DE19651738A1 - Auftragswerk zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Oberfläche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Auftragswerk zum direkten oder in­ direkten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Oberfläche nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1.

Als laufende Oberfläche soll entweder die laufende Material­ bahn, insbesondere aus Papier oder Karton - bei direktem Auf­ tragen - oder eine Auftragswalze verstanden werden, die bei indirektem Auftragen das aufgebrachte Streichmedium an die Ma­ terialbahn abgibt.

Es sind Auftragswerke bekannt, bei denen zwischen zwei Lippen ein Dosierspalt ausgebildet ist, der als Freistrahldüse wirkt. Dieser Dosierspalt wird auch als Farbaustrittsspalt bezeich­ net. Für derartige Auftragswerke ist aufgrund der Ausbildung eines durch die Umgebungsatmosphäre verlaufenden freien Strahls des flüssigen oder pastösen Mediums auch die Bezeich­ nung Freistrahlauftragswerk bzw. "Fountain-Applicator" (JetFlow F) gebräuchlich. Durch den freien Strahl wird das flüssige oder pastöse Medium direkt oder indirekt auf eine laufende Materialbahn aufgetragen.

Bei diesen Auftragswerken wird das flüssige oder pastöse Me­ dium im allgemeinen über ein Farbverteilrohr, das innerhalb eines sich über die Breite des Auftragswerks (bzw. Breite der zu beschichtenden Bahn) erstreckenden Tragbalkens angeordnet ist, zugeführt. Vom Farbverteilrohr gelangt das Medium über Durchtrittsöffnungen in einen Ausgleichsraum und strömt von dort über einen Zuleitkanal zum Dosierspalt, aus dem das flüs­ sige oder pastöse Medium anschließend in Form des genannten "freien Strahls" austritt. Beim direkten Auftrag des Mediums läuft eine Materialbahn an der Freistrahldüse vorbei und wird wie vorstehend beschrieben, direkt mit dem freien Strahl des flüssigen oder pastösen Mediums beaufschlagt. Die Materialbahn kann dabei beispielsweise auf der Oberfläche einer Walze ge­ führt werden. Beim indirekten Auftrag des Mediums wird der freie Strahl zunächst auf eine Trägerfläche, z. B. die Oberflä­ che einer Auftragswalze, aufgebracht, um von dort in einem Walzenspalt, durch den die Materialbahn hindurchläuft, von der Auftragswalze auf die Materialbahn übertragen zu werden.

Diejenige Lippe der beiden den Dosierspalt bildenden Lippen, die auf der Seite des Dosierspalts liegt, auf der die eingangs bezeichnete "laufende Oberfläche", die auf das Auftragswerk zuläuft, wird als zulaufseitige Lippe bezeichnet. Entsprechend wird die zweite Lippe, die auf der Seite des Dosierspalts liegt, von der die laufende Oberfläche vom Auftragswerk weg­ läuft, als ablaufseitige Lippe bezeichnet.

Dem Freistrahl-Auftragswerk ist üblicherweise eine Enddosier­ einrichtung nachgeschaltet, die mittels eines Rakelelements, z. B. einer Rakelklinge, das aufgetragene flüssige oder pastöse Medium auf die gewünschte Auftragsmenge abrakelt. Weiterhin ist zwischen der ablaufseitigen Lippe des Auftragswerks und der Enddosiereinrichtung eine Auffangrinne angeordnet, um überschüssiges flüssiges oder pastöses Medium, das vom Auf­ tragswerk oder von der Enddosiereinrichtung abläuft, zu sam­ meln.

Ein derartiges Freistrahl-Auftragswerk ist beispielsweise aus der US 5,436,030 oder der OS 44 32 177 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Auftragswerk der eingangs erläuterten Art zu schaffen, das auf einfache und ef­ fektive Weise eine bessere Vergleichmäßigung der Farbmenge über die gesamte Bahnbreite ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Auf­ tragswerk mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Der relativ scharfe Knick der Strömungsleitfläche führt zu ei­ ner so starken Zentrifugalkraft mit Druckverlust durch Im­ pulse, wodurch in überraschender Weise der Farbstrom über die gesamte Breite der Bahn besser als bisher vergleichmäßigt wird. Das heißt, es wird ein besseres Querprofil (Mikroprofil ohne Streifigkeit) erreicht.

Außerdem erfolgt mit der erfindungsgemäßen Strömungsleitfläche eine wesentlich bessere Entlüftung des Streichmediums (Entlüftung von mit dem Zulauf der laufenden Oberfläche mitge­ schleppter Luft).

Die Erfindung ist unter anderem auch sehr zweckmäßig einsetz­ bar bei solchen Freistrahl-Auftragswerken, wo der als Frei­ strahldüse ausgebildete Dosierspalt über die Länge des Auf­ tragswerkes, gemäß der noch unveröffentlichten Anmeldungen 195 49 085.1 sowie 195 32 920.1 der Anmelderin, kammartig unterteilt ist. Danach kann diese kammartige Unterteilung direkt in die zulauf- und/oder ablaufseitige Lippe eingearbeitet sein. Gemäß der genannten Anmeldungen kann aber auch eine in den Dosier­ spalt bzw. in die zulaufseitige und/oder ablaufseitige Lippe angeordnete Profilleiste mit einer Vielzahl definierter Durch­ trittsspalten vorhanden sein.

Aufgrund seiner besonderen Geometrie weist der Dosierspalt oder aber die genannte Profilleiste eine Vielzahl definierter Durchtrittsspalten für das flüssige oder pastöse Medium auf. Dadurch läßt sich eine große Anzahl von sehr exakten Durch­ trittsöffnungen für das flüssige oder pastöse Medium bereit­ stellen. Hier wirken diese genannten Durchtrittsöffnungen bzw. -spalten des kammartig unterteilten Dosierspalts oder der Pro­ filleiste als Freistrahldüse aus denen das flüssige oder pastöse Medium in Form eines freien Strahls austritt.

Bei Verwendung von bestimmten Streichmedien könnte es unter Umständen in der Praxis vorkommen, daß das Streichmedium über die Bahn zwar gleichmäßig stark verteilt ist, aber dennoch feinste Streifen entsprechend der Geometrie der oben beschrie­ benen Durchtrittsspalten sichtbar wären. Das erfindungsgemäße Auftragswerk gestattet daher auch bei dieser Variante auf vor­ teilhafte Art und Weise eine einfach durchzuführende weitere Vergleichmäßigung des flüssigen oder pastösen Mediums über die gesamte Bahnbreite. Außerdem ermöglicht das erfindungsgemäße Auftragswerk, daß eine gegebenenfalls nachgeschaltete Enddo­ sierrakel aufgrund der gleichmäßigen Streichmenge über die ge­ samte Bahnbreite hinweg, bedeutend weniger belastet wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend unter Be­ zugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Auftrags­ werks,

Fig. 2 eine schematische vergrößerte Darstellung des Bereiches X in Fig. 1.

In der nachfolgenden Beschreibung werden zur Vermeidung von Wiederholungen gleiche Bauteile auch mit gleichen Bezugszei­ chen gekennzeichnet, sofern keine weitere Differenzierung er­ forderlich ist.

Wie in Fig. 1 in einer schematischen Querschnittsdarstellung gezeigt, umfaßt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungs­ gemäßen Auftragswerks 2 einen Balken 20, der sich über die ge­ samte Breite des Auftragswerks (in Richtung der Breite der Pa­ pierbahn) erstreckt. Im Balken 20 ist ein Verteilrohr 18, das üblicherweise auch als Farbverteilrohr bezeichnet wird, für das aufzutragende flüssige oder pastöse Medium ausgebildet. An dieses Verteilrohr 18 schließt sich, über Durchtrittsöffnungen 24 verbunden, ein Ausgleichsraum 16 an, der sich in einem Zu­ leitkanal 14 fortsetzt. Der Zuleitkanal 14 mündet in einen als Freistrahldüse ausgebildeten Dosierspalt, der zwischen einer zulaufseitigen 4 und einer ablaufseitigen Lippe 8 gebildet ist. Der Zuleitkanal 14 ist vorzugsweise so ausgestaltet, daß er sich zum Dosierspalt hin stetig verjüngt. Der Dosierspalt selbst ist bei dieser Ausführung kammartig unterteilt und be­ sitzt eine Vielzahl definierter Durchtrittsspalten (32) für das flüssige oder pastöse Medium. Als solcher Dosierspalt dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Profilleiste 30. Die Profilleiste 30 ist bereits in der noch unveröffent­ lichten Anmeldung 195 32 920.1 sowie der ebenfalls noch unver­ öffentlichten Anmeldung 195 49 085.1 der Anmelderin beschrie­ ben.

Die Profilleiste 30 ist hier an der ablaufseitigen Lippe 8 an­ geordnet und erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Breite der laufenden Oberfläche 26. Die Profilleiste 30 gemäß dieser Ausführungsform besitzt einen im wesentlichen recht­ eckigen Querschnitt und ist in einer im oberen Bereich der ab­ laufseitigen Lippe 8 befindlichen und als Halteeinrichtung dienenden Aussparung einseitig gehalten.

Die Tiefe der Aussparung ist größer als die Tiefe der Profil­ leiste 30, so daß die Profilleiste 30 in ihrer Halteeinrich­ tung im wesentlichen quer zur Strömungsebene des im Zuleitka­ nal 14 strömenden flüssigen oder pastösen Mediums 12 in einer zur zulaufseitigen Lippe 4 gerichteten Richtung, die in der Figur durch den Pfeil P2 gekennzeichnet ist, beweglich ist. Zwischen dem Boden der Aussparung und der Rückseite der Pro­ filleiste 30 ist eine Andrückeinrichtung vorgesehen, die die Profilleiste 30 direkt oder indirekt quer zur Strömungsebene des im Zuleitkanal 14 strömenden flüssigen oder pastösen Medi­ ums 12 in die zur zulaufseitigen Lippe 4 gerichtete Richtung P2 drückt. Diese Andrückeinrichtung ist im vorliegenden Fall als schlauchartiges Element 50 ausgebildet, das sich unter Einfluß eines Wirkmediums, z. B. Druckluft, verformt und die Profilleiste 30 so unter direkter Krafteinwirkung in die vor­ hergenannte Richtung P2 bewegt. Zu diesem Zweck ist auch eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Druckerzeugungseinrich­ tung vorgesehen, die das Wirkmedium in dem schlauchartigen Element 50 mit einem geeigneten Druck beaufschlagt.

Am oberen freien Ende der zulaufseitigen Lippe 4, das sich über das freie Ende der ablaufseitigen Lippe 8 hinaus er­ streckt, ist eine in einem Winkel abgeknickte Strömungs­ leitfläche 10 ausgebildet. Das flüssige oder pastöse Medium und dessen Strömungsrichtung ist durch Pfeile 12 angedeutet.

Dem Auftragswerk 2 gegenüber liegt eine bewegte Oberfläche 26, die eine Auftragswalze für einen indirekten Auftrag des aufzu­ tragenden Mediums sein kann, oder eine Stützwalze, die eine laufende Materialbahn aus Papier oder Karton führt. Die Dreh­ richtung der bewegten Oberfläche 26 ist durch einen Pfeil P1 verdeutlicht.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß eine Vorder­ wand 22, mit der die ablaufseitige Lippe 8 fest verbunden ist, im Betrieb starr fixiert ist. Sie kann jedoch bei Bedarf, z. B. für Reinigungszwecke um ein Gelenk 28 herabgeklappt werden. Die Rückseite, d. h. die dem Zuleitkanal 14 abgewandte Seite, der Vorderwand 22 ist als Ablauffläche für überschüssiges flüssiges oder pastöses Medium ausgebildet.

Bei diesem Auftragswerk 2 gemäß Fig. 1 wird das flüssige oder pastöse Medium 12 zunächst über das Farbverteilrohr 18 zuge­ leitet, gelangt dann in den Ausgleichsraum 16 und strömt durch den Zuleitkanal 14 zu den Durchtrittsspalten 32 der Profillei­ ste 30, aus denen das Medium dann in einem nicht dargestellten Freistrahl austritt, wobei durch die scharf abgeknickte Leit- oder Umlenkfläche 10 der zulaufseitigen Lippe 4 eine Umlenkung des Auftragsstrahls in Richtung zur Tangente an die laufende Oberfläche 26 angelegten, gedachten Tangente erfolgt. Das flüssige oder pastöse Medium 12 wird in Form dieses Frei­ strahls auf die laufende Oberfläche aufgebracht und danach in einer nicht dargestellten nachgeschalteten Enddosiereinrich­ tung das aufgetragene Medium zur Einstellung einer gewünschten Auftragsmenge abgerakelt.

Das Ausführungsbeispiel kann auch mit einer Verstelleinrich­ tung für die zulaufseitige Lippe 4 oder die auslaufseitige Lippe 8 ausgestattet sein. Die Verstelleinrichtung ist in den Figuren jedoch nicht dargestellt.

In der Fig. 2, die eine schematisch vergrößerte Darstellung des Bereiches X in Fig. 1 zeigt, sind gleichzeitig Details ge­ mäß einer weiteren Ausführungsform erkennbar.

Die Profilleiste 30 aus Fig. 1 ist hier nicht dargestellt, weil diese nicht zwingend vorhanden sein muß.

Die Fig. 2 zeigt deutlicher die Strömungsleitfläche 10. Ein unter einem Winkel - der zwischen 10° und 70° betragen kann - ausgeformtes Leitblech 40 mit seinen Schenkeln a und b, bil­ det hierbei die Strömungsleitfläche 10.

Der Bereich a und b sind annähernd gleich lang, wobei der Schenkel a ab dem Ende der zulaufseitigen Lippe 4, das etwa auf gleicher Höhe wie die zulaufseitige Lippe 8 liegt, gemes­ sen wird.

Die Steifigkeit eines solchen Leitbleches gemäß Fig. 2 ist hoch. Außerdem dürften die Fertigungskosten für eine derartige Leitfläche geringer sein, als für jene, die wie in Fig. 1 dar­ gestellt, direkt in die Düsenlippe 4 eingearbeitet ist.

Die im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 erläuterten Ausfüh­ rungsformen stellen lediglich Beispiele dar. Im Rahmen der Er­ findung ist selbstverständlich die Strömungsleitfläche bzw. das Leitblech 10 auch an die ablaufseitige Lippe 8 anbringbar. Ebenfalls ist die Leitfläche bzw. das Leitblech 10 auch in an­ dere denkbare Bauformen von Düsen-Auftragswerken integrierbar.

Claims (7)

1. Auftragswerk zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums (12) auf eine laufende Oberfläche (26), mit einem als Freistrahldüse ausgebilde­ ten Dosierspalt, der zwischen einer zulaufseitigen (4) und einer ablaufseitigen Lippe (8) gebildet ist sowie wenig­ stens einem zum Dosierspalt führenden Zuleitkanal (14) für das flüssige oder pastöse Medium, dadurch gekennzeichnet, daß die zulaufseitige Lippe (4) oder die ablaufseitige Lippe (8) an ihrem zur laufenden Oberfläche (26) gerichteten Ende eine in Laufrichtung der Oberfläche (26) abgewinkelte Strömungsleitfläche (10) zur Führung des aus der Freistrahldüse auftretenden Strahles aufweist.

2. Auftragswerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitfläche (10) durch ein an die zulaufsei­ tige Lippe (4) angebrachtes abgewinkeltes Leitblech (40) gebildet ist.

3. Auftragswerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Strömungsleitfläche (10) einen Schenkel (a) und einen Schenkel (b) aufweist, wobei der Schenkel (a) annähernd in Höhe der Lippe beginnt, die der Strömungsleitfläche (10) gegenüberliegt und der Schenkel (b) in einem Winkel α von 10° bis 70° vorzugsweise 45° vom Schenkel (a) abgewinkelt ist.

4. Auftragswerk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Strömungsleitfläche (10) scharfkantig oder mit einem kleinen Radius von bis zu 9 mm, vorzugsweise 1 mm, abgewinkelt ist.

5. Auftragswerk nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Dosierspalt kammartig unterteilt ist und eine Vielzahl definierter Durchtrittsspalten (32) für das flüs­ sige oder pastöse Medium (12) besitzt.

6. Auftragswerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zulaufseitige (4) und/oder ablaufseitige Lippe (8) mit einem kammartigen Spaltenprofil zur Bildung einer Vielzahl von im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung des im Zuleitkanal (14) strömenden flüssigen oder pastösen Medi­ ums (12) verlaufenden Durchtrittsspalten versehen ist.

7. Auftragswerk nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß als kammartiges Spaltenprofil eine Profilleiste (30) vorgesehen ist, die eine Vielzahl definierter Durch­ trittsspalten (32) besitzt, die im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung des im Zuleitkanal (14) strömenden flüssigen oder pastösen Mediums (12) verlaufen.