DE10032500A1

DE10032500A1 - Auftragsvorrichtung

Info

Publication number: DE10032500A1
Application number: DE10032500A
Authority: DE
Inventors: Kurt Eichinger
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2000-07-04
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2002-01-17
Also published as: WO2002004744A1; EP1198643A1; US20020162503A1; DE50115724D1; EP1198643B1; ATE490371T1; US6626127B2

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf wenigstens eine Seite einer laufenden Warenbahn, insbesondere Kartonbahn mit wenigstens einer Walze (1; 1a), die die Bahn (3) stützt und mit wenigstens einer Zufuhreinrichtung (5; 5a) für das Auftragsmedium, wobei sich im Betrieb der Vorrichtung zwischen der Walze (1; 1a) und der Bahn (3) ein Flüssigkeitssumpf (6; 6a) bildet; ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass Düsenlippen (13, 14; 13a, 14a) eines Düsenkörpers (12; 12a) der Zufuhreinrichtung (5; 5a) derart gestaltet sind, dass damit die gewünschte Größe der freien Oberfläche des Sumpfes (6, 6a) und die Eintauchtiefe der Düsenlippen (13, 14; 13a, 14a) und damit der Pegelstand (P) des Sumpfes (6; 6a) einstellbar sind. DOLLAR A Die Düsenlippen sind bis zu 80% ihrer Gesamtlänge - von der Düsenöffnung (15; 15a) ausgehend - vom Sumpf (6, 6a) umgeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf eine laufende Warenbahn, insbesondere Kartonbahn, mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Gattungsgemäße Vorrichtungen dienen dem Zweck, beim Herstellen, Verarbeiten oder Veredeln einer Faserstoffbahn, z. B. aus Papier oder Karton, diese mit einem flüssigen Medium zu imprägnieren und/oder zu beschichten. Als Auftragsmedium wird dazu Leim, Stärke oder eine Farbpigment-haltige Suspension bzw. Dispersion verwendet. Mit dieser Behandlung der Bahn sollen bestimmte Eigenschaften der Bahn verändert und verbessert werden.

Im Voith-Druck p 2745, Abb. 1 ist eine sogenannte Leimpresse beschrieben. Die Leimpresse besteht aus zwei parallelen Walzen, die einen von der Papierbahn durchlaufenen Nip bilden. Zwischen der Bahn und jeder der beiden Walzen besteht im Betrieb der Vorrichtung ein Flüssigkeitssumpf, so dass die Bahn gleichzeitig von beiden Seiten her imprägniert wird.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass mit zunehmender Bahngeschwindigkeit die in dem Flüssigkeitssumpf vorhandene Flüssigkeit sehr hohen Turbulenzen ausgesetzt ist und die Flüssigkeit in die Umgebung (z. B. auf Vorrichtungsteile und auf die Bahn) abspritzt, wodurch ein gleichmäßiger Auftrag auf die Bahn nicht mehr möglich ist.

Mit der, in der DE 295 13 970 beschriebenen Vorrichtung wurde versucht mit Hilfe von Verdränger- bzw. Beruhigungskörpern, die jeweils in den Sumpf eintauchen, das Spritzen zu vermeiden.

Diese Vorrichtung hat sich in der Praxis allerdings nicht als völlig zufriedenstellend erwiesen.

Aus der DE 296 10 446 sind bereits Auftragsmedien-Zuführungseinrichtungen bekannt, die jeweils in den Sumpf eintauchen.

Auch aus der US 4,358,484 sowie der US 4,407,224 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt mit in den Sumpf eintauchenden Zuführeinrichtungen. Die Zufuhreinrichtung besteht jeweils aus einem Hauptverteilrohr mit verteilt über seine gesamte Länge angeordneten Abgabeöffnungen, die ihrerseits mit einem Fließkanal zur Ausbildung des Sumpfes verbunden sind. Der Fließkanal ist Teil eines Düsenkörpers. Der Düsenkörper besteht aus parallelen Wänden, die über die gesamte Breite der Vorrichtung reichen. An die Wände angeschraubte Düsenlippen tauchen in den Sumpf ein. Der Düsenkörper ist mittig von einer Wand geteilt in besagten Fließkanal zur Versorgung des Sumpfes und in einen weiteren Kanal zum Abzug des Mediums aus dem Sumpf mittels Vakuum zur Ausbildung eines Reservoirs. Im Kreislauf wird Medium aus dem Reservoir dem Sumpf zugeführt und wieder abgezogen.

Mit diesen Lösungen möchte man die Tiefe des Sumpfes so gering wie möglich halten, damit Abspritzungen und große Turbulenzen vermieden werden.

Die Vorrichtungen sind allerdings recht aufwändig gestaltet, zumal am Abzugskanal noch ein Sammelraum vorhanden ist aus dem das Medium in das Reservoir gepumpt werden muss. Darüber hinaus ist die gesamte Vorrichtung fest installiert. Im Falle eines Walzenwechsels muss die gesamte Vorrichtung abgebaut werden, was zwangsläufig sehr arbeits- und kostenintensiv ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die im Oberbegriff genannte Vorrichtung zu verbesserten hinsichtlich einfacherer Reinigungsmöglichkeit, einfacherer Bedienbarkeit und leichterer Anpassung an gegebene Situationen bei weitgehender Vermeidung von Abspritzungen aus dem Sumpf.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Der Erfinder hat erkannt, dass in Anbetracht der heutzutage gefahrenen hohen Arbeits- d. h. Bahngeschwindigkeiten nicht eine geringe Tiefe des Sumpfes ausschlaggebend ist für ein abspritzungsfreies Arbeiten und einen gleichmäßigen Auftrag, sondern es vielmehr nötig ist, nur eine Reduzierung der Sumpfoberfläche vorzunehmen. Es ist sogar vorteilhaft, die Sumpfstauhöhe ansteigen zu lassen. Dadurch wird eine längere Verweilzeit der Bahn im Sumpf (ohne dass die Bahn durchweicht und/oder abreißt) erreicht und deshalb sogar eine bessere Penetration und Gleichmäßigkeit des Auftrages erzielt. Durch speziell an die Sumpf Querschnittsform angepasste, auswählbare Düsenlippen kann die gewünschte Größe der freien Fläche der Sumpfoberfläche eingestellt werden. Die Düsenlippen sind zweckmäßigerweise aus einem Kunststoff gefertigt. Sie fassen sich leicht in beliebiger Form und Größe herstellen und auf einfache Weise an die Wände des Düsenkörpers anschrauben oder auch anklippen. In Versuchen hat sich eine Eintauchtiefe von bis zu ca. 80% der Höhe (bzw. Länge) der Düsenlippen als am effektivsten für eine Spritzvermeidung und Gleichmäßigkeit des Auftrages bzw. Imprägnierung der Bahn erwiesen.

Besonders vorteilhaft ist es, dass die gesamte Zufuhreinrichtung mit einer Schwenkeinrichtung verbunden ist. Dadurch kann die Zufuhreinrichtung vom Nip abgeschwenkt werden, so dass einerseits genügend Platz verbleibt, um die Walze bzw. die Walzen zu reinigen und andererseits braucht die Vorrichtung nicht entfernt zu werden, wenn eine der Walzen oder beide Walzen ausgetauscht werden müssen. Die Schwenkeinrichtung sollte deshalb für den zuletzt genannten Fall getrennt von der Walzenlagerung abgestützt sein.

Ein weiterer, bedeutender Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Bauform des Düsenkörpers. Erfindungsgemäß ist der Düsenkörper nach außen, in Richtung der Walze und weg vom Nip abgeknickt oder gebogen. Dabei ist die Form so gewählt, dass in etwa eine an die Walzen angenäherte Form erreicht wird. Denkbar in diesem Zusammenhang ist, dass dazu der Düsenkörper mit einen Gelenk versehen ist, um den gewünschten Abbiegewinkel einstellen zu können. Diese oben genannte Bauform hat unter anderen den Vorteil, dass die Vorrichtung sehr kompakt ist. Sie zeichnet sich durch eine niedrige Bauhöhe aus und gewährt dem Bedienpersonal dennoch eine ausreichend gute Sicht auf die Walze(n) und die Bahn. Im Hinblick auf die Arbeitssicherheit bietet aber vor allem diese Form einen besonders guten Nipeinlaufschutz für das Bedienpersonal.

Weitere zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Es zeigt die

Fig. 1 im Querschnitt gesehen die Walzen einer Leimpresse mit der erfindungsgemäßen Zufuhreinrichtung.

In der Figur sind zwei Walzen 1 und 1a, die miteinander einen von der Kartonbahn 3 durchlaufenen Nip (Press-Spalt) 4 bilden. Die Bahn 3 durchläuft den Nip 4 im Wesentlichen von oben nach unten, wobei auch ein Einlaufwinkel der Bahn in den Nip einstellbar, aber nicht explizit dargestellt ist.

Im gewählten Beispiel ist zu beiden Seiten der Bahn 3 je eine Auftragsmediums- Zufuhreinrichtung 5 und 5a vorhanden. Zwischen der jeweiligen Bahnseite und jeder der Walzen 1 und 1a bildet sich somit ein Sumpf 6 und 6a aus, mit dem die Bahn 3 je nach verwendetem Medium imprägniert, geleimt oder beschichtet wird.

Die Zufuhreinrichtung 5 und 5a besteht aus einem Hauptverteilrohr 7 bzw. 7a. Dieses Hauptverteilrohr ist maschinenbreit ausgeführt und empfängt das Auftragsmedium in dessen Stirnseiten. In das Hauptverteilrohr 7 und 7a münden jeweils eine Vielzahl von gebogenen Einzelverteilrohren 8 bzw. 8a, die gleichmäßig über die Länge des Hauptverteilrohres angeordnet sind. Über diese Rohre 8 und 8a können ganz gezielte Mengen von Auftragsmedium in jeweils einen Dosierspalt 9 und 9a eingespeist werden, so dass ein gleichmäßiger Zulauf über die gesamte Bahnbreite und damit eine gleichmäßige Druckverteilung möglich ist.

Ein Abdeckblech 18 und 18a schützt die Verteilrohre 8 und 8a gegen Verschmutzung. Außerdem ergibt sich dadurch eine sehr geschlossene, kompakte Bauweise von gutem Design.

Der Dosierspalt 9 und 9a befindet sich im Zwischenraum von parallelen, über die gesamte Breite der Vorrichtung reichenden Wänden 10 und 10a sowie 11 und 11a, wobei jeweils die Wände 10 und 11 einen Düsenkörper 12 und die Wände 10a und 11a einen Düsenkörper 12a bilden.

Der untere Teil des Düsenkörpers 12 und 12a, das ist jener Teil, der in den Sumpf 6 und 6a eintaucht, wird von speziell geformten zweckmäßigerweise zueinander konvergierenden Düsenlippen 13 und 14 bzw. 13a und 14a gestaltet. Diese Düsenlippen lassen an ihrem unteren freien Ende jeweils eine Düsenöffnung 15 und 15a frei, aus der das Auftragsmedium in den Sumpf gelangt.

Je nachdem, wie die einzelnen Düsenlippen in ihrem Querschnitt bzw. ihrer Form ausgebildet und an den Wänden 9, 10 bzw. 9a und 10a befestigt sind, lässt sich die Größe der freien Oberfläche des Sumpfes 6 bzw. 6a sowie auch die Eintauchtiefe der Düsenlippen einstellen. Je nach dem, wie tief die Düsenlippen in den Sumpf eintauchen, kann der Pegelstand des Sumpfes angehoben werden und dadurch eine bessere Penetration auf Grund der längeren Verweilzeit erreicht werden. Die Eintauchtiefe kann bis zu 80% der Gesamtlänge der Düsenlippen betragen.

In der Figur ist zur Verdeutlichung der Pegelstand gemäß dem Stand der Technik mit Pb (für Pegelstand bisher) und der erfindungsgemäß eingestellte Pegelstand nur mit P bezeichnet. Es lassen sich durch die angegebenen Maßnahmen sehr sicher Turbulenzen und Abspritzungen in die Umgebung vermeiden.

Die Düsenlippen sind aus Kunststoff gefertigt und lassen sich dadurch leicht herstellen. Sie sind einfach reinigbar, unempfindlich gegenüber Korrosion und von nur geringem Gewicht.

Aus der Figur ist entnehmbar, dass der Düsenkörper 12 bzw. 12a, d. h. seine Wände 10, 11 bzw. 10a, 11a zweiteilig - bestehend aus Oberteil O und Unterteil U ausgeführt sind. Oberteil und Unterteil sind lösbar, z. B. durch Verschrauben, miteinander verbunden. An das Unterteil U sind die Düsenlippen 13 und 14 bzw. 13a, 14a angebracht.

Diese zweiteilige Ausführung hat Vorteile bei der Herstellung sowie auch bei der Montage, der Demontage oder bei der Reinigung. Darüber hinaus können für das Oberteil O und Unterteil U Bausätze von verschiedenen Längen vorgesehen sein, wodurch sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch an Streichmaschinen mit anderen Walzendurchmessern ohne großen Aufwand anpassen lässt.

Außerdem sind die Wände des Düsenkörpers 12 bzw. 12a gebogen oder wie in der Figur dargestellt, in Richtung zur Walze hin abgeknickt. Diese Ausführung macht es möglich, dass die Vorrichtung insgesamt mit niedriger Bauhöhe auskommt und daher bessere Stabilität aufweist. Außerdem wird durch diese Formgebung der Fluss des Mediums im Dosierspalt 9 bzw. 9a verlangsamt und dadurch weiter vergleichmäßigt. Darüber hinaus ermöglicht diese Bauform einen effektiven Nip-Einlauf-Schutz. Das bedeutet, dass das Bedienpersonal, welches den Arbeitsprozeß überwacht, Walzen reinigt usw., nicht mit Körperteilen oder der Kleidung in den Nip gezogen werden kann.

Im Übrigen ist der Düsenkörper aus rostfreiem Blech gefertigt und nur mit einzelnen Versteifungsrippen 16 bzw. 16a versehen, wodurch die ganze Vorrichtung relativ leicht gebaut ist.

Es ist selbstverständlich möglich, die gesamte Zufuhreinrichtung 5 bzw. 5a fest am Gehäuse der Walzenlagerung anzuordnen.

Wie in der Figur dargestellt, sind in der bevorzugten Ausführung Schwenkeinrichtungen 17 bzw. 17a vorhanden, mit denen einerseits die Position des Düsenkörpers mit seiner Düsenöffnung einstellbar ist. Andererseits ist die gesamte Zuführvorrichtung von den Walzen oder besser gesagt, aus dem Nip 4 mit dem Sumpf 6 bzw. 6a abschwenkbar im Falle der Nichtbehandlung der Bahn oder wenn die Walzen gereinigt oder ausgewechselt werden müssen. Ein kompletter Abbau der Vorrichtung ist dadurch oftmals nicht mehr nötig.

Es soll noch erwähnt werden, dass die in der Figur dargestellte Vorrichtung sich einsetzen lässt für beidseitigen, in der Regel simultanen Auftrag auf beide Seiten der Bahn 3 so wie gezeigt in der Figur. Darüber hinaus ist des öfteren auch nur ein einseitiges Auftragen auf nur eine der Seiten der Bahn 3 vorgesehen. Für diesen Fall und aus diesem Grunde sind in der rechten Bildhälfte alle Vorrichtungsteile mit "a" benannt, da diese Teile bei dem besagten einseitigen Auftrag entweder völlig weggelassen oder einfach nur abgeschwenkt werden können.

Es soll außerdem noch erwähnt werden, dass die Zufuhreinrichtung 5 und 5a sowie die Schwenkeinrichtung 17 und 17a unabhängig voneinander betätigbar sind.

Claims

1. Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf wenigstens eine Seite einer laufenden Warenbahn, insbesondere Kartonbahn mit

a) wenigstens einer Walze (1; 1a), die die Bahn (3) stützt;
b) wenigstens einer Zufuhreinrichtung (5; 5a) für das Auftragsmedium, wobei sich im Betrieb der Vorrichtung zwischen der Walze (1; 1a) und der Bahn (3) ein Flüssigkeitssumpf (6; 6a) bildet; wobei:
c) die Zufuhreinrichtung (5; 5a) aus einem Hauptverteilrohr (7; 7a) und in dieses mündende, über die gesamte Maschinenbreite verteilt angeordnete Einzelverteil-rohre (8; 8a), die wiederum in einen Düsenkörper (12; 12a) münden, besteht
d) der Düsenkörper aus parallelen, maschinenbreiten Wänden (10, 11, 10a, 11a) gefertigt ist zwischen denen ein Dosierspalt (9; 9a) besteht,
e) der Düsenkörper (12; 12a) mit auswechselbaren, jeweils eine Düsenöffnung (15; 15a) bildenden Düsenlippen (13, 14, 13a, 14a) versehen ist;
f) die Düsenlippen (13, 14, 13a, 14a) mit ihrer Düsenöffnung (15, 15a) in den Flüssigkeitssumpf (6, 6a) eintauchen;

dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Düsenlippen (13, 14, 13a, 14a) derart gestaltet und an die Wände (10, 11, 10a, 11a) des Düsenkörpers (12, 12a) anbringbar sind, dass damit die gewünschte Größe der freien Oberfläche des Sumpfes (6, 6a) einstellbar ist und
b) die Eintauchtiefe der Düsenlippen (13, 14; 13a, 14a) und damit der Pegelstand (P) des Sumpfes (6; 6a) derart einstellbar ist, dass die Düsenlippen bis zu 80% ihrer Gesamtlänge - von der Düsenöffnung (15; 15a) ausgehend - vom Sumpf (6, 6a) umgeben sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (12, 12a) derart abgewinkelt ist, dass er sich im Wesentlichen an die Querschnittsform der Walze (1, 1a) anpasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Zufuhreinrichtung (5, 5a) mit einer Schwenkeinrichtung (17, 17a) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (1, 1a) des Düsenkörpers (12, 12a) zweiteilig, bestehend aus einem Oberteil O und einem Unterteil U ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für ein beidseitiges Auftragen des Mediums auf die Bahn (3) zwei Walzen (1, 1a) vorgesehen sind, die einen von der Bahn (3) durchlaufenen Nip (4) bilden und eine zweite Zufuhreinrichtung (5a) vorhanden ist, so dass sich ein zweiter Sumpf (6a) bildet und beide Zufuhreinrichtungen (5, 5a) unabhängig voneinander mit Auftragsmedium beaufschlagbar sind.

6. Vorrichtung nach den Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Schwenkeinrichtung (17a) vorhanden ist, wobei beide Schwenkeinrichtungen (17, 17a) unabhängig voneinander betätigbar sind.