DE102015119818A1 - CURTAIN NOZZLE FOR COATING A SUBSTRATE WITH A VARIABLE SPIDER WIDTH - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorhangdüse (1) zum Beschichten eines Substrats mit einem Beschichtungsmittel, umfassend einen ersten Düsenblock (2), einen zweiten Düsenblock (3) und eine zwischen den beiden Düsenblöcken (2, 3) angeordnete Lippe (4), wobei angrenzend an die Lippe (4) eine spaltförmige Austrittsöffnung (5) vorgesehen ist, aus der das Beschichtungsmittel im Betrieb austritt. Zum Einstellen der Spaltbreite sind entlang der spaltförmigen Austrittsöffnung (5) mehrere Aktuatoren (10) angeordnet, mit denen die Spaltbreite der Austrittsöffnung (5) variiert werden kann.The invention relates to a curtain nozzle (1) for coating a substrate with a coating agent, comprising a first nozzle block (2), a second nozzle block (3) and a lip (4) arranged between the two nozzle blocks (2, 3), adjacent thereto the lip (4) is provided with a gap-shaped outlet opening (5) from which the coating agent emerges during operation. For adjusting the gap width, a plurality of actuators (10) are arranged along the slot-shaped outlet opening (5) with which the gap width of the outlet opening (5) can be varied.
Description
FACHGEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft eine Vorhangdüse zum Beschichten eines Substrats mit einem Beschichtungsmittel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a curtain nozzle for coating a substrate with a coating agent according to the preamble of patent claim 1.
Vorhangdüsen, auf die im Folgenden Bezug genommen wird, dienen zum Beschichten eines Substrats, wie z. B. einer Papierbahn, das unter der Vorhangdüse vorbei läuft. Das Beschichtungsmittel tritt dabei aus einem Spalt, der sich im Wesentlichen über die gesamte Bahnbreite erstreckt, aus der Düse aus und fällt in Form eines Vorhangs auf das Substrat. Die Dicke der aufgetragenen Beschichtung wird üblicherweise durch eine Variation der Vorschubgeschwindigkeit des Substrats geregelt, da die Spaltbreite bei bekannten Vorhangdüsen fest vorgegeben und nicht veränderlich ist. Eine Anpassung des Beschichtungsprozesses ist daher nur in begrenztem Umfang möglich. Sobald größere Änderungen am Prozess vorzunehmen sind, wie z. B. eine deutlich andere Schichtdicke, ein anderes Beschichtungsmaterial oder ein anderes Substrat, muss für den jeweiligen Beschichtungsvorgang die jeweils passende Vorhangdüse montiert werden. Dies ist relativ aufwendig und teuer.Curtain nozzles, to which reference is made below, are for coating a substrate, such as a substrate. B. a paper web that passes under the curtain nozzle. In this case, the coating agent exits the nozzle from a gap that extends essentially over the entire width of the web and drops onto the substrate in the form of a curtain. The thickness of the applied coating is usually controlled by a variation of the feed rate of the substrate, since the gap width is fixed in known curtain nozzles and not changeable. An adaptation of the coating process is therefore possible only to a limited extent. As soon as major changes to the process have to be made, such as B. a significantly different layer thickness, another coating material or another substrate, the respective matching curtain nozzle must be mounted for each coating process. This is relatively expensive and expensive.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorhangdüse zum Beschichten eines Substrats zu schaffen, deren Spaltbreite variabel eingestellt werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide a curtain nozzle for coating a substrate, the gap width of which can be variably adjusted.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Weitere Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved according to the invention by the features specified in claim 1. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorhangdüse zum Beschichten eines Substrats, wie z. B. einer Papier- oder Folienbahn, vorgeschlagen, die einen ersten Düsenblock, einen zweiten Düsenblock und eine zwischen den beiden Düsenblöcken angeordnete Lippe umfasst. Zwischen der Lippe und einem der Düsenblöcke ist eine spaltförmige Austrittsöffnung vorgesehen, aus der das Beschichtungsmittel im Betrieb austritt. Die erfindungsgemäße Vorhangdüse zeichnet sich dadurch aus, dass entlang der spaltförmigen Austrittsöffnung mehrere Aktuatoren vorgesehen sind, die auf die Lippe wirken und diese in Richtung der Spaltbreite verstellen können. Dadurch ist es möglich, die Spaltbreite entweder insgesamt oder abschnittsweise entlang der Längserstreckung des Spalts zu variieren, ohne die Vorhangdüse austauschen zu müssen.According to the invention, a curtain nozzle for coating a substrate, such. As a paper or film web, proposed, comprising a first nozzle block, a second nozzle block and a disposed between the two nozzle blocks lip. Between the lip and one of the nozzle blocks, a gap-shaped outlet opening is provided, from which the coating agent emerges during operation. The curtain nozzle according to the invention is characterized in that a plurality of actuators are provided along the gap-shaped outlet opening, which act on the lip and can adjust it in the direction of the gap width. This makes it possible to vary the gap width either in whole or in sections along the longitudinal extension of the gap, without having to replace the curtain nozzle.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorhangdüse eine zusätzliche Motor-Getriebe-Einheit, mit der der Abstand zwischen den beiden Düsenblöcken grob eingestellt werden kann. Die Motor-Getriebe-Einheit dient in diesem Fall zur Grobeinstellung und die Aktuatoren zur Feineinstellung der Spaltbreite.According to a preferred embodiment of the invention, the curtain nozzle comprises an additional motor-gear unit, with which the distance between the two nozzle blocks can be roughly adjusted. The motor-gear unit is used in this case for coarse adjustment and the actuators for fine adjustment of the gap width.
Die Motor-Getriebe-Einheit umfasst vorzugsweise einen Elektromotor. Als Getriebe kann beispielsweise ein Spindelgetriebe eingesetzt werden, das vorzugsweise mehrere Spindeln umfasst, die vom Motor z. B. über einen Riemen- oder Kettenantrieb, synchron angetrieben werden. Die Spindeln des Spindelgetriebes können beispielsweise in einem der Düsenblöcke drehbar gelagert sein und am anderen Düsenblock per Gewinde eingreifen, so dass letzterer je nach Drehrichtung näher heran gezogen oder weiter weg gedrückt wird.The engine-transmission unit preferably comprises an electric motor. As a transmission, for example, a spindle gear can be used, which preferably comprises a plurality of spindles, the z. B. via a belt or chain drive, are driven synchronously. The spindles of the spindle gear, for example, be rotatably mounted in one of the nozzle blocks and engage the other nozzle block by thread, so that the latter is pulled closer depending on the direction of rotation or pushed further away.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Motor-Getriebe-Einheit derart ausgelegt, dass der erste Düsenblock relativ zum zweiten Düsenblock verstellt wird. Die Aktuatoren sind in diesem Fall vorzugsweise am zweiten Düsenblock gelagert.According to a preferred embodiment of the invention, the motor-gear unit is designed such that the first nozzle block is adjusted relative to the second nozzle block. The actuators are preferably mounted on the second nozzle block in this case.
Die Aktuatoren sind vorzugsweise auf einer der spaltförmigen Austrittsöffnung gegenüberliegenden Seite der Lippe angeordnet. Um die Spaltbreite zu verringern, wird die gegen die Lippe wirkende Druckkraft erhöht, und um die Spaltbreite zu vergrößern, wird die Druckkraft reduziert, oder es wird eine Zugkraft ausgeübt.The actuators are preferably arranged on a side of the lip opposite the slot-shaped outlet opening. In order to reduce the gap width, the pressing force acting against the lip is increased, and to increase the gap width, the pressing force is reduced or a tensile force is exerted.
Die entlang der spaltförmigen Austrittsöffnung angeordneten Aktuatoren sind vorzugsweise als Piezo-Aktuatoren ausgeführt, die jeweils ein oder mehrere Piezoelemente umfassen. Wird eine elektrische Spannung an die einzelnen Piezoelemente angelegt, führen diese eine Bewegung in ihrer Längsrichtung aus, wodurch eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung der Lippe in Richtung der Spaltbreite initiiert werden kann.The actuators arranged along the slot-shaped outlet opening are preferably designed as piezoactuators, which each comprise one or more piezoelements. If an electrical voltage is applied to the individual piezo elements, they perform a movement in their longitudinal direction, whereby a forward or backward movement of the lip in the direction of the gap width can be initiated.
Die Piezo-Aktuatoren umfassen vorzugsweise jeweils mehrere Piezoelemente und können beispielsweise so ausgeführt sein, wie sie in der am selben Tag eingereichten
Die Lippe ist vorzugsweise am zweiten Düsenblock montiert. Dabei ist sie allerdings zumindest im Bereich der spaltförmigen Austrittsöffnung in Richtung der Spaltbreite beweglich, so dass die Spaltbreite variiert werden kann.The lip is preferably mounted on the second nozzle block. However, it is movable at least in the region of the slot-shaped outlet opening in the direction of the gap width, so that the gap width can be varied.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Aktuatoren näher an der spaltförmigen Austrittsöffnung angeordnet als die Motor-Getriebe-Einheit. Die Aktuatoren sind vorzugsweise unmittelbar im Bereich der spaltförmigen Austrittsöffnung angeordnet. According to a preferred embodiment of the invention, the actuators are arranged closer to the gap-shaped outlet opening than the motor-gear unit. The actuators are preferably arranged directly in the region of the slot-shaped outlet opening.
Die Lippe ist vorzugsweise derart gestaltet, dass sie bezüglich ihrer Höhe von der spaltförmigen Austrittsöffnung bis wenigstens zur Mitte der gegenüberliegenden Düsenblöcke reicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Lippe im Wesentlichen über die gesamte Höhe der beiden Düsenblöcke.The lip is preferably designed such that it extends in height from the gap-shaped outlet opening to at least the center of the opposite nozzle blocks. According to a preferred embodiment of the invention, the lip extends substantially over the entire height of the two nozzle blocks.
Die Aktuatoren sind vorzugsweise in Reihe entlang der spaltförmigen Austrittsöffnung angeordnet. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Aktuatoren beträgt vorzugsweise zwischen 20 cm und 100 cm, und insbesondere zwischen 50 cm und 70 cm.The actuators are preferably arranged in series along the slot-shaped outlet opening. The distance between two adjacent actuators is preferably between 20 cm and 100 cm, and in particular between 50 cm and 70 cm.
Die erfindungsgemäße Vorhangdüse umfasst vorzugsweise auch eine Steuerung, die so ausgelegt ist, dass die einzelnen Aktuatoren jeweils individuell oder ggf. auch gemeinsam angesteuert werden können. Dadurch wird es möglich, die Spaltbreite an verschiedenen Abschnitten des Spalts zu variieren, um beispielsweise eine ungleichmäßige Beschichtung zu korrigieren oder die Spaltbreite am jeweiligen Abschnitt an einen Soll-Wert anzupassen.The curtain nozzle according to the invention preferably also comprises a controller which is designed such that the individual actuators can each be controlled individually or possibly also jointly. This makes it possible to vary the gap width at different portions of the gap, for example, to correct a non-uniform coating or to adjust the gap width at the respective section to a desired value.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Die
Mit einer solchen Vorhangdüse werden üblicherweise schichtartige Materialien, wie z. B. eine Papier- oder Folienbahn, auf ihrer Oberfläche beschichtet. Die spaltförmige Austrittsöffnung
An den Stirnseiten der Düsenblöcke
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Motor-Getriebe-Einheit
Zur Grobeinstellung des Abstands zwischen den beiden Düsenblöcken
Die Spindeln
Zur Feineinstellung der Spaltbreite sind im Bereich der Austrittsöffnung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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