DE1117074B - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer vorherbestimmten Menge einer Substanz je Laengeneinheit auf eine kontinuierlich bewegte Materialbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen einer vorherbestimmten Menge einer Substanz je Längeneinheit einer kontinuierlich bewegten Materialbahn auf diese, wobei diese Substanz einem Behälter zugeführt und von diesem Behälter in einer flüssigen Verbindung auf die in Bewegung befindliche Materialbahn aufgebracht wird, die dann der Wirkung zweier Quetschwalzen ausgesetzt wird. Das Ergebnis eines solchen Auftrages kann z. B. ein Überzug auf dem Material mit oder ohne einen gewissen Grad von Durchtränkung, eine Durchtränkung ohne Überziehen bzw. eine Absorption der Substanz in dem Material sein.

Bei gewissen industriellen Arbeitsgängen werden Substanzen auf die in Bewegung befindliche Materialbahn aufgebracht, indem das Material kontinuierlich durch den von zwei gegenläufig umlaufenden Walzen gebildeten Spalt hindurchgeführt wird, wobei die Oberfläche mindestens der einen der Walzen mit einer substanzenthaltenden Flüssigkeit versorgt wird, z. B. ao indem diese Walze mit ihrem untersten Teil in einem Behälter eintaucht, der die Flüssigkeit enthält. Ein solcher Arbeitsgang tritt z. B. während des Überziehens von Textüstoffen, Papier u. dgl. mit einem Imprägnier- oder Klebemittel auf.

Es ist gewöhnlich bei solchen Arbeitsgängen wichtig, daß das Maß der Substanzaufnahme je Längeneinheit des Materials konstant gehalten wird.

Es sind Verfahren zum Aufbringen einer bestimmten Gewichtseinheit eines Stoffes je Längeneinheit auf eine laufende Materialbahn bekannt, bei denen eine Änderung der in einem Behälter enthaltenen Substanzmenge einen Steuervorgang auslöst, der die Konzentration der in dem Behälter enthaltenen Substanz ändert. Diese Maßnahme hat den Nachteil, daß eine beträchtliche Zeitspanne erforderlich ist, um die Änderung der Konzentration herbeizuführen, die zur Berichtigung der von der Materialbahn aufgenommenen Substanzmenge dient.

Wenn die Steuerung wie bei einem bekannten Verfahren vom Gewicht des Flüssigkeitsbehälters her geschieht, tritt der Nachteil auf, daß eine Vermehrung des in dem Behälter enthaltenen Substanzgewichtes ein Sinken des Behälters selbst und somit auch ein Sinken der absoluten Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Behälter zur Folge hat. Dies führt wiederum zu einer Verminderung der Eintauchtiefe der unteren Quetschwalze und somit zu einer Veränderung der Durchlaufstrecke der Materialbahn durch die Substanz.

Diese Verfahren arbeiten kompliziert und langsam.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile überwunden, indem ein Verfahren zum Aufbringen einer Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer vorherbestimmten Menge einer Substanz je Längeneinheit auf eine kontinuierlich

bewegte Materialbahn

Anmelder:

The British Cotton Industry

Research Association Shirley Institute,

Didsbury, Manchester (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Chem. Dr. W. Koch, Hamburg 4,

und Dr.-Ing. R. Glawe, München 27, Cuvilliesstr. 16,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 25. April 1957 (Nr. 13 157)

Eric Harding Jones, Bramhall, Chester

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

vorherbestimmten Menge einer Substanz je Längeneinheit auf eine kontinuierlich bewegte Materialbahn, bei dem der Überschuß an aufgebrachter Substanzmenge durch Quetschwalzen aus dem Material beseitigt und die Abweichung der tatsächlich aufgebrachten von der vorherbestimmten Substanzmenge je Flächenbzw. Längeneinheit des Materials durch das Gewicht der Substanzmenge korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdruck der Quetschwalzen in Abhängigkeit von dem Gewicht der Substanzmenge geregelt wird.

Dabei kann die Substanz rein oder z. B. als Suspension, Emulsion oder Dispersion vorliegen.

Änderungen im Gewicht der Flüssigkeit im Behälter können dazu benutzt werden, die Quetschwirkung der Walzen in der erforderlichen Weise zu verändern, und die Änderung des Gewichtes kann dabei in solcher Weise ausgenutzt werden, daß sie direkt eine regelnde Bewegung des Behälters bewirkt. Sie kann aber auch indirekt, z. B. durch Verwendung eines Schwimmergliedes, das geeignet ist, eine Regelbewegung infolge einer Änderung des Flüssigkeits-

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Standes in dem Behälter zu erfahren, wirksam werden. Bei einer Anordnung nach der Erfindung sind ein Meßbehälter, ein Überlaufrohr zum Konstanthalten des Flüssigkeitsspiegels in einem Entnahmebehälter und zum Ableiten des Substanzüberschusses aus diesem in den Meßbehälter, eine an sich bekannte Waage zum Tragen des Meßbehälters und eine Einrichtung zum Regeln des Preßdruckes der Quetschwalzen entsprechend den Vertikalbewegungen des Meßbehälters vorgesehen.

Die Quetschwirkung der Walzen kann auf verschiedene Weise geändert werden. Zum Beispiel können die Lager für die Walzenenden mittels Feineinstellung, z. B. durch eine Schraube, durch deren Einstellung der Abstand zwischen den Walzenachsen veränderbar ist, geometrisch verlagert werden. Dieses Vorgehen wird gewöhnlich dann angewendet werden, wenn zwischen den Mantelflächen der Walzen bei nicht vorhandener Materialbahn und Flüssigkeit ein Zwischenraum besteht. Wenn die Mantelflächen der Walzen sich bei nicht vorhandener Materialbahn und Flüssigkeit in Berührung befinden, wird ein anderes Vorgehen vorzuziehen sein, das nämlich darin besteht, den Abstand zwischen den Walzenachsen durch einstellbare nachgiebige Belastung der Walzen gegeneinander zu verändern. Diese Belastung kann z. B. mit Hilfe eines hydraulisch oder pneumatisch betätigten Schubgliedes, eines Hebelsystems mit Gewichten oder mittels einer Federeinrichtung erfolgen.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung nach der Erfindung zum Aufbringen eines Klebemittels auf die eine Seite einer kontinuierlich bewegten Papierbahn;

Fig. 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung nach der Erfindung zum Imprägnieren einer Gewebebahn mit einem synthetischen Harz.

Die grundlegende Anordnung der Vorrichtung nach Fig. 1 ist ähnlich der bereits bekannten Anordnung. Es sind zwei zusammenwirkende Walzen, nämlich eine horizontal liegende untere Walze 11 aus Hartgummi und eine parallel darüberliegende Walze 12 aus hartem Metall, vorgesehen. Eine Nebenwalzenanordnung, der die Walzen 13 und 14 angehören, ermöglicht es, eine Papierbahn 15 kontinuierlich durch den Spalt zwischen den beiden Walzen 11 und 12 und von dort fortzubewegen. Die Walze 11 taucht in einen ummantelten Trog oder einen Behälter 16, dem ein flüssiges Klebemittel 17 in dem erforderlichen Maß zugeführt wird, so daß nur die eine Seite der Papierbahn 15 mit Klebstoff überzogen wird. Die obere Walze 12 ist in solcher Weise einstellbar montiert, daß der Abstand zwischen ihrer Achse und der der unteren Walze 11 veränderbar ist und somit die Quetschwirkung auf die Papierbahn 15 regelbar ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die Lager der Walze 12 unter den Einfluß vertikal angeordneter Schraubenböcke 18 gestellt werden, durch die der Abstand der Achse der Walze 12 von der Achse der Walze 11 zwangläufig veränderbar ist. (Statt dessen können, wenn erwünscht, nachgiebige Einrichtungen verwendet werden.)

Zum Unterschied von einer Anordnung, bei der es notwendig ist, die Schraubenböcke 18 von Hand einzustellen und so die Stellung der oberen Walze 12 und die auf die Papierbahn 15 ausgeübte Quetschwirkung zu beeinflussen, um eine Abweichung von dem erforderlichen Maß des Aufbringens von Substanz auf die Papierbahn 15 zu korrigieren, ist die Vorrichtung nach Fig. 1 geeignet, automatisch betrieben zu werden, um dies zu bewirken. Dies geschieht durch Anordnen eines Umwälzsystems, von dem der Behälter 16 einen Teil bildet, eines Überströmrohres 19 in dem Behälter 16, das ein Überströmen von Flüssigkeit von diesem in ein kleines Regelgefäß 20 gestattet, aus dem sie mittels einer Pumpe 21 in den Behälter zurückgeführt werden

ίο kann, die an dem Regelgefäß 20 durch einen flexiblen Schlauch 22 angeschlossen ist. Das Regelgefäß ist auf Federn 20 α gelagert. Das Umwälzsystem wird durch eine justierte Pumpe 23 (das ist eine Pumpe, die ein feststehendes Volumen an Flüssigkeit je Hub liefert) in dem der Aufnahme durch die Papierbahn erforderlichen Maße mit Substanz versorgt.

Die Flüssigkeit, die dem Umwälzsystem zugeführt wird, ist eine Stammflüssigkeit, die mit einer genormten oder bekannten Konzentration vorbereitet wurde und in einem ummantelten Vorratsbehälter 37 bereitgehalten wird. Sie wird dauernd durch eine Ringleitung 24 mittels einer Pumpe 24 b zirkuliert, wobei die justierte Pumpe 23 aus dieser Ringleitung 24 Flüssigkeit ansaugt und zur Lieferseite der Pumpe 21 pumpt.

Die justierte Pumpe 23 wird von der Walze 11 aus angetrieben, die selbst einen zwangläufigen Antrieb über zwei hintereinandergeschaltete, stufenlos regelbare Getriebe 25 und 26 erhält. Der Regelknopf 25 a am Getriebe 25 ist entlang einer Skala 25 b mit Einteilung, z. B. in Pfund oder Kilogramm Klebstoff je Ries, und der Regelknopf 26 entlang einer Skala mit Einteilung in Zoll oder Zentimeter Materialbreite einstellbar, so daß für eine gegebene Konzentration der Stammflüssigkeit das Maß, in dem klebende Substanz gepumpt wird, auf den gewünschten Wert eingestellt werden kann.

Die Spindeln der Schraubenböcke 18 erhalten ihren Antrieb über ein Untersetzungsgetriebe 27 und Kegelräder 28 und 29, von einem Reversions-Steuermotor 30, und ein kleines Ritzel 31 an der Spindel jedes Schraubenbockes steht im Eingriff mit einem großen Zahnrad 32 an einer vertikalen Welle 33, die an ihrem unteren Ende einen Zylinder 34 trägt. Die Übersetzung ist so gewählt, daß die Welle 33 eine volle Umdrehung ausführt, wenn die Spindel 18 ihren vollen Einstellbereich durchläuft. Der Zylinder

34 ist aus isolierendem Material hergestellt, und seine zylindrische Mantelfläche ist mit einer Schicht rostbeständigen Metalls, z. B. rostfreien Stahls, umhüllt. Diese leitende Fläche ist in zwei elektrisch voneinander getrennte Abschnitte durch einen schmalen schraubenförmig gewundenen Streifen 35 aus hartem, isolierendem Material unterteilt, dessen Fläche glatt mit der Mantelfläche der metallischen Hülle abschneidet. Die Steigung der Schraubenwindung des Streifens

35 ist ungefähr gleich der Länge des Zylinders. Eine federbelastete stromleitende Bürste 36, die etwas schmäler ist als der Streifen 35, ist an der Seite des Regelgefäßes 20 so montiert, daß die Bürste gegen den Zylinder 34 drückt. Elektrische Verbindungen (die von einfacher Art und daher nicht dargestellt sind) sind für den Zylinder 34 und die Bürste 36 in solcher Weise angeordnet, daß, wenn sich die Bürste

36 mit dem oberen Abschnitt der metallischen Hülle des Zylinders 34 in Berührung befindet, der Steuermotor 30 eingeschaltet wird und in solcher Richtung umzulaufen beginnt, daß die Schraubenböcke 18 die Walze 12 näher an die Walze 11 heranführen, und der

Zylinder 34 wird gleichzeitig so lange gedreht, bis die Bürste mit dem schraubenförmigen Streifen 35 in Berührung kommt, wodurch der Motor 30 stillgesetzt wird. Wenn die Bürste 36 mit dem unteren Abschnitt der Hülle des Zylinders 34 in Berührung kommt, wird der Steuermotor 30 im entgegengesetzten Drehsinn zur Wirkung gebracht, wodurch der Abstand zwischen den Walzen 11 und 12 so lange vergrößert wird, bis die Bürste 36 abermals mit dem Streifen 35 in Berührung kommt.

Bei Inbetriebnahme wird in die Anlage Flüssigkeit eingebracht und die Einstellung so gewählt, daß die justierte Pumpe die gewünschte Liefermenge abgibt, die Bürste 36 sich in Berührung mit dem isolierenden Streifen 35 befindet und die Schraubenböcke die Walzen in einem Abstand halten, bei dem die Druckwirkung der Walzen 11 und 12 auf die überzogene Papierbahn 15 so beschaffen ist, daß die Klebstoffaufnahme in dem erwünschten Maße erfolgt. Unter diesen Betriebsbedingungen bleiben die Menge und das Gewicht der Flüssigkeit im Regelgefäß 20 konstant, und das letztere befindet sich in Stillstand. Wenn jedoch aus irgendeinem Grund, z. B. infolge einer Änderung der Viskosität der Flüssigkeit 17 im Behälter 16, das Maß der Klebstoffaufnahme durch die Papierbahn 15 von dem vorgeschriebenen Maß abweicht, ändert sich die aus dem Behälter 16 in das Regelgefäß 20 überströmende Flüssigkeitsmenge, und die Menge und das Gewicht der Flüssigkeit im Regelgefäß steigen oder sinken, je nachdem, ob das Maß der Klebstoffaufnahme gestiegen oder gefallen ist. Infolgedessen bewegt sich das Regelgefäß nach unten oder oben, und die Bürste 36 verläßt den isolierenden Streifen 35 und kommt mit der Hülle des Zylinders 34 in Berührung, und je nachdem, mit welchem Abschnitt der Hülle die Bürste in Berührung kommt, wird der Steuermotor in solchem Drehsinn in Gang gesetzt, daß er die Schraubenböcke im erforderlichen Drehsinn antreibt, um den Abstand zwischen den Walzen 11 und 12 zu vergrößern bzw. zu verkleinern und somit die Druckwirkung in solcher Weise zu vermindern oder zu erhöhen, daß die Abweichung von dem Maß der Klebstoffaufnahme korrigiert wird. Die Anordnung ist so getroffen, daß nach der Korrektur dieser Abweichung die Bürste 36 sich wieder in Berührung mit dem isolierenden Streifen 35 befindet und der Motor stillgesetzt wird.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung dient zum Imprägnieren einer Gewebebahn 40 mit synthetischem Harz. Die Einrichtungen zum Zuführen einer harzenthaltenden Stammflüssigkeit in das Umwälzsystem und zum Umwälzen desselben in diesem sind die gleichen, und die verschiedenen Teile wurden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 1. Der Behälter, die Walzen und die Regeleinrichtung jedoch sind verschieden.

In dem Behälter 41 ist eine Walze 42 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet. Außerdem sind eine Führungswalze 43 auf der einen Seite des Behälters und zwei zusammenwirkende Walzen 44 und 45 auf der anderen Seite desselben vorgesehen. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Gewebebahn 40 bei ihrem Durchgang durch den Behälter in der dargestellten Weise vollständig in die Flüssigkeit eingetaucht wird. Die Behälterwand hat eine Verlangerung 41 α, die die aus der Gewebebahn ausgepreßte überschüssige Flüssigkeit auffängt und in den Behälter 41 zurückführt.

Die obere Walze 45 ist so ausgebildet, daß ihre Lager 45 α von einem Rahmen 46 getragen sind, der unter dem Einfluß eines unter hydraulischem oder pneumatischem Druck in einem Zylinder 48 beweglichen Kolbens 47 steht. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird dem Zylinder 48 oberhalb des Kolbens 47 von einer Seite über eine Druckluftleitung 49 Druckluft über ein einstellbares Ventil 50 zugeführt, und auf der anderen Seite befindet sich eine Abströmleitung 51. Das Austrittsende dieser Abströmleitung 51 ist mit einem Nadelventil 52 versehen, wobei die Bewegung der Nadel von einem Hebel 53 gesteuert ist, dessen Bewegung von einer am Boden des Regelgefäßes 20 befestigten Spange gesteuert ist.

Die Wirkungsweise ist ähnlich wie bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage, jedoch wird die Gewebebahn 40 in diesem Falle mit einem Überschuß an Harz aus dem Behälter 41 zu den Walzen 44 und 45 geführt. Wenn die Quetschwirkung der Walzen 44 und 45 so beschaffen ist, daß die in den Behälter zurückgeführte Flüssigkeitsmenge und somit die durch die Überströmleitung 19 in das Regelgefäß 20 überströmende Flüssigkeitsmenge, die in dem Regelgefäß befindliche Flüssigkeitsmenge nicht konstant zu halten vermag, hat die sich daraus ergebende Gewichtsänderung des Regelgefäßes 20 und seines Inhaltes eine Bewegung des Regelgefäßes 20 auf seine Federn 20 a zur Folge. Eine Aufwärtsbewegung infolge ungenügender Quetschwirkung der Walzen 44 und 45 hat zur Folge, daß das Regelgefäß 20 sich hebt, daß das Nadelventil 52 die Austrittsöffnung verengt, der auf den Kolben 47 pneumatische Druck erhöht wird, die nachgiebige Belastung der Lager 45 α vergrößert wird und die Quetschwirkung der Walzen 44 und 45 erhöht wird, wodurch die Abweichung von dem vorgeschriebenen Maß der Harzaufnahme durch die Gewebebahn 40 bereits im beginnenden Stadium korrigiert wird. Wenn die Quetschwirkung der Walzen 44 und 45 zu stark ist, spielt sich der Vorgang in der umgekehrten Weise ab.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Aufbringen einer vorherbestimmten Menge einer Substanz je Längeneinheit auf eine kontinuierlich bewegte Materialbahn, bei dem der Überschuß an aufgebrachter Substanzmenge durch Quetschwalzen aus dem Material beseitigt und die Abweichung der tatsächlich aufgebrachten von der vorherbestimmten Substanzmenge je Flächen- bzw. Längeneinheit des Materials durch das Gewicht der Substanzmenge korrigiert wird, dadurch gekennzeich net, daß der Preßdruck der Quetschwalzen in Abhängigkeit von dem Gewicht der Substanzmenge geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Änderungen der im Behältersystem enthaltenen Gewichtsmenge an Stubstanz durch Messung der in einem Meßbehälter enthaltenen Gewichtsmenge bei Konstanthaltung des Flüssigkeitsspiegels in einem Entnahmebehälter ermittelt.

3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Meßbehälter (20), ein Überlaufrohr zum Konstanthalten des Flüssigkeitsspiegels in einem Entnahmebehälter (16, 41) und zum Ab-

leiten des Substanzüberschusses aus diesem in den Meßbehälter, eine an sich bekannte Waage (20 a) zum Tragen des Meßbehälters und eine Einrichtung (18, 31 bis 36 bzw. 46 bis 54) zum Regeln des Preßdruckes der Quetschwalzen (11, 12 bzw. 44, 45) entsprechend den Vertikalbewegungen des Meßbehälters (20).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Quetschwalzen (11, 12) durch Verschieben des einen Walzenlagerpaares gegen das andere regelbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Achsen der Walzen (44, 45) durch Änderung der Belastung der Walzen durch eine nachgiebige Einrichtung regelbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Einrichtung zum Belasten der Walzen ein druckmittelbetriebener Steuermotor (46 bis 48) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Einrichtung zum Belasten der Walze ein Hebelsystem mit Gewichten ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Einrichtung zum Belasten der Walzen aus mindestens einer Feder besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 941725;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 005 479.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen