DE10318028A1

DE10318028A1 - Auftragswerk

Info

Publication number: DE10318028A1
Application number: DE2003118028
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr. Bubik; Joachim Henssler
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-04-19
Filing date: 2003-04-19
Publication date: 2004-11-04

Abstract

Bei einem Auftragswerk zum indirekten Auftragen eines Auftragsmediums (M), wie Leim oder Stärke, auf eine laufende Faserstoffbahn (2), insbesondere aus Papier bestehend, mit einem Auftragsaggregat (3) und einer Auftragsfläche (4) zum Aufbringen des Auftragsmediums (M) auf die Faserstoffbahn (2), ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Auftragsfläche (4) als Zwei-Elementen-Einheit ausgebildet ist, wobei das Auftragsaggregat (3) dem ersten Element (4a) zugeordnet ist, welches das vom Auftragsaggregat (3) empfangene Auftragsmedium (M) an das zweite Element (4b) übergibt. Das zweite Element (4b) überträgt das Auftragsmedium auf die Faserstoffbahn (2), wobei das erste Element (4a) als eine Auftragswalze und das zweite Element (4b) als flexibles, umlaufendes Band ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Auftragswerk zum indirekten Auftragen eines Auftragsmediums, wie Leim oder Stärke, auf eine laufende Faserstoffbahn, insbesondere aus Papier, mit einem Auftragsaggregat und einer Auftragsfläche zum Aufbringen des Auftragsmediums auf die Faserstoffbahn.

Gattungsgemäße Auftragswerke werden im Rahmen von online oder offline betriebenen Streichanlagen in Maschinen zur Herstellung und/oder Veredelung von Papierbahnen eingesetzt. In diesen Streichanlagen soll die durch die Maschine laufende Papierbahn (umfasst sind auch Kartonbahnen oder Wellpappen-Rohpapier-Bahnen, nachfolgend deshalb nur noch mit „Bahn" bezeichnet) ein- oder beidseitig mit einer oder mehreren Schichten des Auftragsmediums versehen werden, um die Bahnqualität, insbesondere hinsichtlich seiner Festigkeit zu verbessern und besser bedruckbar zu machen.

Als Auftragsmedium dient wie oben schon erwähnt, Stärke oder Leim.

Erwähnt sein soll, dass die heutigen zu behandelnden Bahnen aus Wirtschaftlichkeitsgründen in großer Breite (zuweilen über 10 m ) hergestellt werden, und die modernen Maschinen mit sehr hohen Geschwindigkeiten von bis zu ca. 2000 m/min gefahren werden. Hinzu kommt, dass die heutigen Flächengewichte der Bahn unter vermehrtem Einsatz von altpapierhaltigen Ausgangsmaterialien niedriger als früher sind.

Diese Gesichtspunkte erschweren einen gleichmäßigen Auftrag des Auftragsmediums auf die laufende Bahn.

Aus der DE 43 40 039 A1 ist eine Beschichtungseinrichtung bekannt, bei der eine Papier- oder Kartonbahn zwischen einen von zwei Endlosbändern gebildeten Pressspalt läuft. Das Auftragsmedium gelangt auf wenigstens ein umlaufendes Endlosband, welches dieses auf die Bahn überträgt. Diese Art des Auftragens wird als indirekter Auftrag bezeichnet.

Die noch unveröffentlichte DE 10154283.6 beschreibt ebenfalls das Aufbringen des Auftragsmediums in indirekter Weise. Hierbei erfolgt der Auftrag aber auf eine sogenannte Auftragswalze, die das Medium an die laufende Bahn abgibt. Im Abgabebereich ist die Bahn gestützt von einem flexiblen Endlosband. In einer Variante der Erfindung erfolgt das Aufbringen des Mediums auf das die Bahn stützende Band. In ähnlicher Weise sieht das auch die in der DE 10033213 A1 beschriebene Lösung vor.

Es konnte festgestellt werden, dass derartige fexible Prozessbänder relativ weich sind und/oder eine narbige Oberfläche aufweisen. Auch weisen diese Bänder ein ungleichmäßiges Dickenprofil auf. Nach einer gewissen Laufzeit können an den Rändern Riefen entstehen, die das Auftragsergebnis negativ beeinflussen.

Ebenso sind die Anforderungen an die Oberflächenqualität der genannten Auftragswalze sehr hoch. Gegebenenfalls muss auf besonders weiche Auftragswalzen und/oder eine entsprechend weiche rückseitige Abstützung geachtet werden.

Um ein gleichmäßiges Auftragsergebnis erzielen zu können, sind also hohe Qualitätsanforderungen an die Oberfläche des betreffenden Auftragselementes (Band- bzw. Auftragswalze) zu stellen, deren Erfüllung relativ aufwändig und teuer ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein, im Hinblick auf ein gleichmäßiges Auftragsergebnis und hinsichtlich der Qualitätsanforderungen für das Auftragselement bzw. die Auftragsfläche, weniger aufwändiges Auftragswerk zu schaffen.

Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß Kennzeichen des ersten Anspruches dadurch gelöst, dass die Auftragsfläche als Zwei- Elementen- Einheit ausgebildet ist, wobei das Auftragsaggregat dem ersten Element zugeordnet ist, welches das vom Auftragsaggregat empfangene Auftragsmedium vordosiert an das zweite Element übergibt und das zweite Element das Auftragsmedium danach auf die Faserstoffbahn überträgt.

Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das erste Element als eine Auftragswalze und das zweite Element als flexibles, umlaufendes Band (Auftragsband) ausgebildet ist. Dabei kann die Auftragswalze mit Schlupf relativ zur Geschwindigkeit des Bandes gefahren werden.

Als Auftragsaggregat kann jedes beliebige, aus der Papier- Streichtechnik bekannte Aggregat Verwendung finden. Vor allem aber sind Schlitzdüsen, Curtain- Düsen und Freistrahlauftragsdüsen, mit denen das Medium aufgieß-, aufsprüh- oder aufspritzbar ist, geeignet.

Durch die Anordnung der Zwei-Elemente-Einheit ist ein sehr homogenes Dosieren des Auftragsmediums möglich. Vor allem sind dadurch keine besonderen Anforderungen an die Qualität des eingesetzten Prozessbandes notwendig. Die eingesetzten Bänder sind damit weitgehend unabhängig von der Dicke, Härte, Verschleißfestigkeit usw.

Auch braucht die Oberflächengüte der Auftragswalze nicht zu hoch zu sein, was sich kostengünstig auswirkt und daher einen weiteren Vorteil der Erfindung darstellt. Diese genannten Vorteile überwiegen so sehr, dass man den erhöhten Vorrichtungsaufwand (durch das Vorsehen des zweiten Elementes) in Kauf nimmt.

Zweckmäßig ist es, wenn das Auftrags-Band mit einer zusätzlichen Kontaktwalze einen Pressspalt bildet. Die Übergabe des Auftragsmediums auf das Band kann dadurch einfacher bewerkstelligt werden.

Damit das Auftragsmedium gut in die Faserstoffbahn penetrieren kann, ist die Anordnung eines weiteren Pressspaltes zweckmäßig.

Diesen Pressspalt durchläuft sowohl die Faserstoffbahn, als auch das Auftragsband Dieser Pressspalt ist von zwei mit einstellbarem Druck gegeneinander gepressten Walzen oder jeweils mit flexiblen Pressbändern nebst Pressschuhen bildbar. Der Pressspalt läßt sich auch von zwei, an sich bekannten Schuhwalzen oder einer Kombination von Walze und Schuhwalze oder Pressband und Schuhwalze erzeugen.

Eine weitere vorteilhafte Lösung kann darin bestehen, dass das Auftrags- Band als zweites Element der Zwei-Elementen-Einheit mit einer geeignete Oberflächenstruktur versehen ist und/oder ein Speichervolumen für das Auftragsmedium aufweist. Diese Speichervolumen verringert sich unter hohem Druck und gibt das Auftragsmedium dann zur Abgabe an die Bahn frei. Durch Wahl der Größe und Form der Oberflächenstruktur und/oder des Druckes auf das Band oder der Wahl eines bestimmten Bandmaterials, ist die Abgabemenge im Betrieb des Auftragswerkes einstellbar.

Für eine solche Einstellung kann eine Steuerungs- und Regeleinrichtung vorgesehen sein. Mit dieser ist beispielsweise auch die Viskosität und Auftragsmenge des Auftragsmediums, die Spannung des Auftrags-Bandes, der Liniendruck und/oder die Verweilzeit im Pressspalt, der Umschlingungswinkel des Auftrags-Bandes um die Auftragswalze, die Belastung der Kontaktwalze gegen die Auftragswalze und/oder die Kontaktzeit zwischen Band und Faserstoffbahn einstell- und korrigierbar.

Eine weitere vorteilhafte Lösung kann darin bestehen, dass eine Reinigungs- und Konditioniereinrichtung für das Auftrags-Band vorgesehen ist, so dass das Band gesäubert ist, bevor es wieder mit dem frischen Auftragsmedium in Kontakt kommt. Als Reinigungseinrichtung kommen dabei mechanische Mittel, wie Bürsten oder hydraulische Mittel, wie Düsen in Frage. Die Düsen sind in der Lage, Flüssigkeits- oder Luftstrahlen, insbesondere Hochdruckstrahlen, dem auch Reinigungs- und/oder Lösungsmittel zugesetzt sein können, auf die zu reinigenden Stellen des Bandes hin zu richten.

Das erfindungsgemäße Auftragswerk kann innerhalb und/oder im Anschluss an die Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung der Faserstoffbahn seinen Einsatz bei Trockengehalten der Faserstoffbahn von mehr als 60 % finden.

Genauso kann sein Einsatz in der besagten Maschine alternierend oder zusätzlich dort erfolgen, wo die Bahn noch relativ feucht ist. Das erfolgt dann bei Trockengehalten von maximal 60 % insbesondere innerhalb der Pressenpartie bzw. nach erfolgter Bahnerwärmung nach der oder den ersten Trockengruppen.

Das erfindungsgemäße Auftragswerk ist darüber hinaus kombiniert einsetzbar mit anderen Auftragswerken und Auftragsaggregaten, die aus dem Stand der Technik bekannt sind.

Das erfindungsgemäße Auftragswerk ist außerdem geeignet, um Bahnen aus Papier und Karton (braune Papiere), insbesondere aber Verpackungspapiere (Wellpappen-Rohpapier) beschichten bzw. mit Leim oder Stärke zu behandeln.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Es zeigen:
1: eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auftragswerkes
2: eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auftragswerkes
In den 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßes Auftragswerk, das allgemein mit 1 bezeichnet ist, schematisch dargestellt. Für gleiche Bauteile gelten in den Figuren gleiche Positionszahlen.
Dem Auftragswerk 1 läuft eine Papierbahn 2 zu, die im Beispiel eine Wellpappen-Rohpapierbahn ist. Ein als Freistrahldüse ausgebildetes Auftragsaggregat 3 ist im beispiel vorgesehen, um in indirekter Weise ein Auftragsmedium M, insbesondere Leim oder Stärke, auf die Bahn aufbringen soll. Die Bahn 2, deren Laufrichtung mit Pfeil L angegeben ist, läuft im Beispiel annähernd horizontal.
Das Auftragsaggregat 3 ist der Breite der mit dem Auftragsmedium M zu versehenen Bahn 2 angepasst und gibt das Auftragsmedium M in freiem und ungestützt durch die Umgebungsatmosphäre fliegenden Strahl an ein erstes Element, das heißt an eine Auftragswalze 4a, einer Zwei-Elementen-Einheit 4 ab. In Laufrichtung der Auftragswalze 4a gesehen, ist dem Auftragsaggregat 3 eine Rakeleinrichtung 5 nachgeordnet. Diese Rakeleinrichtung umfasst im Beispiel einen Rakelstab und ist vorgesehen, um die auf die Auftragswalze 4a vordosierte Schicht an Auftragsmedium M auf ein definiertes Strichgewicht zu bringen oder dient nur der Vorvergleichmäßigung. Überschüssiges Auftragsmedium M wird in einer nicht mit gezeichneten Auffangrinne aufgefangen. Der in Richtung L_A drehenden Auftragswalze 4a der Zwei-Elementen-Einheit 4 ist ein zweites Element, in Form eines in Richtung L_B laufenden, flexiblen Bandes, ein sogenanntes Auftragsband 4b zugeordnet.
Das Band 4b umschlingt die Auftragswalze 4a in einem einstellbaren Winkel α. Je größer der Umschlingungswinkel α gewählt ist, desto länger ist die Einwirkstrecke und Einwirkdauer des Auftragsmediums.
Dieses Band 4b empfängt also das Auftragsmedium M und überträgt dieses nachfolgend auf die Kartonbahn 2. Zur Verbesserung der Verbindung des Mediums M mit der Bahn 2 erfolgt dies in einem Pressspalt 6, den die Bahn 2 durchläuft.
Gebildet wird dieser Pressspalt 6 von zwei gegensinnig drehenden Walzen 7 und 8, wobei die Walze 7 an der zu beschichtenden Bahnseite 2a anliegt und dazu vom Band 4b umschlungen ist. Die Walze 8 dagegen befindet sich an der noch unbeschichteten oder mit einem vorherigen Auftragswerk bereits beschichteten anderen Bahnseite 2b.
Es soll noch erwähnt sein, dass eine weitere Walze 9 vorhanden ist, welche ebenfalls vom Band 4b umschlungen ist und zur Einstellung der Bandspannung T verstellbar ist. Dies ist mit Doppelpfeil in beiden Figuren gekennzeichnet.
In 1 ist außerdem eine auf das Band einwirkende Reinigungs- und Konditioniereinrichtung 10 (das sind entweder Bürsten oder Fluiddüsen, oder eine Kombination aus beiden Einrichtungen) eingezeichnet, so dass sich keine Verunreinigungen oder Restbestandteile des Mediums festsetzen können und somit das Auftragsergebnis schmälern könnten.
Aus 2 ist zusätzlich eine gegensinnig zur Auftragswalze 4a drehende Kontaktwalze 11 entnehmbar. Die Walze 11 bildet mit der genannten Walze 4a einen Pressspalt 12, den wiederum das Band 4b durchläuft. Durch diesen Pressspalt 12 soll eine bessere Übernahme des Mediums M auf das zumeist unregelmäßig in seiner Dicke bestehenden Bandes 4b erreicht werden. Außerdem werden im Pressspalt 12 störende Luftblasen im Medium M abgequetscht und dadurch die Auftragsqualität verbessert.
In der 2 sind anstelle der "normalen" Presswalzen 7 und 8, Schuhwalzen mit Pressschuhen 7a und 8a dargestellt. Mit denen ist eine zonenweise Einstellung der Linienkraft F in Richtung des Bandes 4b und der Bahn 2 möglich. Aus Übersichtlichkeitgründen ist nur in 1 die Möglichkeit der Steuerung und Regelung des Auftragens angedeutet.
Beispielsweise ist eine Messeinrichtung 15 oberhalb der beschichteten Bahnseite 2a angeordnet.
Das Messergebnis wird an eine Auswerteeinheit 16 übermittelt, die ihrerseits Befehle zur Änderung der Auftragsmenge, der Viskosität usw. dem Auftragsaggregat 3 erteilt. Ebenso sind auch Korrekturen der Bandspannung T des Bandes 4b, des Umschlingungswinkels, der Einstellung der Linienkraft F zwischen den Walzen 7 und 8 und/oder 4a und 11 möglich.
Nachzutragen ist, dass das Auftragswerk 1 nicht nur im Zusammenhang mit der dargestellten Freistrahldüse 3, sondern auch mit anderen bekannten Auftragswerken bzw. Aggregaten (Auftragswerk mit Düsenkammer; Vorhangdüse; Einzelauftragsdüsen; Walzenauftragswerk usw.) einsetzbar ist.
Zusätzlich ist das dem Mediumsauftrag auf die Bahn 2 dienende Band 4b mit einer (nicht dargestellten) Oberflächenstruktur versehen. Diese Struktur kann in Längsrillungen bestehen oder das gesamte Band weist beispielsweise Poren auf, die allesamt einer volumetrischen Dosierung des Auftragsmediums dienen. Ein solches Band hat damit ein gewisses Speichervolumen, wobei insbesondere bei hohem Druck in den Pressspalten 6 und 12 das Speichervermögen geringer wird und das Medium freigegeben wird.
Das Band 4b selbst, ist aus Kunststoff oder Gummi gefertigt.

Claims

Auftragswerk zum indirekten Auftragen eines Auftragsmediums (M), wie Leim oder Stärke, auf eine laufende Faserstoffbahn (2), insbesondere aus Papier, mit einem Auftragsaggregat (3) und einer Auftragsfläche zum Aufbringen des Auftragsmediums (M) auf die Faserstoffbahn (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsfläche als Zwei-Elementen-Einheit (4) ausgebildet ist, wobei das Auftragsaggregat (3) dem ersten Element (4a) zugeordnet ist, welches das vom Auftragsaggregat (3) empfangene Auftragsmedium (M) an das zweite Element (4b) übergibt und das zweite Element (4b) das emfangene Auftragsmedium auf die Faserstoffbahn (2) überträgt, wobei das erste Element als eine Auftragswalze (4a) und das zweite Element als flexibles, umlaufendes Band (4b) ausgebildet ist.
Auftragswerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (4b) mit einer zusätzlichen Kontaktwalze (11) einen Pressspalt (12) bildet.
Auftragswerk nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer von zwei Presswalzen (7, 8) gebildeter Pressspalt (6) vorgeshen ist, in welchem das Auftragsmedium (M) an die Faserstoffbahn (2) gelangt.
Auftragswerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (4b) eine Oberflächenstruktur und/oder ein Speichervolumen für das Auftragsmedium (M) aufweist.
Auftragswerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigungs- und Konditioniereinrichtung (10) für das Band (4b) vorgesehen ist.
Auftragswerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mess-, Steuereungs- und Regeleinrichtung (15, 16) vorgesehen ist, mit der beispielsweise die Viskosität und Auftragsmenge des Auftragsmediums (M), die Spannung T des Bandes (4b), der Liniendruck F und/oder Verweilzeit im Pressspalt (6, 12), der Umschlingungswinkel des Bandes (4b) um die Auftragswalze (4a), die Belastung der Kontaktwalze (11) gegen die Auftragswalze (4a), die Kontaktzeit zwischen Band (4b) und Faserstoffbahn (2) einstell- und korrigierbar sind.
Auftragswerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch seinen Einsatz bei Trockengehalten der Faserstoffbahn (2) von > 60% innerhalb oder im Anschluss an die Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung der Faserstoffbahn (2) oder bei Trockengehalten von < 60% innerhalb der Pressenpartie oder der ersten Trockengruppe bzw. den ersten Trockengruppen der besagten Maschine.