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Die Erfindung betrifft eine Lagerungs- und Anpressvorrichtung, die eine eine bearbeitende Funktion drehend, gleitend oder stehend ausübende, achslagerlose Arbeitsrolle an eine Fläche bzw. an eine auf einer
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bzw. auf die Arbeitsbreite bezogen, breitengleichmässig anpresst.
Aus der WO 80/02400 ist bereits eine Vorrichtung mit magnetisch bewirkter Anpresskraft bekannt, wobei diese Vorrichtung zum Auftragen, Druck, Imprägnieren, Lackieren, Beschichten sowie zum Abquetschen von Flüssigkeiten aus Geweben mittels Rollen dient.
Vorweg soll geklärt werden, dass der Begnff"Rolle"in dieser Abhandlung immer eine achslagerlose Walze beschreibt.
Es sind zahlreiche Bearbeitungsvorrichtungen bekannt, bei denen eine Arbeitsrolle an eine Gegenfläche angepresst wird. Bei diesen bekannten Bearbeitungsvorrichtungen sind die Gleit- und Reibungsverhältnisse und die Bewegungszustände der in der Vorrichtung enthaltenen Elemente so gewählt, dass im Betriebszustand während der Hauptfunktion der Bearbeitung, der Reibungswiderstand möglichst gering 1St. D. h. bekannte Vorrichtungen sind für jeweils einen bestimmten Zustand mit bestimmtem Anpressdruck, bestimmter Betnebegeschwlndigkeit, bestimmter Feuchtigkeit durch die aufzutragende Substanz in der Vorrichtung für bestimmte Auftragungssubstanzen und zu behandelnde Flächen bzw. flächenartige Gebilde konstruiert.
Weichen aber irgendwelche Bedingungen von diesen Idealbedingungen ab, so entstehen funktionsbeeinträchtigende höhere Reibungswiderstände. Insbesondere in der Anlaufphase oder beim Abbruch der Bearbeitung ergeben sich grundlegend andere Arbeitsbedingungen und demzufolge geänderte Reibungswi- derstände. Viele Bearbeitungen sind prozesstechnisch bedingt mit einen Wechsel vom Zustand "Trocken" in den Zustand "Nass" verbunden, so z. B. Nassbehandlungsprozesse in der Textil- oder Papierveredelung, beim Prozessbeginn im Trockenlauf und bei laufender Anlage, d. h. wenn die Matenalbahn durchläuft, Umstellung von trocken auf nass. Bei Betriebsende oder Unterbrechung kann dies umgekehrt sein.
Ebenso kann die Änderung der Bahngeschwindigkeit von sehr langsam auf sehr schnell oder von sehr schnell auf sehr langsam erfolgen, z. B. bei Erkennbarwerden einer Störung. Es kann sich aber auch die Anpresskraft in ihrer jeweiligen Intensität stark ändern, von Null auf maximal oder umgekehrt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es diese Nachteile zu beseitigen und eine Lagerung und zugleich längengleichmässige bzw. auf die Arbeitsbreite bezogen, breitengleichmässige Anpressung einer eine bearbeitende Funktion ausübenden achslagerlosen Arbeitsrolle an eine Fläche bzw. an eine auf einer Bearbeitungsfläche aufliegende Bahn bzw. an ein beliebiges flächenartiges Gebilde zu schaffen, die unter verschiedensten Bedingungen (Anpressdruck, Feuchtigkeit, Bearbeitungsgeschwindigkeit, Substanzeigenschaf- ten, Eigenschaften der Warenbahn) möglichst geringe Reibungswiderstände ermöglicht. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Eignung für den Nass- und Trockenlauf bzw. den wechselweisen Nass- oder Trockenlauf zu gewährleisten.
Die vorliegende Erfindung benutzt die Eigenschaften der rollenden und gleitenden Reibung, um eine gleichmässig anpressende bzw. auch bei relativ geringen Anpresskräften bereits gleichmässig über grosse Arbeitsbreiten anliegende Bearbeitungswalzen- bzw. Rollenlagerung für beliebige Bearbeitungszwecke zu schaffen, die z. B. für das Auftragen oder für das Abpressen flüssiger oder fliessfähiger Medien u. a., geeignet ist.
Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, dass die Arbeitsrolle oder ein (e) oder mehrere die Arbeitsrolle drehend, gleitend oder stehend stützende (r) zylindrische (r) Körper oder Rolle (n) in (einer) Gleitlagerschale- (n) bzw. in (einem) Lagerbett (en) frei drehbar angeordnet ist (sind) und dass die auf die Arbeitsrolle Druck ausübende und deren Arbeitsleistung, d. h. Anpressung an die Fläche bzw. an die auf der Bearbotungsftä- che aufliegende Bahn oder das beliebige flächenartige Gebilde, zustandebnngende Anpresskraft, durch mindestens eine hydraulische, pneumatische oder mechanische Einrichtung gewährleistet wird, die gegen den (die) Gleitlager- bzw.
Lagerbettbalken drückt, welcher (welche) die Anpresskraft gegebenenfalls über eine (n) oder mehrere zylindrische Körper bzw. Rollen auf die Arbeitsrolle und durch diese hindurch auf die Arbeitsfläche bzw. Gegenwalze überträgt (übertragen).
Dadurch, dass die tatsächlich bestehenden oder beim Bearbeitungsvorgang entstehenden Gleit- und Reibungsverhältnisse und deren Unterschiede bestimmen ob und welche zylindrische Körper oder Rollen sich bewegen oder ruhen, stellt sich der Zustand, der dem jeweils genngsten Gesamtreibungswiderstand entspricht, selbsttätig ein.
Die Erfindung und der erfinderische Effekt wird anhand der Zeichnungen näher beschneben. Die Figuren zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele, bei der die Erfindung eingesetzt ist.
Gemäss Fig. 1 wird eine Arbeitsrolle 2 über die Warenbahn 5 an eine Gegenwalze 1 gedrückt. Die Arbeitsrolle kann entweder massiv (bei 3) sein oder als Rohr bzw. Hohlzylinder 4 ausgebildet sein, und die äussere Fläche kann mit einer Mantelschicht 6 versehen sein. Die Arbeitsrolle 2 gemäss Fig. 1 kann z. B. eine Anpress-, Auftragungs-, Abquetsch- oder sonstige Bearbeitungsrolle beliebiger Konstruktion und Dimension
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sein. Gegenüber dem Durchmesser der Gegenwalze 1 Ist der Durchmesser der Arbeitsrolle 2 vorzugsweise klein. Anstelle der ortsfest gelagerten, biegungssteifen Walzenfläche 1 kann auch eine Gleitfläche vorliegen
Die Mantelschicht 6 kann aus Gummi, Filz oder einer Drahtbewicklung bestehen.
Die Arbeitsrolle 2 wird von zwei zylindrischen Körpern 11, 12 gestützt, die im Abstand zueinander am Umfang der Arbeitsrolle 2 anliegen. Die Stüzlagerkörper 11,12 sind in Gleitlagerschalen bzw. Lagerbetten 8,9 angeordnet, die In einem Gleitlager- bzw. Lagerbettbalken 7 bestehend aus einem leicht biegbaren hochgleitfähigen Material, ausgebildet sind. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Oberfläche der Gleitlagerschalen bzw. der Lagerbetten 8,9 mit einem Gleitbelag versehen sind. Bei 13 ist Substanz angedeutet, die gegebenenfalls die Lagerflächen benetzt und damit dort die Gleit- und Reibungseigenshaften ändert.
Die Anpresskräfte werden über die Traglagerung im Betriebs- und Nichtbetriebszustand so gleichmässig durch druckkrafterzeugende Vorrichtungen eingeleitet, dass ein beliebig schwacher, aber auch mittlerer oder hoher Anpressdruck von der Arbeitsrolle 2 auf die Gegenfläche 1 übertragen werden kann, sodass auch eine Breitengleichmässigkeit gegeben ist und überdies über die gesamte Länge, d. h. über die Arbeitsbreite, eine volle Anpressgleichmässigkelt einstellbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung greifen zwei druckkrafterzeugende Vorrichtungen am Gleitlager- bzw. Lagerbettbalken an und zwar jeweils unterhalb des unteren Scheitels der beiden Stützkörper 11, 12.
Unter dem Stützkörper 11 wirkt ein hydraulisch oder pneumatisch expandierbarer Schlauch 17 in einem Lager 14 als druckkrafterzeugende Einrichtung, unter dem Stützkörper 12 ist es eine Kolbenvorrichtung 15. Es sind unterschiedlich grosse Anpressdrücke denkbar, die auf die beiden zylindrischen Stütz- und Anpresskörper 11, 12 einwirken. Bei Einstellen grösserer Druckbzw. Anpresskraftunterschiede kann erreicht werden, dass sich einer der beiden Stützkörper 11,12 dreht der andere jedoch stillsteht.
Es ist auch denkbar, dass der eine der beiden Stützkörper 11, 12 in einem trockenen oder fast trockenen Gleitlager bzw. Lagerbett und der andere in einem nassen Gleitlager bzw. Lagerbett liegt.
Es können somit unterschiedliche Reibungsverhältnisse entstehen oder auch konstruktiv gewollt sein, z. B. durch unterschiedlich gewählte Materialqualität, Dimension oder Oberflächenbeschaffenheit, und es können auch dadurch die zylindrischen Körper 11, 12 bei unterschiedlicher Belastungssituation, Betriebsart usw. unterschiedlich reagieren, und zwar drehend, sodass der zylindrische Stütz- und Anpresskörper 11, 12 im Lager (Gleitlagerschale) 8, 9 gleitet und an der Arbeitsroll 2 abrollt oder ruhend, sodass der zylindrische Stütz- und Anpresskörper 11, 12 im Lager (Lagerbett) 8, 9 ruht und die Arbeitsrolle 2 am Stütz- und Anpresskörper 11, 12 gleitet. Eine weitere Möglichkeit ist, dass auch die Arbeitsrolle 2 ruht und die Fläche 1 an ihr gleitet.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist so konstruiert und beschaffen bzw. eingestellt, dass sie sich jeweils selbsttätig auf die jeweils bestehenden oder betriebsartbedingt entstehenden Gleit- und Reibungsverhältnisse bzw. die entsprechenden Unterschiede optimal anpassen kann, d. h., dass sich immer der Zustand des geringstmöglichen Gesamtreibungswiderstandes selbsttätig einstellt.
Man erreicht damit, dass bei allen Arbeitsbreiten mit allen Anpressdrükken, bei allen Geschwindigkeiten und beliebigen Substanzen und auch bei beliebigen Betriebsarten (Nassbetrieb, Trockenbetrieb, Feuchtbetrieb) die Erfindung anpassend selbsttätig reagiert und voll (optimiert) funktionsfähig ist.
Die Ausführungsvariante gemäss Fig. 1 ist in jeder beliebigen räumlichen Anordnung möglich.
Bei der Ausführung gemäss Fig. 2 ist eine Arbeitsrolle 2 und eine Anpressrolle 11 vorhanden, und zwar am unteren Scheitel der Arbeitsrolle 2, und die Anpressrolle 11 gleitet entweder im Lager (Gleitlagerschale) 9 des Balkens 16 oder sie ruht darin wie in einem Lagerbett und die Arbeitsrolle 2 gleitet auf ihr. Die Anpressung erfolgt hier wieder über einen Kolben. Zur seitlichen Stützung der Arbeitsrolle 2 kann eine Walze 18 vorgesehen sein.
Gemäss Fig. 3 sind wieder zwei Rollen bzw. zylindrische Stütz- und Anpresskörper 11, 12 in getrennten Gleitlagern bzw. Lagerbetten 8, 9 vorhanden, die in getrennten Balken 20, 21 ausgebildet sind. Der zylindrische Körper 12 stützt die Arbeiterolle 2 seitlich. Die Anpresskraft wird hier nur in den Balken 20 eingeleitet und vom zylindrischen Körper 11 übertragen.
Fig. 4 macht den funktionswichtigen bzw. wesentlichen erfinderischen Effekt der Reinigung der Arbeitsrolle 2 deutlich. Die Rolle 12 ist hier stehend. Dadurch wird durch die Rolle 12, die wie eine Rakel wirkt, von der Arbeitsrolle 2 die an der Oberfläche befindliche, Verunreinigungen enthaltende Substanz abgeschabt und in einem Zwickel 19 abgelagert. Die dann noch auf der Arbeitsrolle 2 verbleibende Substanz nimmt die Rolle 11 ab. Steht die Rolle 11, so sammelt sich die restliche Substanz mit den Verunreinigungen im Raum zwischen den Rollen 2, 11, 12 und dem Balken 7, dreht sich die Rolle 11, so wird die Substanz von dort mit einer Rakel 10 abgenommen. Wie dargestellt greift am Gleitlager- bzw. Lagerbettbalken 7 hier nur eine druckkrafterzeugende Einrichtung 25 und zwar zentral an.
Um die Kraft auf die gesamte untere Fläche des Balkens 7 zu verteilen sind Stützplatten 26 zwischen dem Balken und dem
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Kolben der druckkrafterzeugenden Vorrichtung 25 angeordnet.
In Fig. 5 liegt die Arbeitsrolle 2 selbst in einer Gleitlagerschale bzw. einem Lagerbett 22, die bzw. das in einem Balken 23 ausgebildet ist. Gemeinsam mit einer Kolbenvorrichtung ist der Balken 23 in einem U- förmigen Träger 29 angeordnet, dessen seitliche Schenkel den Balken 23 bei der Anpressbewegung führen.
Diese seitliche Führung des Lagerbalkens ist selbstverständlich auch bei allen vorher gezeigten Ausführungen erforderlich, wenn sie auch aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt ist. Je nach Gleit- und Reibungsverhältnissen zwischen der Fläche 1 und der Arbeitsrolle 2 einerseits und der Arbeitsrolle 2 und dem Lager 22 andererseits, und abhängig vom Unterschied dieser Gleit- und Reibungsverhältnisse dreht oder ruht die Arbeitsrolle.
Allenfalls kann bei der erfindungsgemässen Lagerung, wie in Fig. 5 durch einen Magnetbalken 30 angedeutet, die Anpressung bzw. die zusätzliche Anpressung der Arbeitsrolle 2 an die Fläche 1 bzw. an die auf der Bearbeitungsfläche aufliegende Bahn 5 durch eine magnetische Einrichtung bewirkt werden.