DE19937536A1 - Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Oberfläche - Google Patents

Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Oberfläche

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Oberfläche mit einem Auftragswerk (3, 3', 5) und einer Rakeleinrichtung (8), ist erfindungsgemäß ein Voregalisierelement (9) vorgesehen, welches in Laufrichtung der Oberfläche (1, 1', 2') zwischen dem Auftragswerk (3, 3', 5) und der Rakeleinrichtung (8) angeordnet ist. DOLLAR A Das Voregalisierelement (9) umschlingt die laufende Oberfläche (1, 1', 2') innerhalb einer Voregalisierungsstrecke x.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Oberfläche, die bei direktem Auftrag die Oberfläche einer Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton und bei indirektem Auftrag ein Übertragungselement, beispielsweise eine Auftragswalze ist, die das Auftragsmedium an die Materialbahn überträgt, wobei die Vorrichtung umfasst:
  • - ein Auftragswerk (3, 3', 5), welches das Auftragsmedium (M) an die laufende Oberflä­ che (1, 1', 2') abgibt,
  • - eine Rakeleinrichtung (8), welche in Laufrichtung der Oberfläche (1, 1', 2') nach dem Auftragswerk (3, 3', 5) angeordnet ist und das aufgetragene Medium (M) egalisiert und/oder fertigdosiert.
Eine derartige Auftragsvorrichtung, bei welcher das Auftragsmedium mit einer Vielzahl von Einzelauftragsdüsen auf die Warenbahn aufgebracht wird, ist beispielsweise in der DE 197 22 159 beschrieben.
Die Auftragsdüsen in Form von Zungen- oder Flachstrahldüsen sind dabei in Breitenrich­ tung und/oder in Längsrichtung der laufenden Oberfläche von einander beabstandet.
Hierbei ist aber ein streifenfreier Auftrag über die gesamte Breite der Materialbahn noch nicht erreicht.
Es entstehen dünne aber streifige Filme, da die einzelnen Düsen eine ungleichmäßige Querverteilung (Randwulste) aufweisen. Die Entstehung der Randwulste ist bei dieser Düsenart physikalisch unvermeidbar.
Mit der DE 198 16 337.1 wurde eine Lösung gefunden, mit der das Auftragsergebnis verbessert werden sollte. Aber auch hiermit sind die Ergebnisse noch nicht vollständig zufriedenstellend.
Es wurden auch Vorrichtung erprobt, die besonders geformte Rakelbetten mit engen hydrodynamischen Kanälen vor der Rakeleinrichtung oder zusätzlich installierte Bent- Blade-Schaber vor der Rakeleinrichtung aufwiesen. Diese bewirkten zwar eine Verbesse­ rung der Filmgleichmäßigkeit, beseitigten diese aber nicht. Eine Reststreifigkeit in der mit dieser beschriebenen Auftragstechnik aufgetragenen Filme ist immer noch auf der Materialbahnoberfläche sichtbar.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine einfache Vorrichtung zu schaffen mit der die Reststreifigkeit vermieden werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, in dem ein Voregalisierelement vorgese­ hen ist. Dieses Element ist in Laufrichtung der laufenden Oberfläche (also der Auftrags­ walze, die das Medium an die Materialbahn abgibt oder der Warenbahn selbst) nach dem Auftragswerk und noch vor der eigentlichen Rakeleinrichtung angeordnet.
Innerhalb einer Egalisierungsstrecke x, die zwischen 20 mm und 300 mm je nach Maschinen- bzw. Walzengröße und je nach Maschinengeschwindigkeit und Viskosität des Auftragsmediums betragen sollte, wirkt das Voregalisierelement.
Der Erfinder hat erkannt, daß eine Mindestlänge der Egalisierungsstrecke erforderlich ist, damit sich vom Voregalisierelement erzeugte Ausgleichsquerströmungen aufgrund von Massenverdrängungen bei Zonen mit dickerem Film zu den Zonen mit dünnerem Film ausbilden können.
Aufgrund des Laufens der Oberfläche und der tangierenden bzw. umschlingenden Anordnung des Voregalisierelementes entsteht ein Verreibeeffekt, der eine Vor- Filmglättung bewirkt und somit die beim bisherigen Stand der Technik auftretenden Reststreifen vermeidet.
Ist die Egalisierungsstrecke zu kurz gewählt, kann sich dar flüssige Auftragsfilm innerhalb der kurzen Aufenthaltsdauer (das sind bei den heutigen hohen Maschinengeschwindig­ keiten um ca. 2000 m/min nur Millisekunden) unter dem Egalisierelement nicht ausglei­ chen.
Durch Verstellung des Umschlingungswinkels, den das Voregalisierelement mit der laufenden Oberfläche bildet, kann die vorstehend genannte Länge der Egalisierungsstrec­ ke eingestellt werden.
Durch Regelung des Bahnzuges am Voregalisierelement läßt sich der Verreibeeffekt außerdem noch positiv beeinflussen.
Die Begrenzung des Flüssigkeitsdruckes im Raum zwischen dem Voregalierelement, der laufenden Oberfläche und der Rakeleinrichtung lässt sich durch das gezielte Anbringen von Öffnungen am Ende des Voregalisierelementes oder an der Halterung für die Rakeleinrichtung realisieren.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand der beigefügten Zeich­ nungen näher erläutert werden. Es zeigt:
Fig. 1: Eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung.
Fig. 2: Einen Teilbereich von Fig. 1 vergrößert.
In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung dargestellt. Mit starr gezeichneten Linien ist das einseitige Auftragen in indirekter Weise dargestellt.
In gestrichelten Linien ist das beidseitige Auftragen, mit sogenanntem Speedcoater, als eine Variante wie auch ein denkbares direktes Auftragen direkt auf die Materialbahn 2' als weitere Variante gezeigt.
Die Vorrichtung zum bevorzugten indirekten Auftragen umfasst eine Auftragswalze 1 und gegebenenfalls eine Auftragswalze 1' für beidseitiges Auftragen. Hierbei wird das vom Auftragswerk 3 bzw. 3' oder vom Auftragswerk 5 abgegebene Medien auf die Material­ bahn von der Auftragswalze 1 bzw. 1' übertragen.
Die Drehrichtung der Auftragswalzen 1, 1' ist mit einem Pfeil angegeben.
In der Fig. 1 ist mit 3 ein Düsenauftragswerk schematisch dargestellt, welches einen durchgehenden Auftragsspalt 4 aufweist. Hierbei sind Reststreifigkeiten nicht so stark zu erwarten wie beim Auftrag mit Einzelauftragsdüsen, wie eine andere eingezeichnete Variante mit dem schon erwähnten Auftragswerk 5 darstellt. Dieses Auftragswerk 5 umfaßt eine Vielzahl von Düsen 6, die von einem Verteilrohr 7 abzweigen.
Die aus den Einzeldüsen 6 austretenden Medienstrahlen erzeugen auf der Materialbahn 2 einen geschlossen "Strich", der mit einer Rakeleinrichtung 8 auf die endgültige ge­ wünschte Strichstärke reduzierbar ist.
Um aber die vom Auftragswerk herrührenden und bereits beschriebenen Unebenheiten in den Randbereichen der Strahlen noch vor der Rakeleinrichtung ausgleichen bzw. schon einebnen zu können, ist ein Voregalisierelement 9, welches als Verreibeelement wirkt, vorhanden.
Das zuvor aufgebrachte Auftragsmedium M bewirkt ein leichtes Aufschwimmen und Schmieren des Voregalisierelementes 9.
Zweckmäßig ist es, wenn das Voregalisierelement 9 als geschlossenes Band ausgebildet ist, welches durch eine Kraft F unter Zugspannung gesetzt ist.
Durch Verändern des Umschlingungswinkels α, der 5-45° betragen kann sowie der aufgebrachten Zugspannung, die 0,1-1,0 KN/m betragen sollte, ist eine Voregalisier­ strecke x einstellbar. Die besten Ergebnisse hinsichtlich eines gleichmäßigen Striches wurden mit einer Strecke x, die 20 mm bis 300 mm lang ist, erzielt.
Das Voregalisierelement bzw. das Egalisierband 9 ist aus Metall oder einem Kunststoff gefertigt und damit ein Verschleißteil, was leicht auswechselbar ist und keinerlei weiterer Vor- oder Nachbehandlung bedarf, wie das beim Einsatz eines "Vorrakelelementes" in Form einer Klinge oder eines Stabes der Fall wäre.
Vorteilhaft hat sich eine Rauhigkeit Ra an der zur laufenden Oberfläche zeigenden Seite von ca. 10 µm herausgestellt.
In Fig. 2 ist der Voregalisierungsbereich einschließlich der Rakeleinrichtung vergrößert dargestellt.
Die Rakeleinrichtung 8 ist in Fig. 2 an der Auftragswalze 1', spiegelbildlich zur Fig. 1, gezeigt.
Die Rakeleinrichtung 8 besteht aus einem Tragbalken 10 mit integriertem Tank 11 für rücklaufendes Auftragsmedium MR. Als Rakelelement wurde ein, in einem Rakelbett 12 aufgenommener maschinenbreiter Rakelstab 13 gewählt. Den Rakelstab und das Rakelbett trägt eine Halteleiste 14, die am Rakelbalken befestigt ist. Der Tragbalken 10 trägt außerdem eine Stützleiste 15, an der sich ein Druckschlauch 16 zum feinfühligen Anpressen des Rakelstabes 13 gegen die Walze 1' abstützt. Aus Fig. 2 ist außerdem entnehmbar, daß in die Halteleiste 14 Durchbrechungen 17 eingearbeitet sind. Diese Öffnungen 17 sorgen für einen Übertritt und Rückfluss von Auftragsmedium MR, um den Flüssigkeitsdruck zwischen dem Voregalisierelement 9 und Walze 1 bzw. 1' nicht zu hoch ansteigen zu lassen, weil dadurch der Verreibeeffekt nicht mehr gewährleistet wäre.
Denkbar wäre es auch, die Öffnungen 15 in das Verreibe- bzw. Voregalisierelement 9 in der Nähe des Fixpunktes (FP) einzuarbeiten. Überschüssiges Medium würde dann in einer nicht dargestellten Auffangrinne gesammelt.
Wie in Fig. 2 außerdem gezeigt, ist das als Band ausgebildete Voregalisierelement 9 ebenfalls am Tragbalken 10 befestigt. Damit ist der obengenannte Fixpunkt FP geschaffen, um die in der Erläuterung zu Fig. 1 bereits beschriebene Zugspannung aufbringen zu können.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Oberfläche, die bei direktem Auftrag die Oberflä­ che einer Materialbahn (2'), insbesondere aus Papier oder Karton, und bei indirektem Auftrag ein Übertragungselement, beispielsweise eine Auftragswalze (1, 1') ist, die das Auftragsmedium an die Materialbahn (2) überträgt, wobei die Vorrichtung um­ faßt:
  • - ein Auftragswerk (3, 3', 5), welches das Auftragsmedium (M) an die laufende Oberfläche (1, 1', 2') abgibt,
  • - eine Rakeleinrichtung (8), welche in Laufrichtung der Oberfläche (1, 1', 2') nach dem Auftragswerk (3, 3', 5) angeordnet ist und das aufgetragene Medium (M) egalisiert und/oder fertigdosiert, dadurch gekennzeichnet, dass ein Voregalisierelement (9) in Laufrichtung der Oberfläche (1, 1', 2') zwischen Auftragswerk (3, 3', 5) und Rakeleinrichtung (8) vorgesehen ist, welches die Ober­ fläche (1, 1', 2') innerhalb einer Voregalisierungsstrecke x umschlingt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Voregalisierelement (9) als ein, der Breite der laufenden Oberfläche (1, 1', 2') angepasstes und unter Zugspannung gesetztes Band ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragswerk ein Düsenauftragswerk (5) ist mit einer Vielzahl von über die Breite des Auftragswerkes (5) verteilt angeordneten Einzelauftragsdüsen (6), beispielsweise in Form von Zungen- oder Flachstrahldüsen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragswerk ein Freistrahldüsenauftragswerk (3, 3') ist mit einem über die Länge des Auftragswerkes (3, 3') reichenden durchgehenden Auftragsspalt (4).
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rakeleinrichtung (8) ein Rakelelement enthält, beispielsweise einen in einem Rakelbett (12) aufgenommenen Rakelstab (13) oder eine Rakelklinge, wobei eine Halteleiste (14) das Rakelelement (13) trägt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteleiste (14) an einem Tragbalken (10) befestigt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteleiste (14) Durchbrechungen (17) für rücklaufendes Medium (MR) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Voregalisierelement (9) zum Aufbau der Zugspannung ebenfalls am Tragbalken (10) befestigt und entgegen der Laufrichtung der Oberfläche (1, 1', 2') gespannt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Voregalisierelement (9) durchgängig aus Metall oder einem Kunststoff gefertigt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zur laufenden Oberfläche (1, 1', 2') zeigende Oberfläche des Voregalisierele­ mentes (9) einen Rauhigkeitswert von Ra = < 10 µm aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke x für die Voregalisierung auf 20 mm bis 300 mm einstellbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschlingswinkel α zwischen Voregalisierelement (9) und laufender Oberfläche (1, 1', 2') 5-45° beträgt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugspannung 0,1-1,0 KN/m beträgt.
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