DE9004099U1 - Calender for producing a sealing plate - Google Patents

Description

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DiPL.-PHYS. DR. WALTHER JUNIUS 3 HannoverDiPL.-PHYS. DR. WALTHER JUNIUS 3 Hannover VOLFSTKAtSE &zgr;« · TELEfON (OJ II) «3 45 30VOLFSTKAtSE &zgr;« · TELEPHONE (OJ II) «3 45 30

3. April 1990
Meine Akte: 11163 April 1990
My file: 1116

Paul Troester Maschinenfabrik, Am Brabrinki. 1-4,
3000 Hannover 81Paul Troester Maschinenfabrik, Am Brabrinki. 1-4,
3000 Hanover 81

Kalander zur Herstellung einer DichtungsplatteCalender for producing a sealing plate

Die Erfindung betrifft einen Kalander zur Herstellung einer Dichtungsplatte, der eint geheizte Walze großen Durchmessers und eine ungeheizte Walze kleinen Durchmessers besitzt und der eine Steuerungsvorrichtung für die Antri^bsmotoren und die Temperaturen der Heizwalze und der Andrückwalze aufweist, wobei man dem Walzenspalt eine mit Lösungsmittel versetzte Rohmischung vorlegt und durch Temperatursteuerung in Abhängigkeit von der Zeit, von der Anzahl der Heizwalzenumdrehungen und der Heizwalzendrehgeschwindigkeit eine Platte auf der Heizwalze aufbaut, die auf dieser vulkanisiert.The invention relates to a calender for producing a sealing plate, which has a heated roller of large diameter and an unheated roller of small diameter and which has a control device for the drive motors and the temperatures of the heating roller and the pressure roller, whereby a raw mixture mixed with solvent is introduced into the roller gap and a plate is built up on the heating roller by controlling the temperature as a function of time, the number of heating roller revolutions and the heating roller rotation speed, which plate vulcanizes on the heating roller.

Für die Herstellung von faserverstärkten Flachdichtungen, die in der Technik an zahlreichen Stellen benötigt werden, benutzt man sogenannte Dichtungsplattenkalander, die eine beheizte Walze besitzen, auf der die Platten aufgewalzt und ausvulkanisiert werden, und eine gekühlte Walze, die als Anpreßwalze für den Aufbau dient und zumeist hydraulisch angepreßt wird.For the production of fiber-reinforced flat gaskets, which are required in numerous areas of technology, so-called gasket plate calenders are used, which have a heated roller on which the plates are rolled and vulcanized, and a cooled roller that serves as a pressure roller for the structure and is usually pressed hydraulically.

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Die Dichtungen werden dabei aus einem Gemisch von inThe seals are made from a mixture of Lösungsmitteln streichfähig gemachtem Kautschuk und Fasern,Solvent-based rubber and fibres,

welche die Festigkeit des Fertigproduktes ergeben, herge-which give the strength of the finished product,

f stellt. Traditionell wurden als Festigkeitsträger Asbestfa-f Traditionally, asbestos fibres were used as reinforcement

sern verwendet, da die Plattenherstellung und -verwendungsern, since the plate production and use

Jf aus thermischen Gründen ar _-re Fasern ausschlossen. AsbestJf for thermal reasons ar _-re fibers excluded. Asbestos

&Idigr; ist jedoch aus Gründen der Gesundheitsgefahren in zunehmen-However, due to health risks, &Idigr; is increasingly

j| dem Maße unerwünscht und wird in neuerer Zeit, sofernj| undesirable to this extent and is in recent times, if

% möglich, durch hochfeste und thermisch beständige Kunstfa- % possible, through high-strength and thermally resistant synthetic

f sern ersetzt.f sern replaced.

An die Präzision der Walzenrundlaufgenauigkeit, der Wn.lzenoberflächengüte, der Temperaturhöhe und -genauigkeit, der gleichmäßigen Walzenandruckkraft und vor allem auch der hohen Genauigkeit der beiden Walzenumfangsgesciiwindigkeiten (des Gleichlaufes) werden bei Verwendung der Kunstfasern sehr hohe Anforderungen gestellt.When using synthetic fibers, very high demands are placed on the precision of the roller concentricity, the roller surface quality, the temperature level and accuracy, the uniform roller pressure force and, above all, the high accuracy of the two roller circumferential speeds (the synchronous rotation).

Bei der Dichtungsplattenherstellung auf dem Kalander haben neben den bereits erwähnten Maschineneigenschaften noch zahlreiche Details Einfluß, so z.B.:When producing sealing plates on the calender, in addition to the machine properties already mentioned, numerous details also have an influence, such as:

- die Temperaturhöhe der Heizwalze. Sie ist entscheidend- the temperature of the heating roller. This is crucial

: ^ für die Vulkanisationsleistung und damit für die Auf: ^ for the vulcanization performance and thus for the

baugeschwindigkeit der Platte.construction speed of the plate.

- die Temperaturgenauigkeit. Sie hat Bedeutung in Bezug
auf die Gleichmäßigkeit der Ausvulkanisation.- the temperature accuracy. It is important in relation to
on the uniformity of vulcanization.

- die Arbeitsgeschwindigkeit der Walzen. Sie hängt von
verschiedenen Parametern, wie z.B. der Haftung der
Masse auf der Walzenobe "fläche ab und ergibt unter
Berücksichtigung der Vulkanisatio-kisgeschwindigkeit
die Zah). der Plattenüberrol lungen während des Zyklus
durch die Anpreßwalzc und bestimm damit die Verdichtung und Qualität der Platte.- the working speed of the rollers. It depends on
various parameters, such as the adhesion of the
Mass on the roller surface and results in
Consideration of the vulcanization rate
the number of plate rolls during the cycle
through the pressure roller and thus determines the compaction and quality of the plate.

- der Druck in den PreiJzy 1 i rider links/rer' 's der Vi preßwalze. Er ist wichtig für die Gleichmäßigkeit der Dicke der erzeugten Platte.- the pressure in the rollers of the Vi press. It is important for the uniformity of the thickness of the plate produced.

- der LI&eegr;ien-Anpreßdruck der Anpreßwalze. Er ist entscheidend wichtig für die Verdichtung der Platte.- the linear contact pressure of the pressure roller. It is crucially important for the compaction of the plate.

- Korrektur der Walzendurchbiegung. Zur Erzielung optimaler Bedingungen wird eine Gegenbiegevorrichtung für die Anpreßwalze angewendet, die entsprechend der jeweiligen Anpreßkraft eingestellt wird.- Correction of the roller deflection. To achieve optimal conditions, a counter-bending device is used for the pressure roller, which is adjusted according to the respective contact pressure.

- die Anpreßkraft. Sie muß je nach der Mischungssorte und der Plattendicke optimiert werden,- the contact pressure. This must be optimized depending on the type of mixture and the thickness of the panel,

- die Geschwindigkeitseinstellung beider einzeln angetriebener Walzen zueinander, ick normalerweise genau gleich sein muß, gelegentlich aber eine extrem geringe, aber genaue Friktionseinstellung bedingt.- the speed setting of both individually driven rollers in relation to each other, which normally has to be exactly the same, but occasionally requires an extremely small but precise friction setting.

- die Beschickung der Masse in Bezug auf die Menge und die optimale Verteilung über die Länge des Walzenspaltes, wodurch sich die Gleichmäßigkeit der Plattentoleranz über die Arbeitsbreite ergibt.- the feeding of the mass in terms of quantity and the optimal distribution over the length of the roller gap, which results in the uniformity of the plate tolerance across the working width.

- eine Veränderung der Parameter nach Beginn des Plattenaufbaues in Abhängigkeit der zunehmenden Plattendicke, z.B. des Preßdruckes, der Geschwindigkeit mit dickenbedingter Abnahme der Vulkanisationsgeschwindigkeit, Zahl der Überrollungen u.a.m.- a change in the parameters after the start of the plate construction depending on the increasing plate thickness, e.g. the pressing pressure, the speed with a thickness-related decrease in the vulcanization speed, the number of rolls over, etc.

Bei den traditionellen Werkstoffen der Dicht.ngsplatten, also bei denen mit Asbestfaserverstärkung, genügte zumeist in Bezug auf die Führung dieses komplizierten Arbeitsprozesses die Einstellung und die laufende Korrektur der Produktionsparameter durch den Bedienungsmann, der auch die Beschickung des Kalanders vornahm und aufgrund seiner Erfahrung alle anderen Werte nach Bedarf so gut es ging optimierte.In the case of traditional sealing plate materials, i.e. those reinforced with asbestos fibres, it was usually sufficient to manage this complicated work process by setting and continuously correcting the production parameters by the operator, who also fed the calender and, based on his experience, optimised all other values as best as possible as required.

Aufgrund der Forderung nach asbestfreien Dichtungsplatten und der dadurch bedingten Einführung von hochfesten ;.<_".iperaturbeständigen Kunstfasern ist aber die Verarbeitung der Mischungen sehr viel schwieriger geworden. Insbesondere ist die Auffindung und Einhaltung optimaler Arbeitsparameter teilweise so problematisch geworden, daß nur ganz besonders erfahrene Bedienungsleute noch in der Lage sind,Due to the demand for asbestos-free sealing plates and the resulting introduction of high-strength, heat-resistant synthetic fibers, the processing of the mixtures has become much more difficult. In particular, finding and maintaining optimal working parameters has become so problematic that only very experienced operators are still able to

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entsteht bei der Plattenherstellung sehr viel Ausschuß, der wirtschaftlich nicht tragbar ist.A lot of waste is generated during plate production, which is not economically viable.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Voraussetzungen für die dem Plattenaufbau besser angepaßte Steuerung des Herstellungsverfahrens von insbesondere kunstfaserverstärkten Dichtungsplatten zu schaffen, bei dem eine stets gleichbleibende hohe Qualität der erzeugten Dichtungsplatten erzielt wird.The invention avoids the disadvantages of the prior art. The invention is based on the object of creating conditions for the control of the manufacturing process of, in particular, synthetic fiber-reinforced sealing plates that is better adapted to the plate structure, whereby a consistently high quality of the sealing plates produced is always achieved.

Die Erfindung erreicht dieses dadurch, daß am UmfangThe invention achieves this by providing

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Oberflächentemperatur der auf der Heizwalze in Erzeugung befindlichen Platte vorgesehen ist, und daß man diese gemessene Temperatur den weiteren Entscheidungen über alle zukünftigen bzw. weiteren Steuerungsmaßnahmen zugrunde legt.surface temperature of the plate being produced on the heating roller, and that this measured temperature is used as the basis for further decisions on all future or further control measures.

Dazu geht man bei der Herstellung der Dichtungsplatte so vor, daß man während des ganzen Herstellungsverfahrens ständig die Temperatur der Oberfläche der in der Herstellung befindlichen Platte mißt und in Abhängigkeit von dieserTo do this, the manufacturing process of the sealing plate involves constantly measuring the temperature of the surface of the plate being manufactured and, depending on this,

Temperatur die [--.>mperatur der heizwalze, die 7ah 1 der Heizwa1zonumdrehungen , die Drehgeschwindigkeit der Heizwalze und/oder der Kaltwalze, die auf die Andrückwalze wirkende Andruckkraft, die Zuführung der Rohmischung und/oder die Zufuhr von Lösungsmittel auf die Plattenoberfläche regelt.Temperature controls the temperature of the heating roller, the number of heating roller revolutions, the rotational speed of the heating roller and/or the cold roller, the pressure force acting on the pressure roller, the supply of the raw mix and/or the supply of solvent to the plate surface.

Da die zu verarbeitende Masse aus einer mittels Lösungsmitteln verarbeitungsfähig gemachten Kunststoffmischung besteht, welche mit den temperaturbeständigen Kunstfasern, die in der fertigen Platte die Festigkeit gewährleisten, vermischt ist, verdampft das Lösungsmittel, wenn diese Masse nach dem Aufbringen auf die Heizwalze des Kalanders erwärmt wird. Dieser Vorgang erfolgt während der ständigen Drehbewegung der Heizwalze, bei der die Preßwalze entsprechend der Zahl der überrollungen für eine Verdichtung der Masse trotz dieser Verdampfung sorgt. Dabei beginnt die wichtige Phase der Vulkanisation der jeweiligen Plattenschichten erst nach völliger Verdampfung der Lö>sungsmittelpartikel, da erst dann die Temperaturerhöhung eintreten kann, die zur Vulkanisation nötig ist. Erfolgt nun erfindungsgemäß die Prozeßsteuerung in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur der in der Herstellung befindlichen Platte, so kann eine bestmögliche Abstimmung der Phasen der Lö^sungsmittelverdampfung und der beginnenden Vulkanisation erfolgen, so daß durch diese Steuerung aufgrund der Oberflächentemperatur der Arbeitsprozeß optimal ablaufen kann.Since the mass to be processed consists of a plastic mixture made processable by means of solvents, which is mixed with the temperature-resistant synthetic fibers that ensure the strength of the finished plate, the solvent evaporates when this mass is heated after being applied to the heating roller of the calender. This process takes place during the constant rotation of the heating roller, during which the press roller ensures that the mass is compressed despite this evaporation according to the number of rolls. The important phase of vulcanization of the respective plate layers only begins after the solvent particles have completely evaporated, since only then can the temperature increase occur that is necessary for vulcanization. If, according to the invention, the process is controlled depending on the surface temperature of the plate being manufactured, the best possible coordination of the phases of solvent evaporation and the beginning of vulcanization can be achieved, so that this control allows the work process to run optimally based on the surface temperature.

Zweckmäßig ist es, wenn man als zweiten bestimmenden Parameter die erzeugte Plattendicke in die Regelung des Ablaufes des Herstellungsprozesses eingehen läßt.It is useful to use the thickness of the plate produced as a second determining parameter in the control of the manufacturing process.

Um den Arbeitsprozeß zu optimieren i't es zweckmäßig, wenn man den Arbeitsablauf des Kalanders durch einen programmgesteuerten Prozessor regelt, der die einzelnen Arbeitsaoläufe in Abhängigkeit von der Temperatur der Oberfläche der in der Erzeugung befindlichen Platte als prozefiablaufbestimmenden Parameter und von der Dicke der in der Erzeugung befindlichen Platte ablaufen läßt. Die übrigen proz^ßbestimmenden Parameter werden dann vom Prozessor mit in die Regelung einbezogen.In order to optimize the work process, it is advisable to regulate the work sequence of the calender using a program-controlled processor, which allows the individual work sequences to run depending on the temperature of the surface of the plate being produced as a process-determining parameter and on the thickness of the plate being produced. The other process-determining parameters are then included in the control by the processor.

Die im Fahrrezept gespeicherten ^prozeßdaten werden somit erfindungsgemäß nach theoretisch oder empirisch ermittelten Funktionen bzw. Formeln gemäß der jeweiligen MassenoberfIachentemperatur so modifiziert, daß diese Massetemperatur möglichst konstante Werte in optimaler Höhe annimmt und beibehält. Hierbei sind besonders die Walzendrehzahl, die Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Walzen (Friktion), der Anpreßdruck und damit auch die Gegenbiegung der Prozeßwalze in die erweitere Prozeßführung einbezogen.The ^process data stored in the recipe are thus modified according to the invention according to theoretically or empirically determined functions or formulas in accordance with the respective mass surface temperature so that this mass temperature assumes and maintains values that are as constant as possible at an optimal level. In this case, the roller speed, the speed difference between the two rollers (friction), the contact pressure and thus also the counter-bending of the process roller are particularly included in the extended process control.

Vorteilhaft kann es sein, mehrere Temperaturmeßfühler auf einen gemeinsamen Träger anzuordnen, der parallel zur Heizwalzenoberfläche und zur Heizwalzenachse im Kalandercestell angeordnet ist. Durch die Verwendung mehrerer Temperaturmeßfühler können Ungleichmäßigkeiten ausgeregelt werden, z.B. durch Zuführung von zusätzlichem Lösungsmittel auf die Oberfläche, und dadurch Dichtungsplatten höchster Qualität und Gleichmäßigkeit der Qualität erzeugt werden.It can be advantageous to arrange several temperature sensors on a common carrier that is arranged parallel to the heating roller surface and the heating roller axis in the calendering station. By using several temperature sensors, irregularities can be corrected, e.g. by adding additional solvent to the surface, and sealing plates of the highest quality and uniformity of quality can be produced.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsoeispieles näher erläutert. Es zeigen:The essence of the invention is explained in more detail below using an embodiment shown schematically in the drawing. Shown are:

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&bull; · «&igr;&bull; · «&igr;

Fie. 1 eine Frontseitenansicht des Kalanders, ,·Fig. 1 is a front view of the calender, ,· Fig. 2 eine Seitenansicht des Kalanders. fFig. 2 a side view of the calender. f

In den Ständern 1 des Kalanders ist die Heizwalze 2 und die Andrückwalze 3 gelagert. In den Walzenspalt wird eine mittels Lösungsmitteln streichfähig gemachte Kunststoffmischung eingelegt, die zu der sich auf der Heizwalze 2 schichtartig aufbauenden Dichtungsplatte geformt wird. An den Ständern 1 ist ein Träger 5 für Temperaturmeßfühler 6 angeordnet, die die gemessene Temperatur an den Prozessor 7 weiterleiten. Dieser weist weitere Eingänge für nicht dargestellte Geber auf-, mit denen die Plattendicke, die Umrollungszahl, die Drehgeschwindigkeit der Walzen u.a. gemessen werden. An die Ausgänge des Prozessors 7 sind Steuerungsleitungen angeschlossen, die zu den Antriebsmotoren 8, 9 der Heizwalze und der Andrückwalze sowie zu der der Heizwalze zugeordneten Heizvorrichtung 10 bzw. einem dieser Heizvorrichtung zugeordneten Steuerventil und zu der der Andruckwalze 3 eventuell zugeordneten Kühlvorrichtung 11 bzw. einem dieser Kühlvorrichtung zugeordneten Steuerventil, zu der Andrückvorrichtung 12 und der Gegenbiegevorrichtung 13 und zu eventuell vorhandenen anderen Vorrichtungen wie beispielsweise der Beschickungsvorrichtung 14 führen. Der Prozessor läßt den Arbeitsprozeß in Abhängigkeit der von den Temperaturmeßfühlern 6 gemessenen Temperatur und der von den Plattendickemeßvorrichtunqen 15 ablaufen. The heating roller 2 and the pressure roller 3 are mounted in the stands 1 of the calender. A plastic mixture made spreadable by means of solvents is placed in the roller gap, which is then formed into the sealing plate that builds up in layers on the heating roller 2. A support 5 for temperature sensors 6 is arranged on the stands 1, which transmit the measured temperature to the processor 7. This has further inputs for sensors (not shown ) with which the plate thickness, the number of turns, the rotation speed of the rollers, etc. are measured. Control lines are connected to the outputs of the processor 7, which lead to the drive motors 8, 9 of the heating roller and the pressure roller, as well as to the heating device 10 assigned to the heating roller or a control valve assigned to this heating device and to the cooling device 11 possibly assigned to the pressure roller 3 or a control valve assigned to this cooling device, to the pressure device 12 and the counter-bending device 13 and to any other devices that may be present, such as the feeding device 14. The processor runs the work process as a function of the temperature measured by the temperature sensors 6 and the plate thickness measuring devices 15.

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.iste der Bezugszeichen:.list of reference symbols:

11 StänderStand 22 HeizwalzeHeating roller 33 AndrückwalzePressure roller 44 DichtungsplatteSealing plate CC Trägercarrier &iacgr;&iacgr; TemperaturmeßfühlerTemperature sensor 77 Prozessorprocessor 88th Antrieos^o^^enAntrieos^o^^en 99 Antr: bsmotorenDrive: bsmotoren 1010 HeizvorrichtungHeating device IiII KühlvorrichtungCooling device 1212 AndrückvorrichtungPressing device 1313 GegenbiegevorrichtungCounter bending device 1414 BeschickungsvorrichtungFeeding device 1515 P1attendickemeßvorrichtungPlate thickness measuring device

Claims (3)

»»er· * ANSPRÜCHE:»»he· * CLAIMS: 1. Kai finder zur Herstellung &^r sr Dichtungsplatte,1. Kai finder for manufacturing & ^r sr sealing plate, der eine geheizte Walze großen Durchmessers und eine ungeheizte Walze kleinen Durchmesser besitzt und der eine Steuerungsvorrichtung für die Antriebsmotoren und die Temperaturen der Heizwalze und der A.^irücKwalze aufweist,which has a heated roller of large diameter and an unheated roller of small diameter and which has a control device for the drive motors and the temperatures of the heating roller and the return roller, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß am Umfang der Heizwalze (2) mindestens eine Temperaturmeßstelle (6) für die Oberflächentemperatur der auf der Heizwalze (2) in Erzeugung befindlichen Platte (4) vorgesehen ist.that at least one temperature measuring point (6) for the surface temperature of the plate (4) being produced on the heating roller (2) is provided on the circumference of the heating roller (2). 2. Kalander nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,2. Calender according to claim 1,
characterized, daß der Ausgang des Temperaturmeßfühlers (6) an den Eingang des Prozessors (7) geschaltet ist.that the output of the temperature sensor (6) is connected to the input of the processor (7). 3. Kalander nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,3. Calender according to claim 1 and 2,
characterized, daß mehrere Temperaturmeßfühler (6) auf einem gemeinsamen Träger (5) angeordnet sind, der parallel zur HeiTwalzenoberflache und zur Heizwalzenachse im Kalandergestell (1) angeordnet ist.that several temperature sensors (6) are arranged on a common carrier (5) which is arranged parallel to the heating roller surface and to the heating roller axis in the calender frame (1).