er weist eine Vielzahl von entlang der Längsachse L hintereinander angeordneten quaderförmigen PTC-Heizelemente 28 auf, die an ihren Längsseiten von Metallelektroden 29, 30 beidseitig eingefasst sind. In Figur 5 ist die Vielzahl an PTC-Heizelementen 28 nicht zu erkennen. Die Metallelektroden 29, 30 weisen einen trapezförmigen Querschnitt auf, so dass der PTC-Heizstab 27a im Wesentlichen die Gesamtform eines Quaders hat, dessen Längskanten 31 , 32, 33, 34 abgeschrägt sind. Der Aufnahmekanal 23 des Walzenkerns 22 ist an den Querschnitt des stabförmigen Heizmoduls 27 angepasst, so dass das stabförmige Heizmodul 27 von den Innenseiten des Aufnahmekanals 23 so eng umschlossen wird, dass dessen Innenseiten an der Folie 27b anliegen. Das stabförmige Heizmodul 27 ist in der hier gezeigten Ausführungsform also mit Presssitz in dem Aufnahmekanal 23 aufgenommen.

Die Anordnung des stabförmigen Heizmoduls 27 in dem Aufnahmekanal 23 erfolgt in der Weise, dass die beiden Walzenkernabschnitte 25, 26 zunächst voneinander getrennt sind, so dass das stabförmige Heizmodul 27 in einen der beiden Walzenkernabschnitte 25, 26 eingesetzt werden kann. Dann wird der andere der beiden Walzenkernabschnitte 25, 26 aufgesetzt. Die beiden Walzenkernabschnitte 25, 26 liegen dann an der dem stabförmigen Heizmodul 27 an, wobei die zueinander weisenden Stirnflächen der Walzenkernabschnitte 25, 26 durch die Trennfuge 24 beabstandet gegenüberliegen. Wie Figur 4 zu entnehmen ist, ist der PTC-Heizstab 27a derart ausgerichtet, dass die auf den gegenüberliegenden Längsseiten der PTC-Heizelemente 28 vorgesehenen Metallelektroden 29, 30 des PTC-Heizstabs 27a jeweils nur in einem der beiden Walzenkernabschnitten 25, 26 und somit auf gegenüberliegenden Seiten der Trennfuge 24 positioniert sind.

Der Walzenkern 22 ist zusammen mit dem stabförmigen Heizmodul 27 in die zentrale axiale Durchgangsöffnung 35 kreisrunden Querschnitts des Walzenkörpers 19 axial eingeschoben und mittels Presssitz dreh- und axialfest mit dem Walzenrohr 21 verbunden.

In den Figuren 6 und 7 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laminierwalze 12 gezeigt. Auch hier umfasst der Walzenkörper 19 ein Walzenrohr 21 , das eine zylindrische Außenfläche aufweist und eine zentrale axiale Durchgangsöffnung 35 mit kreisrundem Querschnitt definiert. In die Durchgangsöffnung 35 ist ein stabförmiges Heizmodul 27 axial eingeschoben, das dem stabförmigen Heizmodul 27 entspricht, das bereits im Zusammenhang mit den Figuren 4 und 5 beschrieben wurde. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform liegen die abgeschrägten Längskanten 31 , 32, 33, 34 des Quaders nicht an Innenflächen des Aufnahmekanals 23, sondern an der Innenfläche 36 des Walzenrohres 21 an. Des Weiteren kommt die Laminierwalze 12 nach der zweiten Ausführungsform ohne einen Walzenkern 22 aus. Anstatt dessen werden im Bereich 37 der Metallelektroden 29, 30 zwischen dem mit der Folie 27b umwickelten PTC-Heizstab 27a und der Innenfläche 36 des Walzenrohres 21 Freiräume gebildet, die jeweils voll- ständig durch ein kreissegmentförmiges Stützelement 38 ausgefüllt sind. Ähnlich wie der Walzenkern 22 aus den Figuren 4 und 5 besteht auch das Stützelement 38 bevorzugt aus Stahl, Aluminium, Kupfer oder Legierungen davon. Bezüglich weiterer möglicher Merkmale und Vorteile wird insbesondere auf die Beschreibung der Figuren 4 und 5 verwiesen.

In der Figur 8 ist eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lami- nierwalze 12 gezeigt. In diesem Fall weisen die Metallelektroden 29, 30 einen im Wesentlichen kreissegmentartigen Querschnitt auf, so dass der PTC-Heizstab 27a eine im Wesentlichen zylindrische Außenform besitzt und die Folie 27b zumindest im Bereich der Metallelektroden 29, 30 an der Innenfläche 36 des Walzenrohres 21 anliegt. Diese dritte Ausführungsform kommt also sowohl ohne Walzenkern 22 als auch ohne Stützelemente 38 aus. Auch hier wird bezüglich weiterer möglicher Merkmale und Vorteile insbesondere auf die Beschreibung der Figuren 4 und 5 verwiesen.

Die Figur 9 zeigt das Kopfende der Laminiereinheit 1 1 mit den Laminierwal- zen 12, 13. Sie sind in einer Kopfplatte 39 drehbar gelagert, die gerätefest in dem Laminiergerät 1 gehalten ist. Eine entsprechende Lagerung ist an dem anderen, hier nicht gezeigten Ende der Laminiereinheit 1 1 vorgesehen. Die Laminierwalzen 12, 13 setzen sich in Kontaktabschnitten 40, 41 fort, die jeweils zwei voneinander räumlich getrennte, zylindrische Kontaktringe 42, 43 für die Laminierwalze 12 und Kontaktringe 44, 45 für die Laminierwalze 13 aufweisen. An den Kontaktringen 42 bis 45 liegt jeweils eine Schleifkontaktfahne 46, 47, 48, 49 an, die mit einer elektrischen Stromversorgung verbunden sind. Über die Schleifkontaktfahnen 46, 47, 48, 49 wird elektrischer Strom an die Kontaktringe 42, 43, 44, 45 abgegeben. Die Kontaktringe 42, 43 sind mit den Metallelektroden 29, 30 in der Laminierwalze 12 und die Kontaktringe 44, 45 mit den Metallelektroden des PTC-Heizstabes 27a in der Laminierwalze 13 derart verbunden, dass die PTC-Heizstäbe 27a im Betrieb auf eine Temperatur von 140 bis 145°C erhitzt werden.

Zwischen den jeweils zu einem Kontaktabschnitt 40, 41 gehörenden Paar von Kontaktringen 42, 43 bzw. 44, 45 ist jeweils ein Stirnzahnrad 50, 51 angeordnet. Sie sind drehfest mit den Lanninierwalzen 12 bzw. 13 verbunden, und sie kämmen miteinander. Über eine der beiden Zahnräder 50, 51 erfolgt ein Eingriff zum hier nicht dargestellten Antriebsritzel eines Elektromotors, über den die beiden Lanninierwalzen 12, 13 angetrieben werden, wenn das Laminiergerät 1 in Betrieb ist.

Bezugszeichenliste

1 Laminiergerät

2 Gehäuse

3 Gehäuseboden

4 Frontwandung

5 Rückwandung

6 Oberwandung

7 Kühlschlitze

8 Durchlaufkanal

9 Zuführöffnung

10 Austrittsöffnung

1 1 Laminiereinheit

12 Laminierwalze

13 Laminierwalze

14 Laminierspalt

15 Blattauflage

16 Oberseite der Blattauflage

17 Führungssteg

18 Führungssteg

19 Walzenkörper

20 Walzenbezug

21 Walzenrohr

22 Walzenkern

23 Aufnahmekanal

24 Trennfuge

25 Walzenkernabschnitt

26 Walzenkernabschnitt

27 stabförmiges Heizmodul

27a Heizstab 27b Folie

28 PTC-Heizelemente

29 Metallelektrode

30 Metallelektrode

31 Längskante des PTC-Heizstab

32 Längskante des PTC-Heizstab

33 Längskante des PTC-Heizstab

34 Längskante des PTC-Heizstab

35 Durchgangsöffnung

36 Innenfläche des Walzenrohrs

37 Bereich der Metallelektroden 29, 30

38 Stützelement

39 Kopfplatte

40 Kontaktabschnitt

41 Kontaktabschnitt

42 Kontaktring für Lanninierwalze 12

43 Kontaktring für Lanninierwalze 12

44 Kontaktring für Lanninierwalze 13

45 Kontaktring für Lanninierwalze 13

46 Schleifkontaktfahne

47 Schleifkontaktfahne

48 Schleifkontaktfahne

49 Schleifkontaktfahne

50 Stirnzahnrad

51 Stirnzahnrad

Claims

ANSPRÜCHE

1. Beheizbare Walze (12, 13), insbesondere Laminierwalze für Lami- niergeräte (1 ), mit einem Walzenkörper (19), der eine zylindrische Außenfläche besitzt und eine Längsachse (L) definiert, einem elastischen Walzenbezug (20), der an der Außenfläche des Walzenkörpers (19) gehalten ist, und einem stabförmigen Heizmodul (27), das in einer zentralen axialen Durchgangsöffnung (36) des Walzenkörpers (19) angeordnet und mit dem Walzenkörper (19) zumindest drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkörper (19) ein zylindrisches Walzenrohr (21 ) aus einem wärmeleitenden Material umfasst, das die zentrale axiale Durchgangsöffnung (36) definiert, in welcher das stabförmige Heizmodul (27) angeordnet ist.

2. Beheizbare Walze (12, 13) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das stabförmige Heizmodul (27) in dem Walzenrohr (21 ) mittels Presssitz fixiert ist.

3. Beheizbare Walze (12, 13) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (36) des Walzenrohres (21 ) einen kreisrunden Querschnitt besitzt.

4. Beheizbare Walze (12, 13) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkörper (19) einen wärmeleitenden Walzenkern (22) mit einer zylindrischen oder im Wesentlichen zylindrischen Außenfläche umfasst, der als Vollmaterialkern mit einem an den Querschnitt des stabförmigen Heizmoduls (27) angepassten und dieses spaltfrei umschließenden zentralen Aufnahmekanal (23) ausgebildet ist, wobei das stabförmige Heizmodul (27) vorzugsweise allseitig mit Presssitz in dem Aufnahmekanal (23) aufgenommen ist, und dass der Walzenkern (22) zusammen mit dem stabförmigen Heizmodul (27) axial in die Durchgangsöffnung (36) des Walzenrohres (21 ) eingeschoben und insbesondere mittels Presssitz dreh- und axialfest mit dem Walzenrohr (21 ) verbunden ist.

5. Beheizbare Walze (12, 13) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich- net, dass der Walzenkern (22) in zwei Walzenkernabschnitte (25, 26) unter

Ausbildung einer den Aufnahmekanal (23) schneidenden Trennfuge (24) längs geteilt ist.

6. Beheizbare Walze (12, 13) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich- net, dass die Walzenkernabschnitte (25, 26) unter Vorspannung an dem stabförmigen Heizmodul (27) anliegen.

7. Beheizbare Walze (12, 13) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zueinander weisenden Stirnflächen der Walzenkernab- schnitte (25, 26) durch die Trennfuge (24) beabstandet gegenüberliegen.

8. Beheizbare Walze (12, 13) nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenkernabschnitte (25, 26) in Querrichtung gesehen formschlüssig derart ineinandergreifen, dass sie sich in Querrich- tung gegeneinander führen.

9. Beheizbare Walze (12, 13) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern (22) aus Metall, vorzugsweise Aluminium, Kupfer oder einer Legierung davon, oder aus einer sonstigen metallischen Legierung, wie etwa Stahl, besteht.

10. Beheizbare Walze (12, 13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzenrohr (21 ) aus Stahl, Aluminium, Kupfer oder einer Legierung davon besteht.

1 1. Beheizbare Walze (12, 13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Walzenrohr (21 ) als Walzenbezug (20) ein Schlauch aus einem gummielastischen Material, vorzugsweise Silikonelastomermaterial, insbesondere mit radial nach innen gerichteter Vorspannung aufgezogen ist.

12. Beheizbare Walze (12, 13) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Walzenrohr (21 ) als Walzenbezug (20) ein gummielastisches Material, vorzugsweise Silikonelastomermaterial, aufgespritzt und/oder aufgebacken ist.

13. Beheizbare Walze (12, 13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmodul (27) einen Heizstab (27a), insbesondere einen PTC-Heizstab, aufweist, der mit einer wärmeleitenden elektrisch isolierenden Folie (27b) umwickelt ist.

14. Beheizbare Walze (12, 13) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (27b) eine Karbonfolie oder eine verfüllte Elastomerfolie, wie eine Polyester-basierte, eine Silikon-basierte oder eine silikonfreie verfüllte Elastomerfolie, ist.

15. Beheizbare Walze (12, 13) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der PTC-Heizstab (27a) eine Vielzahl von entlang der Längsachse (L) hintereinander angeordeten quaderförmigen PTC-Heizelementen (28) aufweist, die an ihren Längsseiten von Metallelektroden (29, 30) beidseitig eingefasst sind.

16. Beheizbare Walze (12, 13) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallelektroden (29, 30) einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, so dass der PTC-Heizstab (27a) im Wesentlichen die Gesamt- form eines Quaders hat, dessen Längskanten (31 , 32, 33, 34) abgeschrägt sind und an der Innenfläche des Walzenrohres (21 ) anliegen.

17. Beheizbare Walze (12, 13) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich- net, dass im Bereich (38) der Metallelektroden (29, 30) zwischen dem mit der

Folie (27b) umwickelten PTC-Heizstab (27a) und der Innenfläche (37) des Walzenrohres (21 ) Freiräume gebildet werden, die jeweils vollständig durch ein kreissegmentförmiges Stützelement (39), insbesondere aus Stahl, Aluminium, Kupfer oder Legierungen davon, ausgefüllt sind.

18. Beheizbare Walze (12, 13) nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallelektroden (29, 30) einen kreissegmentartigen oder im Wesentlichen kreissegmentartigen Querschnitt aufweisen, so dass der PTC-Heizstab (27a) eine im Wesentlichen zylindrische Außenform besitzt und die Folie (27b) zumindest im Bereich der Metallelektroden (29, 30) an der Innenfläche (37) des Walzenrohres (21 ) anliegt.

19. Beheizbare Walze (12, 13) nach einem der Ansprüche 5 bis 8 und ei- nem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der

PTC-Heizstab (27a) derart ausgerichtet ist, dass die auf den gegenüberliegenden Längsseiten der PTC-Heizelemente (28) vorgesehenen Metallelektroden (29, 30) des PTC-Heizstabs (27a) jeweils nur in einem der beiden Walzenkernabschnitte (25, 26) und somit auf gegenüberliegenden Seiten der Trennfuge (24) positioniert sind.

20. Beheizbare Walze (12, 13) nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der PTC-Heizstab (27a) aus Keramik mit Bariumnitrat als Grundmaterial besteht.

21. Laminiergerät (1 ) zum Heißlaminieren von Blattgut und Lanninierfolie, mit einem Gerätegehäuse (2), durch das ein Durchlaufkanal (8) für den Durchlauf einer Kombination von Blattgut und Lanninierfolie geht, in dem eine Laminiereinheit (1 1 ) mit zumindest einem Paar gegenüberliegender, einen Laminierspalt (14) freilassender Laminierwalzen (12, 13) angeordnet ist, wobei zumindest eine der beiden jeweils ein Paar bildenden Laminierwalzen (12, 13) eine beheizbare Walze nach einem der vorangegangenen Ansprüche ist.

22. Laminiergerät (1 ) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Laminierwalzen (12, 13) beheizbare Walzen nach einem der Ansprüche 1 bis 20 sind.