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1. (WO1990006185) VERFAHREN ZUM FLIESSBESCHICHTEN EINES BESCHICHTUNGSTRÄGERS UND ANLAGE ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS
Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

Verfahren zum Fließbeschichten eines Beschichtungsträgers und Anlage zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fließbeschichten eines Beschichtungsträgers mit einem Elastomer, das sich aus einem Reaktionsgemisch flüssiger Komponenten innerhalb einer mischungsabhängigen Reaktionszeit bildet und bei Ablauf einer ersten Reaktionsphase in eine elastische Konsistenz übergeht und nach Ablauf der zweiten
Reaktionsphase vollständig vernetzt ist, wobei das flüssig Reaktionsgemisch, das über dem Beschichtungsträger aus einer mit Abstand über die zu beschichtende Oberfläche geführten Düse austritt, vor Ablauf der ersten
Reaktionsphase auf die zu beschichtende Oberfläche trifft, fortlaufend streifenförmig unmittelbar auf diese Oberfläch aufgebracht wird und wobei sich der noch flüssige Abschnit eines sich frisch bildenden Beschichtungsstreifens mit dem benachbarten bereits in die elastische Konsistenz
übergegangenen Beschichtungsstreifen verbindet.

Das gattungsgemäße Verfahren erlangte zur Herstellung von Verbundkörpern wie von kunststoffbeschichteten Walzen zunehmend Bedeutung, seit Reaktionsgemische von Elastomere zur Verfügung stehen, die nach einer Reaktionsphase von nur wenigen Sekunden in ihre elastische Konsistenz
übergehen und in einer weiteren Reaktionsphase, die mit dem Abschluß der Vernetzung endet, noch solange auch in ihrem Oberflächenbereich reaktiv sind, daß noch
Vernetzungsreaktionen zwischen dem in die elastische
Konsistenz übergegangenen Beschichtungsstreifen und dem noch flüssigen Beschichtungsabschnitt stattfinden und so für eine innige Verbindung der Beschichtungsstreifen sorge können.

Das gattungsgemäße Verfahren erfordert also eine zügige Betriebsweise, vor allem bei der Mehrlagenbeschichtung, weil die Oberfläche einer ersten Lage noch zu
Vernetzungsreaktionen mit der folgenden zweiten Lage fähig sein muß. Schwieriger wird es noch, wenn einer inneren har eingestellten Lage eine weich eingestellte Lage folgen soll, weil durch die erforderlichen Umstellmaßnahmen weitere Zeit verlorengeh . Die Probleme werden besonders bei der Herstellung von insgesamt großvolumigen
Beschichtungen, wie bei besonders langen oder im
Durchmesser besonders großen Walzen augenscheinlich, wenn weiterhin berücksichtigt wird, daß dem aus einer Düse aufbringbaren Gesamtvolumen auch wegen der begrenzten Standzeit einer Düse Grenzen gesetzt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, den vorgenannten
Beschränkungen weitgehend zu begegnen und das
gattungsgemäße Verfahren mit dem Ziel hoher Freiheitsgrade bei der Herstellung einer Beschichtung gewünschten Aufbaue weiter zu entwickeln. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine für deren Ausübung geeignete Anlage zur
Verfügung zu stellen.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß flüssiges Reaktionsgemisch gleichzeitig aus mehreren über den
Beschichtungsträger geführten Düsen austritt und die noch flüssigen Abschnitte der sich frisch bildenden
Beschichtungsstreifen zueinander räumlich versetzt auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht werden.

Die Erfindung löst die gestellte verfahrenstechnische Aufgabe und bringt den betrieblich bedeutenden Nebeneffekt einer erheblichen Leistungssteigerung mit sich.

Auf Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Unteransprüche wird verwiesen.

Anspruch 2 befaßt sich mit der Rotationsbeschichtung, das heißt, mit der Beschichtung eines um seine Rotationsachse sich drehenden, insbesondere zylindrischen
Beschichtungsträgers, wie einer Trommel oder einer Walze, auf den die Beschichtungsstreifen wendeiförmig aufgebracht werden und sieht im besonderen vor, daß die
Beschichtungsstreifen als mehrgängige Wendel aufgebracht werden, deren noch flüssige Abschnitte in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind.

Diese Verfahrensvariante eignet sich für die Beschichtung von Walzen großen Durchmessers, wobei bevorzugt die zweigängige Wendel gefahren wird. Eine so hergestellte erste Beschichtungslage ist etwa in der halben Zeit fertig wie mit nur einer Düse erstellt, so daß mit der zweiten Beschichtungslage früher begonnen werden kann. Das
Reaktionsgemisch trifft somit auf eine erste
Beschichtungslage mit erhöhter Vernetzungsfähigkeit, wodurch letztlich eine homogene Verbindung der
Beschichtungslagen gewährleistet ist.

_ n _

Bei de.r mehrlagigen Rotationsbeschichtung eines
insbesondere zylindrischen Beschichtungsträgers gemäß Anspruch 3 ist vorgesehen, daß von einem Ende des
Beschichtungsträgers zu seinem anderen Ende hin
fortschreitend gleichzeitig mehrere Beschichtungslagen aufgebracht werden, wobei von benachbarten
Beschichtungslagen die jeweils innere Beschichtungslage der jeweils äußeren Beschichtungslage vorauseilt.

So läßt sich die Gesamtbeschichtung einer Walze, deren Kunststoffanteil beispielsweise aus vier Lagen aufzubauen ist, in einem Zuge mit vier entsprechenden Düsen
herstellen. Dieses Verfahren findet für besonders lange Walzen auch kleineren Durchmessers vorteilhafte Anwendung. Die Vorauseilung der einzelnen Beschichtungslagen kann dabei in Abhängigkeit vom Vernetzungsverlauf des
Elastomers, wie eines Kunststoffes aus der Gruppe der Polyurethane, gewählt und so eingestellt werden, daß eine optimale Vernetzung benachbarter Beschichtungslagen erfolgt .

Regelmäßig wird gemäß Anspruch 4 eine Vorauseilung der Beschichtungslagen um das 1,5- bis 5-fache der Wendelbreit der jeweils äußeren Beschichtungslage gewählt.

Die Ansprüche 5 und 6 offenbaren besonders die hohen
Freiheitsgrade, die die Erfindung mit sich bringt, indem während der Beschichtung, das heißt, bei der Beschichtung einer Walze während des Aufbaues der Beschichtung von eine Walzenende zum anderen Walzenende hin, bei wenigstens eine der Düsen einmal das Mischungsverhältnis der Komponenten des Reaktionsgemisches , mit dem diese Düse beschickt wird oder gleichzeitig, wie auch alternativ die
Reaktionsgemischmenge verändert wird. So kann die Härte der Gesamtbeschichtung von innen nach außen und vom Rand zur Mitte hin, wie auch die Geometrie der einzelnen
Beschichtungslagen variabel gestaltet werden. Es wird möglich, auf einen zylindrischen Walzenkern eine härtere ballige innere Lage zu setzen, die Balligkeit über entsprechend entgegengesetzte Schichtdickenveränderungen äußerer Beschichtungslagen wieder zu kompensieren, so daß in einem Zuge eine zylindrische Walze mit balligem
Verhaltenscharakter bei Beanspruchung hergestellt werden kann. Es ist aber auch möglich, die äußerste
Beschichtungslage in zwei Abschnitten von der Walzenmitte her so aufzubauen, daß zunächst eine zweigängige Wendel mit Wendeln unterschiedlicher Härte, beispielsweise 60 Shore A und 80 Shore A, von der Mitte zum einen Walzenend danach eine entsprechende zweigängige Wendel, jedoch mit entgegengesetzter Steigung zum anderen Walzenende hin erzeugt wird. Das Ergebnis ist eine zylindrische Walze, die entsprechend eingebaut, mit einer entsprechenden Gegenwalze eine zwischen diesen durchlaufende Bahn, wie etwa eine Papierbahn, quer zur Transportrichtung strafft.

Eine Anlage zur Durchführung des gattungsgemäßen Verfahre besteht regelmäßig aus einer Tragvorrichtung für den Beschichtungsträger, einem über der Tragvorrichtung angeordneten Beschichtungsaggrega , welches mindestens ei Düse aufweist, einer Antriebsanordnung zur Erzeugung eine dreidimensionalen Relativbewegung zwischen Tragvorrichtun und Beschichtungsaggregat, mindestens einer
Beschickungsvorrichtung für das Reaktionsgemisch, deren Beschickungskanal in die Düse übergeht und einer
Steuervorrichtung, die ein Steuerprogramm enthält und an die Antriebsmotoren der Antriebsanordnung und die
Teilaggregate der Beschickungsvorrichtung angeschlossen sind.

Die Erfindung sieht nun vor, daß das Beschichtungsaggrega mehre.re mit Abstand voneinander und von dem
Beschichtungsträger angeordnete, auf den
Beschichtungsträger gerichtete Düsen zum Auftragen
nebeneinander liegender Streifen aufweist.

Auf Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Anlage zum Fließbeschichten gemäß den Unteransprüchen 8 bis 10 wird verwiesen. So soll der Abstand der einzelnen Düsen
zueinander einstellbar sein, um über den Abstand der Düsen bestimmen zu können, nach welcher Zeit ein noch flüssiger Abschnitt eines frischen Beschichtungsstreifens mit einem bereits in die elastische Konsistenz übergegangenen
Beschichtungsstreifen in Kontakt kommt beziehungsweise kommen soll.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 9 sieht vor, daß von zwei benachbarten Düsen des Beschichtungsaggregates die erste Düse über den ihr zugeordneten Beschickungskanal an einen ersten Mischer, die zweite Düse an einen zweiten Mischer der Beschickungsvorrichtung angeschlossen ist.

So können aus benachbarten Düsen in ihren Eigenschaften unterschiedlich eingestellte Reaktionsgemische auf den Reaktionsträger aufgebracht werden. Die höchste
Flexibilität bietet natürlich eine Anlage, bei der jeder Düse ein eigener Mischer zugeordnet ist. Es vervielfältig sich damit auch die von der Steuervorrichtung zu
bewältigenden Aufgaben, da jeder Mischer wohldosiert mit den flüssigen Komponenten - meist mindestens drei
Komponenten - gespeist werden muß, so daß also je Mischer die die flüssigen Komponenten zum Mischen fördernden Pumpen, die Teilaggregate der Beschickungsvorrichtung sin entsprechend gesteuert werden müssen. Diese Aufgaben werd heute von entsprechend programmierten Steuerprogrammen bewältigt .

Der mit betrieblichen Abläufen, mit Wartung und
Instandhaltung vertraute Fachmann wird einheitlichen Mischertypen und Mischergrößen den Vorzug geben, um das Steuerprogramm nicht auch noch mit unterschiedlichen Mischerkennzahlen und Kennlinien zu belasten.

Anspruch 10 befaßt sich mit einer Anlage zur
Rotationsbeschichtung, bei der die Tragvorrichtung einen Drehantrieb für eingespannte Walzen enthält und bei der das Beschichtungsaggregat entlang einer solchen Walze verfahrbar ist. Dabei ist vorgesehen, daß wenigstens zwei benachbarte Düsen des Beschichtungsaggregates in
Verfahrrichtung hintereinander und mit Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die Mündung der jeweils hinteren Düse etwa um das Maß der Dicke der von ihr zu erzeugenden Beschichtungslage gegenüber der Mündung der jeweils vorderen Düse vertikal höher eingestellt ist. Diese
Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anlage ermöglicht es, wenigstens zwei aufeinander folgende Beschichtungslage in einem Zuge herzustellen. Wenn man davon ausgeht, daß eine Beschichtungslage bei der Beschichtung mit Polyuretha 3 bis 4 mm dick ist, so kann eine Walze, die eine insgesam etwa 25 mm dicke Beschichtung erhalten soll, mit einem Beschichtungsaggregat, das 7 Düsen hat, in einem Lauf des Beschichtungsaggregates über der Walze hergestellt werden, wobei für die Qualität und Homogenität der Beschichtung die Länge der Walze keine praktische Rolle spielt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Abbildungen nähe erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Anlage zur Rotationsbeschichtung von
Walzen, deren Beschichtungsaggregat 2 Düsen
aufweist, Fi,g. 2 eine Anlage zur Rotationsbeschichtung in einer
Seitenansicht ,

Fig. 3 eine Verbundwalze, teilweise im Schnitt.

Fig. 1 zeigt in sehr vereinfachter Darstellung eine Anlage mit einer Tragvorrichtung 1 für einen Beschichtungsträger 2, hier eine Walze und mit einem Beschichtungsaggregat 3> das über der Tragvorrichtung 1 angeordnet ist und zwei Düsen 4 und 4a aufweist.

Die Düse 4 ist über einen Beschickungskanal 5 an einen ersten Mischer 6 angeschlossen, während der zweiten Düse 4a ein Beschickungskanal 5a und ein zweiter Mischer 6a zugeordnet sind. Zur besseren Darstellung dieser
Zuordnungen ist das Gehäuse des Beschichtungsaggregates 3 teilweise aufgeschnitten. Die Mischer 6 und 6a sind Teilaggregate der Beschickungsvorrichtung, zu der auch de vorgeschaltete genannte Naßteil der Anlage gehört, dem Speiseleitungen 6,7 und 8 zuzuordnen sind. Über die
Speiseleitungen 6 ,7 und 8 werden drei verschiedene
Komponenten, die zusammen das Reaktionsgemisch bilden, de Mischern 6 und 6a zugeführt.

Mit einem Tragarm 10 , über den das Beschichtungsaggregat 3 im Sinne von Doppelpfeilen 11 und 12 beweglich ist, ist das Beschichtungsaggregat 3 auf einer Säule 13 und schließlich auf einem Schlitten 14 gelagert und in einem mit Führungen 15 versehenen Schlittenbett 16 parallel zur Drehachse 21 des in Richtung eines Pfeiles 17 rotierenden Beschichtungsträgers 2, einer Walze, verfahrbar.

Die Stirnansicht der Fig. 1 zeigt zunächst die Stirnfläch eines bereits fertigen Beschichtungsstreifens 18, an den sich ein sich frisch bildender Beschichtungsstreifen 19, erzeugt durch die Düse 4 fließend und mit diesem vernetze anlegt. An den sich frisch bildenden Beschichtungsabschni 19 schließt ein weiterer sich frisch durch aus der Düse 4a ausströmendes Reaktionsgemisch bildender
Beschichtungsstreifen so an. Der Abstand der Düsen 4 und 4a zueinander ist jedoch so eingestellt, daß das aus der Düse 4 auströmende Reaktionsgemisch schon in die elastisc Konsistenz übergegangen ist, wenn das Reaktionsgemisch au der Düse 4a aufgegossen wird.

Das in Fig. 1 indirekt dargestellte Verfahren erzeugt ein Beschichtungsanlage über eine zweigängige Wendel.

Fig. 2 zeigt eine Rotationsbeschichtungsanlage mit der Tragvorrichtung 1, zu der eine Einspannvorrichtung 22 für den Beschichtungsträger 2 gehört. Die Einspannvorrichtung 22 ist in einem Spannbett 23 verfahrbar und so auf
unterschiedliche Walzenlängen einstellbar. Zur
Antriebsanordnung gehören den Beschichtungsträger haltende Drehteller 24, denen ein Antriebsmotor 25 mit einem
Antriebsspitzel 26 zugeordnet ist.

Bei dieser Ausführung der Erfindung sind drei Düsen 4, 4a, 4 vorgesehen, wobei die Düse 4 an den Mischer 6 angeschlosse ist, während die Düsen 4a und 4b an einen größeren Mischer 6c angeschlossen sind. Die Mischer 6,6c werden von den Speiseleitungen 7,8 und 9 beschickt, wobei die
Speiseleitung 7 über eine Förderpumpe 27 an einen
Komponentenbehälter 30 angeschlossen ist. Den
Speiseleitungen 8 und 9 sind weitere Förderpumpen 28 und 29 und weitere Komponentenbehälter 31 und 32 zugeordnet.

Die Anlage nach Fig. 2 erzeugt in einem Zuge eine
dreilagige Beschichtung mit einer inneren
Beschichtungslage 33» einer mittleren Beschichtungslage 34 und einer äußeren Beschichtungslage 35. Dabei eilen die einzelnen Beschichtungslagen 33,34 und 35 einander um etwa das 1, -fache einer Wendelbreite vor.

Weiterhin gehört zur Anlage eine Steuervorrichtung 36 mit Steuerleitungen 37,38 und 39, die zu den Pumpen 27,28 und 29 führen, mit einem Steuerleitungsbündel 40, das die
Verbindung zum Beschichtungsaggregat darstellt und mit einer weiteren Steuerleitung 4l zum Antriebsmotor 25.

Doppelpfeile 46 und 47 deuten die Beweglichkeit des
Beschichtungsaggregates 3 an.

In Fig. 3 ist eine Verbundwalze teilweise im Schnitt dargestellt. Auf dem Beschichtungsträger 2, dem
zylindrischen Walzenkern aus Stahl, ist ein aus vier
Beschichtungslagen 42,43,44 und 45 aufgebauter Walzenmante aufgebracht. Dabei sind die beiden inneren
Beschichtungslagen aus härterem Werkstoff ballig gestaltet, während die beiden äußeren Beschichtungslagen 44 und 4 mi zur Walzenmitte hin abnehmender Dicke und weicher
ausgeführt sind, so daß eine zylindrische Verbundwalze mit balligem Verhalten beim betrieblichen Einsatz gegeben ist.

Eine solche Verbundwalze kann auch mit einer Anlage
hergestellt werden, deren Beschichtungsaggregat nur eine Düse aufweist; doch dauert dann die Herstellung länger.