-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen einer Flüssigkeit nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
-
Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, Flüssigkeiten direkt auf das jeweilige Substrat mittels verschiedenster Vorrichtungen und Verfahren (Wischen, Rakeln, Sprühen...) aufzubringen. Der Erfolg dieser Maßnahmen ist natürlich abhängig von der verwendeten Flüssigkeit und den entsprechenden Randbedingungen der Flüssigkeit bzw. des Substrates. Insgesamt kann es bei temperierten Substraten problematisch sein, direkt auf das Substrat zu sprühen, da bei verdampfenden Anteilen der Flüssigkeit der Aufbringungseffekt für die in der Flüssigkeit enthaltenen Stoffe mangelhaft ist. Beispielsweise bei Trennmitteln für Pressplatten sind in der Flüssigkeit Stoffe gelöst, die es ermöglichen, dass das zu verpressende Gut sich leichter oder vollständig von der Pressplatte in einer Presse ablöst. Ohne ein Trennmittel müsste man nach dem Pressvorgang die Pressplatte umständlich reinigen und hätte auch noch eine unregelmäßige oder verletzte Oberfläche des zu erzeugenden Produktes.
-
Eine Vorrichtung zum Aufbringen von einer Flüssigkeit (Trennmittel) auf ein Substrat ist aus der
DE 103 37 594 A1 bekannt geworden. Hierbei handelt es sich um eine Trennmittelauftragsvorrichtung für das Pressband einer kontinuierlich arbeitenden Presse, mit Auftragswalze und Dosierwalze, wobei die Auftragswalze gegen das Pressband mit durch die Menge des auf das Pressband aufzutragenden Trennmittels definierten Andrückkräften anstellbar ist und eine Regeleinrichtung zum Regeln der Andrückkräfte in Abhängigkeit von der jeweils erforderlichen Trennmittelauftragsmenge offenbart. Entscheidend bei dieser Offenbarung ist, dass die Auftragswalze ihr Trennmittel über eine Dosierwalze erhält, die in einem Tauchbad das Trennmittel aufnimmt und es an die Auftragswalze zur Weitergabe an das Pressband übergibt. Diese Vorrichtung hat sich grundsätzlich hinsichtlich des sparsamen Verbrauchs bei der Übergabe auf das Pressband bewährt, zeigt aber auch verschiedene systembedingte Nachteile.
-
In einer nachfolgenden Offenbarung
DE 10 2010 049 777 A1 , thematisch der oben bereits genannten Veröffentlichung nahe stehend, wird eine alternative Befeuchtungsanlage dargestellt, die gleiche bzw. ähnliche Merkmale zum Aufbringen einer Flüssigkeit auf ein Substrat zeigt, allerdings ist als Substrat nicht das Pressband offenbart, sondern der Materialkuchen, der in einer Presse verpresst und ausgehärtet werden soll um eine flächige Werkstoffplatte zu erhalten. Auch hier soll die Flüssigkeit als Trennmittel verwendet werden, um Anbackungen am Pressband während der Aushärtung zu vermeiden. Auch hier zeigen sich aber systembedingt verschiedene Nachteile.
-
Einer dieser Nachteile ist eine mangelnde Breitenverstellung gegenüber dem zu verpressenden Material. Ist beispielsweise die maximale Breite des Materials in einer Presse 4 m und werden in der Presse aber auch Produkte mit einer Breite von 3,25 m hergestellt, so ergibt sich ein Bereich von 0,75 m, der unnötigerweise mit Trennmittel beaufschlagt wird. Auch ist es nicht möglich, angepasst an das Substrat unterschiedliche starke Trennmittel über die Breite des Substrates aufzubringen. Somit fehlt es einer Flexibilität der Auftragsmöglichkeiten über die Breite eines Substrates, respektive über die Breite eines Pressbandes oder des Materialkuchens und auch in der Menge.
-
Ein weiterer Nachteil ist die Kontamination des Tauchbades mit Fremdstoffen. Hierbei wird verschlissene und Kontaminate enthaltende Flüssigkeit aus dem Rücklauf von der Auftragswalze wieder auf die Tauchwalze zurück übertragen und gelangen in die frische Flüssigkeit. Auch muss überschüssige Flüssigkeit, die vom Pressband nicht angenommen wird oder an den Randbreich des Einlaufspaltes (Spalt zwischen Auftragswalze und Substrat) gelangt, wieder aufgefangen werden. Üblicherweise wird auch diese Flüssigkeit nach einer Reinigung wieder in das Tauchbad eingeleitet. Aber die Regeneration dieser Flüssigkeit hat natürlich auch den Verschleiß von Filtern zum Nachteil und gewisse technologische Grenzen, so dass summa summarum deutlich mehr Flüssigkeit verbraucht als genutzt wird.
-
Nicht abschließend ergibt sich noch der Nachteil, dass das Tauchbad eine gewisse Einbaulage voraussetzt und die Verwendbarkeit der bekannten Vorrichtungen in Maschinen allein schon dadurch begrenzt, dass komplizierte Einbaulagen bzw. ein Tauchbad über Kopf technologisch nicht umsetzbar sind.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die gattungsgemäße Vorrichtung zum Auftragen von Flüssigkeiten auf ein Substrat so zu verbessern, dass weniger Flüssigkeit in der Summe verbraucht wird und das Aufbringen der Flüssigkeit der Breite des Substrates und im Einzelfall sogar unterschiedlichen Eigenschaften des Substrates über die Breite angepasst werden kann. In einer Erweiterung der Aufgabe soll aber insbesondere die Dosierbarkeit der Flüssigkeit verbessert werden und insbesondere bei High-End-Lösungen an unterschiedliche Produktions- und Substratbedingungen anpassbar sein.
-
Die Lösung für eine Vorrichtung besteht darin, dass zur Aufbringung der Flüssigkeit auf die rotierende Auftragswalze der Auftragsvorrichtung eine Dosiervorrichtung angeordnet ist, wobei die Dosiervorrichtung geeignet ist die Flüssigkeit auf die Auftragswalze zu vertropfen, zu versprühen oder zu gießen.
-
In Vorteilhafterweise ist es nun möglich, insbesondere bei einer Versprühung der Flüssigkeit mit einer oder mehreren Düsen, die aufzubringende Flüssigkeit an die Breite des Substrates anzupassen und die Auftragswalze nur in den Bereichen mit einer Flüssigkeit zu versehen, die auch wirklich mit einem Substrat beaufschlagt sind.
-
Insoweit ist es von Vorteil, wenn in einer besonders bevorzugten Ausführungsform Verläufe des Substrates mit einem Sensor verfolgt und die Dosiervorrichtung dem Verlauf des Substrates folgt. Beispielsweise kann ein Materialkuchen auf einem Förderband in gewissen Bereichen von der Ideallinie abweichen. Es obliegt der Ausgestaltung der Vorrichtung, ob alternativ auch die einzelnen Dosiervorrichtungen (z. B. mehrere Düsen nebeneinander) im Randbereich ab- und zugeschaltet werden. Auch können die Dosiervorrichtungen einzeln verfahrbar sein und entsprechend ihrem Austragsbild (z. B. Sprühkegel...) nach Bedarf justiert werden.
-
Schlussendlich wäre noch eine mechanische Sprühbegrenzung denkbar, die entsprechend den Randbereichen des Substrates aktiv (Aktuatoren) oder passiv (durch das Substrat selbst) verfahren wird. Eine mechanische Begrenzung hat den Vorteil, dass Flüssigkeit durch das Auftreffen auf die Begrenzung nicht kontaminiert wird und ohne Filtrieraufwand in der Regel wieder direkt an der Begrenzung, beispielsweise über eine Auffangrinne, zur Dosiervorrichtung zurückgeleitet werden kann.
-
Je nach Ausführungsform kann das Substrat und/oder die Auftragsvorrichtung respektive die Auftragswalze bewegt werden, um die Art und Weise oder die Qualität der Aufbringung an die Gegebenheiten anzupassen. Insbesondere ist es auch möglich unabhängig von den Einbaulagen die Vorrichtung an die Maschine respektive das Substrat anzupassen.
-
Bevorzugt ist das Substrat ein Materialstrang oder ein flächiges Maschinenelement, insbesondere ein Stahlband oder eine Pressenplatte einer Presse. Besonders bevorzugt ist das Verfahren und die Vorrichtung bei einer kontinuierlich arbeitenden Doppelbandpresse oder eine Kalanderpresse anwendbar.
-
Alternativ oder in Kombination kann die Flüssigkeit zumindest nur teilweise entlang der Auftragswalze aufgebracht wird und die Verteilung der Flüssigkeit entlang der Auftragswalze im Einlaufspalt zwischen dem Substrat und der Auftragswalze erfolgen.
-
Alternativ oder in Kombination kann die Breite der auf die Auftragswalze aufgebrachten Flüssigkeit entsprechend der Breite des Substrates eingestellt wird, insbesondere durch Abschaltung oder Verstellung der äußeren Dosiervorrichtungen entlang der Achse der Auftragswalze.
-
Alternativ oder in Kombination kann bei der Verwendung von mehreren Dosiervorrichtungen diese entlang der Achse der Auftragswalze angeordnet sein und insbesondere können diese einzeln und/oder in Gruppen gesteuert oder geregelt werden. Dies umfasst insbesondere auch die Möglichkeit einzelne Dosiervorrichtungen abzuschalten.
-
Alternativ oder in Kombination können im Rücklauf der Auftragswalze und/oder nach Kontakt der Auftragswalze mit dem Substrat an dem Substrat und/oder zwischen Dosiervorrichtung und dem Einlaufspalt der Flüssigkeitsfilm mittels Sensoren ermittelt und zur Regelung der Auftragsmenge der Flüssigkeit respektive der Dosiervorrichtung mittels einer Steuer- oder Regelungsvorrichtung verwendet wird.
-
Besonders bevorzugt kann auch eine Überwachung des Einlaufspaltes durchgeführt werden, ob sich dort zu viel oder zu wenig Flüssigkeit befindet um die Dosiervorrichtung/-en zu steuern oder zu regeln.
-
Alternativ oder in Kombination kann entlang der Achse der Auftragswalze eine verschiebbare (Sprüh-)Begrenzung, vorzugsweise mit einer Auffangrinne für die Flüssigkeit, verwendet werden. Diese Begrenzung wird aktiv oder passiv verfahren und sollte dem Randbereich des Substrates folgen. Dies mag insbesondere sinnvoll sein, wenn die Dosiervorrichtungen vorgegebene Teilbereiche der Auftragswalze abdecken, beispielsweise mit Sprühkegeln, aber sich die Dosiervorrichtung hinsichtlich der Breiteneinstellung nicht fein genug an die Veränderungen anpassen kann bzw. der technologische Aufwand hierfür zu groß wäre.
-
Alternativ oder in Kombination kann die Dosiervorrichtungen über die Breite des Substrates unterschiedlich eingestellt werden, besonders bevorzugt in Abhängigkeit von den Oberflächeneigenschaften und/oder der Dichte des Substrates.
-
Bevorzugt kann die Auftragsvorrichtung respektive die Auftragswalze relativ zum Substrat bewegbar angeordnet sein.
-
Alternativ oder in Kombination kann die Dosiervorrichtung geeignet sein die Breite der aufzubringenden Flüssigkeit entsprechend der Breite des Substrates einzustellen.
-
Alternativ oder in Kombination können bei der Verwendung von mehreren Dosiervorrichtungen diese entlang der Achse der Auftragswalze angeordnet sein, wobei die Dosiervorrichtungen auch axial und/oder radial zur Achse der Auftragswalze verstellbar angeordnet sein können.
-
Alternativ oder in Kombination können mehrere Dosiervorrichtungen einzeln und/oder in Gruppen gesteuert oder geregelt werden.
-
Alternativ oder in Kombination kann als Dosiervorrichtung zumindest eine Düse angeordnet ist.
-
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass im Rücklauf der Auftragswalze und/oder nach Kontakt der Auftragswalze mit dem Substrat an dem Substrat Sensoren zur Prüfung des Flüssigkeitsfilms angeordnet sind und diese in Wirkverbindung mit einer Steuer- oder Regelungsvorrichtung zur Regelung der Auftragsmenge der Flüssigkeit respektive der Dosiervorrichtungen stehen.
-
Alternativ oder in Kombination kann entlang der Achse der Auftragswalze eine verschiebbare Sprühbegrenzung, vorzugsweise mit einer Auffangrinne für die Flüssigkeit angeordnet sein. Insbesondere kann diese aktiv oder passiv verschiebbar ausgestaltet sein.
-
Alternativ oder in Kombination können zumindest die äußeren Dosiervorrichtungen entlang der Achse der Auftragswalze abschaltbar ausgebildet sein.
-
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung in einer Presse Verwendung findet und als Substrat ein Materialstrang oder ein flächiges Maschinenelement angeordnet ist.
-
Zusammenfassend ist es also in vorteilhafter Weise gelungen die Auftragsmenge der Flüssigkeit über die Breite des Substrates differenziert und bedarfsgerecht einzustellen. Insbesondere wäre es möglich in Abhängigkeit vom Substrat die Flüssigkeitsmenge zu justieren, insbesondere profiliert über die Breite. Es ist auch nicht mehr notwendig Trennmittel im Umlauf vorzuhalten und zu reinigen, bzw. wenn dann nur in deutlich geringeren Mengen und ohne Kontamination durch die Auftragswalze. Die unnötige Verschmutzung des Substrates respektive einer Maschine an den nicht benötigten Randbereichen kann minimiert werden. Durch den verminderten Verbrauch der Flüssigkeit werden die Produktionskosten minimiert und die Umwelt geschont.
-
Anhand der beigefügten Zeichnungen werden das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung beispielhaft erläutert.
-
In den Zeichnungen zeigt:
-
1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Stahlband einer beispielhaften Kalanderpresse (auszugsweise dargestellt),
-
2 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 1 und
-
3 eine weitere Seitenansicht und die Verwendung der Vorrichtung in einer kontinuierlich arbeitenden Presse mit zwei Stahlbändern und somit zwei angeordneten Vorrichtungen.
-
In der schematischen Darstellung nach 1 und der entsprechenden Draufsicht in 2 erkennt man links eine Trommel 6 und ein darum umlaufend geführtes endloses Stahlband 4. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist in einem ersten Ausführungsbeispiel eine Auftragswalze 3 mit einer Achse 10 auf. Die Auftragswalze 3 ist auf Kontakt mit dem Stahlband 4 angestellt, wobei vorzugsweise die Achse der Trommel 6 und die Achse 10 der Auftragswalze 3 in einer Ebene liegen. Besonders bevorzugt sind die beiden Achsen koaxial zueinander angeordnet. Die Auftragswalze 3 bildet somit mit dem Stahlband 4 einen Einlaufspalt 15 für die Flüssigkeit 2. Die Auftragswalze 3 kann zur besseren Übertragung der Flüssigkeit 2 ein gummierte Oberfläche, insbesondere mit Poren zur Aufnahme des Flüssigkeit 2, aufweisen. Zum Aufbringen der Flüssigkeit 2 auf die Auftragswalze 3 ist zumindest eine Dosiervorrichtung angeordnet, die in der Lage ist die Flüssigkeit 2 auf die Auftragswalze zu tropfen, zu sprühen oder zu gießen. Insbesondere ist es bevorzugt die Flüssigkeit 2 auf die Auftragswalze mittels zumindest einer Düse 1 zu sprühen, damit die Einbaulage der Auftragswalze relativ zur Dosiervorrichtung vorzugsweise unabhängig von der Schwerkraft ist. Bei der Anwendung einer längeren Auftragswalze bietet es sich an einen Düsenbalken 12 mit mehreren Düsen 1 zu verwenden. Das gleiche gälte analog für andere Dosiervorrichtungen als Düsen 1. Bevorzugt sollten die einzelnen Düsen 1 respektive Dosiervorrichtungen über eine Steuer- oder Regelvorrichtung 16 gesteuert werden können. In Wirkverbindung mit der Auftragsvorrichtung, aber insbesondere zumindest mit der Dosiervorrichtung, ist eine Absaugvorrichtung 5 angeordnet, die Dämpfe oder Sprühnebel und/oder entstehende Abgase aus dem Einlaufspalt 15 absaugen kann. Die Absaugvorrichtung 5 kann je nach Einbaulage der Vorrichtung auch geeignet sein überschüssige Flüssigkeit 2 aufzunehmen, die nicht von der Auftragswalze 3 angenommen worden ist und unkontrolliert abtropft.
-
Verfahrenstechnisch wird im vorliegenden Beispiel mit der Dosiervorrichtung, ausgebildet als Düse 1, die Flüssigkeit auf die Auftragswalze 3 gesprüht, die die Flüssigkeit 2 in gegenläufiger Rotation zur Trommel 6 respektive des Stahlbandes 4 auf das Stahlband 4 überträgt, so dass sich an dem Stahlband 4 ein Flüssigkeitsfilm 14 ausbildet. Insbesondere bei Pressen zur Herstellung von Produkten aus einem Materialstrang 9 dient dies als Trennmittel, damit sich nach dem Pressvorgang das Material anstandslos von dem Stahlband 4 lösen kann. Insbesondere in der Draufsicht sieht man in der Produktionsrichtung von rechts nach links den Materialstrang 9 von rechts einlaufen, welcher eine Breite 7 aufweist. Dieser Materialstrang 9 liegt dabei auf einem Förderband 11 und gelangt in der Draufsicht nicht sichtbar erst unterhalb der Trommel 6 in Kontakt mit dem Stahlband 4. In der Draufsicht sind die Vielzahl an Düsen 1 entlang des Düsenbalken 12 sichtbar dargestellt, wobei die beiden äußersten Düsen 1 in einer bevorzugten Ausbildung des Ausführungsbeispiels aufgrund der Breite 7 des Materialstranges 9 im Randbereich 8 nicht eingeschaltet sind. Für eine noch genauere Anpassung können zumindest die äußeren Dosiervorrichtungen, respektive Düsen 1, verschiebbar ausgebildet sein, alternativ auch Teile oder der gesamte Düsenbalken 12. In einer weiteren Alternative könnte auch eine Begrenzung, hier als Sprühbegrenzung 18 in 1 dargestellt, den Randbereich 8 einstellen und überschüssige Flüssigkeit 2 über eine Auffangrinne 19 abführen.
-
Für eine bedarfsgerechte Aufbringung der Flüssigkeit 2 auf die Auftragswalze 3 respektive einer bedarfsgerechten Herstellung eines Flüssigkeitsfilmes 14 auf dem Substrat mag es sinnvoll sein Sensoren 17 zu verwenden, die den Flüssigkeitsfilm 14 oder im Rücklauf des Stahlbandes 4 (nicht dargestellt) respektive der Auftragswalze 3 die noch vorhandene Menge an Flüssigkeit 2 ermitteln und die Werte an eine Steuer- oder Regelungsvorrichtung 16 melden. Die Steuer- oder Regelungsvorrichtung wäre dann in der Lage bedarfsgerecht die Dosiervorrichtungen, respektive die Düsen 1, hinsichtlich der Menge an Flüssigkeit 2 anzusteuern.
-
In 3 ist die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an einer kontinuierlich arbeitenden Presse (nur der Einlauf ist gezeichnet) dargestellt. Die Vorrichtung befindet sich in der Anwendung für das obere und untere Stahlband 4 und liefert einen bedarfsgerechten, insbesondere in der Breite des Materialstranges 9 angepassten Flüssigkeitsfilm 14 auf den Stahlbändern. Der Materialstrang 9 wird dabei auf einem Förderband 11 zum Einlauf der Presse gefördert.
-
Nicht dargestellt ist in einem separaten die Anwendung der Vorrichtung auf einem Materialstrang 9 als Substrat. Auch hier gelten mutatis mutandis die selben Vorteile für die Anwendung der Erfindung. Weitere Ausgestaltungen wie Abstreifer im Rücklauf der Substrate oder der Auftragswalze, weitere Sensorik zur Verbesserung des Flüssigkeitsverbrauches oder dergleichen wird der Fachmann im Sinne seiner Ausbildung entsprechend ergreifen um das Ergebnis oder die Erfindung weiter zu verbessern.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Düse
- 2
- Flüssigkeit
- 3
- Auftragswalze
- 4
- Stahlband
- 5
- Absaugvorrichtung
- 6
- Trommel
- 7
- Breite
- 8
- Randbereich
- 9
- Materialstrang
- 10
- Achse
- 11
- Förderband
- 12
- Düsenbalken
- 14
- Flüssigkeitsfilm
- 15
- Einlaufspalt
- 16
- Steuer- oder Regelungsvorrichtung
- 17
- Sensor
- 18
- Sprühbegrenzung
- 19
- Auffangrinne
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10337594 A1 [0003]
- DE 102010049777 A1 [0004]
