专利名称：用于将涂层试剂涂覆到移动的金属带上的方法
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
7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己经被测定并至少随 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从开巻站4出发，在环绕 导向辊2的拉带下输送到巻绕站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
9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. 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。
2. 按权利要求l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^r凃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。
3. 按权利要求1或2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
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，其中，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。
文档编号B05C11/02GK101502824SQ20091000992
公开日2009年8月12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:西门子Vai金属技术两合公司