专利名称：带涂层装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带涂层装置，用于将涂层试剂以预先规定的层厚涂覆在运动的金属带上，其带有支承在支承滑板上的涂层辊和分配给支承滑板的调整装置，利用该调整装置涂层辊可以确定的调整力或者确定的调整位置向运动的金属带或者其他涂层辊可控地调整，本发明还涉及一种方法，用于将涂层试剂以预先规定的厚度涂覆到运动的金属带上。
带涂层装置大多包括至少两个彼此独立的支承滑板，其中，每个支承滑板支承一个涂层辊。
本发明特别是还涉及一种用于带涂层设备中支承在支承滑板上的涂层辊的调整装置，用于将涂层试剂以具有高调整精度预先规定的层厚涂覆在移动的金属带上，以及将这种调整装置用于调整例如由于涂层辊上圆度偏差、间隙等涂覆过程中变化条件造成的层厚偏差。
背景技术：
使用带涂层装置是为了将例如像彩色漆或者化学材料这种涂层试剂以预先规定的均匀层厚涂覆在连续移动的金属带上，其中，层厚出于质量原因必须保持在很小的公差范围内。涂层试剂通过涂层辊进行涂覆，其中，大多使用多个共同作用的涂层辊，例如像一个涂覆辊、一个浸入辊和需要时一个中间辊或一个定量辊。例如橡胶辊这种涂覆辊可旋转支承在可调整的支承滑板上，并可利用该支承滑板以恒定的行程或者预先规定的力向金属带进行调整。向金属带的这种调整利用例如压力油缸这种调整装置进行，利用该压力油缸可控施加确定层厚所需的调整力。也可以选择根据确定的调整位置行程可控地调整涂层辊。
在带涂层装置的一种公知实施方式中，浸入辊浸入处于储备容器内的涂层试剂内，并在旋转运动时连续吸收涂层试剂。以预先规定的调整力将浸入辊向中间辊调整，并在取决于调整力和其他影响因素(例如涂层试剂的流动能力)的情况下将确定量的涂层试剂转移到中间辊上。在另一步骤中，涂层试剂在中间辊的反向滚动期间转移到涂覆辊上，其中，中间辊以预先规定的调整力压向涂覆辊。涂覆辊从它们那方面向连续移动的金属带调整并将涂层试剂以规定的层厚转移到金属带上。但涂覆辊也可以在带涂层装置的支承架上固定定位。
US-A 5,743,964公开了这样一种带涂层装置原则上可行结构的系统。涂覆辊可旋转支承在轴承座上并支承在支承滑板上。在轴承外壳内嵌入压力传感器，利用传感器在线连续测量对涂层辊在其空间作用上产生的反作用力并进行在线分析。因此可以从测量值中产生调整压紧力或调整力以及涂层试剂所追求的目标层厚的控制信号。涂覆辊的调整在这种情况下通过例如带有所连接的圆锥丝杠这种步进式电动机的电机装置进行。以相同的方式对浸入辊和中间辊之间或者中间辊和涂覆辊之间的压紧力或调整力进行调整。
US-A 5,413,806也公开了一种开头所述类型的带涂层装置，带有两个共同作用的涂层辊、一个浸入辊和一个涂覆辊，其中通过液压促动器将涂覆棍向金属带调整或将浸入辊向涂覆辊调整。金属带上涂层试剂层厚的调整在这里通过调整涂覆辊和浸入辊之间的压紧力或接触力进行。
带涂层装置上迄今为止公知的所有调整装置基本上涉及在与圆锥丝杠的结合下伺服电动机的应用或者涉及与驱动电机和圆锥丝杠相结合步进式电动机的应用或者涉及液压电动机和伺服阀的应用。涂层厚度的实际值在直接途径上利用层厚传感器或者间接利用压力测量装置测定，其中，将这种测量装置设置在带涂层装置的不同位置上，并通过数据线路与调整装置和/或计算机连接，从计算机向调整装置发出控制信号。所有这些系统特别是由于其控制箱和液压调整缸之间的机械部件和液压控制管线自动联锁，因此不适用于动态调整或这些系统在调整精度上存在局限性。
发明内容
本发明的目的因此在于避免公知现有技术的这些缺点和困难，提供一种带有调整装置的带涂层装置以及一种用于将涂层试剂以预先规定的层厚涂覆在金属带上的方法，通过它们可以在商业上常用的涂层速度下比迄今为止更加均匀且在更小的公差范围内涂覆涂层试剂。此外，在高涂层速度下通过调整例如由于辊偏心度、辊涂层上的硬度差别和类似现象而出现的所有力波动达到所涂层金属带的质量。
该目的依据本发明由此得以实现，即调整装置作为紧凑式结构单元构成，而且该紧凑式结构单元包括产生调整力的传动装置和监测调整力的测量装置，其中，所有液压控制管线均设置在紧凑式结构单元内部的传动装置上。
按照调整装置的一优选构成，传动装置包括至少一个由缸-活塞单元构成的液压调整缸、一个阀门板和一个压力油控制单元，该压力油控制单元优选为至少一个伺服阀，测量装置包括一个力或压力测量装置和/或一个行程测量装置。压力油控制单元也可以包括至少一个比例阀。通过调整装置作为紧凑式结构单元构成，取消了迄今为止在带涂层装置的框架结构上液压控制箱和调整缸之间所使用的长液压控制管线。现在在紧凑式结构组件内部仍然保留的液压控制管线基本上限制在伺服阀和阀门板之间与阀门板和液压调整缸之间用于液压油的通孔上。由此大大减少的压力损耗可以明显提高涂覆辊和与其直接处于接触下的其他涂层辊之间调整力的调整精度。
在一个可移动支承滑板的两个彼此相距平行定向的支承连接板上，涂层辊支承在两个轴承座上，其中，为支承滑板的每个支承连接板分配一个依据本发明相同类型的调整装置。这些调整装置的每个包括一个液压缸，液压缸上直接安装调节阀和发送器。这种系统可以通过涂层辊的纵向延伸调整均匀的压紧力并因此可以通过带宽度调整涂层试剂均匀的层厚。同时还可以在一个闭环调整回路中调整漆层厚度。这种结构单元的主要优点在于，通过取消连接的液压控制管线减少了调整回路中的干扰值以及对调整回路产生的振荡影响。
从结构和测量技术的角度出发优选设置一种力测量装置用于测量调整力，液压调整缸包括一个活塞杆，它与各自涂层辊的支承滑板通过连接件连接，用于测定各自涂层辊的反作用力的力测量装置设置在该连接件内，优选地在活塞杆上。连接件依据目的作为联杆构成，由此额外避免了影响测量结果的夹紧力，而且用于测定各自涂层辊的反作用力的力测量装置在活塞杆上的该联杆内。力测量装置优选地由力测量用光电池构成。
用于测定各自涂层辊反作用力的力测量也可以通过压力测量替代。在这种情况下压力测量装置设置在压力油内。
行程测量装置依据目的与液压调整缸一体化或者设置在外部，并可以相对于带涂层装置上的金属带或者相对于其它涂层辊或者相对于带导向辊测定和控制各自涂层辊的位置。在与调整装置，特别是与过程计算机的结合下，将行程测量装置用于控制各自涂层辊取决于生产的运行位置(例如在取决于带厚情况下的运行位置)。
作为行程测量装置可以使用市场上常见的线性测量装置。
每个调整装置为补偿液压供给线路上的泄漏损失连接在一个中央压力油供给装置上。此外，数据线路将中央过程计算机或者相应的调整装置与压力油控制单元的伺服阀和调整装置内部的测量装置连接。最好支承涂层辊的支承滑板的所有调整装置通过数据线路与一个监测全部涂层过程的过程计算机连接。
通过减少调整回路中的干扰值、缩短调节器的反应时间和提高压紧力的测量精度，可以在测量技术上测定原因在于辊偏心度、辊硬度、涂层辊的不圆磨损或者类似现象造成的力波动，并通过动态调整尽可能得到补偿。就此而言，作为紧凑式结构单元构成的调整装置在特别的程度上适用于调整涂层辊上由于力波动或压力波动造成的层厚偏差。
为解决所提出的目的，本发明还包括一种方法，用于将涂层试剂以预先规定的层厚涂覆到在带涂层装置上移动的金属带上，其中，与调整装置相对移动的涂层辊以调整力的预先规定额定值或者根据预先规定的调整位置向移动的金属带或者其他涂层辊可控地调整。在这种情况下，调整力实际值时间上的变化或由涂层辊反作用的反作用力实际值时间上的变化连续或者按时间间隔测量，将该实际值变化输送到计算单元并将与该反作用力的实际值变化进行比较的校正信号输送到调整装置。特别是通过依据本发明构成的调整装置可以非常迅速和精确地对由涂层辊反作用的反作用力波动做出反应。
如果对反作用力实际值的时间变化附加在测量技术上测定涂层辊的角位置，那么可以在计算单元内测定反作用力周期性反复的额定值偏差，特别是与涂层辊的旋转频率相互关联持续不断反复的额定值偏差，并依赖于与这种持续不断反复的额定值偏差相应的涂层辊角位置，将与该反作用力的实际值变化进行比较的校正信号输送到调整装置。因此可以将例如由于涂层辊的偏心度产生的反作用力周期性波动滤除掉，并利用据此确定的校正调整力有目的地反作用。反作用力的周期性反复的额定值偏差在开始涂覆涂层试剂之前就已经被测定并至少随着涂覆涂层试剂开始而将与该反作用力的实际值变化进行比较的校正信号输送到调整装置。将涂层辊的驱动电机上的增量式发送器或变频器作为测量装置用于测定各自涂层辊的角位置。
该方法一种具有优点的构成在于，反作用力的周期性反复的额定值偏差在开始涂覆涂层试剂之前就已经被测定并至少随着涂覆涂层试剂开始而将与该反作用力的实际值变化进行比较的校正信号输送到调整装置。因此可以在涂层过程开始之前就测定例如像辊涂层的硬度差别，但还有涂层辊的不圆度或者系统内的间隙这些涂层设备特性参数的瞬时实际状态，并通过计算单元(调节器)作为启动条件预先规定。这些参数在涂层过程期间按时间间隔反复测定并通过相应的校正信号传送到调整装置。
下面借助附图示出的不受限制的实施例对本发明的其他优点和特征进行说明。其中图1示出具有依据本发明调整装置的带涂层装置的可能实施方式的横截面；图2示出作为紧凑式结构单元构成的调整装置的视图。
具体实施例方式
图1以剖面图示意示出用于金属带彩色漆双面涂层的依据本发明带涂层装置一种可能的实施方式。在固定锚接在地基上的中央机架1上可旋转支承导向辊2。所要涂层的金属带3从开卷站4出发，在环绕导向辊2的拉带下输送到卷绕站5，在这种情况下以连续步骤对金属带的表面和底面进行涂漆。
为确保以预先规定的均匀层厚在带表面涂漆，具有以下设备结构。在表面机架6上，支承滑板7可以箭头方向移动支承在倾斜分布的纵导轨8上。移动运动借助于调整装置9进行，它利用铰链接合10与支承滑板7连接并定位固定在表面机架6上的悬臂11内。在支承滑板7上，作为涂覆辊12构成的涂层辊13可旋转支承在立式止推轴承14内，其中，设置在涂覆辊末端上的每个立式止推轴承14固定在支承滑板7的各一个支承连接板15上，并为每个支承连接板15分配一个调整装置9。涂覆辊12因此可以在考虑到所要涂层金属带的带厚情况下向这个或这些导向辊2行程可控地调整。在支承滑板7上，另一个支承滑板16可移动支承在纵导轨17上，其中，移动运动利用调整装置18进行，它利用铰链接合19与支承滑板16连接并与该滑板定位固定在支承滑板7上的悬臂20内。支承滑板16支承可旋转支承在立式止推轴承21内的涂层辊22，该辊作为浸入辊23构成并浸入例如彩色漆所处的涂层试剂容器24内。支承滑板16的基本结构与支承滑板7的相应。利用调整装置18可将浸入辊23力量可控地向涂覆辊12调整。在支承滑板16上，另一个支承滑板25可纵向移动支承在纵导轨26上，其中，移动运动利用调整装置27进行，它利用铰链接合28与支承滑板25连接并与该滑板定位固定在支承滑板16上的悬臂29内。支承滑板25支承可旋转支承在立式止推轴承21内的涂层辊30，该辊作为定量辊31构成。支承滑板25的基本结构与支承滑板16或7的相应。利用调整装置27可将定量辊31力量可控地压向浸入辊23并重新刮去由浸入辊接受的多余油漆量。
为确保以预先规定的均匀层厚在带底面涂漆，具有以下设备结构。在底面机架34上，涂层辊35可旋转支承在立式止推轴承36内，其中，立式止推轴承36固定锚接在底面机架34上。涂层辊35在这种情况下固定在一个位置上，在该位置上将所要涂层的金属带利用取决于拉带的压紧力压向涂层辊。在底面机架34上，支承滑板37可以箭头方向移动支承在倾斜分布的纵导轨38上。移动运动利用调整装置39进行，它利用铰链接合40与支承滑板37连接并定位固定在底面机架34上的悬臂41内。支承滑板37支承可旋转支承在立式止推轴承42内的涂层辊43，该辊作为浸入辊44构成并浸入例如彩色漆所处的涂层试剂容器45内。支承滑板37的基本结构与例如支承滑板7的相应。利用调整装置39可将浸入辊23力量可控地向涂层辊35调整。
在中央机架1上，升降辊48可旋转和升降地支承在可由压力油缸49控制的回转悬臂50上。在带焊缝通过涂层设备时将金属带一定程度升起，使带焊缝可以无接触通过涂覆辊35。同时支承滑板7在带焊缝通过时短时间回拉并再调整。因此避免损伤涂覆辊的敏感表面。
如图2详细所示，所有调整装置9、18、27、39均作为紧凑式结构单元52构成。这种本身封闭的调整装置包括传动装置53和结构上与其直接一体化的测量装置54。该传动装置53的核心单元是主要包括缸-活塞单元的液压调整缸55。直接安装在该调整缸55上的是相当于液压供给系统中传统控制箱的阀门板56，但调整缸和阀门板之间不需要较长的液压控制管线。直接设置在阀门板56上的是一个或多个构成压力油控制单元57的伺服阀，利用它们控制调整缸55内未示出的升降活塞的运动。仅在压力油控制单元的调整缸、阀门板和伺服阀之间具有压力油的溢流通道，并因此将液压控制管线的长度降到最低限度。此前参照图1介绍的支承滑板6、16、25、37与作为紧凑式结构单元52构成的调整装置9、18、27、39通过连接件10、19、28、40连接，这些连接件作为联杆构成并在图2中示出其中一个连接件10。这种作为旋转联杆构成的连接件可以或者在一个平面上回转运动或者在两个平面或空间上回转运动。直接在该区域内的联杆上或者在活塞杆58上定位一个力测量装置59，利用该装置可以测量各自涂层辊的调整力。作为力测量装置使用测压计。此外，在调整缸55上还安装一个校正活塞位置的行程测量装置60。力测量装置处于一个压力测量用光电池内。伺服阀57、力测量装置59和行程测量装置60通过数据线路与中央计算单元61连接，由该计算单元协调和调整涂层装置上的运动过程。在例如像来自生产跟踪的带厚或者带焊缝位置这些生产参数的基础上，在与行程测量装置的测量值结合下行程可控地进行各涂层辊的运行位置调整。在进行涂层过程期间，涂层厚度力量可控地在一定程度上保持不变，其中，特别是连续测量涂覆辊和浸入辊之间的调整力，并将这些测量值在考虑到涂层装置其他额定值或者附加层厚度测量值的情况下用于调整。相应的控制信号由计算单元发送到伺服阀。
特别是通过节省较长的液压控制管线提高的调整精度可以在与力测量的结合下更加迅速地对短时间由涂层辊造成的力波动做出反应。特别是随着涂层辊的旋转产生的由于辊涂层上辊偏心度、硬度差别和这类现象造成的周期性力波动导致涂层额定涂层厚度上的偏差，因此导致周期性反复的层厚波动。利用所提出的调整装置的构成可以调整力波动。
本发明并不局限于上述类型的涂层装置。特别是所要涂层的金属带可以任意方式通过涂层装置引导，而且涂层辊也可以在其数量、外表面的构成、金属带调整的类型和其共同作用上任意构成。
权利要求
1.带涂层装置，用于将涂层试剂以预先规定的层厚涂覆在移动金属带上，带有支承在支承滑板(6、16、25、37)上的涂层辊(13、22、30、43)和分配给支承滑板的调整装置(9、18、27、39)，利用该调整装置可以确定的调整力或者根据确定的调整位置向移动金属带(3)或者其他涂层辊(13、22、30、43)可控地调整涂层辊，其特征在于，调整装置(9、18、27、39)作为紧凑式结构单元(52)构成，而且该紧凑式结构单元包括作用于调整力的传动装置(53)和监控调整力的测量装置(54)，其中，所有液压控制管线设置在紧凑式结构单元内部的传动装置上。
2.按权利要求1所述的带涂层装置，其中，传动装置(53)包括至少一个由缸-活塞单元构成的液压调整缸(55)、一个阀门板(56)和一个压力油控制单元(57)，该压力油控制单元优选为至少一个伺服阀，并且测量装置(54)包括一个力或压力测量装置(59)和/或一个行程测量装置(60)。
3.按权利要求1或2所述的带涂层装置，其中，液压调整缸(55)包括一个活塞杆(58)，它与各自涂层辊的支承滑板(6、16、25、37)通过连接件(10、19、28、40)，优选通过联杆而连接，并且由力测量装置构成的力或压力测量装置(59)为测定各自涂层辊的反作用力而设置在该连接件内，优选地设置在活塞杆上的该联杆内。
4.按权利要求1或2所述的带涂层装置，其中，力或压力测量装置(59)为测定各自涂层辊的反作用力而由压力测量装置构成，该压力测量装置设置在压力油内。
5.按前述权利要求之一所述的带涂层装置，其中，行程测量装置(60)集成在液压调整缸(55)中。
6.按前述权利要求之一所述的带涂层装置，其中，支承涂层辊的支承滑板的所有调整装置均通过数据线路与计算单元(61)连接。
7.调整装置在按权利要求1-6之一所述的带涂层装置中的应用，用于控制由于力波动或者压力波动在涂层辊上产生的层厚偏差。
8.一方法，用于将涂层试剂以预先规定的层厚涂覆到在带涂层装置中的移动金属带上，其中，与调整装置相对移动的涂层辊以预先规定的调整力额定值或者根据预先规定的调整位置向移动金属带或者其他涂层辊可控地调整，其特征在于，连续或者按时间间隔测量调整力实际值时间上的变化或由涂层辊反作用的反作用力实际值时间上的变化，将该实际值变化输送到计算单元并将与该反作用力的实际值变化进行比较的校正信号输送到调整装置。
9.按权利要求8所述的方法，其中，对反作用力实际值时间上的变化附加在测量技术上测定涂层辊的角位置，在计算单元内测定反作用力的周期性反复的额定值偏差，特别是与涂层辊的旋转频率相互关联持续不断反复的额定值偏差，并依赖于与这种持续不断反复的额定值偏差相应的涂层辊角位置，将与该反作用力的实际值变化进行比较的校正信号输送到调整装置。
10.按权利要求8或9所述的方法，其中，反作用力的周期性反复的额定值偏差在开始涂覆涂层试剂之前测定并至少随着涂覆涂层试剂开始将与该反作用力的实际值变化进行比较的校正信号输送到调整装置。
全文摘要
用于将涂层试剂以预先规定的层厚涂覆在移动金属带上的带涂层装置，包括支承在支承滑板(6、16、25、37)上的涂层辊(13、22、30、43)和分配给支承滑板的调整装置(9、18、27、39)，利用该调整装置涂层辊可以确定的调整力或者根据确定的调整位置向移动的金属带或者其他涂层辊可控地调整。为了能够比迄今为止更加均匀和在更小的公差范围内涂覆涂层试剂，提出调整装置作为紧凑式结构单元(52)构成，而且该紧凑式结构单元包括作用于调整力的传动装置(53)和监测调整力的测量装置(54)，其中，所有液压控制管线设置在紧凑式结构单元内部的传动装置上。还提出了一种用于将涂层试剂以预先规定的层厚均匀涂覆到移动金属带上的方法。
文档编号B05C11/10GK1714942SQ20051008208
公开日2006年1月4日 申请日期2005年7月1日 优先权日2004年7月1日
发明者安德烈亚斯·菲赫博克, 霍斯特·迪森 申请人:奥地利钢铁联合企业阿尔卑斯工业设备制造有限公司