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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Vernetzen eines Schutzlackes oder dergleichen auf einer wickelbaren Materialbahn, die insbesondere in eine Lackieranlage integriert ist, sowie eine derartige Lackieranlage für eine Materialbahn insgesamt.
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Bei einer bekannten, kombinierten Druck- und Lackieranlage wird eine Materialbahn, bspw. Papierbahnen, Kunststofffolien oder dergleichen, von einer Rolle abgewickelt und in der Regel durch mehrere Druckwerke geführt. Ist die Materialbahn bedruckt, erfolgt der Auftrag eines Schutzlackes. Solche Schutzlacke sind vielfältig bekannt. Die meisten dieser Lacke benötigen für ein Aushärten vorgegebene Temperaturen und es bedarf einer gewissen Zeit, bis eine Vernetzung einzelner Makromoleküle erfolgt ist bzw. eine Vernetzung herbeiführende Reaktionen an bereits bestehenden Polymeren erfolgt sind.
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Bei dieser Druck- und Lackieranlage wird die bedruckte und hernach mit einem Schutzlack versehene Materialbahn auf einem Luftbett in einer Ebene durch einen Trockner geführt. Dies hat zwar den Vorteil, dass der Transport der Materialbahn berührungslos erfolgt, hat aber den Nachteil, dass ein solcher Trockner von erheblicher Länge sein muss, um dem Schutzlack ausreichend Zeit für ein Trocknen und Vernetzen zu geben.
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Vor diesem Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, eine kompakte Lackieranlage für eine Materialbahn zur Verfügung zu stellen, bei der weiter eine Vorrichtung für ein Vernetzen des Schutzlackes oder dergleichen vorgesehen ist, so dass die räumliche Gestaltung der Lackieranlage weitgehend freibleibend ist.
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Gelöst wird diese technische Problematik durch das Zurverfügungstellen einer Vorrichtung für ein Vernetzen eines Schutzlackes oder dergleichen auf einer wickelbaren Materialbahn, insbesondere für eine Lackieranlage, bei der gem. des Anspruchs 1 auf ein thermisch isolierendes Gehäuse mit einem temperierten Innenraum abgestellt ist, in dem die Materialbahn für ein Vernetzen des Schutzlacks wenigstens einmal umgelenkt wird.
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Der Vorteil einer derartigen Vorrichtung ist eine kompakte Bauweise, die weiter durch die Maßnahme verbessert werden kann, dass die Zahl der Umlenkungen der Materialbahn mehr als zwei beträgt, wobei es von Vorteil sein kann, wenn die Zahl der Umlenkungen ungerade ist. Es erfolgt dann die Zufuhr der Materialbahn an bzw. der Austritt aus der Vorrichtung auf derselben Seite der Vorrichtung. Ist die Anzahl eine gerade, so wird die Vorrichtung nach der Erfindung durchlaufen.
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Darüber hinaus kann eine derartige Vorrichtung nahezu beliebig im Anschluss an eine Lackauftragsvorrichtung für das Aufbringen des Schutzlackes positioniert werden.
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Da die Schutzlacke durchaus unterschiedliche Vernetzungstemperaturen benötigen, ist weiter vorgesehen, dass die Temperatur des Innenraums der Vorrichtung einstellbar zwischen 80° und 250° betragen kann. Optimale Vernetzungstemperaturen können dadurch bereit gestellt werden.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass die Länge der Materialbahn in der Vorrichtung zwischen 10 m und 20 m beträgt.
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Aufgrund dieser Maßnahme ist die Verweildauer der Materialbahn in der Vorrichtung ausreichend bemessen, um eine zumindest für den weiteren Prozessablauf ausreichende Vernetzung zu erhalten.
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Ist keine Vernetzung erforderlich, kann aufgrund der Maßnahme, dass bspw. gegenüberliegend einer Eintrittsöffnung eine Austrittsöffnung in dem Gehäuse angeordnet ist, materialschonend und schnell in einem Freiraum eine Durchführung der Materialbahn durch die Vorrichtung ohne Umlenkung erfolgen.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung wird in eine Lackieranlage für eine Materialbahn integriert, die eine Lackauftragsvorrichtung aufweist. Gem. des Anspruchs 6 ist weiter vorgesehen, dass die von der Lackauftragsvorrichtung kommende und mit einem Schutzlack versehene Materialbahn durch einen Trockner in die Vorrichtung für ein Vernetzen des Schutzlacks geführt ist.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung kann sich gleichsam Inline mit entsprechender Baulänge an einen Schwebetrockner bspw. einer Lackieranlage anschließen.
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Alternativ kann daran gedacht sein, dass über der Lackauftragsvorrichtung der Trockner, beispielsweise ein Prallstrahltrockner, angeordnet ist, der eine vergleichsweise geringe Grundfläche nur benötigt.
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Unabhängig von der Bauform des Trockners können dieser und das Gehäuse der Vorrichtung nach der Erfindung platzsparend wenigstens eine gemeinsame Wand aufweisen, die Mittel für das Führen und/oder Trocknen der Materialbahn aufweist.
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Je nach Bauform des Trockners kann darüber hinaus, äußerst platzsparend, das Gehäuse der Vorrichtung innerhalb des Trockners angeordnet sein.
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Diese Anordnungen werden auch thermisch von Vorteil sein, wenn die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur im Trockner von bspw. 150°C und der im Inneren der Vorrichtung von bspw. 200°C gering ist. Die thermische Isolation der Vorrichtung kann dann geringer gehalten sein als bspw. gegenüber einer Zimmertemperatur.
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Weiter kann dann vorgesehen sein, dass die Materialbahn in dem Trockner um drei Seiten des Gehäuses geführt ist und dass das Äußere des Gehäuses Mittel für das Führen und/oder Trocknen der Materialbahn aufweist. Dabei ist im Wesentlichen an Führungsrollen, Trocknerdüsen und Leitungen gedacht.
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Alternativ kann die Vorrichtung von dem Trockner abgesetzt sein und ist dann nahezu beliebig positionierbar. So ist auch die Möglichkeit gegeben, dass die Vorrichtung beispielsweise oberhalb eines Trockners eines Druckwerks einer kombinierten Druck- und Lackieranlage angeordnet ist. Die Trockner von Druckwerken, vorzugsweise ebenfalls Prallstrahltrockner, sind deutlich kleiner bemessen als der Trockner der Lackieranlage. Insofern wird oberhalb der Trockner der Druckwerke ein Freiraum vorhanden sein, der in vorteilhafter Weise durch eine dortige Positionierung der Vorrichtung nach der Erfindung genutzt werden kann.
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Da die Vorrichtung nach der Erfindung sehr kompakt ausgebildet werden kann, kann die Vorrichtung darüber hinaus so positioniert werden, dass ihre Oberseite unterhalb der Oberseite des Trockners der Lackieranlage angeordnet ist. Mithin wird ein regelmäßig vorhandener Freiraum neben dem Trockner der Lackieranlage genutzt.
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Es kann aber auch die Vorrichtung problemlos über dem Trockner der Lackieranlage angeordnet werden.
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In weiterer konstruktiver Ausgestaltung ist vorgesehen, dass vor der Zufuhr der Materialbahn an die Vorrichtung eine Dreifachumlenkung der Materialbahn erfolgt. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass eine lackierte und getrocknete Materialbahn an der Vorrichtung nach der Erfindung vorbeigeführt werden kann, wenn der aufgebrachte Schutzlack nach dem Trocknen keiner weiteren Vernetzung bedarf.
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Ist insbesondere daran gedacht, dass die Vorrichtung in Zuführrichtung der Materialbahn vor oder in dem Trockner der Lackieranlage angeordnet ist, erfolgt die Abführung der Materialbahn von der Vorrichtung über die Oberseite des Trockners.
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Das Wesen der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der lediglich Ausführungsbeispiele einer kombinierten Druck- und Lackieranlage schematisch dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:
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1: einen Längsschnitt durch eine kombinierte Druck- und Lackieranlage,
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2: eine vergrößerte Darstellung der Lackieranlage mit einem Prallstrahltrockner und der über einem weiteren Prallstrahltrockner eines Druckwerks angeordneten Vorrichtung nach der Erfindung,
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3: eine Darstellung eines Prallstrahltrockners mit einer integrierten Vorrichtung und
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4: eine weitere Ausführungsvariante.
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1 zeigt beispielhaft einen Längsschnitt durch eine kombinierte Druck- und Lackieranlage 1. Das Bedrucken und Lackieren einer Materialbahn 2 erfolgt in 1 im Wesentlichen von rechts nach links.
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Die Materialbahn 2 wird von einer Rolle 3 abgezogen und durchläuft hier vier Druckwerke 4–7, denen jeweils ein Prallstrahltrockner 8–11 nachgeschaltet ist.
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Von dem letzten Prallstrahltrockner 11 wird die Materialbahn 2 einer Lackauftragsvorrichtung 12 einer Lackieranlage 14 zugeführt, vgl. 2.
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Nach dem Aufbringen des Schutzlackes auf die bedruckte Materialbahn 2 erfolgt eine Trocknung in einem Prallstrahltrockner 13, der deutlich größer bemessen ist als die Prallstrahltrockner 8–11 der Druckwerke 4–7. Übliche Trockentemperaturen in dem Prallstrahltrockner 13 der Lackieranlage 14 belaufen sich bei üblichen Lacken auf 80°C bist 180°C.
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Abgesetzt von dem Prallstrahltrockner 13 ist für ein Vernetzen entsprechender Schutzlacke eine Vorrichtung 15 vorgesehen.
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Vor der Vorrichtung 15 sind drei Umlenkrollen 16–18 angeordnet, die einer strickpunktiert dargestellten Materialbahn 19 das Passieren der Vorrichtung 15 ermöglichen, wenn ein aufgebrachter Schutzlack keiner Vernetzung bedarf.
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Unabhängig davon wird die Materialbahn 19 oder die aus der Vorrichtung 15 austretende Materialbahn 20 über den Prallstrahltrockner 13 weiteren Bearbeitungsstationen wie Schneidstationen oder dergleichen zugeführt, um endlich am Prozessende zu einer oder mehreren Rollen 21 aufgerollt zu werden.
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Die 1 und 2 lassen erkennen, dass die Vorrichtung 15 oberhalb, hier unmittelbar über dem Prallstrahltrockner 11 des Druckwerks 7 angeordnet ist, in den 1 und 2 rechts neben dem Prallstrahltrockner 13 der Lackieranlage 14. Unschwer ist weiter erkennbar, dass eine Anordnung links oder oberhalb des Prallstrahltrockners 13 alternativ möglich ist.
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Hier wird jedoch der Freiraum über dem Prallstrahltrockner 11 genutzt, wobei die Oberseite der Vorrichtung 15 unterhalb der Oberseite des Prallstrahltrockners 13 angeordnet ist.
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Die Vorrichtung 15 für das Vernetzen des Schutzlackes weist ein Gehäuse 22 auf, das, entsprechend thermisch isoliert, einen temperierten Innenraum 23 umschließt. Die Temperatur des Innenraums 23 beträgt einstellbar zwischen 80° und 250°, um optimale Vernetzungstemperaturen für die verwendeten Schutzlacke sicherzustellen.
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Wie insbesondere die 2 aufzeigt, wird die Materialbahn 20 in dem Innenraum 23 beispielhaft dreimal umgelenkt. Aufgrund dieser Maßnahme kann erreicht werden, dass die Verweildauer der Materialbahn 20 in der Vorrichtung 15 ausreichend bemessen ist, um eine optimale Vernetzung sicherzustellen. Dabei beträgt die Länge der Materialbahn 20 in der Vorrichtung 15 zwischen 10 m und 20 m.
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Dennoch ist es durch die konstruktive Ausbildung der Vorrichtung 15 ermöglicht, eine äußerst kompakte, Bauweise der Lackieranlage 14 zu erreichen. So beträgt beispielhaft die Länge der Vorrichtung 15 in Verarbeitungsrichtung der Materialbahn 2 bei einer Aufnahmekapazität von ca. 15 m der Materialbahn 20 lediglich 3–4 m und passt sich damit die Länge der Vorrichtung 15 dem üblichen Industrieraster einer Halle oder dergleichen an.
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3 zeigt wiederum einen Prallstrahltrockner 25, angeordnet über einer Lacksauftragsvorrichtung 26 oder einem Druckwerk. Die Lackauftragsvorrichtung 26 wird von einer, in 3 von rechts, Materialbahn 27 durchlaufen. Nach dem Aufbringen eines Lacks in der Lackauftragsvorrichtung 26 durchläuft die Materialbahn 27 den Prallstrahltrockner 25. Am Ende des Durchlaufs erfolgt eine Umlenkung um eine Umlenkrolle 28 in den Prallstrahltrockner 25 hinein.
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Innerhalb des Prallstrahltrockners 25 ist in einem thermisch isolierenden Gehäuse 29 eine Vorrichtung 30 platzsparend angeordnet.
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In der Vorrichtung 30 wird, wie erläutert, die Materialbahn 27 mehrfach umgelenkt, so dass mit Austritt derselben aus der Vorrichtung 30 eine ausreichende Vernetzung des aufgebrachten Lacks erfolgt ist. Es kann dann die Materialbahn 27 mit Austritt aus der Vorrichtung 30 um eine Umlenkrolle 31 und weitere Umlenkrollen umgelenkt über die Oberseite des Prallstrahltrockners 25 gem. Pfeil 32 für eine weitere Verarbeitung abgeführt werden.
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Neben der platzsparenden Anordnung der Vorrichtung 30 innerhalb des Prallstrahltrockners 25 kann diese Ausbildung thermische Vorteile aufweisen, wenn die Temperaturdifferenzen zwischen der Temperatur im Inneren des Prallstrahltrockners 25 von beispielsweise 150° und der im Inneren der Vorrichtung 30 von beispielsweise 200° gering ist, da dann die thermische Isolierung durch das Gehäuse 29 vergleichsweise gering ausgebildet sein kann.
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Ein weiterer Vorteil dieser Maßnahmen besteht darin, dass das Äußere des Gehäuses 29 als Träger für Führungs- und/oder Trocknungsmittel wie Düsen oder Leitungen des Prallstrahltrockners 25 herangezogen werden kann, hier angedeutet durch Führungsrollen 33.
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4 zeigt ebenfalls in einem Ausschnitt eine Druck- und Lackieranlage.
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Eine Materialbahn 35 durchläuft eine Lackauftragsvorrichtung 36 in Pfeilrichtung, um danach in einen Trockner 37 einzutreten. Der Trockner 37 und das Gehäuse 38 der Vorrichtung 39 für ein Vernetzen des Auftrags weisen eine gemeinsame Wand 40 auf, die mit Mitteln für das Führen und Trocknen der Materialbahn 35 versehen ist, angedeutet durch Rollen 41.
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An der Eintrittsöffnung 42 des Gehäuses 38 ist eine erste Umlenkrolle 43 der Vorrichtung 39 für die Materialbahn 35 angeordnet. Innerhalb der Vorrichtung 39 wird die Materialbahn 35 dann fünffach umgelenkt, um dann durch eine Austrittsöffnung 44 auszutreten. Um zwei weitere Umlenkrollen 45, 46 wird dann die Materialbahn 35 über die Vorrichtung 39 und den Trockner 37 den nachfolgenden Arbeitsstationen zugeführt.
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Ein Freiraum 47 zwischen der Umlenkrolle 43, den darunter liegenden Umlenkrollen 48, 49 und der Gehäusewand 50 der Vorrichtung 39 erlaubt es, eine Materialbahn 51 durch die Vorrichtung 39 zu führen, ohne dass diese umgelenkt werden muss, beispielsweise für den Fall, dass keine Vernetzung erforderlich ist.
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Nach dem Austritt durch eine Austrittsöffnung 52 wird die Materialbahnen 51 erneut um eine Umlenkrolle 53 umgelenkt und wie die Materialbahn 35 von den Umlenkrollen 45, 46 über die Vorrichtung 39 und den Trockner 37 abgeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druck- und Lackieranlage
- 2
- Materialbahn
- 3
- Rolle
- 4
- Druckwerk
- 5
- Druckwerk
- 6
- Druckwerk
- 7
- Druckwerk
- 8
- Prallstrahltrockner
- 9
- Prallstrahltrockner
- 10
- Prallstrahltrockner
- 11
- Prallstrahltrockner
- 12
- Lackauftragsvorrichtung
- 13
- Prallstrahltrockner
- 14
- Lackieranlage
- 15
- Vorrichtung
- 16
- Umlenkrolle
- 17
- Umlenkrolle
- 18
- Umlenkrolle
- 19
- Materialbahn
- 20
- Materialbahn
- 21
- Rolle
- 22
- Gehäuse
- 23
- Innenraum
- 24
-
- 25
- Prallstrahltrockner
- 26
- Lackauftragsvorrichtung
- 27
- Materialbahn
- 28
- Umlenkrolle
- 29
- Gehäuse
- 30
- Vorrichtung
- 31
- Umlenkrolle
- 32
- Pfeil
- 33
- Führungsrolle
- 34
-
- 35
- Materialbahn
- 36
- Lackauftragsvorrichtung
- 37
- Trockner
- 38
- Gehäuse
- 39
- Vorrichtung
- 40
- Wand
- 41
- Rolle
- 42
- Eintrittsöffnung
- 43
- Umlenkrolle
- 44
- Austrittsöffnung
- 45
- Umlenkrolle
- 46
- Umlenkrolle
- 47
- Freiraum
- 48
- Umlenkrolle
- 49
- Umlenkrolle
- 50
- Gehäusewand
- 51
- Materialbahn
- 52
- Austrittsöffnung
- 53
- Umlenkrolle
