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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine kurz auch als Auftragsvorrichtung
bezeichenbare Vorrichtung zum einseitigen oder beidseitigen Auftragen
von flüssigem oder pastösen Auftragsmedium auf
eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton,
umfassend wenigstens ein Auftragswerk, welches das Auftragsmedium
an einen laufenden Untergrund abgibt, wobei der Untergrund bei direktem
Auftrag eine Oberfläche der Materialbahn auf deren einen
Seite und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragungselements,
vorzugsweise einer Übertragungswalze, ist, welches dann das
Auftragsmedium an die Oberfläche der Materialbahn auf deren
einen Seite überträgt, wobei eine Abstützanordnung
vorgesehen ist, die dafür ausgelegt ist, die Materialbahn
auf der anderen Seite im Bereich des Auftragswerks im Falle des
direkten Auftrags bzw. im Bereich des Übertragungselements
im Falle des indirekten Auftrags abzustützen.
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Derartige
Vorrichtungen sind insbesondere, aber nicht ausschließlich
im Zusammenhang mit der Herstellung und Veredelung von Papier- oder
Kartonbahnen in der Papierindustrie bekannt. Es wird in diesem Zusammenhang
insbesondere, aber nicht ausschließlich, an sogenannte
Streichmaschinen oder Streicheinrichtungen gedacht, die zum einseitigen oder
beidseitigen Auftragen eines Streichmediums, insbesondere einer
Streichfarbe, auf eine Papier- oder Kartonbahn dienen, um das Papier
bzw. den Karton zu veredeln. Es sind verschiedene Auftragsverfahren
und verschiedene Auftragssysteme bzw. Auftragswerke bekannt. Es
sei nur auf die Stichworte Schleif-Auftrag, Nipp- oder Walzenauftrag,
Düsen-Auftrag und Vorhang- oder Schleier-Auftrag verwiesen.
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Eine
Papierveredelung durch Streichen kann zum einen im sogenannten Online-Betrieb
erfolgen, bei dem die entsprechende Streichmaschine in eine die
Materialbahn herstellende Maschine integriert ist oder sich unmittelbar
an diese anschließt. Ferner werden in der Praxis gegenüber
der Maschine zur Herstellung der Materialbahn gesonderte Streich- oder
Auftragsmaschinen verwendet, der die zu behandelnde Materialbahn
in Form von Materialbahnrollen zugeführt wird. Man spricht
in diesem Zusammenhang von einem Streichen im Offline-Betrieb.
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Eine
Vorrichtung der eingangs angesprochenen Art ist beispielsweise auch
aus der
US 4,961,968 bekannt.
Diese Patentschrift geht von einem Stand der Technik aus, bei der
die Materialbahn im Bereich des unmittelbar auf die Materialbahn
auftragenden Auftragswerks unmittelbar mittels einer Gegenwalze abgestützt
ist. Um für das Auftragsergebnis schädliche, auf
das aufgetragene Medium wirkende Zentrifugalkräfte zu vermeiden,
schlägt die US-Patentschrift demgegenüber vor,
die Materialbahn mittels eines über mehrere Walzen geführten
Stützbands abzustützen und mittels des Auftragswerks
in einem gradlinigen, durch das Stützband abgestützten
Bereich der Materialbahn aufzutragen.
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Trotz
der Vorschläge der
US
4,961,968 ist es im Fachgebiet nach wie vor allgemein üblich,
einen freien Bahnzug für die Materialbahn bis zu einem Auflaufpunkt
auf eine Gegenwalze zu einem Auftragswerk vorzusehen. In diesem
Zusammenhang hat es sich als Problem herausgestellt, dass von der Materialbahn
mitgeschleppte Luft sich vor der Gegenwalze anstaut. Dieses Problem
hat sich insbesondere dadurch verschärft, dass zum Erreichen
einer großen Produktivität die Laufgeschwindigkeit
der Materialbahn mehr und mehr vergrößert wurde.
Es kann sogar zu einem Aufschwimmen oder Abheben der Materialbahn
an der Gegenwalze kommen, und die Materialbahn kann durch auftretende
Luftwirbel destabilisiert werden. Allgemein wurde beobachtet, dass
insbesondere bei breiten Bahnen und hohen Geschwindigkeiten die
Materialbahn durch Luftströmung gestört wird.
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Derartige
Störungen des Laufs der Materialbahn und insbesondere auch
das Abheben bzw. Aufschwimmen der Materialbahn auf der Gegenwalze beeinträchtigt
das Auftragsergebnis, jedenfalls bei Anlegung hoher Maßstäbe
an die Produktqualität. Es wurde festgestellt, dass das
schädliche Abheben bzw. Aufschwimmen durch den vergleichsweise
großen Durchmesser der Gegenwalze begünstigt wird.
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Demgegenüber
ist es eine Aufgabe der Erfindung, die vorstehend angesprochenen
Probleme zumindest zu lindern.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe wird in Bezug auf die eingangs genannte
Vorrichtung vorgeschlagen, dass die Abstützanordnung eine
Führungs- und Umlenkwalzen-Anordnung und wenigstens ein
um mehrere Walzen der Führungs- und Umlenkwalzen-Anordnung
umlaufendes langgestrecktes Stützelement aufweist, welches
mit einer Abstützseite an der anderen Seite der Materialbahn
angreift, um die Materialbahn abzustützen oder/und eine
Abstützung durch wenigstens eine der Führungs-
und Umlenkwalzen zu vermitteln, und dass in Zuordnung zur Abstützanordnung
wenigstens eine an der Oberfläche auf der einen Seite an
der Materialbahn angreifende Einspannwalze vorgesehen ist, die derart
angeordnet ist, dass die Materialbahn über die Einspannwalze dem
Auftragswerk bzw. dem Übertragungselement zugeführt
wird und die Materialbahn zwischen dem an ihrer anderen Seite angreifenden
Stützelement und der Einspannwalze eingespannt wird.
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Auf
Grundlage des Erfindungsvorschlags kann ein störender Einfluss
einer auf der mit dem Auftragsmedium zu versehenden Oberfläche
der Materialbahn mitgeschleppten Luftgrenzschicht eliminiert oder
zumindest deutlich vermindert werden. Mittels der Einspannwalze
kann eine derartige Luft grenzschicht im Sinne eines Abstreifens
oder Abquetschens entfernt oder zumindest soweit destabilisiert
werden, dass der Auftrag des Auftragsmediums auf die Oberfläche
sehr gleichmäßig und ohne Lufteinschlüsse
und demgemäß hohen Qualitätsanforderungen
genügend erfolgen kann. Ferner kann mittels der Einspannwalze
eine auf der anderen Oberfläche der Materialbahn mitgeschleppte
Luftgrenzschicht im Sinne eines Abstreifens oder Abquetschens eliminiert
oder zumindest deutlich vermindert werden, so dass die Materialbahn
und das Stützelement in einen innigen und demgemäß definierte
Abstützverhältnisse gewährleistenden
Eingriff miteinander treten können. Die störende
Luft kann dann besonders wirkungsvoll zurückgehalten, insbesondere
abgestreift bzw. abgequetscht werden, wenn die Einspannwalze einen
vergleichsweise kleinen Durchmesser aufweist, da dann für
die Einspannung der Materialbahn zwischen dem Stützelement
und der Einspannwalze eine vergleichsweise große Flächenpressung
(Einspannkraft pro Flächeneinheit) auf die Materialbahn bzw.
die mitgeschleppte Luftgrenzschicht erhalten wird.
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Mittels
des ggf. als Band ausgeführten Stützelements lässt
sich überdies der Bahnlauf bei hohen Geschwindigkeiten
zuverlässig stabilisieren. Vermittels des die Bahn unterstützenden
und ggf. führenden Stützelements kann insbesondere
auch ein durch Luftturbulenzen verursachtes Bahnflattern vermieden
oder doch zumindest deutlich reduziert werden.
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Auf
Grundlage des Erfindungsvorschlages ergeben sich noch weitere Vorteile.
So resultiert eine größere Flexibilität
hinsichtlich der Anordnung der verschiedenen auf die Materialbahn
wirkenden Aggregate der Auftragsvorrichtung. Wie an sich schon aus
der
US 4,961,968 bekannt,
braucht der Auftrag nicht unbedingt in einem Bereich der Materialbahn erfolgen,
der über das dazwischen liegende Stützelement
durch eine Gegenwalze abgestützt ist. Es ist beispielsweise
möglich, das Auftragswerk bzw. das Übertragungselement
so anzuordnen, dass es an einem durch das gespannte Stützelement
abgestützten, zwischen zwei Walzen der Führungs-
und Umlenkwalzen-Anordnung liegenden Abschnitt der Materialbahn
auf diese aufträgt. Wie schon angedeutet, wird die Vorrichtung
auf Grundlage der erfindungsgemäßen Abstützanordnung
mit zugeordneter Einspannwalze überdies für höhere
Bahnlaufgeschwindigkeiten tauglich. Das erfindungsgemäß vorgesehene
Stützelement bietet überdies den Vorteil, dass eine
etwa vorgesehene Gegenwalze ohne eine in gewissen Zeitabständen
zu erneuernde Oberflächengummierung und ohne in gewissen
Zeitabständen nachzuschleifenden Oberflächenschliff
ausgeführt sein kann. Im Bedarfsfall kann ohne übermäßig
lange Betriebsunterbrechungszeiten das Stützelement erneuert
werden, sofern dieses überhaupt einem nennenswerten Verschleiß unterliegt
und dementsprechend in gewissen Zeitabständen erneuerungsbedürftig
ist.
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Eine
bevorzugte, Probleme mit einer auf der mit Auftragsmedium zu versehenden
Oberfläche mitgeschleppten Luftgrenzschicht zuverlässig
vermeidende Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die auf eine Luftgrenzschicht
an der einen Seite der Materialbahn im Sinne einer Destabilisierung
und vorzugsweise Beseitigung wirkende Einspannwalze bezogen auf eine
Normal-Laufgeschwindigkeit der Materialbahn in einem derartigen
Abstand vor dem Auftragswerk bzw. dem Übertragungselement
angeordnet ist, dass sich an der Oberfläche auf der einen
Seite der Materialbahn bis zum Einlauf in einen Auftragsbereich,
in dem die Materialbahn mit dem Auftragsmedium beaufschlagt wird,
die Luftgrenzschicht nicht rückbildet oder sich zumindest
nicht restabilisiert. Es wird in diesem Zusammenhang, aber auch
unabhängig davon, insbesondere daran gedacht, dass die
Einspannwalze und eine in Laufrichtung des Stützelements
unmittelbar folgende Walze der Führungs- und Umlenkwalzen-Anordnung
einen freien Materialbahn-Stützelement-Abschnitt definieren,
und dass das Auftragswerk bzw. das Übertragungselement
derart angeordnet ist, dass im Bereich dieses freien Materialbahn-Stützelement-Abschnitts
oder im Bereich dieser unmittelbar folgenden Walze der Führungs-
und Umlenkwalzen-Anordnung der Auftrag auf die eine Oberfläche
der Materialbahn erfolgt.
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Im
Hinblick darauf, die störende Luft besonders wirkungsvoll
zurückzuhalten, wird vorgeschlagen, dass der Durchmesser
der Einspannwalze kleiner als der Durchmesser der in Laufrichtung
des Stützelements unmittelbar folgenden Walze, vorzugsweise
kleiner als der halbe Durchmesser dieser unmittelbar folgenden Walze
ist.
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Man
kann vorteilhaft vorsehen, dass ein Umschlingungswinkel des Stützelements
und damit der Materialbahn zwischen einer Position des Inkontakt-Tretens
des Stützelements mit der in Laufrichtung des Stützelements
auf die Einspannwalze unmittelbar folgende Walze und einer Position
beginnender Beaufschlagung der Materialbahn mit Auftragsmedium im
Bereich von 0 bis 30 Grad, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 15
Grad, höchstvorzugsweise bei etwa 2 bis 3 Grad, liegt.
Es kann nämlich auch zu einem Mitschleppeffekt für
eine Luftgrenzschicht auf der zur Abstützseite entgegengesetzen Seite,
in der Regel der Innenseite, des Stützelements kommen.
Es hat sich gezeigt, dass sich umso eher ein störendes ”Luftkissen” in
Folge der mitgeschleppten Luftgrenzschicht bildet, je größer
der Umschlingungswinkel bei gleichem Bahnzug und Staudruck am Einlaufpunkt
des Stützelements an der Walze ist. Dies liegt daran, dass
die mitgeschleppte Luftgrenzschicht, die etwa am Beaufschlagungspunkt
der Materialbahn mit Auftragsmedium, ggf. durch eine Streichklinge
oder eine Rakeleinrichtung, zurückgehalten bzw. abgequetscht
wird, nur seitwärts und entgegen der Laufrichtung der Materialbahn
bzw. des Stützelements entweichen kann. Das Entweichen entgegen
der Laufrichtung wird umso schwieriger, je länger der von
der Luft zurückzulegende Weg zwischen der Walze und dem
darauf aufliegenden Stützelement ist. Das Gleiche gilt
für etwaige Restluft zwischen der Materialbahn und dem
Stützelement. Überdies nimmt die Flächenpressung
zwischen dem Stützelement und der Walzenoberfläche
bzw. zwischen dem Stützelement und der Materialbahn für größere
Umschlingungswinkel ab, da dann die auftretenden Kräfte über
eine größere Oberfläche an der Walze
abgestützt werden. Insoweit könnte prinzipiell ein
Umschlingungswinkel von etwa 0 Grad ein Ideal darstellen. Aus konstruktiven
Gründen wird man in der Regel aber einen gewissen Umschlingungswinkel
vorsehen müssen. Der vorgeschlagene Wert von etwa 2 bis
3 Grad stellt in der Regel einen günstigen Kompromiss dar.
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Nach
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Stützelements
ist dieses zumindest auf seiner Abstützseite elektrostatisch
aufladbar. Hierdurch kann eine elektrostatische Anhaftung der Materialbahn
an dem in diesem Zusammenhang vorzugsweise als Band ausgeführten
Stützelement erreicht werden. Diese elektrostatische Anhaftung
stellt sich im Betrieb je nach Art der Materialbahn und ggf. je
nach Feuchtegehalt der Materialbahn unter Umständen zwangsläufig
ein, ohne dass es einer gezielten elektrostatischen Aufladung der
Materialbahn bzw. des Stützelements bedarf. So tritt in
der Regel bei einer relativ trockenen Papierbahn mit einem Feuchtegehalt
kleiner als etwa 4% im Betrieb automatisch eine elektrostatische
Anziehung zwischen dem entsprechend ausgeführten Stützelement
und der Materialbahn auf.
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Soll
nicht auf eine derartige, quasi automatisch erfolgende Aufladung
gesetzt werden oder reicht diese nicht aus, so ist es zweckmäßig,
eine elektrische Ladeeinrichtung vorzusehen, durch die das Stützelement
zumindest auf seiner Abstützseite oder/und die Materialbahn
elektrostatisch aufladbar ist, um eine elektrostatische Anhaftung
der Materialbahn an dem Stützelement vorzusehen.
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Das
Stützelement kann vorteilhaft als Kunststoffband ausgeführt
sein, das zur Erreichung einer hohen Zugfestigkeit und allgemein
Stabilität zweckmäßig faserverstärkt
sein kann. Es wird beispielsweise an ein Polyurethanband gedacht.
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Eine
andere Möglichkeit ist, das Stützelement als Textilband
oder – vorzugsweise – als Band mit einem textilen
Träger und einer die Abstützseite bildenden Kunststoffschicht,
auszuführen. Es wird diesbezüglich beispielsweise
an eine Polyurethanschicht gedacht.
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Allgemein
wird daran gedacht, dass das Stützelement als elastisches
Band mit hohem Elastizitätsmodul bezogen auf in Laufrichtung
wirkende Zugkräfte oder als im Wesentlichen zugfestes Band bezogen
auf in Laufrichtung wirkende Zugkräfte ausgeführt
ist.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine Sauganordnung
vorgesehen ist, die in Laufrichtung vor dem Auftragswerk bzw. dem Übertragungselement
angeordnet und auf die Materialbahn oder/und das Stützelement
wirkt. Es wird diesbezüglich speziell vorgeschlagen, dass die
Einspannwalze als Saugwalze ausgeführt ist. Durch die als
Einspannwalze dienende Saugwalze wird die oben angesprochene mitgeschleppte
Luftgrenzschicht auf der mit dem Auftragsmedium zu versehenden Oberfläche
der Materialbahn zuverlässig entfernt. Ferner (alternativ
oder zusätzlich) kann man wenigstens eine Sauganordnung
im Bereich der Einspannwalze oder zwischen der Einspannwalze und dem
Auftragswerk bzw. dem Übertragungselement vorsehen. Die
Sauganordnung kann beispielsweise als Saugkasten ausgeführt
sein. Es ist möglich, eine derartige Sauganordnung, ggf.
einen Saugkasten, auf der zur Materialbahn entgegengesetzten Seite des
Stützelements oder/und auf der zum Stützelement
entgegengesetzten Seite der Materialbahn anzuordnen. Durch eine
auf der zur Materialbahn entgegengesetzten Seite des Stützelements
angeordnete Sauganordnung kann ein inniger Eingriff zwischen dem
dann zumindest bereichsweise luftdurchlässig auszuführenden
Stützelement und der Materialbahn erzielt, bzw. aufrechterhalten
werden. Es kann insbesondere die Materialbahn gegen die Abstützseite
des Stützelements angesaugt, also durch Luftdruck angepresst
werden. Insoweit stellt die angesprochene Sauganordnung eine Alternative zu
einem elektrostatischen Anhaften der Materialbahn am Stützelement
dar. Es ist durchaus aber denkbar, die elektrostatische Anziehung
mit dem Anpressen durch Unterdruck zu kombinieren. Allgemein bietet die
angesprochene, durch das zumindest bereichsweise luftdurchlässige
Stützelement wirkende Sauganordnung den Vorteil, etwa zwischen
dem Stützelement und der Materialbahn eingeschlossene bzw. zwischen
diese tretende Luft zumindest in einem solchen Maße abzusaugen,
dass eine definierte Führung und Abstützung der
Materialbahn durch bzw. vermittels des Stützelements erreicht
wird.
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Ferner
kann ein auf der anderen Seite der Stützelement-Materialbahn-Anordnung,
nämlich auf der zum Stützelement entgegengesetzten
Seite der Materialbahn angeordnete Sauganordnung (etwa Saugkasten)
die oben angesprochene Funktion einer als Saugwalze ausgeführten
Einspannwalze ersetzen oder ergänzen, indem eine an der
Materialbahnoberfläche mitgeschleppte Luftgrenzschicht
abgesaugt oder einem Wiederaufbau bzw. einer Restabilisierung einer
solchen Luftgrenzschicht entgegengewirkt wird.
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Allgemein
wird vorgeschlagen, dass dem Stützelement wenigstens eine
in Laufrichtung vor der Einspannwalze angeordnete Konditionierungsanordnung
zugeordnet ist. Beispielsweise kann die oben angesprochene elektrische
Ladeeinrichtung als Konditionierungsanordnung in diesem Sinne angesehen werden
und entsprechend dem Weiterbildungsvorschlag angeordnet sein.
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Es
wird ferner vorgeschlagen, als Konditionierungsvorrichtung eine
Reinigungseinrichtung zum Reinigen des Stützelements vorzusehen.
Es kann sich beispielsweise um eine Wascheinrichtung mit nachgeschalteter
Trocknungseinrichtung oder/und um eine Verschmutzungen abbürstende
Bürstenanordnung handeln. Verschmutzungen werden im Betrieb
nicht zu vermeiden sein, jedenfalls nicht auf der Abstützseite
des Stützelements. So kann die Materialbahn zumindest bereichsweise
für das Auftragsmedium durchlässig sein. Ferner
wird man zur Vermeidung von Ausschuss in der Regel die Materialbahn über
ihre gesamte Breite mit Auftragsmedium versehen wollen. Hierzu ist
es zweckmäßig, die Materialbahn über
ihre volle Breite abzustützen, wofür ein in der
Breite die Breite der Materialbahn übersteigendes, beidseitig über
die Materialbahn vorstehendes Stützelement, insbesondere
Stützband, besonders vorteilhaft ist. Es läßt
sich dann bei normalem Aufwand kaum vermeiden, dass Auftragsmedium
nicht auch auf die Abstützseite des Stützelements
aufgetragen wird.
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Betreffend
das Auftragswerk wird vor allem, aber nicht ausschließlich,
an ein Auftragswerk gedacht, welches dafür ausgeführt
ist, das Auftragsmedium im Überschuss, vorzugsweise im
freien Auftragsmediumstrahl, auf den laufenden Untergrund aufzutragen.
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Ferner
wird betreffend die erfindungsgemäße Vorrichtung
vor allem, aber nicht ausschließlich, an eine derartige
Vorrichtung gedacht, die wenigstens eine Dosier- oder/und Egalisiervorrichtung,
insbesondere Rakeleinrichtung, aufweist. Hierzu wird weiterbildend
vorgeschlagen, dass die Dosier- oder/und Egalisiervorrichtung in
einem durch das Stützelement oder vermittels des Stützelements
vorzugsweise abgestützten Bereich der Materialbahn auf
das auf die Oberfläche der einen Seite der Materialbahn
aufgetragene Auftragsmedium wirkt.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren gezeigten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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1 zeigt
in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die
Materialbahn direkt mit dem Auftragsmedium beaufschlagt wird.
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2 zeigt
in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsvariante
des Beispiels der 1.
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3 zeigt
in einer schematischen Darstellung eine weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der der
Auftrag des Auftragmediums auf die Materialbahn indirekt erfolgt.
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4 zeigt
in einer schematischen Darstellung eine weitere Ausführungsvariante
des Beispiels der 1.
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5 zeigt
in den Teilfiguren 5a und 5b in schematischen Darstellungen weitere
vorteilhafte Ausführungsmöglichkeiten betreffend
eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
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6 zeigt
in einer schematischen Darstellung einen möglichen Aufbau
eines in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung einsetzbaren
Stützbandes.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Vorrichtung ganz allgemein
mit 10 bezeichnet. Die Vorrichtung 10 dient zum
Aufbringen einer Schicht 12 von flüssigem oder
pastösem Auftragsmedium, insbesondere einer Streichfarbe,
auf eine Seite 14a einer Materialbahn 14, insbesondere
aus Papier oder Karton. Das Aufbringen der Schicht 12 von
Auftragsmedium erfolgt beim Ausführungsbeispiel mittels
eines Auftragwerks 16 direkt auf die Materialbahn 14.
Dem eine Düsenvorrichtung 18 aufweisenden Auftragswerk 16 ist
eine Dosier- und Egalisiereinrichtung 20 nachgeschaltet,
die im Fachgebiet als Rakeleinrichtung bekannt ist und beispielsweise
eine Rakelklinge 21 aufweist. Im Bereich des Auftragens
des Auftragsmediums auf die Materialbahn 14 wird die Materialbahn 14 von
einer Gegenwalze 22 gestützt, wobei zwischen Materialbahn 14 und
Gegenwalze 22 ein umlaufendes Stützelement 24 angeordnet
ist. Das ggf. auch als Transferelement bezeichenbare Stützelement 24 ist
vorzugsweise als umlaufendes, endloses Band (Stütz- bzw.
Transferband) ausgeführt, das über die Gegenwalze 22 und
weitere Führungs- und Umlenkwalzen 26, 28 geführt
bzw. umgelenkt wird. Zum Spannen des Bandes 24 kann wenigstens
eine der Walzen verstellbar sein, vgl. Doppelpfeil 27.
Die beispielsweise über eine sogenannte ”Breitstreckwalze” 29 (ggf.
verstellbar ausgeführt) zugeführte Materialbahn 14 tritt
im Bereich einer Einspannwalze 28 mit dem Stützelement 24 in
Kontakt. Die Materialbahn 14 wird zwischen Einspannwalze 28 und
Stützelement 24 geführt und zwischen
diesen eingespannt, um eine Art Abquetschwirkung auf auf den beiden
Materialbahnoberflächen und ggf. einer Abstützseite
des Stützbandes 24 mitgeschleppte Luftgrenzschichten
zu erzielen. Von besonderer Bedeutung ist, die Luftgrenzschicht
auf der mit Auftragsmedium zu versehenden Seite der Materialbahn 14 mitgeschleppte
Luftgrenzschicht zumindestens zu destabilisieren oder vorzugsweise
zu eliminieren, im Hinblick auf eine Verbesserung des Produktergebnisses
nach dem Auftragen des Auftragmediums auf die Materialbahn 14.
Die ggf. auch als Abquetschwalze bezeichenbare Einspannwalze 28 ist
in Laufrichtung L der Materialbahn 14 so angeordnet, dass
sie die unmittelbar vorausgehende Walze vor der Gegenwalze 22 ist.
Der Abstand der Einspannwalze 28 von der Auftreffposition
des Auftragsmediums auf die Materialbahnoberfläche ist
bezogen auf die Laufgeschwindigkeit der Materialbahn 14 derart
gewählt, dass sich die mittels der Einspannwalze 28 ”abgequetschte” bzw. ”abgestreifte” oder
zumindest destabilisierte Luftgrenzschicht auf der zu beschichtenden Oberfläche
beim Durchlauf durch den Auftragsmediumstrahl noch nicht wieder
aufgebaut bzw. restabilisiert hat.
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Um
ein Aufschwimmen des Stützelements 24 und somit
der Materialbahn 14 auf der Gegenwalze 22 zu verhindern,
sollte möglichst keine oder nur wenig Luft zwischen dem
Stützelement 24 und der Gegenwalze 22 eingeschlossen
werden. Auch an der Gegenwalze 22 tritt ein ”Abquetsch-
oder Abstreifeffekt” auf, nämlich in Bezug auf
eine an der inneren Seite des Stützbandes 22 mitgeschleppte
Luftgrenzschicht. Je größer ein Umschlingungswinkel α zwischen
dem Auftreffpunkt der Materialbahn 14 auf die Gegenwalze 22 und
dem Auftreffpunkt des Auftragmediums auf die Materialbahn 14 ist,
umso stärker kommt dieser Effekt zur Wirkung in Bezug auf
einen unterhalb des Auftreffpunkts des Auftragsmediums liegenden
Stützbandabschnitt, so dass durch Wahl eines hinreichend
großen Umschlingungswinkels α erreicht werden
kann, dass dort, nämlich unterhalb des Auftreffpunkts des
Auftragsmediums auf die Materialbahn 14, kein wesentliches
Luftpolster zwischen dem Stützelement 23 und der
Gegenwalze 22 mehr vorhanden ist und dementsprechend definierte
Abstützverhältnisse in Bezug auf die Materialbahn 14 herrschen.
Der Umschlingungswinkel α entspricht dem Winkel zwischen
den Tangenten an die beiden oben genannten Auftreffpunkte. Der Winkel α sollte aus
den genannten Gründen größer 0 Grad sein, wenn
dies baulich möglich ist. Idealist ein Winkel von etwa
30 Grad.
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An
von den Walzen 22, 26, 28 und dem Stützband 24 gebildeten
Stützanordnung 30 kann eine Konditionierungsanordnung 32 für
das Stützband 24 vorgesehen sein. Beispielsweise
ist nach 1 eine Reinigungseinrichtung 34 bestehend
aus einer Wascheinrichtung 36 und einer Trocknungseinrichtung 38 zur
Reinigung des Stützbandes 24 vorgesehen. Alternativ
oder zusätzlich kann als Reinigungseinrichtung 34 auch
eine Bürstenanordnung vorgesehen sein, eventuell auch eine
Ultraschalleinrichtung.
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2 zeigt
eine Variante der Anordnung gemäß 1.
Es sollen hier und in der Erläuterung weiterer Ausführungsbeispiele
nur die Unterschiede erläutert werden. Für gleiche
bzw. analoge Teile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Die Anordnung zeigt einen Umschlingungswinkel α von annähernd
0 Grad. Wie in 2 symbolhaft dargestellt, kann
die Konditionierungsanordnung 32 ferner elektrische Ladevorrichtungen 42 zum
Aufladen eines elektrostatisch aufladbaren Stützelementes,
insbeson dere Stützbandes 24, aufweisen. Ein Beispiel
für solch ein elektrisch aufladbares Stützelement 24 ist das
in 6 dargestellte, noch näher zu beschreibende
Stützband. Als elektrische Ladevorrichtung 42 können
zum Beispiel ähnliche Systeme verwendet werden, wie sie
aus der Druckindustrie als elektrostatische Druckhilfe bekannt sind.
Alternativ oder zusätzlich kann auch die Materialbahn 14 mit
elektrischer Ladung von einer Ladevorrichtung 43 beaufschlagt
werden. Hintergrund der Ladevorrichtung 42 oder/und der
Ladevorrichtung 43 ist, dass durch elektrostatische Anziehung
zwischen dem Stützband 24 und der Materialbahn 14 ein
inniger Abstützeingriff zwischen diesen und damit definierte
Abstützverhältnisse aufrechterhalten werden können
und einem Eindringen von Luft nach der ”Abquetschwalze” 28 zwischen
Stützband 24 und Materialbahn 14 entgegengewirkt
werden kann. Es ist durchaus möglich, dass ein derartiger
elektrostatischer Anhafteffekt auch ohne spezielle Ladevorrichtungen 42, 43 im
Betrieb zwangsläufig auftritt, etwa in Folge von Reibung zwischen
dem Stützband 24 und der Materialbahn 14 oder/und
zwischen dem Stützband 24 und zugeordneten Führungskomponenten
oder/und zwischen der Materialbahn 14 und zugeordneten
Führungskomponenten. Handelt es sich bei der Materialbahn 14 um eine
Papierbahn mit vergleichsweise geringem Feuchtegehalt (beispielsweise ≤ 4%),
so dürfte in der Regel die im Betrieb zwangsläufig
auftretende elektrostatische Aufladung ausreichen, um den vorteilhaften
elektrostatischen Anhafteffekt zu erzielen. Auf die Ladevorrichtungen 42 und 43 kann
dann insoweit verzichtet werden.
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Es
soll noch darauf hingewiesen werden, dass es sehr vorteilhaft sein
kann, wenn die Einspann- bzw. Abquetschwalze 28 verstellbar
ist, wie in 2 durch einen Doppelpfeil 27 symbolisiert
wird. Es kann hierdurch der Umschlingungswinkel α modifiziert
und der Einspanndruck auf die Materialbahn 14 zwischen
Stützband 24 und Einspannwalze 28 modifiziert
werden, ggf. unter Einbeziehung der Verstellbarkeit der oberen Umlenkwalze 26.
Mit der Änderung des Umschlingungswinkels α betreffend
die Umschlingung der Gegenwalze 22 durch das Stützband 24 und
die darauf liegende Mate rialbahn 14 resultiert auch eine Änderung
bzw. Einstellung eines entsprechenden Umschlingungswinkels α betreffend eine
Umschlingung der Einspannwalze 28 durch die Materialbahn 24 und
dem darüberliegenden Stützband 24.
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3 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Auftrag
des Auftragmediums erfolgt im Gegensatz zum direkten Auftrag nach 1 und 2 bei
der Ausführungsform der 3 indirekt über
eine Übertragungswalze 44, wie im Fachgebiet an
sich bekannt. Der Übertragungswalze 44 ist ein übliches,
das Auftragsmedium auf die Walzenoberfläche auftragendes
Auftragswerk 18 zugeordnet. Wie aus der 3 ebenfalls
zu erkennen ist, kann das Stützelement 24 die
Materialbahn 14 auch nach dem Auftragmediumsbereich (vorliegend
nach der Übertragungswalze) stützen, etwa beim
Einlauf in und Durchlauf durch eine der Übertragungswalze 44 nachgeordnete
Trocknungseinheit 46.
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4 zeigt
eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen
Anordnung. Wie in der Figur angedeutet, muss der Auftrag des Auftragmediums
auf die Materialbahn 14 mittels einer Düsenanordnung 18 oder
dergleichen nicht mit unmittelbarer Abstützung durch eine
Gegenwalze 22 erfolgen, sondern kann auch auf einen freien
Bahnabschnitt zwischen der Einspannwalze 28 und einer nachfolgenden
Umlenkwalze, vorliegend einer Gegenwalze 22 zur Streicheinheit 20 erfolgen.
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In 5 sind
weitere Möglichkeiten gezeigt zur Beeinflussung bzw. Beseitigung
der Luftgrenzschicht bzw. Luft zwischen Stützelement 24 und
Materialbahn 14. Um den oben angesprochenen Luftabquetschvorgang
bzw. die Beeinflussung bzw. Beseitigung der Luftgrenzschicht noch
wirkungsvoller zu machen, kann die Einspannwalze 28 vorteilhaft
als Saugwalze ausgebildet sein. Eine andere Möglichkeit
ist, an dem Bahnabschnitt zwischen Einspannwalze 28 und
dem Auftragwerk 16 (bzw. der Übertragungswalze 44)
einen Saugkasten 48 auf der Seite der Materialbahn 14 vor zusehen.
Wird als Stützelement 24 ein luftdurchlässiges
Band verwendet, beispielsweise ein Textilband, kann ein Saugkasten 48 zweckmäßig
auch auf der Seite des Stützbandes 24 angeordnet
sein, ggf. als Alternative oder Ergänzung zum oben erläuterten
elektrostatischen Anhafteffekt, um das Stützband 24 und
die Materialbahn 14 vermittels eines Ansaugeffekts in innigen
Abstützeingriff zu halten.
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6 zeigt
den schematischen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform
des Stützelements 24. Das Stützelement 24 der 6 ist
als Band ausgeführt, nämlich als Kunststoffband,
beispielsweise aus Polyurethan. Das Band kann vorteilhaft zumindestens
in einer Teilschicht 24a mit einer Faserverstärkung 52 ausgeführt
sein. Die Banddicke b kann beispielsweise 5 bis 15 mm betragen.
Eine an der Materialbahn anliegende Nutzschicht a kann beispielsweise
eine Dicke von 5 bis 8 mm aufweisen.
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Eine
Vorrichtung zum Auftragen von flüssigem oder pastösem
Auftragsmedium auf eine laufende Materialbahn 14, insbesondere
aus Papier oder Karton, umfasst wenigstens ein Auftragswerk 16, welches
das Auftragsmedium an einen laufenden Untergrund abgibt, wobei eine
Abstützanordnung 30 vorgesehen ist, die die Materialbahn
im Bereich des Auftragens des Auftragsmediums auf die Materialbahn 14 stützt
und die eine Führungs- und Umlenkwalzen-Anordnung 22, 26, 28 und
wenigstens ein um mehrere Walzen der Führungs- und Umlenkwalzen-Anordnung
umlaufendes langgestrecktes Stützelement 24 aufweist,
welches mit einer Abstützseite an der Materialbahn 14 angreift,
um die Materialbahn 14 abzustützen oder/und eine
Abstützung durch wenigstens eine der Führungs-
und Umlenkwalzen 22, 26, 28 zu vermitteln.
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Nach
einem Aspekt der Erfindung ist in Zuordnung zur Abstützanordnung 30 wenigstens
eine an der Materialbahn 14 angreifende Einspannwalze 28 vorgesehen,
die derart angeordnet ist, dass die Materialbahn 14 über
die Einspannwalze 28 dem Auftragswerk 16 bzw.
dem Übertragungselement 44 zugeführt
wird und die Materialbahn 14 zwischen dem Stützelement 24 und
der Einspannwalze 28 eingespannt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 4961968 [0004, 0005, 0011]