DE19541574A1 - Vorrichtung zum Beschichten von Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von Materialbahnen, ins­ besondere Papier- oder Kartonbahnen gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Zum Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen sind Vorrichtungen mit einer die Bahn umlenkenden Gegenwalze bekannt, bei denen im von der Bahn umschlungenen Bereich der Gegenwalze ein Auftragssystem und in Bahnlaufrichtung mit Abstand hinter dem Auftragssystem ein Dosiersystem mit einem Rakelelement angeordnet sind. Vom Auftragssystem wird das Beschichtungsmaterial im Überschuß auf die Bahn aufgetragen, der Überschuß wird vom Rakelelement des Dosiersystems bis auf das gewünschte Strichgewicht wieder abgerakelt.

Bei den gattungsgemäßen, aus der DE-PS 36 23 402 bekannten Beschichtungsvor­ richtungen besteht das Auftragssystem aus einer mittels eines Antriebs drehbaren Auftragwalze, die mit der Gegenwalze einen Auftragsspalt bildet, dem von der Bahneinlaufseite her Beschichtungsmaterial im Überschuß zugeführt wird. Das Dosiersystem weist als Rakelelement ein Schabermesser auf. Zwischen dem Auf­ tragssystem und dem Dosiersystem ist eine Vordosiereinrichtung mit einem als Rakelleiste ausgebildeten Vordosierelement angeordnet, das von einem Druck­ schlauch elastisch abgestützt ist. Zwischen der Vordosiereinrichtung und dem Auftragsspalt des Auftragssystems ist ein sich keilförmig verjüngender Leitkörper angeordnet, dessen Ober- und Unterseite zur Führung und Leitung des Beschich­ tungsmaterials dem Umfang der Auftragwalze und der Gegenwalze angepaßt sind. Der Leitkörper ist mit Überlauföffnungen versehen, über die von dem Vordosier­ element abgerakeltes Beschichtungsmaterial in eine Sammelkammer zurück läuft. An der Einlaufseite der Auftragwalze ist ein bis in den Auftragsspalt reichendes Leitblech angeordnet, das an seiner der Auftragwalze abgewandten Oberseite eine Ablauf­ fläche für überschüssiges Beschichtungsmaterial besitzt.

Beim Beschichten von Papierbahnen bei sehr hohen Produktionsgeschwindigkeiten von mehr als 1000 m/min hat es sich in der Praxis als schwierig gezeigt, ein End­ produkt mit einem gleichmäßigen und somit qualitativ hochwertigen Strichbild herzustellen. Bei hohen Bahngeschwindigkeiten treten Ungleichmäßigkeiten im Strichbild in Form von Strichgewichtsschwankungen, Streifen oder Schlieren auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so zu verbessern, daß bei sehr hohen Bahngeschwindigkeiten eine Beschichtung mit einem gleichmäßigen Strichbild erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß Fehler im Strichbild des Endprodukts auf Ungleichmäßigkeiten im Überschußfilm zurückzuführen sind, die beim Dosieren nicht mehr ausgeglichen werden können. Beim Beschichten mit sehr hohen Bahn­ geschwindigkeiten wirken aufgrund der gekrümmten Bahnführung um eine Gegen­ walze zwischen dem Auftragen und Abrakeln erhebliche Zentrifugalkräfte auf das Beschichtungsmaterial ein, die von der Bahn weggerichtet sind. Die Zentrifugalkräfte führen zum Abschleudern von Beschichtungsmaterial und zum sogenannten Film­ splitting-Effekt, wodurch die Gleichmäßigkeit des Überschußauftrags gestört wird.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der gleichmäßige Überschußauftrag von dem Leitprofil dem Dosierelement unter Vermeidung der vorstehend beschriebenen negativen Effekte zugeführt. Da das Leitprofil keinen Kontakt zur Bahn hat, tritt keine Vorentwässerung der üblicherweise als Beschichtungsmaterial verwendeten wäßrigen Streichfarbe auf.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine Beschichtungsvorrichtung nach der Erfindung.

Die Beschichtungsvorrichtung weist ein Auftragssystem 1 und in Laufrichtung der Papier- oder Kartonbahn 2 mit Abstand dahinter angeordnet ein Dosiersystem 3 mit einem Schabermesser 4 als Rakelelement auf. Vom Auftragssystem 1 wird Streichfar­ be als Beschichtungsmaterial im Überschuß auf die Papier- oder Kartonbahn 2 aufgetragen und anschließend von dem Schabermesser 4 des Dosiersystems 3 bis auf das gewünschte Strichgewicht wieder abgerakelt. Auftragssystem 1 und Dosier­ system 3 sind an einer die Bahn 2 umlenkenden angetriebenen Gegenwalze 5 angeordnet, von der die Bahn 2 beim Auftragen und beim Dosieren über ihre gesamte Breite abgestützt wird.

Das Dosiersystem 3 ist auf bekannte Weise aufgebaut: Das Schabermesser 4 ist mit seinem Fuß in einem Klemmbalken 7 festgeklemmt, der in Richtung zur Gegenwalze 5 verschiebbar in einem Schaberbalken 8 gelagert ist. Unterhalb seiner Spitze ist das Schabermesser 4 an seiner Rückseite von einer Abstützleiste 9 über die gesamte Breite abgestützt. Die Abstützleiste 9 ist in Grenzen biegsam und mittels einer Reihe von Verstellschrauben 10 lokal unterschiedlich einstellbar, um ein gleichmäßiges Querprofil einregulieren zu können. Der Schaberbalken 8 ist um die Schabermesser­ spitze schwenkbar zwischen zwei Seitenteilen 11 im Gestell der Vorrichtung aufge­ hängt, so daß sich die Anpreßkraft des Schabermessers 4 und der Bladewinkel (= Winkel des Schabermessers 4 zur Tangente an die Gegenwalze 5) einstellen lassen. Die Verstellbewegung des Schaberbalkens 8 wird mittels eines Spindeltriebs 12 bewirkt. Die Seitenteile 11 mit dem daran aufgehängten Schaberbalken 8 sind mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit 13 von der Gegenwalze 5 abschwenkbar, um Wartungs- oder Reinigungsarbeiten durchführen zu können.

Das Auftragssystem 1 enthält eine mit einem Drehantrieb verbundene Auftragwalze 14 mit glatter, vorzugsweise gummierter Mantelfläche, die sich über die gesamte Arbeitsbreite, i. e. die maximale Bahnbreite erstreckt. Die Auftragwalze 14 bildet mit der Gegenwalze 5 einen Auftragsspalt 15, dem von der Einlaufseite der Bahn 2 her Streichfarbe im Überschuß zugeführt wird. Zur Einstellung der Weite des Auftrags­ spalts 13 ist die Auftragwalze 12 radial zur Gegenwalze 5 begrenzt verstellbar gelagert. Der Durchmesser der Auftragwalze 14 beträgt 200 mm bis 650 mm, bevorzugt 300 mm bis 600 mm.

Zwischen der Auftragwalze 14 und dem als Dosierelement wirkenden Schabermesser 4 ist ein im Betrieb feststehendes Leitprofil 16, z. B. aus Aluminium, angeordnet, das sich quer zur Bahnlaufrichtung über die gesamte Arbeitsbreite erstreckt. Das Leitprofil 16 weist eine sich in Bahnlaufrichtung erstreckende geschlossene Leitfläche 17 auf, die vom Ende des Auftragsspalts 15 bis in die Nähe des Schabermessers 4 reicht, wobei zwischen dem Schabermesser 4 und der Leitfläche 17 ein Ablaufspalt für die abgeschabte Streichfarbe frei bleibt. Zumindest reicht die Leitfläche 17 bis in den Bereich des Schabermesserfußes, bevorzugt - wie in Fig. 1 gezeigt - bis in den Bereich der Abstützleiste 9. Das an einer Justier- und Schwenkeinrichtung im Auftragssystem 1 gelagerte Leitprofil 16 ist so angeordnet und gestaltet, daß zur Gegenwalze 5 ein Spalt von 2 mm bis 15 mm, bevorzugt 3 mm bis 10 mm frei bleibt. Bevorzugt verläuft die Leitfläche 17 kreisbogenförmig gekrümmt parallel zur Mantelfläche der Gegenwalze 5. An seinem hinteren Ende am Auftragsspalt 15 weist das Leitprofil 16 eine zweite Leitfläche 18 auf, die parallel zur Auftragwalze 14 verläuft und sich spitzwinklig in einer scharfen Kante an die Leitfläche 17 anschließt. Die Leitfläche 18 erstreckt sich etwa über einen Bereich von 30° der Auftragwalze 14 und ist so angeordnet, daß zur Auftragwalze 14 ein Ablaufspalt mit einer Weite von 2 mm bis 8 mm, bevorzugt von 3 mm bis 5 mm, frei bleibt. Die vordere Begren­ zungswand des Leitprofils 16 ist so gestaltet, daß sie eine Leitfläche 25 für die vom Schabermesser 4 durch den Ablaufspalt zurücklaufende Streichfarbe bildet. In seinem Inneren weist das Leitprofil 16 Kühlkanäle 19 auf, durch die ein Kühlmittel, z. B. Kühlwasser, geleitet werden kann, um die Leitflächen 17, 18, 25 zu kühlen, damit Anbackungen von Streichfarbe vermieden werden.

An der Bahneinlaufseite der Auftragwalze 14 ist ein Leitblech 20 angeordnet, dessen der Auftragwalze 14 zugewandte Innenseite parallel zur Mantelfläche der Auftragwal­ ze 14 mit Abstand von dieser verläuft und bis zum Auftragsspalt 15 reicht. Das Leit­ blech 20 bildet mit der Auftragwalze 14 einen Zuführkanal 21, der aus einer Farb­ kammer 22 gespeist wird, die an eine Streichfarbenzufuhr 23 angeschlossen ist. Die überschüssige Streichfarbe 24 läuft auf der Rückseite des Leitblechs 20 gegen die Bahnlaufrichtung ab und wird zurückgeführt.

Im Betrieb wird ein Spalt von ca. 0,4 mm bis 1,7 mm zwischen der Auftragwalze 14 und der Gegenwalze 5 eingestellt. In die Farbkammer 22 wird Streichfarbe im Überschuß und unter Druck zugeführt, die von dem Leitblech 20 in den Auftragsspalt 15 geführt und dort an die Bahn 2 übergeben wird. Der Überschuß an Streichfarbe läuft auf der Rückseite des Leitblechs 20 ab und wird in die Farbkammer 22 zurück­ geführt. Im Auftragsspalt wird der Auftrag auf die Bahn 2 von der mit- oder gegen­ läufig angetriebenen Auftragwalze 14 vergleichmäßigt. Der gleichmäßige Überschuß­ auftrag wird vom Austritt des Auftragsspalts 15 an von der Leitfläche 17 des Leitprofils 16 dem Schabermesser 4 zugeführt. Die scharfe Einlaufkante des Leit­ profils 16 sorgt am Ausgang des Austrittsspalts 15 für eindeutige Strömungsverhält­ nisse, indem der Überschuß so aufgeteilt wird, daß der gewünschte Auftrag auf der Bahn 2 von der Leitfläche 17 weitergeführt wird und der übrige Anteil durch den Spalt zwischen der Leitfläche 18 und der Auftragwalze 14 abläuft. Der letzte Anteil wird in die Farbkammer 22 zurückgeführt. Von dem Schabermesser 4 wird an­ schließend die Streichfarbe bis auf das gewünschte Strichgewicht abgerakelt. Der abgerakelte Anteil fließt durch den Spalt zwischen dem Ende des Leitprofils 16 und dem Schabermesser 4 ab und wird ebenfalls in die Farbkammer 22 zurückgeführt. Im Betrieb werden die Leitflächen 17, 18, 25 des Leitprofils 16 gekühlt, indem ein Kühl­ mittel, z. B. Kühlwasser, durch die Kühlkanäle 19 geleitet wird. Die Kühlung verhin­ dert die Entstehung von störenden Anbackungen von Streichfarbe an den Leitflächen 17, 18, 25.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Beschichten von Materialbahnen (2), insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, mit

• - einer die Bahn (2) umlenkenden Gegenwalze (5),
• - einem im von der Bahn (2) umschlungenen Bereich der Gegenwalze (5) angeord­ neten Auftragssystem (1) mit einer Auftragwalze (14), die mit der Gegenwalze (5) einen Auftragsspalt (15) bildet, dem von der Bahneinlaufseite her Beschichtungs­ material zugeführt wird, und
• - mit einem in Bahnlaufrichtung mit Abstand hinter dem Auftragssystem (1) an­ geordneten Dosiersystem (3) mit einem Rakelelement (4), insbesondere einem Schabermesser,
  dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Auftragsspalt (15) und dem Rakelelement (4) ein Leitprofil (16) angeordnet ist, das eine in etwa parallel zur Mantelfläche der Gegenwalze (5) verlaufende geschlossene Leitfläche (17) aufweist, die vom Ende des Auftragsspalts (15) bis in den Bereich des Rakelelements (4) reicht, wobei am Beginn der Leitfläche (17) ein Ablaufspalt zur Auftragwalze (14) und am Ende ein Ablaufspalt zum Rakelelement (4) frei bleibt und der Abstand der Leitfläche (17) zur Gegenwalze (5) mindestens 2 mm, bevorzugt 3 mm bis 10 mm, beträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaufspalt zur Auftragwalze (14) eine Weite von 2 mm bis 8 mm, bevorzugt 3 mm bis 5 mm, aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Schabermesser (4) als Rakelelement, das an seiner Rückseite von einer Abstützleiste (9) abgestützt ist, wobei die Leitfläche (17) bis in den Bereich der Abstützleiste (9) reicht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Leitprofil (16) an seinem hinteren Ende am Auftragsspalt (15) eine zweite Leitfläche (18) aufweist, die parallel zur Auftragwalze (14) verläuft und sich spitzwinklig in einer scharfen Kante an die Leitfläche (17) anschließt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Leitfläche (18) und der Auftragwalze (14) ein Ablaufspalt mit einer Weite von 2 mm bis 8 mm, bevorzugt von 3 mm bis 5 mm, frei bleibt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Leitprofil (16) kühlbar gestaltet ist.