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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Beschichten von Bahnen in einem Filmtransferbeschichter.The present invention relates to a method according to the preamble of claim 1 for coating webs in a film transfer coater.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung für einen Filmtransferbeschichter zum Einstellen 5 eines linearen Pressdruckes.The invention further relates to an arrangement for a film transfer coater for adjusting 5 a linear pressing pressure.
In der Papierherstellung werden unterschiedliche Arten von Walzengruppen für unterschiedliche Zwecke verwendet. Eine Walzengruppe besteht aus mindestens zwei Walzen, die einen Spalt bilden. Die hergestellte Papier- oder Pappbahn wird durch den Spalt geführt. Walzengruppen io mit wenigstens einer weichen Walze werden zum Beispiel in Kalandern und Filmtransferbe-schichtem verwendet. Filmtransferbeschichter werden verwendet für die Oberflächenleimung oder Beschichtung von Papier. Die bislang verwendeten Filmtransferbeschichter haben wenigstens eine weiche Walze und eine Aufbringeinrichtung zum Aufbringen des Behandlungsmittels auf eine oder beide Walzen. Die in Behandlung befindliche Bahn läuft durch den Spalt zwischen 15 den Walzen, wobei ein Film des auf eine Walze oder beide Walzen aufgebrachten Behandlungsmittels auf die Bahnoberfläche übertragen wird.In papermaking, different types of roll groups are used for different purposes. A group of rolls consists of at least two rolls forming a nip. The paper or cardboard web produced is passed through the gap. Roll groups of at least one soft roll are used, for example, in calenders and film transfer layers. Film transfer coaters are used for surface sizing or coating of paper. The previously used film transfer coaters have at least one soft roll and an applicator for applying the treating agent to one or both rolls. The web being processed passes through the nip between the rolls, transferring a film of the treating agent applied to one or both rolls to the web surface.
Ein relativ häufiges Problem in Vorrichtungen mit einer Gruppe von Walzen betrifft die Vibrationen der Walzen und der Walzenspalte. Die Vibrationen von Stahlwalzen können eliminiert 20 werden durch eine korrekte Dimensionierung und Ausbalancierung der Walzen. Jedoch mit ansteigenden Geschwindigkeiten der Produktionsmaschinen für die Herstellung von Papier und Pappe wurde festgestellt, dass eine Gruppe, die durch weiche Walzen oder durch eine weiche Walze und eine Stahlwalze gebildet wird, bei bestimmten Geschwindigkeiten beginnt zu vibrieren. Die Ursache der Vibrationen ist schwierig festzustellen und das Problem ist besonders 25 komplex im Fall schneller Filmtransferbeschichter, weil zusätzlich zur natürlichen Vibration des Walzenmantels auch die weiche Beschichtung zu vibrieren beginnt. Diese Situation ist insbesondere deswegen problematisch, weil die Steifheit der weichen Beschichtung entsprechend der Betriebsgeschwindigkeit variiert. Die Vibrationen werden nur intensiviert bei den natürlichen bzw. Eigenresonanzfrequenzen der Vorrichtung und so könnte das Vibrationsproblem eliminiert 30 werden, indem die Antriebsgeschwindigkeit derart variiert wird, dass die Vibrationsimpulse nicht mit den Eigenresonanzfrequenzen der Vorrichtung zusammenfallen. Es ist jedoch selbstverständlich, dass Papier- und Pappehersteller den Wunsch haben, ihre Maschinen mit Geschwindigkeiten laufen zu lassen, die eine maximale Produktivität und Produktqualität ermöglichen. Daher ist die Geschwindigkeitsänderung der Produktionsmaschine aufgrund der Vibrationen im 35 Filmübertragungspressspalt unakzeptabel. Zusätzlich beinhalten Geschwindigkeitsänderungen auch das Risiko von Bahnrissen. Die Anzahl der Bahnrisse hat signifikante Auswirkungen auf die Produktivität, weshalb ihre Anzahl so gering wie möglich gehalten werden muss. Die Steuerung und Änderung der Geschwindigkeit der Produktionslinie ist schwierig. Die Geschwindigkeit der Produktionslinie wird innerhalb eines optimalen Bereichs gesteuert, so dass eine maximale 40 Produktivität erzielt wird, wobei Bahnrisse berücksichtigt werden und gleichzeitig die Qualität des Produkts angemessen bleibt.A relatively common problem in devices with a group of rollers relates to the vibrations of the rollers and the nips. The vibrations of steel rolls can be eliminated by correct sizing and balancing of the rolls. However, with increasing speeds of the production machines for the production of paper and paperboard, it has been found that a group formed by soft rolls or by a soft roll and a steel roll starts to vibrate at certain speeds. The cause of the vibrations is difficult to detect and the problem is particularly complex in the case of fast film transfer coaters, because in addition to the natural vibration of the roll mantle, the soft coating also begins to vibrate. This situation is particularly problematic because the stiffness of the soft coating varies according to the speed of operation. The vibrations are only intensified at the device's natural resonant frequencies and so the vibration problem could be eliminated by varying the drive speed such that the vibration pulses do not coincide with the self-resonant frequencies of the device. However, it goes without saying that paper and board manufacturers have a desire to run their machines at speeds that allow for maximum productivity and product quality. Therefore, the speed change of the production machine is unacceptable due to the vibrations in the film transfer press nip. In addition, speed changes also involve the risk of web breaks. The number of web breaks has a significant productivity impact, and therefore their number must be kept as low as possible. Controlling and changing the speed of the production line is difficult. The speed of the production line is controlled within an optimal range so that maximum productivity is achieved, taking into account web breaks while maintaining the quality of the product.
Die Vibrationsanfälligkeit kann reduziert werden durch Verwendung von Walzen, die eine dünne Oberflächenmateriallage und einen dicken Mantel haben. In der Praxis ist dies jedoch keine 45 gute Lösung, weil Walzen mit dicken Mänteln schwer sind. Die Dicke der Materialschicht der Walzenoberfläche kann nur bis zu einem gewissen Grad reduziert werden, weil die Walzen in gleichmäßigen Intervallen aufgrund der Abnutzung und Deformationen der Beschichtung neu beschichtet werden müssen. Was jedoch eine größere Rolle spielt, ist die Tatsache, dass Filmtransferbeschichter für einen bestimmten Typ von Walzen konzipiert sind, weshalb die Verwen-50 düng eines neuen Walzentyps in bestehenden Filmtransferbeschichtern Schwierigkeiten verursachen könnte.The susceptibility to vibration can be reduced by using rollers having a thin surface material layer and a thick sheath. In practice, however, this is not a good solution because rolls with thick coats are heavy. The thickness of the material layer of the roll surface can only be reduced to some extent because the rolls must be recoated at regular intervals due to the wear and deformation of the coating. What is more important, however, is the fact that film transfer coaters are designed for a particular type of roll, so using a new roll type in existing film transfer coaters could cause difficulties.
In heutigen Filmtransferbeschichtern können geringe lineare Drücke nicht in gesteuerter Weise verwendet werden, weil Walzen zum Aufbringen hoher Kräfte, die verwendet werden, zum 55 Erzielen hoher linearer Pressdrücke, nicht hinreichend exakt mit geringen Kräften gesteuert 3In today's film transfer coaters, low linear pressures can not be used in a controlled manner because high force application rollers used to achieve high linear compression pressures are not controlled sufficiently accurately with low forces 3
AT 414 245 B werden können. Die interne Reibung in großen hydraulischen Zylindern ist so groß, dass bei geringeren linearen Drücken eine größere Kraft erforderlich ist, um die Reibung zu überwinden, als um den linearen Druck selbst einzustellen. Es ist somit offensichtlich, dass es in einer derartigen Situation nicht möglich ist, eine exakte Steuerung zu realisieren. Bei geringen Kräften wird 5 die Kraftaufbringungswalze eines Walzenpaars nur durch die Kraftaufbringungszylinder (Arbeitszylinder) mit geringen Kräften gestützt. Hierbei beginnt die Walze leicht auf ihren Kraftaufbringungszylindern zu vibrieren. Das Risiko von Vibrationen wird durch die Tatsache erhöht, dass die Enden der Kraftaufbringungszylinder an den Enden langer Wellen angeordnet sind, wobei die Bewegungen der Walze sich wiederholen in einer Art, die durch die Geometrie der io Wellen auf den Kraftaufbringungszylinder bestimmt ist, und in entsprechender Weise die Bewegungen des Kraftaufbringungszylinders als Walzenbewegungen.AT 414 245 B can be. The internal friction in large hydraulic cylinders is so great that at lower linear pressures a greater force is needed to overcome the friction than to adjust the linear pressure itself. It is thus obvious that in such a situation it is not possible to realize an exact control. At low forces, the force-applying roller of a pair of rollers is supported only by the force application cylinders (working cylinders) with little force. At this time, the roller starts to vibrate easily on its force application cylinders. The risk of vibration is increased by the fact that the ends of the force application cylinders are located at the ends of long shafts, the movements of the roller being repeated in a manner determined by the geometry of the shafts on the force application cylinder, and correspondingly Make the movements of the force application cylinder as roller movements.
In der DE 195 11 049 A und DE 195 11 050 A sind Filmtransferbeschichter offenbart für die Herstellung eines mit Mikrokügelchen beschichteten Papiers. Mikrokügelchen sind Minuskel-15 Käpselchen, die einen Farbstoff enthalten, der bei der Herstellung von selbstkopierenden Papieren verwendet wird. Die Kügelchen dürfen während der Beschichtung des Grundpapiers nicht gebrochen werden, weshalb exzessive Kräfte während ihrer Aufbringung auf die Papieroberfläche vermieden werden müssen. Daher muss der lineare Pressdruck des Filmtransferbeschichters sehr gering gehalten werden. Wie bereits oben erwähnt, sind die Kraftaufbringungs-20 Zylinder bei geringen Kräften schwierig zu steuern. Daher muss zur Erzielung der für die Mikrokügelchenbeschichtung benötigten kleinen Kräfte die Struktur des Belastungssystems der Walzen geändert werden. In der Vorrichtung, die in den Druckschriften DE 195 11 049 A und DE 195 11 050 A beschrieben ist, ist eine Feder oder eine andere gegen die Belastungskraft des Zylinders wirkende Aktuatoranordnung in Verbindung mit den Hydraulikzylindern vorgese-25 hen, die die Gegenwalze oder die Kraftaufbringungswalze mit Kraft beaufschlagen. Wenn der lineare Druck gesteuert wird, wirkt der Zylinder gegen die Feder und die Kräfte, die für die Bewegung des Zylinders erforderlich sind, sind größer. Weil der Zylinder gegen eine größere Gegenkraft arbeitet, beeinflusst die Reibung innerhalb des Zylinders dessen Bewegungen nicht so sehr wie im Fall kleiner Kräfte. 30In DE 195 11 049 A and DE 195 11 050 A, film transfer coaters are disclosed for the production of a microsphere coated paper. Microspheres are minuscule-15 capsules containing a dye used in the manufacture of self-copying papers. The beads must not be broken during the coating of the base paper, which is why excessive forces must be avoided during their application to the paper surface. Therefore, the linear pressing pressure of the film transfer coater must be kept very low. As mentioned above, the force application cylinders are difficult to control at low forces. Therefore, to achieve the small forces required for microsphere coating, the structure of the load system of the rolls must be changed. In the apparatus which is described in the publications DE 195 11 049 A and DE 195 11 050 A, a spring or other acting against the loading force of the cylinder actuator assembly in conjunction with the hydraulic cylinders is vorgese-25 hen, the counter roll or Apply force to the force roller. When the linear pressure is controlled, the cylinder acts against the spring and the forces required for the movement of the cylinder are greater. Because the cylinder works against a larger counterforce, the friction within the cylinder does not affect its movement as much as in the case of small forces. 30
Somit ist die oben beschriebene Anordnung möglichenweise geeignet für geringe lineare Pressdrücke und geringe Geschwindigkeiten. Weil die Kraftbeaufschlagung der Walze eines Filmtransferbeschichters durch eine um ein Gelenk schwenkende Walze erfolgt, so dass die kraftbeaufschlagte Walze an einem Ende der Welle angeordnet ist und die Kraftaufbringungszy-35 linder an dem anderen Ende, ist die Konstruktion sehr anfällig für Vibrationen. Wenn die Geschwindigkeit erhöht wird und die verwendete Geschwindigkeit mit der Vibrationsfrequenz der Belastungswalze bzw. Kraftaufbringungswalze zusammenfällt, kann nicht einmal ein federbelasteter Zylinder, der von den vibrierenden Walzen weit entfernt und auf der der Belastungswalze abgewandten Seite des Gelenks der Belastungswelle angeordnet ist, die Vibrationen der Wal-40 zen unterdrücken. Weil die Schließkräfte am Ende der Belastungswelle mittels des Kraftbeaufschlagungszylinders aufgebracht werden und die Feder klein ist, fungiert die Kombination der Walze/Kraftbeaufschlagungszylinder als eine federbeaufschlagte Walze, die ihre eigene Vibrationsfrequenz hat. Daher ist ein Filmtransferbeschichter, der diese Art von Kraftbeaufschlagung verwendet, vibrationsanfälliger als konventionelle Filmtransferbeschichter, die für große lineare 45 Pressdrücke konzipiert sind.Thus, the arrangement described above is potentially suitable for low linear compression pressures and low speeds. Because the application of force to the roller of a film transfer coater is by a pivoting roller so that the pressurized roller is located at one end of the shaft and the force application cylinders are at the other end, the construction is very susceptible to vibration. When the speed is increased and the speed used coincides with the vibration frequency of the loading roller, not even a spring loaded cylinder far from the vibrating rollers and located on the side of the joint of the load shaft facing away from the loading roller can not vibrate Suppress Wal-40 zen. Because the closing forces are applied at the end of the loading shaft by means of the loading cylinder and the spring is small, the combination of the roller / force application cylinders acts as a spring-loaded roller having its own vibration frequency. Therefore, a film transfer coater using this type of load is more susceptible to vibration than conventional film transfer coater designed for high linear pressing pressures.
Die US 5 401 315 A beschreibt eine Vorrichtung zum Beschichten von Papier- oder Pappebahnen, bei welcher Aufbringvorrichtungen an eine Schrägstellung einer Walze angepasst werden können. Die eine Walze kann über einen Zylinder gegen die andere Walze verschwenkt wer-50 den. Ein Aufbringen einer Gegenkraft zur Einstellung des Pressdrucks zwischen den beiden Walzen ist nicht vorgeschlagen.US Pat. No. 5,401,315 A describes a device for coating paper or paperboard webs, in which applicator devices can be adapted to an inclined position of a roller. The one roller can be pivoted via a cylinder against the other roller who 50. An application of a counterforce to adjust the pressing pressure between the two rolls is not proposed.
In der EP 757 129 A1 ist gezeigt, dass bei einer Vorrichtung zum Beschichten einer Papieroder Kartonbahn eine Auftragswalze zu einer Gegenwalze beweglich gelagert und von einem 55 sich über die gesamte Arbeitsbreite erstreckenden Stützelement abgestützt wird. Dieses Stütz- 4In EP 757 129 A1 it is shown that in a device for coating a paper or board web an applicator roll is movably mounted to a counter-roller and supported by a support element extending over the entire working width. This support 4
AT 414 245 B element ist in Richtung zur Auftragswalze begrenzt beweglich an einem starren Halter gelagert. Die vom Stützelement aufgebrachte Stützkraft wirkt jedoch in derselben Richtung wie die Beaufschlagungskraft, mit welcher die Auftragswalze gegen die Walze gedrückt wird. Somit kann die Eigenfrequenz bzw. die Steifigkeit der Vorrichtung zum Beschichten einer Papierbahn nicht 5 verändert werden. Zur Erzielung des gewünschten konstanten Pressdruckes zwischen den beiden Walzen muss bei einer Erhöhung der Beaufschlagungskraft die Stützkraft verringert werden, so dass die Summe der beiden Kräfte konstant bleibt. Das Stützelement bzw. die von dem Stützelement aufgebrachte Stützkraft kann somit die Eigenfrequenz der Vorrichtung nicht beeinflussen. 10AT 414 245 B element is mounted in a limited moveable manner on a rigid holder in the direction of the applicator roll. However, the supporting force applied by the support member acts in the same direction as the urging force with which the applicator roll is pressed against the roller. Thus, the natural frequency and the rigidity of the apparatus for coating a paper web can not be changed. To achieve the desired constant pressing pressure between the two rollers, the supporting force must be reduced when the loading force is increased, so that the sum of the two forces remains constant. The supporting element or the supporting force applied by the supporting element can thus not influence the natural frequency of the device. 10
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Anordnung zu schaffen, die verwendet werden können, um die Bildung ansteigender Vibrationen in einem Filmtransferbeschichter zu verhindern. Dies wird durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht, indem zum Vermeiden von Vibrationen die Eigenresonanzfrequenz im Bereich des Wal-15 zenspaltes geändert wird, indem auf die bewegliche Walze eine entgegen der Beaufschlagungs-Kraft wirkende Gegen-Stützkraft aufgebracht wird, wobei die Bewegung der beweglichen Walze in Richtung der stationären Walze abgestützt und der lineare Pressdruck zwischen den Walzen entsprechend der aufgebrachten Gegen-Stützkraft eingestellt wird. 20 Mittels der Erfindung kann der Filmtransferbeschichter auch bei geringen linearen Pressdrücken zuverlässig verwendet werden. Die Erfindung basiert darauf, dass ein gewünschter linearer Pressdruck in dem Filmtransferbeschichter eingestellt wird und dass die sich bewegende Walze relativ zur stationär angeordneten Walze mittels einer separaten Einrichtung abgestützt wird, die entgegen der Beaufschlagungs-Kraft und mittels einer steuerbaren Gegen-Stützkraft wirkt. 25The object of the present invention is to provide a method and an arrangement which can be used to prevent the formation of increasing vibrations in a film transfer coater. This is achieved by the method according to the invention by changing the natural resonance frequency in the area of the roll gap by applying to the movable roll a counter-supporting force acting counter to the loading force, wherein the movement of the movable roll in Supported direction of the stationary roller and the linear pressure between the rollers is adjusted according to the applied counter-supporting force. By means of the invention, the film transfer coater can be used reliably even at low linear pressing pressures. The invention is based on setting a desired linear pressing pressure in the film transfer coater and supporting the moving roller relative to the stationary roller by means of a separate device acting against the loading force and by means of a controllable counter-supporting force. 25
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Kraftbeaufschlagung durch den Arbeitszylinder auf einen größeren Wert erhöht als er zur Erzielung des vorgegebenen linearen Pressdrucks erforderlich ist. 30 Das vorstehend genannte Ziel wird des Weiteren durch die erfindungsgemäße Anordnung erreicht, bei welcher zumindest eine zwischen den Rahmen und dem Hilfsrahmen wirkende Stütze angeordnet ist, durch welche eine Gegen-Stützkraft gegen die durch den Arbeitszylinder bewirkte Bewegung des Hilfsrahmens einstellbar ist. 35 Die Erfindung bietet beträchtliche Vorteile.According to a preferred embodiment of the invention, the force applied by the power cylinder is increased to a value greater than that required to achieve the predetermined linear pressure. The aforementioned object is further achieved by the arrangement according to the invention, in which at least one support acting between the frame and the subframe is arranged, by means of which a counter-supporting force against the movement of the subframe caused by the working cylinder is adjustable. The invention offers considerable advantages.
Die Erfindung kann verwendet werden, um die Vibrationen eines Filmtransferbeschichters effektiv zu verhindern, indem die Eigenresonanzfrequenz des Beschichterrahmens geändert wird. Eine Abstützung versteift die Struktur des Beschichters, wobei dessen Eigenresonanzfre-40 quenz geändert wird, und somit kann durch Änderung der Gegen-Stützkraft die Eigenresonanzfrequenz der Vorrichtung aus dem Bereich der Vibrationsimpulse herausgeführt werden, die bei gewissen Geschwindigkeiten auftritt, wobei stärker werdende Resonanzvibrationen nicht auftre-ten. Ein Kraftsensor kann mit der Stütze verbunden werden und der Sensor kann verwendet werden, um den linearen Pressdruck zu überwachen. Der Sensor kann einen Drucksensor oder 45 einen anderen Sensor enthalten, der für Druck-/Zugmessungen geeignet ist, wie zum Beispiel einen geeignet montierten Kraftmessstreifen. Die Stützkapazität einer hydraulischen oder andersartigen Stütze kann bestimmt werden zum Beispiel mittels des Drucks des Arbeitsfluids.The invention can be used to effectively prevent the vibrations of a film transfer coater by changing the self-resonant frequency of the coater frame. A support stiffens the structure of the coater, changing its natural resonance frequency, and thus, by changing the counter-sustaining force, the self-resonant frequency of the device can be taken out of the range of the vibrating pulses occurring at certain speeds, with increasing resonant vibrations not occurring th. A force sensor can be connected to the support and the sensor can be used to monitor the linear compression pressure. The sensor may include a pressure sensor or other sensor suitable for push / pull measurements, such as a suitably mounted load cell. The support capacity of a hydraulic or other support can be determined, for example, by means of the pressure of the working fluid.
Weil der lineare Pressdruck aufgrund von Temperaturschwankungen der Walzenoberfläche und so vieler anderer Faktoren variieren kann, ist es vorteilhaft, den linearen Pressdruck zu übenwachen, wobei Änderungen in dem linearen Pressdruck leicht kompensiert werden können.Because the linear compacting pressure may vary due to variations in temperature of the roll surface and so many other factors, it is advantageous to monitor the linear compacting pressure, and changes in the linear compacting pressure can be easily compensated for.
Wenn das Verhältnis der Kompression der Walzenbeschichtung zur Kraft, die diese Kompression bewirkt, bekannt ist, können insbesondere kleinere Pressdrücke gesteuert werden, wenn 55 zuerst der Walzenspalt auf einen größeren linearen Pressdruck als gewünscht gebracht wird, 5In particular, when the ratio of the roller coating compression to the force causing this compression is known, smaller pressing pressures can be controlled when first the nip is brought to a greater linear pressing pressure than desired
AT 414 245 B wonach eine zur mechanischen Blockierung der Verschwenkung der beweglichen Walze vorgesehene mechanische Blockiereinrichtung derart gesteuert werden kann, dass deren Position den gewünschten linearen Pressdruck festlegt. Geringe lineare Pressdrücke werden oft bevorzugt, wenn sie für ein herzustellendes Produkt geeignet sind. Bei geringeren linearen Pressdrü-5 cken können beispielsweise geringere Deformationen einer weichen Walzenoberfläche auftre-ten, wobei das Risiko von Vibrationen, die derartige Deformationen verursachen, geringer ist. Ein geringerer linearer Pressdruck erhöht darüber hinaus die Betriebsdauer der Walzenbeschichtung. Um die geringen linearen Pressdrücke einzustellen, kann auch ein geeigneter Aktuator, zum Beispiel ein hydraulischer Zylinder, in Verbindung mit der mechanischen Blo-io ckiereinrichtung vorgesehen und verwendet werden, um die Gegenkraft auf die Belastungskraft zu vergrößern. Ein Hydraulikzylinder kann verwendet werden, um die Belastung des mechanischen Aktuators zu verringern, falls dies gewünscht wird, zum Beispiel um den Arbeitsweg einer hydraulisch betriebenen mechanischen Einrichtung zu steuern, zum Beispiel wenn die Kraft des Hydraulikmotors unzureichend ist, um die Walze des mechanischen Mantels zu ändern. Wenn 15 ein Drucksensor unter dem mechanischen Aktuator vorgesehen ist, kann der gewünschte lineare Druck durch Steuerung des mechanischen Aktuators eingestellt werden. Diese Steuerung ist exakt selbst bei geringen linearen Pressdrücken, weil sie gegen eine mechanische Begrenzung wirkt. Weil die Betätigungswege der gegen den mechanischen Anschlag agierenden Einrichtung sehr kurz sind, werden keine Aktuatoren mit großen Betätigungswegen benötigt. Der 20 Drucksensor oder ein entsprechender Kraftsensor kann unter der mechanischen Blockiereinrichtung angeordnet werden, weil er langsam in Kontakt mit seiner Anschlagfläche gebracht wird und nicht irgendwelchen Stößen ausgesetzt ist, wenn der Spalt des Filmtransferbeschichters geöffnet oder geschlossen wird. Der Hydraulikzylinder kann ebenso verwendet werden, um die auf den mechanischen Aktuator ausgeübte Kraft zu verringern, wenn große Kräfte des 25 Arbeitszylinders gewünscht sind. Der hydraulische Zylinder ist ebenfalls ohne einen mechanischen Aktuator betätigbar. Hierbei wird der lineare Druck erhalten durch Abziehen der effektiven Kraft des hydraulischen Zylinders von der effektiven Kraft des Arbeitszylinders.AT 414 245 B according to which a mechanical blocking device provided for mechanically blocking the pivoting of the movable roller can be controlled such that its position determines the desired linear pressing pressure. Low linear compression pressures are often preferred if suitable for a product to be produced. For example, at lower linear pressures, less deformation of a soft roll surface may occur, reducing the risk of vibration causing such deformations. A lower linear pressing pressure also increases the service life of the roller coating. In order to set the low linear pressing pressures, a suitable actuator, for example a hydraulic cylinder, may also be provided in connection with the mechanical blocking device and used to increase the counterforce to the loading force. A hydraulic cylinder may be used to reduce the load on the mechanical actuator, if desired, for example, to control the travel of a hydraulically operated mechanical device, for example, when the force of the hydraulic motor is insufficient to close the roller of the mechanical shell to change. If a pressure sensor is provided below the mechanical actuator, the desired linear pressure can be adjusted by controlling the mechanical actuator. This control is accurate even at low linear pressures because it acts against a mechanical limit. Because the actuation paths of the device acting against the mechanical stop are very short, no actuators with large actuation paths are required. The pressure sensor or a corresponding force sensor can be placed under the mechanical blocking device because it is slowly brought into contact with its abutment surface and is not exposed to any shocks when the gap of the film transfer coater is opened or closed. The hydraulic cylinder can also be used to reduce the force exerted on the mechanical actuator when large forces of the working cylinder are desired. The hydraulic cylinder is also operable without a mechanical actuator. Here, the linear pressure is obtained by subtracting the effective force of the hydraulic cylinder from the effective force of the working cylinder.
Im Folgenden wird die Erfindung detaillierter unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen 30 beschrieben. In diesen zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Filmtransferbeschichters, Fig. 2 ein vergrößertes Detail des Filmtransferbeschichters aus Fig. 1 illustrierend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3 ein vergrößertes Detail des Filmtransferbeschichters aus Fig. 1 zeigend ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 4 ein vergrößertes Detail des Filmtransferbeschichters aus Fig. 1 zeigend ein drittes Ausführungsbei-35 spiel der Erfindung.In the following, the invention will be described in more detail with the aid of the attached drawings 30. 1 is a side view of a film transfer coater according to the invention, FIG. 2 is an enlarged detail of the film transfer coater of FIG. 1 illustrating an embodiment of the invention, FIG. 3 is an enlarged detail of the film transfer coater of FIG. 1 showing another embodiment of the invention, FIG. and Fig. 4 is an enlarged detail of the film transfer coater of Fig. 1 showing a third embodiment of the invention.
Fig. 1 zeigt einen Filmtransferbeschichter mit zwei Walzen 1, 2, bei dem der auf die Bahn zu übertragende Film auf die untere Walze 1 aufgebracht wird. Der Film wird mittels eines Applikators 3 aufgebracht. Weil die Erfindung nicht den Betrieb des Applikators 3 betrifft, ist es 40 hinreichend festzustellen, dass unterschiedliche Arten von Applikatoren bekannt sind und alle in dem Filmtransferbeschichter der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Die obere Walze, d.h. die bewegliche Walze 2, ist direkt gegenüber der unteren Walze, der stationären Walze, angeordnet, d.h. der Auftragswalze 1. Die Vorrichtung von Fig. 1 ist konzipiert für eine einseitige Behandlung der Bahn, weshalb kein Applikator an der oberen Walze 2 vorgesehen ist 45 und diese hart sein kann, zum Beispiel eine verchromte Stahlwalze. In Anordnungen für eine beidseitige Behandlung ist die obere Walze 2 üblicherweise bezüglich der unteren Walze 1 etwas seitlich verschoben und hat einen eigenen Applikator 3. Die Stellungen der Walzen 1, 2 werden entsprechend der Einlaufrichtung der zu behandelnden Bahn festgelegt. Die Walzen 1, 2 können in beliebigem Winkel zueinander angeordnet sein und daher gibt es zahlreiche Mög-50 lichkeiten, die Walzen 1, 2 anzuordnen. Beide Walzen 1, 2 können durch die Kraftbeaufschlagungsachse bewegbar sein.Fig. 1 shows a film transfer coater with two rolls 1, 2, in which the film to be transferred to the web is applied to the lower roll 1. The film is applied by means of an applicator 3. Because the invention does not relate to the operation of the applicator 3, it is sufficient to note that different types of applicators are known and can all be used in the film transfer coater of the present invention. The upper roller, i. the movable roller 2, is located directly opposite the lower roller, the stationary roller, i. the applicator roll 1. The apparatus of Fig. 1 is designed for one-sided treatment of the web, which is why no applicator is provided on the upper roll 2 45 and this may be hard, for example a chromium-plated steel roll. In arrangements for a two-sided treatment, the upper roller 2 is usually slightly laterally displaced with respect to the lower roller 1 and has its own applicator 3. The positions of the rollers 1, 2 are determined according to the direction of entry of the web to be treated. The rollers 1, 2 can be arranged at any desired angle relative to one another, and therefore there are numerous possibilities for arranging the rollers 1, 2. Both rollers 1, 2 can be moved by the Kraftbeaufschlagungsachse.
Die Applikator- bzw. Aufbringwalze 1 ist mittels Lagergehäusen 5 an einem Rahmen 4 befestigt. Da lediglich ein Ende der Vorrichtung in Fig. 1 sichtbar ist, betrifft die folgende Beschreibung 55 lediglich ein Ende der Vorrichtungen. Das abgewandte Ende ist jedoch identisch ausgebildet. 6The applicator or applicator roller 1 is fastened by means of bearing housings 5 to a frame 4. Since only one end of the device is visible in FIG. 1, the following description 55 concerns only one end of the devices. However, the opposite end is identical. 6
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Das Lagersystem der Aufbringwalze 1 ist mit einem Kühlwassereinlass 6 versehen, durch welchen Kühlwasser und, falls benötigt, Heizwasser der Walze 1 zugeführt werden kann. Das Lagergehäuse 7 der oberen Walze 2 ist an einem Hilfsrahmen 10 befestigt, der an dem Rahmen 4 über ein Gelenk 8 befestigt ist, und ein Ansatz steht von dem Lagergehäuse 7 vor, an 5 welchem die Kolbenstange des Kolbens eines Arbeitszylinders 9 befestigt ist. Die Gegenwalze 2 des Filmtransferbeschichters kann von der unteren Walze 1 abgehoben werden, um den Spalt mittels des Arbeitszylinders 9 zu öffnen, indem das Lagergehäuse 7 um das Gelenk 8 mittels des Hilfsrahmens 10 verschwenkt wird. Wenn der Arbeitszylinder 9 in die Gegenrichtung betätigt wird, wird eine Kraft auf die obere Walze 2 aufgebracht, d.h. ein linearer Pressdruck im io Spalt. Der lineare Pressdruck im Spalt ist, um präzise zu sein, keine lineare Belastung, sondern eher aufgrund von Deformationen der Oberfläche der Walzen 1, 2 auf einen schmalen, länglichen Bereich verteilt.The storage system of the application roller 1 is provided with a cooling water inlet 6, through which cooling water and, if required, heating water of the roller 1 can be supplied. The bearing housing 7 of the upper roller 2 is fixed to an auxiliary frame 10 which is fixed to the frame 4 via a hinge 8, and a projection projects from the bearing housing 7 to which the piston rod of the piston of a working cylinder 9 is fixed. The backing roll 2 of the film transfer coater can be lifted from the lower roll 1 to open the gap by means of the working cylinder 9 by pivoting the bearing housing 7 about the hinge 8 by means of the subframe 10. When the power cylinder 9 is operated in the opposite direction, a force is applied to the upper roller 2, i. a linear pressure in the gap. The linear compressive pressure in the nip, to be precise, is not linearly distributed but rather due to deformations of the surface of the rolls 1, 2 to a narrow, elongated area.
Auf dem Lagergehäuse 5 der Aufbringwalze 1 ist eine Erhebung 11 vorgesehen, auf welcher 15 eine mechanische Stütze 12 angeordnet ist. Die Erhebung 11 und die Stütze 12 sind derart dimensioniert, dass die Stütze 12 die untere Fläche des Lagergehäuses 7 der Gegenwalze 2 berührt, wenn der Spalt geschlossen ist. Die Stütze 12 kann in anderen Worten verwendet werden, um die vertikale Bewegung des Lagergehäuses 7 der Gegenwalze 2 zu begrenzen. Die Stützkraft wird in diesem Fall durch eine stärkere Ansteuerung der Arbeitszylinder 9 bereit-20 gestellt.On the bearing housing 5 of the application roller 1, a survey 11 is provided, on which 15 a mechanical support 12 is arranged. The elevation 11 and the support 12 are dimensioned such that the support 12 contacts the lower surface of the bearing housing 7 of the counter-roller 2 when the gap is closed. In other words, the support 12 can be used to limit the vertical movement of the bearing housing 7 of the counter-roller 2. The support force is in this case prepared by a stronger control of the working cylinder 9 ready-20.
Fig. 2 zeigt eine Alternative zur Verbindung der Stütze bzw. eines Kleinhebezeugs 12 mit dem Lagergehäuse 7 der Gegenwalze 2. Hier ist ein Ansatz 13 an der oberen Fläche der Stütze 12 befestigt und ein entsprechender Ansatz 14 ist an dem Lagergehäuse 7 der Gegenwalze 2 25 befestigt. Die Ansätze 13, 14 sind miteinander durch eine Welle 15 verbunden, die gleichzeitig als dynamometrischer Sensor dient. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Stütze 12 ein Stützbock, dessen Höhe durch Drehen einer Schraube 16 eingestellt werden kann. Der Stützbock 12 oder eine andere Stützeinrichtung ist vorzugsweise zwischen den Lagergehäusen 5, 7 des Filmtransferbeschichters angeordnet, wodurch sie einen Austausch der Walzen 1, 2 nicht er-30 schwert.Fig. 2 shows an alternative to the connection of the support or a small hoist 12 with the bearing housing 7 of the backing roll 2. Here is a projection 13 attached to the upper surface of the support 12 and a corresponding projection 14 is on the bearing housing 7 of the backing roll attached. The lugs 13, 14 are connected to each other by a shaft 15, which also serves as a dynamometric sensor. In this embodiment, the support 12 is a support block whose height can be adjusted by turning a screw 16. The support bracket 12 or other support means is preferably arranged between the bearing housings 5, 7 of the film transfer coater, whereby it does not sword replacement of the rollers 1, 2 swings.
In der Anordnung der Fig. 3 ist ein hydraulischer Stützbock 22 auf einer nahe dem Stützbock 12 und einem Endlager 17 angeordneten Erhebung 11 angeordnet, wobei die hydraulische Stütze 22 verwendet wird, um die auf die mechanische Stütze 12 einwirkenden Kräfte zu reduzieren, 35 wenn der Stellweg der mechanischen Stütze 12 in Situationen gesteuert wird, wo eine Steue rung der mechanischen Stütze 12 zum Beispiel mittels eines hydraulischen Motors aufgrund der großen Reibungskräfte nicht ohne eine Entlastung möglich ist. Eine andere Möglichkeit zur Verwendung der parallelen hydraulischen Stütze 22 ist die Beeinflussung der Eigenresonanzfrequenz, weil die hydraulische Stütze 22 einen Teil der von dem Arbeitszylinder 9 aufgebrach-40 ten Kraft aufnehmen kann. Die hydraulische Stütze 22 kann auch allein zur Steuerung der Eigenresonanzfrequenz des Filmtransferbeschichters verwendet werden.In the arrangement of Fig. 3, a hydraulic support bracket 22 is disposed on a near the support bracket 12 and a end bearing 17 arranged elevation 11, wherein the hydraulic support 22 is used to reduce the forces acting on the mechanical support 12 forces when the Travel of the mechanical support 12 is controlled in situations where a Steue tion of the mechanical support 12, for example by means of a hydraulic motor due to the large frictional forces is not possible without a discharge. Another possibility for using the parallel hydraulic support 22 is the influence of the natural resonance frequency, because the hydraulic support 22 can absorb a part of the force applied by the working cylinder 9 force. The hydraulic support 22 may also be used alone to control the self-resonant frequency of the film transfer coater.
In der Lösung von Fig. 4 enthält die Stützeinrichtung einen Hydraulikzylinder 23, der zwischen den Lagergehäusen 5, 7 der Walzen 1, 2 montiert ist. Ein Ansatz 24, 25 ist an jedem Lagerge-45 häuse 5, 7 befestigt, wobei das Ende des Zylinders 23 mit dem einen Ansatz 25 verbunden ist, und seine Kolbenstange mit dem anderen Ansatz 24. Der Stützzylinder 23 ist, bezogen auf den Arbeitszylinder 9, auf der entgegengesetzten Seite der Walzen 1, 2 angeordnet.In the solution of Fig. 4, the support means includes a hydraulic cylinder 23 which is mounted between the bearing housings 5, 7 of the rollers 1, 2. A lug 24, 25 is attached to each Lagerge-45 housing 5, 7, wherein the end of the cylinder 23 is connected to the one approach 25, and its piston rod with the other approach 24. The support cylinder 23, based on the working cylinder. 9 , arranged on the opposite side of the rollers 1, 2.
Die Erfindung kann in Verbindung mit der Stützanordnung angewendet werden und hat vielfälti-50 ge Einsatzmöglichkeiten. Nachfolgend werden die Hauptalternativen beschrieben, die dann unterschiedlich kombiniert werden können entsprechend der Betriebssituation und der Tendenz der Vorrichtung zu vibrieren. Das Hauptprinzip ist die Veränderung der Eigenresonanzfrequenz des Beschichters, so dass diese nicht mit dem Bereich der Impulsvibrationen zusammenfällt. Weil die Impulsfrequenz variieren kann, wird die Eigenresonanzfrequenz vorzugsweise kontinu-55 ierlich gesteuert, wobei die Eigenresonanzfrequenz immer rasch von der Impulsfrequenz weg- 7The invention may be used in conjunction with the support assembly and has a variety of uses. Hereinafter, the main alternatives will be described, which can then be combined differently according to the operating situation and the tendency of the device to vibrate. The main principle is to change the self-resonant frequency of the coater so that it does not coincide with the range of impulse vibrations. Since the pulse frequency can vary, the natural resonance frequency is preferably continuously controlled, with the natural resonance frequency always moving rapidly away from the pulse frequency
AT 414 245 B bewegt wird.AT 414 245 B is moved.
Alternative 1 5 Ein Lauf der Vorrichtung wird üblicherweise begonnen, indem der lineare Pressdruck zwischen den Walzen 1, 2 auf einen gewünschten Wert eingestellt wird. Der Betrieb wird bei diesem Druck fortgesetzt, bis die Walzen 1, 2 ihre Betriebstemperatur erreicht haben, d.h. ihre Gleichgewichtstemperatur. Nachdem sich die Temperatur der Walzen 1, 2 stabilisiert hat, werden sie mechanisch blockiert, so dass sie nicht näher zueinander bewegt werden können. In den oben io beschriebenen Beispielen wird die Blockierung mittels der Stütze 12 durchgeführt, welche während der Blockierung so gesteuert wird, dass sie in Kontakt mit der unteren Fläche des Lagergehäuses 7 der oberen Walze 2 steht, d.h. die Stütze 12 wird in Kontakt mit der unteren Fläche des Lagergehäuses 7 gebracht. Danach wird die Kraft der Arbeitszylinder 9 auf einen Wert angehoben, der höher ist, als er für die Bereitstellung des linearen Pressdrucks im Spalt erfor-15 derlich ist. Hierbei kann die Kraft der Zylinder 9 sogar das Zweifache der Kraft betragen, die für die Bereitstellung des linearen Pressdrucks erforderlich ist. Selbst wenn eine Beaufschlagungskraft, die die für den gewünschten linearen Pressdruck erforderliche Beaufschlagungskraft leicht übersteigt, manchmal ausreicht, kann die Beaufschlagungskraft vorzugsweise doppelt so groß sein oder auch größer, um eine sichere Blockierung bereitzustellen. Nun ist die obere Walze 2 20 durch die Kraft der mechanischen Stütze 12 und der Arbeitszylinder 9 blockiert. Aufgrund der großen Blockierkraft ist die Walze 2 nun gegen den Rahmen 4 wie in einer festmontierten Installation abgestützt.Alternative 1 5 A run of the device is usually started by adjusting the linear pressing pressure between the rolls 1, 2 to a desired value. The operation continues at this pressure until the rollers 1, 2 have reached their operating temperature, i. their equilibrium temperature. After the temperature of the rollers 1, 2 has stabilized, they are mechanically blocked, so that they can not be moved closer to each other. In the examples described above, blocking is carried out by means of the support 12, which during blocking is controlled so as to be in contact with the lower surface of the bearing housing 7 of the upper roller 2, i. the support 12 is brought into contact with the lower surface of the bearing housing 7. Thereafter, the force of the power cylinders 9 is raised to a value higher than required for the provision of the linear pressure in the gap. In this case, the force of the cylinder 9 can even be twice the force required for the provision of the linear pressing pressure. Even if an urging force slightly exceeding the urging force required for the desired linear pressing pressure is sometimes sufficient, the urging force may preferably be twice or even greater to provide a secure locking. Now the upper roller 2 20 is blocked by the force of the mechanical support 12 and the working cylinder 9. Due to the great blocking force, the roller 2 is now supported against the frame 4 as in a fixed installation.
Wenn die obere Walze 2 in ihrer Lage blockiert wird, reduziert die Blockierung Vibrationen auf 25 zwei Arten. Zum einen kann sich das Lagergehäuse 7 der oberen Walze 2 nicht bewegen und Vibrationen können die Arbeitszylinder 9 nicht über die Lagergehäuse 5, 7 beeinflussen. In anderen Worten, die Vibrationen werden reduziert, weil die Teile an ihrer Stelle blockiert sind und nicht vibrieren können. Andererseits, da die Blockierkräfte der Einrichtung erhöht worden sind und ein Teil der Konstruktion unbewegbar montiert ist, wird die Steifheit der Konstruktion 30 und die Verteilung vibrierender Massen in unterschiedlichen Teilen der Struktur geändert, wobei sich auch die Eigenresonanzfrequenz der Vorrichtung ändert. Eine geänderte Eigenresonanzfrequenz kann derart genutzt werden, dass, wenn bei einer bestimmten Geschwindigkeit Vibrationen auftreten, die Blockierkraft geändert wird, wobei die Eigenresonanzfrequenz von der Impulsfrequenz wegbewegt wird. Selbst eine geringe Änderung der Beaufschlagungskraft kann 35 ausreichen, um eine hinreichende Änderung der Eigenresonanzfrequenz zu bewirken, und somit kann die Kraft, die zusätzlich zur für den linearen Pressdruck erforderlichen Kraft aufgebracht wird, sehr klein sein.When the upper roller 2 is locked in position, the blockage reduces vibrations in two ways. First, the bearing housing 7 of the upper roller 2 can not move and vibration, the working cylinder 9 can not influence on the bearing housing 5, 7. In other words, the vibrations are reduced because the parts are blocked in place and can not vibrate. On the other hand, since the blocking forces of the device have been increased and a part of the structure is immovably mounted, the rigidity of the structure 30 and the distribution of vibrating masses in different parts of the structure are changed, and the self-resonant frequency of the device also changes. A changed self-resonant frequency can be used such that when vibrations occur at a certain speed, the blocking force is changed, with the natural resonant frequency being moved away from the pulse frequency. Even a small change in the urging force may be sufficient to cause a sufficient change in the self-resonant frequency, and thus the force applied in addition to the force required for the linear pressing pressure may be very small.
Die oben beschriebene Steuerung der Vibrationscharakteristiken wird genutzt, um Resonanz-40 Vibrationen zu verhindern. Wenn die mechanische Stütze 12 derart gesteuert wird, dass sie in Kontakt mit dem oberen Lagergehäuse 7 steht, kann die Kraft des Arbeitszylinders 9 geändert werden, wobei sich die Eigenresonanzfrequenz des Rahmens 4, 10 kontinuierlich ändert. Der Steuerungsbereich kann beispielsweise 0 bis 100 kN zusätzliche Kraft zusätzlich zu der für den linearen Pressdruck erforderlichen Kraft betragen. Wenn keine zusätzliche Kraftbeaufschlagung 45 vorliegt, befindet sich die Stütze 12 nicht im Kontakt. Wenn die Stütze 12 zu irgendeinem Zeitpunkt während des Kraftbeaufschlagungswechsels außer Kontakt ist, muss sie derart gesteuert werden, dass sie sich in Kontakt befindet, bevor der Zyklus fortgesetzt wird. Die Kraft kann auf vielfältige Weise variiert werden und die Art der Kraftänderung wird derart gewählt, dass das Risiko von Resonanzvibrationen minimiert wird. Die Beaufschlagungskraft kann in einem so gleichmäßigen Zyklus variiert werden, statistisch gestützt von den Ergebnissen von Vibrationsmessungen, die vorhergehende Messdaten verwenden oder deren Ableitungen oder zweite Ableitung der Beschleunigung oder durch Fuzzy-Steuerung. In ähnlichen Anwendungen haben sich die ersten oder zweiten Ableitungen der Beschleunigung als gute Indikatoren für einsetzende Vibrationen herausgestellt. 55 8The above-described control of the vibration characteristics is utilized to prevent resonance-40 vibrations. When the mechanical support 12 is controlled to be in contact with the upper bearing housing 7, the power of the working cylinder 9 can be changed, with the self-resonance frequency of the frame 4, 10 continuously changing. The control range may be, for example, 0 to 100 kN additional force in addition to the force required for the linear pressing pressure. If there is no additional force application 45, the support 12 is not in contact. If the post 12 is out of contact at any time during the force change, it must be controlled so that it is in contact before the cycle continues. The force can be varied in a variety of ways and the type of force change chosen to minimize the risk of resonant vibration. The loading force can be varied in such a uniform cycle, statistically supported by the results of vibration measurements using previous measurement data or their derivatives or second derivative of acceleration or by fuzzy control. In similar applications, the first or second derivatives of acceleration have been found to be good indicators of onset of vibration. 55 8
AT 414 245 BAT 414 245 B
Wenn das Basisgewicht des herzustellenden Produktes geändert wird, muss die Stütze 12 kalibriert werden. Die Stütze 12 muss hinreichend oft kalibriert werden, auch wenn sie unmittelbar zu Beginn der Beschichtung in Benutzung genommen wird, um die thermische Expansion zu kompensieren, die durch Änderungen in der Temperatur der Beschichtung hervorgerufen 5 wird.If the basis weight of the product to be manufactured is changed, the support 12 must be calibrated. The support 12 must be calibrated sufficiently often, even if it is used immediately at the beginning of the coating, to compensate for the thermal expansion caused by changes in the temperature of the coating.
Alternative 2Alternative 2
Das oben beschriebene Steuerungsverfahren kann verwendet werden mit der Anordnung ge-io maß Fig. 4 oder mit einer anderen Anordnung, die einen aktiven Aktuator aufweist, derart dass die Arbeitszylinder 9 und die hydraulische Stütze 22, welche die Abstützkraft bereitstellt, synchron verwendet werden. Es muss darauf geachtet werden mittels Programmen oder Sensoren, dass die resultierende Kraft der Zylinder 9, 23 die gewünschte lineare Kraftbeaufschlagung verursacht. 15The control method described above can be used with the arrangement according to Fig. 4 or with another arrangement having an active actuator such that the working cylinders 9 and the hydraulic support 22 providing the supporting force are used synchronously. Care must be taken by means of programs or sensors that the resulting force of the cylinders 9, 23 cause the desired linear application of force. 15
Alternative 3Alternative 3
Diese Alternative ist vorgesehen für Anordnungen, wo die Kraft, die das Teil beeinflusst, welches die Abstützkraft bereitstellt, gemessen werden kann. Dieses Verfahren ist am meisten 20 geeignet für Fälle, in denen eine mechanische Stütze 12 und ein damit verbundener Kraftsensor verwendet werden. Der Lauf wird begonnen wie in Alternative 1, jedoch werden die Stützeinstellung und Kraftmessung verwendet, wenn die zusätzliche Kraftbeaufschlagung eingestellt wird. Am Start des Steuerzyklus wird für die Stütze 12 eine zusätzliche Beaufschlagung von beispielsweise 20 kN eingestellt und die Stütze 12 wird derart gesteuert, dass die Werte des 25 Kraftsensors eine Kraft gleich der zusätzlichen Kraftbeaufschlagung anzeigen. Wenn die Kraftbeaufschlagung der Stütze variiert wird, wird die Stütze 12 derart gesteuert, dass die Werte des Kraftsensors die errechnete, eingestellte Kraftbeaufschlagung 1 anzeigen. In dieser Lösung wird der lineare Pressdruck des Spaltes konstant gehalten oder auf einem gewünschten Niveau, weil man durch die Steuerung des Wegs der Stütze 12 und durch das Messen der von 30 der Stütze 12 aufgenommenen Last immer den kalkulierten linearen Pressdruck weiß, wobei dieser die kalkulierte Kraft ist, die von den Arbeitszylindern erzeugt wird, minus der Kraft, die von der Stütze aufgenommen wird.This alternative is intended for arrangements where the force affecting the part providing the support force can be measured. This method is most suitable for cases where a mechanical support 12 and a force sensor associated therewith are used. The run is started as in Alternative 1, but the posture adjustment and force measurement are used when the additional force is applied. At the start of the control cycle, an additional load of, for example, 20 kN is set for the support 12 and the support 12 is controlled such that the values of the force sensor indicate a force equal to the additional application of force. When the load on the support is varied, the support 12 is controlled so that the values of the force sensor indicate the calculated, set force application 1. In this solution, the linear nip pressure of the nip is kept constant or at a desired level because, by controlling the travel of the support 12 and measuring the load received by the support 12, one always knows the calculated linear compression pressure, which is the calculated one Force is generated by the working cylinders minus the force absorbed by the prop.
Die mechanische Stütze 12 kann durch einen elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen 35 Aktuator betätigt werden. Weil die erforderlichen Kräfte beträchtlich sind und aufgrund der begrenzten Platzverhältnisse können keine sehr großen Aktuatoren für die Steuerung der Stütze 12 verwendet werden, weshalb die Stütze nicht immer die ausreichenden Kräfte für die oben genannte Messmethode bereitstellen kann. In einem derartigen Fall ist es möglich, z. B. eine Anordnung gemäß Fig. 3 zu verwenden, wo neben der mechanischen Stütze 12 eine hydrauli-40 sehe Stütze 22 angeordnet ist. Die hydraulische Stütze 22 kann verwendet werden, um die Belastung der mechanischen Stütze 12 während der Steuerung zu reduzieren, wobei die Steuerung somit einfach ist.The mechanical support 12 can be actuated by an electric, hydraulic or pneumatic actuator. Because the required forces are considerable and because of the limited space available, very large actuators can not be used to control the support 12, which is why the support can not always provide sufficient forces for the above measurement method. In such a case, it is possible, for. Example, to use an arrangement according to FIG. 3, where in addition to the mechanical support 12 a hydraulic support 40 is arranged see. The hydraulic support 22 can be used to reduce the load on the mechanical support 12 during control, thus the control is simple.
Alternative 4 45Alternative 4 45
Diese Art der Abstützung ist geeignet für die Einstellung geringer linearer Pressdrücke. Bei geringen linearen Pressdrücken ist der Spalt zwischen den Walzen 1,2 extrem schwierig zuverlässig zu steuern aufgrund der Reibung in der Konstruktion und der Tatsache, dass große Arbeitszylinder nicht verwendet werden können, um in einer gesteuerten Weise geringe Kräfte so aufzubringen. In dem Verfahren wird der Spalt mit einem linearen Pressdruck geschlossen, welcher gesteuert werden kann, z.B. 20 kN, und nachdem der Lauf begonnen hat, wird der lineare Pressdruck reduziert durch Verwendung der Stützkraft oder durch Steuern des Weges der Stütze, um einen linearen Pressdruck von beispielsweise von 5 kN oder einen anderen gewünschten linearen Pressdruck zu erzeugen. Wenn die Kompression der Beschichtung als 55 Funktion des linearen Pressdrucks im Spalt bekannt ist, kann ein geringerer linearer Druck 9This type of support is suitable for setting low linear compression pressures. At low linear pressing pressures, the gap between the rollers 1,2 is extremely difficult to reliably control due to the friction in the design and the fact that large power cylinders can not be used to apply small forces in a controlled manner. In the method, the gap is closed with a linear pressing pressure which can be controlled, e.g. 20 kN, and after the running has begun, the linear pressing pressure is reduced by using the supporting force or by controlling the path of the support to produce a linear pressing pressure of, for example, 5 kN or another desired linear pressing pressure. If the compression of the coating is known as a function of the linear compressive pressure in the gap, a lower linear pressure can be achieved
AT 414 245 B eingestellt werden, indem eine mechanische Stütze 12 einjustiert wird, wenn die Abhängigkeit zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der Stütze 12 und des Walzenspaltes bekannt ist.AT 414 245 B can be adjusted by a mechanical support 12 is adjusted when the relationship between the rotational speed of the support 12 and the nip is known.
Wenn eine Kraftmessung verwendet wird, kann der gewünschte Spaltdruck eingestellt werden 5 durch Erhöhen der Kraft der mechanischen Stütze 12 (durch Steuern der Stütze) als Differenz zwischen der Beaufschlagungskraft und der auf die Stütze 12 wirkenden abgelesenen Kraft. Weil die Härte der Walzenbeschichtung von der Temperatur abhängt, muss ebenfalls die Abhängigkeit der Kraft von der Temperatur untersucht werden, zumindest bei den Betriebstemperaturen. Bei dem typischen linearen Pressdrücken liegt die Kompression zwischen 0,1 bis io 0,5 mm pro Walze, wenn die Beschichtungshärte 35 PJ beträgt, weshalb der gesamte Steuerungsbereich sehr klein ist, ungefähr 1 mm. Somit sind die erforderlichen Bewegungen sehr klein.When a force measurement is used, the desired nip pressure can be adjusted 5 by increasing the force of the mechanical support 12 (by controlling the support) as the difference between the apply force and the force sensed on the support 12. Because the hardness of the roll coating depends on the temperature, the dependence of the force on the temperature must also be investigated, at least at the operating temperatures. In the typical linear pressing pressure, the compression is between 0.1 to 10 0.5 mm per roller when the coating hardness is 35 PJ, and therefore the entire control range is very small, about 1 mm. Thus, the required movements are very small.
Nachfolgend werden einige Eigenschaften der Erfindung vorgestellt, die mit den oben beschrie-15 benen kombiniert oder stattdessen verwendet werden können.Hereinafter, some features of the invention are presented which may be combined with or used instead of those described above.
Weil die Walzenbeschichtungen aus einem flexiblen Material hergestellt werden, dessen Eigenschaften variieren, wenn seine Temperatur variiert, kann sich der lineare Druck im Spalt ändern, wenn sich die Temperatur der Beschichtung ändert. Temperaturänderungen verursachen ein 20 Driften des linearen Pressdrucks, was während des Betriebs der Vorrichtung nicht toleriert werden kann. In der erfindungsgemäßen Lösung kann der lineare Pressdruck überwacht werden durch Anordnen eines Drucksensors unter der mechanischen Stütze 12 oder durch Anordnen irgendeines anderen Sensors, der für eine Kraftmessung geeignet ist, in Verbindung mit der Stütze 12. Wenn der Drucksensor anzeigt, dass der lineare Druck zwischen den Walzen 1, 25 2 sich ändert, wird eine zusätzliche Beaufschlagungskraft von den Arbeitszylindern 9 entnom men, wobei der lineare Betriebspressdruck zwischen den Walzen 1, 2 beibehalten wird. Sobald der lineare Pressdruck eingestellt worden ist, wird die mechanische Stütze 12 wieder in Kontakt mit dem Lagergehäuse 7 der sich bewegenden Walze 2 gebracht und das Lagergehäuse 7 wird an seiner Stelle blockiert durch Erhöhen der Kraft der Arbeitszylinder 9. 30Because the roll coatings are made of a flexible material whose properties vary as its temperature varies, the linear pressure in the gap may change as the temperature of the coating changes. Temperature changes cause drift of the linear pressing pressure, which can not be tolerated during operation of the device. In the solution according to the invention, the linear compression pressure can be monitored by placing a pressure sensor under the mechanical support 12 or by placing any other sensor suitable for force measurement in connection with the support 12. When the pressure sensor indicates that the linear pressure is between The rollers 1, 25 2 changes, an additional biasing force of the working cylinders 9 entnom men, wherein the linear operating pressure between the rollers 1, 2 is maintained. Once the linear pressing pressure has been adjusted, the mechanical support 12 is again brought into contact with the bearing housing 7 of the moving roller 2 and the bearing housing 7 is blocked in its place by increasing the force of the working cylinder 9. 30
Die Konstanz des linearen Drucks zwischen den Walzen 1, 2 kann ebenfalls gemessen werden, indem direkt die Temperatur der Walzenbeschichtung gemessen wird oder indem der Temperaturunterschied zwischen einströmendem und ausfließendem Kühlwasser übenwacht wird. 35 Durch die Erfindung ist es möglich, selbst geringe Spaltdrücke in einem Filmtransferbeschichter ohne Wechseln der Arbeitszylinder 9 zu verwenden. Der Spaltdruck kann in der nachfolgend beschriebenen Weise auf einen gewünschten Wert gesetzt werden. Das Verfahren ist geeignet für alle Spaltdrücke, die mit der Vorrichtung realisiert werden, und da die Walzen, falls gewünscht, in gesteuerter Weise dazu gebracht werden können, selbst in Distanz voneinander zu 40 stehen, sind selbst geringe Aufwalzdrücke leicht einstellbar. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist neben der mechanischen Stütze 12 eine hydraulische Stütze 22 angeordnet. Diese hydraulische Stütze 22 kann verwendet werden, um die Belastung der mechanischen Stütze 12 zu reduzieren. Weil es unmöglich ist, große Arbeitszylinder 9 aufgrund ihrer internen Reibung mit kleinen Kräften zu führen, werden in der erfindungsgemäßen Lösung geringe lineare Press-45 drücke z.B. derart eingestellt, dass zuerst ein größerer linearer Pressdruck eingestellt wird, wonach das der Kraftbeaufschlagung unterworfene Lagergehäuse 7 der Walze 2 in seiner Lage in der oben beschriebenen Weise blockiert wird. Danach wird das Lagergehäuse 7 mittels der hydraulischen Stütze 22 gegen die Beaufschlagungskraft der Arbeitszylinder 9 betätigt, wobei die Verringerung der Last durch den Drucksensor der mechanischen Stütze 12 angezeigt wird. 50The constancy of the linear pressure between the rolls 1, 2 can also be measured by directly measuring the temperature of the roll coating or by monitoring the temperature difference between inflowing and outflowing cooling water. By the invention it is possible to use even low nip pressures in a film transfer coater without changing the working cylinder 9. The nip pressure can be set to a desired value in the manner described below. The method is suitable for all nip pressures realized with the apparatus, and since the rollers can, if desired, be controllably made to stand even at a distance from each other, even low rolling pressures are easily adjustable. In the embodiment of FIG. 3, a hydraulic support 22 is arranged next to the mechanical support 12. This hydraulic support 22 can be used to reduce the load on the mechanical support 12. Because it is impossible to guide large power cylinders 9 with small forces due to their internal friction, in the solution according to the invention low linear pressures are exerted, e.g. set so that first a larger linear pressing pressure is set, after which the subjected to the load bearing housing 7 of the roller 2 is locked in its position in the manner described above. Thereafter, the bearing housing 7 is actuated by means of the hydraulic support 22 against the urging force of the working cylinder 9, wherein the reduction of the load by the pressure sensor of the mechanical support 12 is displayed. 50
Alternativ dazu wird der lineare Druck des Spaltes erhalten durch Rechnungen, basierend auf der Kompression der Beschichtung. Wenn die gewünschte Beaufschlagungskraft eingestellt worden ist, wird die Bewegung des Lagergehäuses 7 der oberen Walze 2, falls nötig, wiederum durch Ansteuerung der mechanischen Stütze 12 blockiert, wonach die Kraft der Arbeitszylinder 55 9 erhöht werden kann, um das Lagergehäuse 7 in seiner Position zu blockieren. Der Weg der 10Alternatively, the linear pressure of the gap is obtained by calculations based on the compression of the coating. When the desired urging force has been set, the movement of the bearing housing 7 of the upper roller 2, if necessary, is blocked again by driving the mechanical support 12, after which the force of the working cylinder 55 9 can be increased to the bearing housing 7 in its position To block. The way of the 10th
AT 414 245 B mechanischen Stütze 12 kann derart gesteuert werden, dass er der gewünschten linearen Last entspricht. Hiernach kann die Steuerung der Eigenresonanzvibrationen begonnen werden unter Verwendung der Arbeitszylinder 9 und/oder der hydraulischen Stütze 22. 5 Zusätzlich gibt es andere Ausführungsbeispiele für die Erfindung.AT 414 245 B mechanical support 12 can be controlled to match the desired linear load. Hereinafter, the self-resonance vibration control can be started using the power cylinders 9 and / or the hydraulic support 22. In addition, there are other embodiments of the invention.
Die Erfindung kann in Verbindung mit vielen Arten von Filmtransferbeschichtern angewandt werden. Die Basistypen von Filmtransferbeschichtern sind der Beschichter gemäß Fig. 1, wo Walzen 1, 2 direkt aufeinander ausgerichtet sind, und ein Beschichter, in welchem die Walzen io von der Seite betrachtet relativ zueinander geneigt sind. Was diese Vorrichtungen gemeinsam haben, ist die Tatsache, dass eine der Walzen durch einen Hilfsrahmen 10 oder dergleichen getragen wird und der Hilfsrahmen 10 an dem Rahmen 4 der Vorrichtung mittels eines Gelenks 8 befestigt ist. Der Hilfsrahmen 10 und die Walze 2 schwenken um das Gelenk 8 aufgrund der Arbeitszylinder 9, wobei eine Last zwischen den Walzen 1, 2 bereitgestellt wird. Der Hilfsrah-15 men 10 kann unterschiedliche Formen haben, und in einigen Fällen ist es nicht mehr als ein einfacher Gelenkarm, wobei der Arbeitszylinder 9 an dessen einem Ende und die zu beaufschlagende Walze 2 an dem anderen Ende montiert sind. Es ist klar, dass die Stützeinrichtung in unterschiedlichen Vorrichtungen unterschiedliche Positionierungen erfordert. Wesentlich ist dann, dass die mechanische Stütze 12 derart angeordnet wird, dass die Bewegung der kraftzu-20 beaufschlagenden Walze 2 oder der bewegten Walze gegen die fest montierte Walze 1 vermindert werden kann. Die Stütze 12 kann an dem Lagergehäuse 7, dem Hilfsrahmen 10 oder der Welle der kraftzubeaufschlagenden Walze 2 abgestützt werden, wobei die Welle um das oben genannte Gelenk 8 schwenkt. Somit muss die Stütze 12 an einem festen Teil der Vorrichtung befestigt werden, wie zum Beispiel dem Rahmen 4 oder dem Lagergehäuse 5 der stationären 25 Walze 1, so dass eine ihrer Seiten gegen das Teil abgestützt ist, welches sich bewegt, wenn der Arbeitszylinder 9 verwendet wird. Der Hydraulikzylinder kann, wie die mechanische Blockiereinrichtung, an einer größeren Anzahl von Plätzen in der Vorrichtung angeordnet sein.The invention can be used in conjunction with many types of film transfer coaters. The basic types of film transfer coaters are the coater of Figure 1, where rolls 1, 2 are directly aligned with each other, and a coater in which the rolls are inclined relative to one another when viewed from the side. What these devices have in common is the fact that one of the rollers is supported by a sub-frame 10 or the like and the sub-frame 10 is fixed to the frame 4 of the device by means of a hinge 8. The subframe 10 and the roller 2 pivot about the hinge 8 due to the power cylinders 9, whereby a load is provided between the rollers 1, 2. The auxiliary frame 15 may have different shapes, and in some cases it is no more than a simple articulated arm, the working cylinder 9 being mounted at one end and the roller 2 to be loaded at the other end. It is clear that the support device requires different positioning in different devices. It is then essential that the mechanical support 12 is arranged such that the movement of the force-acting roll 2 or the moving roll against the fixedly mounted roll 1 can be reduced. The support 12 can be supported on the bearing housing 7, the subframe 10 or the shaft of the force-applying roller 2, wherein the shaft pivots about the above-mentioned joint 8. Thus, the support 12 must be secured to a fixed part of the device, such as the frame 4 or the bearing housing 5 of the stationary roller 1, so that one of its sides is supported against the part which moves when the working cylinder 9 is used becomes. The hydraulic cylinder, like the mechanical blocking device, may be located at a greater number of locations in the apparatus.
Die mechanische Blockierung kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden. Zusätzlich zu 3o einer Montagestütze können Stützschrauben, spezielle Keilflächen oder dergleichen verwendet werden. Vorzugsweise werden ein automatisch betriebener Aktuator oder ein fernbedienbarer Aktuator verwendet für die Steuerung einer derartigen mechanischen Blockiereinrichtung. Jedoch ist die Notwendigkeit für Steuereinrichtungen gering, denn diese Vorrichtungen können selbst manuell betätigt werden. 35The mechanical blocking can be realized in different ways. Support screws, special wedge surfaces or the like may be used in addition to a mounting post. Preferably, an automatically operated actuator or a remote-controlled actuator is used for the control of such a mechanical blocking device. However, the need for control devices is low because these devices can themselves be operated manually. 35
Der Aktuator kann verwendet werden, um selbst große lineare Drücke entsprechend dem Einstellen geringer linearer Pressdrücke einzustellen. Der Aktuator kann hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sein oder kann ebenfalls auf thermischer Expansion basieren, weil die abzudeckenden Wege sehr gering sind. Entsprechend der Anlenkung der sich bewegenden Walze 40 und der Positionierung des Aktuators können manchmal größere Wege benötigt werden. Der Aktuator kann dann auch als Feder oder als Aktuator ausgebildet sein, der eine ähnliche konstante Kraft erzeugt. Die Abstützung muss oft vorsichtig erfolgen, um eine Beschädigung der Struktur des Beschichters zu vermeiden. Eine ausreichende Elastizität wird bereitgestellt durch Anordnen einer elastischen Matte unter der Einrichtung, die die Abstützkraft bereitstellt. Die 45 Eigenresonanzfrequenz kann ebenfalls beeinflusst werden durch die Steuerung der Verminderung der Stützkraft und hier bedeutet eine Änderung in der Abstützkraft auch eine Änderung in der Verminderung, z.B. durch Drosseln des Ölflusses des Hydraulikzylinders.The actuator can be used to set even high linear pressures according to the setting of low linear pressing pressures. The actuator may be hydraulic, electrical or pneumatic or may also be based on thermal expansion because the paths to be covered are very small. Depending on the articulation of the moving roller 40 and the positioning of the actuator, sometimes larger paths may be needed. The actuator can then also be designed as a spring or as an actuator, which generates a similar constant force. The support must often be careful to avoid damage to the structure of the coater. Sufficient elasticity is provided by placing an elastic mat under the device that provides the support force. The self-resonant frequency can also be influenced by the control of the reduction of the support force and here a change in the support force also means a change in the reduction, e.g. by throttling the oil flow of the hydraulic cylinder.
Unabhängig davon, welche Art von Unterstützung verwendet wird, ist es vorzuziehen, dass die so Unterstützung nicht eine schnelle Öffnung des Walzenspaltes behindert, falls ein Riss auftritt. Wenn eine hydraulische Stütze, ein hydraulischer Zylinder und eine Feder oder Federtabs benutzt werden, kann die Öffnung des Spaltes in der Tat schneller erfolgen, wenn die Abstützung nur an einer Fläche angebracht ist. 55Regardless of which type of support is used, it is preferable that the support so does not hinder rapid opening of the nip in the event of a crack. In fact, when a hydraulic jack, a hydraulic cylinder and a spring or spring tabs are used, the opening of the gap can be made faster if the support is mounted on only one surface. 55
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| MM01 | Lapse because of not paying annual fees | Effective date:20140115 |