DE19702605A1

DE19702605A1 - Vorrichtung und Verfahren zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn

Info

Publication number: DE19702605A1
Application number: DE19702605A
Authority: DE
Inventors: Martin Dr Kustermann
Original assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Current assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Priority date: 1997-01-24
Filing date: 1997-01-24
Publication date: 1998-07-30
Also published as: US6613386B1; JPH10216601A; EP0855464A3; EP0855464A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine ebensolche Materialbahn.

Gattungsgemäße Vorrichtungen und Verfahren werden üblicherweise im Rahmen von sogenannten Streichanlagen eingesetzt beziehungsweise angewandt, um eine laufende Materialbahn, die beispielsweise aus Papier, Karton oder einem Textilwerkstoff besteht, mittels eines Auftragwerks ein- oder beidseitig mit einer oder mehreren Schichten des Mediums, beispielsweise Farbe, Stärke, Imprägnierflüssigkeit oder dergleichen, zu versehen.

Beim sogenannten direkten Auftrag wird das flüssige oder pastöse Medium von einer Auftragseinrichtung direkt auf die Oberfläche der laufenden Materialbahn aufgetragen, die während des Auftrags auf einer umlaufenden Gegenfläche, beispielsweise einem Endlosband oder einer Gegenwalze bzw.

Stützwalze, gestützt wird. Beim indirekten Auftrag des Mediums wird das flüssige oder pastöse Medium hingegen zunächst auf eine Trägerfläche, z. B. die Oberfläche einer als Auftragwalze ausgestalteten Gegenwalze, aufgebracht, um von dort in einem Walzenspalt, durch den die Materialbahn hindurchläuft, von der Auftragwalze auf die Materialbahn übertragen zu werden.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum direkten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, ist aus der DE 42 05 313 A1 der Anmelderin bekannt. Diese Vorrichtung umfaßt eine von der Materialbahn teilweise umschlungene drehbare Stützwalze, welche eine der Stützwalze zugewandte Seite der Materialbahn stützt, wobei die Stützwalzenoberfläche und die Materialbahn einen sich keilförmig verjüngenden Einlaufzwickel und einen Auslaufzwickel bilden. Des weiteren umfaßt die Vorrichtung ein der Stützwalze gegenüberliegendes Auftragswerk zum Beschichten einer der Stützwalze abgewandten Seite der Materialbahn mit dem Medium sowie eine bezogen auf die Drehrichtung der Stützwalze vor dem Auftragswerk angeordnete Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung zum Entfernen einer von der Materialbahn mitgeführten Luftgrenzschicht. Die Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung dient hierbei zur Vermeidung störender Lufteinflüsse im Einlaufzwickel zwischen der Materialbahn und dem auf die Materialbahn applizierten Medium. Mit anderen Worten soll ein unerwünschter Lufteintrag auf der Seite der Materialbahn vermieden werden, auf die das Medium aufgetragen wird, d. h. auf der der Stützwalze abgewandten Seite.

Ferner ist eine mit der zuvor genannten DE 42 05 313 A1 vergleichbare Vorrichtung, jedoch zum indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Streichfarbe auf eine laufende Materialbahn, aus der EP 0 556 675 A1 bekannt, die ebenfalls auf die Anmelderin zurückgeht. Diese Vorrichtung umfaßt ein Walzenauftragswerk mit einer Auftragswalze, die in einem Streichfarbensumpf oder -bad umläuft, sowie eine der Auftragswalze unmittelbar gegenüberliegende Stützwalze, die teilweise von einer Materialbahn umschlungen ist. Die Materialbahn läuft durch den von der Auftragswalze und der Stützwalze gebildeten Walzenspalt, in dem die Streichfarbe auf die Materialbahn übertragen wird. Bezogen auf die Drehrichtung der Stützwalze ist vor dem Walzenspalt und in dem von den Konturen der einander gegenüberliegenden Walzen gebildeten keilartigen Bereich eine Luftgrenzschicht-Ent fernungseinrichtung angeordnet, die wie bei der DE 42 05 313 A1 dazu dient, einen unerwünschter Lufteintrag auf der Seite der Materialbahn zu vermeiden, auf die das Streichmedium aufgetragen wird.

Eine andere, mit der der EP 0 556 675 A1 vergleichbare Vorrichtung zum indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Streichfarbe auf eine laufende Materialbahn, ist in der US-P-5,506,005 offenbart. Anstelle einer Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung der zuvor beschriebenen Art besitzt diese Vorrichtung jedoch eine Materialbahn-Anpreßeinrichtung, die bezogen auf die Laufrichtung der Materialbahn hinter der Kontaktlinie zwischen Stützwalze und der auf die Stützwalze auflaufenden Materialbahn, das heißt hinter dem von der Stützwalzenoberfläche und der Materialbahn gebildeten keilförmigen Einlaufzwickel, und der der Stützwalze abgewandten Seite der Materialbahn gegenüberliegend angeordnet ist und die Materialbahn an die Stützwalze preßt. Zu diesem Zweck wird ein Luftstrahl mit einem Druck von mindestens 2,5 kPa aus der Materialbahn-Anpreßeinrichtung auf die zu beschichtende Materialbahnoberfläche geblasen. Die Materialbahn-Anpreßeinrichtung dient dazu einen unerwünschten Lufteintrag zwischen die Stützwalzenoberfläche und die der Stützwalze zugeordnete Seite der Materialbahn zu verhindern.

Es hat sich bei diesen konventionellen Vorrichtungen und den damit verbundenen Verfahren indes herausgestellt, daß sowohl die von der Materialbahn als auch der Stützwalze mitgeschleppte Luftgrenzschicht leicht zwischen die Stützwalzenoberfläche und die Materialbahn gelangen und die Materialbahn infolgedessen am Auftragsort oder an einem dem Auftragsort vor- und/oder nachgeschalteten Dosier- oder Bearbeitungselement eine Blase werfen kann, was zu Auftragsdefekten oder Falten und damit zu einer nicht unerheblichen Beeinträchtigung der Auftragsqualität führt. Auch die Verwendung der weiter oben erläuterten bekannten Materialbahn-Anpreßeinrichtungen konnte dieses technische Problem bisher nicht vollständig lösen, da es sich gezeigt hat, daß trotz hoher Anpreßdrücke noch unerwünschte Lufteinschlüsse zwischen die Stützwalzenoberfläche und die Materialbahn gelangen, insbesondere bei variierenden Materialbahneigenschaften und hohen Bahngeschwindigkeiten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine gattungsgemäße Vorrichtung im Hinblick auf die zuvor erläuterte Problematik der grenzschichtbedingten Lufteinschlüsse weiter zu verbessern und somit eine Steigerung der erzielbaren Auftragsqualität zu ermöglichen. Eine weitere Aufgabe ist es, ein geeignetes Verfahren zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn zu schaffen, das die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile möglichst weitgehend vermeidet.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungs gemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Diese Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, umfaßt wenigstens eine von der Materialbahn teilweise umschlungene drehbare Stützwalze, welche eine der Stützwalze zugewandte Seite der Materialbahn stützt, wobei die Stützwalzenoberfläche und die Materialbahn einen sich keilförmig verjüngenden Einlaufzwickel und einen Auslaufzwickel bilden. Des weiteren umfaßt die Vorrichtung wenigstens ein der Stützwalze gegenüberliegendes Auftragswerk zum Beschichten einer der Stützwalze abgewandten Seite der Materialbahn mit dem Medium und/oder zum Weiterbearbeiten der beschichteten Materialbahnseite, sowie wenigstens eine bezogen auf die Drehrichtung der Stützwalze vor dem Auftragswerk angeordnete Luftgrenzschicht-Ent fernungseinrichtung zum Entfernen einer von der Stützwalze und/oder der Materialbahn mitgeführten Luftgrenzschicht. Die wenigstens eine Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung ist hierbei zwischen der Stützwalzenoberfläche und der der Stützwalze zugewandten Seite der Materialbahn im Einlaufzwickel angeordnet. Als Auftragswerk ist im Sinne der Erfindung jedes beliebige geeignete Auftragswerk zu verstehen, so zum Beispiel Düsenauftragswerke, Freistrahldüsenauftragswerke ("Jet Flow-F"), sog. SDTA-Auftragswerke (Short Dwell-Time Applicators), LDTA-Auftragswerke (Long Dwell-Time Applicators), Auftragswerke mit Auftragskammer, und dergleichen.

Die Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes haben erkannt, daß dem Einfluß der von der Stützwalzenoberfläche sowie der der Stützwalze zugewandten Seite der Materialbahn mitgeschleppten Luftgrenzschicht im Hinblick auf das zugrundeliegende technische Problem besondere Bedeutung zuzumessen ist. Die erfindungsgemäße Anordnung der Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung gestattet es auf einfache Art und Weise bei Bedarf sowohl die von der Stützwalze als auch von der der Stützwalze zugeordneten Seite der Materialbahn mitgeschleppte Luftgrenzschicht wirkungsvoll zu entfernen bzw. abzuleiten oder zurückzuhalten, bevor die Materialbahn an der Spitze des Einlaufzwickels auf die Stützwalzenoberfläche läuft. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat sich auch bei hohen Materialbahngeschwindigkeiten als sehr wirkungsvoll erwiesen. Da die Manipulation der Grenzschicht zudem direkt an denjenigen grenzschichtbehafteten Seiten der Materialbahn und der Stützwalze erfolgt, die nach dem Passieren der Spitze des Einlaufzwickels aufeinanderlaufen, ist eine effizientere Entfernung der Grenzschicht insbesondere auch bei variierenden oder speziellen Materialbahneigenschaften, zum Beispiel bei einer rauhen Oberflächenstruktur, die mehr Luft mitschleppt als eine glatte, realisierbar. Auf Lufteinschlüsse basierende Auftragsdefekte oder unerwünschte Falten am Auftragsort oder an einem dem Auftragsort vor- und/oder nachgeschalteten Dosier- oder Bearbeitungselement werden gegenüber dem bekannten Stand der Technik minimiert. Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet somit eine definierte Anlage der Materialbahn an der Stützwalze und trägt zu einer Steigerung der erzielbare Qualität des mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Produktes bei.

Gemäß einem vorteilhaften Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Luftgrenzschicht-Ent fernungseinrichtung in unmittelbarer Nähe der Spitze des Einlaufzwickels angeordnet ist. Dadurch wird die von der Stützwalzenoberfläche beziehungsweise der der Stützwalze zugewandten Seite der Materialbahn mitgeschleppte Luftgrenzschicht entfernt, unmittelbar bevor die Materialbahn an der Spitze des Einlaufzwickels auf die Stützwalzenoberfläche läuft. Auf diese Weise kann sich an den im wesentlichen grenzschichtfreien Oberflächenbereich keine neue Grenzschicht aufbauen und der grenzschichtbedingte Eintrag von Lufteinschlüssen zwischen der Stützwalzenoberfläche und der Materialbahn wird wirkungsvoll vermieden.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung wenigstens eine Absaugeinrichtung umfaßt, die mindestens eine der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze zugewandten Seite der Materialbahn zugeordnete Absaugöffnung zum Absaugen der von der Stützwalze und/oder der Materialbahn mitgeführten Luftgrenzschicht aufweist. Auf diese Weise kann der unerwünschte grenzschichtbedingte Eintrag von Lufteinschlüssen zwischen die Stützwalzenoberfläche und die der Stützwalze zugewandte Seite der Materialbahn wirkungsvoll vermieden werden.

In einer anderen Ausführungsform, die sich ebenfalls als sehr günstig erwiesen hat, umfaßt die Luftgrenzschicht-Ent fernungseinrichtung wenigstens eine mindestens ein gasförmiges Medium ausstoßende Blaseinrichtung, mit wenigstens einer der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze zugewandten Seite der Materialbahn zugeordneten Austrittsöffnung für das gasförmige Medium, die die Strömung des austretenden gasförmigen Mediums im wesentlichen entgegen der Drehrichtung der Stützwalze auf die Stützwalzenoberfläche und/oder im wesentlichen entgegen der Laufrichtung der Materialbahn auf deren der Stützwalze zugewandte Seite lenkt, und so ein Eintreten der von der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze zugewandten Seite der Materialbahn mitgeführten Luftgrenzschicht zwischen die Stützwalzenoberfläche und die der Stützwalze zugewandte Seite der Materialbahn verhindert. Als gasförmiges Medium wird vorzugsweise Luft verwendet, ebenso sind in Abhängigkeit bestimmter Betriebsparameter der Vorrichtung sowie bestimmter zu erzielender Effekte jedoch auch andere gasförmige Medien geeignet.

Gemäß einer weiteren positiven Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wiederum ist vorgesehen, daß die Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung wenigstens eine mindestens ein gasförmiges Medium ausstoßende Blaseinrichtung umfaßt, mit wenigstens einer Austrittsöffnung für das gasförmige Medium, sowie wenigstens einem der Austrittsöffnung zugeordneten Umlenkelement, das die Strömung des austretenden gasförmigen Mediums im wesentlichen entgegen der Drehrichtung der Stützwalze auf die Stützwalzenoberfläche und/oder im wesentlichen entgegen der Laufrichtung der Materialbahn auf deren der Stützwalze zugewandte Seite lenkt, und so ein Eintreten der von der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze zugewandten Materialbahnseite mitgeführten Luftgrenzschicht zwischen die Stützwalzenoberfläche und die der Stützwalze zugewandt e Seite der Materialbahn verhindert. Als Umlenkelemente sind im Sinne der Erfindung beispielsweise ein oder mehrere vor der Austrittsöffnung angeordnete Umlenkbleche oder Umlenkkanäle denkbar, deren Position relativ zur Austrittsöffnung und/oder deren Geometrie bei Bedarf auch manuell oder automatisch einstellbar sein kann.

Einer anderen erfindungsgemäßen Lösungsvariante zufolge umfaßt die Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung mindestens eine Schabereinrichtung, die wenigstens ein der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze zugewandten Seite der Materialbahn zugeordnetes Schaberelement aufweist, das die von der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze zugewandten Seite der Materialbahn mitgeführte Luftgrenzschicht abführt oder ablenkt. Hierbei kann das Schaberelement, beziehungsweise dessen freier Schaberrand, in einem Abstand kleiner der Grenzschichtdicke zur Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze zugewandten Seite der Materialbahn positioniert oder aber, wie bei einem bevorzugten Ausgestaltungsmerkmal dieser Ausführungsform, die Anordnung des Schaberelementes so gewählt sein, daß dieses die Stützwalzenoberfläche und/oder die der Stützwalze zugewandte Seite der Materialbahn kontaktiert. Das Schaberelement streift also die Luftgrenzschicht ab und verhindert somit ein grenzschichtbedingtes Eintreten von Lufteinschlüssen zwischen die Stützwalzenoberfläche und die der Stützwalze zugewandte Seite der Materialbahn. Als Schaberelemente können zum Beispiel im wesentlichen starre oder elastisch deformierbare Klingen und dergleichen Anwendung finden. Die Schabereinrichtung kann des weiteren geeignete Stell- und/oder Positionierungseinrichtungen sowie Kontroll- und/oder Regeleinrichtungen zur exakten Einstellung des Schaberelements umfassen.

Schließlich hat es sich auch als vorteilhaft herausgestellt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens eine weitere Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung umfaßt, die bezogen auf die Drehrichtung der Stützwalze vor dem Auftragswerk angeordnet und der der Stützwalze abgewandten Seite der Materialbahn zugeordnet ist und die von der abgewandten Materialbahnseite mitgeführte Luftgrenzschicht entfernt. Bei dieser weiteren Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung kann es sich grundsätzlich um eine an sich bekannte Konstruktion handeln, wie Sie etwa in der weiter oben genannten DE 42 05 313 A1 oder EP 0 556 675 A1 der Anmelderin beschrieben ist. Durch diese Maßnahme ist zusätzlich auch ein unerwünschter Lufteintrag an der Seite der Materialbahn vermeidbar, auf die das flüssige oder pastöse Medium aufgetragen wird, d. h. an der der Stützwalze abgewandten Seite. Dies ist einer Steigerung der erzielbaren Auftragsqualität ebenfalls zuträglich.

Die oben genannte Aufgabe wird des weiteren gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9.

Dieses Verfahren zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, die wenigstens eine drehbare Stützwalze, welche eine der Stützwalze zugewandte Seite der Materialbahn stützt, teilweise umschlingt, wobei die Stützwalzenoberfläche und die Materialbahn einen sich keilförmig verjüngenden Einlaufzwickel und einen Auslaufzwickel bilden, umfaßt folgende Schritte, jedoch nicht zwingenderweise in der gegebenen Reihenfolge:

- Entfernen einer von der Stützwalze und/oder der Materialbahn mitgeführten Luftgrenzschicht an mindestens einer bezogen auf die Drehrichtung der Stützwalze vor dem Ort der Beschichtung und zwischen der Stützwalzenoberfläche und der der Stützwalze zugewandten Seite der Materialbahn im Einlaufzwickel befindlichen Stelle, und
- Beschichten einer der Stützwalze abgewandten Seite der Materialbahn mit dem Medium und/oder Weiterbearbeiten der beschichteten Materialbahnseite.

Im laufenden Betrieb erfolgen die beiden zuvor genannten Schritte bevorzugt zeitgleich. Zum Entfernen der Luftgrenzschicht sowie zum Beschichten der Materialbahn können besonders die zuvor im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläuterten Luftgrenzschicht-Ent fernungseinrichtungen und Auftragswerke eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Detail erläuterten Vorteile.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Luftgrenzschicht vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der Spitze des Einlaufzwickels entfernt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Luftgrenzschicht durch Absaugen der der Stützwalze zugewandten Seite der Materialbahn und/oder der Stützwalzenoberfläche entfernt. Das Absaugen erfolgt hierbei zweckmäßigerweise mittels einer geeigneten Absaugeinrichtung, wie sie zum Beispiel weiter oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert wurde.

Einer anderen Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens zufolge, die sich ebenfalls als sehr wirkungsvoll erwiesen hat, wird mindestens ein gasförmiges Medium, zum Beispiel Luft oder ein anderes geeignetes Gas, im wesentlichen entgegen der Drehrichtung der Stützwalze auf die Stützwalzenoberfläche und/oder im wesentlichen entgegen der Laufrichtung der Materialbahn auf deren der Stützwalze zugewandte Seite geblasen. Auf diese Weise wird ein Eintreten der von der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze zugewandten Seite der Materialbahn mitgeführten Luftgrenzschicht zwischen die Stützwalzenoberfläche und die der Stützwalze zugewandte Seite der Materialbahn verhindert. Das Blasen erfolgt zweckmäßigerweise mittels einer geeigneten Blaseinrichtung, wie sie zum Beispiel weiter oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert wurde.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hingegen wird mindestens ein gasförmiges Medium auf wenigstens ein an der besagten, im Einlaufzwickel befindlichen Stelle angeordnetes Umlenkelement geblasen, das die Strömung des austretenden gasförmigen Mediums im wesentlichen entgegen der Drehrichtung der Stützwalze auf die Stützwalzenoberfläche und/oder im wesentlichen entgegen der Laufrichtung der Materialbahn auf deren der Stützwalze zugewandte Seite lenkt. Auch somit kann ein Eintreten der von der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze zugewandten Materialbahnseite mitgeführten Luftgrenzschicht zwischen die Stützwalzenoberfläche und die der Stützwalze zugewandte Seite der Materialbahn wirkungsvoll verhindert werden. Bezüglich der möglichen Ausgestaltung eines geeigneten Umlenkelementes sowie einer damit korrespondierenden Blaseinrichtung wird auf die weiter oben stehenden Erläuterungen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen.

Gemäß einer noch anderen erfindungsgemäßen Verfahrensvariante wird die von der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze zugewandten Seite der Materialbahn mitgeführte Luftgrenzschicht durch Abschaben abgeführt oder abgelenkt. Dies kann, wie bereits weiter oben angedeutet, mittels eines geeigneten Schaberelements geschehen, das entweder berührungslos arbeitet oder aber die Stützwalzenoberfläche und/oder die der Stützwalze zugewandt e Seite der Materialbahn kontaktiert.

Die zuvor genannten Verfahrensschritte können im Sinne der Erfindung auch mit einem zusätzlichen Verfahrensschritt kombiniert werden, demzufolge an einer bezogen auf die Drehrichtung der Stützwalze vor dem Ort der Beschichtung befindlichen weiteren Stelle die von der der Stützwalze abgewandten Seite der Materialbahn mitgeführte Luftgrenzschicht entfernt wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich eines Auftragwerks, wobei die Zeichnung auch das Prinzip einer ersten bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht,

Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich eines Auftragwerks, wobei die Zeichnung auch das Prinzip einer zweiten bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht, und

Fig. 3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer dritten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich eines Auftragwerks, wobei die Zeichnung auch das Prinzip einer dritten bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht.

In der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren werden zur Vermeidung von Wiederholungen gleiche Bauteile und Komponenten auch mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, sofern keine weitere Differenzierung erforderlich ist.

Der Fig. 1 ist in einer schematischen Querschnittsdarstellung eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum direkten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn 2, insbesondere aus Papier oder Karton, zu entnehmen. Die Vorrichtung umfaßt eine von der Materialbahn 2 teilweise umschlungene drehbare Stützwalze 4, welche eine der Stützwalze 4 zugewandte Seite 2.2 der Materialbahn 2 stützt, wobei die Stützwalzenoberfläche und die Materialbahn 2 einen sich keilförmig verjüngenden Einlaufzwickel und einen Auslaufzwickel bilden. Die Drehrichtung der Stützwalze ist in der Zeichnung durch einen Pfeil angedeutet. Ferner umfaßt die Vorrichtung ein der Stützwalze 4 gegenüberliegendes, nur schematisch angedeutetes Auftragswerk A zum Beschichten einer der Stützwalze 4 abgewandten Seite 2.4 der Materialbahn 2 mit dem besagten Medium. Im vorliegenden Fall wird als Auftragswerk A ein sogenanntes Freistrahldüsen-Auftragswerk verwendet.

Bezogen auf die Drehrichtung der Stützwalze 4 ist vor dem Auftragswerk A eine sich im wesentlichen über die gesamte Maschinenbreite erstreckende Luftgrenzschicht-Ent fernungseinrichtung 6 zum Entfernen einer von der Stützwalze 4 und der Materialbahn 2 mitgeführten Luftgrenzschicht 8 vorgesehen. Die jeweils zu betrachtenden Grenzschichten 8 sind in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Die Luftgrenzschicht-Ent fernungseinrichtung 6 ist zwischen der Stützwalzenoberfläche und der der Stützwalze 4 zugewandten Seite 2.2 der Materialbahn 2 im Einlaufzwickel angeordnet und umfaßt eine in unmittelbarer Nähe der Spitze des Einlaufzwickels positionierte Absaugeinrichtung 10 mit sowohl einer der Stützwalzenoberfläche als auch der der Stützwalze 4 zugewandten Seite 2.2 der Materialbahn 2 zugeordneten Absaugöffnung 12 zum Absaugen der von der Stützwalze 4 und der Materialbahn 2 jeweils mitgeführten Luftgrenzschicht 8. Durch die Absaugwirkung der Luftgrenzschicht-Ent fernungseinrichtung 6 wird die Luftgrenzschicht 8 entfernt noch bevor die Materialbahn auf die Stützwalze 4 aufläuft und somit ein grenzschichtbedingter Eintrag von Lufteinschlüssen zwischen die Stützwalzenoberfläche und die Materialbahn 2 vermieden. Das Entfernen der Luftgrenzschicht 8 sowie das Auftragen des Mediums erfolgt also nach einer Anlaufphase der Vorrichtung zeitgleich aber an unterschiedlichen Materialbahnabschnitten.

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Querschnittsdarstellung eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich eines Auftragwerks. Die Variante nach Fig. 2 entspricht im wesentlichen der nach Fig. 1, anstelle der zuvor genannten Absaugeinrichtung umfaßt die Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung 6 hier jedoch eine ein gasförmiges Medium 18, im nachfolgenden Luft 18 genannt, ausstoßende Blaseinrichtung 14 mit mindestens einer Austrittsöffnung 16 für die Luft 18, sowie einem im Einlaufzwickel vor der Austrittsöffnung 16 angeordneten, im Querschnitt U-förmigen Umlenkelement 20. Die aus der Austrittsöffnung 16 strömende Luft 18 trifft auf das Umlenkelement 20 und wird von diesem derart umgelenkt, daß die Luftströmung im wesentlichen entgegen der Drehrichtung der Stützwalze 4 auf die Stützwalzenoberfläche und im wesentlichen entgegen der Laufrichtung der Materialbahn 2 auf deren der Stützwalze 4 zugewandte Seite 2.2 strömt und so die jeweilige Luftgrenzschicht 8 von der Spitze des Einlaufzwickels fernhält. Ein unerwünschtes Eintreten der von der Stützwalzenoberfläche und der der Stützwalze 4 zugewandten Materialbahnseite 2.2 mitgeführten Luftgrenzschicht 8 zwischen die Stützwalzenoberfläche und die der Stützwalze 2 zugewandte Seite 2.2 der Materialbahn 2 wird dadurch verhindert.

Fig. 3 stellt in einer schematischen Querschnittsdarstellung eine dritte bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, die im vorliegenden Fall als Vorrichtung zum indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums 22 auf die laufende Materialbahn 2 ausgestaltet ist. Dementsprechend umfaßt die Vorrichtung ein Auftragswerk A mit einer der Stützwalze 4 gegenüberliegenden und in einem mit dem flüssigen oder pastösen Auftragsmedium 22 gefüllten Bad 24 rotierenden Auftragswalze 26, die das Medium 22 an ihrer Oberfläche aufnimmt und anschließend in einem zwischen der Stützwalze 4 und der Auftragswalze 26 gebildeten Walzenspalt, durch den die Materialbahn 2 hindurchläuft, auf die der Stützwalze 4 abgewandte Seite 2.4 der Materialbahn 2 überträgt.

Die Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung 6 umfaßt bei diesem Ausführungsbeispiel eine Schabereinrichtung mit zwei sich jeweils im wesentlichen über die gesamte Maschinenbreite erstreckenden, im Querschnitt hakenförmigen Schaberelementen 28, wobei das eine dieser Schaberelemente 28 die Oberfläche der Stützwalze 4 und das andere die der Stützwalze 4 zugewandte Seite 2.2 der Materialbahn 2 kontaktiert und dadurch die von der Stützwalzenoberfläche und der Materialbahnseite 2.2 mitgeschleppte Luftgrenzschicht 8 abstreift. Die abgestreifte Grenzschicht 8 wird, wie in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet, aufgrund der hakenförmigen Querschnittsgestaltung der Schaberelemente 28 umgelenkt und in einer der Drehrichtung der Stützwalze 4 beziehungsweise der Laufrichtung der Materialbahn 2 an dieser Stelle im wesentlichen entgegengesetzten Richtung abgeführt. Ein unerwünschtes Eintreten der von der Stützwalzenoberfläche und der der Stützwalze 4 zugewandten Materialbahnseite 2.2 mitgeführten Luftgrenzschicht 8 zwischen die Stützwalzenoberfläche und die der Stützwalze 2 zugewandte Seite 2.2 der Materialbahn 2 wird dadurch verhindert.

Die Vorrichtung nach Fig. 3 weist überdies eine weitere Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung 30 auf, die bezogen auf die Drehrichtung der Stützwalze 4 vor dem Auftragswerk A angeordnet und der der Stützwalze 4 abgewandten Seite 2.4 der Materialbahn 2 zugeordnet ist und die von der Materialbahnseite 2.4, das heißt der zu beschichtenden Materialbahnseite, mitgeführte Luftgrenzschicht 8 entfernt. Bei der Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung 30 handelt es sich im vorliegenden Fall um eine Konstruktion, wie sie aus der DE 42 05 313 A1 oder EP 0 556 675 A1 der Anmelderin bekannt ist. Ebenso ist jedoch die Verwendung anderer geeigneter Konstruktionen denkbar.

Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele, die lediglich der allgemeinen Erläuterung des Grundgedankens der Erfindung dienen, beschränkt. Vielmehr kann im Rahmen des Schutzumfangs sowohl die erfindungsgemäße Vorrichtung als auch das erfindungsgemäße Verfahren andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungs- bzw. Ausführungsformen annehmen. Die Vorrichtung und das Verfahren können hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen. Bei der Vorrichtung sind anstelle der Stützwalze grundsätzlich auch andere Stützeinrichtungen (beispielsweise ein umlaufendes Endlosband) einsetzbar, sofern deren Stützfläche oder -flächen zusammen mit der Materialbahn einen sich keilartig verjüngenden Einlaufzwickel bildet oder bilden. Anstelle der oben explizit beschriebenen Luftgrenzschicht-Ent fernungseinrichtungen 6 können darüber hinaus generell auch andere für den beabsichtigten Zweck geeignete Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtungen verwendet werden.

Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.

Bezugszeichenliste

Es bezeichnen:

2

Materialbahn

2.2

der Stützwalze

4

zugewandte Seite von

2

2.4

der Stützwalze

4

abgewandte Seite von

2

4

Stützwalze

6

Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung

8

Luftgrenzschicht an

2.2

,

2.4

oder

4

10

Absaugeinrichtung von

6

12

Absaugöffnung von

10

14

Blaseinrichtung von

6

16

Austrittsöffnung von

14

18

gasförmiges Medium/Luft

20

Umlenkelement von

6

22

flüssiges oder pastöses (Auftrags-)Medium

24

Auftragsmedium-Bad

26

Auftragswalze

28

Schaberelemente

30

weitere Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung
A Auftragswerk

Claims

1. Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn (2), insbesondere aus Papier oder Karton, umfassend

- wenigstens eine von der Materialbahn (2) teilweise umschlungene drehbare Stützwalze (4), welche eine der Stützwalze (4) zugewandte Seite (2.2) der Materialbahn (2) stützt, wobei die Stützwalzenoberfläche und die Materialbahn (2) einen sich keilförmig verjüngenden Einlaufzwickel und einen Auslaufzwickel bilden,
- wenigstens ein der Stützwalze (4) gegenüberliegendes Auftragswerk (A) zum Beschichten einer der Stützwalze (4) abgewandten Seite (2.4) der Materialbahn (2) mit dem Medium und/oder zum Weiterbearbeiten der beschichteten Materialbahnseite (2.4),
- wenigstens eine bezogen auf die Drehrichtung der Stützwalze (4) vor dem Auftragswerk (A) angeordnete Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung (6) zum Entfernen einer von der Stützwalze (4) und/oder der Materialbahn (2) mitgeführten Luftgrenzschicht (8),
dadurch gekennzeichnet, daß
- die wenigstens eine Luftgrenzschicht-Ent fernungseinrichtung (6) zwischen der Stützwalzenoberfläche und der der Stützwalze (4) zugewandten Seite (2.2) der Materialbahn (2) im Einlaufzwickel angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung (6) in unmittelbarer Nähe der Spitze des Einlaufzwickels angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung (6) wenigstens eine Absaugeinrichtung (10) umfaßt, die mindestens eine der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze (4) zugewandten Seite (2.2) der Materialbahn (2) zugeordnete Absaugöffnung (12) zum Absaugen der von der Stützwalze (4) und/oder der Materialbahn (2) mitgeführten Luftgrenzschicht (8) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung (6) wenigstens eine mindestens ein gasförmiges Medium (18) ausstoßende Blaseinrichtung (14) umfaßt, mit

- wenigstens einer der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze (4) zugewandten Seite (2.2) der Materialbahn (2) zugeordneten Austrittsöffnung (16) für das gasförmige Medium (18), die die Strömung des austretenden gasförmigen Mediums (18)
- - im wesentlichen entgegen der Drehrichtung der Stützwalze (4) auf die Stützwalzenoberfläche und/oder
- - im wesentlichen entgegen der Laufrichtung der Materialbahn (2) auf deren der Stützwalze (4) zugewandte Seite (2.2) lenkt,
und so ein Eintreten der von der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze (4) zugewandten Seite (2.2) der Materialbahn (2) mitgeführten Luftgrenzschicht (8) zwischen die Stützwalzenoberfläche und die der Stützwalze (4) zugewandte Seite (2.2) der Materialbahn (2) verhindert.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung (6) wenigstens eine mindestens ein gasförmiges Medium (18) ausstoßende Blaseinrichtung (14) umfaßt, mit

- wenigstens einer Austrittsöffnung (16) für das gasförmige Medium (18), sowie
- wenigstens einem der Austrittsöffnung (18) zugeordneten Umlenkelement (20), das die Strömung des austretenden gasförmigen Mediums (18)
- im wesentlichen entgegen der Drehrichtung der Stützwalze (4) auf die Stützwalzenoberfläche und/oder
- im wesentlichen entgegen der Laufrichtung der Materialbahn (2) auf deren der Stützwalze (4) zugewandte Seite (2.2) lenkt,
und so ein Eintreten der von der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze (4) zugewandten Materialbahnseite (2.2) mitgeführten Luftgrenzschicht (8) zwischen die Stützwalzenoberfläche und die der Stützwalze (4) zugewandte Seite (2.2) der Materialbahn (2) verhindert.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung (6) mindestens eine Schabereinrichtung umfaßt, die wenigstens ein der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze (4) zugewandten Seite (2.2) der Materialbahn (2) zugeordnetes Schaberelement (28) aufweist, das die von der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze (4) zugewandten Seite (2.2) der Materialbahn (2) mitgeführte Luftgrenzschicht (8) abführt oder ablenkt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaberelement (28) die Stützwalzenoberfläche und/oder die der Stützwalze (4) zugewandte Seite (2.2) der Materialbahn (2) kontaktiert.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese wenigstens eine weitere Luftgrenzschicht-Ent fernungseinrichtung (30) umfaßt, die bezogen auf die Drehrichtung der Stützwalze (4) vor dem Auftragswerk (A) angeordnet und der der Stützwalze (4) abgewandten Seite (2.4) der Materialbahn (2) zugeordnet ist und die von der der abgewandten Seite (2.4) mitgeführte Luftgrenzschicht (8) entfernt.

9. Verfahren zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn (2), insbesondere aus Papier oder Karton, die wenigstens eine drehbare Stützwalze (4), welche eine der Stützwalze (4) zugewandte Seite (2.2) der Materialbahn (2) stützt, teilweise umschlingt, wobei die Stützwalzenoberfläche und die Materialbahn (2) einen sich keilförmig verjüngenden Einlaufzwickel und einen Auslaufzwickel bilden,
umfassend folgende Schritte, jedoch nicht zwingenderweise in der gegebenen Reihenfolge:

- Entfernen (6) einer von der Stützwalze (4) und/oder der Materialbahn (2) mitgeführten Luftgrenzschicht (8) an mindestens einer bezogen auf die Drehrichtung der Stützwalze (4) vor dem Ort der Beschichtung (A) und zwischen der Stützwalzenoberfläche und der der Stützwalze (4) zugewandten Seite (2.2) der Materialbahn (2) im Einlaufzwickel befindlichen stelle, und
- Beschichten (A) einer der Stützwalze (4) abgewandten Seite (2.4) der Materialbahn (2) mit dem Medium und/oder Weiterbearbeiten der beschichteten Materialbahnseite (2.4).

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnete daß die Luftgrenzschicht (8) in unmittelbarer Nähe der Spitze des Einlaufzwickels entfernt (6) wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnete daß die Luftgrenzschicht (8) durch Absaugen (10, 12) der der Stützwalze (4) zugewandten Seite (2.2) der Materialbahn (2) und/oder der Stützwalzenoberfläche entfernt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnete daß mindestens ein gasförmiges Medium (18)

- im wesentlichen entgegen der Drehrichtung der Stützwalze (4) auf die Stützwalzenoberfläche und/oder
- im wesentlichen entgegen der Laufrichtung der Materialbahn (2) auf deren der Stützwalze (4) zugewandte Seite (2.2) geblasen (14) wird,
und so ein Eintreten der von der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze (4) zugewandten Seite (2.2) der Materialbahn (2) mitgeführten Luftgrenzschicht (8) zwischen die Stützwalzenoberfläche und die der Stützwalze (4) zugewandte Seite (2.2) der Materialbahn (2) verhindert wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein gasförmiges Medium (18) auf wenigstens ein an der im Einlaufzwickel befindlichen Stelle angeordnetes Umlenkelement (20) geblasen (14) wird, das die Strömung des austretenden gasförmigen Mediums (18)

- im wesentlichen entgegen der Drehrichtung der Stützwalze (4) auf die Stützwalzenoberfläche und/oder
- im wesentlichen entgegen der Laufrichtung der Materialbahn (2) auf deren der Stützwalze (4) zugewandte Seite (2.2) lenkt,
und so ein Eintreten der von der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze (4) zugewandten Materialbahnseite (2.2) mitgeführten Luftgrenzschicht (8) zwischen die Stützwalzenoberfläche und die der Stützwalze (4) zugewandte Seite (2.2) der Materialbahn (2) verhindert.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Stützwalzenoberfläche und/oder der der Stützwalze (4) zugewandten Seite (2.2) der Materialbahn (2) mitgeführte Luftgrenzschicht (8) durch Abschaben abgeführt oder abgelenkt wird.

15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich an einer bezogen auf die Drehrichtung der Stützwalze (4) vor dem Ort der Beschichtung (A) befindlichen weiteren Stelle die von der der Stützwalze (4) abgewandten Seite (2.4) der Materialbahn (2) mitgeführte Luftgrenzschicht (8) entfernt (30) wird.