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Die Erfindung betrifft einen Rollstab als Wälzkörperaggregat für eine kontinuierliche Presse mit endlos umlaufenden Pressbändern (insbesondere Stahlbändern), welche unter Zwischenschaltung der Rollstäbe gegen (beheizbare) Pressenplatten der kontinuierlichen Presse abgestützt sind, wobei der Rollstab zylindrisch aus z. B. Stahl (mit vorgegebener Länge und vorgegebenem Durchmesser) mit einem Zylindermantel und endseitigen Stirnflächen ausgebildet ist. Bevorzugt sind in den Stirnflächen Lagerbohrungen angeordnet sind, in welche Rollstablagerbolzen einsetzbar oder eingesetzt sind.
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Diese Rollstäbe kommen folglich als Wälzkörperaggregate in einer kontinuierlich arbeitenden Presse zum Einsatz. Eine solche kontinuierlich arbeitende Presse wird im Rahmen der Erfindung bevorzugt für die Herstellung von Holzwerkstoffplatten eingesetzt. Holzwerkstoffplatten meint insbesondere Faserplatten, Spanplatten oder OSB-Platten. Alternativ betrifft die Erfindung auch die Herstellung von Verbundplatten oder Verbundbauteilen. Verbundplatten oder Verbundbauteile meint insbesondere solche aus einem Faserverbundwerkstoff, z. B. SMC (sheet molding compounds) oder aus Organoblechen.
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Eine kontinuierliche Presse weist im Pressenoberteil eine obere beheizbare Pressenplatte (obere Heizplatte) und im Pressenunterteil eine untere beheizbare Pressenplatte (untere Heizplatte) sowie ggf. einlaufseitig vorkragende Einlaufplatten auf. Im Pressenoberteil und im Pressenunterteil sind endlos umlaufende Pressbänder, z. B. Stahlpressbänder geführt, welche unter Zwischenschaltung der Rollstäbe gegen die Pressenplatten/Heizplatten abgestützt sind. Die Rollstäbe sind mithilfe der endseitig angeschlossenen Rollstablagerbolzen an Rollstabketten bzw. Umlaufketten angeschlossen, die z. B. als Laschenketten ausgebildet sind. Der Durchmesser der Rollstäbe beträgt üblicherweise 15 mm bis 25 mm. Die Rollstablänge liegt beispielsweise im Bereich zwischen 2 m und 2,5 m.
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Derartige kontinuierliche Pressen mit Rollstäben sind aus der Praxis seit langem bekannt. Das Pressgut wird im Pressspalt zwischen den umlaufenden Stahlbändern unter Anwendung von Druck und Wärme verpresst. Die umlaufenden Stahlbänder sind unter Zwischenschaltung der Rollstäbe an den beheizten Pressenplatten abgestützt, so dass die Rollstäbe an den Pressenplatten als Wälzkörperaggregate abrollen. Aufgrund üblicher Fertigungstoleranzen bzw. minimalsten Abweichungen der Rollstabform von der perfekten Zylinderform kann es im Zuge der Abrollbewegung zu Weg- bzw. Längenunterschieden an den beiden äußeren Enden der Rollstäbe kommen, die durch einen „Mikroschlupf“ kompensiert werden. Vor diesem Hintergrund ist es in der Praxis üblich und erforderlich, die Rollstäbe bzw. deren zylindrische Oberflächen mit einem flüssigen Schmiermittel zu schmieren bzw. zu ölen. Ein solches Schmiermittel wird in der Praxis z. B. mithilfe von Düsen im Einlaufbereich oder im Rollstabumlauf auf die Rollstäbe aufgesprüht. Diese Maßnahmen haben sich in der Praxis bewährt, der Einsatz solcher Schmiermittel ist jedoch mit entsprechenden Betriebsmittelkosten verbunden. Außerdem ist der Einsatzbereich der Schmiermittel hinsichtlich der Temperatur begrenzt. – Hier setzt die Erfindung ein.
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Die Erfindung liegt der Aufgabe zugrunde, einen Rollstab zu schaffen, welcher einen besonders wirtschaftlichen Betrieb einer kontinuierlich arbeitenden Presse ermöglicht und insbesondere auch für höhere Anwendungstemperaturen geeignet ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Rollstab der eingangs beschriebenen Art, dass zumindest der Zylindermantel zumindest bereichsweise mit einer selbstschmierenden (und folglich reibungsmindernden) Beschichtung versehen ist. Besonders bevorzugt ist der Zylindermantel über die gesamte Länge und den gesamten Umfang des Rollstabes mit einer solchen selbstschmierenden Beschichtung versehen. Zusätzlich können auch eine oder beide Stirnflächen zumindest bereichsweise, ggf. auch vollständig, mit einer solchen selbstschmierenden Beschichtung versehen sein. Bei einer solchen selbstschmierenden Beschichtung kann es sich insbesondere um eine Beschichtung auf Basis von Kohlenstoff handeln, die z. B. als Beschichtung aus Wolframcarbid ausgebildet ist. Alternativ kommt auch eine Beschichtung aus Molybdänsulfid zum Einsatz.
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Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass sich auf den Einsatz flüssiger oder fließfähiger Schmiermittel im Bereich der Rollstäbe einer kontinuierlich arbeitenden Presse vollständig verzichten lässt, wenn die Rollstäbe selbstschmierend mit einer (trockenschmierenden) Beschichtung versehen sind und sich damit durch eine inhärente Schmierung auszeichnen. Solche Beschichtungen, z. B. Wolframcarbidbeschichtungen (WCH) oder Molybdänsulfidbeschichtungen, sind grundsätzlich bekannt. Sie zeichnen sich durch sehr niedrige Reibwerte sowie geringe Adhäsionsneigungen bei gutem Verschleißwiderstand aus. Schichtsysteme auf Wolframcarbidbasis mit lamellaren trocken schmierenden graphitischen Einlagerungen haben sich z. B. bei Komponenten der Automobilindustrie und im Bereich von Zahnrädern etabliert.
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In der
DE 10 2005 009 298 B4 wurde zwar bereits vorgeschlagen, im Bereich der Gelenklager von Zylinderkolbenanordnungen in einer kontinuierlichen Presse Beschichtungen auf Kohlenstoffbasis, z. B. WCH-Beschichtungen vorzusehen. Demgegenüber kommt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch auf die Optimierung der Rollstäbe in einer kontinuierlichen Presse an, die besonders hohen Belastungen und ggf. Temperaturen innerhalb des kontinuierlichen Durchlaufs unterliegen. Denn über die in der kontinuierlichen Presse üblicherweise vorgesehenen Presszylinder wird mithilfe der oberen Heizplatte oder der unteren Heizplatte der Pressdruck erzeugt, der über die Pressplatten unter Zwischenschaltung der Rollstäbe und Stahlbänder auf der Pressgut übertragen wird, und zwar während des rollenden Durchlaufs der Rollstäbe unter großer Belastung zwischen dem jeweiligen Stahlband und der jeweiligen Heizplatte und bei hohen Temperaturen.
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Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen selbstschmierenden Beschichtung kann zunächst einmal auf den Einsatz üblicher fließfähiger Schmiermittel verzichtet (oder zumindest reduziert) werden, so dass ein besonders wirtschaftlicher Betrieb der kontinuierlichen Presse ermöglicht wird.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist die Tatsache, dass eine selbstschmierende Beschichtung (z. B. als WCH-Beschichtung oder Molybdänsulfidbeschichtung) sehr temperaturbeständig ist, so dass die Presse auch für höhere Temperaturen und ggf. Hochtemperaturanwendungen geeignet ist. Die erfindungsgemäßen Rollstäbe lassen sich folglich nicht nur bei Pressen für die Herstellung von Holzwerkstoffplatten einsetzen, die üblicherweise mit Heizplattentemperaturen um etwa 200° C betrieben werden, sondern alternativ kommen die erfindungsgemäßen Rollstäbe bei kontinuierlichen Pressen für die Herstellung von Verbundbauteilen zum Einsatz, die bei höheren Temperaturen verpresst werden. Dabei kann es sich z. B. um Faserverbundwerkstoffe und besonders bevorzugt SMC-Werkstoffe (Sheet Molding Compounds) handeln.
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Aber auch im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten (z. B. Spanplatten, Faserplatten oder OSB-Platten), lassen sich erhebliche Vorteile mit den erfindungsgemäßen Rollstäben erzielen. Durch einen deutlich verringerten oder auch gar keinen Schmiermittel- bzw. Ölverbrauch wird eine erhebliche Kostensenkung erzielt. Im Übrigen besteht auch bei Holzwerkstoffplatten die Möglichkeit, die Betriebstemperatur der Pressenplatten/Heizplatten zu erhöhen, so dass das Pressgut bei höheren Temperaturen verpresst wird und damit lässt sich der Heizzeitfaktor verringern. Dieses führt wiederum bei gleicher Pressenlänge zu höherem Ausstoß und damit höherer Wirtschaftlichkeit. So lassen sich z. B. Holzwerkstoffplatten mit Heizplattentemperaturen von mehr als 230° C, z. B. mehr als 250° C verpressen.
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Mit einer kontinuierlichen Presse der beschriebenen Art lässt sich ein Verfahren zum Verpressen von Pressgutmatten oder dergleichen Pressgut durchführen, wobei erfindungsgemäß Rollstäbe zum Einsatz kommen, die mit einer selbstschmierenden Beschichtung versehen sind, so dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders bevorzugt auf flüssige Schmiermittel im Bereich der Rollstäbe verzichtet wird. Dieses Verfahren eignet sich z. B. für die Herstellung von Holzwerkstoffplatten bei besonders hohen Temperaturen, z. B. Heizplattentemperaturen von mehr als 230° C, z. B. mehr als 250° C. Erfindungsgemäß eignet sich das Verfahren aber auch zur Herstellung von Komponenten aus Verbundwerkstoffen, z. B. Faserverbundwerkstoffen, und zwar bei Heizplattentemperaturen von mehr als 300° C.
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Die erfindungsgemäße selbstschmierende Beschichtung wird im Rahmen der Erfindung vorzugsweise durch Abscheidung aus der Dampfphase oder aus der Plasmaphase aufgebracht. Folglich wird zur Beschichtung z. B. ein plasmagestütztes physikalisches Gasabscheidungsverfahren (Plasma PVD) verwendet (physical vapour deposition). Es handelt sich dabei um ein Vakuum-Beschichtungsverfahren, bei dem die Ausgangsmaterialien durch Eintrag thermischer oder kinetischer Energie aus der festen Phase in die Gasphase überführt bzw. ionisiert werden. Die Beschichtung wird dabei interkristallin in die Oberfläche der Rollstäbe (die bevorzugt aus Stahl gefertigt sind) eingebracht.
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Bevorzugt sind die Rollstäbe zur Führung an den umlaufenden Ketten stirnseitig mit Rollstablagerbolzen versehen, welche in entsprechende Ausnehmungen der Ketten eingreifen. Bevorzugt weisen die Rollstäbe in den Stirnflächen Lagerbohrungen auf, in welche die Rollstablagerbolzen einsetzbar oder eingesetzt sind. Die Erfindung umfasst aber auch andere Konstruktionen, welche eine drehbare Führung in den Ketten ermöglichen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
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1 eine kontinuierliche arbeitende Presse in einer vereinfachten Darstellung und
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2 einen Rollstab für eine kontinuierliche Presse nach 1.
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In 1 ist eine kontinuierlich arbeitende Presse dargestellt, die z. B. zum Verpressen von Pressgutmatten zu Pressgutplatten im Zuge der Herstellung von Spanplatten, Faserplatten oder anderen Holzwerkstoffplatten geeignet ist. Die kontinuierliche Presse 2 weist in ihrem grundsätzlichen Aufbau ein Pressenoberteil mit oberer beheizbarer Pressenplatten und ein Pressenunterteil mit unterer beheizbarer Pressenplatte 4 auf. Die Pressenplatten 4 werden auch als Heizplatten bezeichnet. Im Pressenoberteil sowie im Pressenunterteil sind endlos umlaufende Pressbänder 3 (z. B. aus Stahl) unter Bildung eines Pressspaltes 5 geführt, wobei sich die Stahlpressbänder 3 unter Zwischenschaltung von Rollstäben gegen die Pressenplatten 4 abgestützt sind. Die Rollstäbe 1 sind dabei mittels Rollstablagerbolzen an endlos umlaufenden Rollstabketten geführt, die jedoch in den Figuren nicht dargestellt sind. Der Rollstab 1 selbst ist zylindrisch mit vorgegebener Rollstablänge L und vorgegebenem Rollstabdurchmesser D aus Stahl gefertigt. Er weist einen Zylindermantel 6a und endseitige Stirnflächen 6b auf. In dem Ausführungsbeispiel sind in den Stirnflächen 6b des Rollstabes 1 Lagerbohrungen 7 vorgesehen. In diese Lagerbohrungen 7 sind Rollstablagerbolzen einsetzbar bzw. eingesetzt, die jedoch in den Figuren nicht dargestellt sind. Über diese nicht dargestellten Rollstablagerbolzen werden die Rollstäbe 1 in der kontinuierlichen Presse 2 an den Rollstabketten geführt, die z. B. als Laschenketten ausgebildet sind.
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Erfindungsgemäß ist zumindest der Zylindermantel 6a der Rollstäbe 1 mit einer selbstschmierenden Beschichtung versehen, die z. B. als Wolframcarbidbeschichtung oder Molybdänsulfidbeschichtung ausgebildet sein kann. Eine solche Beschichtung kann z. B. durch ein Plasmaverfahren auf die Rollstaboberfläche aufgebracht werden. Die Beschichtung 8 ist in 2 lediglich vereinfacht angedeutet. Über eine solche Beschichtung 8 erfolgt eine inhärente Schmierung der Rollstäbe, so dass die bislang üblichen fließfähigen Schmiermittel reduziert werden können. Bevorzugt wird vollständig auf fließfähige Schmiermittel verzichtet.
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Die Schichtdicken der Beschichtungen 8 können im Rahmen der Erfindung z. B. 1µm bis 15µm betragen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005009298 B4 [0008]
