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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines
chemischen Schaums auf ein laufendes Substrat und insbesondere eine solche
Vorrichtung, welche Schwankungen des Auftrags nach dem Anfahren,
das einem Stoppen des laufenden Substrats folgt, auf ein Minimum
begrenzt.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Chemikalien
werden gewöhnlich
auf laufende Substrate in der Form eines Schaummediums aufgetragen,
um eine gleichmäßige Verteilung
eines dünnen
Auftrags der Chemikalie zu erzielen. Zum Beispiel werden Farbstoffe,
Schlichtemittel und verschiedene Behandlungschemikalien auf Textilgewebe
verschiedener Arten aufgetragen. Um eine gleichmäßige Verteilung über das
laufende Substrat zu erreichen und um die gewünschte Eindringtiefe zu erzielen,
wird der Schaum normalerweise unter Druck auf das Substrat aufgetragen,
indem man den Schaumlieferschlitz der Auftragvorrichtung in dichten Kontakt
mit dem Substrat bringt.
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Auf
herkömmliche
Weise wird der Schaum von einem Schaumerzeuger aus durch eine Lieferleitung
hindurch einem Schaumauftragkopf an der Stelle des Auftrags auf
das laufende Substrat zugeführt. Der
Schaum ist ein komprimierbares Medium, was einen erheblichen Druckabfall
zwischen dem Schaumerzeuger und dem Lieferschlitz des Schaumauftragkopfes
zur Folge hat. Bei dieser Art von Systemen kann während eines
kontinuierlichen Auftrags auf ein kontinuierlich laufendes Substrat
eine gleichförmige
Schaumdicke aufgetragen werden, wobei der Schaum mit einer konstanten
Durchflussmenge und einem konstanten Druck dem Substrat zugeführt wird
und dabei mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit
durch den Schlitz des Schaumauftragkopfes strömt. Dies ist in 1 dargestellt.
Unter normalen Betriebsbedingungen in der Produktion gibt es jedoch
Situationen, in denen das Substrat angehalten wird, was für nur einige
Sekunden oder für
Minuten oder länger
der Fall sein kann. Wenn das Substrat 80, muss die Schaumzufuhr
ebenfalls gestoppt werden. Wenn dies geschieht, gleicht sich der
Druckunterschied des Schaums innerhalb der Lieferleitung aus, wobei
der Druck am Schaumauftragkopf größer ist als während des
normalen Betriebs und der Druck am Schaumerzeugerende der Leitung
kleiner ist als der normale Lieferdruck vom Schaumerzeuger. Folglich
hat, wenn das System nach einem solchen Halt gestartet wird, der
den normalen Wert übersteigende Druck
am Schlitz des Schaumauftragkopfes aufgrund des höheren Schaumdruckes
die Lieferung einer dickeren Schicht zur Folge, gefolgt von einer
Reduzierung beim Auftrag der Schicht, da der unter dem normalen
Wert liegende Druck stromaufwärts
in der Leitung weiter absinkt, wenn der Schaum durch die Leitung
zum Schlitz des Schaumauftragkopfes läuft. Während des weiteren Auftrags
ist eine wellenförmige
Schwankung des Lieferdruckes und der resultierenden Schichtdicke
vorhanden, bis sich das System in einem dynamischen Zustand stabilisiert,
in welchem der Schaumdruck entlang der Leitung vom Schaumerzeuger
zum Schlitz des Schaumauftragkopfes gleichmäßig abnimmt, wobei wieder eine
kontinuierliche, gleichförmige
Schaumdicke auf das laufende Substrat aufgetragen wird. 2 zeigt
diese wellenförmige
Schwankung des Schichtauftrags entlang eines laufenden Substrats
beim Anfahren, nachdem das laufende Substrat gestoppt worden ist.
Die Dicke der Schicht C während
dieses anfänglichen Anfahrzustandes
kann von einem Bruchteil der gewünschten
Schichtdicke bis zu einem Vielfachen der gewünschten Schichtdicke variieren
und kann sich über
eine Länge
von zum Beispiel 20 bis 30 Metern des Substrats erstrecken. Die
in 2 dargestellte Dicke T der Schicht C ist im Interesse
der Klarheit der Darstellung wesentlich übertrieben dargestellt.
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Diese
Schwankung des Schichtauftrags beim Anfahren ist bei manchen Anwendungen
von Beschichtungen nicht so extrem, dass sie ein Problem darstellt,
doch unter bestimmten Umständen
ist die Schwankung bei der Beschichtung nicht hinnehmbar, was eine
Vergeudung von Beschichtungs- und Substratmaterial zur Folge hat,
welches als Abfall ausgesondert werden muss, bevor das beschichtete
Substrat so hergestellt wird, dass es ein verwendbares Produkt darstellt.
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Eine
Lösung
dieses Problems besteht darin, den Schlitz des Schaumauftragkopfes
zu schließen und
den gelieferten Schaum am Schaumauftragkopf vorbeizuführen oder
ihn vom Schaumauftragkopf in einen Abfluss auszugeben, wobei das
System während
des Stillstands des laufenden Substrats in seinem dynamischen Betriebszustand
gehalten wird. Dies erzeugt jedoch ein anderes Problem in Form einer
Vergeudung des Schaummaterials und der Entsorgung des Schaums unter
Beachtung der ökologischen
Einschränkungen.
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Somit
besteht Bedarf an einem System, welches Abfall verursachende Schwankungen
der Beschichtung während
des Anfahrens auf ein Minimum begrenzt sowie die Abgabe von nicht
verwendetem Schaum auf ein Minimum begrenzt.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Durch
die vorliegende Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt zum
Auftragen eines chemischen Schaums auf ein laufendes Substrat auf eine
Art und Weise, welche Schwankungen der Beschichtungsdicke auf ein
Minimum begrenzt und den Abfall und die daraus resultierenden Umweltprobleme
umgeht, die aus Stopps und Starts eines laufenden Substrats resultieren,
wenn es an der Schaumauftragvorrichtung vorbeiläuft.
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Bei
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung werden Luft und flüssige Chemikalien
in einem Schaumerzeuger gemischt, um Schaum herzustellen, der unter
Druck ausgegeben wird. Ein Schaumauftragkopf ist mit einem Abgabeschlitz
angeordnet, der sich quer zu einem laufenden Substrat erstreckt, um
Schaum aus ihm auf das Substrat abzugeben. Eine Schaumlieferleitung
ist mit dem Schaumerzeuger verbunden und erstreckt sich von diesem
zu dem Schaumauftragkopf, um Schaum von dem Schaumerzeuger zu dem
Schaumauftragkopf zu transportieren, wobei der dynamische Druck
des Schaums sinkt, während
der Schaum durch die Leitung läuft. Eine
Vielzahl normalerweise offener Absperrventile ist in Abständen entlang
der Leitung angeordnet und unterteilt diese dabei in eine Abfolge
von Leitungsabschnitten. Eine Ventilsteuerung ist in der Lage, die Vielzahl
von Absperrventilen als Reaktion auf ein Stoppen des laufenden Substrats
gleichzeitig zu schließen,
um dadurch den Schaum in jedem Leitungsabschnitt abzudichten, um
in jedem Leitungsabschnitt einen statischen Druck aufrechtzuerhalten, der
dem dynamischen Druck des Schaums in dem betreffenden Leitungsabschnitt
während
des Transports des Schaums mit offenem Absperrventil entspricht.
Die Steuerung ist in der Lage, die Absperrventile als Reaktion auf
die Wiederaufnahme des Laufens des Substrats gleichzeitig zu öffnen. Bei
dieser Anordnung erfolgt ein Druckausgleich in jedem Abschnitt,
doch die Drücke
in den aufeinander folgenden Abschnitten nehmen von dem Abschnitt,
der dem Schaumerzeuger am nächsten
ist, zu dem Abschnitt hin, der dem Schaumauftragkopf am nächsten ist,
ab, so dass, wenn die Absperrventile geöffnet werden und die Versorgung
mit Schaum wieder aufgenommen wird, ein Anfangsdruckabfall zwischen dem
Schaumerzeuger und dem Schaumauftragkopf vorhanden ist, der im Großen und
Ganzen dem dynamischen Druckabfall während des Betriebs entspricht.
Eventuelle geringfügige
Schwankungen gleichen sich dann rasch aus, so dass die Vorrichtung bereits
nach einer kurzen Länge
des Substrats wieder beginnt, die gewünschte gleichmäßige Beschichtungsdicke
aufzutragen.
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Zum
gleichen Zeitpunkt, zu dem die Ventile in der Leitung als Reaktion
auf ein Stoppen des laufendes Substrats geschlossen werden, wird
der Schlitz des Schaumauftragkopfes am Substrat geschlossen, um
zu verhindern, dass der verbleibende Schaum im Schaumauftragkopf
auf das angehaltene Substrat ausgegeben wird. Um eine Zersetzung
des Schaums im Schaumauftragkopf, wenn das System angehalten ist,
zu verhindern, welche die Entwicklung großer Blasen im Schaum verursachen
kann, welche sich auf den anfänglichen
Schichtauftrag nach dem Wiederanlauf ungünstig auswirken kann, ist ein
normalerweise geschlossener Bypassauslass im Schaumauftragkopf vorgesehen,
der von einem Bypassabgabeventil betätigt wird, welches in Reaktion
auf ein Stoppen des laufenden Substrats öffnet. Zusammenwirkend mit
diesem Bypassabgabeventil zum Zwecke der Aufrechterhaltung eines
dynamischen Schaumdurchflusses durch den Schaumauftragkopf während des
Stoppens des Substrats und des Stoppens des Schaumdurchflusses durch
die Schaumleitung ist eine Bypassleitung zum Transportieren von
Schaum von dem Schaumerzeuger zu dem Schaumauftragkopf vorgesehen,
welche die Absperrventile umgeht, für einen ununterbrochenen Transport
von Schaum während
des Stillstands des Substrats zu dem Schaumauftragkopf und aus dem Bypassabgabeauslass
hinaus bei geschlossenem Schlitz des Schaumauftragkopfes, wodurch
die gewünschten
Eigenschaften des Schaums in dem Schaumauftragkopf für die Wiederaufnahme
des Schaumauftrags nach dem Anfahren des Substrats aufrechterhalten
werden. Die Bypassleitung hat einen wesentlich kleineren Querschnitt
als die Schaumleitung, so dass nur ein geringer Teil der normalen
Menge an Schaum durch die Bypassleitung transportiert wird. Außerdem ist
die Bypassleitung sowohl während
des normalen Betriebs als auch während
eines Stillstands ständig
offen, wobei der Schaumstrom durch die Bypassleitung während des normalen
Betriebs mit dem Strom durch die Schaumlieferleitung kombiniert
wird, um den Schaum zu liefern, der auf das laufende Substrat aufgetragen
wird: Bei der bevorzugten Ausführungsform
liegt ein solches Verhältnis des
Querschnitts der Bypassleitung zum Querschnitt der Schaumlieferleitung
vor, dass etwa 10% bis 15% des Gesamtschaumdurchflusses durch beide
Leitungen durch die Bypassleitung erfolgen.
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Vorzugsweise
umfasst der Schaumauftragkopf eine Schaumverteilungskammer, um den Schaum
gleichförmig
aus der Schaumleitung zu dem Schlitz des Schaumauftragkopfes zu
verteilen, wenn der Schlitz offen ist.
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Vorzugsweise
ist eine Bypass-Schaumrückführleitung
zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Abgabeauslass des
Schaumauftragkopfes und dem Schaumerzeuger zum Zurückführen von Schaum
zu dem Schaumerzeuger während
eines Stillstands des Substrats vorgesehen. Dadurch wird eine Vergeudung
der Chemikalien in dem Schaum vermieden, und es werden Umweltprobleme
vermieden, die auftreten würden,
wenn der Schaum in einen Abfluss abgelassen würde.
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Vorzugsweise
ist die Schaumrückführleitung mit
einem Absetzbehälter
verbunden, in welchem sich der Schaum zu einer flüssigen Form
zersetzt und von welchem aus er zwecks Wiederverwendung durch eine
Flüssigkeitsrückführleitung
zu dem Schaumerzeuger transportiert wird.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
sind zwei Absetzbehälter
mit einem Absetzbehältereinlassventilmittel
vorhanden, das betätigt
werden kann, um Schaum aus der Schaumrückführleitung in den einen oder
anderen jeweils ausgewählten
Absetzbehälter
abzugeben. Ein Abgabeventilmittel lässt das flüssige Material aus einem der
Absetzbehälter
ab, während
der andere gefüllt
wird. Das Absetzbehältereinlassventilmittel
und das Abgabeventilmittel werden von einer Ventilsteuerung gesteuert,
die auf den Füllstand
in den Absetzbehältern
reagiert und den Durchfluss zu einem gefüllten Ab setzbehälter schließt, den
Durchfluss zu einem anderen Absetzbehälter öffnet, den Durchfluss von diesem
anderen Absetzbehälter
schließt
und den Durchfluss von dem gefüllten
Behälter
zu einer Flüssigkeitsrückführleitung öffnet, wenn
sich der Schaum als Flüssigkeit
abgesetzt hat. Eine Förderpumpe
in der Flüssigkeitsrückführleitung
pumpt Flüssigkeit
von den Absetzbehältern
zum Schaumerzeuger.
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Weitere
Merkmale und Varianten der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden ausführlichen
Beschreibung und den beigefügten
Zeichnungen ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine grafische Darstellung des Auftrags einer Beschichtung mit gleichmäßiger Dicke, der
durch eine Schaumauftragvorrichtung während des kontinuierlichen
Betriebs des Schaumauftrags auf ein laufendes Substrat erfolgt;
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2 ist
eine grafische Darstellung des Auftrags einer Beschichtung auf ein
laufendes Substrat unmittelbar nach dem Anfahren, das einem Stoppen des
laufenden Substrats folgt, wenn Schaumauftragsysteme verwendet werden,
welche nicht die vorliegende Erfindung enthalten;
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3 ist
eine grafische Darstellung des Auftrags einer Beschichtung auf ein
laufendes Substrat unmittelbar nach dem Anfahren, das einem Stoppen des
laufenden Substrats folgt, wenn die Vorrichtung der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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4 ist
eine grafische Darstellung des Abschnitts der Vorrichtung der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, welcher den Schaumerzeuger, die Schaumliefer leitung,
das System der Absperrventile und den Schaumauftragkopf umfasst;
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5 ist
eine grafische Darstellung einer anderen bevorzugten Ausführungsform,
bei welcher die Ausführungsform
durch einen Abschnitt der Vorrichtung vom Schaumauftragkopf zurück zum Schaumerzeuger
ergänzt
ist; und
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6 ist
eine grafische Darstellung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, bei welcher vom Schaumauftragkopf abgegebener Schaum
direkt zum Schaumerzeuger zurückgeführt wird.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Vorrichtung zum Auftragen eines chemischen Schaums auf ein laufendes
Substrat der vorliegenden Erfindung sind in den 4 und 5 dargestellt.
Wie aus 4 ersichtlich, weist die Vorrichtung 10 einen
herkömmlichen
Schaumerzeuger 11 auf, wie er etwa im US-Patent Nr. 4,237,818
offenbart ist, welchem Luft und eine flüssige Chemikalie wie etwa ein
flüssiger Farbstoff
oder Schlichtemittel oder anderes Behandlungsmaterial zugeführt wird,
zur Erzeugung eines Schaummaterial durch den Schaumerzeuger 11.
Der Schaum wird durch einen Schaumleitung 12 zu einem Schaumauftragkopf 13 transportiert,
welcher vorzugsweise in der Form ausgeführt ist, die im US-Patent Nr.
4,655,056 dargestellt ist, und eine parabolische Verteilungskammer 14 aufweist,
in welcher der Schaum gleichmäßig über die
Länge eines Schlitzes 15 des
Auftragkopfes verteilt wird, welcher quer zu einem laufenden Substrat 16 und
in Kontakt mit diesem angeordnet ist, zum Auftragen eines Schaums
auf dieses mit einer gleichmäßigen Dicke. Der
Schaum wird unter Druck zugeführt,
wobei der Lieferdruck und die Durchflussmenge auf herkömmliche
Weise gesteuert werden, um für
eine ausgewählte
gleichmäßige Dicke
des Auftrags einer Beschichtung zu sorgen. Zu diesem Zweck befindet
sich das laufende Substrat 16 in mit einem Druckwiderstand verbundenen
Kontakt mit dem Schlitz 15 des Schaumauftragkopfes, so
dass der druckbeaufschlagte Schaum im Falle eines Textilgewebes
oder eines anderen ähnlich
texturierten Materials in die Zwischenräume des Substrats eindringt.
Die Auftragvorrichtung ist von dem Typ, der in meiner gleichzeitig
schwebenden US-Patent-Anmeldung Seriennr. 09/175,651 dargestellt
und beschrieben ist und einen aufblasbaren Balg am Schlitz zum Schließen des Schlitzes
sowie ein diesen ergänzendes
Abgabeventil aufweist, welches öffnet,
wenn das Schlitzventil geschlossen ist, zur Abgabe von Schaum aus
dem Schaumauftragkopf, so dass ein dynamischer Durchfluss von Schaum
durch den Schaumauftragkopf aufrechterhalten wird.
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Entlang
der Länge
der Schaumleitung 12 ist eine Vielzahl von aufeinander
folgenden, normalerweise offenen Absperrventilen 17, 18, 19, 20, 21 und 22 angeordnet.
Diese sind im Allgemeinen in gleichen Abständen voneinander entlang der
Länge der Schaumleitung 22 angeordnet,
so dass sie die Leitung in eine Vielzahl von Leitungsabschnitten 23, 24, 25, 26, 27, 28 und 29 unterteilen.
Die Ventile sind vorgesehen, um zu schließen, wenn das Substrat aufhört, sich
zu bewegen. Zu diesem Zweck erkennt ein herkömmlicher Sensor 30 das
Stoppen der Bewegung des Substrats, und eine Steuerung 31 betätigt in
Reaktion auf den Sensor die Ventile 17–22, so dass sämtliche
Ventile gleichzeitig geschlossen werden und dadurch der Schaumdurchfluss
durch die Leitung 12 gestoppt wird und die Leitungsabschnitte 23–29 voneinander
isoliert werden, so dass der Druck in jedem Abschnitt im Großen und
Ganzen derselbe ist wie der dynamische Druck während des Betriebs mit offenen
Ventilen. Wenn die Ventile schließen, gleicht sich der Druck
in jedem Abschnitt aus, anstatt dass ein Druckabfall entlang des
Abschnitts vorliegt, doch der durchschnittliche Druckabfall ist
im Wesentlichen derselbe wie der durchschnittliche Druckabfall entlang
des Ab schnitts während
des normalen Betriebs mit offenen Ventilen. Bei der dargestellten
Ausführungsform
sind sechs Ventile vorhanden, doch die Anzahl der Ventile kann in
Abhängigkeit
von der Länge
der Schaumleitung und der gewünschten
Länge der
einzelnen Leitungsabschnitte variiert werden. Je kürzer die
Länge jedes
Abschnitts ist, desto geringer ist der Druckabfall entlang des Abschnitts,
so dass, wenn die Ventile geöffnet werden,
der Anfangsdruck am stromabwärts
befindlichen Ende des Abschnitts nicht deutlich größer ist
als der normale Betriebsdruck und der Druck am stromaufwärts befindlichen
Ende nicht deutlich kleiner ist als der normale Betriebsdruck bei
offenen Ventilen.
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Wenn
das Substrat nach einem Stillstand wieder zu laufen beginnt, bewirkt
die Steuerung 31 das Öffnen
sämtlicher
Ventile 17–22,
und der Durchfluss von Schaum unter Druck durch die Leitung 12 beginnt
erneut. Obwohl ein Ausgleich des Druckabfalls in jedem Abschnitt
stattgefunden hat, sind die Abschnitte genügend kurz, so dass dies eine
minimale Auswirkung auf den Lieferdruck des Schaums hat, wenn der
Schaum den Schaumauftragkopf 13 erreicht, so dass während der
Anfahrperiode der Druckabfall in der gesamten Leitung 12 und
der Druck am Schaumauftragkopf 13 im Wesentlichen dieselben
sind wie unter normalen Betriebsbedingungen.
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Ohne
die vorliegende Erfindung variiert der Auftrag der Beschichtung
während
des Anfahrens auf einer beträchtlichen
Länge und
in einem beträchtlichen
Ausmaß.
Wie in 2 dargestellt, kann die Beschichtung zwischen
der halben und der doppelten normalen Dicke schwanken, und dies
auf einer erheblichen Länge,
welche 20 bis 30 Meter betragen kann, was eine entsprechend große Vergeudung
von Substrat und Behandlungsmaterial zur Folge hat. Im Gegensatz
dazu hat, wie in 3 dargestellt ist, die Vorrichtung 10 der
vorliegenden Erfindung eine minimale Schwankung zur Folge, und hat
zur Folge, dass sich diese Schwankung nur über eine sehr kurze Länge des
Substrats erstreckt, etwa nur ein oder zwei Fuß.
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Um
eine Stockung und Zersetzung des Schaums im Schaumauftragkopf 13 zu
vermeiden, wenn die Leitungsventile 17–22 geschlossen sind, sieht
die vorliegende Erfindung eine Bypassleitung 32 vor, die
mit der Schaumlieferleitung 12 stromaufwärts des
ersten Leitungsventils 17 und stromabwärts des letzten Leitungsventils 22 kommuniziert. Diese
Bypassleitung 32 hat einen relativ kleinen Querschnitt
im Vergleich zur Schaumlieferleitung 12. Die Schaumlieferleitung 12 kann
zum Beispiel einen Durchmesser von eineinhalb Inches haben, und
die Bypassleitung 32 hat eine solche Größe, dass während des normalen Betriebs
mit offenen Ventilen nur etwa 10–15% des Schaumdurchflusses
durch die Bypassleitung fließen.
Es ist lediglich erforderlich, dass die Bypassleitung 32 eine
Größe hat,
die ausreichend ist, um dem Schaumauftragkopf 13 genügend Schaum
zuzuführen,
um eine Stockung des Schaums im Schaumauftragkopf 13 zu
verhindern. Im Schaumauftragkopf 13 ist ein Abgabeauslass 33 vorgesehen,
an dem ein Abgabeventil angeordnet ist, das, angesteuert durch die
Steuerung 31, als Reaktion auf ein Stoppen des laufenden
Substrats geöffnet
werden kann, um Schaum aus dem Schaumauftragkopf 13 abzugeben,
wenn dem Schaumauftragkopf durch die Bypassleitung 32 Schaum
zugeführt
wird, wodurch ein dynamischer Schaumzustand im Schaumauftragkopf 13 aufrechterhalten
wird.
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Der
durch das Abgabeventil 34 strömende Schaum kann in einen
Abfluss ausgegeben werden, wie in 4 dargestellt
ist. Es ist jedoch vorzuziehen, den abgegebenen Schaum zu rezirkulieren.
Zu diesem Zweck ist bei einer vereinfachten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, die in 6 dargestellt ist, eine Schaumrückführleitung 35 angeordnet, die
zwischen dem Bypassabgabeauslass 33 und dem Schaumerzeuger 11 kommuniziert,
wobei in der Rückführleitung 35 eine
Pumpe 36 zum Pumpen des abgegebenen Schaums vom Schaumauftragkopf 13 zum
Schaumerzeuger 11 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform
befindet sich der abgegebene Schaum in einem geschäumten Zustand
und kann rezirkuliert werden, wobei die Zugabe einer wenn auch noch
so kleinen Menge an Luft und flüssiger Chemikalie
erforderlich sein kann, um den gewünschten Zustand des Schaums
aufrechtzuerhalten, welcher im Schaumerzeuger 11 vorliegt.
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Vorzugsweise
wird der Schaum nicht in einem geschäumten Zustand zum Schaumerzeuger 11 rezirkuliert.
Der Schaum wird vielmehr im Schaumerzeuger 11 neu erzeugt,
so dass eine korrekte Steuerung der Schaumproduktion ohne irgendwelche
Probleme hinsichtlich des Zustands des Schaums, der andernfalls
vom Schaumauftragkopf 13 zum Schaumerzeuger zurückgeführt würde, erzielt
werden kann. Bei dieser Ausführungsform
kommuniziert, wie in 5 dargestellt, die Rückführleitung 35 mit
einem Paar Ventile 37 und 38, von denen jeweils
eines offen und eines geschlossen ist. Jedes dieser Ventile 37 und 38 öffnet sich
in den Oberteil eines jeweiligen offenen Absetzbehälters 39 und 40.
Somit strömt; wenn
das erste Ventil 37 zum ersten Absetzbehälter 39 geöffnet wird,
der abgegebene Schaum in diesen Absetzbehälter 39. Währenddessen
ist das zweite Ventil 38 des Paares geschlossen, so dass
kein Durchfluss in dessen Absetzbehälter 40 erfolgt. Jeder
der Absetzbehälter 39 und 40 weist
einen unteren Füllstandssensor 41 und
einen oberen Füllstandssensor 42 auf,
um den Füllstand
des Schaums in dem Absetzbehälter
zu erkennen. Eine herkömmliche
Behältersteuerung 43 ist
mit den Sensoren 41 und 42 verbunden, um die Absetzbehälterventile 37 und 38 zu öffnen und
zu schließen.
Somit schließt, wenn
Schaum durch das eine offene Absetzbehälterventil 37 in den
zugehörigen
Absetzbehälter 39 abgegeben
wird, während
das andere Absetzbehälterventil 38 geschlossen
ist und der Füllstand
des Schaums im ersten Absetzbehälter 39 ansteigt
und das Niveau des oberen Füllstandssensors 42 erreicht,
die Behältersteuerung 43 das
erste Absetzbehälterventil 37, um
die Abgabe von Schaum in den zugehörigen Absetzbehälter 39 zu
unterbrechen, und die Steuerung 43 öffnet dann das zweite Absetzbehälterventil 38, um
mit der Abgabe von Schaum in den zweiten Absetzbehälter 40 zu
beginnen. Der Schaum in den Absetzbehältern zersetzt sich zu einer
Flüssigkeit.
Eine Flüssigkeitsrückführleitung 44 kommuniziert
zwischen den Absetzbehältern 39, 40 und
dem Schaumerzeuger 11 und weist Bestandteile 45 und 46 auf, die
mit jeweils einem der Absetzbehälter 39 und 40 verbunden
sind, mit einem Flüssigkeitsrückführventil 47 bzw. 48 in
jedem der Leitungsbestandteile 45 und 46. Diese
Ventile 47 und 48 bleiben geschlossen, bis sich
der Schaum in dem jeweiligen Absetzbehälter 39 bzw. 40 von
Schaum zu einer Flüssigkeit
zersetzt hat und sich in einem für
die Rückführung zum
Schaumerzeuger 11 geeigneten Zustand befindet. Diese Rückführventile 47 und 48 können in
Abhängigkeit von
den Umständen
zeitgesteuert sein oder von der Behältersteuerung 43 gesteuert
werden oder von Hand betätigt
werden. In der Flüssigkeitsrückführleitung 44 ist
eine Pumpe 49 enthalten, mit welcher die Bestandteile 45 und 46 der
Flüssigkeitsrückführleitung 44 kommunizieren.
Diese Rückführpumpe 49 dient
dazu, die Flüssigkeit
durch die Rückführleitung 44 zum
Schaumerzeuger 11 zu pumpen. Zwischen der Pumpe 49 und
dem Schaumerzeuger 11 befindet sich ein Absperrventil 50,
welches in Reaktion auf die Füllzustände der
Absetzbehälter 39 und 40 manuell betätigt oder
automatisch betätigt
werden kann, um den Durchfluss der zurückströmenden Flüssigkeit von den Absetzbehältern zum
Schaumerzeuger zu unterbrechen.
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Mit
der Vorrichtung der bevorzugten Ausführungsform, die in 4 und 5 dargestellt
ist, wird im normalen Betriebszustand der vom Schaumerzeuger 11 erzeugte
Schaum durch die Schaumlieferleitung 12 und die Bypassleitung 32 zu
dem Schaumauftragkopf transportiert, in welchem der Schaum mittels
der Verteilungskammer 14 gleichmäßig verteilt wird und durch
den Schlitz 15 des Schaumauftragkopfes hindurch auf das
laufende Substrat 16 strömt, um eine gleichmäßige Dicke
von Schaum aufzutragen. In diesem normalen Betriebszustand ist das
Abgabeventil 34 geschlossen, so dass der gesamte Schaum
durch den Schlitz 15 des Schaumauftragkopfes hindurch geliefert
wird und keiner rezirkuliert oder in einen Abfluss ausgegeben wird.
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Wenn
das Substrat 16 stoppt, erkennt der Substratsensor 30 den
Stillstand und sendet ein Signal an die Steuerung 31, welche
danach gleichzeitig sämtliche
Schaumleitungsventile 17–22 schließt, wodurch
sie den Durchfluss unterbricht und den vorhandenen Druck in jedem
der Leitungsabschnitte 23–29 aufrechterhält, während der
Schaum weiterhin durch die Bypassleitung 32 in den Schaumauftragkopf 13 strömt. Die
Steuerung 31 öffnet
außerdem
das Abgabeventil 34, um die Abgabe von Schaum aus dem Schaumauftragkopf
zu ermöglichen
und dadurch dynamische Bedingungen in dem Schaumauftragkopf 13 aufrechtzuerhalten.
Der abgegebene Schaum wird durch die Rücklaufleitung 35 und
durch dasjenige der zwei Absetzbehälterventile 37 und 38,
das offen ist, in den jeweiligen Absetzbehälter 39 oder 40 transportiert.
Wenn der Substratsensor 30 erkennt, dass das Substrat wieder
zu laufen begonnen hat, sendet er ein Signal an die Steuerung 31,
welche gleichzeitig die Ventile 17–22 und den Schlitz 15 des Schaumauftragkopfes öffnet, während sie
das Bypassabgabeventil 34 schließt, wodurch sie den normalen
Betriebszustand für
das Auftragen von Schaum mit gleichmäßiger Dicke auf das laufende Substrat 16 wiederherstellt.
Während
des Stillstands des Substrats, wenn der Schaum durch die Rücklaufleitung 35 strömt, beginnt
sich der Absetzbehälter,
in welchen der Schaum abgegeben wird, zu füllen. Ein vollständiges Füllen des
Absetzbehälters
kann während
einer oder mehrerer Stoppzyklen eintreten, doch in jedem Falle schaltet
die Behältersteuerung 43,
wenn der Schaum bis zur Höhe
des oberen Füllstandssensors 42 des
jeweiligen Behälters
ansteigt, die Absetzbehälterventile 37 und 38 um,
um mit dem Füllen
des anderen Absetzbehälters
zu beginnen. Wenn sich der Schaum in dem vollen Absetzbehälter zu
einer Flüssigkeit
zersetzt hat, wird das entsprechende Rückführventil 47 geöffnet und
die Rückführpumpe 49 in
Gang gesetzt und das Absperrventil 50 geöffnet, um
die abgesetzte Flüssigkeit
zwecks Regeneration und Zirkulation des Schaums in den Schaumerzeuger
zurückzuführen.
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Wenn
die Vorrichtung wieder auf normale Auftragung von Schaum auf das
laufende Substrat umgestellt wird, wird das Abgabeventil 34 des
Abgabeauslasses 33 des Schaumauftragkopfes 13 geschlossen,
die Pumpe 36 wird abgeschaltet und das Absperrventil 50 wird
geschlossen, wodurch der Rezirkulationsabschnitt der Vorrichtung
abgeschaltet wird.