WO2011098284A2 - Verfahren und vorrichtung zum auftragen einer oberflächenschicht auf eine walze sowie deren anwendung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum auftragen einer oberflächenschicht auf eine walze sowie deren anwendung Download PDF

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    • B05D1/40—Distributing applied liquids or other fluent materials by members moving relatively to surface

Definitions

  • the invention relates to a method for applying a surface layer to a roller, to an apparatus for carrying out the method and to the use thereof.
  • a rotary roller mill is used.
  • rollers can either form and steer the web material, or they can do so as a backing, anvil during printing or other form of processing.
  • the rolls usually consist of a metal core whose surface is treated so that the roll is dimensionally stable and the surface is smooth.
  • the surface can be restored by applying a surface layer.
  • a surface layer can also be applied to new rolls.
  • This surface layer can be applied either by spraying liquid material such as a chemically polymeric composite or similar curable non-abrasive material, or the surface layer can be constructed by applying a so-called electro-slag welding method.
  • a material layer thicker than the finished roll diameter is to be applied, which further material layer may be applied by machining such as e.g. by grinding, to reduce to the desired roll dimension.
  • the object of the invention is to remedy these deficiencies and disadvantages simultaneously with the fact that the production costs are reduced, and this is achieved according to the invention by a method in which the roller is made to rotate about its central axis, wherein surfaces material is fed in liquid form to the roll, wherein the surface material is distributed to the roll by a peripheral body arranged along one side of the roll and parallel to the center line is, and wherein the distance of this edge body is set to the surface of the roller to form the desired layer thickness of the surface material.
  • a uniform and very smooth surface layer can be applied to the entire roll in one operation, which surface layer to form a gleichmä ⁇ igen and smooth surface with exactly the desired dimensions exactly the desired layer thickness.
  • the application is carried out in one operation, wherein the surface layer is supplied in liquid form to the roller during its rotation, which will adhere and level liquid material to the surface, and uniformly by a peripheral body set to form a restriction and a smoothing of the material on the roller will be distributed to this.
  • a roller will be presented which has a dimensionally stable, smooth and uniform surface, and thus a roller that is ready for use.
  • the material By discontinuing the supply of material and removing the skirt as the roll is being rolled, the material will gradually become rigid in the course of curing so that the material is leveled and smoothed during rotation while The material is plastic, resulting in a completely uniform and smooth surface after curing.
  • the peripheral body can be tilted such that its bottom can obliquely upwards and downwards, the material supply can be regulated to and from the roller and thereby break off without the creation of an unwanted edge or rib on the roller.
  • the groove By the formation of the bottom of the edge body as inclined towards the side edge down to the roller as described in claim 5, the groove will act as an accumulation chamber for the material during its distribution on the roller during application.
  • the web can be reduced to a minimum while the body is guided away from the roll upon cessation of the supply of material.
  • Figure 2 shows a section of the device and the roller in the direction II-II in
  • FIG. 3 shows an example of a conical roller
  • FIG. 6 shows an example of a partial surface coating of a
  • the embodiment is shown for use in the manufacture of a rotary cylinder 1, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the roll 1 may comprise a metal core, which usually laterally has journals 2, which journals cooperate with the equipment for which they are to be applied, so that the roll can be brought to rotate about these journals.
  • the axis of rotation extends in the center line of the roller and the bearing pin as shown.
  • a mass is to be applied, which may be a liquid polymeric composite which will cure after a reasonable time.
  • This liquid mass 4 is shown in Figure 2, wherein it is stored and supplied by a one of the top of the roller 1 along and extending in its full length channel 3 system.
  • the material 4 can be passed in a suitable amount on the roller 1, as indicated in Figure 2, so that the mass is evenly distributed on the top of the roller.
  • a scraper 5 in the form of a groove which is open against the roller 1, as shown in Figure 2, wherein it forms a gap 6 together with the roller.
  • This scraper body is adjustable at a distance from the roller so that the gap 6 between the outside of the roller and the side edge of the scraper body can be designed. Furthermore, the scraper body 5 is tiltable such that its bottom can either run obliquely upward, as shown in Figure 2, or obliquely down when the application of material is to cease. In this simple manner, during the rotation of the roll, a uniform coating 4 will be formed on the surface of the roll, with the material - in excess of material - accumulating in the gutter 5, from which it will spread to locations on the roll may lack material.
  • the advantage of rotating the roller during application is to ensure a very uniform and even material distribution, and the material will have a thickness corresponding to the distance 6 between the roller and the groove.
  • the scraper body 5 may be partly tilted such that the "web" for the roll is reduced to a minimum, partly led away from the roll, which will continue its rotation, and the material thereby becomes an adequate dimensional stability, depending according to material thickness, as well as achieve a very smooth surface.
  • the roll When the cure has progressed such that the material is dimensionally stable, the roll can be removed from the apparatus and a new roll can be stretched for material application.
  • the simple structure and the simple function of the device ensures that a surface layer can be applied with such precision that reworking in the form of loops is not required.
  • the device can thus in a previously unknown fast manner with a low material consumption and without a significant amount of work in the Apply even layers on rollers.
  • This device also makes it possible to produce other forms of rolls than the rotary cylinder roll shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 3 shows a conical roller 9 with a surface coating 4, a convexly shaped roller 10 in FIG. 4, a concave-shaped roller 11 in FIG. 5, and
  • FIG. 6 shows an example of a roller in which a surface layer 4 is present the middle section 12 is applied.

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

Dadurch dass, gemäß der Erfindung, eine Walze (1) mit einer aufgetragenen Oberflächenschicht (4) dadurch hergestellt wird, dass der Walze während ihrer Rotation (8) ein flüssiges Oberflächenmaterial zugeführt wird, und dass mit Hilfe eines Randkörpers (5) der Seite der Walze entlang und im Abstand (6) zu dieser das Material in der gewünschten Materialdicke verteilt wird, läßt sich in einem und demselben Arbeitsvorgang eine Walze mit Oberflächenbeschichtung herstellen, da eine gleichmäßige und ganz glatte Oberfläche erzielt wird, die überhaupt keine Nachbehandlung erfordert, wie z.B. durch Schleifen. Hierdurch wird die Herstellung erleichtert, so wie auch Material erspart wird, und die Auftragung wird damit rationell, da auf Nachbehandlung verzichtet werden kann, so wie auch Umweltbelastung oder Unannehmlichkeiten wegen Staub beseitigt sind.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM AUFTRAGEN EINER OBER- FLACHENSCHICHT AUF EINE WALZE SOWIE DEREN ANWENDUNG
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen einer Oberflächenschicht auf eine Walze, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie deren Anwendung. Innernalb des Teils der Industrie, in dem die Anwendung von bahn- förmigem Material, wie z.B. innerhalb der Papierindustrie und der Kunststoffindustrie, oder die Anwendung von solchen bahnförmigen Materialien zum Drucken, Laminieren und ähnlichem eingeht, wird ein Werk mit rotierenden Walzen eingesetzt.
Diese Walzen können entweder das Bahnmaterial formen und steuern, oder sie können dies zuführen als Unterlage, Gegenhalter beim Drucken oder einer anderen Form der Bearbeitung. Für diese Zwecke ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Walzen maβbeständig sind ohne Beschädigungen oder Verschleiβ an der Oberfläche.
Die Walzen bestehen gewöhnlich aus einem Metallkern, dessen Oberfläche derart behandelt ist, dass die Walze maβbeständig ist, und die Oberfläche glatt ist.
Bei Verschleiβ an der Walze oder bei Beschädigung der Oberfläche läβt sich die Oberfläche durch Auftragen einer Oberflächenschicht wieder- herstellen. Eine solche Oberflächenschicht ist selbstverständlich auch auf neue Walzen auftragbar. Diese Oberflächenschicht ist entweder durch Aufsprühen von flüssigem Material, wie z.B. chemisch polymerem Verbundstoff oder ähnlichem aushärtbarem verschteiβfestem Material, auftragbar, oder die Oberflächenschicht kann durch Auftragen mit einem sogenannten Elektro-Schlacke- Schweiβ verfahren aufgebaut werden.
In beiden Fällen ist eine Materialschicht aufzutragen, die dicker als der fertige Walzendurchmesser ist, welche weitere Materialschicht durch Bearbeitung, wie z.B. durch Schleifen, auf die gewünschte Walzendimension zu reduzieren ist.
Praktisch bedeutet dies, dass eine Schicht aufgetragen wird, deren Dicke bis zum Zweifachen der fertigen Schicht sein kann, was teils einen gesteigerten Materialverbrauch, teils eine aufwendige und mühsame Nach- bearbeitung zur Folge hat, im Hinblick auf Gestaltung einer ganz glatten und maβbeständigen Walze.
Nachteilig ist insbesondere, dass die Nachbearbeitung wie erwähnt durch Schleifen erfolgt, da dies viel Staub entwickelt mit den hierbei entstehenden Unannehmlichkeiten und den aus arbeitsumgebungsmäβigen Gründen zur Luftreinigung u.a.m. gestellten Ansprüchen.
Die Aufgabe der Erfindung Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, diesen Mängeln und Nachteilen abzuhelfen gleichzeitig damit, dass die Herstellungskosten reduziert werden, und dies wird gemäβ der Erfindung durch ein Verfahren erzielt, bei dem die Walze zum Rotieren um ihre Mittelachse gebracht wird, wobei Oberflächen- material in flüssiger Form der Walze zugeführt wird, wobei das Oberflächenmaterial durch einen der einen Seite der Walze entlang und parallell zur Mittellinie angeordeneten Randkörper auf die Wafze verteilt wird, und wobei der Abstand dieses Randkörpers zur Oberfläche der Walze zur Bildung der gewünschten Schichtdicke des Oberflächenmaterials eingestellt ist. In dieser überraschend einfachen Weise kann in einem Arbeitsvorgang eine gleichmäβige und ganz glatte Oberflächenschicht auf die ganze Walze aufgetragen werden, welche Oberflächenschicht zur Bildung einer gleichmäβigen und glatten Oberfläche mit genau den gewünschten Dimensionen genau die gewünschte Schichtdicke aufweist. Das Auftragen erfolgt in einem Arbeitsvorgang, wobei die Oberflächenschicht in flüssiger Form der Walze während ihrer Rotation zugeführt wird, welches flüssige Material an der Oberfläche anheften und geebnet werden wird und durch einen zur Bildung einer Beschränkung und eines Glättens des Materials auf der Walze eingestellten Randkörper gleichmäßig auf diese verteilt werden wird. So wird sich nach der Auftragung eine Walze präsentieren, die eine maßbeständige, glatte und gleichmäßige Oberfläche aufweist, und damit eine Walze, die anwendungsbereit ist.
Hierdurch wird der bedeutende Vorteil erzielt, dass an Nachbearbeitung der Oberfläche kein Bedarf ist, so wie die Stärke der Oberflächenschicht maximiert werden kann, da die Oberfläche unbeschädigt bleibt. Hinzu kommt die durch dieses Verfahren erzielte Materialersparung, die im übrigen keine bedeutende Umweltbelastung und damit auch keinen Bedarf an Luftreinigung u.a.m. zur Folge hat.
Dadurch dass, wie in Anspruch 2 beschrieben, die Materialzufuhr unterbrochen und der Randkörper entfernt wird, während die Rotation der Walze fortgesetzt wird, wird das Material allmählich im Laufe der Aushärtung formfest werden, so dass das Material während der Rotation geebnet und geglättet wird, während das Material plastisch ist, was zu einer völlig gleichmäßigen und glatten Oberfläche nach der Aushärtung führt. Dadurch dass, wie in Anspruch 3 beschrieben, dass der Randkörper derart gekippt werden kann, dass sein Boden schräg nach oben und nach unten verlaufen kann, läßt sich die Materialzufuhr zu und von der Walze weg regulieren und dadurch abbrechen ohne Entstehen einer ungewünschten Kante oder Rippe auf der Walze.
Durch die Anwendung einer Vorrichtung mit Materialdosierung sowie eines Randkörpers in Form einer dem Äußerem der Walze entlang verlaufenden, zur Walze in einstellbarem Abstand liegenden Rinne, wie in Anspruch 4 beschrieben, wird eine diesem entsprechende Dimensionierung der Materialdicke auf der Walze sichergestellt sein.
Durch die Ausformung des Bodens des Randköpers als geneigt gegen die Seitenkante nach unten zur Walze, wie in Anspruch 5 beschrieben, wird die Rinne als eine Anhäufungskammer für das Material während seiner Verteilung auf die Walze beim Auftragen fungieren.
Durch die Einstellung des Randkörpers derart, dass sein Boden schräg nach unten von der Seitenkante verläuft, wie in Anspruch 6 beschrieben, läßt sich die Materialbahn auf ein Minimum reduzieren, während der Körper beim Aufhören der Materialzufuhr von der Walze weggeführt wird.
Schließlich ist es, wie in Ansprüchen 7, 8 und 9 beschrieben, zweckmäßig, das Verfahren und die Vorrichtung zur Herstellung von Walzen unter- schiedlicher Formen anzuwenden, die von den gewöhnlichen Drehzylinderwalzen abweichen können, so wie es auch durch profilierte Seitenkanten möglich ist, Profilwalzen herzustellen.
Die Zeichnung
Eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung sowie deren Anwendung gemäß der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben werden. Dabei zeigen:
Figur 1 von oben gesehen ein Beispiel einer Vorrichtung beim Auftragen eines Oberflächenmaterials auf eine zylindrische Drehwalze,
Figur 2 einen Schnitt der Vorrichtung und der Walze in Richtung II-II in
Figur 1 gesehen,
Figur 3 ein Beispiel einer kegelförmigen Walze,
Figur 4 ein Beispiel einer konvex geformten Walze, Figur 5 ein Beispiel einer konkav geformten Walze, und
Figur 6 ein Beispiel einer teilweisen Oberflächenbeschichtung einer
Walze. Beschreibung der Ausführunqsbeispiele
Im folgenden wird die Erfindung beschrieben, teils in Form einer Beschreibung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, teils das Verfahren selbst und deren Anwendung.
Das Ausführungsbeispiel ist zum Gebrauch bei der Herstellung einer Dreh- zylinderwalze 1 gezeigt, wie in Figur 1 und 2 gezeigt.
Die Walze 1 kann einen Metailkem aufweisen, der gewöhnlich seitlich Lagerzapfen 2 aufweist, welche Lagerzapfen mit der Ausrüstung zusammenwirken, für die sie angewandt werden sollen, so dass die Walze zum Rotieren um diese Lagerzapfen gebracht werden kann.
Die Drehachse verläuft in der Mittellinie der Walze und der Lagerzapfen wie gezeigt.
Für diese Walze 1 ist eine Masse aufzutragen, die einen flüssigen poly- meren Verbundstoff sein kann, der nach angemessener Zeit aushärten wird. Diese flüssige Masse 4 ist in Figur 2 gezeigt, wobei sie durch ein einen der Oberseite der Walze 1 entlang und in ihrer vollen Länge verlaufenden Kanal 3 aufweisendes System gelagert und zugeführt wird. Mit Hilfe von nicht gezeigten Ventilen oder ähnlichen einstellbaren Öffnungen im Kanal kann das Material 4 in einer passenden Menge auf die Walze 1 geleitet werden, wie in Figur 2 angedeutet, so dass die Masse sich gleichmäβig auf die Oberseite der Walze verteilt.
Wenn die Walze zum Rotieren gebracht wird, wie durch den Pfeil 8 in Figur 2 angedeutet, wird die Masse nach der Ableitung aus dem Kanal an der Oberseite der Walze anheften oder kleben und sich damit während der Rotation über die ganze Oberfläche der Walze verteilen.
Zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Verteilung der Masse ist auf der Seite der Vorrichtung parallell zur und in der gleichen horisontalen Ebene oder geringfügig über dieser Ebene ein Schabkörper 5 in Form einer Rinne angeordnet, die gegen die Walze 1 offen ist, wie in Figur 2 gezeigt, wobei sie zusammen mit der Walze einen Spalt 6 bildet.
Dieser Schabkörper ist im Abstand zur Walze einstellbar, so dass der Spalt 6 zwischen dem Äuβeren der Walze und der Seitenkante des Schabkörpers gestaltet werden kann. Weiterhin ist der Schabkörper 5 derart kippbar, dass sein Boden entweder schräg nach oben, wie in Figur 2 gezeigt, oder schräg nach unten verlaufen kann, wenn die Materialauftragung aufhören soll. In dieser einfachen Weise wird bei der Rotation der Walze eine ganz gleichmäβige Beschichtung 4 auf der Oberfläche der Walze gebildet werden, wobei das Material - bei Überschuss an Material - in der Rinne 5 angehäuft werden wird, aus der es sich auf Stellen der Walze wird verteilen können, denen Material fehlt.
Der Vorteil der Rotation der Walze beim Auftragen ist die Sicherung einer ganz gleichmäβigen und ebenen Materialverteilung, und das Material wird eine dem Abstand 6 zwischen Walze und Rinne entsprechende Dicke aufweisen.
Beim Erreichen dieser Materialschicht kann der Schabkörper 5 teils derart gekippt werden, dass die "Materialbahn" für die Walze auf ein Minimum reduziert wird, teils von der Walze weggeführt werden, die ihre Rotation fortsetzen wird, und das Material wird dadurch eine angemessene Formfestigkeit, je nach Materialdicke, sowie eine ganz glatte Oberfläche erzielen.
Wenn die Aushärtung derart vorgeschritten ist, dass das Material formfest ist, kann die Walze von der Vorrichtung entfernt werden, und eine neue Walze kann für eine Materialauftragung aufgespannt werden.
Der einfache Aufbau und die einfache Funktion der Vorrichtung sichert, dass eine Oberflächenschicht mit einer solchen Präzision auftragbar ist, dass Nachbearbeitung in Form von Schleifen nicht erforderlich ist. Die Vor- richtung kann so in bisher unbekannter schneller Weise mit einem geringen Materialverbrauch und ohne einen wesentlichen Arbeitsaufwand beim Auftragen selbst Schichten auf Walzen herstellen.
Diese Vorrichtung ermöglicht zudem, dass andere Formen von Walzen als der in Figur 1 und 2 gezeigten Drehzylinderwalze herstellbar sind.
Durch die Anpassung der Form des Randkörpers 5 können in ganz entsprechender Weise andere Walzenformen hergestellt werden, so wie sie zum Beispiel in Figuren 3 bis 6 gezeigt sind. In Figur 3 ist eine kegelförmige Walze 9 mit einer Oberflächenbeschichtung 4, in Figur 4 eine konvex geformte Walze 10, in Figur 5 eine konkav geformte Walze 1 1 gezeigt, und in Figur 6 ist ein Beispiel einer Walze gezeigt, bei der eine Oberflächenschicht 4 auf der mittleren Sektion 12 aufgetragen ist.
Dies sind nur Beispiele unterschiedlicher Walzenformen. Randkörper mit Vorsprüngen und Ausnehmungen zur Formung von Profilwalzen und ähnlichem lassen sich aber zudem gestalten, was durch Anwendung des Verfahrens mit den gleichen Vorteilen wie oben beschrieben möglich sein kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Auftragen einer Oberflächenschicht auf eine Walze, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1 ) zum Rotieren (8) um ihre Mittelachse gebracht wird, dass Oberflächenmaterial (4) in flüssiger Form der Walze zugeführt wird, dass das Oberflächenmaterial (4) durch einen der einen Seite der Walze (1) entlang und zur Mittellinie parallelJ angeordneten Randkörper (5) auf die Walze (1 ) verteilt wird, und dass der Abstand (6) dieses Randkörpers (5) zur Oberfläche der Walze (1 ) zur Bildung der gewünschten Schichtdicke des Oberflächenmaterials (4) eingestellt ist.
2. Verfahren gemäβ Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr des Oberflächenmaterials (4) beim Erreichen der gewünschten Schicht- dicke des Materials (4) gestoppt wird, und dass der Randköper (5) von der Oberfläche der Walze (1 ) entfernt wird, und dass die Rotation der Walze (1 ) fortgesetzt wird, bis das Material (4) angemessen formfest geworden ist.
3. Verfahren gemäβ den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Randkörper (5) derart gekippt wird, dass sein Boden während der Materialzufuhr (4) schräg nach oben zur Seitenkante und schräg nach unten verlaufen kann, wenn die Zufuhr (4) gestoppt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, die Mittel zum Drehen und Rotieren der Walze (1 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Walze (1 ) eine Materialzufuhr (3) mit Mitteln zum Dosieren des Materials (4) auf die Walze (1 ) angeordnet ist, und dass in einer zur Mittelachse parallellen oder geringfügig über der Mittelachse liegenden Ebene ein Randkörper (5) in der Form einer Rinne angeordnet ist, deren der Walze (1) zugewandte Seite offen ist, und deren Seitenkante in einen der gewünschten Materialdicke (4) entsprechenden Abstand (6) zur Oberfläche der Walze (1 ) einstellbar ist.
5. Vorrichtung gemäβ Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Randköpers (5) während der Auftragung des Oberflächenmaterials (4) schräg nach unten zur Seitenkante verlaüft.
6. Vorrichtung gemäβ Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Randkörpers (5) derart kippbar ist, dass er beim Aufhören der Auftragung des Materials (4) schräg nach unten von der Seitenkante verläuft.
7. Anwendung des in den Ansprüchen 1 bis 3 umhandelten Verfahrens und der in den Ansprüchen 4 und 5 umhandelten Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren und die Vorrichtung zur Oberflächenbeschichtung von Walzen in der Form entweder einer Drehzylinderwalze (1 ), einer kegelförmigen Drehwalze (9), einer konvexen Drehwalze (10) oder einer kon- kaven Drehwalze (11 ) angewandt werden können.
8. Anwendung gemäβ Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren und die Vorrichtung das Oberflächenmaterial (4) auf die ganze Walze oder auf eine Sektion (12) der Walze auftragen können.
9. Anwendung gemäβ den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (4) durch Anwendung eines eine profilierte Seitenkante aufweisenden Randkörpers (5) zur Bildung einer Profilwalze aufgetragen wird.
PCT/EP2011/000647 2010-02-15 2011-02-11 Verfahren und vorrichtung zum auftragen einer oberflächenschicht auf eine walze sowie deren anwendung WO2011098284A2 (de)

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