DE102007000801A1

DE102007000801A1 - Auftragsvorrichtung

Info

Publication number: DE102007000801A1
Application number: DE200710000801
Authority: DE
Inventors: Manfred Ueberschär
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2007-10-01
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2009-04-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Auftragen mindestens eines flüssigen bis pastösen Beschichtungsmediums (2, 2.1, 2.2), insbesondere Streichfarbe, in Form wenigstens eines frei fallenden Vorhanges (15) auf eine Papier-, Karton- oder andere Faserstoffbahn (4), aufweisend einen oberhalb der Faserstoffbahn (4) und von dieser beabstandet angeordneten Auftragskopf (5) mit mindestens einer Mediumskammer (7; 10), mindestens einem Zufuhrspalt (8; 11) und mindestens einer Abgabeöffnung (9, 12) für das Abgeben des mindestens einen Vorhanges (15). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Auftragskopf (5) mindestens einen Temperierkanal (16) für das Durchleiten eines Temperiermediums (17) aufweist und außerdem ein mit dem Auftragskopf (5) in Verbindung stehender Wärmeaustauscher (18) vorgesehen ist für einen Wärmeaustausch zwischen dem Beschichtungsmedium (2) und dem Temperiermedium (17).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen mindestens eines flüssigen bis pastösen Beschichtungsmediums, insbesondere Streichfarbe, in Form wenigstens eines frei fallenden Vorhanges eine Papier-, Karton- oder andere Faserstoffbahn, aufweisend einen oberhalb der Faserstoffbahn und von dieser beabstandet angeordneten Auftragskopf mit mindestens einer Mediumskammer, mindestens einem Zufuhrspalt und mindestens einer Abgabeöffnung für das Abgeben des mindestens einen Vorhanges.
Auftragsvorrichtungen in Form von Vorhangauftragswerken sind in unterschiedlichen Ausführungen dem Stand der Technik vorbenannt.
So sind zum Beispiel Schlitzdüsen bekannt, aus denen der Vorhang direkt nach unten abgegeben wird. In diesem Zusammenhang wird auf die DE 103 59 120-A1 verwiesen.
Der Vorhang kann aber auch aus einem Düsenblock fallen, bei dem das aufzutragende Medium zunächst aus nach oben offenen Düsen nach oben gefördert wird und danach über eine geneigte Gleitfläche des Düsenblocks ablaufend nach unten auf die Faserstoffbahn fällt. Hierzu wird auf die WO07/020332-A1 verwiesen.
Derartige Auftragsköpfe sind sehr temperaturempfindlich. Je breiter (in Abhängigkeit von der zu beschichtenden Faserstoffbahn) eine Auftragsvorrichtung ist, desto stärker kann eine Verformung des Auftragskopfes eintreten und das Auftragsergebnis dadurch ungenau sein.
Vor allem, wenn eine Störung in das System kommt, weichen die Temperaturen zwischen Auftragskopf und dem Beschichtungsmedium deutlich voneinander ab. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn bereits in der Farbaufbereitung (Aufbereitung des Beschichtungsmediums) eine neue Farbkomponente noch nicht richtig temperiert war.
Auch der Prozess der Farbaufbereitung selbst, der durch Mischen, Entlüften, Pumpen, Filter usw. gekennzeichnet ist, beeinflusst die Temperatur des Beschichtungsmediums zusätzlich.
Es kann auch vorkommen, dass der Auftragskopf mit seiner Abgabedüse bzw. mehreren Abgabedüsen mit zu heißem oder zu kaltem Wasser gereinigt wurde, auch dann ist dieses Bauteil nicht mehr richtig temperiert.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Auftragsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die Nachteile des Standes der Technik im Wesentlichen nicht auftreten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe derart gelöst, dass der Auftragskopf mindestens einen Temperierkanal für das Durchleiten eines Temperiermediums aufweist und außerdem ein mit dem Auftragskopf in Verbindung stehender Wärmeaustauscher vorgesehen ist für einen Wärmeaustausch zwischen dem Beschichtungsmedium und dem Temperiermedium.
Besonders preiswert ist es, wenn als Temperiermedium Wasser verwendet wird.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Temperiermedium kälter als das aus dem besagten Aufbereitungsbehälter stammende Beschichtungsmedium ist.
Die Abgabedüse nimmt durch die Temperierung dieselbe Temperatur an, die auch das Beschichtungsmedium hat. Dazu überträgt das Temperiermedium die Temperatur vom Beschichtungsmedium auf den Auftragskopf bzw. die mindestens eine Abgabedüse, so dass ein thermisches Gleichgewicht entsteht.
Das Beschichtungsmedium, beispielsweise pigmenthaltige Streichfarbe, die zuvor in einer so genannten Farbküche hergestellt bzw. in einem Aufbereitungsbehälter zur Beschichtung fertig aufbereitet worden ist und das Temperiermedium haben nun keine nennenswerten Temperaturunterschiede mehr, so dass eine Verformung der Auftragskopfes bzw. der mindestens einen Abgabedüse vermieden, zumindest aber vermindert wird.
Sehr vorteilhaft erfolgt diese Temperierung während des Betriebes der Vorrichtung.
Die Temperierung kann aber auch erfolgen, ohne dass das Beschichtungsmedium durch den Auftragskopf bzw. die Abgabedüse bzw. die Mehrzahl an Düsen fließt. Das hat den Vorteil, dass diese Bauteile schon richtig temperiert sind, bevor sie vom Beschichtungsmedium beaufschlagt werden.
Bei einem bevorzugten Mehrschichtauftrag kann deshalb das erste der mehreren Beschichtungsmedien bereits durch eine optimal temperierte Abgabedüse fließen und auch direkt aufgetragen werden.
Ein effektiver Wärmeaustausch lässt sich erreichen, wenn als Wärmeaustauscher ein an sich bekannter Rohrbündelwärmeaustauscher vorgesehen ist.
Der Wärmetauscher ist dabei vorteilhaft in den Mediums-Bereitstellungskreislauf bzw. direkt in der so genannten Farbbütte oder in deren Nähe eingebaut. Das hat den Vorteil, dass die hier vorhandene große Menge an aufbereitetem Beschichtungsmedium von hoher Wärmekapazität das Temperiermedium problemlos temperieren kann.
Das Prinzip des Wärmeaustausches lässt sich bei verschiedenen Arten von Vorhang-Auftragsvorrichtungen anwenden.
So kann eine Ausführung darin bestehen, dass der verwendete Vorhang-Auftragskopf eine schlitzförmige Abgabeöffnung (für einschichtiges Auftragen) oder mehrere parallele Abgabedüsen (für mehrschichtiges Auftragen von gleichartigen oder unterschiedlichen Beschichtungsmedien) aufweist, wobei die eine oder die mehreren Abgabeöffnungen nach unten in Richtung auf die Faserstoffbahn zeigen.
Dadurch wird das Beschichtungsmedium sofort nach unten auf die Faserstoffbahn abgegeben.
Eine weitere Ausführung kann darin bestehen, dass der Auftragskopf als Gleitschichtkörper bzw. auch Gleitblock (so genannte „Slide die" oder „Slide- fed curtain coater)" mit einer geneigten Gleitfläche und einer Abrisskante ausgebildet ist.
Bei dieser Ausführungsart werden bevorzugt mehrere Beschichtungsmedien aus dem Inneren des Gleitblockes parallel zueinander nach oben befördert, wo sie aus einer oder mehreren nach oben hin offenen Schlitzdüsen austreten, um anschließend über die geneigte Gleitfläche des Gleitblockes hinab ablaufen zu können. Erst an der Abrisskante fällt das Beschichtungsmedium bzw. die Beschichtungsmedien als ein- bzw. mehrschichtiger Vorhang auf die Faserstoffbahn.
Der Auftragskopf kann als kompakter Block ausgebildet sein. Zweckmäßiger ist es jedoch, wenn er aus einzelnen Platten zusammengesetzt ist. Die einzelnen Platten beinhalten auch die erfindungsgemäßen Temperierkanäle mit einem gemeinsamen Zulauf und einem gemeinsamen Ablauf und bilden zwischen sich jeweils eine Beschichtungs- Mediumskammer, einen Zufuhrspalt und eine Abgabeöffnung für das Beschichtungsmedium aus. Diese Bauart ist einfacher herstellbar, einfacher montierbar und auch einfacher zu reinigen.
Eine zweckmäßige Ausbildung der Auftragsvorrichtung kann darin bestehen, dass der Auftragskopf – wie oben schon beschrieben- für einen Mehrschicht- Auftrag ausgebildet ist.
Hinsichtlich einer beabsichtigten Vergleichmäßigung der aus dem Auftragskopf abgegebenen Vorhänge ist es zweckmäßig, wenn im Raum zwischen den Abgabeöffnungen und der darunter laufenden Faserstoffbahn eine Gleitplatte angeordnet ist. Diese Gleitplatte ist ungefähr so lang, wie der Abgabekopf breit ist und ist von ihrer Breite her so bemessen, dass sich alle abgegebenen Vorhänge auf ihr als mehrere Schichten übereinander legen können, welche danach als mehrschichtiger Vorhang auf die Faserstoffbahn gelangen. Von Vorteil ist dabei ein optimal temperiertes Beschichtungsmedium.
Die erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung zeichnet sich durch ihre Unabhängigkeit von der Umgebungstemperatur, ihren nur geringen Regelaufwand und ihre Kompaktheit aus. Die vorgeschlagene Auftragsvorrichtung erfordert keine aufwändigen Klimakammern und ist daher auch preiswerter als Lösungen, die mit speziellen Anti-Deflection-Systemen arbeiten.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden.
Es zeigen:
1: eine schematisch dargestellte Seitenansicht auf einen Auftragskopf der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung,
2: eine zweite Bauart des Auftragskopfes gemäß 1,
3: einen schematisch dargestellten Mediums-Bereitstellungskreislauf für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit demselben Bezugszeichen versehen.
Die 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Auftragen wenigstens eines flüssigen bis pastösen Beschichtungsmediums 2 auf eine sich durch eine Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung bewegende und dabei über Leitwalzen 3 in Richtung L mit einer Geschwindigkeit von ca. 2000 m/min laufende Papier-, Karton- oder andere Faserstoffbahn 4.
Die Faserstoffbahn 4 kann eine Breite bis zu 10 m und mehr aufweisen. Die Auftragsvorrichtung 1 ist an die Breite der Faserstoffbahn 4 angepasst.
Die in der 1 gezeigte Auftragsvorrichtung 1 weist oberhalb der Faserstoffbahn 4 und von dieser beabstandet angeordnet einen Auftragskopf 5 auf. Der Auftragskopf 5 ist hier als so genannter Gleitschichtkörper bzw. Gleitblock 6 ausgeführt. Der Gleitblock 6 enthält eine erste Mediumskammer 7, einen ersten Zufuhrspalt 8 und eine erste Abgabeöffnung 9 zum Abgeben eines ersten Beschichtungsmediums 2.1 und eine zweite Mediumskammer 10, einen zweiten Zufuhrspalt 11 und eine zweite Abgabeöffnung 12 zum Abgeben eines zweiten Beschichtungsmediums 2.2.
Wie anhand der 1 zu erkennen ist, werden beide Beschichtungsmedien 2.1 und 2.2 während des normalen Beschichtungsbetriebes aus dem Inneren des Gleitblockes 6 nach oben befördert, und treten danach aus den schlitzförmigen, nach oben hin offenen Abgabeöffnungen 9 und 12 aus, um anschließend über eine geneigte Gleitfläche 13 des Gleitblockes 6 übereinander gelegt, hinab ablaufen und danach schwerkraftbedingt von einer Abrisskante 14 aus in Form eines Vorhanges 15 auf die laufende Faserstoffbahn 4 fallen zu können. Im hier gezeigten Beispiel ist der Vorhang 15 doppelschichtig, wodurch eine Doppelschicht auf Faserstoffbahn erzeugt wird.
Der Auftragskopf 5 bzw. der hier gezeigte Gleitblock 6 umfasst überdies mehrere Temperierkanäle 16 für das Durchleiten eines Temperiermediums 17.
Der Auftragskopf 5 ist bei einer anderen Ausführungsart zwar ebenfalls als Multilayer-Kopf, wie 2 zeigt, ausgebildet, aber aus einzelnen Scheiben zusammengesetzt. Dazu sind mehrere parallele Scheiben, bzw. Platten 5.1, 5.2, 5n vorhanden, die aneinander gereiht den Auftragskopf 5 ergeben. Die Anzahl der Platten richtet sich nach der Anzahl der gewünschten Auftragsschichten und demzufolge nach der Anzahl Mediumskammern 7, 10 usw., der von diesen jeweils ausgehenden Zufuhrspalte 8, 11 usw. und der zugehörigen Abgabeöffnungen 9, 12, usw. Das Temperiermedium 17 durchströmt die Temperierkanäle 16 jeder einzelnen Platte.
Dabei ist nur eine gemeinsame Zuführung Z und nur ein gemeinsamer Ablauf A auf der gleichen Seite des Auftragskopfes 5, vorzugsweise auf der Triebseite der Maschine vorhanden.
Vom Zulauf aus durchströmt das Temperiermedium die Bohrungen in den Platten, wobei es immer zwischen der Triebseite und der Führerseite hin- und her geleitet wird und zuletzt zum Ablauf gelangt.
In 3 ist in einem Schema die Bereitstellung des Beschichtungsmediums 2 bzw. 2.1 und 2.2 für die Auftragsvorrichtung 1 gezeigt.
Wie man sieht, steht der Auftragskopf 5 mit einem Wärmeaustauscher 18 in Verbindung. Der Wärmetauscher 18 ist vorgesehen für einen Wärmeaustausch zwischen dem Beschichtungsmedium 2 bzw. erstem und zweitem Beschichtungsmedium 2.1, 2.2 sowie dem Temperiermedium 17.
Das Beschichtungsmedium 2 wird von einem Farb-Aufbereitungsbehälter 19 über eine Leitung 20 dem Wärmeaustauscher 18 und danach dem Auftragskopf 5 bzw. 6 und deren Mediumskammern 7 und 10 zur Abgabe des hier mehrschichtigen Vorhanges 15 zugeführt.
Beide Mediumsarten, also das Beschichtungsmedium bzw. Streichfarbe 2 und das Temperiermedium 17 durchströmen den Wärmeaustauscher 18, wo der Wärmeaustausch zwischen dem Beschichtungsmedium 2 und dem Temperiermedium 17 stattfindet, bevor der Auftragskopf 5 mit beiden genannten Mediumsarten 2 und 17, die nun keine nennenswerten Temperaturunterschiede mehr aufweisen, beaufschlagt wird. Damit wird erreicht, dass eine Verformung der Auftragskopfes 5 bzw. auch seiner Abgabeöffnungen 9 und 12 vermieden, zumindest aber vermindert wird.
Als Temperiermedium 17 verwendet man vorzugsweise Wasser.
Zu erwähnen ist noch, dass mit einer Pumpe 21 das Temperiermedium 17 im Kreislauf durch den Wärmeaustauscher 18 und die Temperierkanäle 16 des Auftragskopfes 5 geleitet wird, wozu eine Leitung 22 vorhanden ist.

1: Vorrichtung
2: Beschichtungsmedium
2.1: erstes Beschichtungsmedium
2.2: zweites Beschichtungsmedium
3: Leitwalze
4: Faserstoffbahn
5: Auftragskopf
5.1, 5.2, 5n: Platte
6: Gleitblock
7: erste Mediumskammer
8: erster Zufuhrspalt
9: erste Abgabeöffnung
10: zweite Mediumskammer
11: zweiter Zufuhrspalt
12: zweite Abgabeöffnung
13: Gleitfläche
14: Abrisskante
15: Vorhang
16: Temperierkanal
17: Temperiermedium
18: Wärmeaustauscher
19: Farb-Aufbereitungsbehälter
20: Leitung
21: Pumpe
22: Leitung
A: Ablauf
Z: Zulauf

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10359120 A1 [0003]
- WO 07/020332 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung zum Auftragen mindestens eines flüssigen bis pastösen Beschichtungsmediums (2, 2.1, 2.2), insbesondere Streichfarbe, in Form wenigstens eines frei fallenden Vorhanges (15) auf eine Papier-, Karton- oder andere Faserstoffbahn (4), aufweisend einen oberhalb der Faserstoffbahn (4) und von dieser beabstandet angeordneten Auftragskopf (5) mit mindestens einer Mediumskammer (7; 10), mindestens einem Zufuhrspalt (8; 11) und mindestens einer Abgabeöffnung (9, 12) für das Abgeben des mindestens einen Vorhanges (15), dadurch gekennzeichnet, dass der Auftragskopf (5) mindestens einen Temperierkanal (16) für das Durchleiten eines Temperiermediums (17) aufweist und außerdem ein mit dem Auftragskopf (5) in Verbindung stehender Wärmeaustauscher (18) vorgesehen ist für einen Wärmeaustausch zwischen dem Beschichtungsmedium (2) und dem Temperiermedium (17).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Temperiermedium (17) ein Fluid, vorzugsweise Wasser vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperiermedium (17) kälter als das aus einem Aufbereitungsbehälter (19) stammende Beschichtungsmedium (2, 2.1, 2.2) ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftragskopf (5) mindestens eine Abgabeöffnung (9, 12) aufweist, die nach unten in Richtung auf die Faserstoffbahn (4) zeigend offen ist, so dass das Beschichtungsmedium (2, 2.1, 2.2) direkt nach unten als mindestens ein fallender Vorhang (15) auf die Faserstoffbahn (4) abgebbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftragskopf (5) als Gleitschichtkörper bzw. Gleitblock (6) mit einer geneigten Gleitfläche (13) und einer Abrisskante (14) ausgebildet ist und mindestens eine Abgabeöffnung (9, 12) aufweist, die nach oben hin offen ist, so dass das wenigstens eine, aus der wenigstens einen Abgabeöffnung (9, 12) austretende und über die Gleitfläche (13) fließende Beschichtungsmedium (2, 2.1, 2.2) von der Abrisskante (14) als fallender Vorhang (15) nach unten auf die Faserstoffbahn (4) abgebbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftragskopf (5) aus einzelnen zusammengesetzten Platten (5.1, 5.2, 5n) besteht, die zwischen sich jeweils eine Mediumskammer (7, 10, ...), einen Zufuhrspalt (8, 11, ...) und eine Abgabeöffnung (9, 12, ...) einschließen.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftragskopf (5) für einen Mehrschicht-Auftrag ausgebildet ist und im Raum zwischen den Abgabeöffnungen (9, 12) und der darunter laufenden Faserstoffbahn (4) eine Gleitplatte angeordnet ist, auf der sich die mehreren abgegebenen Schichten übereinander legen und von der Gleitplatte aus als mehrschichtiger Vorhang (15) auf die Faserstoffbahn (4) gelangen.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustauscher (18) ein an sich bekannter Rohrbündelwärmeaustauscher ist.