DE3438041C2 - Luftmesser-Beschichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftmesser-Beschich­ ter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Luftmesser-Beschichtern wird Be­ schichtungsmasse an einer relativ weit von dem Luftmes­ ser entfernten Stelle auf eine laufende Bahn aufgebracht. Dadurch kann die Beschichtungsmasse auf der Bahn Verän­ derungen erfahren, bevor sie durch das Luftmesser behan­ delt wird. Insbesondere dringt ein Teil der Flüssigkom­ ponente der Beschichtungsmasse im allgemeinen in die Bahn, während ein anderer Teil von ihr verdunstet. Dies erhöht die Viskosität und den Festkörpergehalt der Be­ schichtungsmasse, was die Effektivität des Luftmessers beeinträchtigt. Deshalb wurden bisher Luftmesser-Be­ schichter bei relativ geringen Bahngeschwindigkeiten von etwa 300 . . . 400 m pro Minute eingesetzt, wobei der Festkörpergehalt der Beschichtungsmasse relativ gering, gewöhnlich geringer als 40% betrug. Weiterhin bringt die Benutzung eines Luftmessers wegen des hohen Feuchtig­ keitsgehalts der Beschichtungsmasse, kombiniert mit einem hohen Grad von auf die Bahn aufgebrachter Überschuß-Be­ schichtungsmasse, häufig Schäumungsprobleme mit sich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftmesser-Beschichter zu schaffen, der auch bei einer hohen Bahngeschwindigkeit und bei einem hohen Festkör­ pergehalt der Beschichtungsmasse wirkungsvoll arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Luft­ messer-Beschichter gelöst, wie er durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung wird Beschichtungsmasse über eine Strecke in der Längsrichtung der Bahn auf die Bahn aufgebracht, die im wesentlichen gleich der Strecke zwischen dem Luftmes­ ser und dem Auslaufende der Beschichtungsmasse-Auftragzo­ ne ist. Dies ergibt gewöhnlich das beste Beschichtungser­ gebnis. Es ist auch zweckmäßig, daß sich der Querschnitt des Beschichtungsmasse-Auftragkanals kontinuierlich in Richtung zur Bahn verengt. Dadurch beschleunigt sich der Fluß der Beschichtungsmasse in der Auftrageinrich­ tung, so daß Orte mit niedriger Fließgeschwindigkeit vermieden werden, wo sich Verunreinigungen ansammeln könnten.

Die Auftrageinrichtung bringt im Normalbetrieb eine Überschußmenge an Beschichtungsmasse von etwa 20 . . . 50% auf die Bahn auf und diese Überschußmenge wird durch das Luftmesser entfernt. Ist die gewünschte Beschich­ tungsmenge 10 g/m², so bringt die Auftrageinrichtung etwa 12 . . . 15 g/m² auf die Bahn auf. Aber selbst, wenn die Zu­ fuhr der Beschichtungsmasse so eingestellt wird, daß kein wesentlicher Überschuß an Beschichtungsmasse auftritt, hat das Luftmesser noch eine günstige Wirkung auf die Qualität der Beschichtung, selbst wenn es keine über­ schüssige Beschichtungsmasse wegbläst. Infolgedessen ist es wichtig, daß die Wirkungsweise der Auftrageinrich­ tung so einstellbar ist, daß sich die Überschußmenge an aufgebrachter Beschichtungsmasse Null nähern kann.

Die laufende Bahn läuft an der Beschichtungsmasse- Auftrageinrichtung vorbei, wodurch Beschichtungsmasse auf der Bahn ausgebreitet wird. Diese Seite der Auftrag­ einrichtung, von der die Bahn in die Auftragzone eintritt, heißt die Vorder- oder Eintrittseite der Auftrageinrich­ tung, während die Seite, auf der die Bahn die Auftrag­ einrichtung verläßt, mit Rück- oder Auslaufseite bezeich­ net wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung ist ein einstellbarer Schlitz oder Spalt an der Austrittseite der Auftrageinrichtung zwischen der Auf­ trageinrichtung und der Bahn ausgebildet. Durch Verändern der Höhe dieses Spalts wird die Menge der auf die Bahn aufgebrachten Beschichtungsmasse eingestellt. In einem Beschichter nach der Erfindung können auch andere Arten von Auftrageinrichtungen benutzt werden, z. B. Auftragein­ richtungen, bei denen ein biegsames Beschichtungsblatt oder eine Beschichtungsstange an der Auslaufseite der Auftragzone gegen die Bahn gedrückt wird. Es können auch verschiedene Arten von Extrusions-Auftrageinrichtungen benutzt werden. Es hat sich als günstig erwiesen, einen Beschichtungsmasse-Überlaufschlitz oder -spalt an der Einlaufseite der Auftrageinrichtung auszubilden. Dies bringt den Vorteil, daß in der Auftrageinrichtung ange­ sammelte Verunreinigungen durch diesen Überlaufschlitz austreten können. Die Benutzung einer solchen Überlauf- Auftrageinrichtung beim Bahnbeschichten ist an sich be­ kannt.

Ein Beschichter nach der Erfindung arbeitet am besten, wenn die Bahn auf der Seite, die unbeschichtet belassen wird, an der Stelle der Beschichtungsmasse-Auf­ trageinrichtung und des Luftmessers von einer Stützwalze abgestützt wird. Es ist auch möglich, daß keine Abstüt­ zung benutzt und statt dessen für ein doppelseitiges Beschichten der Bahn auf beiden Seiten der Bahn eine Vorrichtung nach der Erfindung eingesetzt wird. Dabei werden die Beschichtungsmasse-Auftrageinrichtungen und die Luftmesser vorteilhaft symmetrisch auf gegenüberlie­ genden Seiten der Bahn angeordnet. Wenn eine Stützwalze benutzt wird, liegt deren günstigster Durchmesser im allgemeinen bei wenigstens 400 mm und höchstens 1300 mm. Die günstigste Bahngeschwindigkeit ist höher als 400 m/min, vorzugsweise etwa 600 m/min. Mit der Erfindung lassen sich jedoch günstige Ergebnisse auch bei wesentlich klei­ neren Bahngeschwindigkeiten erzielen.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausfüh­ rungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläu­ tert, deren einzige Figur einen Querschnitt einer Aus­ führungsform eines Beschichters nach der Erfindung zeigt.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist eine laufende Papier- oder Kartonbahn bezeichnet. Die Bahn 1 ist von einer drehenden Stützwalze 2 abgestützt, deren Durchmesser z. B. 0,5 m betragen kann. Beschichtungsmasse wird auf die Bahn mittels einer Auftrageinrichtung 3 aufgetragen, in die Beschichtungsmasse durch eine Leitung 4 gepumpt wird, die gleichzeitig als eine Schwenkachse für die Auftrageinrichtung 3 wirkt. Die Schwenkbewegung der Auf­ trageinrichtung erfolgt mittels eines oder mehrerer Ar­ beitszylinder 5. Die genaue Arbeitsstellung der Auftrag­ einrichtung wird durch eine einstellbare Abstützung 6 festgelegt. Der Arbeitszylinder 5 drückt die Auftrag­ einrichtung 3 gegen die Abstützung 6. Die Auftrageinrich­ tung hat einen Zuführkanal der sich kontinuierlich in Richtung zur Bahn 1 hin verengt, um einen sich konti­ nuierlich beschleunigenden Beschichtungsmassenfluß zu erhalten.

An der Rück- oder Auslaufseite der Auftrageinrich­ tung ist ein Blatt 7 angeordnet, das nicht in Kontakt mit der Bahn 1 steht, sondern einen schmalen Spalt 8 zwischen sich und der Bahn 1 beläßt. Von der Auftragein­ richtung zugeführte Beschichtungsmasse 9 wird von der Bahn aufgenommen und bewegt sich mit dieser zu dem Ort der Düse eines Luftmessers 10, wo ein Überschuß an Be­ schichtungsmasse von der Bahn heruntergeblasen wird.

Die Strecke a zwischen der Auslaufseite der Auftrageinrichtung 3 und der Düse des Luftmessers 10 ist so klein, daß die Bahn 1 diese Strecke im Normalbetrieb in weniger als 5 ms, vorzugsweise in weniger als 3 ms durchläuft. Weiter­ hin ist die Entfernung zwischen der Einlauf- und der Auslaufseite der Auftrageinrichtung so klein, daß die Zeit des gesamten Beschichtungsvorgangs, d. h. die Zeit, die ein Punkt auf der Bahn benötigt, um sich von der Einlaufseite 12 der Auftrageinrichtung zum Luftmesser 10 zu bewegen, kürzer als 15 ms, vorzugsweise kürzer als 9 ms ist. Bei hohen Bahngeschwindigkeiten kann die Bahn die Strecke a in 0,3 ms durchlaufen und die Zeit für den gesamten Beschichtungsvorgang kann dann entsprechend 0,6 . . . 0,9 ms betragen. Die Viskosität der Beschichtungs­ masse ist wegen der starken Scherbeanspruchung verringert, die durch das Blatt 7 oder irgend ein anderes entspre­ chendes Element auf die Beschichtungsmassenschicht aus­ geübt wird. Dieser Zustand der Beschichtungsmassenschicht verändert sich nicht wesentlich bis die Schicht dem Ein­ fluß des Luftmessers 10 ausgesetzt wird, wodurch sich die Wirksamkeit der Luftmesserfunktion verbessert.

An der Vorder- oder Einlaufseite der Auftragein­ richtung 3 ist eine einstellbare Kante 11 vorgesehen, die in einem beträchtlichen Abstand von der Bahn 1 ange­ ordnet ist und dadurch einen relativ weiten Spalt 12 zwischen sich und der Bahn bildet. Durch diesen Spalt fließt Beschichtungsmasse kontinuierlich aus der Auftrag­ einrichtung. Dieser Überlauf wird auf relativ niedriger Höhe eingestellt, indem der Druck in der Auftrageinrich­ tung niedrig gehalten wird. Die durch den Spalt 12 aus­ laufende Beschichtungsmasse wird in einem Sammeltank 13 gesammelt, aus dem sie durch ein Auslaßrohr 14 zurück in das Beschichtungsmasse-Fließsystem gesaugt wird. Die Wände des Sammeltanks 13 sind doppelt und Kühlwasser wird durch den Raum zwischen ihnen hindurchgeleitet. Aufgrund der Wasserkühlung bleibt die Innenoberfläche des Tanks 13 kalt und es kondensiert Wasser an ihr, so daß die Beschichtungsmasse nicht so leicht an der Ober­ fläche haften bleibt. Innerhalb des Sammeltanks 13 wird der Druck durch die Saugwirkung in dem Auslaßrohr 14 leicht unterhalb Atmosphärendruck gehalten. Dadurch wird das Ausbreiten von Beschichtungsmassetröpfchen in die Umgebung weitgehend vermieden. An der Außenseite des Blatts 7 befindet sich eine wassergekühlte Abdeckung 15, die das Verschmutzen des Blatts 7 mit Beschichtungs­ masse in derselben Weise verringert wie die Wasserkühlung des Tanks 13 dessen Wände rein hält.

Die Menge der Beschichtungsmasse, welche die Auf­ trageinrichtung auf die Bahn 1 aufbringt, ist unter nor­ malen Bedingungen größer als die gewünschte Beschich­ tungsmasse-Endmenge. Die Überschußmenge liegt gewöhnlich bei etwa 20 . . . 50%, aber es ist auch möglich, das Auftra­ gen der Beschichtungsmasse in der Weise durchzuführen, daß kein wesentlicher Überschuß an Beschichtungsmasse auftritt. Dies wird bewerkstelligt, indem das Beschich­ tungsblatt 7 mit geeigneter Kraft gegen die Bahn 1 ge­ drückt wird.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte und be­ schriebene Ausführungsform beschränkt, sondern Abwand­ lungen sind innerhalb des Rahmens beigefügter Ansprüche möglich.

Claims (9)

1. Luftmesser-Beschichter, durch den eine Beschich­ tungsmasse auf eine laufende Papier- oder Karton-Bahn aufgebracht und anschließend durch das Luftmesser behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsmasse (9) innerhalb einer begrenzten Auftragzone auf die Bahn (1) aufgebracht wird, welche Auftragzone kurz in der Längs­ richtung der Bahn und so nahe zum Luftmesser (10) ange­ ordnet ist, daß, wenn die Laufgeschwindigkeit der Bahn (1) höher als 400 m/min, vorzugsweise etwa 600 m/min beträgt, die Beschichtungsmasse nach Verlassen der Auftragzone das Luftmesser (10) in einer Zeit von höchstens 5 Millisekunden vorzugsweise höchstens 3 Millisekunden, erreicht, und sie vom Eintritt in die Auftragzone das Luftmesser in einer Zeit von höchstens 15 Millisekunden, vorzugsweise höchstens 9 Millisekunden, erreicht.

2. Beschichter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Erstreckung (12-8) der Auftragzone in der Längsrichtung der Bahn (1) etwa ebenso lang wie der Abstand (a) vom Auslaufspalt (8) der Auftragzone zum Luftmesser (10) ist.

3. Beschichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auftragen der Beschichtungsmasse auf die Bahn (1) eine Auftrageinrichtung (3) vorgesehen ist, die einen Beschichtungsmasse- Zuführkanal aufweist, der sich kontinuierlich in Richtung zur Bahn (1) hin verengt.

4. Beschichter nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auftragen der Be­ schichtungsmasse auf die Bahn (1) eine Auftrageinrichtung (3) vorgesehen ist, die im Normalbetrieb eine Überschuß­ menge an Beschichtungsmasse von etwa 20 . . . 50% auf die Bahn (1) aufbringt, welche Überschußmenge von dem Luft­ messer (10) entfernt wird.

5. Beschichter nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um eine durch die Auftrageinrichtung (3) im Normal­ betrieb auf die Bahn (1) aufgebrachte Überschußmenge an Beschichtungsmasse auf einen Wert nahe Null zu reduzieren.

6. Beschichter nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstellbarer Spalt (8) am Auslaufende der Auftragzone zwischen der Auftrag­ einrichtung (3) und der Bahn (1) ausgebildet ist, welche Spalteinstellung die Menge der Beschichtungsmasse beein­ flußt, die auf die Bahn (1) aufgebracht wird.

7. Beschichter nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle, wo die Bahn (1) in die Auftragzone eintritt, ein Überlaufspalt (12) zwischen der Auftrageinrichtung (3) und der Bahn (1) ausgebildet ist.

8. Beschichter nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei Beschichtungs­ masse-Auftrageinrichtungen (3) und Luftmesser (10) um­ faßt, die symmetrisch zu beiden Seiten der Bahn (1) ange­ ordnet sind.

9. Beschichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (1) sowohl innerhalb der Auftragzone als auch am Ort des Luftmessers (10) von einer Stützwalze (2) abgestützt ist.