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Die
Erfindung betrifft ein Vorhangauftragswerk zur Beschichtung einer
laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn mit wenigstens
einem flüssigen bis pastösen Auftragsmedium aufweisend,
einen oberhalb der Faserstoffbahn angeordneten Vorhang-Auftragskopf,
dessen Breite mindestens der Breite der Faserstoffbahn entspricht
und der mindestens eine Auftragsmediumskammer mit jeweils einen
von der Auftragsmediumskammer abzweigenden Zufuhrspalt, der in eine
Austrittsschlitzdüse für das jeweilige abzugebende
Auftragsmedium übergeht und der Vorhang-Auftragskopf an
seiner Oberfläche eine Gleitfläche aufweist, die
von der wenigstens einen Austrittsschlitzdüse bzw. von
der obersten Austrittsschlitzdüse ausgehend bis zu einer
Abrisskante reicht, von der aus das jeweilige Auftragsmedium in
Form eines ein- oder mehrschichtigen Vorhangs im Wesentlichen der
Schwerkraft folgend auf die Faserstoffbahn herabfällt und
dort eine ein- oder mehrschichtige Auftragsschicht erzeugt, sowie
aufweisend eine verstellbare Auffangeinrichtung, insbesondere Auffangwanne
zum Auffangen des ein- oder mehrschichtigen Vorhanges in einer Start-
oder Stopp-Phase des Beschichtungsvorganges.
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Eine
gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise
aus der
WO 03/049871 bekannt.
In dieser Druckschrift ist ein Auftragskopf offenbart, mit dem mehrere
Auftragsmedien bzw. mehrere Schichten eines Auftragsmediums abgegeben
werden können. Diese Ausführungsart eines Vorhang-Auftragswerkes
ist unter anderem auch aus der
EP-A1-1
255 615 bekannt und wird in Fachkreisen als ”Slide
Die”, also Gleitschichtdüse bezeichnet. Diese
so genannte Gleitschichtdüse, die auch als Kaskadendüse
bezeichnet wird, enthält mindestens eine, aber auch bis zu
elf Auftragsmediumskammern, aus denen das Medium jeweils über
einen Zufuhrspalt, der wiederum jeweils in eine schlitzförmige
Austrittsdüse übergeht, auf eine Gleitfläche
der Gleitschichtdüse gelangt. Das aus den parallel hintereinander
angeordneten Austrittsdüsen bzw. Austrittsschlitzen austretende
Auftragsmedium legt sich auf der an der Oberfläche des
Austragskopfes vorhandenen Gleitfläche übereinander.
An einer Abrisskante oder auch als Ablöselinie zu bezeichnenden
Kante der Düse löst sich diese Filmschicht bzw.
Mehrfachfilmschicht ab und fällt als ein- oder mehrschichtiger
Vorhang herab entweder zunächst auf eine zwischengeschaltete
Leitplatte oder direkt auf das zu beschichtende Substrat bzw. die
Oberfläche der laufenden Faserstoffbahn.
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Zum
Starten und zum Stoppen bzw. Unterbrechen des Beschichtungsvorganges
ist eine Auffangeinrichtung für den schon oder noch fallenden Vorhang
bzw. das fließende Auftragsmedium notwendig, damit die
Faserstoffbahn und die Umgebung nicht mit diesen Auftragsmediumsteilen
verschmutzt wird. Diese als Wanne oder Rinne ausgebildete Auftragseinrichtung
ist verstellbar und benötigt dazu Antriebseinrichtungen.
Beim Starten des Beschichtungsprozesses wird diese Auffangeinrichtung
so verlagert, dass der Vorhang dann frei auf die Faserstoffbahn
gelangen kann. Die beiden Vorhangränder sind jeweils durch
spezielle Seitenführungen fixiert. Bei so genannter ”inboard”-Fahrweise
(der Vorhang ist schmaler als die Bahnbreite) ist der Abstand zwischen
den beiden Seitenführungen ebenfalls kleiner als die Breite
der Faserstoffbahn. Die erforderliche Wanne zum Starten und Stoppen
bzw. Unterbrechen des Beschichtungsprozesses muss daher noch schmaler
als der besagte Abstand zwischen den Randführungen sein.
Bei ”overboard”-Fahrweise (wo der Vorhang über
die Bahnränder hinaus abgegeben wird) ist der Abstand zwischen
den Randführelementen bzw. Seitenführungen größer
als die Faserstoffbahnbreite.
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Der
Start-Stopp-Vorgang mittels Auffangeinrichtung gestaltet sich besonders
schwierig bei inboard-Fahrweise, weil die als Auffangeinrichtung
verwendete Wanne zwischen den Randführelementen geführt
werden muss.
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Eine
Umstellung in die andere Fahrweise (also von inboard in overboard-Fahrweise)
sind auch die Auffangwannen umzurüsten, was sehr aufwändig ist.
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Nachteilig
ist in der Beschichtungsphase ein sich oftmals einstellender so
genannter ”Teekanneneffekt”. Dieser führt
zur Ablenkung des Vorhangs von der Vertikalen, welche von der Abrisskante
ausgeht. Diese Ablenkung des Vorhangs ist deshalb nachteilig, weil
die Auftrefflinie des Vorhangs auf der Faserstoffbahn geometrisch nicht
definiert werden kann.
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Aus
der
WO 2006/008336
A1 ist ein Curtain Coater bekannt, der zur Vermeidung dieser
angesprochenen Probleme seinen, an einem Rahmen angeordneten Auftragskopf
um eine Achse verdreht und damit die Auftreffposition des Vorhang
für den Beschichtungsbetrieb oder die Start-Stopp-Phase bzw.
für das Auffangen verstellt. Dies ist sehr aufwändig,
vor allem weil der komplette Auftragskopf nach jeder Verstellung
wieder neu ausgerichtet werden muss.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine einfacher aufgebaute Vorrichtung
bzw. Vorhang-Auftragswerk anzugeben, welche bzw. welches die Nachteile
des Standes der Technik nicht aufweist.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird mit einem Vorhangauftragswerk mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass der Vorhang-Auftragskopf eine bewegliche Lippe
aufweist, die in Fließrichtung des aus der wenigstens einen
Austrittsschlitzdüse austretenden Auftragsmediums gesehen,
der wenigstens einen Austrittsschlitzdüse nachgeordnet
ist und einen Teilbereich der Gleitfläche bis hin zur Abrisskante
bildet. Dieser Teilbereich schließt sich bündig
bzw. stufenlos an die übrige Gleitfläche des Vorhang-Auftragskopfes
an, wobei die Lippe bzw. der Teilbereich der Gleitfläche über die
gesamte Breite des Auftragskopfes reicht und derart verstellbar
ist, dass der von der Abrisskante fallende Vorhang entweder in einer
Betriebsposition auf die zu beschichtende Faserstoffbahn oder in
einer Start-Stopp-Position auf die Auffangwanne richtbar ist.
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Eine
zweckmäßige Variante der Ausbildung der Verstellbaren
Lippe kann darin bestehen, dass die Lippe aus einem rotationssymmetrischen
Körper und einem in tangentialer Richtung abzweigenden Endstück
besteht. Beide Teile, also Körper und Endstück
sind vorzugsweise einstückig miteinander glatt verbunden.
Die Außenfläche des rotationssymmetrischen Körpers
und des Endstückes bis hin zu Abrisskante bilden den besagten
verstellbaren Teilbereich der Gleitfläche des Vorhang-Auftragskopfes.
Dabei ist der den Teilbereich der Gleitfläche bildende
rotationssymmetrische Körper passgenau in einer Bohrung
des Vorhang-Auftragskopfes drehbar aufgenommen und dieser Körper
einschließlich das Endstück in oder gegen die
Uhrzeigerrichtung in einem Winkelbereich von mindestens 110° verstellbar,
bzw. drehbar, je nachdem welche Position die Abrisskante und damit
welche Auftreffposition der Vorhang einnehmen soll. Die Bohrung
und auch der rotationssymmetrische Körper sind für
ein einwandfreies Funktionieren hochpräzise gefertigt.
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Diese
Ausführung ermöglicht eine besonders feinfühlige
Verstellung der Lippe.
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Die
Lippe kann gemäß einer weiteren Ausführungsform
auch leistenartig ausgebildet sein. In diesem Fall ist sie in einer
rechteckigen Aussparung des Vorhangkopfes aufgenommen und darin
ein- und ausfahrbar angeordnet. Je nachdem ob und wie weit das Ausfahren
der Lippe erfolgt, wird entweder die Einstellung des Auftreffpunktes
des Vorhangs für eine Beschichtung der Faserstoffbahn oder
ein Auffangen des Vorhangs in der Start- oder Stopp-Phase erreicht.
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Diese
geradlinige Verstellung ist einfacher herstellbar, wohingegen die
Verstellung mittels rotationssymmetrischem Körper wie schon
gesagt, feinfühliger möglich ist.
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Vorteil
der Erfindung insgesamt ist, dass durch diese Flexibilität
der Lippe sowohl der unerwünschte ”Teekanneneffekt” vermieden
werden kann und auch die Start-Stopp-Phase des Beschichtungsvorganges
sowohl bei inboard- als auch bei overboard-Fahrweise optimiert werden
kann.
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Das
Verstellen der Lippe kann auf verschiedene Weise erfolgen, vorzugsweise
motorisch.
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Besonders
vorteilhaft ist die Anwendung für den mehrschichtigen Auftrag,
weil hierbei eine Vielzahl an Einrichtungen zum Betreiben eines
solchen Auftragswerkes notwendig ist. Umso hilfreicher ist es deshalb,
wenn die Lageveränderung der Abrisskante einfacher als
bisher erfolgen kann.
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Gegenüber
dem Stand der Technik bietet die erfindungsgemäße
Lösung erhebliche Vorteile, dergestalt, dass
- – durch einfache Verstellung der Lippe entweder ein
Auftreffen des Vorhangs auf der zu beschichtenden Faserstoffbahn
oder ein Auffangen des schon oder noch fallenden Vorhangs in einer
Auffangeinrichtung, wie z. B. einer Auffangwanne möglich
ist,
- – dass die Verstellung der Lippe bzw. der Abrisslinie
in horizontaler oder vertikaler Richtung erfolgen kann, womit der
unerwünschte Teekanneneffekt vermieden, zumindest aber
korrigiert wird,
- – dass der Auftreffpunkt des Vorhanges auf einfache
Weise einstellbar ist, wodurch auch der Abstand zwischen dem abgegebenen
ein- oder mehrschichtigen Vorhang und einer vorgelagerten Luftgrenzschichtentfernungseinrichtung
eingestellt und optimiert werden kann,
- – dass außerdem einfacher als bisher sich
die Start- oder Stopp-Phase einleiten und/oder steuern lässt,
auch nur kurzzeitige Unterbrechungen des Mediumsflusses sind möglich,
- – und dass es auch möglich ist, die Gleitgeschwindigkeit
der mindestens einen flüssigen Filmschicht unmittelbar
vor der Abrisskante zu verändern. Das ist beispielsweise
dann sinnvoll, wenn die Viskosität des Auftragsmediums
hoch ist. In diesem Fall sollte man einen steileren Lippenwinkel
wählen. Bei niedriger Viskosität wäre
sinngemäß ein flacherer Lippenwinkel einzustellen.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten sind in weiteren Unteransprüchen
beschrieben.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher
erläutert.
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Es
zeigen in schematischer Darstellung jeweils im Schnitt:
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1:
eine Darstellung eines Vorhang-Auftragswerkes mit einem Vorhang-Auftragskopf
gemäß dem Stand der Technik
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2:
eine Darstellung eines Vorhang-Auftragskopfes für Mehrschichtauftrag
gemäß der Erfindung
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3:
eine Darstellung eines Vorhang-Auftragskopfes für Mehrschichtauftrag
gemäß der Erfindung in einer anderen Ausführungsform
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3a:
eine Darstellung eines Vorhang-Auftragskopfes für Mehrschichtauftrag
gemäß der Erfindung in einer weiteren Ausführungsform
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3b:
eine Darstellung eines Vorhang-Auftragskopfes für Mehrschichtauftrag
gemäß der Erfindung in einer weiteren Ausführungsform
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4:
eine Darstellung eines Vorhang-Auftragskopfes für Mehrschichtauftrag
gemäß der Erfindung in einer weiteren Ausführungsform
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In
den einzelnen Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichem Bezugszeichen
versehen. Die einzelnen Figuren sollen nur insoweit erläutert
werden, wie sich Änderungen gegenüber vorherigen
Figuren ergeben.
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In
der 1 ist ein Vorhang-Auftragswerk 1 zur
Beschichtung einer laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn 2 gemäß dem
Stand der Technik im Streichbetrieb, der mit I bezeichnet
ist, gezeigt. Es umfasst einen oberhalb der Faserstoffbahn 2 und
von ihr beabstandet angeordneten Vorhang-Auftragskopf 3,
der mindestens so breit ist wie die zu beschichtenden Faserstoffbahn 2.
Dies wird auch als maschinenbreite Ausführung bezeichnet. Der
hier verwendete Auftragskopf 3 wird als so genannte Kaskadendüse
oder Gleitschichtdüsenkörper bezeichnet.
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Der
Auftragskopf 3 weist für einen Mehrschichtauftrag,
also für jedes vorgesehene flüssige Auftragsmedium
M (bis zu 11 gleichartige oder auch verschiedene Auftragsmedien
können aufgebracht werden) eine eigene Auftragsmediumskammer 4 mit Zufuhrspalt 5 auf,
der bzw. die alle an der Oberfläche des Vorhang-Auftragskopfes 3 jeweils
in eine breite durchgehende Austrittsschlitzdüse 6 übergehen.
Der Auftragskopf 3 weist an seiner Oberfläche
auch eine nach unten hin geneigte und gekrümmte befindliche Gleitfläche 7 auf.
Die Gleitfläche 7 geht in eine Ablöse-
bzw. Abrisskante 8 über, die nach unten zeigt. Von
dieser Abrisskante 8, die ja auch maschinenbreit, so wie
der gesamte Auftragskopf 3 ist, löst sich die
sich vorher auf der Gleitfläche 7 gebildeten und übereinandergelegten
Filmschichten F1, F2, Fn ab und bildet bzw. bilden einen frei fallenden
ein- oder mehrschichtigen Vorhang 9 aus. Der Vorhang 9 fällt dabei
von der Abrisskante 8 aus im Wesentlichen der Schwerkraft
folgend, auf die Faserstoffbahn 2 herab und legt sich auf
deren Oberfläche als gewünschte ein- oder mehrfache
Auftragsschicht 10 ab.
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Das
hier im Streichbetrieb befindliche Vorhang-Auftragswerk 1 umfasst
neben einigen hier nicht mit dargestellten Einheiten, wie Messeinrichtungen,
Zuführleitungen, Randführelementen für
den Vorhang usw. auch eine hier nur angedeutete Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung 11 zur
Beseitigung bzw. Verringerung der mit der schnelllaufenden Bahn 2 mitgeschleppten
Luftgrenzschichten LG sowie eine Auffangeinrichtung in Form einer
Auffangwanne 12 oder -Rinne für schon oder noch
fallendes Auftragsmedium in der Start- oder Stopp-Phase des Beschichtungsvorganges.
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Dieses
Auftragswerk 1 weist eine starre Geometrie der Austrittsschlitzdüse 6 der
Gleitfläche 7 und der Abrisskante 8 auf,
weshalb zur Erreichung einer bestimmten Auftreffposition P des ein-
oder mehrschichtigen Vorhangs 9 eine aufwändige
Verstellung des kompletten Düsenkörpers bzw. des
Auftragskopfes notwendig ist.
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In
den folgenden 2 und 3 sind erfindungsgemäße
Ausgestaltungen der Auftragskopfes 3 gezeigt.
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2 zeigt,
dass der Vorhang-Auftragskopf 3 eine bewegliche Lippe 13 aufweist.
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Diese
Lippe ist in Fließrichtung R des aus der wenigstens einen
Austrittsschlitzdüse 6 austretenden Auftagsmediums
M gesehen, der wenigstens einen Austrittsschlitzdüse nachgeordnet
und bildet einen Teilbereich 14 der Gleitfläche 7 bis
hin zur Abrisskante 8. Dieser Teilbereich 14 schließt
sich bündig bzw. stufenlos an die übrige Gleitfläche 7 an.
Die Lippe 13 bzw. der verstellbare Teilbereich 14 der
Gleitfläche 7 reicht über die gesamte
Breite des Auftragskopfes 3 und ist derart verstellbar,
dass der von der Abrisskante 8 fallende Vorhang 9,
der hier doppelschichtig ist, entweder in einer Betriebsposition I,
also im Streichbetrieb auf die zu beschichtende Faserstoffbahn 2 oder
in einer Start-Stopp-Position II auf die Auffangwanne 12 gerichtet
werden kann. Je nachdem, welche Position I oder II gewünscht
ist, erfolgt die Verstellung der Lippe 13 in oder gegen
die Uhrzeigerrichtung.
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Man
erkennt in 2, dass die Lippe 13 aus einem
rotationssymmetrischen Körper 13.1 und einem in
tangentialer Richtung abzweigenden Endstück 13.2 besteht
und deren Außenfläche teilweise den Teilbereich 14 der
Gleitfläche 7 bis hin zur Abrisskante 8 bildet.
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Der
rotationssymmetrische Körper 13.1 ist in einer
Bohrung 15 des Vorhang-Auftragskopfes 3 drehbar
aufgenommen. Wie in 2 mit einem gebogenen Doppelpfeil
dargestellt, lässt sich der Körper 13.1 einschließlich
seines Endstückes 13.2 in oder gegen die Uhrzeigerrichtung
in einem Winkelbereich von bis zu ca. 110° verstellen bzw.
verdrehen.
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In 3 ist
eine weitere Ausführungsform der beweglichen Lippe 13,
die hier mit 13.3 bezeichnet ist, dargestellt.
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Die
Lippe 13.3 ist bei dieser Variante leistenartig ausgebildet
ist und in einer rechteckigen Aussparung 16 des Vorhangkopfes 3 aufgenommen
und darin geradlinig, wie der Doppelpfeil V zeigt, ein- und ausfahrbar.
In der 3 ist die Start-Stopp-Position II mit
ausgefahrener Lippe 13.3 gezeigt. Hierbei fängt die
Auffangwanne 12 den aus den gezeigten Filmschichten F1
und F2 bestehenden doppelschichtigen Vorhang 9 auf. In
der nicht gezeigten eingefahrenen Stellung der Lippe 13.3 gelangt
der Vorhang auf die hier ebenfalls nicht mit gezeigte Faserstoffbahn.
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In 3a ist
eine gegenüber 3 veränderte Ausführung
gezeigt. Anstelle die leistenartige Lippe 13.3 in einer
Aussparung 16 zu führen, ist hier ein Linear-Führungskörper 17 vorhanden,
auf dem die Lippe 13 gleitet.
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Problematisch
ist hier, dass ein freier Spalt 18 zwischen Vorhang-Auftragskopf 3 und
der beweglichen Lippe 13 besteht. Wenn sich dieser Spalt
mit Auftragsmedium (z. B. Streichfarbe) zusetzen würde, wäre
eine erneute Verstellung, insbesondere ein Zurückfahren
der Lippe 13.3 schwierig bis ausgeschlossen.
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Deshalb
ist ein Schutzdach 19 vorgesehen, mit dem der Spalt 18 von
oben abgedeckt ist. Das Schutzdach 19 kann ein separates
Bauteil sein, wie hier in 3a sichtbar
ist. Das Schutzdach 19 kann aber auch wie in 3b zu
sehen am Auftragskopf 3 angeformt sein.
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Das
Schutzdach 19 ist auch bei der in 4 dargestellten
Variante – gezeigt in Start/Stopp-Position II und
Betriebsposition I – vorhanden, wobei die verstellbare
Lippe 13.3 hier verschwenkt wird. Sie ist dazu an einem
Haltekörper 20 angelenkt und mittels einer Verstelleinrichtung 21,
beispielsweise Hubzylinder, in einem Bereich bis zu 90° verschwenkbar.
Dies ist mit gestrichelten Linien und gebogenem Doppelpfeil dargestellt.
Je länger die hier dargestellte, verschwenkbare Lippe ist,
desto kleiner kann der Schwenkwinkel ausfallen. Je kleiner wiederum
der Schwenkwinkel ist, desto unproblematischer ist das Verhalten
des Auftragsmediums an der Abrisskante.
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Das
besagte Schutzdach 19 liegt bei der in 3a und 4 gezeigten
Variante mit einer Vorspannung an der verstellbaren Lippe 13 bzw.
dem Haltekörper 20 an. Dadurch ist die Dichtwirkung
verbessert. Eventuelle Verunreinigungen entfernen sich beim Verstellen
der Lippe 13 von selbst, weil die Kante 19a des
Schutzdaches 19 wie ein Schaber wirkt.
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- 1
- Vorhang-Auftragswerk
- 2
- Faserstoffbahn
- 3
- Vorhang-Auftragskopf
- 4
- Auftragsmediumskammer
- 5
- Zufuhrspalt
- 6
- Austrittsschlitzdüse
- 7
- Gleitfläche
- 8
- Abrisskante
- 9
- Vorhang
- 10
- Auftragsschicht
- 11
- Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung
- 12
- Auffangeinrichtung
bzw. Auffangwanne
- 13
- bewegliche
Lippe
- 13.1
- rotationssymmetrischer
Körper
- 13.2
- Endstück
- 13.3
- leistenartige
Lippe
- 14
- Teilbereich
der Gleitfläche
- 15
- Bohrung
- 16
- Aussparung
- 17
- Linear-Führungskörper
- 18
- freier
Spalt
- 19
- Schutzdach
- 20
- Haltekörper
- 21
- Verstelleinrichtung
- F1,
F2
- Filmschicht
- LG
- Luftgrenzschicht
- M
- Auftragsmedium
- P
- Auftreffposition
- R
- Fließrichtung
- I
- Betriebsposition
- II
- Auffangposition
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - WO 03/049871 [0002]
- - EP 1255615 [0002]
- - WO 2006/008336 A1 [0007]