EP0826825A2 - Auftragwerk zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Streichmediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton - Google Patents

Auftragwerk zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Streichmediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton Download PDF

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EP0826825A2
EP0826825A2 EP97109916A EP97109916A EP0826825A2 EP 0826825 A2 EP0826825 A2 EP 0826825A2 EP 97109916 A EP97109916 A EP 97109916A EP 97109916 A EP97109916 A EP 97109916A EP 0826825 A2 EP0826825 A2 EP 0826825A2
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EP
European Patent Office
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material web
application
coating
running material
paper
Prior art date
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EP97109916A
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English (en)
French (fr)
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EP0826825A3 (de
EP0826825B1 (de
Inventor
Zygmunt Madrzak
Anton Plomer
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
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Publication date
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Publication of EP0826825A2 publication Critical patent/EP0826825A2/de
Publication of EP0826825A3 publication Critical patent/EP0826825A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0254—Coating heads with slot-shaped outlet
    • B05C5/0266—Coating heads with slot-shaped outlet adjustable in length, e.g. for coating webs of different width
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/32—Addition to the formed paper by contacting paper with an excess of material, e.g. from a reservoir or in a manner necessitating removal of applied excess material from the paper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/04—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface with blades

Definitions

  • the present invention relates to a commissioned work for direct or indirect application of a liquid or pasty coating medium on a running material web, in particular made of paper or cardboard, according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a Procedure for the direct or indirect application of a liquid or pasty coating medium on a running Material web, in particular made of paper or cardboard, according to the Preamble of claim 4.
  • Coating lines used to make a running web of material for example made of paper, cardboard or a textile material exists, on one or both sides with one or more Layers of the coating medium, for example color, thickness, Impregnation liquid or the like.
  • the liquid or pasty coating medium directly from an application device applied to the surface of the running material web, that during the order on a rotating counter surface, for example an endless belt or a counter-roller, is supported.
  • a support surface e.g. the surface of one as an applicator roller designed counter roll, applied to from there in one Nip through which the material web runs from the application roller to be transferred to the material web.
  • Generic custom works are from the DE-PS-4425137, DE-OS-3438181 and US-P-5,435,847 known and include an application roller or a counter roller on which at direct application one with a liquid or pasty Material to be coated runs, one of the Opposing roller opposite application device for application of the coating medium, and one of the application device downstream and over the entire machine width first-class doctor element, for example a doctor blade, scrapes off the excess coating medium applied.
  • these commissioned works also comprise at least one adjustable streak border device for Setting the stroke width on a job or Counter roller or the running material web.
  • the application according to DE-PS-4425137 has as Application device one between a storage wall and the Squeegee element formed coating chamber, the side is sealed by sealing blocks.
  • Stroke delimiter will be the two Associated side edges of the running material web Format sheets used, each in one with one respective sealing block connected format sheet holder held are.
  • a streak border element thus formed is by means of a slide element transverse to the direction of the Slidable material web for setting the coating format and remains during the ongoing operation of the application in the position once set.
  • DE-OS-3438181 is essentially similar to that constructed according to DE-PS-4425137 in contrast, however, as a delimitation device Stroke boundary elements that are separate from the lateral insulation blocks or insulation boards of the Coating chamber provided and relative to the counter roller are adjustable and lockable. With these The delimitation elements are more precisely So-called edge scrapers, which are analogous to the format plates of the DE-PS-4425137 during the ongoing operation of the applicator remain in the position once set.
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of an application unit according to the prior art in the area of the doctor element and the edge of the material web, the doctor element, here: a doctor blade 14, being folded into the material web plane for better illustration.
  • the material web 6 with the width B M already coated with a liquid or pasty coating medium 4 by means of an application device (not shown) runs on a counter-roller with the width B w identified by the reference number 2.
  • the areas of the material web 6 coated with the pasty coating medium 4 are shown in dotted lines in FIG. 3.
  • the doctor element 14 is generally no longer usable for use with a format setting that has changed compared to the original setting, ie a changed stroke width B g , since the wear point 24 now leads to an undesirable irregularity of the stroke and a reduction in quality of the finished product can lead, so that the doctor element 14 must usually be replaced with another. If the transition point between the coated B g and the uncoated edge area B R is not on the application or counter roller 2 but on the material web 4 itself, the resulting abrupt thickness difference of the material web 4, ie the thickness difference between the coated B g and uncoated B R material web section, moreover, not inconsiderable problems when rolling up, unrolling or rewinding the material web 4 occur.
  • the present invention is therefore based on the object a simple and effective generic application as well as a suitable method for direct or indirect Apply a liquid or pasty medium to a running material web, in particular made of paper or cardboard, to create the state of the art mentioned above technical problems as far as possible avoids and producing a high quality End product.
  • the delimitation device comprises at least two delimitation elements, namely for each edge of the material web or the order and / or Counter roll of the applicator one, it being these Elements such as sheet metal, scrapers or Format slider is.
  • Format sliders can, for example, in the metering gap of a free jet nozzle Application device are arranged and the metering gap to the Complete page margins, one at a time Format slide parallel to the length of the metering gap is moving gradually or continuously.
  • the coating edge limiting device possible.
  • the application mechanism according to the invention allows for simple and effective way a significant reduction and Uniformization of local wear or Grinding effect of the doctor element at the transition points between the painted and uncoated margin and thus an increase in the service life of the doctor element.
  • This enables longer compared to the known prior art Maintenance intervals until the required replacement of the Doctor element, which in turn longer downtimes of Avoided and lower total cost of ownership be achieved. Since in the application according to the invention no pronounced local wear on the Doctor element occurs, this is for one versus one Original setting changed format setting, i.e. Line width, usable without having to replace the Doctor element is necessary or a reduction in quality manufactured product occurs.
  • the Stroke limiting device drives and / or if necessary moved to adjust the stroke width.
  • the drive device it is generally at least one any device, manually or mechanically driven, such as at least one electronic, pneumatic, hydraulic, magnetic, electromagnetic actuator or a corresponding motor, etc., or mixed forms thereof.
  • the drive device can depend on Embodiment of course suitable gear means, Transmission elements, connecting elements and the like exhibit.
  • the streak limiter usually at least two delimitation elements includes, namely on each edge of the Material web or application and / or counter roll is one expediently each Sreichrandbegrenzungselement its own Drive device assigned. Of course there is also one common drive device conceivable.
  • Control and / or regulating device includes.
  • About the Control and / or regulating device can be simple and Not only an automatic setting of the deleted format width made for example also the exact form of movement of the gradual, steady or also oscillating movement of the coating edge limiting device predetermined and / or controlled and / or per se changing operating conditions are adapted.
  • the above object is further achieved by a Method according to the invention with the features of the claim 4.
  • the inventive method for direct or indirect application of a liquid or pasty Coating medium on a running material web, in particular made of paper or cardboard, by means of an application that at least one adjustable streak border limiting device for setting the stroke width on a job or Includes counter roll and / or the running material web, is characterized by gradual or continuous and / or oscillating movement of the coating edge limiting device in an essentially transverse to the current Material web lying direction.
  • the specialist For the oscillating movements of the coating border establishment, of course, with a steady or Step movement can be superimposed, the specialist a variety of waveforms are available, such as harmonic, anharmonic, periodic or aperiodic Vibrations.
  • the amplitude and / or the Wavelength of the oscillating movement during operation vary. Even the movement can be carried out at intervals, i.e. the Stroke limiting device stops for a certain, Time span (if necessary a longer time span) a first setting is essentially constant and changes then slowly or quickly to a second shot, the then again essentially for a period of time is kept constant.
  • the step size be constant or vary.
  • FIG. 1 A schematic bottom view of FIG. 1 shows a preferred embodiment of the application unit according to the invention designed for direct application.
  • the applicator comprises a counter roller 2 with the width B w , on which a material web 6 to be provided with an application, ie with a liquid or pasty coating medium 4, runs, which is supported by the counter roller 2 during the application process.
  • the material web has the width B M.
  • the pasty coating medium 4 and the areas coated with the pasty coating medium 4 are shown in dotted lines in the drawing.
  • the running direction of the material web 6 is indicated in the figure by an arrow.
  • An application device A which is designed as a free jet nozzle and extends across the running material web 6, lies opposite the counter-roller 2.
  • the free jet nozzle of the application device A is formed by a metering gap 12 delimited by two lips 8, 10.
  • the application unit A is followed in the direction of travel of the material web 4 by a doctor element which extends over the entire width of the machine, here a doctor blade 14, and doctor the excess applied coating medium 4 onto a suitable profile.
  • the applicator further comprises an adjustable coating edge limiting device 16, 18 assigned to the applicator device A, which closes the metering gap 12 at its two side edges and thus specifies a certain line width of the job 4 on the counter roller 2 and the material web 6 running on it.
  • the coating edge delimitation device comprises two coating edge delimitation elements, hereinafter referred to as format sliders 16, 18, wherein a format slider 16, 18 is assigned to a side edge of the running material web 6. As shown in the drawing, the format slides 16, 18 are each movably positioned within a lateral edge region of the metering gap 12.
  • the movable arrangement of a respective format slide 16, 18 is here such that the format slide 16, 18 both for adjusting the line width B g parallel to the longitudinal extent of the metering gap 12, that is to say transversely to the running material web 6, is easily displaceable as well as oscillating for manipulation of the coating edge is.
  • the oscillating mobility of the format slide 16, 18 is indicated in the figure by a double arrow and the simple displaceability by two separate, opposite arrows from the opposite direction.
  • a respective format slide 16, 18 is coupled via suitable connecting means to a drive device, in the present case an electrical actuator 20, and can be moved by it in the manner described above.
  • the actuators 20 of both format slides 16, 18 are integrated in a control circuit R and a control circuit S of a common control / regulating device 22, by means of which an operator has an average line width B gM for a given web width B M or a given width B. w of the counter roller 2 and can specify the exact movement of the format slides 16, 18 if necessary.
  • the two format sliders 1, 18 in the ongoing operation of the application by means of Actuators 20 in a lying towards the center of the machine Moving direction.
  • the format slides lead 16, 18 in the said direction but a slow one harmonic vibration with an amplitude of about 10 mm.
  • the average stroke width B gM is selected in the present case so that an uncoated edge 6.2 remains free on the material web 6.
  • the movement of the format slides results in a wavy edge profile 4.2 (which clearly shows the harmonic movement of the format slides 16, 18) of the applied liquid or pasty coating medium 4 without an abrupt transition between a painted and an uncoated area 6.2.
  • the respective local width of the uncoated edge 6.2 also varies, for which, similarly to the line width, an average edge width B RM is expediently to be defined.
  • the wave-shaped edge course 4.2 is then blurred by the action of the doctor blade 14 to form a uniform uncoated edge 6.4 of essentially constant width B R , without the technical problems inherent in the prior art being related occur on the pronounced local wear of the doctor blade 14.
  • FIGS. 2a-e show schematic diagrams of various Forms of movement or oscillation of the Wiping device, i.e. of each Format slider 16, 18 of the application unit according to the invention, where the abscissa of each diagram represents the time axis and the ordinate represents the amplitude axis.
  • the shown Movement or vibration forms are exclusive exemplary nature. The invention is self-evident not fixated on these forms of vibration.
  • the Movements of the individual format sliders 16, 18 can the others generally take place in phase or out of phase, as indicated in Fig. 2a by the dashed curve.
  • the waveforms of the individual Format sliders 16, 18 of the same type or of one another to be different.
  • Figure 2e is an oscillating Basic movement form of the respective format slides 16, 18 recognizably overlaid with a gradual movement.
  • the Diagrams are also self-explanatory, so that there is no need for further explanations.
  • the application unit according to the invention can rather also others as the configurations described above.
  • the transition area between the painted and uncoated margin not mandatory as in the above embodiment on the material web itself lie, but can also over the edge of the web go out and concentrate partially or exclusively on the Counter roll.
  • the exact shape of the oscillating Movement of the delimitation device can basically any suitable form of vibration assume, in particular, the amplitude and / or The wavelength and / or frequency of the vibration vary. Of another is fundamentally different Scraper border device than that described above conceivable; as well as other suitable drive devices for the delimiter.
  • the invention is not absolutely necessary that the Stroke delimiter one by the Drive device forced oscillating movement executes; the streak border limiting device can also be used be excited to natural vibrations in a suitable manner.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Auftragwerk zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Streichmediums (4) auf eine laufende Materialbahn (6), insbesondere aus Papier oder Karton, umfassend wenigstens eine verstellbare Streichrandbegrenzungseinrichtung (16, 18) zur Einstellung einer Strichbreite auf einer Auftrag- oder Gegenwalze (2) und/oder der laufenden Materialbahn (6), wobei die Streichrandbegrenzungseinrichtung (16 18) in einer im wesentlichen quer zur laufenden Materialbahn (6) liegenden Richtung schrittweise oder stetig beweglich angeordnet ist. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Auftragwerk zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Streichmediums 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 Streichmediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
Gattungsgemäße Auftragwerke werden im Rahmen von sogenannten Streichanlagen eingesetzt, um eine laufende Materialbahn, die beispielsweise aus Papier, Karton oder einem Textilwerkstoff besteht, ein- oder beidseitig mit einer oder mehreren Schichten des Streichmediums, beispielsweise Farbe, Stärke, Imprägnierflüssigkeit oder dergleichen, zu versehen.
Beim sogenannten direkten Auftrag wird das flüssige oder pastöse Streichmedium von einer Auftragseinrichtung direkt auf die Oberfläche der laufenden Materialbahn aufgetragen, die während des Auftrags auf einer umlaufenden Gegenfläche, beispielsweise einem Endlosband oder einer Gegenwälze, gestützt wird. Beim indirekten Auftrag des Mediums wird das flüssige oder pastöse Auftragmedium 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.
Gattungsgemäße Auftragwerke sind aus der DE-PS-4425137, DE-OS-3438181 und US-P-5,435,847 bekannt und umfassen eine Auftrag- oder eine Gegenwalze, auf der beim direkten Auftrag eine mit einem flüssigen oder pastösen Streichmedium zu versehene Materialbahn läuft, eine der Gegenwalze gegenüberliegende Auftrageinrichtung zum Auftragen des Streichmedium, sowie ein der Auftrageinrichtung nachgeschaltetes und sich über die gesamte Maschinenbreite erstrechendes Rakelelement, zum Beispiel eine Rakelklinge, die überschüssiges aufgetragenes Streichmedium abrakelt. Des weiteren umfassen diese Auftragwerke wenigstens eine verstellbare Streichrandbegrenzungseinrichtung zur Einstellung der Strichbreite auf einer Auftrag- oder Gegenwalze oder der laufenden Materialbahn.
Das Auftragwerk gemäß der DE-PS-4425137 besitzt als Auftrageinrichtung eine zwischen einer Stauwand und dem Rakelelement gebildete Beschichtungskammer, die seitlich durch Dichtklötze abgedichtet ist. Als Streichrandbegrenzungseinrichtung werden zwei den Seitenrändern der laufenden Materialbahn zugeordnete Formatbleche eingesetzt, die jeweils in einen mit einem jeweiligen Dichtklotz verbundenen Formatblechhalter gehalten sind. Ein so gebildetes Streichrandbegrenzungselement ist mittels eines Schieberelements quer zur Laufrichtung der Materialbahn zur Einstellung des Streichformates verschiebbar und verbleibt während des laufenden Betriebs des Auftragwerks in der einmal eingestellten Position.
Das Auftragwerk gemäß der DE-OS-3438181 ist im wesentlichen ähnlich dem gemäß der DE-PS-4425137 aufgebaut, besitzt demgegenüber jedoch als Streichrandbegrenzungseinrichtung Streichrandbegrenzungselemente, die getrennt von den seitlichen Dämmklötzen oder Dämmplatten der Beschichtungskammer vorgesehen und relativ zur Gegenwalze ein- und feststellbar sind. Bei diesen Streichrandbegrenzungselementen handelt es sich genauer um sogenannte Randschaber, die analog zu den Formatblechen der DE-PS-4425137 während des laufenden Betriebs des Auftragwerks in der einmal eingestellten Position verbleiben.
Auch das Auftragwerk gemäß der US-P-5,435,847 entspricht im wesentlichen denen gemäß der DE-OS-3438181 und DE-PS-4425137, es besitzt jedoch als Streichrandbegrenzungseinrichtung zwei Formatschieber, die jeweils einem Seitenrand der laufenden Materialbahn zugeordnet sind und einen zwischen zwei gegenüberliegenden Wänden gebildeten Spalt seitlich verschließen. Ein jeweiliger Formatschieber ist zur Einstellung der Strichbreite auf der laufenden Materialbahn in einer quer zur laufenden Materialbahn liegenden Richtung im Spalt verschiebbar und fixierbar und verbleibt während des laufenden Betriebs des Auftragwerks in der einmal eingestellten Position.
Bei diesen bekannten Auftragwerken bestehen indes diverse Nachteile, die nun unter Bezugnahme auf die beiliegende Figur 3 näher erläutert werden. Die Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Auftragwerk gemäß dem Stand der Technik im Bereich des Rakelelements und des Materialbahnrands, wobei das Rakelelement, hier: eine Rakelklinge 14, zur besseren Veranschaulichung in die Materialbahnebene geklappt ist. Die bereits mittels einer nicht dargestellten Auftrageinrichtung mit einem flüssigen oder pastösen Streichmedium 4 beschichtete Materialbahn 6 mit der Breite BM läuft auf einer mit der Bezugsziffer 2 gekennzeichneten Gegenwalze mit der Breite Bw. Die mit dem pastösen Streichmedium 4 beschichteten Bereiche der Materialbahn 6 sind in der Fig. 3 punktiert dargestellt. Wie in dieser Zeichnung skizziert, stellt sich bei einem Auftragwerk gemäß dem zuvor genannten Stand der Technik bei einem vorgegebenen Streichformat, d.h. einer vorgegebenen Strichbreite Bg, an der Übergangsstelle zwischen dem gestrichenen Bg und ungestrichenen (Rand-)Bereich BR ein schnellerer und größerer örtlichen Verschleiß 24 des Rakelelements 14 und eine Art Einschleifeffekt ein. Dies reduziert die Standzeit des Rakelelements 14 erheblich und erfordert ein Austauschen dieses Bauteils in vergleichsweise kürzeren Intervallen, woraus wiederum längere Stillstandszeiten des Auftragwerks und demzufolge höhere Betriebskosten resultieren. Aufgrund der zuvor genannten Verschleißstelle 24 ist das Rakelelement 14 in der Regel auch nicht mehr zur Anwendung bei einer gegenüber der ursprünglichen Einstellung geänderten Formateinstellung, d.h. einer geänderten Strichbreite Bg, verwendbar, da die Verschleißstelle 24 nun zu einer unerwünschten Unregelmäßigkeit des Strichs und einer Qualitätsminderung des gefertigten Produktes führen kann, so daß das Rakelelement 14 in der Regel gegen ein anderes ausgetauscht werden muß. Sofern die Übergangsstelle zwischen dem gestrichenen Bg und ungestrichenen Randbereich BR nicht auf der Auftrag- oder Gegenwalze 2 sondern auf der Materialbahn 4 selbst liegt, können aufgrund des sich daraus ergebenden abrupten Dickenunterschieds der Materialbahn 4, d.h. dem Dickenunterschied zwischen dem gestrichenen Bg und ungestrichenen BR Materialbahnabschnitt, zudem nicht unerhebliche Probleme beim Aufrollen, Abrollen oder Umrollen der Materialbahn 4 auftreten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein einfaches und effektives gattungsgemäßes Auftragwerk sowie ein geeignetes Verfahren zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, zu schaffen, das die dem oben genannten Stand der Technik anhaftenden technischen Probleme möglichst weitgehend vermeidet und die Herstellung eines qualitativ hochwertigen Endprodukts ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Auftragwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Demgemäß umfaßt das erfindungsgemäße Auftragwerk zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Streichmediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, wenigstens eine verstellbare Streichrandbegrenzungseinrichtung zur Einstellung der Strichbreite auf einer Auftrag- oder Gegenwalze und/oder der laufenden Materialbahn, wobei die Streichrandbegrenzungseinrichtung in einer im wesentlichen quer zur laufenden Materialbahn liegenden Richtung (zur Maschinenmitte hin) schrittweise oder stetig beweglich angeordnet ist. Die Streichrandbegrenzungseinrichtung umfaßt in der Regel mindestens zwei Streichrandbegrenzungselemente, nämlich für jedem Rand der Materialbahn bzw. der Auftrag- und/oder Gegenwalze des Auftragwerks eines, wobei es sich bei diesen Elementen etwa um Formatbleche, Randschaber oder Formatschieber handelt. Formatschieber können zum Beispiel in dem Dosierspalt einer als Freistrahldüse ausgestalteten Auftrageinrichtung angeordnet sind und den Dosierspalt an den Seitenrändern abschließen, wobei ein jeweiliger Formatschieber parallel zur Längserstreckung des Dosierspalts schrittweise oder stetig beweglich ist. Im Rahmen der Erfindung sind natürlich auch andere Bauformen der Streichrandbegrenzungseinrichtung möglich.
Das erfindungsgemäße Auftragwerk gestattet auf einfache und effektive Art und Weise eine beträchtliche Reduzierung und Vergleichmäßigung des örtlichen Verschleißes beziehungsweise Einschleifeffektes des Rakelelements an den Übergangsstellen zwischen dem gestrichenen und ungestrichenen Rand und damit eine Erhöhung der Standzeit des Rakelelements. Dies ermöglicht gegenüber dem bekannten Stand der Technik längere Wartungsintervalle bis zum erforderlichen Austauschen des Rakelelements, wodurch wiederum längere Stillstandszeiten des Auftragwerks vermieden und geringere Gesamtbetriebskosten erzielt werden. Da bei dem erfindungsgemäßen Auftragwerk keine ausgeprägte örtliche Verschleißstelle an dem Rakelelement auftritt, ist dieses für eine gegenüber einer ursprünglichen Einstellung geänderte Formateinstellung, d.h. Strichbreite, verwendbar, ohne daß ein Austauschen des Rakelelements notwendig ist oder eine Qualitätsminderung des gefertigten Produktes eintritt. Auch kann in dem Fall, in dem die Übergangsstellen zwischen dem gestrichenen und ungestrichenen Rand nicht auf der Auftrag- oder Gegenwalze sondern auf der Materialbahn selbst liegen, ein abrupter Dickenunterschied zwischen einem gestrichenen und ungestrichenen Abschnitt der Materialbahn wirksam vermieden werden. Das erfindungsgemäße Auftragwerk schafft vielmehr einen weichen oder "verwischten" Übergang zwischen dem gestrichenen und ungestrichenen Abschnitt der Materialbahn, was die eingangs geschilderten Komplikationen beim Aufrollen, Abrollen oder Umrollen der Materialbahn weitgehend eliminiert und die Handhabung des fertigen Erzeugnisses erleichtert. Die schrittweise oder stetig bewegliche Anordnung der Streichrandbegrenzungseinrichtung des erfindungsgemäßen Auftragwerks ist konstruktiv einfach zu verwirklichen. Schließlich können auch bereits bestehende Auftragwerke auf einfache Weise zu einem erfindungsgemäßen Auftragwerk umgerüstet und somit mit geringem Aufwand verbessert werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung ist mindestens eine mit der Streichrandbegrenzungseinrichtung verbundene Antriebseinrichtung vorgesehen, welche die Streichrandbegrenzungseinrichtung antreibt und/oder bei Bedarf zur Einstellung der Strichbreite bewegt. Bei der Antriebseinrichtung handelt es sich generell um wenigstens eine beliebige, manuell oder maschinell getriebene Einrichtung, so etwa um wenigstens ein elektronisches, pneumatisches, hydraulisches, magnetisches, elektromagnetisches Stellglied bzw. einen entsprechenden Motor usw., oder Mischformen daraus. Die Antriebseinrichtung kann im Sinne der Erfindung je nach Ausführungsform selbstverständlich geeignete Getriebemittel, Übertragungselemente, Verbindungselemente und ähnliches aufweisen. Da die Streichrandbegrenzungseinrichtung, wie oben bereits erwähnt, üblicherweise mindestens zwei Streichrandbegrenzungselemente umfaßt, nämlich an jedem Rand der Materialbahn bzw. Auftrag- und/oder Gegenwalze eine, ist zweckmäßigerweise jedem Sreichrandbegrenzungselement eine eigene Antriebseinrichtung zugeordnet. Ebenso ist natürlich eine gemeinsame Antriebseinrichtung denkbar.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausgestaltungsmerkmal des erfindungsgemäßen Auftragwerks sieht vor, daß dieses wenigstens eine mit der Antriebseinrichtung korrespondierende Kontroll- und/oder Regeleinrichtung umfaßt. Über die Kontroll- und/oder Regeleinrichtung kann auf einfache Art und Weise nicht nur bei Bedarf eine automatische Einstellung der gestrichenen Formatbreite vorgenommen sondern zum Beispiel auch die genaue Bewegungsform der schrittweisen, stetigen oder auch oszillierenden Bewegung der Streichrandbegrenzungseinrichtung vorgegeben und/oder kontrolliert und/oder an sich ändernde Betriebsbedingungen angepaßt werden.
Die oben genannte Aufgabe wird des weiteren gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4. Das erfindungsgemäße Verfahren zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Streichmediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, mittels eines Auftragwerks, das wenigstens eine verstellbare Streichrandbegrenzungseinrichtung zur Einstellung der Strichbreite auf einer Auftrag- oder Gegenwalze und/oder der laufenden Materialbahn umfaßt, ist hierbei gekennzeichnet durch schrittweises oder stetiges und/oder oszillierendes Bewegen der Streichrandbegrenzungseinrichtung in einer im wesentlichen quer zur laufenden Materialbahn liegenden Richtung.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Detail erläuterten Vorteile.
Für die oszillierende Bewegungen der Streichrandbegrenzungs einrichtung, die natürlich mit einer stetigen oder Schrittbewegung überlagert werden kann, stehen dem Fachmann eine Vielzahl von Schwingungsformen zur Verfügung, so etwa harmonische, anharmonische, periodische oder aperiodische Schwingungen. Insbesondere kann die Amplitude und/oder die Wellenlänge der oszillierenden Bewegung im laufenden Betrieb variieren. Auch kann die Bewegung intervallartig ausgeführt werden, d.h. die Streichrandbegrenzungseinrichtung hält für eine bestimmte, Zeitspanne (bei Bedarf durchaus eine längere Zeitspanne) eine erste Einstellung im wesentlichen konstant und wechselt dann langsam oder rasch zu einer zweiten Einstellung, die dann wiederum für eine bestimmte Zeitspanne im wesentlichen konstant gehalten wird. Ebenso kann bei einer schrittweisen Bewegung die Schrittweite konstant sein oder variieren.
Bei üblichen Auftragwerkdimensionen hat sich besonders eine Verfahrensvariante als vorteilhaft erwiesen, bei der die oszillierende Bewegung mit einer Amplitude von etwa 10 mm erfolgt. Die Erfindung ist jedoch selbstverständlich nicht auf diesen Wert beschränkt.
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 Unteransicht eines erfindungsgemäßen Auftragwerks,
Fig. 2a-e
schematische Diagramme verschiedener Bewegungs- bzw. Oszillationsformen der Streichrandbegrenzungseinrichtung des erfindungsgemäßen Auftragwerks, und
Fig. 3
eine schematische Draufsicht auf ein Auftragwerk gemäß dem Stand der Technik im Bereich des Rakelelements und des Materialbahnrands.
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 Unteransicht eine bevorzugte Ausführungsform des für einen direkten Auftrag ausgelegten erfindungsgemäßen Auftragwerks zu entnehmen. Das Auftragwerk umfaßt eine Gegenwalze 2 mit der Breite Bw , auf der eine mit einem Auftrag, d.h. mit einem flüssigen oder pastösen Streichmedium 4, zu versehene Materialbahn 6 läuft, die während des Auftragvorgangs von der Gegenwalze 2 gestützt wird. Die Materialbahn besitzt die Breite BM. Das pastöse Streichmedium 4 sowie die mit dem pastösen Streichmedium 4 beschichteten Bereiche sind in der Zeichnung punktiert dargestellt. Die Laufrichtung der Materialbahn 6 ist in der Figur durch einen Pfeil gekennzeichnet. Eine als Freistrahldüse ausgestaltete Auftrageinrichtung A, die sich quer über die laufende Materialbahn 6 erstreckt, liegt der Gegenwalze 2 gegenüber. Die Freistrahldüse der Auftrageinrichtung A ist durch einen von zwei Lippen 8, 10 begrenzten Dosierspalt 12 gebildet. Dem Auftragwerk A ist in Laufrichtung der Materialbahn 4 ein sich über die gesamte Maschinenbreite erstreckendes Rakelelement, hier eine Rakelklinge 14, nachgeschaltet, das überschüssiges aufgetragenes Streichmedium 4 auf ein geeignetes Profil abrakelt.
Das Auftragwerk umfaßt des weiteren eine der Auftrageinrichtung A zugeordnete verstellbare Streichrandbegrenzungseinrichtung 16, 18, die den Dosierspalt 12 an seinen beiden Seitenrändern verschließt und somit eine bestimmte Strichbreite des Auftrags 4 auf der Gegenwalze 2 und der auf dieser laufenden Materialbahn 6 vorgibt. Die Streichrandbegrenzungseinrichtung umfaßt zwei Streichrandbegrenzungselemente, im nachfolgenden Formatschieber 16, 18 genannt, wobei jeweils ein Formatschieber 16, 18 einem Seitenrand der laufenden Materialbahn 6 zugeordnet ist. Wie in der Zeichnung dargestellt, sind die Formatschieber 16, 18 jeweils beweglich innerhalb eines seitlichen Randbereichs des Dosierspalts 12 positioniert. Die bewegliche Anordnung eines jeweiligen Formatschiebers 16, 18 ist hierbei derart, daß der Formatschieber 16, 18 sowohl zur Einstellung der Strichbreite Bg parallel zur Längserstreckung des Dosierspalts 12, das heißt quer zur laufenden Materialbahn 6, einfach verschiebbar als auch für eine Streichrandmanipulation oszillierend beweglich ist. Die oszillierende Beweglichkeit des Formatschiebers 16, 18 ist in der Figur durch einen Doppelpfeil und die einfache Verschiebbarkeit durch zwei getrennte, einander gegenüberliegende Pfeile von entgegengesetzter Richtung angedeutet.
Ein jeweiliger Formatschieber 16, 18 ist über geeignete Verbindungsmittel an eine Antriebseinrichtung, im vorliegenden Fall ein elektrisches Stellglied 20, gekoppelt, und von diesem in der zuvor beschriebenen Art und Weise bewegbar. Die Stellglieder 20 beider Formatschieber 16, 18 sind in einen Regelkreis R und eine Steuerschaltung S einer gemeinsamen Steuer-/Regel- und Kontrolleinrichtung 22 eingebunden, mittels der eine Bedienperson eine mittlere Strichbreite BgM für eine gegebene Materialbahnbreite BM bzw. eine gegebene Breite Bw der Gegenwalze 2 einstellen und bei Bedarf die genaue Bewegung der Formatschieber 16, 18 vorgeben kann.
Wie bereits oben angeduetet, werden die beiden Formatschieber 1, 18 im laufenden Betrieb des Auftragwerks mittels der Stellglieder 20 in einer zur Mitte der Maschine hin liegenden Richtung bewegt. Im vorliegenden Beispiel führen die Formatschieber 16, 18 in der besagten Richtung aber eine langsame harmonische Schwingung mit einer Amplitude von etwa 10 mm aus.
In der Fig. 1 ist zu erkennen, daß die mittlere Strichbreite BgM im vorliegenden Fall so gewählt ist, daß auf der Materialbahn 6 ein ungestrichener Rand 6.2 frei bleibt. Aus der Bewegung der Formatschieber resultiert ein wellenförmiger Randverlauf 4.2 (der die harmonische Bewegung der Formatschieber 16, 18 anschaulich wiedergibt) des aufgetragenen flüssigen oder pastösen Streichmediums 4 ohne einen abrupten Übergang zwischen einem gestrichenen und ungestrichenen Bereich 6.2. Demzufolge variiert vor dem Durchlauf der beschichteten Materialbahn 6 durch die Rakelklinge 14 auch die jeweilige örtliche Breite des ungestrichenen Randes 6.2, für den ähnlich wie bei der Strichbreite zweckmäßigerweise eine mittlere Randbreite BRM zu definieren ist. Beim Durchtritt der beschichteten Materialbahn 6 durch die Rakelklinge 14 wird der wellenförmige Randverlauf 4.2 dann durch die Einwirkung der Rakelklinge 14 zu einem einheitlichen ungestrichenen Rand 6.4 von im wesentlichen konstanter Breite BR verwischt, ohne daß hierbei die dem Stand der Technik anhaftenden technischen Probleme in Bezug auf den ausgeprägten örtlichen Verschleiß der Rakelklinge 14 auftreten.
Fig. 2a-e zeigen schematische Diagramme verschiedener Bewegungs- bzw. Oszillationsformen der Streichrandbegrenzungseinrichtung, d.h. der jeweiligen Formatschieber 16, 18 des erfindungsgemäßen Auftragwerks, wobei die Abszisse eines jeweiligen Diagramms die Zeitachse und die Ordinate die Amplitudenachse darstellt. Die gezeigten Bewegungs- bzw. Schwingungsformen sind ausschließlich beispielhafter Natur. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diese Schwingungsformen fixiert. Die Bewegungen der einzelnen Formatschieber 16, 18 können des weiteren grundsätzlich in Phase oder außer Phase erfolgen, wie in der Fig. 2a durch die gestrichelte Kurve angedeutet. Des weiteren können die Schwingungsformen der einzelnen Formatschieber 16, 18 gleichartig oder voneinander verschieden sein. Bei der Figur 2e ist eine oszillierende Grundbewegungsform der jeweiligen Formatschieber 16, 18 erkennbar mit einer schrittweisen Bewegung überlagert. Die Diagramme sind darüber hinaus selbsterklärend, so daß sich weitere Ausführungen hierzu erübrigen.
Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele, die lediglich der allgemeinen Erläuterung des Grundgedankens der Erfindung dienen, beschränkt. Im Rahmen des Schutzumfangs kann das erfindungsgemäße Auftragwerk vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Insbesondere muß der Übergangsbereich zwischen dem gestrichenen und ungestrichenen Rand nicht zwingenderweise wie im obigen Ausführungsbeispiel auf der Materialbahn selbst liegen, sondern kann auch durchaus über den Materialbahnrand hinausgehen und sich teilweise oder ausschließlich auf der Gegenwalze befinden. Die genaue Form der oszillierenden Bewegung der Streichrandbegrenzungseinrichtung kann grundsätzlich eine beliebige geeignete Schwingungsform annehmen, insbesondere kann auch die Amplitude und/oder Wellenlänge und/oder Frequenz der Schwingung variieren. Des weiteren ist grundsätzlich eine andere Streichrandbegrenzungseinrichtung als die oben beschriebene denkbar; ebenso andere geeignete Antriebseinrichtungen für die Streichrandbegrenzungseinrichtung. Ferner sind für die Einstellung der Strichbreite mittels der Streichrandbegrenzungseinrichtung und die Ausführung der stetigen oder schrittweisen und/oder oszillierenden Bewegung der Streichrandbegrenzungseinrichtung voneinander getrennte Antriebseinrichtungen einsetzbar. Schließlich ist es im Sinne der Erfindung nicht unbedingt erforderlich, daß die Streichrandbegrenzungseinrichtung eine durch die Antriebseinrichtung erzwungene oszillierende Bewegung ausführt; ebenso kann die Streichrandbegrenzungseinrichtung auf geeignete Weise zu Eigenschwingungen angeregt werden.
Bezugszeichen in den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
Bezugszeichenliste
Es bezeichnen:
2
Auftrag- / Gegenwalze
4
Streichmedium
4.2
wellenförmiger Randverlauf
6
Materialbahn
6.2
ungestrichener Rand von 6
6.4
ungestrichenen Rand von 6 nach Durchlauf durch das Rakelelement 14
8
Lippe
10
Lippe
12
Dosierspalt
14
Rakelelement / Rakelklinge
16
Streichrandbegrenzungseinrichtung / Formatschieber
18
Streichrandbegrenzungseinrichtung / Formatschieber
20
Antriebseinrichtung, Stellglied
22
Steuer-/Regel- und Kontrolleinrichtung
24
Verschleißstelle
A
Auftrageinrichtung
Bg
Strichbreite / gestrichene Materialbahnbreite
BgM
mittlere Strichbreite
BM
Breite der Materialbahn
BR
Breite des ungestrichenen Rands
BRM
mittlere Breite des ungestrichenen Rands
Bw
Breite der Auftrag- bzw. Gegenwalze
R
Regelkreis
S
Steuerschaltung

Claims (5)

  1. Auftragwerk zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Streichmediums (4) auf eine laufende Materialbahn (6), insbesondere aus Papier oder Karton, umfassend
    wenigstens eine verstellbare Streichrandbegrenzungseinrichtung (16, 18) zur Einstellung einer Strichbreite auf einer Auftrag- oder Gegenwalze (2) und/oder der laufenden Materialbahn (6),
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Steichrandbegrenzungseinrichtung (16, 18) in einer im wesentlichen quer zur laufenden Materialbahn (6) liegenden Richtung schrittweise oder stetig beweglich angeordnet ist.
  2. Auftragwerk nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    mindestens eine mit der Streichrandbegrenzungseinrichtung (16, 18) verbundene Antriebseinrichtung (20) vorgesehen ist, welche die Streichrandbegrenzungseinrichtung (16, 18) schrittweise, stetig und/oder oszillierend antreibt und/oder bei Bedarf zur Einstellung der Strichbreite (BgM) bewegt.
  3. Auftragwerk nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    dieses wenigstens eine mit der Antriebseinrichtung (20) korrespondierende Kontroll- und/oder Regeleinrichtung (22) umfaßt.
  4. Verfahren zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Streichmediums (4) auf eine laufende Materialbahn (6), insbesondere aus Papier oder Karton, mittels eines Auftragwerks, das wenigstens eine verstellbare Streichrandbegrenzungseinrichtung (16, 18) zur Einstellung der Strichbreite auf einer Auftrag- oder Gegenwalze (2) und/oder der laufenden Materialbahn (6) umfaßt,
    gekennzeichnet durch
    schrittweises oder stetiges und/oder oszillierendes Bewegen der Streichrandbegrenzungseinrichtung (16, 18) in einer im wesentlichen quer zur laufenden Materialbahn (6) liegenden Richtung.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die oszillierende Bewegung mit einer Amplitude von etwa 10 mm erfolgt.
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