DE2600838A1

DE2600838A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung der dicke einer fluessigen beschichtung eines kontinuierlichen durchlaufenden bandes

Info

Publication number: DE2600838A1
Application number: DE19762600838
Authority: DE
Inventors: Robert T Ernest
Original assignee: National Steel Corp
Current assignee: National Steel Corp
Priority date: 1975-01-13
Filing date: 1976-01-12
Publication date: 1976-07-15
Also published as: SE7600244L; CA1082912A; ZA76189B; BR7600130A; NZ179743A; LU74158A1; FR2297090B1; IT1052921B; GB1531321A; FR2297090A1; BE837498A

Description

DR. HANS ULRICH MAY

D S MÜNCHEN 22, THIRRSCHSTRASSE 27

TELEGRAMME: MAYFATENT MÜNCHEN

TELEX 52 44':- PATOP

TELEFON COB93 22 5Oai

N-8-P-3/1438 München, den 12. Januar 1976

7Ö 465 Dr.M./es

National Steel Corporation in Pittsburgh,Pennsylvania/USA

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Dicke einer flüssigen Beschichtung eines kontinuierlichen durchlaufenden Bandes.

Kurze Zusammenfassung (Abstract) der Erfindung:

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt man ein Fluid gegen eine flüssige Beschichtung auf einer Oberfläche eines bewegten Bandes so strömen, daß das Fluid jeweils eine Bewegungskomponente von der Mitte des Bandes zu jeder der beiden Bandkanten hat und damit der überschüssigen flüssigen Beschichtung auf dem Band eine Bewegungskomponente auf jede Bandkante hin erteilt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Regelung der Dicke einer flüssigen Beschichtung auf kontinuierlichen Bandeoi weist eine Düse und zugehörige Vorrichtungen auf, welche einen dünnen Fluidstrahl erzeugen, der über die Breite des bewegten Bandes auf die darauf befindliche flüssige Beschichtung auftrifft und in den auf der einen und anderen Seite der Mitte der Düse gelegenen Teilen des Strahls Bewegungskomponenten in Richtung auf die Bandkanten aufweist. Bei einer Form der erfindungsgemäßen Düse, die eine solche seitliche Bewegung des aus der Düse austretenden Fluids erzeugt, hat die Düse eine zentral angeordnete Fluideinlaßöffnung, deren Querschnitt das Mehrfache des Querschnitts der Düsenauslaßöffnung beträgt und die zu einer inneren Plenumkammer führt.

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Bei einer anders ausgebildeten ·?■ rfindungsgemäßen Düse sind zu diesem Zweck Umlenkvorrichtungen iin. Weg des durch die Düse strömenden Fluids vorgesehen, welche dessen Strömungsrichtung ändern, um dem Fluid beidseitig von der Mitte der Düse eine auf die Düsenkanten hin gerichtete Bewegungskomponente zu verleihen. Bei einer weiteren Ausführungsform der Düse sind die erwähnten Merkmale mit dem einer sogenannten Düse mit gebogener öffnung kombiniert, wenn die Betriebsbedingungen eine etwas dickere Beschichtung im Mittelteil des Bandes erwünscht erscheinen lassen.

Stand der Technik:

Beim Tauchbeschichten mit heißen flüssigen Metallen, wie Zink und Aluminium, und beim Beschichten von Papier und Filmen muß die Dicke der auf dem Metallband oder -streifen, dem Film oder der Papierbahn, die alle drei gelegentlich als Bahnen bezeichnet werden, geregelt werden, um ein befriedigendes Produkt zu erhalten. Eine der Schwierigkeiten, die die Erzeugung einer Bahn mit gleichmäßiger Dicke der flüssigen Beschichtung verhindern, ist das Auftreten einer starken Kantenbeschichtung, eine Erscheinung die als Kanten— " effekt bekannt ist. Bei dieser Erscheinung ist wegen der Komplexitäten des Fluidstroms von den gegenüberliegenden Düsen die Menge der auf der Bahn verbleibenden flüssigen Beschichtung größer in der Nähe und längs der Kanten der Bahn. Es sind bereits vielfache Bemühungen unternommen worden, um diese Schwierigkeit zu beseitigen, und Lösungsvorschläge sind bekannt aus den US-PS 3 406 656, 3 480 469, 3 526 204, 3 670 695, 3 672 324, 3 687 103, 3 742 905 und 3 773 013.

Beim Beschichten von Papier und Filmen führt der Kanteneffekt zu einer Verschwendung von Beschichtungsmaterial und anderen Schwierigkeiten. Beim Beschichten von Metallbändern, wie Bandstahl, mit

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Beschichfungsmetallen, wie Zinlc und Aluminium, tritt außer diesen Nachteilen durch den Kanteneffekt noch eine weitere sehr schwerwiegende Schwierigkeit auf. Das beschichtete Metallband wird gleich bei der Erzeugung zum bequemeren Handhaben und Transportieren aufgespult. Die etwas dickere Metallschicht an den Bandkanten führt zum "Spulen" ("spooling") in der gewöhnlich großen Rolle. Beim "Spulen" nimmt das Band beim Aufbau der Rolle eine konkave Gestalt an. "Spulen" ist ein sehr schwerer Nachteil, da es ein plastisches Strecken der Bandkanten bewirken kann, was beim Aufrollen des Bandes zu einer welligen Kante führt, so daß ein solches Band für die weitere Verarbeitung unbrauchbar ist.

Mehrere der oben erwähnten US-PS versuchen, die dem Kanteneffekt bei der Bahnbeschichtung zugrundeliegenden Phänomene zu erklären. Gleichgültig welche Erklärungen richtig sind, wurde nun gefunden, daß, wenn man auf ein mit einer Flüssigkeit beschichtetes bewegtes Band einen Fluidstrom auftreffen läßt, der eine Bewegungskomponente in Richtung auf jede Kante des Bandes oder der Bahn hat, der Kanteneffekt im beschichteten Endprodukt stark verringert oder sogar ganz beseitigt werden kann und für praktische Zwecke eine im wesentlichen gleichmäßige Beschichtungsdicke über die Breite der Bahn erhalten wird.

Beschreibung der Erfindung:

Aufgrund dieser Erkenntnis wird daher die gestellte Aufgabe, auf einem kontinuierlichen durchlaufenden Band eine gleichmäßige flüssige Beschichtung zu erzeugen und den "Kanteneffekt" auszuschalten, erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, das im Anspruch 1 angegeben ist. Die zur Durchführung dieses Verfahrens erforderliche Vorrichtung und Fluiddüse sind in den Patentansprüchen 2 und folgend angegeben.

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Erfindungsgemäß erhält also die auf dem durchlaufenden Band befindliche überschüssige flüssige Beschichtung zusätzlich zu ihrer nach unten gerichteten Bewegungskomponente eine Bewegungskomponente in Richtung auf jede BancUcante, um so eine im wesentlichen gleichmäßige flüssige Beschichtungsdicke über die Breite des Bandes zu erhalten.

Die Erfindung wird erläutert durch die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht. Hierin sind:

- Fig. 1 ein Ausschnitt eines Aufrisses einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung zur Regelung der Dicke einer flüssigen Beschichtung auf einem durchlaufenden Band;

- Fig. 2 ein Ausschnitt der Vorrichtung der Fig. 1 im seitlichen

Aufriß, wobei zwecks klarerer Darstellung Teile weggebrochen sind;

- Fig. 3 eine Teilansicht im Querschnitt längs der Linie 3-3 der

Fig. 1, wobei zur Vereinfachung Teile weggelassen sind;

- Fig. 4 eine Explosionszeichnung einer erfindungsgemäßen Düse;

- Fig. 5 ein Teil eines Querschnitts längs der zu 3-3 senkrechten Mittellinie 5-5 der Fig. 1;

- Fig. 6 ein Teil eines Querschnitts längs der Linie 6-6 der

Fig. 1;

- Fig. 7 ein Teil eines Querschnitts ähnlich Fig. 3 einer abgewandelten Form der Düse;

- Fig. 8 eine Explosionszeichnung der abgewandelten Düse der Fig.7;

- Fig. 9 ein Teil eines Querschnitts ähnlich Fig. 5 der Düse

der Fig. 8;

.- Fig. 10 ein Teil eines Querschnitts ähnlich Fig. 6 der Düse der Fig. 8;

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- Fig. 11 eine Ansicht ähnlich den Figuren 3 "und 7 einer weiteren

abgewandelten Ausführungsform,der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

- Fig. 12 ein Teil eines Aufrisses von vorn der Vorrichtung der

Fig. 11 und

- Fig. 13 ein Querschnitt längs der Linie 13-13 der Fig. 11.

Obgleich die Erfindung für die Herstellung von beschichtetem Papier, photographischen Filmen und Metallbändern oder -streifen, die mit anderen Metallen als Zink beschichtet sind, anwendbar ist, wird sie im folgenden im Zusammenhang mit der kontinuierlichen Verzinkung beschrieben, da das Prinzip der Anwendung bei anderen Produkten sich daraus von selbst ergibt.

Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Stahlband (eine Blechbahn) 15, das durch einen Verzinkungstrog 16 läuft, der ein Bad von geschmolzenem Hüttenzink oder Lot 17 enthält. Der Durchlaufweg des Bandes ist durch eine Folge von Führungsrollen festgelegt, um die das Band läuft. Zu den Rollen gehören eine Senkrolle (sink roll) 18 und eine Umlenkrolle 19, wobei die letztgenannte Rolle sich weit genug oberhalb des Schmelzbades befindet, daß das geschmolzene Zink· auf dem Band erstarrt ist, bis das Band die Rolle 19 erreicht. Eine durch einen Motor M angetriebene Aufwickelvorrichtung 20 zieht das Band durch die Verzinkungsvorrichtung. Nahe der Oberfläche des Zinkbades ist eine Stabilisierungsrolle 21 angeordnet, die das Band in ebener Form einer im ganzen mit 22 bezeichneten Beschichtungsdickenregelvorrichtung mit gleichmäßigem Abstand zwischen dem Band und den Beschichtungsdickenregeldüsen 23 und 24 zuführt.

Das System zur Regelung der Dicke einer flüssigen Beschichtung mit den Düsen 23 und 24 und seine Betriebsweise sind im einzelnen in der US-PS 3 499 418 beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird..

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Kurz gesagt trägt das vom Verzirlcungsbad nach oben laufende Band 15 auf jeder seiner Oberflächen eine Schicht oder Beschichtung von geschmolzenem Beschichtungsmetall«, In der durch die Düsen 23 und 24 definierten Beschichtungsdickenregelungszone wird die Dicke der Beschichtungen auf den beiden Seiten des Bandes 15 geregelt, indem überschüssiges Beschichtungsmetall in das Bad 17 zurückgewischt wird. Das erfolgt durch Ströme von unter Druck stehendem Gas, welche aus den Düsen austreten, gemäß den in der US-PS 3 499 418 dargelegten Grundprinzipien.

Die Düsen 23 und 24 bilden einen Teil einer Ausrüstung zur Beschichtungsdickenregelung,welche Rahmenteile 26,26 und zugehörige einstellbare Düsenträger 27,27 umfaßt, welche die Düsen 23, 24 in der erforderlichen Weise verstellbar halten, wobei die Düse 23 auf einer Seite des Bandweges und die Düse 24 auf der anderen Seite des Bandweges in ungefähr der gleichen Höhe wie die Düse 23 angeordnet sind und jede Düse auf die zugehörige entsprechende Oberfläche des Stahlbandes gerichtet ist. Die Düsen können identisch sein, so daß die folgende Beschreibung einer Düse zum Verständnis beider ausreicht.

Gemäß den Figuren 3 bis 6 hat die Düse 23 ein längliches Düsengehäuse, das aus einem unteren Formkörper- oder Gehäuseteil 28 und einem oberen Formkörper- oder Gehäuseteil 29 besteht, die in zusammengebautem Zustand, wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt und im weiteren genauer beschrieben, zwischen sich einen Hohlraum oder sogenannte Plenumkanuner einschließen.- Der obere und untere Formteil werden durch Bolzen 30 zusammengehalten, die in Fig. 3 im Schnitt gezeigt sind, und zwischen den Gehäuseteilen ist an den Enden und auf der Rückseite der Düse eine längliche Beilegescheibe 32 (Fig. 4) angeordnet, um die Fluidaustrittsoffnung 34 der Düse zu bilden

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(Figuren 5 und 6)_; durch die Fluid oder Gas aus der Düse gegen die flüssige Beschichtung auf der oberfläche des Bandes 15 ausströmt. Die Fluidaustrittsöffnung 34 weist einen langen Durchlaß 35 mit ebenen, zueinander parallelen Wänden auf, wobei die Länge des Durchlasses von seiner Einlaßseite bei der Plenumkammer bis zur Fluidaustrittsseite wenigstens das Mehrfache seiner Breite oder Höhe beträgt, die durch die Beilegescheibe 32 definiert ist. Falls gewünscht können andere Formen von Austrittsöffnungen benutzt werden.

Die von den Gehäuseteilen 28 und 29 umschlossene Plenumkammer ist bei der gezeigten Form der Düse von einem Hohlraum 36 im Gehäuseteil 28 und einem insgesamt mit 38 bezeichneten Hohlraum im Gehäuseteil 29 gebildet, und die beiden Hohlräume wirken zusammen, um die Plenumkammer in der Düse zu bilden. Der Hohlraum 36 im Gehäuseteil 28 kann einfach ein länglicher Trog sein, dessen Vorderwand zur Düsenöffnung 34 hingeneigt ist. Der Hohlraum 38 andererseits hat bei der gezeigten Ausführungsform ähnliche Endabschnitte 40, deren Form den Endabschnitten des Hohlraums 36 umgekehrt entspricht. Der Mittelabschnitt des Hohlraums 38 jedoch erstreckt sich von der Düse nach hinten und bildet einen vergrößerten Mittelabschnitt 42, der durch nach vorn auseinandergehende Wände 44 begrenzt ist, welche knapp vor zwei der Bolzen 30 verlaufen, welche die Gehäuseteile zusammenhalten. In dem von der Düsenöffnung am weitesten zurückliegenden Teil des Hohlraums 42 mündet ein länglicher Gaseinlaßkanal 46 in den Hohlraum 38, wobei der Gaseinlaßkanal 46 senkrecht zum freiliegenden Teil 47 der oberen Fläche des Gehäuseteils 28 in dem durch den vergrößerten Hohlraum 42 des Gehäuseteils 29 gebildeten zentralen Teil der Plenumkammer verläuft. Der Gaseinlaßkanal 46 erstreckt sich in Richtung der Länge des Gehäuseteils 29, um einen Gaseinlaßkanal so groß wie möglich

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und so weit zurück wie möglich. j:n Genäuseteil 29 zu schaffen, wie innerhalb der Grenzen der Gehäuceteile 28 und 29 praktisch möglich ist, während dennoch der Gaseinlaßkanal auf den durch die Hohlräume 36 und 38 gebildeten Mittelteil der Plenumkammer begrenzt ist.

Um Gas unter Druck dem Gaseinlaßkanal 46 zuzuführen und das Gas so gleichmäßig wie praktisch möglich über die ganze Fläche des Einlaßkanals 46 zu verteilen, ist eine übliche zylindrische Hochdruckgasleitung 48 mit dem Gaseinlaßkanal 46 durch eine zur Erzielung eines in sich gleichmäßigen Gasstroms dienende Gasstromaus gleichskammer 50 verbunden.

Es sei bemerkt, daß der mit dem Abschnitt 42 des Hohlraums 38 zusammenfallende Abschnitt 47 der ebenen oberen Fläche des unteren Gehäuseteils 28 eine Umlenkvorrichtung oder Prallfläche bildet, die durch die Wände 44 begrenzt ist. Diese Prallfläche 47 ist rechtwinklig zu dem Gasstrom angeordnet, der in die durch die Vertiefungen 36 und 38 der Düse gebildete Plenumkammer eintritt. In der in den Figuren 3 bis 6 gezeigten Düse mit schmalem Gehäuse oder Körper ist der Öffnungswinkel der Wände 44 durch die beiden benachbarten Bolzen 30 bestimmt, welche erforderlich sind, um die Düsenteile dicht zusammenzuhalten. Dieser Öffnungswinkel wird so groß wie den Umständen nach praktisch möglich gemacht. Andererseits, wenn die Düse tiefer gestaltet werden kann oder mit anderen Worten die Düsenteile breiter gestaltet sind, kann der in der abgewandelten Konstruktion der Figuren 7 bis TO gezeigte idealere Winkel gewählt werden.

Da die abgewandelte Ausführungsform der Figuren 7 bis 10 abgesehen vom Öffnungswinkel der Wände 44 die gleiche ist wie die der Figuren 1 bis 6, erscheint eine besondere Beschreibung dieser Ausfüh-

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rungsform unnötig, da ähnliche Teile in den Figuren 7 bis 10 mit den gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Teile in den Figuren 3 bis 6, jedoch unter Hinzufügung der Zahl 100 zu den Bezugszahlen der Figuren 3 bis 6 bezeichnet sind.

Die Figuren 11 bis 13 zeigen eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wodurch ein Gasstrom so auf die flüssige Beschichtung auf einem Streifen oder Band gerichtet werden kann, daß überschüssige flüssige Beschichtung seitlich von der Länge des Streifens oder Bandes in· .Richtung auf dessen Kanten hin bewegt wird. Es sei bemerkt, daß die Düse 223 der Ausführungsform der Figuren 11 bis 13 ähnlich der in US-PS 3 499 418, Fig.4 gezeigten ist, wobei jedoch nicht eine Beilegescheibe benutzt wird, um den Abstand zwischen den die Düse bildenden Gehäusebestandteilen einzustellen, sondern die einen Teil des Durchlasses der Fluidaustrittsöffnung bildende Wand im oberen Gehäuseteil ausgefräste Abschnitte aufweist, um stromlinienförmige Schaufeln 60 zu bilden. Das Gas tritt durch die ausgefrästen Teile hindurch, und die Schaufeln 60 sind so geformt, daß sie die Richtung des Gases so verändern, daß das Gas mit einer nach außen gerichteten Wischbewegung auf die auf dem Band befindliche flüssige Beschichtung auftrifft. In der Zeichnung ist die Dicke der Schaufeln 60 übertrieben gezeigt; ihre Breite sollte extrem gering sein, so daß der einzige breite Gasstrom nicht in getrennte Ströme aufgeteilt wird. Selbstverständlich bilden die Schaufeln 60 Umlenkvorrichtungen, die im Weg des durch die Düse gehenden Gases angeordnet sind.

Die folgende Tabelle gibt Beispiele für befriedigende Gasdrücke, Abstände von Düse zu Band und Bereiche wichtiger Düsenabmessungen.

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Inches cm

Abstand Düse zu Band	O	,25 -	1,5	0,635 -	3,81
Fluidaustrittsöffnung der Düse a) Breite b) Länge	O 30	,010 -	0,15 72	0,0254 - 76,2	0,381 182,88
Fluideinlaßkanal der Düse a) Breite b) Länge	O 8	,5 -	1 16	1,27 20,32	2,54 40,64
Fluidzufuhrleitung, Durch messer	1	—	2	2,54	5,08
	lb/inch²		kp/cm

Fluiddruck 5-80 0,352 - 5,624

Die oben beschriebene Ausführungsform der Beschichtungsflüssigkeitsdickenregelvorrichtung der Figuren 1 bis 6 hat sich in der Praxis als sehr befriedigend beim Verzinken erwiesen. Die in den Figuren 7 bis 10 gezeigte abgewandelte Düse ist sogar noch wirksamer im Hinblick auf die breitere Fluiddiffusion, die durch die Wandabschnitte 144 bewirkt wird. Jedoch können auch andere Formen von Düsen benutzt werden, welche die Prinzipien der Erfindung benutzen, ähnlich wie die in den Figuren 1 bis 10 gezeigten Düsen, und welche nicht so wesentlich verschieden sind, wie die in den Figuren 11 bis 13 gezeigte Düse. Solche anderen Düsen wurden einen zentralen Fluideinlaßkanal in eine Plenumkammer, wie ein Fluideinlaßkanal 46 und 146, haben, wobei jedoch die Düse noch tiefer ausgebildet wäre, so daß der Fluideinlaßkanal weiter von der Düsenaustrittsöffnung zurückliegen würde und nicht so lang sein müßte, falls er überhaupt länglich gestaltet wäre. In einem solchen Fall würden die den Wänden 144 entsprechenden Wände einen kleineren Winkel miteinander bilden.

Ein Vorteil der Düsenkonstruktion der Figuren 1 bis 10, der bei

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einer solchen abgewandelten Ausiührungsform nicht vorhanden wäre, ist der breite Strom von eintretendem Gas, der durch den Fluideinlaßkanal 46 bzw. 146 geformt wird, so daß er eine lange Abmessung längs der Düsenöffnung und damit über die Breite des Bandes hat und gleichzeitig der Bereich des höchsten Druckes in der Plenumkammer über einen größeren Abschnitt der Länge der Düsenöffnung verteilt ist. In einer kompakten Düse ist die günstige Wirkung der länglichen Pluideinlaßkanäle auf die Gleichmäßigkeit der Entfernung von flüssiger Beschichtung über die Breite des Bandes insgesamt von praktischer Bedeutung. Obgleich die Erfindung nicht durch theoretische Überlegungen begrenzt ist, sei die Annahme erwähnt,

wirkung daß dieser Effekt darauf beruht, daß die Massenstoß-/ des in die Plenumkammer eintretenden Fluidstromes an irgendeinem Punkt über die Länge des Eintritts in die Fluidaustrittöffnung sich mit dem Quadrat des Abstandes zwischen diesem Punkt und dem nächsten Punkt des Fluideinlaßkanals verändert. Indem man also einen länglichen Fluideinlaßkanal vorsieht, der sich parallel zur Düsenaustrittsöffnung erstreckt, wird die Massenstoßwirkung des bewegten Gases in der Plenumkammer gleichmäßig über einen breiten Abschnitt der Fluidaustrittsöffnung der Düse verteilt, und das wiederum führt dazu, daß im Mittelbereich des Bandes die endgültige Beschichtungsdicke nicht in nachteiliger Weise geringer ist als im restlichen Bereich der Breite des Bandes. Es sei bemerkt, daß in der täglichen Praxis eine etwas dünnere Beschichtung im mittleren Abschnitt des Bandes nicht unbedingt unerwünscht sein muß.

Die in der Plenumkammer durch die Oberfläche 52 gebildete Umlenkvorrichtung ist als coplanar mit der Düsenaustrittsöffnung gezeigt, was nach Ansicht der Anmelderin optimale Betriebsbedingungen schafft. Ein befriedigender Betrieb kann jedoch auch erreicht wer-

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den, -venn der untere Gehäuseteil 28 bzw. 128 so ausgenommen ist, daß in ihm ein Hohlraum von gleicher Form wie der Hohlraum 38 oder 138 gebildet wird. In einem solchen Fall wäre die Umlenkvorrichtung der Boden des zusätzlich ausgefrästen Abschnitts des unteren Gehäuseteils 28 oder 128, der der Hohlraumbegrenzungsfläche 47 oder 147 in den gezeigten Ausführungsformen entspricht.

Es ist für das Verzinken bereits bekannt, den Kanteneffekt durch Verwendung einer Düse zu beseitigen, die vom Mittelbereich des Bandes zu dessen Kanten hin in Richtung auf das Band gebogen ist. Mit einem solchen Düsentyp kann jedoch der unerwünschte Kanteneffekt tatsächlich nicht beseitigt werden, da er durch eine übermäßig -starke Beschichtung sehr nahe an der Kante des Bandes verursacht ist. Die gebogene Düse bewirkt wahrscheinlich tatsächlich eine Vergrößerung der Dicke der Beschichtung auf dem Band in dessen Mittelbereich, und diese dickere Beschichtung im Mittelbereich des Bandes verhindert das "Spulen", das eintritt, wenn der Mittelbereich des Bandes beim Aufwickeln eine konkave Gestalt annehmen kann. Diese Vermeidung des "Spulens" wird jedoch mit einem sonst überflüssigen überschüssigen Überzug, also einer durchaus unerwünschten und teuren Materialverschwendung erkauft.

Wenn unter gewissen Betriebsbedingungen durch Verwendung der erfindungsgemäßen Düse im Mittelbereich des Bandes zu viel von der

flüssigen Beschichtung entfernt wird, kann dieser Nachteil behoben werden, indem man der erfindungsgemäßen Düse eine sogenannte gebogene Gestalt gibt, wobei das Ausmaß der Biegung so bemessen ist, daß im Mittelbereich der Beschichtung auf dem Band die gewünschte, jedoch nicht eine übermäßige Dicke der Beschichtung erhalten wird. So können die Düsen der Figuren 4 und 8 gegebenenfalls eine Bogenform erhalten, die eine befriedigende Beschichtungs-

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dicke über die Breite des Banden liefert, und die Anmelderin hat eine solche Form der Düse praktisch eingesetzt. Das Ausmaß der Bogenkrümmung war so gering, daß es in den beigefügten Zeichnungen nicht ersichtlich ist. Die Anmelderin hat in diesem Fall eine sogenannte gebogene Düse in der allgemeinen Form der in Fig. 4 gezeigten Düse benutzt, wobei der 45,7 cm (18 inch) breite Mittelabschnitt der Düsenaustrittsöffnung gerade und parallel zum Band, der nächste 45»7 cm (18 inch) Abschnitt der Düsenaustrittsöffnung (22,9 bis 68,6 cm. (9 bis 27 inches) vom Mittelpunkt der Düse) längs einer geraden Linie abgeschrägt war, die vom geraden Mittelabschnitt der Düsenaustrittsöffnung 20,82 mm/m (0,25 inches pro foot) in Richtung auf das Band abwich. Der äußerste 76,2 mm (3 inches) Abschnitt der Düsenaustrittsöffnung verlief wieder in einer geraden, zum Mittelabschnitt der Düsenaustrittsöffnung parallelen Linie. So war also der 45,7 cm-Mittelabschnitt der Düsenaus trittsöff nung vom Band 9,525 mm (0,375 inch) weiter entfernt als die den Kanten gegenüberliegenden Abschnitte. Diese sogenannte gebogene Düse war beispielhaft für die erfindungsgemäße Düse, jedoch kann das Ausmaß der Abschrägung entsprechend den· übrigen Parametern abgewandelt werden, wozu-die Dur chiaufgeschwindigkeit des Bandes, die Wegstrecke des Fluids von der Düsenaustrittsöffnung zum Band, der Fluiddruck gehören, um die praktisch optimale Gleichmäßigkeit der Dicke der flüssigen Beschichtung über die Breite des Bandes zu erhalten.

Wenn der Mittelabschnitt des Bandes über angenommen einen 30,5 cm (12 inch) Abschnitt eine dünnere Beschichtung aufweisen würde, würde der"Mittelabschnitt der Düsenaustrittsöffnung selbstverständlich über eine solche Länge der Düsenaustrittsöffnung und in einem solchen Abstand vom Band angeordnet sein, daß eine technisch befriedigende Gleichmäßigkeit der Beschichtungsdicke über

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die Breite des Streifens erreicht würde. Der wichtige Gesichtspunkt ist, daß die sogenannte gebogene Düsenform die Beschichtungsdicke genügend regeln kann, ausgenommen den Kanteneffekt, und daß der erfindungsgemäße, nach außen gerichtete Gasstrom den Kanteneffekt beherrscht, so daß die beiden Phänomene falls erwünscht mit Vorteil kombiniert werden können, um jedes Problem einer Einstellung einer gleichmäßigen Beschichtungsdicke innerhalb praktischer Grenzen zu lösen.

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Claims

ν ν ν

- 1? Patentansprüche

1._; Verfahren zum Entfernen von überschüssiger flüssiger Beschichtung von einer Oberfläche eines kontinuierlichen durchlaufenden Bandes und zur Regelung der Dicke der Beschichtung auf dem Band, dadurch gekennzeichnet, daß

a) von einer Quelle ein Fluid unter Druck zugeführt wird;

b) ein Strom des Fluids gebildet wird;

c) der Fluidstrom so geformt wird, daß ein einziger einheitlicher Strom gebildet wird, der gegen die eine Oberfläche des Bandes über dessen Breite auftrifft und übermäßige flüssige Beschichtung von der einen Oberfläche entfernt, und

d) die Richtung der Fluidbewegung im gegen die eine Oberfläche des Bandes gerichteten Fluidstrom so eingestellt wird, daß eine Bewegung der überschüssigen flüssigen Beschichtung auf dem durchlaufenden Band nach außen in Richtung auf die Längskanten des Bandes bewirkt wird.

2. Vorrichtung zur Regelung der Dicke einer Beschichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Düse, einer Vorrichtung zur Zufuhr eines Stromes eines unter Druck stehenden Fluids zur Düse und einer mit der Düse zusammenwirkenden Vorrichtung, welche ein kontinuierliches Band, das auf einer Oberfläche einen Überschuß einer flüssigen Beschichtung aufweist, in Längsrichtung des Bandes mit der beschichteten Oberfläche dicht vor der Düse vorbei bewegt, um überschüssige flüssige Beschichtung von der Oberfläche zu entfernen, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse folgende Merkmale aufweist:

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a) ein längliches Düsengehäuse (28,29;128,129;228,229), das quer zur Länge des Bandes (15) angeordnet werden kann;

b) eine längliche Plenumkammer (36,38;136,138;236,238), die vom

Düsengehäuse umschlossen ist;
eine
c)/eine Fluidaustrittsöffnung (34,134,234) bildende Vorrichtung ,

die sich längs der Länge des Düsengehäuses erstreckt und die

Plenumkammer mit der Umgebung des Düsengehäuses verbindet; eine

d)/einen Fluideinlaßkanal (46,146,246) bildende Vorrichtung im Düsengehäuse, die in Fluidverbindung mit der Plenumkammer steht, und

e) eine Umlenkvorrichtung (47,147,260), die im Weg des vom Fluideinlaßkanal durch die Plenumkammer und die Fluidaustrittsöffnung strömenden Fluids angeordnet und so geformt ist, daß sie die Bewegungsrichtung des durch den Fluideintrittskanal gehenden und auf die Umlenkvorrichtung treffenden Fluids verändert, um dem von jedem Endabschnitt der Fluidaustrittsöffnung austretenden Fluid eine Bewegung zu verleihen, die eine parallel zu der entsprechenden Oberfläche des Bandes und zu der entspre-

■ chenden Kante des Bandes gerichtete Komponente aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Fluidaustrittsöffnung (34,134,234) bildende Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:

f) eine Fluideinlaßvorrichtung, die sich längs der Länge der Plenumkammer erstreckt;

g) eine Fluidauslaßvorrichtung, die sich längs der Außenseite des Düsengehäuses erstreckt, und

h) eine Durchlaßvorrichtung (35,135,235), die sich zwischen der Fluideinlaßvorrichtung und der Fluidauslaßvorrichtung erstreckt und diese verbindet und eine größere Länge in Richtung des

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Fluidstroms als Breite in eii'er zur Richtung des Fluidstroms und zur Länge der Fluidaustrittsöffnung senkrechten Ebene hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

i) die Durchlaßvorrichtung (35,135,235) eine Symmetrieebene hat} j) die Umlenkvorrichtung (47*147) eine zu der Symmetrieebene der Durchlaßvorrichtung parallele oder coplanare ebene Fläche aufweist, und ■

k) die den Fluideinlaßkanal (46,146) bildende Vorrichtung so angeordnet ist, daß sie den Fluidstrom in die Plenumkammer in einer zur Ebene der Umlenkvorrichtung senkrechten Richtung einleitet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

l) die Durchlaßvorrichtung (35*135) parallele ebene Längswände aufweist*

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

m) der Fluideinlaßkanal (46,146) eine Querschnittsfläche hat, deren Größe wenigstens das Mehrfache der Größe der Querschnittsfläche der Durchlaßvorrichtung (35,135) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 6, gekennzeichnet durch

n) zylindrische Fluidzuleitungen (48,148), welche das Fluid zum Fluideinlaßkanal führen, und

o) eine Kammer (50,150), welche die zylindrische Zuleitung mit dem Fluideinlaßkanal (46,146) verbindet und so geformt ist, daß sie den Fluidstrom im wesentlichen gleichmäßig über die Querschnittsfläche des Fluideinlaßkanals verteilt.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 2 der 7, dadurch gekennzeichnet, daß p) die Umlenkvorrichtung eine ebene Oberfläche (47,147) aufweist, die sich linear zur Plenumkammer (36,38;136,138) erstreckt, und q) die den Fluideinlaßkanal (46,146) bildende Vorrichtung so angeordnet ist, daß sie den Fluidstrom in die Plenumkammer in einer zur Ebene der Umlenkvorrichtung und zur Richtung des durch die Fluidaustrittsöffnung (34,134) gehenden Fluidstroms senkrechten Richtung einführt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß r) die den Flüssigkeitseinlaßkanal (46,146) bildende Vorrichtung so geformt ist, daß sie einen Flüssigkeitseinlaßkanal bildet, der in Richtung der Länge des Düsengehäuses längs gestreckt ist, so daß seine Längenabmessung etwa das 8- bis 32-fache seiner Breitenabmessung beträgt, die Längenabmessung des Fluideinlaßkanals zwischen etwa einem Zehntel und einem. Drittel der Länge der Fluidaustrittsöffnung (34,134) liegt und

s) die Umlenkvorrichtung (47,147) sich über wenigstens die volle Länge und Breite des Fluideinlaßkanals (46,146) erstreckt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

t) die Abmessung der Fluidaustrittsöffnung (34,134) in einer zur

Länge des Düsengehäuses senkrechten Ebene zwischen 0,127 und , 3,81 mm (0,005 bis 0,15 inches) beträgt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß

u) die Umlenkvorrichtung (47,147) in der Plenumkammer (36,38 j 136, 138) in einem Abstand von der den Flüssigkeitsaustrittsschlitz bildenden Vorrichtung angeordnet ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß v) die den Flüssigkeitseinlaßkanal (46,146) bildende Vorrichtung gegenüber dem am weitesten von der die Flüssigkeitsaustrittsöffnung (34f134) bildenden Vorrichtung entfernten Abschnitt der Umlenkvorrichtung (47»147) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß

w) die Plenumkammer (36,38;136,138) in einer zur Länge des Düsengehäuses senkrechten Ebene einen maximalen Querschnitt im Mittelbereich des Düsengehäuses (28,29;128,129) und einen kleineren Querschnitt in dieser Ebene in den Endabschnitten des Düsengehäuses hat, wobei der Querschnitt der Plenumkammer in dieser Ebene flächenmäßig vom Maximum in Richtung auf jeden Endabschnitt des Düsengehäuses abnimmt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß

x) der Mittelabschnitt der die Fluidaustrittsöffnung (34,134,234) bildenden Vorrichtung von einer zwischen den Enden der Fluidaustrittsöffnung verlaufenden geraden Linie nach hinten versetzt ist.

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