DE3335252C2

DE3335252C2 - Vorrichtung zum gleichmäßigen Verteilen einer Flüssigkeit in vorgegebener Breite

Info

Publication number: DE3335252C2
Application number: DE3335252A
Authority: DE
Inventors: Johannes Zimmer; Karl Mayer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-10-07
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2003-09-30
Also published as: DE3335252A1; AT376612B; JPS59111852A; ATA371682A; IT1167254B; IT8323175A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gleich mäßigen Verteilen einer Flüssigkeit in vorgegebener Breite auf ein relativ zur Vorrichtung bewegtes bahnför miges Substrat bzw. eine ebene Fläche, bestehend aus einem Körper, in dem ein Kanalsystem vorhanden ist, das stufenweise verdoppelnd, verzweigt und sich von einer Eintrittsöffnung zu einer Vielzahl von Austrittsöffnun gen erstreckt, die in einer Reihe quer zur Richtung der relativen Bewegung des bahnförmigen Substrats bzw. einer ebenen Fläche angeordnet sind.

Zum Bedrucken oder Einfärben von Warenbahnen, z. B. beim Textildruck, aber auch zum Beschichten, ist es notwen dig, das Auftragsmedium gleichmäßig über die Arbeits breite zu verteilen. Es sind bereits eine Reihe von Maßnahmen bekannt, wie man den Auftragseinrichtungen, also z. B. Rakelanordnungen oder den Austrittsschlitzen von Düsen, das fließfähige Material möglichst gleich mäßig zuführt. Die Gleichmäßigkeit des Auftrages und damit auch die Qualität der hergestellten Ware hängt stark von der gleichmäßigen Druckverteilung des fließfä higen Mediums über die Arbeitsbreite ab. Dazu ist es aber wiederum erforderlich, daß über die gesamte Ar beitsbreite an jeder Stelle die gleiche Menge an fließ fähigem Material zur Verfügung steht. Das Problem ist sehr schwierig zu lösen, insbesondere wenn man bedenkt, daß z. B. bei Schablonendruckmaschinen Arbeitsbreiten von mehr als 5 m vorhanden sein können. Noch größer werden diese Schwierigkeiten, wenn man auf die Warenbahn nur geringe Mengen des fließfähigen Mediums auftragen will, da hier Ungleichmäßigkeiten in der Abgabe des fließfähi gen Mediums sich sehr viel stärker bemerkbar machen.

Eine Vorrichtung mit den eingangs erwähnten Merkmalen ist beispielsweise in der US 30 20 579 beschrieben. Bei dieser zum Auftragen von Farbe auf eine ebene Fläche gedachten Vorrichtung sind die Strömungskanäle zwischen zwei parallelen Platten angeordnet. Sie liegen daher im wesentlichen in einer Ebene. Bei Vorrichtungen, bei denen die Strömungskanäle in einer Ebene liegen, besteht eine Schwierigkeit darin, daß die jeweiligen Verzweigun gen wirklich symmetrisch ausgebildet sein müssen, damit am Austrittsschlitz über die gesamte Breite gleiche Druckverhältnisse herrschen und gleiche Materialmengen abgegeben werden. Dies spielt insbesondere beim Be drucken und Beschichten von Warenbahnen eine große Rolle, da hier bereits geringste Unterschiede sichtbar werden können.

Es ist weiterhin aus der US 38 90 926 eine Vorrich tung zum Auftragen eines Klebstoffes auf ein Substrat bekannt, bei der ebenfalls Verzweigungskanäle in eine Platte eingearbeitet sind.

Der Klebstoff wird in einzelnen Streifen auf das Sub strat aufgetragen. Das Auftragen eines gleich- und regelmäßigen Films ist mit dieser bekannten Vorrichtung nicht zu erreichen.

Aus der älteren gegenüber dem Prioritätstag des vorlie genden Patents nicht vorveröffentlichten DE- 32 00 171 A1 ist schließlich eine Vorrichtung zum Auftragen von flüssigen, pastösen oder verschäumten Medien auf eine Ware, vorzugsweise mittels einer Schlitzrakel, bekannt, bei der das Medium in den Schlitz- oder Zuflußkanal über Speiserohre zugeführt wird, die kaskadenförmig ausgebil det sind, wobei in jeder Stufe Kanäle mit gleichem Durchmesser verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung zum gleichmäßigen Verteilen einer Flüssigkeit mit den eingangs erwähnten Merkmalen so auszugestalten, daß mit ihr eine Flüssigkeit gleichmäßig über eine große Breite verteilt werden kann, derart, daß trotz der Verteilung über die große Breite der Druck nicht oder nur geringfügig abfällt und an jeder Stelle gleichmäßig bleibt. Die Vorrichtung sollte einfach herstellbar sein, d. h. ein Kanalsystem besitzen, das in die Vorrichtung in kostensparender Weise eingebracht werden kann und trotz dem die erwünschte gleichmäßige Verteilung der Flüssig keit gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentan spruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungs gemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen be schrieben.

Mit der Erfindung ist die gleichmäßige Verteilung von Flüssigkeiten verschiedener Viskositätsgrade und aufge schäumten Flüssigkeiten gewährleistet. Durch das erfin dungsgemäße Konstruktionsprinzip ist auch die Gleich mäßigkeit für jede beliebige Breite gegeben. Die erfin dungsgemäße Vorrichtung läßt sich leicht mit anderen Einrichtungen kombinieren.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung konnten bisher überraschende Ergebnisse erzielt werden, so war die mögliche Breitenverteilung bei z. B. 2 m Arbeitsbreite 1 : 1000, d. h. bei einem Zulauf ergaben sich mit 2mm Teilungsabstand 1000 Ausströmkanäle. Bei 6m Arbeitsbrei te entspricht dies einer Teilungsmöglichkeit von 1 : 3000. Es ist ferner möglich, durch zwei parallel angeordnete, mit dem halben Teilungsabstand gegeneinan der versetzte Leisten den konstruktionsbedingten Tei lungsabstand auf die Hälfte zu reduzieren bzw. durch drei oder vier parallel nebeneinander gesetzte Leisten zu dritteln oder zu vierteln. Es ist daher mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erstmals eine echte Brei tenfeinverteilung mit absoluter Gleichmäßigkeit möglich.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch in umgekehr ter Strömungsrichtung, z. B. als Absaugvorrichtung oder zur Rückführung von nicht verbrauchtem Überschuß, einge setzt werden. Auch hier sei darauf hingewiesen, daß die Absaugung bzw. Rückführung mittels entsprechender Pumpen mengenmäßig dosiert werden kann. Aber nicht nur der Einsatz mit einer umkehrbaren Pumpe, sondern auch in Verbindung mit höhenverstellbaren kommunizierenden Gefäßen kann die Erfindung sowohl für einen breitenver teilten Auftrag als auch zur Rückführung eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispiels weise beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum gleichmäßigen Verteilen einer Flüssigkeit, bei welcher der das Kanalsystem aufnehmende Körper durch geschichtete Platten gebildet wird;

Fig. 2 zeigt die Anordnung der Verzweigungskanäle in einem zylindrischen Körper;

Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung kombiniert mit einer besonderen Einrichtung zum Aufbringen eines Druckes auf die Flüssigkeit;

Fig. 4 zeigt eine Kombination der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Rollrakel bei einer Schablonendruckmaschine;

Fig. 5 zeigt die Kombination der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Streichrakel, ebenfalls bei einer Schablonendruckmaschine und

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfin dung.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vertei lungsvorrichtung. Hier sind übereinandergeschichtete Platten 10 bis 14 vorgesehen, in deren einer Fläche jeweils die Verzweigungskanäle 15 bis 19 einer Verzwei gungsstufe angeordnet sind. Die einzelnen Verzweigungs kanäle können hier geradlinig vorgesehen sein, wobei der Eintritt für die Flüssigkeit bei jedem Verteilungskanal in der Mitte und die Austritte an den Enden liegen. Wie man aus der Fig. 1 erkennen kann, wird der obere Ab schluß jedes Verzweigungskanales durch die untere Fläche der darüberliegenden Platte gebildet. Bei dem hier dargestellten Beispiel wird die Flüssigkeit über ein Rohr 20 der Vorrichtung zugeführt, wo sie dann erst einmal in eine Kammer 21 eintritt. Von hier tritt sie dann in die erste Verzweigungsstufe in der Platte 14 ein, die z. B. zwei Verzweigungskanäle 19 aufweisen kann, von dort dann in vier Verzweigungskanäle 18 in der Platte 13 usw., bis sie dann zur letzten Verzweigungs stufe mit den Verzweigungskanälen 15 in der Platte 10 kommt. Aus den Verzweigungskanälen 15 strömt die Flüssigkeit dann in das düsenartig ausgebildete Unter teil ein, von wo aus der Austritt in die Warenbahn 22 erfolgt. Zusätzlich kann in diesem düsenförmigen Unter teil 23 eine Masseleiste 24 vorgesehen sein, die mit einem Magneten 25 zur Lageanordnung und Anpressung zusammenwirkt. Zwischen dem Düsenunterteil 23 kann auch eine Schablone, im vorliegenden Fall ist eine Rund schablone 26 dargestellt, vorgesehen sein. Die Platten 10, 11, 12, 13, 14 und die Kammer 21 können von einem Gehäuse 27 umgeben sein, das vertikal in einer Halterung 28 bewegbar angeordnet sein kann.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vertei lungsvorrichtung. Hier sind in einem zylindrischen Körper 29 Kammern 30 bis 37 eingearbeitet; diese Kammern bilden die Verzweigungskanäle, wobei die Kanäle einer Verzweigungsstufe immer mit den Kanälen der nächst höheren und nächst tieferen Verzweigungsstufe verbunden sind. Bei der Kammer 30, die die erste Verzweigungsstufe darstellt, befindet sich der Anschluß an das Zufuhr system für die Flüssigkeit. Nach außen werden die Kam mern durch ein Rohr 38 abgeschlossen. Mit der Kammer 37 ist der Austritt 38 verbunden.

Gemäß Fig. 3 ist die Verteilungsvorrichtung einer Ver drängerpumpenanordnung 39 vorgeschaltet. Diese Verdrän gerpumpenanordnung 39 dient dazu, die Flüssigkeit unter gleichmäßigem Druck über die gesamte Arbeitsbreite einem Austritt zuzuführen. Die Verteilungsvorrichtung ist hier wiederum etwas anders ausgebildet, und zwar so, daß die einzelnen Verzweigungskanäle von den Oberflächen her in einen Körper 40 eingearbeitet sind. Die Abdeckung er folgt mittels Platten 41 und 42, wobei jedoch der erste Verzweigungskanal 43 in ein Rohr 44 mündet. Dieses Rohr 44 ist drehbar in einer Schale 45 gelagert, so daß sich das Rohr 44 zusammen mit der Verteilungsvorrichtung verschwenken kann. Die Verschwenkung erfolgt in Abhän gigkeit vom Druck im Raum 46. Die Flüssigkeit wird über das Rohr 44 der ersten Verzweigungsstufe 43 zugeführt und tritt über die Kante 47 gleichmäßig verteilt in den Raum 46 ein.

Die Fig. 4 zeigt die Kombination der Verteilungsvorrich tung 48 gemäß Fig. 1 mit einer Rollrakel. Die Rollrakel ist mit 49 bzw. 49′ und die Halteleiste mit 50 bezeich net. In Fig. 5 ist die Vorrichtung gemäß Fig. 2 mit einer Streichrakel 51 kombiniert, wobei in Fig. 5 eine Rundschablone 26 angedeutet ist. Selbstverständlich kann aber auch eine Flachschablone verwendet werden. Fig. 6 schließlich zeigt eine weitere Ausführungsform der Verteilungsvorrichtung wieder in Kombination mit einer Verdrängerpumpe 39. In diesem Fall sind die Verzwei gungskanäle 52 in eine Gehäusehälfte 53 des Gehäuses für die Verdrängerpumpe 39 eingearbeitet.

Wie man bereits aus den Darstellungen erkennen kann, läßt sich die Verteilungsvorrichtung leicht mit anderen Geräten kombinieren. So ist eine Kombination mit einer Dosierpumpe für eine dosierte bzw. mengenmäßig definier te Breitenverteilung, insbesondere bei der Geringmengen auftragung, möglich. Es ist auch möglich, in der ersten Verzweigungsstufe, d. h. bei der Grobverzweigung, eine übliche Verrohrung vorzusehen und erst dann, wenn eine weitere Verteilung mit Rohren nicht mehr möglich ist, die Verteilungsvorrichtung zu verwenden. Zur Anpassung an verschiedene Gerätekonstruktionen können die einzel nen Verzweigungsstufen auch in beliebigem Winkel zuein ander versetzt werden. Die Austrittsöffnung der Vertei lungsvorrichtung kann als Schlitzdüse ausgebildet sein, in der sich wiederum, wie bereits erwähnt, Kanäle mit feinstem Durchmesser befinden können. Ein Druckaufbau kann aber auch durch Kontakt oder Annäherungskontakt mit einer zu beaufschlagenden glatten oder strukturierten, durchlässigen oder porösen Fläche erfolgen. Macht man mindestens eine der Verzweigungsstufen von außen zugäng lich, so kann z. B. über Schieber die Arbeitsbreite der Verteilungsvorrichtung verstellt werden. Es ist auch möglich, die Verteilungsvorrichtung mit sich konisch verjüngendem Breitenverteilungsquerschnitt auszubilden.

Claims

1. Vorrichtung zum gleichmäßigen Verteilen einer Flüssigkeit in vorge gebener Breite auf ein relativ zur Vorrichtung bewegtes, bahnförmiges Substrat bzw. eine ebene Fläche, bestehend aus einem Körper, in dem ein Kanalsystem vorhanden ist, das, stufenweise verdoppelnd, verzweigt und sich von einer Eintrittsöffnung zu einer Vielzahl von Austritts öffnungen erstreckt, die in einer Reihe quer zur Richtung der relati ven Bewegung des bahnförmigen Substrates bzw. einer ebenen Fläche an geordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanalsystem aus Strö mungskanälen (15-19) und Verbindungskanälen besteht, die in Teile des Körpers eingearbeitet sind, wobei die Verbindungskanäle die Strömungskanäle (15-19) zweier Stufen miteinander verbinden und wobei gegebe nenfalls die Querschnittsflächen der Strömungskanäle (15-19) von Stufe zu Stufe kleiner werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Strömungskanalquerschnittsflächen in jeder Verzweigungsstufe annä hernd gleich groß ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strö mungskanalquerschnittsflächen in jeder Verzweigungsstufe so dimensio niert sind, daß die Flüssigkeit mit gleichbleibend großem Strömungswiderstand die Vorrichtung durchfließen kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß übereinan dergeschichtete Platten (10-14) vorgesehen sind, bei denen in minde stens einer Oberfläche mindestens ein Strömungskanal, (15-19) eingear beitet ist, der mit mindestens zwei Verbindungskanälen verbunden ist, von denen jeder mit einem der darunterliegenden Strömungskanäle (15-19) bzw. dem Austritt verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß zur Einstellung der Arbeitsbreite der Einrichtung mindestens eine der Verteilungskanalebenen von außen zugänglich ist und mit ei ner, allenfalls die Auslaßbreite verändernden oder schließenden Ein richtung, z. B. einem Schieber (67), versehen ist.