DE102005041650A1

DE102005041650A1 - Auftragsvorrichtung

Info

Publication number: DE102005041650A1
Application number: DE200510041650
Authority: DE
Inventors: Knut Helmer; Dennis Partheymüller
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2007-03-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum direkten Auftragen eines flüssigen bis pastösen Mediums (M) auf eine Seite einer in Richtung (L) mit über 1000 m/min laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn (1) bei deren Herstellung und/oder Veredelung, DOLLAR A mit: DOLLAR A einer Auftragseinrichtung (2) zur Beschichtung einer Bahnseite (1a) und einer in Laufrichtung (L) der Faserstoffbahn (1) in bestimmten Abstand der Auftragseinrichtung (2) nachgeordneten Rakeleinrichtung (3) sowie einem der gegenüberliegenden Bahnseite (1b) zugeordneten flexiblen, umlaufenden Endlosband (4), welches mit seiner Außenseite (4b) die Faserstoffbahn (1) im Bereich zwischen Auftrags- (2) und Rakeleinrichtung (3) stützt. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Endlosband (4) derart geführt ist, dass die Faserstoffbahn (1) zwischen der Auftragseinrichtung (2) und der Rakeleinrichtung (3) und über den Ort des Auftragens (A) und des Rakelns (R) hinaus einen verlängerten linaren Laufweg (b, c) nimmt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum direkten Auftragen eines flüssigen bis pastösen Mediums auf eine Seite einer mit über 1000 m/min laufenden Papier-, Karton oder anderen Faserstoffbahn bei deren Herstellung und/oder Veredelung.
Die Vorrichtung umfasst eine Auftragseinrichtung zur Beschichtung einer ersten Bahnseite und eine der Auftragseinrichtung in Laufrichtung der Faserstoffbahn nachgeordnete Rakeleinrichtung, sowie ein der gegenüberliegenden Bahnseite zugeordnetes flexibles, umlaufendes Endlosband, welches mit seiner Außenseite die Faserstoffbahn im Bereich zwischen Auftrags- und Rakeleinrichtung stützt

Beim direkten Auftrag wird das flüssige oder pastöse Medium von einem Auftragsaggregat direkt auf die Oberfläche bzw. die zu beschichtende Seite der laufenden Bahn aufgetragen. Die Bahn ist entweder von einer umlaufenden Gegenfläche, wie eine Gegenwalze, oder einem umlaufenden Endlosband dabei gestützt.

Eine solche gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE -A1 44 46 373 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung wird eingesetzt, um die Bahn ein- oder beidseitig mit einer oder mehreren Schichten des Auftragsmediums, beispielsweise Streichfarbe, Stärke, Imprägniermittel usw. zu beschichten.

Diese Vorrichtung hat aber den Nachteil, dass bei den heutigen modernen, schnell laufenden Herstellungs- und/oder Veredelungsmaschinen, d.h. bei hohen Bahngeschwindigkeiten die heute oftmals über 2000 m/min betragen können, die Auftragsqualität nicht immer zufrieden stellend ist. Die Ursache ist in dabei mit eingetragenen Luftgrenzschichten zu suchen.

In der besagten Druckschrift DE..373 ist zwar ein nur leicht gekrümmter Verlauf der Faserstoffbahn angegeben, aber es können trotzdem noch Probleme aufgrund der zunehmenden Zentrifugalkräfte auftreten. Diese Probleme bzw. Nachteile bestehen im Farbabschleudern und im Abheben der Bahn, wodurch der Auftragsvorgang empfindlich gestört wird und die Auftragsqualität wie gesagt, nicht den Anforderungen genügt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit der die Auftragsqualität verbessert werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.

Demgemäß ist vorgesehen, dass das Endlosband derart geführt ist, dass die Faserstoffbahn zwischen dem Auftrags- und dem Rakelort und über den Ort des Auftragens und des Rakelns hinaus, einen verlängerten linearen Laufweg nimmt.

Der besagte lineare, also gerade verlaufende Laufweg hat dabei den Vorteil, dass bei hohen Bahngeschwindigkeiten keine Zentrifugalkräfte auftreten, die ein Abschleudern von aufgetragenem Auftragsmedium oder auch ein Bahnabheben verursachen könnten, vor allem, weil der lineare Weg bis über den Auftrags- und Abrakelort hinaus verlängert ist.

Die Erfindung kann vorteilhaft ausgestaltet sein, indem der zu beschichtenden Bahnseite in Laufrichtung gesehen, noch vor der Auftragseinrichtung eine Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung zugeordnet ist.

Als Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung eignet sich beispielsweise eine Walze, ein Gegenblaselement, ein gespanntes umlaufendes Band, eine Absaugeinrichtung oder dergleichen.

Sehr zweckmäßig läst sich als Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung ein zweites, umlaufendes Endlosband in die erfindungsgemäße Vorrichtung einbauen. Das zweite Endlosband bildet dann mit dem ersten Endlosband einen linear verlaufenden Pressspalt, den die Faserstoffbahn durchläuft und wodurch die der Auftragseinrichtung zuströmenden Luftgrenzschichten regelrecht abgequetscht werden und damit gar nicht bis zur Auftragseinrichtung gelangen können. Der Auftrag mit der Auftragseinrichtung kann dadurch unbeeinflusst von Lufteintrag erfolgen und garantiert so eine einwandfreie und damit bessere Auftragsqualität als bisher.

Zweckmäßig ist dabei, dass zumindest das erste Endlosband luftdurchlässig ist, z.B. durch Einarbeitung von Löchern oder poren- oder siebartige Ausbildung. Die einströmenden Luftschichten lassen sich damit leicht auspressen, d.h. die Luft kann durch die Poren bzw. Löcher gut nach außen entweichen, wo sie den Auftragsvorgang nicht stören kann. Vor allem wird dadurch das unerwünschte Bahnabheben vermieden.

Sehr zweckmäßig ist es, wenn das Endlosband über seine Breite hinweg, unterschiedliche Luftdurchlässigkeit aufweist. So kann sich beispielsweise eine stärkere Luftdurchlässigkeit in der Bahnmitte vorteilhaft auf den Bahnlauf auswirken.

Das Endlosband kann aus einem Kunststoff, Gummi oder auch Filz hergestellt sein. Ein solches Band ist handelsüblich und lässt sich leicht handhaben und spannen.

Eine weitere zweckmäßige Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann darin bestehen, dass an der Innenseite des ersten Endlosbandes ein stationäres Stützelement angeordnet ist. Dieses sollte zumindest im Bereich der Rakeleinrichtung angeordnet sein. Dadurch kann das mit der an sich bekannten Rakeleinrichtung vorgenommene Egalisieren (Vergleichmäßigen) oder Dosieren (Einstellen eines gewünschten Strichgewichtes in g/cm²) der zuvor aufgebrachten Mediumsschicht stabilisierter ablaufen, wobei die Faserstoffbahn geschont wird bzw. einem Abreißen derselben vorgebeugt wird.

Als Stützelement kann eine Walze, ein Stützschuh, eine Platte oder dergleichen dienen. Es ist aber auch möglich, nur ein gut gespanntes Band ohne Stützelement einzusetzen.

Es versteht sich, dass das erste Endlosband einem Antrieb versehen ist. bei Verwendung eines zweiten Endlosbandes ist dieses ebenfalls angetrieben, wobei der Drehsinn der Endlosbänder der Laufrichtung der Faserstoffbahn entspricht. Der Eingriff zwischen Faserstoffbahn und den Endlosbändern verläuft dadurch reibungsarm und schlupffrei. Verschleißerscheinungen an beiden Elementen werden so erheblich reduziert.

Aus diesem Grund bewegt sich das erste Band mit derselben Geschwindigkeit, wie die Faserstoffbahn.

Eine weitere zweckmäßige Lösung kann darin bestehen, dass an der Innenseite des vorhandenen zweiten Endlosbandes eine Andrückeinheit angeordnet ist, die mit einer einstellbaren Kraft das zweite Endlosband gegen das erste Endlosband drückt. Dadurch wird der Effekt der Luft-Auspressung noch verstärkt.

Als Auftragseinrichtung lässt sich im Rahmen der Erfindung besonders vorteilhaft ein Freistrahldüsen- oder ein Sprühdüsen- Auftragswerk einsetzen. Diese genannten Auftragswerke sind jeweils in gewissem Abstand zur Beschichtungsseite der Faserstoffbahn angeordnet. Das Auftragsmedium, insbesondere pigmenthaltige Streichfarbe, Leim oder Stärke wird damit im Wesentlichen frei und ungestützt und ohne die Faserstoffbahn mit Bauteilen des Auftragsaggregats zu kontaktieren, aufgetragen. Bei solcher Art des Auftragens wäre der Einfluss von Luftgrenzschichten sehr schädlich.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass mit der vorliegenden erfindungsgemäßen Vorrichtung sozusagen "zwei Fliegen mit einer Klappe" geschlagen werden.

Zum Einen hat der linear verlängerte Laufweg der Faserstoffbahn den Vorteil, dass bei den hohen Bahngeschwindigkeiten von über 1000 m/min keine Zentrifugalkräfte (wie beim Stand der Technik mit gekrümmten Laufwegen) auftreten. Dadurch wird zuverlässig ein Abschleudern von aufgetragenem Auftragsmedium in die Umgebung und/oder zurück auf die bereits beschichtete Bahn vermieden. Vermieden wird auch ein Bahnabheben, d.h. die Bahnführung ist verbessert. Durch letzteren Effekt kann das Auftragsergebnis weit aus besser als bisher ausfallen. Zum Anderen wird in diesem Zusammenhang auch erreicht, dass Luftgrenzschichten nicht bis zum Auftragsort gelangen und dort keine unbedeckten Stellen auf der Faserstoffbahn verursachen können.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben werden.
Es zeigen:
1: die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer schematisch dargestellten Seitenansicht
In der 1 ist eine in Laufrichtung L mit ca. 2000 m/min schnell laufende Faserstoffbahn 1 aus Papier dargestellt, die mit einem Trockengehalt von ca. 85 bis 95% von einer nicht gezeigten Vortrockengruppe einer Papierherstellungsmaschine einer hier unterhalb der Faserstoffbahn 1 angeordneten Auftragseinrichtung 2 zuläuft. Als Auftragseinrichtung 2 ist im gezeigten Beispiel ein Freistrahldüsen-Auftragswerk vorgesehen, welches beispielsweise in der EP 0 675 984 B1 beschrieben ist. Mit dieser Auftragseinrichtung 2 soll die Faserstoffbahn über ihre ganze Breite hinweg – abgesehen von freibleibenden Bahnrändern – auf ihrer Unterseite bzw. Beschichtungsseite 1a mit Streichfarbe beschichtet werden.
Als Auftragsaggregate können allerdings auch andere Einrichtungen, wie ein Short Dwell Time Applicator (SDTA) oder LDTA (für Long Dwell- Time) oder einzelne über die Breite der Faserstoffbahn verteilt angeordnete Sprühdüsen (gemäß der EP 0 881 330 B1 ) in Betracht kommen.
Zur Stützung der Faserstoffbahn 1 dient ein erstes umlaufendes Endlosband 4, welches der anderen Bahnseite 1b zugeordnet ist. Dieses Band 4 stützt also die Faserstoffbahn 1 in einem Bereich a zwischen Auftragseinrichtung 2 und einer in vorbestimmten Abstand dazu in Laufrichtung L der Bahn 1 angeordneten Rakeleinrichtung 3 und stützt die Bahn vor allem über die Bereiche des Auftragens und des Rakelns (d.h. Auftragsort A und Rakelort R) hinaus in einem mit b und c bezeichneten verlängerten Weg und zwingt die Bahn 1 damit einen verlängerten, linearen und ungekrümmten Weg zu laufen.
Dieses Endlosband 4 ist flexibel und luftdurchlässig ausgebildet und aus einem Kunststoff, Gummi oder Filz hergestellt. Die Luftdurchlässigkeit lässt sich durch eine porenartige oder siebartige Ausbildung oder durch Einarbeitung von Löchern oder Schlitzen erreichen.
Das Endlosband 4 ist außerdem an der der Beschichtungsseite 1a gegenüberliegenden Bahnseite 1b an seiner Innenseite 4a um mehrere voneinander beabstandete Führungsrollen 5 derart geführt, dass der besagte lineare Laufweg erreicht und gewünschtenfalls in seiner Länge oder Winkel auch verstellbar ist. Der lineare Verlauf garantiert, dass bei den genannten hohen Bahngeschwindigkeiten keine ungewollten Zentifugalkräfte entstehen, die zum Abschleudern des aufgebrachten Mediums und auch zum Abheben der Bahn 1 führen würden. Eine der Führungs – bzw. Umlenkrollen 5 ist mit einem Antrieb 6 versehen
Im Übrigen ist die Rakeleinrichtung 3 mit einem Rakelstab oder einer Rakelklinge als Rakel- bzw. Dosier oder Egalisierelement ausgestattet. Im Beispiel ist eine Rakelklinge in Form eines so genannten Schleppschabers 3.1 gewählt, mit dem das zuvor aufgebrachte Medium M auf das gewünschte Strichgewicht gebracht wird.
Im Beispiel ist noch eine so genannte Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung 7 vorhanden. Diese ist der Beschichtungsseite 1a zugeordnet, aber in Laufrichtung der Faserstoffbahn 1 gesehen, noch vor der Auftragseinrichtung 2 angeordnet. Als eine solche Einrichtung 7 ist im Beispiel ein zweites, umlaufendes Endlosband 7.1 vorgesehen. Dieses zweite Band 7.1 wird mittels einer Andrückeinheit 8 mit einer einstellbaren Kraft (siehe Pfeil F) gegen das die Faserstoffbahn 1 stützende und dabei die gegenüberliegende Bahnseite 1b kontaktierende erste Endlosband 4 gedrückt. Dadurch werden einströmende Luftgrenzschichtenten noch besser abgequetscht.
Zu erwähnen ist noch, dass im Inneren des Endlosbandes 4 ein stationäres Stützelement 9 in Form eines Stützschuhe 9.1 angeordnet ist. Dieses Stützelement ist zumindest im Bereich der Wirkungsfläche des Rakelelementes 3.1 vorhanden, wodurch vor allem der Faserstoffbahn 1 beim Rakeln bzw. Dosieren oder Egalisieren mehr Stabilität verliehen wird.
Auch das zweite Endlosband 7.1 ist mit einem eigenen Antrieb 10 versehen. Der Drehsinn D beider Bänder 4 und 7.1 folgt der Laufrichtung L der Faserstoffbahn 1, wodurch die Reibung zwischen Bahnunterseite 1a und Außenseite 7a des Bandes 7.1 sowie zwischen der Bahnoberseite 1b und der Außenseite 4b des Bandes 4 bzw. Schlupf verringert wird.
In der 1 ist unter der Auftragseinrichtung 2 und unter der Rakeleinrichtung 3 waagerechter ein Doppelpfeil eingezeichnet. Dieser Doppelpfeil soll angeben, dass die Lage der Einrichtungen 2 und 3 zueinander einstellbar ist. Damit ist die Einwirk- bzw. Penetrationszeit des Auftragsmediums M in die Faserstoffbahn 1 festleg- und veränderbar.

1: Faserstoffbahn
1a: Unter- bzw. Beschichtungsseite
1b: Bahnoberseite
2: Auftragsaggregat
3: Rakeleinrichtung
4: erstes Endlosband
4a: Innenseite des Endlosbandes
4b: Außenseite des Endlosbandes
5: Führungsrolle
6: Antrieb
7: Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung
7.1: zweites Endlosband
7a: Band-Innenseite
7b: Band-Außenseite
8: Andrückeinheit
9: Stützelement
9.1: stationärer Stützschuh
10: Antrieb
A: Ort des Auftragens
D: Drehsinn
L: Laufrichtung
M: Auftragsmedium
R: Ort des Rakelns
a, b, c: linear verlaufender Bereich

Claims

Vorrichtung zum direkten Auftragen eines flüssigen bis pastösen Mediums (M) auf eine Seite einer in Richtung L mit über 1000 m/min laufenden Papier-, Karton oder andere Faserstoffbahn (1) bei deren Herstellung und/oder Veredelung, mit: einer Auftragseinrichtung (2) zur Beschichtung einer Bahnseite (1a) und einer in Laufrichtung (L) der Faserstoffbahn (1) in bestimmten Abstand der Auftragseinrichtung (2) nachgeordneten Rakeleinrichtung (3), sowie einem der gegenüberliegenden Bahnseite (1b) zugeordneten flexiblen, umlaufenden Endlosband (4), welches mit seiner Außenseite (4b) die Faserstoffbahn (1) im Bereich zwischen Auftrags- (2) und Rakeleinrichtung (3) stützt, dadurch gekennzeichnet, dass das Endlosband (4) derart geführt ist, dass die Faserstoffbahn (1) zwischen der Auftragseinrichtung (2) und der Rakeleinrichtung (3) und über den Ort des Auftragens (A) und des Rakelns (R) hinaus, einen verlängerten linearen Laufweg (b, c) nimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu beschichtenden Bahnseite (1a) in Laufrichtung (L) gesehen noch vor der Auftragseinrichtung (2) eine Luftgrenzschicht- Entfernungseinrichtung (7) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Luftgrenzschicht- Entfernungseinrichtung (7) eine Walze, ein Gegenblaselement, ein umlaufendes Band, eine Absaugeinrichtung oder dergleichen vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Luftgrenzschicht- Entfernungseinrichtung (7) ein zweites, umlaufendes Endlosband (7.1) vorgesehen ist, welches mit dem ersten Endlosband (4) einen linear verlaufenden Pressspalt (N) bildet, den die Faserstoffbahn (1) durchläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das erste Endlosband (4) luftdurchlässig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Endlosband (4) über seine Breite hinweg eine unterschiedliche Luftdurchlässigkeit aufweist, beispielsweise dergestalt, dass in der Mitte des Endlosbandes (4) die Luftdurchlässigkeit größer als in den übrigen Bereichen ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite (4a) des ersten Endlosbandes (4) ein Stützelement (9) zumindest im Bereich der Rakeleinrichtung (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Stützelement (9) eine Walze oder ein stationärer Stützschuh eingebaut ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite (7a) des zweiten Endlosbandes (7.1) eine Andrückeinheit (9) angeordnet ist, die mit einer einstellbaren Kraft (F) das zweite Endlosband (7.1) gegen das erste Endlosband (4) drückt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Auftragseinrichtung (2) ein an sich bekanntes Freistrahldüsen- oder ein Sprühdüsen- Auftragswerk vorgesehen ist.