DE102004039162A1

DE102004039162A1 - Vorrichtung zum Beschichten von Papier- und Kartonbahnen

Info

Publication number: DE102004039162A1
Application number: DE200410039162
Authority: DE
Original assignee: Horst Sprenger GmbH
Current assignee: Horst Sprenger GmbH
Priority date: 2004-08-11
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2024-08-12
Also published as: DE102004039162B4; WO2006018111A1

Abstract

Zum Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen sind Vorrichtungen mit folgenden Merkmalen bekannt: DOLLAR A - Zwei achsparallel nebeneinander gelagerte Walzen (1, 2), die einen Spalt (5) bilden, durch den die Papier- oder Kartonbahn (6) geführt wird, DOLLAR A - ein Auftrag- und Dosiersystem (7, 8) für zumindest eine der Walzen (1, 2), das einen dosierten Film von Beschichtungsmaterial auf die Walzenoberfläche aufträgt, der im Spalt (5) an die Papier- oder Kartonbahn (6) abgegeben wird, und DOLLAR A - eine Randschaber-Einrichtung (18, 19) mit einem Schaber (20), der in Drehrichtung der Walze (1, 2) hinter dem Auftrag- und Dosiersystem (7, 8) angeordnet in zumindest einem Randbereich der Walze (1, 2) aufgetragenes Beschichtungsmaterial abschabt. DOLLAR A Nach der Erfindung ist der Schaber (20) der Randschaber-Einrichtung (18, 19) aus Polyäthylen oder einem Kunststoff mit vergleichbaren Eigenschaften gefertigt und als stechender Schaber (20) mit einem Anstellwinkel alpha zwischen 140 DEG und 175 DEG , bevorzugt zwischen 160 DEG und 165 DEG , an die Tangente der Walze (1, 2) angestellt und zwischen dem Auftrag- und Dosiersystem (7, 8) und dem Schaber (20) ist eine Rücklaufdichtung (21) angeordnet, die ein Zurücklaufen des abgeschabten Beschichtungsmaterials zum Auftrag- und Dosiersystem (7, 8) verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen mit zwei achsparallel nebeneinander gelagerten Walzen, die einen Spalt bilden, durch den die Papier- oder Kartonbahn geführt wird, mit einem Auftrag- und Dosiersystem für zumindest eine der Walzen, das einen dosierten Film von Beschichtungsmaterial auf die Walzenoberfläche aufträgt, der im Spalt an die Papier- oder Kartonbahn abgegeben wird, und mit einer Randschaber-Einrichtung mit einem Schaber, der in Drehrichtung der Walze hinter dem Auftrag- und Dosiersystem angeordnet in zumindest einem Randbereich der Walze aufgetragenes Beschichtungsmaterial abschabt.
Zum Veredeln von Papier- oder Kartonbahnen mit Leim, Stärke oder Pigmentfarben sind als Beschichtungsvorrichtungen sogenannte Filmpressen bekannt, die zwei achsparallel in einem Gestell drehbar gelagerte Walzen aufweisen, die einen Spalt bilden, durch den die Bahn geführt wird. Das Beschichtungsmaterial wird von einem zumindest einer Walze zugeordneten Auftrag- und Dosiersystem zunächst auf eine oder beide Walzen aufgetragen, die es anschließend in dem Beschichtungsspalt zwischen den beiden Walzen an die Bahn abgibt. Filmpressen eignen sich besonders zum beidseitigen Beschichten einer Bahn, daher weist üblicherweise jede der beiden Walzen ein Auftrag- und Dosiersystem auf. Eine Beschichtungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art ist in der DE-A-44 31 202 beschrieben.
Damit die Papier- oder Kartonbahn über ihre gesamte Breite, die bis zu 11 m beträgt, beschichtet werden kann, erstrecken sich die Walzen in ihrer axialen Länge und die Auftrag- und Dosiersysteme ebenfalls zumindest über die gesamte maximale Bahnbreite, überlicherweise noch über diese hinaus. Um Probleme mit Beschichtungsmaterial zu vermeiden, das an den seitlichen, von der Bahn nicht abgedeckten Enden der Walzen nicht von der Bahn aufgenommen wird, ist es bekannt, in diesen Bereichen jeweils eine Randschaber-Einrichtung anzuordnen. Die in Drehrichtung hinter dem Auftrag- und Dosiersystem und vor dem Spalt angeordnete Randschaber-Einrichtung schabt das Beschichtungsmaterial an dem jeweiligen Rand wieder von der Walzenoberfläche ab.
Die Randschaber-Einrichtungen können auch eingesetzt werden, um eine Bahn mit beschichtungsfreien Rändern zu erzeugen. Dann sind sie etwas breiter als der nicht von der Bahn abgedeckte Bereich der Walzen.
Aus der Praxis sind Randschaber-Einrichtungen bekannt, die einen aus Federblech gefertigten klingenförmigen Schaber enthalten. Der Schaber ist in einem Anstellwinkel α kleiner als 90° gegen die Tangente an der Berührungslinie an die Walze angestellt, wobei der Anstellwinkel von der Tangente an die Walze in Drehrichtung zum Schaber gemessen wird. Bei einem Anstellwinkel α von weniger als 90° arbeitet der Schaber schleppend, es bildet sich ein spitzwinklig zulaufender Einlaufkeil zur Walze.
Schleppende Schaber werden im Betrieb, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, von dem Beschichtungsmaterial mit sehr hohen Kräften von der Walze weggedrückt. Sie müssen daher für eine sichere Funktion mit entsprechend großen Anpreßkräften gegen die Walze gedrückt werden. Die keilförmige Geometrie des Einlaufspalts hat den weiteren Nachteil, dass das abgeschabte Beschichtungsmaterial nicht sicher abgeleitet wird. Um den Einlaufspalt zu verlassen, muß das abgeschabte Beschichtungsmaterial seine Bewegungsrichtung umkehren. Beim Beschichten mit Pigmentfarben bilden sich im Umkehrpunkt an der Schaberkante abrasiv wirkende Anbackungen, von denen die Walzenoberfläche, üblicherweise aus gummiartigem Elastomer, beschädigt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, dass ein sicheres Abschaben von Beschichtungsmaterial bei hohen Geschwindigkeiten ohne die vorstehend beschriebenen Nachteile möglich ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Schaber der Randschaber-Einrichtung aus Polyäthylen oder einem Kunststoff mit vergleichbaren Eigenschaften gefertigt und als stechender Schaber mit einem Anstellwinkel zwischen 140° und 175°, bevorzugt zwischen 160° und 165°, an die Tangente der Walze angestellt ist, und dass zwischen dem Auftrag- und Dosiersystem und dem Schaber eine Rücklaufdichtung angeordnet ist, die ein Zurücklaufen des abgeschabten Beschichtungsmaterials zum Auftrag- und Dosiersystem verhindert.
Ein stechend angeordneter Schaber weist die einleitend aufgeführte Nachteile eines schleppend angeordneten Schabers nicht auf. Die erfindungsgemäßen Merkmale gewährleisten, dass sich der stechend angeordnete Schaber nicht in den Gummibelag der Walze eingräbt und dass das abgeschabte Beschichtungsmaterial nicht zurück zum Auftrags- und Dosiersystem läuft und so den Auftrag eines dosierten Films stört.
Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen, einer Beschichtungsvorrichtung nach der Erfindung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen Schnitt durch eine Beschichtungsvorrichtung und
2 in einem vergrößerten Ausschnitt das Auftrag- und Dosiersystem mit der nachfolgend angeordneten Randschaber-Einrichtung.
Die in der Zeichnung dargestellte Beschichtungsvorrichtung ist in eine Papiermaschine integriert. Sie besteht aus zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell drehbar gelagerten Walzen 1, 2, von denen eine Walze ortsfest, die andere Walze umfänglich gegen die ortsfeste Walze anpressbar gelagert ist. Beide Walzen 1, 2 sind mit einem Drehantrieb verbunden, mit dem sie gegensinnig in Richtung der Pfeile 3, 4 um ihre Längsachsen gedreht werden können. Beide Walzen 1, 2 sind auf ihrer Mantelfläche gummiert. Beim Anschwenken der Walzen 1, 2 gegeneinander bildet sich ein Pressspalt 5, durch den die zu beschichtende Papier- oder Kartonbahn 6 – im Beispiel von oben kommend – geführt wird.
An jeder Walze 1, 2 ist an der zum Pressspalt 5 entgegengesetzten Seite ein Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 angeordnet, das an die jeweilige Walze 1, 2 anschwenkbar ist. Von jedem Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 wird Beschichtungsmaterial, in Beispiel Pigmentstreichfarbe, auf die Mantelfläche der zugehörigen Walze 1, 2 zunächst im Überschuß aufgetragen und anschließend bis auf die gewünschte Filmdicke wieder abgerakelt. Der auf die Walzen 1, 2 aufgetragene Film an Beschichtungsmaterial wird im Pressspalt 5 an die Bahn 6 abgegeben.
Die Auftrag- und Dosiersysteme 7, 8 sind auf bekannte Weise jeweils an einem anschwenkbaren Schaberbalken 9, 10 befestigt und auf bekannte Weise aufgebaut: Sie enthalten jeweils eine zur Walze 1, 2 hin offene Auftragkammer 11, der aus einem Verteilrohr 12 Beschichtungsmaterial zugefügt wird. Auslaufseitig ist die Auftragkammer 11 von einem Dosiersystem abgeschlossen, dass als Dosierelement eine Rakelstange 13 enthält. Die Rakelstange 13 wird in einem Rakelbett 14 gehalten, das auf bekannte Weise an seiner Rückseite von einem Druckschlauch 15 abgestützt wird. Die Rakelstange 13 wird so gegen die jeweilige Walze 1, 2 angedrückt, dass sich die gewünschte Filmdicke an Beschichtungsmaterial auf deren Oberfläche einstellt. An der Einlaufseite wird die Auftragkammer 11 von einer Überlaufplatte 16 begrenzt, die zur jeweiligen Walze 1, 2 einen Überlaufspalt freiläßt, durch den der Überschuß an Beschichtungsmaterial austritt und von einer Auffangwanne 17 aufgefangen wird. In Drehrichtung hinter jedem Auftrag- und Dosiersystem und vor dem Pressspalt 5 ist an jedem Ende jeder der beiden Walzen 1, 2 eine Randschaber-Einrichtung 18, 19 angeordnet. Es sind somit insgesamt vier Randschaber-Einrichtungen vorhanden, von denen in 1 zwei dargestellt sind. Die Randschaber-Einrichtungen 18, 19 sind gleich aufgebaut. Nachfolgend wird ihr Aufbau an der in 2 vergrößert dargestellten Einrichtung 19 an der Walze 2 näher erläutert: Die Randschaber-Einrichtung 19 enthält einen begrenzt elastischen Schaber 20, der in Form einer Klinge aus Polyäthylen oder einem Kunststoff mit vergleichbaren Eigenschaften gefertigt ist. Die in Achsrichtung der Walze 2 gemessene Breite des Schabers 20 beträgt üblicherweise 50 mm – 300 mm. Im Betrieb ist der Schaber 20 als stechender Schaber in einem Anstellwinkel α zur Tangente am Berührungspunkt an die Walze 2 angestellt, der von der Tangente in Drehrichtung der Walze 2 gemessen 140° – 175°, bevorzugt 160° – 165° beträgt. Die Dicke des Schabers 20 beträgt 2 mm – 7 mm. Bevorzugt ist der Schaber 20 an seiner an der Walze 2 anliegenden Kante so hinterschnitten, dass der Watenwinkel dem Anstellwinkel entspricht. Es entsteht so eine zur Walzentangente parallele Berührungsfläche des Schabers 20 mit der Walze 2.
In Drehrichtung der Walzen 1, 2 hinter dem Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 und vor dem Schaber 20 ist jeweils eine Rücklaufdichtung angeordnet, die ein Zurücklaufen von abgeschabtem Beschichtungsmaterial verhindert, ohne dass die einlaufende Schicht an Beschichtungsmaterial spürbar beeinträchtigt wird. Die Breite der Rücklaufdichtung in Achsrichtung der Walzen 1, 2 entspricht zumindest der Breite des Schabers 20, bevorzugt ist sie etwas breiter. Die Rücklaufdichtung wird in der bevorzugten Ausführungsform von einer schleppend angeordneten Klinge 21 gebildet, die nicht als Schaber wirkt, also kein Beschichtungsmaterial abschabt. Damit die Klinge 21 auf dem Film an Beschichtungsmaterial schwimmt, ist sie in einem flachen Winkel von weniger als 30° gegen die Tangente an die Walzen 2 angestellt. Bevorzugt ist sie aus einem dünnen Federstahl von zum Beispiel 0,3 mm Dicke gefertigt.
Alternativ zu einer elastischen Klinge 21 können als Rücklaufdichtung auch elastische klingenförmige oder keilförmige Kunststoffteile eingesetzt werden, die ohne Beschichtungsmaterial abzuschaben auf dem Film schwimmen und so ein Zurücklaufen von durch den Schaber 20 abgeschabten Materials verhindern. Unter bestimmten Betriebsbedingungen, insbesondere beim Beschichten mit sehr hohen Geschwindigkeiten, kann die Rücklaufdichtung auch als starrer Spalt ausgebildet sein, der so gestaltet ist, dass ein Rücklauf von Beschichtungsmaterial verhindert wird, ohne den durchlaufenden Film zu beeinträchtigen.
Bevorzugt sind der Schaber 20 und die Rücklaufdichtung (hier Klinge 21) an einem zur Walze 1, 2 hin offenen, ansonsten geschlossenen und mit einem Farbablauf versehenen Kasten 22 befestigt, wobei die Rücklaufdichtung (Klinge 21) den Kasten einlaufseitig, der Schaber 20 den Kasten 22 auslaufseitig begrenzt. Der Kasten 22 fängt als Spritzschutz das abgeschabte Beschichtungsmaterial auf und leitet es über einen nicht in 2 dargestellten Farbablauf kontrolliert ab. So wird nicht nur ein Rücklauf von abgeschabten Beschichtungsmaterial zum Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 verhindert, sondern auch jegliche Beeinträchtigung des Auftrags und Verschmutzung der Beschichtungsvorrichtung durch umherspritzende Streichfarbe.
Der Kasten 22 mit den daran befestigten Teilen ist bevorzugt getrennt von dem zugehörigen Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 gegen die jeweilige Walze 1, 2 anschwenkbar, um den Schaber 20 und die Klinge 21 in ihre Betriebsstellung zu bringen. Unabhängig vom Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 läßt sich so die Anpresskraft des Schabers 20 auf konstante Werte einstellen und sein Verschleiß läßt sich kompensieren. Um dies zu ermöglichen ist der Kasten 22 schwenkbar an einem Halter 23 gelagert, der auf der Oberseite des Schaberbalkens 10 befestigt ist. An seiner Rückseite greift eine bevorzugte pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit 24 an, die ebenfalls an dem Schaberbalken 10 befestigt ist. Der Kasten 22 mit dem Schaber 20 und der Rücklaufdichtung läßt sich so gemeinsam mit dem Schaberbalken 10 und den daran befestigten Auftrag- und Dosiersystem 8 in einer Wartungsposition abschwenken, andererseits ist eine zusätzliche Schwenkbewegung des Kasten 22 zur Walze 2 hin bei feststehendem Schaberbalken 10 möglich.
Um Anbackungen von Streichfarbe in den Kasten 22 zu verhindern, enthält dieser bevorzugt eine Befeuchtungseinrichtung. Die Befeuchtungseinrichtung besteht aus in dem Kasten 22 angeordneten Nebeldüsen, die Wasser versprühen, um zur Vermeidung von Anbackungen das Kasteninnere ausreichend feucht zu halten.

Claims

Vorrichtung zum Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen (6) – mit zwei achsparallel nebeneinander gelagerten Walzen (1, 2), die einen Spalt (5) bilden, durch den die Papier- oder Kartonbahn (6) geführt wird, – mit einem Auftrag- und Dosiersystem (7, 8) für zumindest eine der Walzen (1, 2), das einen dosierten Film von Beschichtungsmaterial auf die Walzenoberfläche aufträgt, der im Spalt (5) an die Papier- oder Kartonbahn (6) abgegeben wird und – mit einer Randschaber-Einrichtung (18, 19) mit einem Schaber (20), der in Drehrichtung der Walze (1, 2) hinter dem Auftrag- und Dosiersystem (7, 8) angeordnet in zumindest einem Randbereich der Walze (1, 2) aufgetragenes Beschichtungsmaterial abschabt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaber (20) der Randschaber-Einrichtung (18, 19) aus Polyäthylen oder einem Kunststoff mit vergleichbaren Eigenschaften gefertigt und als stechender Schaber (20) mit einem Anstellwinkel α zwischen 140° und 175°, bevorzugt 160° bis 165°, an die Walze (1, 2) angestellt ist, und das zwischen dem Auftrag- und Dosiersystem (7, 8) und dem Schaber (20) eine Rücklaufdichtung (21) angeordnet ist, die ein Zurücklaufen des abgeschabten Beschichtungsmaterials zum Auftrag- und Dosiersystem (7, 8) verhindert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Ende jeder der beiden Walzen (1, 2) eine Randschaber-Einrichtung (18, 19) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufdichtung von einer schleppend angeordneten Klinge (21) gebildet wird, die in einem Winkel von weniger als 30° gegen die Tangente an die Walze (1, 2) angestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinge (21) aus einem dünnen Federstahl gefertigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaber (20) und die Rücklaufdichtung (21) an einem zur Walze (1, 2) hin offenen, ansonsten geschlossenen Kasten (22) befestigt sind, wobei die Rücklaufdichtung (21) den Kasten (22) einlaufseitig, der Schaber (20) den Kasten (22) auslaufseitig begrenzt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kasten (22) mit den daran befestigten Teilen getrennt von dem zugehörigen Auftrag- und Dosiersystem (7, 8) gegen die jeweilige Walze (1, 2) anschwenkbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kasten (22) eine Befeuchtungseinrichtung, insbesondere Nebeldüsen zum Versprühen von Wasser, enthält.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Randschaber-Einrichtung (18, 19) schwenkbar an dem Schaberbalken (9, 10) des zugehörigen Auftrag- und Dosiersystems (7, 8) befestigt ist.