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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines ein- oder
mehrschichtigen Vorhanges eines flüssigen bis pastösen
Auftragsmediums auf eine laufende Papier-, Karton- oder andere Faserstoffbahn,
aufweisend mindestens ein oberhalb der Faserstoffbahn und von ihr
beabstandet angeordnetes Auftragsaggregat für die Abgabe
des Vorhanges in einer Gesamtfallhöhe, sowie aufweisend
eine Ablenkplatte und/oder eine Auffangrinne für das Auffangen
des Vorhanges beim Starten und Stoppen des Auftragsaggregates, wobei
die Ablenkplatte und/oder die Auffangeinrichtung eine den Vorhang durchdringende
Abrisskante aufweist, wodurch zwischen der Abrisskante und der Faserstoffbahn
eine Teilfallhöhe vorhanden ist.
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Aus
der Praxis und dem Patentschriftenfonds sind verschiedene Auftragsaggregate
bzw. Streichwerke bekannt, die oberhalb der zu beschichtenden Faserstoffbahn
und von dieser beabstandet angeordnet sind, so dass das vom Streichwerk
abgegebene Auftragsmedium auf die laufende Faserstoffbahn fallen
kann.
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Es
gibt zwei Arten an solchen Streichwerken.
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Die
eine Art ist eine Gleitschicht- Aggregat, welches in Fachkreisen
auch als "Slide die" bezeichnet wird und beispielsweise aus der
EP-A1-1 255 615 bekannt
ist. Verwendet wird dazu ein Gleitblock mit mindestens einer integrierten
Auftragsmediumskammer. Aus dieser mindestens einen Kammer (mehrere Kammern
werden beim Mehrschichtauftrag genutzt) wird jeweils das Medium
zunächst von unten nach oben befördert und über
mindestens einen von der mindestens einen Mediumskammer abzweigenden schlitzdüsenartigen
Auslass auf eine schräg nach unten geführte bzw.
auch gekrümmte Gleitplatte des deshalb so bezeichneten
Gleitkörpers gelenkt. Auf dieser Gleitplatte kann sich
das Auftragsmedium strecken und so eine relativ stabile Gleitschicht
bilden. Bei mehreren hintereinander angeordneten und beaufschlagten
Mediumskammern bilden sich auf der Gleitplatte mehrere Gleitschichten
aus, die sich zu mehreren Lagen übereinander legen (laminieren) und
gemeinsam als mehrschichtiger Vorhang auf die laufende Faserstoffbahn
herabfallen.
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Die
andere Art sind Vorhangauftragswerke, d. h. so genannte "Slot dies".
Ein solches Auftragswerk ist beispielsweise aus der
WO 2006-097376-A1 bekannt.
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Bei
diesem Auftragswerk gelangt aus mehreren Schlitzdüsen Auftragsmedium
als je ein Vorhang bzw. Schleier an eine darunter befindliche Gleitplatte. Auf
dieser Gleitplatte legen sich die Vorhänge übereinander
und fallen dann gemeinsam als mehrschichtiger Vorhang auf die laufende
Faserstoffbahn herab.
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Beim
Starten und Stoppen des Auftragsprozesses wird in der Regel eine
Auffangrinne bzw. -Wanne mit einer Abrisskante in den Vorhang hineingeschoben
bzw. zur Freigabe des Vorhanges beim Starten herausgezogen. Die
Abrisskante durchdringt beim Hineinschieben den Vorhang zuerst.
Dieser Moment ist besonders kritisch. In der Regel sind die Rinnen
relativ weit oberhalb der Gesamtfallhöhe des Vorhanges
angeordnet, so dass es zu Abspritzungen des Auftragsmediums beim
Hineinfahren in den Vorhang oder Herausfahren aus dem Vorhang kommt.
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Mit
der in der
EP-B1 0
609 535 beschriebenen Lösung wurde mit einer schwenkbaren
Platte beim Starten des Auftragens versucht, das Problem des Abspritzens
und unerwünschter Mediumsansammlungen auf der Platte und
daher dann auch auf der zu beschichtenden Bahn zu beseitigen. Die
als Startplatte bezeichnete Platte hat ihren Drehpunkt relativ nahe
an der Ebene der laufenden Bahn und reicht mit ihrem nach oben weisenden,
freien Ende, welches den fallenden Vorhang durchdringt in unmittelbare
Nähe des Abgabepunktes des Vorhanges.
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In 1 ist
diese Situation bzw. die dem Stand der Technik entsprechende Vorrichtung 1 schematisch
dargestellt.
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Man
erkennt ein Auftragsaggregat 2 in Form einer Gleitschichtdüse 2.1 und
einen an einer Abrisslinie 3 abgegebenen, frei fallenden,
mehrschichtigen Vorhang 4. Eine um den Drehpunkt 5 verschwenkte Ablenkplatte 6 gibt
an einer Abrisskante 7, bzw. mit ihrem freien Ende 8 den
Vorhang 4 zum Weiterfallen auf die Faserstoffbahn 9 frei.
Die zwischen der Abrisskante 7 und der Substratbahn 9 bestehende
Fallhöhe H2 ist im Verhältnis zur Gesamtfallhöhe
H1 zwischen Abrisslinie 3 der Düse 2.1 und
der Bahn 9 relativ hoch, so dass bei dieser Vorrichtung 1 die
gefürchteten Abspritzungen auf die Bahn 9 und
die Umgebung bzw. Maschinenteile nicht ausbleiben.
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Die
Anwendung dieser Vorrichtung 1 würde daher auch
zu Qualitätseinbußen bei der Beschichtung einer
Faserstoffbahn führen.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Auftragsvorrichtung
für eine Faserstoffbahn anzugeben, bei der die genannten
Nachteile nicht auftreten.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist
bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass
die Ablenkplatte und/oder die Auffangrinne derart angeordnet sind,
dass mit ihnen eine Teilfallhöhe zwischen Abrisskante und
der laufenden Faserstoffbahn erreichbar ist, die weniger als 40%
der Gesamtfallhöhe beträgt.
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Der
Erfinder hat erkannt, dass weniger als 30% der Gesamtfallhöhe
besonders vorteilhaft sind. Im Idealfall sollte diese Fallhöhe
nur wenige mm, insbesondere nahe 0 mm betragen.
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Bei
dieser erfindungsgemäßen Anordnung hat sich der
Vorhang beim Auffangen in der Startphase oder noch in der Stopp-Phase
soweit gestreckt, dass Anhäufungen auf der Auffangfläche
einer Auffangrinne oder einer Ablenkplatte, die das aufgefangene
Medium danach an die Auffangrinne weitergibt, vermieden werden.
Dadurch verhindert man auch die unerwünschten Abspritzungen.
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Eine
vorteilhafte Variante kann darin bestehen, dass das eine Ende der
Ablenkplatte den Drehpunkt darstellt und das freie Ende der Ablenkplatte die
Abrisskante bildet.
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Dadurch
erreicht man einen sehr großen Schwenkradius.
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Eine
zweckmäßige Ausbildung der Auftragsvorrichtung
besteht darin, wenn das vorgesehene Auftragsaggregat an seiner Unterseite
eine Lagerstelle für den Drehpunkt der darunter befindlichen Ablenkplatte
aufweist. Die Ablenkplatte kann dabei mit ihrem einen Ende den Drehpunkt
und mit ihrem vom Drehpunkt deutlich entfernten Ende die Abrisskante
bilden. Die Ablenkplatte ist damit in der Lage, in nur geringem
Abstand zur Faserstoffbahn den fallenden Vorhang beim Starten und
Stoppen zu durchdringen. Damit ergibt sich eine relativ niedrige
Teilfallhöhe (die auch als Plumpshöhe bezeichenbar
ist) mit den oben erwähnten Vorteilen.
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In
einer alternierenden Ausbildung der Vorrichtung kann vorgesehen
sein, dass unter ihr eine in Richtung zur laufenden Faserstoffbahn
geneigte Gleitplatte angeordnet ist, an deren Unterseite sich eine
Lagerstelle für den Drehpunkt einer sich darunter befindlichen
Ablenkplatte befindet.
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Die
Ablenkplatte bildet auch bei dieser Variante mit ihrem einen Ende
den Drehpunkt und mit ihrem vom Drehpunkt deutlich entfernten anderen Ende
die besagte Abrisskante, womit wiederum eine sehr niedrige Teilfallhöhe
erreichbar ist.
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Die
Ablenkplatte lässt sich im Übrigen in bestehende
Maschinen relativ einfach nachträglich einbauen.
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Die
Ablenkplatte kann wie gesagt, am Auftragsaggregat, aber auch an
der Gleitplatte gelagert sein. Das hat den Vorteil, dass die Ablenkplatte
nicht selbsttragend ausgeführt sein muss.
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Alternativ
kann die Ablenkplatte aber auch separat, d. h. unabhängig
vom Auftragsaggregat oder der Gleitplatte gelagert sein. Diese Ausführung hat
den Vorteil, dass bei einer beispielsweise technologiebedingten Änderung
der Gesamtfallhöhe ein schon minimal eingestellter Wert
der Plumps- bzw. Teilfall-Höhe unverändert gelassen
werden kann.
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Der
Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
besonders bei der Aufbringung von mehreren Schichten eines oder
mehrerer Auftragsmedien vorteilhaft, weil hier aufgrund der Kompaktheit
des mehrschichtigen Vorhanges das Auffangen des Vorhanges beim Starten
und Stoppen problematisch ist und dies mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sich erstmals erfolgreich gestaltet.
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Nachzutragen
ist, dass sich als Auftragsaggregat eine an sich bekannte Gleitschicht-Düse
oder eine an sich bekannte Vorhangauftragsdüse, jeweils mit
wenigstens einer schlitzförmigen Abgabedüse, eignet.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert werden.
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Es
zeigen:
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1:
eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik in
schematischer Darstellung
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2:
eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
in schematischer Darstellung
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3:
eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
in schematischer Darstellung
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4:
eine dritte Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
in schematischer Darstellung
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In
den Figuren sind für gleiche Bauteile auch gleiche Bezugszeichen
gewählt, die jedoch in den erfindungsgemäßen
Figuren mit hochgestelltem Strich bzw. Strichen gekennzeichnet sind.
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In 2 ist
eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung 1' zum
mehrschichtigen Auftragen von mindestens einem flüssigen
bis pastösen Auftragsmedium M1 bzw. M2 usw. auf eine laufende
Papier-, Karton- oder andere Faserstoffbahn 9' dargestellt.
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Oberhalb
von der Faserstoffbahn 9' und von ihr beabstandet angeordnet
ist ein Auftragswerk 2' in Form einer Gleitschichtdüse 2.1' angeordnet,
welches mindestens der Breite der zu beschichtenden Faserstoffbahn 9' entspricht.
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Man
erkennt aus der Figur, dass ein von einer Abrisslinie 3' der
Gleitschichtdüse 2.1' ausgehender mehrschichtiger
Vorhang 4' frei auf die darunter laufende Faserstoffbahn 9' fällt.
Zum Starten und Stoppen des Vorhanges 4' dient eine Ablenkplatte 6', die
um einen Drehpunkt 5' verschwenkbar ist. Dazu weist die
Gleitschichtdüse 2.1' an ihrer Unterseite eine
Lagerstelle 10' für den Drehpunkt 5' auf.
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Die
Ablenkplatte weist damit an ihrem einen Ende 11' den Drehpunkt 5' auf
und bildet mit ihrem anderen, nach unten zeigenden freien und deutlich vom
oberen Ende 11' entfernten Ende 8' die Abrisskante 7'.
Beim Verschwenken der Abrissplatte 6' – siehe
Doppel-Schwenkpfeil- taucht diese mit ihrer Abrisskante 7' in
den Vorhang 4' ein (siehe die gestrichelten Linie der Ablenkplatte 6')
und fängt den Vorhang beim Starten und Stoppen der Beschichtung auf
bzw. leitet das aufgefangene Medium in eine darunter befindliche
Auffangrinne 12'. An der besagten Abrisskante 7' wird
beim Startvorgang, also wenn der Vorhang 4' bereits stabil
läuft, dieser freigegeben. Von hier aus fällt
der Vorhang 4' abgebremst und aufgestaut auf die Bahn 9'.
Beim Stoppvorgang wird der fallende Vorhang 4' dahingegen
abgelenkt bzw. aufgefangen.
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Im
Gegensatz zum Stand der Technik ist hier die Fallhöhe,
nun als Teilfallhöhe H2 bezeichnet, (ausgehend von der
Abrisskante 7' im Verhältnis zur Gesamtfallhöhe
H1) sehr gering. Sie beträgt erfindungsgemäß nur
maximal 40% der Gesamtfallhöhe, vorzugsweise unter 30%.
Beträgt beispielsweise die Gesamtfallhöhe 200
mm, beträgt nun die Teilfallhöhe nur noch 40 mm.
Diese Teilfallhöhe, die wie schon erwähnt, auch
als Plumpshöhe bezeichnet werden kann, weil das auf der
Ablenkplatte aufgestaute, aufgefangene Medium regelrecht herunterplumpst,
sollte maximal nur 80 mm, vorzugsweise unter 30 mm betragen. Ideal
wären 0 mm oder knapp über 0 mm.
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In 3 ist
eine Variante zur Vorrichtung 1' dargestellt. Bei dieser
Vorrichtung 1'' dienen als Auftragsaggregat 2'' mehrere
Vorhangauftragsdüsen 2.2', je nachdem wie viele
Schichten aufzubringen sind. Die Vorhangauftragsdüsen 2.2'' sind
hier dreifach vorhanden, zwecks Aufbringung einer Dreifachschicht
auf die Faserstoffbahn 9''.
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Unterhalb
der Einzelvorhänge a, b, c ist eine durchgehende und in
Richtung zur laufenden Faserstoffbahn 9'' geneigte Gleitplatte 13'' angeordnet
ist, auf der die Einzelvorhänge sich übereinander
legen und danach einen mehrschichtigen Vorhang 4'' bildend
an die Faserstoffbahn 9' lenken. An der Unterseite der
Gleitplatte 13'' ist eine Lagerstelle 10'' für den
Drehpunkt 5'' der darunter hängenden Ablenkplatte 6'' vorhanden.
Auch bei dieser Variante ist an dem einen Ende 11'' der
Ablenkplatte 6'' der Drehpunkt 5'' vorhanden,
wohingegen das andere freie Ende 8'' wieder die Abrisskante 7'' bildet.
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Auch
hierbei taucht beim Verschwenken der Abrissplatte 6'' diese
beim Stoppvorgang der Vorrichtung mit ihrer Abrisskante 7'' in
den Vorhang 4'' ein (siehe die gestrichelten Linien der
Ablenkplatte 6'') und fängt den Vorhang 4'' auf
bzw. leitet ihn in eine noch darunter befindliche Auffangrinne 12'',
die hier nicht mit dargestellt ist. An der besagten Abrisskante 7'' wird
beim Startvorgang, d. h. bei stabilem Lauf des Vorhangs 4'',
der Vorhang freigegeben und fällt dann abgebremst und aufgestaut
auf die Bahn 9'', aber aufgrund der niedrigen Teilfallhöhe
H2, ohne die Umgebung bzw. die Faserstoffbahn, Maschinenteile usw.
zu verschmutzen.
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4 zeigt
eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung, die nun mit 1''' bezeichnet ist. Diese Vorrichtung
ist einfacher als die beiden vorher erläuterten aufgebaut.
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Beispielhaft
ist ein Auftragsaggregat 2''' dargestellt, welches eine
Gleitschichtdüse 2.1''' aufweist und ausgehend
von der Abrisslinie 3''' einen mehrschichtigen Vorhang 4''' abgibt.
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Bei
dieser Vorrichtung 1''' ist nur eine Auffangrinne 12''' vorgesehen,
die beim Starten des Beschichtungsvorganges aus ihm herausgeführt
und beim Stoppen des Beschichtungsvorganges in den Vorhang 4''' hingeschoben
wird.
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Diese
Auffangrinne 12''' ist in einer solchen Höhe angeordnet,
dass auch deren, den Vorhang 4''' durchdringendes bzw.
eindringendes Teil 14''' (siehe gestrichelte Linien) eine
Abrisskante 7''' bildet und das auch hierbei die in den
vorherigen Beispielen angegebene niedrige Teilfallhöhe
H2 und die damit verbundenen Vorteile erreicht werden.
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Die
Faserstoffbahn ist hier in einer Laufrichtung L, die von oben nach
unten gerichtet ist, eingezeichnet. Alternativ wäre auch
eine steigende oder auch horizontale Bahnführung möglich.
Eine alternative Bahnführung gilt auch für 2 und 3.
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Es
ist auch noch zu erwähnen, dass die Beschichtungsweite
der in den 2 bis 4 dargestellten
Auftragsvorrichtung überbreit d. h. „overboard"
sein kann. Der Medienvorhang ist dann breiter als die Breite der
Faserstoffbahn 9'–9'''. Der fertige Strich,
also die Beschichtung, reicht dann bis zum äußersten
Bahnrand. In diesem Fall ist die Ablenkplatte 6' und 6'' sowie
die Auffangrinne 12'–12''' vorzugsweise
breiter als der Vorhang 4'–4'''.
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Es
ist auch eine so genannte „inboard"-Fahrweise möglich.
Hierbei ist der Vorhang schmaler als die bahnbreite und es wird
ein ungestrichener Bahnrand erzeugt. Deshalb kommen hier nicht mit
dargestellte Randführelemente zum Einsatz. In solchen Fällen
können die Ablenkplatte und die Auffangrinne geringfügig
schmaler als der Medienvorhang sein.
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- 1,
1', 1'', 1'''
- Vorrichtung
- 2,
2.2'', 2'''
- Auftragsaggregat
- 2.1,
2.1', 2.1'''
- Gleitschichtdüse
- 2.2''
- Vorhangauftragsdüse
- 3,
3', 3'', 3'''
- Abrisslinie
- 4,
4', 4'', 4'''
- Vorhang
- 5,
5', 5'','
- Drehpunkt
- 6,
6', 6''
- Ablenkplatte
- 7,
7', 7'', 7'''
- Abrisskante
- 8,
8', 8''
- freies
Ende der Ablenkplatte
- 9
- Bahn
- 9',
9'', 9'''
- Faserstoffbahn
- 10',
10''
- Lagerstelle
- 11',
11''
- ein
Ende der Ablenkplatte
- 12,
12', 12'', 12'''
- Auffangrinne
- 13''
- Gleitplatte
- 14'',
14'''
- eindringendes
Teil
- H1
- Gesamtfallhöhe
- H2
- Teilfallhöhe
- a,
b,
- c
Einzelvorhang
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1255615
A1 [0004]
- - WO 2006-097376 A1 [0005]
- - EP 0609535 B1 [0008]