DE19750170A1 - Egalisier-/Dosier-Vorrichtung mit zugeordneter Bahnführungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Egalisieren oder/und Dosieren einer auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, aufgetragenen Schicht flüssigen oder pastösen Auftragsmediums, wobei diese Egalisier-/Dosiervorrichtung ein Egalisier-/Dosierelement (im folgenden kurz "Rakelelement" genannt) aufweist, welches gegen die von einem Gegenelement gestützte Materialbahn anstellbar ist.

Im praktischen Einsatz derartiger Egalisier-/Dosiervorrichtungen zeigt es sich, daß das Rakelelement insbesondere im Bereich des Randes der Mate­ rialbahn einem besonders hohen Verschleiß unterliegt. Dieser Randver­ schleiß rührt davon her, daß der Bahnrand trockener und häufig auch etwas dicker ist als die restliche Materialbahn. Darüber hinaus ist dieser Rand­ verschleiß ist häufig der Hauptgrund für das Auswechseln des Rakelele­ ments; er hat also relativ kurze Wartungsintervalle zur Folge und wirkt sich somit nachteilig auf die Betriebseffizienz der gesamten Anlage zur Herstel­ lung der Materialbahn aus.

Zur Lösung dieses Problems ist in dem Unternehmen der Anmelderin bereits daran gedacht worden, das Rakelelement an einem sich in Querrichtung hin- und herbewegenden Rakelbalken anzuordnen. Hierdurch wird erreicht, daß der härtere Bahnrand entsprechend der Hin- und Herbewegung des Rakelbal­ kens auf dem Rakelelement ebenfalls hin- und herwandert und somit der Bereich erhöhter Abnutzung des Rakelelements "verschmiert". Diese Lösung ist jedoch konstruktiv aufwendig, da sie eine Verstellbarkeit des Rakel­ balkens gemäß einer Mehrzahl von Freiheitsgraden erfordert. Der Rakel­ balken muß nämlich zum einen zur Anstellung gegen das die Materialbahn stützende Gegenelement in einer im wesentlichen orthogonal zur Material­ bahn verlaufenden Richtung verstellbar sein, beispielsweise mittels einer Schwenk- oder Linearbewegung. Zum anderen muß der Rakelbalken in Querrichtung der Materialbahn hin- und herbewegbar sein, d. h. in einer in der Materialbahn liegenden und orthogonal zu deren Laufrichtung verlaufen­ den Richtung. Selbstverständlich muß zur Bewerkstelligung der Hin- und Herbewegung des Rakelbalkens auch ein gesonderter Antrieb vorgesehen sein, beispielsweise ein zusätzliches Hydraulikaggregat. Die vorstehend erläuterte, konstruktiv aufwendige Lösung bedingt zudem hohe Anschaf­ fungskosten, mag sie im Vergleich mit einer herkömmlichen Egalisier-/Do­ sier-Vorrichtung auch infolge verlängerter Wartungsintervalle insgesamt rentabel sein.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Egalisier-/Dosiervorrich­ tung der eingangs genannten Art anzugeben, welche bei gleichzeitiger Bei­ behaltung der Vorteile eines sich hin- und herbewegenden Rakelelements, insbesondere was dessen geringen Verschleiß und die Verlängerung der Wartungsintervalle anbelangt, konstruktiv einfach und entsprechend kosten­ günstig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Egalisier-/Do­ siervorrichtung eine Bahnführungseinrichtung zugeordnet ist, welche eine Bahnführungseinheit aufweist, die dazu dient, die Materialbahn dem Rakel­ element in einer vorbestimmten Querpositionierung zuzuführen, ferner eine Sensoreinrichtung aufweist zum Erfassen der tatsächlichen Querpositionie­ rung der Materialbahn, und eine Steuereinheit aufweist zum Steuern des Betriebs der Bahnführungseinheit in Abhängigkeit des Erfassungssignals der Sensoreinrichtung, wobei die Sensoreinrichtung oder/und die Steuereinheit dazu ausgelegt ist bzw. sind, der Materialbahn in Querrichtung eine vor­ bestimmte Hin- und Herbewegung zu verleihen.

Bahnführungseinrichtungen sind im Stand der Technik an sich bekannt und werden in Anlagen zur Herstellung von Materialbahnen, insbesondere aus Papier oder Karton, dazu eingesetzt, um die Materialbahn stets in ein und derselben, fest vorgegebenen Querpositionierung zu halten. Die Erfinder haben nun erkannt, daß sich mit einer derartigen, in einer Anlage zur Herstellung von Materialbahnen ohnehin vorhandenen Bahnführungseinrich­ tung die gleichen im Hinblick auf einen geringeren Verschleiß des Rakel­ elements vorteilhaften Wirkungen erzielen lassen, wenn man sie dazu be­ nutzt, der Materialbahn in Querrichtung eine vorbestimmte Hin- und Her­ bewegung zu verleihen. Hierdurch wird nämlich ebenfalls eine Hin- und Herbewegung des härteren Bahnrands relativ zum Rakelelement erzielt und somit eine entsprechende "Verschmierung" des Verschleißbereichs.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ist vor allem deshalb kosten­ günstig, weil sie auf eine in der Anlage zur Herstellung der Materialbahn ohnehin vorhandene Bahnführungseinrichtung zurückgreift und diese nur geringfügig konstruktiv modifiziert, nämlich nur insofern, als sie eine Abwandlung der Sensoreinrichtung oder/und der Steuereinheit erfordert. Dabei versteht es sich, daß unter einer Abwandlung der Steuereinheit auch einfach eine andere Programmierung der Steuereinheit verstanden werden kann. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß infolge der Führung der Materialbahn im Bereich der Egalisier-/Dosiervorr­ ichtung bzw. im Bereich der gesamten Auftragsstation, zu der diese Egali­ sier-/Dosiervorrichtung gehört, die Gefahr einer Faltenbildung reduziert ist.

Gemäß einer ersten alternativen Ausführungsvariante kann die Sensorein­ richtung wenigstens eine Sensoreinheit umfassen, welche in Querrichtung der Materialbahn hin- und herbewegbar angeordnet ist. In diesem Fall kann die Steuereinheit die Bahnführungseinheit derart ansteuern, daß die Mate­ rialbahn der Hin- und Herbewegung der wenigstens einen Sensoreinheit folgt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Bahnführungs­ einheit die Materialbahn in Querrichtung stets in der gleichen Richtung bewegt, in der sich auch die Sensoreinheit bewegt, und zwar immer um eine vorbestimmte Distanz und immer dann, wenn die Sensoreinheit erfaßt, daß sie die Bahnkante in der einen oder anderen Richtung überstrichen hat. Die Hin- und Herbewegung der wenigstens einen Sensoreinheit kann mit technisch einfachen Mitteln bewerkstelligt werden, etwa mittels eines Elektromotors mit einem geeigneten nachgeschalteten Getriebe, beispiels­ weise einer Art "Scheibenwischergetriebe".

Gemäß einer zweiten Alternative kann die Sensoreinrichtung wenigstens zwei Sensoreinheiten umfassen, wobei eine erste Sensoreinheit einer ersten Umkehrstelle einer Bahnkante der Materialbahn im Verlauf deren vorbe­ stimmter Hin- und Herbewegung zugeordnet ist und wobei eine zweite Sensoreinheit der zweiten Bahnkanten-Umkehrstelle zugeordnet ist. In diesem Fall kann die Steuereinheit beispielsweise immer dann, wenn eine der beiden den Bahnkanten-Umkehrstellen zugeordneten Sensoreinheiten erfaßt, daß sich die Bahnkante an ihr in Querrichtung vorbeibewegt bzw. vorbeibewegt hat, die Bahnführungseinheit im Sinne einer Umkehrung der Richtung der Querbewegung der Materialbahn ansteuern.

Will man zusätzlich zur Erfassung der beiden Umkehrstellen der Hin- und Herbewegung der Materialbahn sich stets genaue Kenntnis von deren aktueller Querpositionierung verschaffen, so kann die Sensoreinrichtung gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform eine Mehrzahl von in Laufrichtung der Materialbahn gesehen nebeneinander angeordneten Sensor­ einheiten umfassen. Dabei brauchen nicht immer die gleichen Umkehrstellen verwendet zu werden, sondern können es können auch variierende Umkehr­ stellen zum Einsatz kommen, beispielsweise dadurch, daß die Steuereinheit immer dann, wenn eine von zwei vorbestimmten der Sensoreinheiten erfaßt, daß sich die Bahnkante an ihr in Querrichtung vorbeibewegt bzw. vorbei­ bewegt hat, die Bahnführungseinheit im Sinne einer Umkehrung der Rich­ tung der Querbewegung der Materialbahn ansteuert.

Festzuhalten ist, daß die Hin- und Herbewegung der wenigstens einen Sensoreinheit gemäß der ersten alternativen Ausführungsform, die Anord­ nung der wenigstens zwei Sensoreinheiten gemäß der zweiten alternativen Ausführungsform und die Nebeneinanderanordnung der Mehrzahl von Sen­ soreinheiten nicht notwendigerweise ausschließlich nur in Querrichtung zu erfolgen hat. Entscheidend ist vielmehr, daß diese Bewegung bzw. diese Anordnung eine in Querrichtung der Materialbahn verlaufende Komponente aufweist.

Die zum Einsatz kommenden Sensoreinheiten können grundsätzlich auf jedem beliebigen geeigneten Funktionsprinzip basieren. In Weiterbildung der Erfindung wird aber vorgeschlagen, Lichtschranken zu verwenden.

Um eine besonders hohe Effizienz der erfindungsgemäß eingesetzten Bahn­ führungseinrichtung zu erzielen, wird vorgeschlagen, daß die Bahnführungs­ einrichtung in Laufrichtung der Materialbahn gesehen vor der Egalisier-/Do­ siervorrichtung angeordnet ist, vorzugsweise unmittelbar vor einer Vorrich­ tung zum Auftragen des flüssigen oder pastösen Mediums, welche die Egali­ sier-/Dosiervorrichtung umfaßt.

Selbstverständlich unterliegt der Abstand zwischen den beiden Umkehr­ stellen der Hin- und Herbewegung der Materialbahn im Hinblick auf die Tatsache, daß man einerseits möglichst breite Materialbahnen zu fertigen wünscht, andererseits aber die Fertigungsanlagen möglichst schmal bauen möchte, gewissen konstruktiven Beschränkungen. Im Hinblick auf eine mög­ lichst effiziente Verschmierung des Verschleißbereichs des Rakelelements wird vorgeschlagen, daß der Abstand zwischen den beiden Umkehrstellen der Hin- und Herbewegung der Materialbahn wenigstens 20 mm, vorzugs­ weise wenigstens 30 mm, beträgt.

Es versteht sich, daß jeder beliebige zeitliche Verlauf der Hin- und Herbewegung der Materialbahn denkbar ist, beispielsweise eine sinusartig oszillierende Bewegung oder auch eine sägezahnartige Hin- und Herbewe­ gung der Materialbahn, um nur zwei Beispiele zu nennen. Das entschei­ dende Kriterium für die geeignetste Wahl der Hin- und Herbewegung ist dabei selbstverständlich der Wunsch nach einer möglichst gleichmäßigen Verschmierung des Verschleißes des Rakelelements.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert werden. Es stellt dar:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungs­ gemäßen Egalisier-/Dosiervorrichtung in einer Auftragsstation einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton;

Fig. 2 eine grobschematische Ansicht in Richtung des Pfeils I in Fig. 1 einer ersten alternativen Ausführungsform;

Fig. 3 und 4 Ansichten analog Fig. 2 weiterer alternativer Ausfüh­ rungsformen; und

Fig. 5 und 6 eine Gegenüberstellung der Verschleißcharakteristiken einer Rakelklinge gemäß dem Stand der Technik (Fig. 5) und gemäß der vorliegenden Erfindung (Fig. 6).

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Egalisier-/Dosiervorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet. Sie umfaßt eine Rakelklinge 12, welche in einem Rakel­ balken 14 gehalten und mittels einer nicht dargestellten Anstellvorrichtung gegen eine sich in Richtung des Pfeils L bewegende Materialbahn 16 ange­ stellt ist, um eine mittels eines Auftragswerks 18 auf die Materialbahn 16 aufgebrachte Schicht 20 eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums M zu egalisieren und ggf. durch Abtrag überschüssigen Auftragsmediums M zu dosieren. Die Materialbahn 16 ist im Bereich des Auftragswerks 18 und der Rakelklinge 12 um eine um die Achse A drehbare Stützwalze 22 herum­ geführt.

In Laufrichtung L vor dem Rakelbalken 14 und, genauer gesagt, auch vor dem Auftragswerk 18 ist eine Bahnführungseinrichtung 24 vorgesehen, in deren Bereich die Materialbahn um Umlenkwalzen 26, 28, 30 und 32 herumgeführt ist. Die Umlenkwalzen 28 und 30 sind einer Bahnführungs­ einheit 34 zugeordnet, welche mittels eines nicht dargestellten Antriebs in Querrichtung der Materialbahn 16, d. h. in Richtung des Doppelpfeils Q, verstellbar ist. Im Bereich wenigstens eines Randes 16a der Materialbahn 16 (vgl. Fig. 2) ist eine Bahnrand-Erfassungseinrichtung 36 angeordnet, die beispielsweise eine Lichtschranke umfassen kann. Die Bahnrand-Erfassungs­ einrichtung 36 erfaßt, ob sie sich in Draufsicht auf die Materialbahn, d. h. in Richtung des Pfeils I in Fig. 1 gesehen bzw. entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 2 bis 4, über der Materialbahn 16 befindet (wie beispiels­ weise der Sensor 44 gemäß Fig. 3) oder neben dieser (wie beispielsweise der Sensor 46 gemäß Fig. 3). Die Bahnrand-Erfassungseinrichtung 36 leitet ein entsprechendes Erfassungssignal an eine Steuereinheit 38 weiter, wel­ che auf Grundlage dieses Erfassungssignals wiederum ein Steuersignal für die Bahnführungseinheit 34 bestimmt und an diese ausgibt.

Erfindungsgemäß sind die Bahnrand-Erfassungseinrichtung 36 und die Steuereinheit 38 derart ausgelegt, daß die Bahnführungseinheit 34 so angesteuert wird, daß sie der Materialbahn 16 in Querrichtung Q eine Hin- und Herbewegung auferlegt.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 weist die Bahnrand-Erfassungs­ einrichtung 36 hierzu einen Bahnrandsensor 40 auf, der mittels eines nicht dargestellten Antriebs längs einer in Querrichtung Q verlaufenden Bahn 42 hin- und herbewegbar ist, wobei er seine Bewegungsrichtung an Umkehr­ stellen 42a und 42b jeweils umkehrt. In dieser Ausführungsvariante braucht die Steuereinheit 38 die Bahnführungseinheit 34 lediglich derart anzu­ steuern, daß der Bahnrand 16a der Materialbahn 16 der Bewegung des Sen­ sors 40 folgt, um zu erreichen, daß auch die Materialbahn 16 in Querrich­ tung Q eine Hin- und Herbewegung ausführt. Die Umkehrstellen 42a und 42b sind in einem Abstand d voneinander angeordnet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, daß die Sensorbahn 42 relativ zu Laufrichtung L und Querrichtung Q schräg verläuft, wie dies in Fig. 2 bei 42' gestrichelt angedeutet ist.

In der Ausführungsvariante gemäß Fig. 3 umfaßt die Bahnrand-Erfassungs­ einrichtung 136 zwei Sensoren 44 und 46, welche in Querrichtung Q in einem Abstand d voneinander angeordnet sind. Steuert man die Bahnfüh­ rungseinheit 34 in Abhängigkeit der Erfassungssignale der Sensoren 44 und 46 derart an, daß die Bewegungsrichtung der Materialbahn 16 in Querrich­ tung Q immer dann umgekehrt wird, wenn einer der Sensoren 44 und 46 die Bahnkante 16a erfaßt, d. h. wenn das Erfassungssignal dieses Sensors sich von "in Überdeckung mit Materialbahn" nach "außer Überdeckung mit Materialbahn" ändert oder umgekehrt, so läßt sich hierdurch ebenfalls eine Hin- und Herbewegung der Materialbahn 16 herbeiführen. Die Lage der Sen­ soren 44 und 46 in Querrichtung Q gibt somit die Umkehrstellen der Hin- und Herbewegung der Materialbahn 16 an. Die Sensoren 44 und 46 brau­ chen nicht, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, in Laufrichtung L auf gleicher Höhe angeordnet zu sein, sondern sie können in Laufrichtung L auch zuein­ ander versetzt angeordnet sein.

In der Ausführungsvariante gemäß Fig. 4 umfaßt die Bahnrand-Erfassungs­ einrichtung eine Mehrzahl von Sensoren 48a bis 48e, so daß die aktuelle Lage des Bahnrands 16a der Materialbahn 16 während der gesamten Hin- und Herbewegung derselben verfolgt werden kann. Bei dieser Ausführungs­ form kann die Steuerung der Bahnführungseinheit 34 zudem so ausgelegt sein, daß in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebs unterschiedliche Umlenk­ stellen der Hin- und Herbewegung der Materialbahn 16 verwendet werden. Beispielsweise können gemäß einem ersten Betriebsmodus diese Umlenk­ stellen durch die Lage der Sensoren 48a und 48e gegeben sein, während sie gemäß einem weiteren Betriebsmodus durch die Lage der Sensoren 48b und 48d gegeben sind. Wiederum ist eine in Längsrichtung L versetzte Anordnung der Sensoren 48a bis 48e möglich.

Wie vorstehend bereits angedeutet wurde, können die Sensoren 40, 44, 46 und 48a bis 48e von beliebiger zur Erfassung des Bahnrandes geeigneter Art sein. Beispielsweise können diese Sensoren Lichtschranken sein.

Wie sich aus einem Vergleich der Fig. 5 und 6 ergibt, kann durch die periodische Hin- und Herbewegung der Materialbahn 16 relativ zu der Rakelklinge 12 ein übermäßiger Verschleiß im Bereich des Bahnrandes 16a vermieden werden, wie er sich gemäß Fig. 5 bei 50 dann ergibt, wenn die Rakelklinge 12 und die Materialbahn 16 in Querrichtung Q stets im wesent­ lichen die gleiche Relativlage aufweisen. Durch die Hin- und Herbewegung der Materialbahn 16 relativ zur Rakelklinge 12 in Querrichtung Q ver­ schmiert der Randverschleiß über den Bereich D, dessen Länge bzw. Breite d durch den Abstand d der Umkehrstellen der Hin- und Herbewegung der Materialbahn 16 gegeben ist. Insgesamt ergibt sich gemäß Fig. 6 eine gleichmäßigere Abnutzung der Rakelklinge 12.

Obgleich die Erfindung vorstehend am Beispiel einer Rakelklinge erläutert worden ist, versteht es sich, daß die Erfindung auch bei anderen Egali­ sier-/Dosierelementen mit Vorteil eingesetzt werden kann, beispielsweise bei Rollrakeln, Rakelstäben und dergleichen.

Claims (10)

1. Vorrichtung (10) zum Egalisieren oder/und Dosieren einer auf eine laufende Materialbahn (16), insbesondere aus Papier oder Karton, aufgetragenen Schicht (20) flüssigen oder pastösen Auftragsmediums (M), wobei die Egalisier-/Dosiervorrichtung (10) ein Egalisier-/Do­ sierelement (12) aufweist, welches gegen die von einem Gegenele­ ment (22) gestützte Materialbahn (16) anstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Egalisier-/Dosiervorrichtung (10) eine Bahnführungseinrichtung (24) zugeordnet ist, welche eine Bahnführungseinheit (34) aufweist, die dazu dient, die Materialbahn (16) dem Egalisier-/Dosierelement (12) in einer vorbestimmten Querpositionierung zuzuführen, ferner eine Sensoreinrichtung (36; 136; 236) aufweist zum Erfassen der tatsächlichen Querpositio­ nierung der Materialbahn (16), und eine Steuereinheit (38) aufweist zum Steuern des Betriebs der Bahnführungseinheit (34) in Abhängig­ keit des Erfassungssignals der Sensoreinrichtung (36; 136; 236), wobei die Sensoreinrichtung (36; 136; 236) oder/und die Steuer­ einheit (38) dazu ausgelegt ist bzw. sind, der Materialbahn (16) in Querrichtung (Q) eine vorbestimmte Hin- und Herbewegung zu verlei­ hen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (36) wenigstens eine Sensoreinheit (40) umfaßt, welche in Querrichtung (Q) der Materialbahn (16) hin- und herbewegbar angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (38) die Bahnfüh­ rungseinheit (34) derart ansteuert, daß die Materialbahn (16) der Hin- und Herbewegung der Sensoreinheit (40) folgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (136) wenigstens zwei Sensoreinheiten (44, 46) umfaßt, wobei eine erste Sensoreinheit (44) einer ersten Umkehrstelle einer Bahnkante (16a) der Material­ bahn (16) im Verlauf deren vorbestimmter Hin- und Herbewegung zu­ geordnet ist und wobei eine zweite Sensoreinheit (46) der zweiten Bahnkanten-Umkehrstelle zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (38) immer dann, wenn eine der beiden den Bahnkanten-Umkehrstellen zugeordneten Sensoreinheiten (44, 46) erfaßt, daß sich die Bahnkante (16a) an ihr in Querrichtung (Q) vorbeibewegt bzw. vorbeibewegt hat, die Bahn­ führungseinheit (34) im Sinne einer Umkehrung der Richtung der Querbewegung der Materialbahn (16) ansteuert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (236) eine Mehr­ zahl von in Laufrichtung (L) der Materialbahn (16) gesehen neben­ einander angeordneten Sensoreinheiten (48a-48e) umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (38) immer dann, wenn eine von zwei vorbestimmten der Sensoreinheiten (48a-48e) erfaßt, daß sich die Bahnkante (16a) an ihr in Querrichtung (Q) vorbeibewegt bzw. vorbeibewegt hat, die Bahnführungseinheit (34) im Sinne einer Umkehrung der Richtung der Querbewegung der Materialbahn (16) ansteuert.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Sensoreinheit (40; 44, 46; 48a-48e) von einer Lichtschranke gebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnführungseinrichtung (34) in Laufrichtung (L) der Materialbahn (16) gesehen vor dem Egali­ sier-/Dosierelement (12) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (d) zwischen den beiden Umkehrstellen der Hin- und Herbewegung der Materialbahn (16) wenigstens 20 mm, vorzugsweise wenigstens 30 mm, beträgt.