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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung einer Faserstoffbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn unter Verwendung solcher Vorrichtungen.
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Bei der Herstellung oder Verarbeitung werden Papier- oder Kartonbahnen häufig mit flüssigen oder pastösen Medien beschichtet, um die Eigenschaften der Bahn positiv zu beeinflussen.
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Direkt nach der Beschichtung kann dann die Bahn nicht mit Leitwalzen oder ähnlichem in Kontakt kommen, bevor das Beschichtungsmedium ausreichend getrocknet ist, um eine Beschädigung oder Beeinträchtigung der aufgetragenen Schicht zu vermeiden. Trotzdem ist es in vielen Fällen aus Gründen der Prozessführung notwendig, die Faserstoffbahn zu stützen bzw. umzulenken.
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Zu diesem Zweck sind seit langem berührungslose Umlenkeinrichtungen bekannt, mit denen die Bahn auf einem Luftpolster schwebend über geeignete Leitelemente geführt wird. Solche Leitelemente sind beispielsweise aus der
DE 44 16 399 A1 bekannt. Bei herkömmlichen derartigen Vorrichtungen besteht jedoch das Problem, dass die Materialbahn nach der Auftragseinrichtung Falten in Bahnlaufrichtung bildet, die den Produktionsprozess stören, und zu anderen Defekten führen können.
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Aufgabe der Vorliegenden Erfindung ist es, den Stand der Technik weiter zu verbessern. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, die Faltenbildung nach der Beschichtung zu vermeiden bzw. zu reduzieren.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
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Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, umfassend eine Auftragsvorrichtung zum Auftrag eines Beschichtungsmedium auf die Faserstoffbahn, sowie eine berührungslose Umlenkeinrichtung zur Umlenkung der Materialbahn nach der Auftragsvorrichtung, wobei die Materialbahn um mehr als 180° umgelenkt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Auftrag des Beschichtungsmediums lediglich auf eine erste Seite der Faserstoffbahn erfolgt, wobei diese erste Seite die der berührungslosen Umlenkeinrichtung zugewandte Seite ist, und dass unmittelbar vor und unmittelbar nach der berührungslosen Umlenkeinrichtung jeweils eine Leitwalze angeordnet ist, die die zweite Seite der Faserstoffbahn berührt, wobei zumindest eine dieser Leitwalzen als Breitstreckwalze ausgeführt ist
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Die Auftragsvorrichtung kann dabei zum Auftragen unterschiedlicher Beschichtungsmedien verwendet werden, wie z.B. Stärkelösungen, pigmenthaltige Streichfarben oder Barrieremedien.
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Eine übliche Maßnahme zur Vermeidung von Faltenbildung ist der Einsatz einer Breitstreckwalze. Eine solche Breitstreckwalze ist beispielsweise in der
DE102018122778 A1 beschrieben.
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In der
DE 44 16 399 A1 ist ebenfalls eine solche Breitstreckwalze vorgesehen, jedoch erst weit nach der eigentlichen Beschichtungsvorrichtung.
Die Erfinder haben erkannt, dass die Maßnahmen zur Vermeidung der Faltenbildung kurz nach der Beschichtung vorgenommen werden sollten, um eine Faltenbildung zuverlässig zu unterdrücken.
Aus diesem Grund ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Auftragsvorrichtung als einseitige Auftragsvorrichtung ausgeführt. Damit wird das Beschichtungsmedium nur auf eine erste Seite der Faserstoffbahn aufgetragen. Die zweite Seite bleibt dabei unbehandelt.
Dies ist nachteilig, da für eine eventuelle Beschichtung der zweiten Seite eine weitere Auftragsvorrichtung notwendig ist. Vorteilhaft ist daran aber, dass die Faserstoffbahn direkt nach dem Auftrag mit Leitelementen auf der zweiten Seite kontaktiert werden kann.
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Damit die Breitstreckwalze ihre Breitstreckwirkung entfalten kann, muss die Walze von der Faserstoffbahn in einem gewissen Maß umschlungen sein. Dies haben die Erfinder elegant dadurch gelöst, dass sie die Breitstreckwalze direkt vor oder direkt nach der berührungslosen Umlenkeinrichtung angeordnet haben. Diese Umlenkeinrichtung lenkt die Faserstoffbahn derart um, dass die beschichtete Seite der berührungslosen Umlenkeinrichtung zugewandt ist. Die zweite Seite kann also ohne Risiko für die Beschichtungsqualität von der Breitstreckwalze kontaktiert werden. Da die Umlenkeinrichtung eine Umlenkung von über 180°, beispielsweise von 200° oder mehr durchführen soll ist es ohnehin zweckmäßig, direkt vor und direkt nach der Umlenkeinrichtung jeweils eine Leitwalze vorzusehen. Zumindest eine dieser Leitwalzen wird in Ausführungen gemäß Aspekten der Erfindung als Breitstreckwalze ausgeführt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Breitstreckwalze in Bahnlaufrichtung vor der berührungslosen Umlenkung angeordnet ist.
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Die Falten in der Materialbahn werden bei diesen Vorrichtungen vor dem Auflaufen auf die berührungslose Umlenkeinrichtung eliminiert.
Alternativ oder zusätzlich kann aber auch die direkt nach der berührungslosen Umlenkeinrichtung angeordnete Leitwalze als Breitstreckwalze ausgeführt sein.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen der Breitstreckwalze und dem Beginn der berührungslosen Umlenkeinrichtung oder zwischen dem Ende der berührungslosen Umlenkeinrichtung und der Breitstreckwalze weniger als 2m, insbesondere weniger als 1m beträgt.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass zwischen der Auftragsvorrichtung und der berührungslosen Umlenkeinrichtung und/oder nach der berührungslosen Umlenkeinrichtung ein oder mehrere kontaktlose Trockner zum Trocknen der ersten Seite der Faserstoffbahn angeordnet ist bzw. sind.
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Die kontaktlosen Trockner können als Infrarotrocker oder Lufttrockner ausgeführt sein.
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Vorzugsweise wird bei der berührungslosen Umlenkeinrichtung jeweils auch ein Luftkissen aus Warmluft gebildet. So trägt die Umlenkeinrichtung zusätzlich auch zur Trocknung der mit dem flüssigen Medium versehenen Faserstoffbahn bei.
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Es kann zweckmäßig sein, wenn in der Vorrichtung Mittel zur Messung der Bahnspannung, insbesondere in Form einer Messwalze vorgesehen sind. Eine solche Messwalze kann als weitere Leitwalze die zweite Seite der Bahn berühren und entweder vor oder nach der berührungslosen Umlenkeinrichtung vorgesehen sein.
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In häufigen Ausführungen kann vorgesehen sein, dass nach der berührungslosen Umlenkeinrichtung eine Trockengruppe zur Kontakttrocknung der Faserstoffbahn angeordnet ist. Die Kontakttrocknung erfolgt dabei über beheizte Trockenzylinder. Dabei kann die Bahnführung so verlaufen, dass die erste Seite direkt mit der Oberfläche der Trockenzylinder in Kontakt kommt. Durch die Trocknungswirkung der berührungslosen Umlenkeinrichtung selbst, sowie eines oder mehrerer zusätzlicher kontaktloser Trockner ist das Beschichtungsmedium dann bereits so weit getrocknet, dass eine Beschädigung der Beschichtung durch die Trockenzylinder vermieden werden kann.
Die Trockengruppe hat auch noch einen weiteren Zweck. Sie dient mit den angetriebenen Trockenzylindern als eine „Zuggruppe“ und um die Faserstoffbahn in CD Richtung zu fixieren und um Bahnzug aufbauen zu können.
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Der Bahnlauf mittels nur sehr wenig umschlungener Leitwalzen reicht dazu oft nicht aus und so entsteht ein langer freier Bahnzug beginnend von der ersten Leitwalze nach der Auftragsvorrichtung bis zur ersten Walze der Zuggruppe.
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Weiterhin wird eine Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn vorgeschlagen, wobei die Maschine zumindest eine, insbesondere zumindest zwei oder drei bis vier Vorrichtungen gemäß einem Aspekt der Erfindung aufweist.
Dabei kann vorgesehen sein, dass eine weitere Vorrichtung dieselbe Seite beschichtet, wie die erste. Alternativ kann eine weitere Vorrichtung aber auch die zweite Seite der Faserstoffbahn beschichten.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn beide Vorrichtungen eine Trockengruppe zur Kontakttrocknung aufweisen, und die weitere Trockengruppe direkt im Anschluss an die Trockengruppe der ersten Vorrichtung angeordnet ist. Mit direkt im Anschluss ist gemeint, dass dazwischen keine Aggregate zur Behandlung der Faserstoffbahn vorgesehen sind. Es ist jedoch vorstellbar, dass zwischen den beiden Vorrichtungen ein Messrahmen oder ähnliches vorgesehen ist, um Eigenschaften der Faserstoffbahn zu ermitteln, oder Leit- bzw. Spannwalzen zum Zweck der Bahnführung.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Die Erfindung ist dabei nicht auf die dort gezeigten Ausführungen beschränkt. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
- 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung.
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Die in 1 gezeigte Vorrichtung weist eine Auftragsvorrichtung 2, die die Faserstoffbahn auf der ersten Seite 1a mit einer Beschichtung versieht. Die Beschichtung kann beispielsweise eine Stärkelösung, eine pigmenthaltige Streichfarbe oder ein Barrieremedium sein. Die zweite Seite 1 b der Faserstoffbahn 1 bleibt zunächst unbeschichtet. Die Faserstoffbahn wird nach dem Verlassen der Auftragsvorrichtung 2 mittels mehrerer Leitwalzen 4 über eine berührungslose Umlenkeinrichtung 3 geführt. Die berührungslose Umlenkeinrichtung 3 ist üblicherweise ein statisches Element, welches von Innen mit Luft beaufschlagt wird. Die Faserstoffbahn 1 schwimmt dabei auf einem Luftkissen und kommt nicht mit der Oberfläche des statischen Elements in Kontakt.
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Die Faserstoffbahn 1 ist dabei so orientiert, dass die erste Seite 1a zu der berührungslosen Umlenkeinrichtung 3 gewandt ist, während die Leitwalzen 4 die zweite Seite 1b berühren.
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Die Oberfläche der berührungslosen Umlenkeinrichtung 3 ist im Schnitt als Kreissegment ausgeführt. Die Faserstoffbahn 1 umschlingt dabei die berührungslose Umlenkeinrichtung 3 um mehr als 180°, beispielsweise um 220°. Direkt vor und direkt nach der berührungslose Umlenkeinrichtung 3 sind dabei je eine Leitwalze 4 vorgesehen, die die Bahn 1 auch auf der berührungslosen Umlenkeinrichtung 4 halten. Bei der in 1 gezeigten Ausführung ist die direkt vor der berührungslosen Umlenkeinrichtung 3 angeordnete Leitwalze 4 als Breitsteckwalze 5 ausgeführt. Durch diese Breitstreckwalze 5 kann die Faltenbildung der Faserstoffbahn 1 effektiv unterdrückt werden. Alternativ ist es auch möglich, dass die direkt nach der berührungslosen Umlenkeinrichtung 3 angeordnete Leitwalze 4 als Breitstreckwalze 5 ausgeführt ist.
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In der gezeigten Vorrichtung ist ferner eine Messwalze 7 zur Messung der Bahnspannung vorgesehen. Diese Messwalze 7 fungiert als weitere Leitwalze 4 für die Faserstoffbahn 1 und berührt auch die zweite, nicht beschichtete Seite 1b der Faserstoffbahn 1. Die Messwalze 7 ist in 1 vor der berührungslosen Umlenkeinrichtung 3 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Leitwalze 4, die nach der berührungslosen Umlenkeinrichtung 3 angeordnet ist, als Messwalze 7 ausgeführt werden.
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Zur Trocknung der Faserstoffbahn 1 weist die Vorrichtung verschiedene Aggregate auf. Vorzugsweise wird bei der berührungslosen Umlenkeinrichtung 3 jeweils auch ein Luftkissen aus Warmluft gebildet. So trägt diese Umlenkeinrichtung 3 bereist zur Trocknung der mit dem flüssigen Medium versehenen ersten Seite 1a Faserstoffbahn 1 bei.
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Zusätzlich sind zur Trocknung der ersten Seite 1a vor und/oder nach der berührungslosen Umlenkeinrichtung 3 einer oder mehrere kontaktlose Trockner 6 angeordnet. Diese kontaktlosen Trockner 6 können beispielsweise als Infratrottrockner oder auch als Heißlufttrockner ausgeführt sein.
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Zudem ist nach der berührungslosen Umlenkeinrichtung 3 bzw. nach einem weiteren kontaktlosen Trockner 6 eine Trockengruppe 8 zur Kontakttrocknung der Faserstoffbahn 1 angeordnet. Die Kontakttrocknung erfolgt dabei über beheizte Trockenzylinder 9. Dabei kann die Bahnführung so verlaufen, dass die erste Seite 1 adirekt mit der Oberfläche der Trockenzylinder 9 in Kontakt kommt, da durch die vorherige kontaktlose Trocknung 3, 6 das Beschichtungsmedium bereits ausreichend getrocknet ist.
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In einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn 1, können auch zwei oder mehr solcher Vorrichtungen eingesetzt werden. Dabei kann entweder die erste Seite 1a mit einer weiteren Beschichtung versehen werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch die zweite Seite 1b mit einer Beschichtung versehen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Faserstoffbahn
- 1a
- erste Seite
- 1b
- zweite Seite
- 2
- Auftragsvorrichtung
- 3
- berührungslose Umlenkeinrichtung
- 4
- Leitwalze
- 5
- Breitstreckwalze
- 6
- kontaktloser Trockner
- 7
- Messwalze
- 8
- Trockengruppe
- 9
- Trockenzylinder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4416399 A1 [0004, 0010]
- DE 102018122778 A1 [0009]
