EP1392926B1 - Auftragsvorrichtung - Google Patents

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EP1392926B1
EP1392926B1 EP02732368A EP02732368A EP1392926B1 EP 1392926 B1 EP1392926 B1 EP 1392926B1 EP 02732368 A EP02732368 A EP 02732368A EP 02732368 A EP02732368 A EP 02732368A EP 1392926 B1 EP1392926 B1 EP 1392926B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
assembly according
medium
application
lip
Prior art date
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Application number
EP02732368A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1392926A2 (de
Inventor
Eckart Krägeloh
Franz Fischer
Philipp Speidel
Christoph Henninger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1392926A2 publication Critical patent/EP1392926A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1392926B1 publication Critical patent/EP1392926B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • B05C5/0283—Flat jet coaters, i.e. apparatus in which the liquid or other fluent material is projected from the outlet as a cohesive flat jet in direction of the work
    • 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
    • B05C5/001—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work incorporating means for heating or cooling the liquid or other fluent material
    • 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
    • B05C5/0262—Coating heads with slot-shaped outlet adjustable in width, i.e. having lips movable relative to each other in order to modify the slot width, e.g. to close it
    • 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
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/005—Curtain coaters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S118/00—Coating apparatus
    • Y10S118/04—Curtain coater

Definitions

  • the invention relates to a device for direct or indirect application of a liquid or pasty medium on a moving material web, in particular of paper or cardboard, with a metering formed as a dispensing die, which is formed between an inlet-side lip and a drain-side lip of the applicator.
  • Another generic application device is, for example, in the post-published DE 10012345 described.
  • This is a so-called “curtain coater”, that is to say a curtain application device with which the application medium essentially follows the force of gravity, from a dispensing nozzle onto the surface to be coated.
  • Both types of application devices have a distributor tube for the application medium. From the distributor tube, the medium passes through passage openings into a feed gap and from there into the metering gap forming the application nozzle, from which the medium then emerges.
  • the metering gap is formed by two die lips. By adjusting one of the lips or both lips, the outlet width can be varied.
  • the material web usually runs over a support surface, for example a support roller.
  • the application medium is first applied to the surface of a counter element (eg an applicator roll or an endless circulating belt) in order to be transferred from the counter element to the material web in a nip through which the material web passes ,
  • a counter element eg an applicator roll or an endless circulating belt
  • the one of the two lips forming the metering gap, which lies on the side of the metering gap on which the material web runs onto the applicator, is referred to as the inlet-side lip. Accordingly, that lip which lies on the side of the metering gap on which the material web runs away from the application device is referred to as the outlet-side lip.
  • All of these components are machine-wide (ie over the entire width of the machine for producing and / or finishing the paper or board web reaching) executed. These components are adapted substantially to the width of the material web to be treated, and currently a width of about 10 m and more is not uncommon. In addition, with the ever-increasing machine speeds, uniform application of the medium can be made increasingly difficult. In addition, such elongate components tend to deflections.
  • the applicators or their nozzles have the disadvantage that they are very sensitive to blockages at the delivery area of the machine-wide metering gap, said gap has only a very small opening width of a few millimeters, in particular even only about 0.8 mm.
  • the invention is therefore based on the object to further develop an applicator device, on the one hand, the setting of particles at the delivery area of the application nozzle and on the other hand, a thermal deflection of components of the applicator is avoidable, but at least minimized.
  • both objects are achieved by integrating in each case at least one temperature-flow channel through which a fluid flows in at least one of the two nozzle lips of the application device, wherein the temperature-control channel (11, 12) is closed to the free environment with a thin-walled component (14, 15) and the component (14,15) has a wall thickness (W1) of 0.1-3 mm.
  • a tempering fluid is water or air.
  • the first task (avoidance or reduction of deposits and caking of particles in the critical areas of the application nozzle) with a cooling fluid or even if desired
  • the second task (reduction or prevention of thermal Deflection of the components of the application device responsible for the order result) with a fluid adapted to the temperature of the application medium.
  • the application medium is usually up to about 60 ° C warm, causing the application device, in particular the nozzle lips to heat with the metering gap.
  • the inventors have recognized that with a cool or cooled fluid, a temperature difference can be generated between outer surfaces and inner surfaces of the nozzle lips. As a result, a condensation on the medium-guiding surfaces of the metering is achieved, with this formed condensate prevents the "caking" of particles, but at least significantly reduced.
  • the device thus works almost self-cleaning, without machine shutdowns are necessary and even with prolonged downtime the applicator is immediately ready for use again. Defects in the order layer are avoided.
  • the at least one tempering channel is positioned in the immediate vicinity of the nozzle end, ie at the outlet end or the dispensing area of the device, since this area represents the critical area for the "caking".
  • the at least one temperature control channel is arranged on the side of the nozzle lip (lips) directed towards the free environment, the wall thickness of the nozzle lip being smaller in the region of the temperature control channel on the side facing the free environment, as on the Page touched by the medium.
  • this outer wall portion of the nozzle lip forms a thin-walled component, which also seals the tempering channel to the outside.
  • the component for example a metal strip, only needs to have a thickness of 0.1 to 3 mm, preferably 0.2 to 1 mm.
  • the metal parts that is, the nozzle lip and the metal strip, are connected to each other by laser welding or by gluing or by soldering. This technology enables a high-precision and tight connection. In addition, an unwanted distortion of the die lips is avoided.
  • the device according to the invention is structurally simple. It requires except fluid supplies, which are anyway available on machines for producing or finishing a material web, in particular paper or board web, for example, for cooling gutters and / or walls, no extra components.
  • a corresponding branch of the fluid supply line can be accomplished in a simple manner.
  • the application device for coating a running paper web B comprises a support structure or support beam 1, which extends over the entire machine width (width of the paper making or finishing machine, or width of the applicator device).
  • the paper web runs over a support roller W and is to be coated directly with the application medium M.
  • the support beam 1 includes a distributor tube 2 (so-called Farbverteilrohr) for the applied liquid or pasty application medium M, such as pigment-containing coating color, glue or starch.
  • a distributor tube 2 so-called Farbverteilrohr
  • a compensation chamber 3 connects, which continues in a supply channel 4.
  • the feed channel 4 opens into a metering gap 5 which is formed between an inlet-side lip 6 and an outlet-side lip 7.
  • the inlet-side lip 6 is the one at which the surface to be coated (in this case paper web B) tapers to the metering gap 5. Accordingly, accordingly, the drain-side lip 7 is the one at which the web expires.
  • FIG. 1 It can be seen that the free end of the inlet-side lip 6 extends beyond the free end of the drain-side lip 7 and is provided with a concave curved deflection surface 8 for degassing of the application medium.
  • FIG. 2 Plotted arrows Z, which should indicate the supply of a fluid, such as water or air, in the temperature control channel 11 and 12 respectively.
  • a fluid such as water or air
  • the respective selected fluid water or air can be passed through the channels 11,12 in the start-up phase and / or in the operating phase of the device.
  • the fluid is used for cooling, it should be colder than the environment.
  • the above-mentioned wall thicknesses W 1 are advantageously formed by thin components 14 and 15, so that the entire nozzle lip heated by the application medium, dryers, etc., can thermally deform only insignificantly when a cooling fluid flows through the temperature control channels 11 and 12.
  • FIG. 1 is also removable, that the component 14 is divided into two parts and in this installation variant shown consists of a horizontal leg 14a and a vertical leg 14b.
  • the leg 14b also serves as a point of attack for a known adjusting device 16, with which the distance of the inlet-side lip 6 to the outlet-side lip 7 and thus the width of the metering 5 is adjustable and variable.
  • the component 14 may also be integrally formed, as in FIGS. 2 to 4 is shown.
  • the closing of the tempering channel 11, 12 with the components 14,15 takes place here in the example with a thin sheet metal strip of 0.7 mm thickness.
  • the connection with the metallic component of the die lip 6, 7 takes place with high precision.
  • a laser welding process in particular with a high-power diode laser in the power range of 1.2 to 3.0 kilowatts is provided. With such a weld executed there is no risk of heat distortion of the nozzle lip.
  • the length of the two die lips 6 and 7 can be the same length (see FIGS. 3 and 4 ) or also be formed by the inlet-side lip 6 - like FIG. 1 and 2 shows - extends beyond the free end of the drain-side lip 7 addition.
  • FIG. 3 an applicator for curtain coating (Curtain Coating) is shown, which is essentially the same as the device.
  • FIG. 1 is constructed and therefore provided with the same reference numerals.
  • the nozzle lips 6 and 7 with tempering channels 11 and 12 and thin outer walls 14 and 15 are in this case arranged pointing vertically downwards and are formed the same length.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Massaging Devices (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, mit einem als Auftragsdüse ausgebildeten Dosierspalt, der zwischen einer zulaufseitigen Lippe und einer ablaufseitigen Lippe der Auftragseinrichtung gebildet ist.
  • Eine solche gattungsgemäße Auftragsvorrichtung ist bekannt aus der EP-A 0701022 . In dieser Druckschrift ist eine sogenannte " Freistrahldüse" offenbart, wo ein von der Abgabe- bzw. Auftragsdüse unter Druck ausgestoßener Strahl frei und ungestützt durch die Umgebung direkt oder in indirekter Weise auf die laufende Materialbahn auftrifft.
  • Eine weitere gattungsgemäße Auftragsvorrichtung ist beispielsweise in der nachveröffentlichten DE 10012345 beschrieben.
    Es handelt sich hierbei um einen sogenannten "Curtain Coater", also eine Vorhangs-Auftragsvorrichtung, mit welcher das Auftragsmedium im wesentlichen der Schwerkraft folgend, aus einer Abgabedüse auf die zu beschichtende Oberfläche gelangt.
  • Beide Typen der Auftragsvorrichtungen besitzen ein Verteilrohr für das Auftragsmedium. Vom Verteilrohr aus gelangt das Medium über Durchtrittsöffnungen in einen Zufuhrspalt und von da aus in den, die Auftragsdüse bildenden Dosierspalt, aus dem das Medium anschließend austritt. Der Dosierspalt wird dabei von zwei Düsenlippen gebildet. Durch Verstellung einer der Lippen oder auch beider Lippen kann die Austrittsweite variiert werden.
  • Beim direkten Auftrag des Mediums läuft eine Materialbahn an der Abgabedüse vorbei und wird direkt mit dem Medium beaufschlagt.
  • Die Materialbahn läuft dabei meistens über eine Stützfläche, beispielsweise eine Stützwalze.
  • Beim indirekten Auftragen des Mediums wird das Auftragsmedium zunächst auf die Oberfläche eines Gegenelementes (z. B. eine Auftragswalze oder ein endloses umlaufendes Band) aufgebracht, um von dort in einem Nip, durch den die Materialbahn hindurchläuft, vom Gegenelement auf die Materialbahn übertragen zu werden.
  • Diejenige der beiden, den Dosierspalt bildenden Lippen, die auf der Seite des Dosierspaltes liegt, auf der die Materialbahn auf die Auftragsvorrichtung zuläuft, wird als zulaufseitige Lippe bezeichnet. Entsprechend wird diejenige Lippe, die auf der Seite des Dosierspaltes liegt, auf der die Materialbahn von der Auftragsvorrichtung wegläuft, als ablaufseitige Lippe bezeichnet.
  • All diese genannten Bauteile sind maschinenbreit (also über die gesamte Breite der Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung der Papier- oder Kartonbahn reichend) ausgeführt. Diese Bauteile sind im wesentlichen an die Breite der zu behandelnden Materialbahn angepasst, wobei gegenwärtig eine Breite von ca. 10 m und mehr keine Seltenheit ist. Hinzu kommt, dass bei den immer höher geforderten Maschinengeschwindigkeiten ein gleichmäßiges Auftragen des Mediums sich zunehmend schwieriger gestalten lässt. Außerdem neigen derartig langgestreckte Bauteile zu Durchbiegungen.
  • Mit derartigen Düsen-Auftragsvorrichtungen sind gute Auftragsergebnisse erreichbar. Die Auftragsvorrichtungen bzw. deren Düsen haben jedoch den Nachteil, dass sie sehr empfindlich gegenüber Verstopfungen am Abgabebereich des maschinenbreiten Dosierspaltes sind, wobei dieser Spalt nur eine sehr geringe Öffnungsweite von wenigen Millimetern, insbesondere sogar nur ca. 0,8 mm, besitzt.
  • Im Laufe der Zeit können sich deshalb kleine Partikel, wie Verunreinigungen und Teilchen des meist bis zu 60°C warmen bis heißen Auftragsmediums an den mediumsführenden Seiten des Dosierspaltes festsetzen und verhärten, so dass der Auftrag über die gesamte Breite der Materialbahn hinweg nicht mehr gleichmäßig genug erfolgt und wodurch die Auftragsqualität sinkt.
  • Deshalb sind sehr aufwändige Reinigungsmaßnahmen notwendig, um die Ablagerungen ("Anbackungen ") mechanisch oder mit hydraulischen Mitteln direkt zu entfernen. Oftmals muss dazu sogar die Maschine abgestellt werden, was eine erhebliche Einschränkung der Maschinenverfügbarkeit, Produktionsausfall und hohe Kosten verursacht.
  • Teilweise wird auch versucht, diese Bereiche von außen zu kühlen. Diese Maßnahme bringt allerdings keinen Erfolg, da die Kühlwirkung für den kritischen Bereich nicht ausreichend ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Auftragsvorrichtung weiter zu entwickeln, bei der zum Einen das Festsetzen von Partikeln am Abgabebereich der Auftragsdüse und zum Anderen eine thermische Durchbiegung von Bauteilen der Auftragsvorrichtung vermeidbar, zumindest aber minimierbar ist.
  • Erfindungsgemäß werden beide Aufgaben dadurch gelöst, indem in wenigstens eine der beiden Düsenlippen der Auftragsvorrichtung jeweils wenigstens ein, von einem Fluid durchströmter Temperierkanal integriert ist wobei der Temperierkanal (11,12) zur freien Umgebung hin mit einem dünnwandigen Bauteil (14,15) verschlossen ist und das Bauteil (14,15) eine Wandstärke (W1) von 0,1-3 mm aufweist. Als Temperierfluid dient Wasser oder auch Luft.
  • Damit ist es mit ein- und derselben Vorrichtung auf einfache Weise möglich, entweder die erste Aufgabe (Vermeidung oder Verminderung von Ablagerungen und Anbackungen von Partikeln in den kritischen Bereichen der Auftragsdüse) mit einem Kühlfluid oder auch gewünschtenfalls die zweite Aufgabe (Verminderung oder Verhinderung der thermischen Durchbiegung der für das Auftragsergebnis zuständigen Bauteile der Auftragsvorrichtung) mit einem an die Temperatur des Auftragsmediums angepassten Fluides zu lösen.
  • Das Auftragsmedium ist in der Regel bis zu ca. 60°C warm, wodurch sich die Auftragsvorrichtung, insbesondere die Düsenlippen mit dem Dosierspalt erwärmen.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass mit einem kühlen oder gekühlten Fluid ein Temperaturunterschied erzeugbar ist zwischen Außenflächen und Innenflächen der Düsenlippen. Dadurch kommt eine Kondensatbildung an den mediumsführenden Flächen des Dosierspaltes zustande, wobei mit diesem gebildeten Kondensat das "Festbacken" von Partikeln verhindert, zumindest aber erheblich vermindert wird.
  • Die Vorrichtung arbeitet damit nahezu selbstreinigend, ohne dass Maschinenabschaltungen notwendig sind und selbst bei längerer Betriebspause die Auftragsvorrichtung sofort wieder einsatzbereit ist. Fehlstellen in der Auftragsschicht werden vermieden.
  • Wird ein an die Temperatur des Auftragsmediums angepasstes Fluid verwendet, so wird damit die thermische Durchbiegung minimiert.
  • Die Wahl von kühlem oder erwärmten Fluid hängt somit davon ab, welche Aufgabe man vorrangig lösen will.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der wenigstens eine Temperierkanal in die unmittelbare Nähe des Düsenendes, also am auslaufseitigen Ende bzw. dem Abgabebereich der Vorrichtung positioniert ist, da dieser Bereich den kritischen Bereich für die "Anbackungen" darstellt.
  • In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Temperierkanal an der zur freien Umgebung hin gerichteten Seite der Düsenlippe (-Lippen) angeordnet ist, wobei die Wandstärke der Düsenlippe im Bereich des Temperierkanals auf der zur freien Umgebung hin weisenden Seite geringer ist, als auf der Seite, die vom Medium berührt ist.
  • Das hat den Vorteil, dass die jeweilige Düsenlippe sich in diesem Abschnitt nur unwesentlich thermisch verformen kann.
  • Zweckmäßig ist es, wenn dieser äußere Wandungsabschnitt der Düsenlippe ein dünnwandiges Bauteil bildet, welches zudem den Temperierkanal nach außen hin abdichtet. Das Bauteil, beispielsweise ein Blechstreifen, braucht nur eine Stärke von 0,1 bis 3 mm, vorzugsweise 0,2 bis 1 mm, aufzuweisen.
  • Die Metallteile, das heißt Düsenlippe und Blechstreifen, werden mittels Laserschweißen oder durch Einkleben oder durch Löten miteinander verbunden. Diese Technologie ermöglicht eine hochpräzise und dichte Verbindung. Außerdem wird damit ein ungewolltes Verziehen der Düsenlippen vermieden.
  • Weitere Ausgestaltungsmerkmale ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist konstruktiv einfach aufgebaut. Sie benötigt außer Fluidzuführungen, die ohnehin an Maschinen zur Herstellung oder Veredelung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, beispielweise zur Kühlung von Rinnen und /oder Wänden vorhanden sind, keine extra Bauteile.
  • Eine entsprechende Abzweigung der Fluidzuleitung lässt sich auf einfache Weise bewerkstelligen.
  • Bestehende Düsenauftragsvorrichtungen, wie Freistrahldüsen oder Vorhangdüsen-Vorrichtungen lassen sich mit den erfindungsgemäß ausgestalteten, temperierbaren Düsenlippen in einfacher Weise umrüsten, wenn die Tragkonstruktion der Auftragsvorrichtung und die besagten Düsenlippen getrennte Bauteile sind.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
  • Es zeigen:
    • Figur 1:
    eine schematisierte Gesamt- Querschnittsdarstellung der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung in Form einer Freistrahldüse.
    Figur 2:
    eine zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Düsenlippen in Detaildarstellung.
    Figur 3:
    eine stark schematisierte Querschnittsdarstellung der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung in Form einer Vorhang-Auftragsdüse.
    Figur 4:
    eine dritte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Düsenlippen in Detaildarstellung.
  • In den Figuren wurden für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen gewählt.
  • Wie aus der Figur 1 hervorgeht, umfasst die Auftragsvorrichtung zur Beschichtung einer laufenden Papierbahn B eine Tragkonstruktion bzw. Tragbalken 1, der sich über die gesamte Maschinenbreite (Breite der Papier- Herstellungs- oder Veredelungsmaschine, bzw. Breite der Auftragsvorrichtung) erstreckt.
  • Im gewählten Beispiel läuft die Papierbahn über eine Stützwalze W und soll direkt mit dem Auftragsmedium M beschichtet werden.
  • Der Tragbalken 1 enthält ein Verteilrohr 2 (sogenanntes Farbverteilrohr) für das aufzutragende flüssige oder pastöse Auftragsmedium M, wie pigmenthaltige Streichfarbe, Leim oder Stärke.
  • An dieses Verteilrohr 2 schließt sich ein Ausgleichsraum 3 an, der sich in einen Zufuhrkanal 4 fortsetzt. Der Zufuhrkanal 4 mündet in einen Dosierspalt 5, der zwischen einer zulaufseitigen Lippe 6 und einer ablaufseitigen Lippe 7 gebildet ist.
  • Es soll an dieser Stelle nochmals erwähnt sein, dass die zulaufseitige Lippe 6 diejenige ist, an der die zu beschichtende Fläche (hier Papierbahn B) dem Dosierspalt 5 zuläuft. Sinngemäß ist demnach die ablaufseitige Lippe 7 diejenige, an der die Bahn abläuft.
  • Aus Figur 1 ist erkennbar, dass das freie Ende der zulaufseitigen Lippe 6 sich über das freie Ende der ablaufseitigen Lippe 7 hinaus erstreckt und mit einer konkav gekrümmten Umlenkfläche 8 zwecks Entgasung des Auftragsmediums versehen ist.
  • Besonders in diesem Bereich, das heißt hier im Abgabebereich der Düse bzw. der Düsenspitzen, wo das Auftragsmedium die Düse verlässt, kann sich im Laufe der Zeit ein Bestandteil an Auftragsmedium M oder sonstige Verunreinigungen absetzen und dort festbacken.
  • Um dies zu vermindern oder sogar gänzlich zu vermeiden, ist jeweils an der Spitze der Düsenlippe 6 und 7, also am auslaufseitigen Ende und an der von der mediumberührten Seite 5a und 5b des Dosierspaltes 5 abgewandten Seite 9 und 10 (d.h. der Außenseite 9 der Düsenlippe 6 und Außenseite 10 der Düsenlippe 7) wenigstens ein Temperierkanal 11 und 12 vorgesehen.
  • In den Figuren 1 bis 4 ist jeweils nur ein Kanal in die entsprechende Düsenlippe integriert. Denkbar wäre aber auch die Anordnung einzelner Kammern oder parallel verlaufender Kanäle.
  • Besonders aus der Detaildarstellung in Figur 2 ist entnehmbar, dass die Wandstärke W1 der Düsenlippe 6 und 7 im Bereich des Temperierkanals 11 und 12 auf der zur freien Umgebung gerichteten Seite geringer ist, als die Wandstärke W2 der Düsenlippe 6 und 7, die zur mediumberührenden Seite 5a bzw. 5b hinzeigt.
    Dadurch treten kaum Verformungen der Düsenenden auf.
    Man hat in Versuchen festgestellt, dass dadurch Spaltänderungen (Düsenspalt 5) aufgrund von thermischen Spannungen der Düsenenden nur noch sehr minimal sind. Sie betragen beispielsweise bei einer Spaltweite von 0,8 mm wenige als 5%.
  • Stellvertretend für alle Figuren sind nur in die Figur 2, Pfeile Z eingezeichnet, die die Zufuhr von einem Fluid, wie Wasser oder Luft, in den Temperierkanal 11 bzw. 12 angeben sollen.
    Je nachdem ob das Fluid zur Verhinderung von unerwünschten Anbackungen (bevorzugte Anwendungsmöglichkeit) oder auch zur Verminderung der thermischen Durchbiegung der Vorrichtung eingesetzt werden soll, wird entschieden, ob Kühlfluid oder an die Temperatur des Auftragsmediums angepasstes Fluid zuzuführen ist.
    Das jeweilig gewählte Fluid (Wasser oder Luft) kann in der Anfahrphase und/oder in der Betriebsphase der Vorrichtung durch die Kanäle 11,12 geleitet werden.
  • Wird das Fluid zum Kühlen verwendet, sollte es dabei kälter als die Umgebung sein.
  • Die oben genannten Wandstärken W1 werden vorteilhaft gebildet von dünnen Bauteilen 14 und 15, so dass sich die gesamte vom Auftragsmedium, Trocknern usw. erwärmte Düsenlippe beim Durchfluss eines Kühlfluides durch die Temperierkanäle 11 und 12 thermisch nur unwesentlich verformen kann.
  • Solche Verformungen würden ohne diese Ausgestaltung mit dünnwandigen Bauteilen 14,15 das Auftragsergebnis über die Breite der Materialbahn negativ beieinträchtigen. Mit zunehmender Breite der Auftragsvorrichtung würde dieser Negativeffekt noch verstärkt.
    Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung ist somit: Je dünner also das Bauteil, bzw., die Wandstärke ist, desto geringer sind die thermischen Verformungen.
  • Aus der Darstellung gem. Figur 1 ist außerdem entnehmbar, dass das Bauteil 14 zweigeteilt ist und bei dieser gezeigten Einbauvariante aus einem waagerechten Schenkel 14a und einem senkrechten Schenkel 14b besteht. Der Schenkel 14b dient zugleich als Angriffsstelle für eine an sich bekannte Verstellvorrichtung 16, mit welcher der Abstand der zulaufseitige Lippe 6 zur ablaufseitigen Lippe 7 und damit die Weite des Dosierspaltes 5 einstellbar und veränderbar ist.
  • Selbstverständlich kann das Bauteil 14 aber auch einstückig ausgebildet sein, wie in Figur 2 bis 4 dargestellt ist.
  • Das Verschließen des Temperierkanals 11, 12 mit den Bauteilen 14,15 erfolgt hier im Beispiel mit einem dünnen Blechstreifen von 0,7 mm Stärke.
    Die Verbindung mit dem metallischen Bauteil der Düsenlippe 6, 7 erfolgt hochpräzis. Dafür ist als Beispiel ein Laserschweißverfahren, insbesondere mit einem Hochleistungs-Diodenlaser im Leistungsbereich von 1,2 bis 3,0 Kilowatt vorgesehen. Bei einer derartig ausgeführten Schweißnaht besteht keine Gefahr des Wärme-Verzuges der Düsenlippe.
  • Die Länge der beiden Düsenlippen 6 und 7 kann gleich lang (siehe Figur 3 und 4) oder auch derart ausgebildet sein, indem die zulaufseitige Lippe 6 - wie Figur 1 und 2 zeigt - sich über das freie Ende der ablaufseitigen Lippe 7 hinaus erstreckt.
  • In der Figur 3 ist eine Auftragsvorrichtung zur Vorhangbeschichtung (Curtain Coating) dargestellt, die im wesentlichen gleich wie die Vorrichtung gem. Figur 1 aufgebaut ist und deshalb mit denselben Bezugszeichen versehen ist.
  • Die Düsenlippen 6 und 7 mit Temperierkanälen 11 und 12 sowie dünnen Außenwänden 14 und 15 sind hierbei senkrecht nach unten weisend angeordnet und sind gleichlang ausgebildet.
    Der zwischen den Lippen 6 und 7 bestehende Dosierspalt 5 gibt im gewählten Beispiel das Auftragsmedium nach unten, direkt auf die Materialbahn B (wie in Figur 3 gezeigt), ab, wobei das Medium M unter Einfluss der Schwerkraft aus der Düse abfließt.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums (M) auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, mit einem als Auftragsdüse ausgebildeten Dosierspalt (5), der zwischen einer zulaufseitigen Lippe (6) und einer ablaufseitigen Lippe (7) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
    in wenigstens eine der Düsenlippen (6, 7) jeweils wenigstens ein, von einem Fluid durchströmter Temperierkanal (11,12) integriert ist wobei der Temperierkanal (11, 12) zur freien Umgebung hin mit einem dünnwandigen Bauteil (14,15) verschlossen ist und das Bauteil (14,15) eine Wandstärke (W1) von 0,1-3 mm aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Temperierkanal (11, 12) am auslaufseitigen Ende des Dosierspaltes (5) und an der, von der mediumberührten Seite (5a, 5b) des Dosierspaltes (5) abgewandten Seite (9, 10) der Düsenlippen (6, 7) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Wandstärke (W1) der beiden Düsenlippen (6, 7) im Bereich des jeweiligen Temperierkanals (11, 12) auf der zur freien Umgebung weisenden Seite (9, 10) geringer ist als jene Wandstärke (W2) zur mediumberührten Seite (5a, 5b) des Dosierspaltes (5).
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Bauteil (14, 15) eine Wandstärke (W1) von 0,2 bis 1 mm aufweist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (14, 15) mittels Laserschweißverfahren, vorzugsweise Hochleistungs- Diodenlaser im Leistungsbereich von 0,2 bis 3,0 KW oder durch Löten, oder durch Kleben hochpräzise mit der Düsenlippe (6, 7) verbindbar ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    als Temperierfluid gekühltes oder erwärmtes Wasser oder gekühlte oder erwärmte Luft wählbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6,
    gekennzeichnet durch Düsenlippen (6, 7) die eine Freistrahldüse bilden, die das Auftragsmedium (M) unter Druck abgibt
  8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6
    gekennzeichnet durch Düsenlippen (6, 7), die eine Düse zur Vorhangbeschichtung (Curtain Coating) bilden, wobei die Vorhangdüse das Auftrags- medium (M) im wesentlichen unter dem Einfluss der Schwerkraft abgibt.
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