Verfahren und Vorrichtung zum gleichmässigen Auftragen von Flüssigkeiten auf Gegenstände. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichmässigen Auf tragen von Flüssigkeiten, wie z. B. Druck farben, Feiachtflüssigkeiten oder dergleichen, auf Gegenstände, z. B. solche aus Papier, Glas, Holz oder dergleichen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die aufzutragende Flüssigkeit aus einem Vorrats behälter einem Kapillarspalt zugeführt und aus diesem durch eine mit im Bereich der die Flüssigkeit abgebenden Oberfläche gleich mässig verteilten Kapillaren versehene Wand hindurch unter Herbeiführung eines Druck ausgleiches zwischen Innendruck des Behäl ters und Aussendruck an die Oberfläche der Wand diffundiert und von dort auf die mit der Flüssigkeit zu versehenden Gegenstände aufgetragen wird, wobei im Ruhezustande der Kapillarspalt zusammen mit den Kapillaren der Wand eine Flüssigkeitssperre bildet.
Verfahren und Vorrichtungen zum Auf tragen von Flüssigkeiten auf Gegenstände der verschiedensten Art sind bekannt. Besonders in der Vervielfältigungstechnik und der Drucktechnik müssen Farben oder Feucht- fIüssigkeiten völlig gleichmässig und in genau regelbarer Menge auf Gegenstände aus Papier, Karton, Glas usw. aufgetragen werden.
Gerade das völlig gleichmässige Auftragen in genau regelbarer Menge konnte aber bisher nicht er reicht. werden, da die meisten Anordnun gen sich zum Verteilen eines Filzmantels, Schwammgummimantels oder einer andern aus Filz, Schwammgummi oder ähnlichem Mate rial bestehenden, dochtartig wirkenden Ver teilungsvorrichtung bedienten, wobei die Flüs sigkeit dort, wo sie bereits gleichmässig ver teilt sein müsste, nur gross verteilt zugeführt wurde. Die Filzmäntel oder dergleichen sind aber nicht in der Lage, eine derart gleich mässige Verteilung noch vorzunehmen, wie sie erforderlich ist.
Selbst die Wahl eines per forierten Zylindermantels mit saugfähigem Belag aus Filz oder dergleichen führt nicht zu dem gewünschten Ergebnis, da die Ver teilung durch den perforierten Zylindermantel noch viel zu grob war. Ferner musste meistens noch auf mechanischem Wege, z. B. durch die Anwendung von Druckkolben, Walzen oder Rollkörpern, der gewünschte Durchtritt der Flüssigkeit durch den perforierten Zylin dermantel und den Mantelbelag zu dessen Oberfläche erzwungen werden.
Die Erfindung geht nun von der Erkennt nis aus, dass ein einwandfreies Ergebnis nur dann zu erzielen ist, wenn die Zuführung der Flüssigkeit zu der die Flüssigkeit abgebenden Oberfläche von vornherein über die die Flüs sigkeit abgebende Oberfläche gleichmässig ver teilt erfolgt. Im Zuge dieser Erkenntnis wurde festgestellt, dass die Lösung dieses Problems ohne weiteres möglich ist, wenn man die Flüs sigkeit durch einen Kapillarspalt und eine über den Bereich der die Flüssigkeit abgeben- den Oberfläche mit gleichmässig verteilten Kapillaren versehene Wand hindurch im Wege einer Diffusion der die Flüssigkeit ab gebenden Oberfläche zuführt.
Diese Art der Flüssigkeitszufuhr hat zunächst den grossen Vorteil, dass der Kapillarspalt zusammen mit den Kapillaren gleichzeitig als Flüssigkeits sperre wirken, also bei Nichtbenutzung der Vorrichtung ein unbeabsichtigtes Heraustre ten der Flüssigkeit verhindern, weil durch die Füllung des Kapillarspaltes und der Kapil laren mit Flüssigkeit im Innern des Flüssig keitsvorratsbehälters ein gewisser Unterdruck entsteht, der ein weiteres Nachdrücken der Flüssigkeit verhindert.
Diese Wirkung bietet gleichzeitig die Möglichkeit, die Regelung der austretenden Flüssigkeitsmenge in einer voll befriedigenden Weise vorzunehmen, da man zur Ermöglichung des Flüssigkeitsaustrittes einen Ausgleich des Druckunterschiedes zwi schen Innen- und Aussendruck vornehmen muss, der durch Luftzufuhr zum Innern des Flüssigkeitsbehälters erfolgt. Die Grösse der Luftzufuhr bestimmt aber die Schnelligkeit des Druckausgleiches, so dass durch Regelung der Luftzufuhr in relativ einfacher Weise die austretende Flüssigkeitsmenge genau ge regelt werden kann.
Die Vorrichtung zur Ausführung des Ver fahrens ist gekennzeichnet durch einen all seitig geschlossenen Aussenbehälter, dessen Wandungen im Bereich der die Flüssigkeit abgebenden Oberfläche gleichmässig verteilte Kapillarkanäle aufweisen, und einen in dem Aussenbehälter angeordneten, als Flüssigkeits- v orratsbehälter dienenden Innenbehälter, des sen Querschnitt nur um so viel kleiner ist als der des Aussenbehälters, dass nur ein den Kapillarspalt bildender Ringspalt zwischen Innenmantel des äussern und Aussenmantel des innern Behälters verbleibt,
und der nur mit einer in der Längsrichtung verlaufenden Lochreihe mit dem Innern des Aussenbehälters in Verbindung steht.
In der Zeichnung sind mehrere Ausfüh rungsbeispiele einer Vorrichtung zur Ausfüh rung des erfindungsgemässen Verfahrens dar gestellt; es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Zylinder aus keramischem Material nit darin angeordnetem Innenzylinder, Fig.2 einen Querschnitt durch die Vor richtung nach Fig.1 mit direkter Auftra- gung der Flüssigkeit, Fig. 3 einen 1,ängssehnitt durch einen Zylinder aus einem Träger, Drahtgaze und einer Decldolie,
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Vor richtung nach Fig. 33 mit indirekter Auftra- gung der Flüssigkeit.
Bei der Ausführung nach Fig.l und 2 besteht der Zylinder aus einem Zylinder mantel a aus keramischem Material mit den erforderlichen, im Bereich der die Flüssig keit abgebenden Oberfläche gleichmässig ver teilten Kapillaren. Der Zylinder ist an den Stirnseiten durch Scheiben b verschlossen, die gleichzeitig die Lagerzapfen c zur dreh baren Lagerung des Zylinders tragen. In dein so entstandenen, geschlossenen Zylinder ist ein zweiter Zylindermantel d angeordnet, der an den Stirnseiten gleichfalls durch die Scheiben b abgeschlossen ist.
Der Durch messer dieses Mantels d ist, wie aus Fim_.2 klar ersichtlich ist, tim so viel kleiner als derjenige des Mantels a, dass ringsherum und auf die ganze Länge ein den Kapillar spalt bildender Ringspalt (übertrieben gross gezeichnet) e_ entsteht, der gerade so gross ist, dass er eine schnelle und gleichmässige Verteilung der aus dem Mantel d austreten den Flüssigkeit gewährleistet. Der Austritt der Flüssigkeit aus dem Innenzylinder in den Aussenzylinder erfolgt durch eine in rler Längsrichtung des Mantels d verlaufende Reihe von Löchern f.
Diese Anordnung be wirkt, dass der h'lüssigl#:eitszul:ritt zu dem Aussenzylinder bei Nichtbenutzung dadurch abgestellt werden kann, dass man den Man tel d so dreht, dass die Lochreihe oben liegt. Der Kapillarspalt bildet dann zusammen mit den Kapillaren der Wand eine Flüssigkeh s- sperre. Sind Mantel a und Mantel<I>d</I> gemein sam drehbar, so tritt bei Benutzung der Vor richtung bei jeder Umdrehung einmal die Flüssigkeit vom Innenzylinder in den Zy- lindertpalt e über.
Der Mantel d könnte auch feststehend und der äussere uni ihn drehbar sein, wobei dann während des Gebrauches eine gleichmässige dauernde Entnahme von Flüssigkeit aus dem Innenzylinder erfolgen würde, und zwar entsprechend dem jewei ligen Flüssigkeitsverbrauch.
Zur Herbeiführung und Regelung des Druekaitsgleiches ist in der einen Stirn scheibe b ein einfaches Lufteinlassventil g vorgesehen, während in der andern Stirn scheibe b (es könnte auch die gleiche sein) eine verschliessbare Einfüllöffnung h vor gesehen ist. Das Luftsteuerventil könnte auch auf dem Zylindermantel ausserhalb der Porenfläche angeordnet sein, und es kann von Hand oder maschinell gesteuert werden und in letzterem Falle automatisch arbeiten.
Bei der Anordnung nach Fig.2 ist eine direkte Auftragung der Flüssigkeit auf den mit Flüssigkeit zu versehenden Gegenstand, z. B. einem Papierpogen i, vorgesehen, wo bei in bekannter Weise zum Transport des Bogens<I>i</I> eine Transportwalze<I>k</I> angeord net ist.
Bei dem Beispiel nach Fig. 1 und 2 kann der Mantel des Behälters aus keramischem oder metallkeramischem (pulvermeta,llui,gi- schem) Filtermaterial hergestellt sein, wel ches die notwendigen Kapillaren enthält. Dabei hat man es in der Hand, jeweils die der in Anwendung kommenden Flüssigkeit entsprechende Porengrösse zu wählen. Zu be achten ist aber bei der Wahl des keramischen Materials der Imstand, dass die Wandstärke verhältnismässig gross sein muss, so dass die in dem Mantel befindliche Flüssigkeitsmenge im Verhältnis zum Behälteriphalt ziemlich gross ist.
Handelt es sieh um eine leicht ver- dun,stende oder sich leicht verflüchtigende Flüssigkeit, so kann bei seltenem Gebrauch der Vorrichtung der Flüssigkeitsverlust sehr erheblich sein.
Diesen Nachteil kann man vermeiden, wenn man nach Fig.3 und 4 den mit den Kapillaren versehenen Behältermantel aus einem als grobes Sieb ausgebildeten Träger m herstellt, auf dem eine oder mehrere Sehich- ten Drahtgaze, Glasfasergaze, Seidengaze oder dergleichen n und als Deckschicht eine mit einer grossen Zahl von gleichmässig verteil ten Löchern versehene Metallfolie o anordnet.
Dabei übernimmt dann die Gaze die Arbeit der gleichmässigen Verteilung der Flüssig keit und übt gleichzeitig die Funktion der Flüssigkeitssperre aus, während die De & i- folie mit ihren gleichmässig verteilten fein sten Öffnungen die einwandfrei gleichmässige Abgahe der Flüssigkeit gewährleistet, gleich zeitig aber das Mass der Verdunstung oder Verflüchtigung auf einen kaum noch mess- baren Wert herabdrückt.
Als Deckschicht kann beispielsweise eine sui-' galvanoplasti- schein Wege erzeugte Metallfolie verwendet werden, die bis zu 50000 Löcher pro em2 ent halten kann. Es ist also ersichtlich, dass die Feinheit der Verteilung allen Forderungen und allen zu verwendenden Flüssigkeiten an gepasst werden kann, da praktisch jede ge wünschte Zahl der Löcher pro Flächeneinheit und jede gewünschte Lochgrösse gewählt wer den kann.
Im übrigen sind bei der in Fig. 3 und 4 dargestellten Vorrichtung die Teile b-h die gleichen wie in Fig. 1 und 2.
Die Übertragung der Flüssigkeit auf den Gegenstand, z. B. den Papierbogen i, geschieht gemäss Fig.4 auf indirektem. Wege. Zu die sem Zwecke ist unter der die Flüssigkeit ent haltenden Zylinderwalze eine Walze p aus saugfähigem Material, z. B. Crumini, vor gesehen, die die aus der Zylinderwalze aus tretende Flüssigkeit absaugt und auf den Bogen i überträgt. In üblicher Weise wird dabei der Bogen i von der als Gegenwalze arbeitenden Transportwalze k bewegt.
Method and device for evenly applying liquids to objects. The invention relates to a method and a device for uniformly on carry liquids such. B. printing colors, Feiachtiquid or the like, on objects such. B. those made of paper, glass, wood or the like.
The method according to the invention is characterized in that the liquid to be applied is fed from a storage container to a capillary gap and out of this through a wall provided with capillaries evenly distributed in the area of the liquid-releasing surface, bringing about a pressure equalization between the internal pressure of the container and External pressure diffuses to the surface of the wall and is applied from there to the objects to be provided with the liquid, the capillary gap forming a liquid barrier together with the capillaries of the wall in the state of rest.
Methods and devices for applying liquids to objects of various types are known. In duplication technology and printing technology in particular, colors or damp liquids must be applied to objects made of paper, cardboard, glass, etc. in a completely uniform manner and in precisely controllable quantities.
However, it is precisely the completely even application in precisely adjustable quantities that has not yet been achieved. Since most arrangements are used to distribute a felt jacket, sponge rubber jacket or another wick-like distribution device made of felt, sponge rubber or similar material, the liquid is only large where it should already be evenly distributed was supplied distributed. However, the felt jackets or the like are not able to carry out such a uniform distribution as is necessary.
Even the choice of a perforated cylinder jacket with an absorbent covering made of felt or the like does not lead to the desired result, since the distribution through the perforated cylinder jacket was still far too coarse. Furthermore, mostly by mechanical means, e.g. B. by the use of plungers, rollers or rollers, the desired passage of the liquid through the perforated Zylin dermantel and the jacket covering to be forced to the surface.
The invention is based on the knowledge that a perfect result can only be achieved if the liquid is supplied to the liquid-releasing surface from the outset evenly distributed over the liquid-releasing surface. In the course of this finding it was found that the solution to this problem is easily possible if the liquid is diffused through a capillary gap and a wall provided with evenly distributed capillaries over the area of the surface releasing the liquid Liquid from giving surface supplies.
This type of liquid supply initially has the great advantage that the capillary gap together with the capillaries act as a liquid barrier at the same time, i.e. when the device is not in use, prevent the liquid from accidentally coming out, because by filling the capillary gap and the capillaries with liquid inside the liquid keitsvorratsbehälters creates a certain negative pressure, which prevents further pressure of the liquid.
This effect also offers the possibility of regulating the amount of liquid that escapes in a fully satisfactory manner, since to enable the liquid to escape, the pressure difference between internal and external pressure must be compensated for, which is achieved by supplying air to the interior of the liquid container. The size of the air supply determines the speed of the pressure equalization, so that by regulating the air supply, the amount of liquid that escapes can be precisely regulated in a relatively simple manner.
The device for carrying out the process is characterized by an outer container that is closed on all sides, the walls of which have evenly distributed capillary channels in the area of the surface that emits the liquid, and an inner container which is arranged in the outer container and serves as a liquid storage container, whose cross-section is only around is so much smaller than that of the outer container that only an annular gap, which forms the capillary gap, remains between the inner jacket of the outer and the outer jacket of the inner container,
and which is connected to the interior of the outer container only by a row of holes running in the longitudinal direction.
In the drawing several Ausfüh approximately examples of a device for Ausfüh tion of the inventive method is presented; 1 shows a longitudinal section through a cylinder made of ceramic material with an inner cylinder arranged therein, FIG. 2 shows a cross section through the device according to FIG. 1 with direct application of the liquid, FIG. 3 shows a longitudinal section through a cylinder from a carrier, wire gauze and a decldolie,
4 shows a cross section through the device according to FIG. 33 with indirect application of the liquid.
In the embodiment according to Fig.l and 2, the cylinder consists of a cylinder jacket a made of ceramic material with the required, in the area of the liquid-releasing surface evenly divided capillaries ver. The cylinder is closed at the end faces by disks b, which at the same time wear the bearing pin c for the rotatable bearing of the cylinder ble. In the closed cylinder created in this way, a second cylinder jacket d is arranged, which is also closed off at the end faces by the disks b.
The diameter of this jacket d is, as can be clearly seen from FIG. 2, tim so much smaller than that of the jacket a that around and over the entire length an annular gap (drawn exaggeratedly large) e_ is created which forms the capillary gap and which is straight is so large that it ensures a rapid and even distribution of the liquid emerging from the jacket d. The exit of the liquid from the inner cylinder into the outer cylinder takes place through a row of holes f running in the longitudinal direction of the jacket d.
This arrangement has the effect that the h'lüssigl #: eitszul: ride to the outer cylinder can be turned off when not in use by turning the jacket so that the row of holes is on top. The capillary gap then forms a liquid barrier together with the capillaries of the wall. If jacket a and jacket <I> d </I> are rotatable together, then when the device is used, the liquid passes over from the inner cylinder into the cylinder gap e once with each rotation.
The jacket d could also be stationary and the outer one could be rotatable, in which case liquid would be continuously withdrawn from the inner cylinder during use, according to the respective liquid consumption.
To bring about and regulate the pressure equalization, a simple air inlet valve g is provided in one face disk b, while a closable filler opening h is seen in the other face disk b (it could also be the same). The air control valve could also be arranged on the cylinder jacket outside the pore surface, and it can be controlled manually or by machine and, in the latter case, work automatically.
In the arrangement according to Figure 2, a direct application of the liquid to the object to be provided with liquid, z. B. a sheet of paper i, provided where in a known manner for transporting the sheet <I> i </I> a transport roller <I> k </I> is angeord net.
In the example according to FIGS. 1 and 2, the casing of the container can be made of ceramic or metal-ceramic (pulvermeta, llui, gic) filter material, which contains the necessary capillaries. It is up to you to choose the pore size that corresponds to the liquid being used. When choosing the ceramic material, however, it should be noted that the wall thickness must be relatively large, so that the amount of liquid in the jacket is quite large in relation to the container tip.
If the liquid is easily evaporated, stagnant or easily volatilized, the loss of liquid can be very considerable if the device is rarely used.
This disadvantage can be avoided if, according to FIGS. 3 and 4, the container jacket provided with the capillaries is produced from a carrier m designed as a coarse sieve, on which one or more layers of wire gauze, glass fiber gauze, silk gauze or the like n and a cover layer metal foil o provided with a large number of evenly distributed holes.
The gauze then takes over the work of evenly distributing the liquid and at the same time acts as a liquid barrier, while the de & i-foil with its evenly distributed finest openings ensures the perfectly even discharge of the liquid, but at the same time the measure of the Evaporation or volatilization is reduced to a level that can hardly be measured.
As a cover layer, for example, a metal foil produced in a sui- 'galvanoplastic way can be used, which can contain up to 50,000 holes per em2. It can therefore be seen that the fineness of the distribution can be adapted to all requirements and all liquids to be used, since practically any desired number of holes per unit area and any desired hole size can be selected.
Otherwise, in the device shown in FIGS. 3 and 4, the parts b-h are the same as in FIGS. 1 and 2.
The transfer of the liquid to the object, e.g. B. the paper sheet i, happens according to Figure 4 on indirect. Ways. For this purpose, a roller p made of absorbent material, for. B. Crumini, seen before, which sucks the exiting liquid from the cylinder roller and transfers it to the sheet i. In the usual way, the sheet i is moved by the transport roller k, which works as a counter roller.