DE29610773U1

DE29610773U1 - Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung

Info

Publication number: DE29610773U1
Application number: DE29610773U
Authority: DE
Original assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Current assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2006-06-20

Description

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Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH Sankt Pöltener Straße 43 D-89522 Heidenheim FreiStrahldüsen-Auftragseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Derartige Freistrahldüsen-Auftragseinrichtungen dienen zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Beschichtungsmediums, z.B. von Farbe, Stärke, Imprägnierflüssigkeit oder dergleichen, auf eine laufende Materialbahn, die beispielsweise aus Papier, Karton oder einem Textilwerkstoff besteht. Beim sogenannten direkten Auftrag des Beschichtungsmediums wird die laufende Materialbahn in der Regel auf der Oberfläche einer rotierenden Gegenwalze geführt und das Beschichtungsmedium wird vom Düsenspalt der Auftragseinrichtung in einem freien Strahl auf die Materialbahn aufgebracht. Beim sogenannten indirekten Auftrag wird das Beschichtungsmedium zunächst in einem freien Strahl in der Regel auf die Oberfläche einer rotierenden Auftragswalze aufgebracht und von dort in einem nachfolgenden

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Walzenspalt, durch den die laufende Materialbahn hindurchgeführt wird, auf diese übertragen.

Bei diesen Freistrahldüsen-Auftragseinrichtungen ist die Spaltweite des Düsenspalts in der Regel verstellbar, um so die Parameter, wie etwa die Durchtrittsmenge, Durchtrittsgeschwindigkeit etc. des flüssigen oder pastösen Mediums durch den Düsenspalt zu variieren. Mit einer Verstelleinrichtung wird zumindest eines der beiden Lippenelemente, die den Düsenspalt begrenzen, zonen- bzw. abschnittsweise verschoben oder verschwenkt, um die Spaltweite über die Längserstreckung des Spalts zonenweise einzustellen. Durch die zonenweise Verstellbarkeit ergibt sich die Möglichkeit einer Querprofilierung der aufgetragenen Schicht.

Zumindest ein Lippenelement ist dabei entweder in Spaltweitenrichtung verschiebbar gelagert, um eine Dünnstelle in Spaltweitenrichtung verschwenkbar gelagert, oder in ähnlicher Weise verstellbar angebracht. Die zonenweise Verstellung des Lippenelements erfolgt dann z.B. durch einzelne Spindelemente, die das Lippenelement beaufschlagen und die zonenweise unterschiedlich eingestellt werden können. Eine Vielzahl solcher Verstellspindeln oder vergleichbarer Verstellelemente über die Längserstreckung der Lippenelemente vorzusehen, ist jedoch sehr aufwendig und mit entsprechenden Kosten verbunden.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine gattungsgemäße Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung zu schaffen, deren Düsenspaltweite mit vergleichsweise geringem Aufwand einstellbar ist.

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Dieses technische Problem wird erfindungsgemäß von einer Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung mit. den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung umfaßt die Verstelleinrichtung zumindest ein Druckschlauchelement. Dieses zumindest eine Druckschlauchelement beaufschlagt die Rückseite des zumindest einen verschiebbaren oder verschwenkbaren Lippenelements mit einer Andrückkraft. Das Druckniveau in dem zumindest einen Druckschlauchelement und damit die Andrückkraft ist einstellbar.

Bei der erfindungsgemäßen Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung ist somit eine vergleichsweise einfache Verstelleinrichtung realisiert, die mit geringem baulichen Aufwand auskommt. Das zumindest eine Druckschlauchelement läßt sich, z.B. für Wartungszwecke, schnell und einfach montieren und demontieren, indem es hinter die Rückwand des zugehörigen Lippenelements eingelegt wird bzw. von dort herausgenommen wird. Da das zumindest eine Druckschlauchelement nur entsprechende Anlage- bzw. Abstützflächen benötigt, läßt sich die erfindungsgemäße Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung vergleichsweise kostengünstig fertigen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Konstruktionen, bei denen z.B. eine Vielzahl von Verstellspindeln für eine zonenweise Düsenspalteinstellung vorgesehen ist, entfallen nun zahlreiche Bearbeitungsvorgänge an den Komponenten der Auftragseinrichtung, wie z.B. das Setzen von Bohrungen, das Schneiden von Gewinden und ähnliches. Auch kann bei der erfindungsgemäßen Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung die Zahl der Bauteile und Komponenten, die für die Verstelleinrichtung bisher benötigt wurden, reduziert werden,

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da Schrauben, Muttern und ähnliches zur Anbringung der Verstelleinrichtung entfallen.

In einer günstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung ist das zumindest eine Druckschlauchelement als durchgehender Druckschlauch ausgebildet, der sich entlang der Längserstreckung des zugehörigen Lippenelementes erstreckt. Das Druckniveau im durchgehenden Druckschlauch kann variiert werden, um entsprechend die Andrückkraft auf das zugehörige Lippenelement zu verändern und damit die Spaltweite des Düsenspaltes zu verstellen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung ist das zumindest eine Druckschlauchelement über die Längserstreckung der Lippenelemente im Druckniveau zonenweise unterschiedlich einstellbar.

In einer bevorzugten Ausgestaltung dieser vorgenannten Ausführungsform zur zonenweisen Verstellung ist das zumindest eine Druckschlauchelement als durchgehender Druckschlauch ausgebildet. Dieser durchgehende Druckschlauch ist in einzelne Druckkammern unterteilt, die in ihrem jeweiligen Druckniveau bzw. Verstellweg unterschiedlich einstellbar sind. Zur zonennweise unterschiedlichen Beaufschlagung des zugehörigen Lippenelements wird also nur ein einziger Druckschlauch benötigt, wodurch die Anzahl der Komponenten bei der Verstelleinrichtung minimiert wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der obigen Ausführungsform zur zonenweisen Verstellung umfaßt das zumindest eine Druckschlauchelement mehrere Druckschläuche

oder Druckkissen. Diese separaten Druckschläuche oder Druckkissen sind entlang der Längserstreckung des zugehörigen Lippenelements verteilt angeordnet und sind in ihrem jeweiligen Druckniveau unterschiedlich einstellbar. Bei dieser Ausführungsform werden zwar mehr Komponenten benötigt als bei der Ausführung mit einem durchgehenden Druckschlauch, jedoch können hier bei Bedarf einzelne Druckschläuche oder Druckkissen ausgetauscht werden, ohne die übrigen Druckschläuche oder Druckkissen demontieren zu müssen.

Für die Verstelleinrichtung ist vorzugsweise ein entsprechendes Druckluftsystem vorgesehen, das die Druckluft den einzelnen Druckkammern des Druckschlauchs bzw. den separaten Druckschläuchen oder Druckkissen zuführt und eine unterschiedliche Einstellung der jeweiligen Druckniveaus erlaubt. Der prinzipielle Aufbau solcher Druckluftsysteme ist an und für sich bekannt. Es ist aber auch denkbar, anstelle eines Druckluftsystems ein System einzusetzen, das der Druckkammer/den Druckkammern des Druckschlauchs bzw. den separaten Druckschläuchen/Druckkissen eine Flüssigkeit unter Druck, z.B. ein Hydraulikfluid zuführt und eine unterschiedliche Einstellung der jeweiligen Druckniveaus erlaubt. Die Druckniveaus im Druckschlauch können also pneumatisch, hydraulisch oder auf vergleichbare Weise geregelt werden.

Zwar ist es aus der WO95/16074 bekannt, einen Druckschlauch über die Arbeitsbreite in einzelne Druckkammern zu unterteilen, die jeweils getrennt mit Druckluft beaufschlagbar sind, und aus der WO93/05887 bekannt, einzelne Blasebalgelemente vorzusehen, die einzeln über eine Arbeitslänge in ihrem Anpreßdruck einstellbar sind, jedoch werden im ersten Fall damit Rakelstäbe und im zweiten Fall

damit Rakelklingen beaufschlagt. Diese beiden bekannten Konstruktionen beziehen sich also auf Rakelelement-Auftragswerke bzw. Rakelelement-Dosiereinrichtungen, bei denen jeweils das Rakelelement gegen die Oberfläche einer rotierenden Walze gedrückt wird. Es handelt sich hierbei also um eine andere Auftragstechnologie als bei den erfindungsgemäß vorausgesetzten Freistrahldüsen-Auftragseinrichtungen.

Nachfolgend werden nun bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung in einer schematischen Querschnittsdarstellung;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung in einer schematischen Ausschnittsdarstellung in der Draufsicht.

Das in Fig. 1 gezeigte erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung wird von einer Tragbalkenstruktur 17 getragen, die nur ausschnittsweise zu erkennen ist. Über ein Farbverteilrohr wird das aufzutragende flüssige oder pastöse Medium der Auftragseinrichtung zugeleitet und gelangt über verteilt angeordnete Verteilöffnungen 18 weiter in einen Zufuhrkanal 7. Der Zufuhrkanal 7 mündet in einen Düsenspalt 6. Der Düsenspalt 6 ist zwischen zwei Lippen 4, 5 gebildet, deren Längsachsen parallel zueinander (in Fig. 1 senkrecht zur

Zeichenebene) verlaufen. Die Lippen 4, 5 erstrecken sich im wesentlichen über die Walzenbreite einer zugeordneten Walze 10, die in Pfeilrichtung rotiert. Die Lippe 4 ist in Verlängerung des Düsenspalts 6 mit einer konkav gekrümmten Umlenkfläche 19 versehen.

Wie in Fig. 1 durch Strömungspfeile angedeutet ist, gelangt das aufzutragende flüssige oder pastöse Medium unter Druck vom Farbverteilrohr 8 bis in den Düsenspalt 6 und verläßt dann den Düsenspalt in Form eines freien Strahls, der zunächst noch an der Umlenkfläche 19 in seiner Richtung umgelenkt wird. Der freie Düsenstrahl des aufzutragenden Mediums trifft dann auf die Oberfläche der Walze 10. Beim direkten Auftrag des Beschichtungsmediums wird eine (nicht dargestellte) Materialbahn, z.B. aus Papier oder Karton, auf der Walzenoberfläche 1OA gestützt und der freie Strahl des Beschichtungsmediums trifft unmittelbar auf die Oberfläche der Materialbahn. Bei einem indirekten Auftrag des Beschichtungsmediums wirkt die Walze 10 als Auftragswalze und der freie Strahl des Beschichtungsmediums wird zunächst auf die Walzenoberfläche 1OA aufgetragen. Später wird das Beschichtungsmedium dann in einem Walzenspalt auf die laufende Materialbahn übertragen.

Die beiden Lippen 4, 5, die zwischen sich den Düsenspalt 6 ausbilden, sind jeweils mit Dünnstellen 15, 12 versehen, die eine Verschwenkung der Lippen 4, 5 um parallel zu ihren Längsachsen verlaufende Achsen erlauben. Die Dünnstellen 12, 15 stellen also Gelenkstellen dar, die eine elastische Verschwenkung der Lippen 4, 5 in gewissen Grenzen erlauben. Die Verschwenkung der Lippen 4, 5 erfolgt dabei in Richtung der Spaltweite, d.h. in etwa senkrecht zu den Spaltwänden, die den Düsenspalt 6 begrenzen. Durch eine Verschwenkung der

Lippen 4, 5 um ihre jeweiligen Dünnstellen 15, 12 kann also die Spaltweite verkleinert oder vergrößert werden.

Auf der Rückseite der Lippe 4, d.h. auf der spaltabgewandten Seite, ist ein Druckschlauch 1 vorgesehen. Dieser Druckschlauch 1 ist als durchgehender Druckschlauch ausgebildet, der sich im wesentlichen über die Länge der Lippe 4 erstreckt. Der Druckschlauch 1 ist in seiner Längsrichtung in eine Anzahl einzelner Druckkammern 3 unterteilt. Der Druckschlauch 1 ist zwischen die Rückwand der Lippe 4 und eine Abstützleiste 9 eingesetzt. Der Bereich zwischen der Lippe 4 und der Abstützleiste 9, in den der Druckschlauch 1 eingesetzt ist, ist durch eine lösbare Abdeckung 16 überdeckt, so daß kein Beschichtungsmedium in diesen Bereich eindringen kann.

Die einzelnen Druckkammern 3 des Druckschlauchs 1 sind unabhängig voneinander in ihrem Innendruck einstellbar. Die Druckkammern 3 sind im Beispiel mit Luft oder einem anderen Gas gefüllt, dessen jeweiliger Druck in den Druckkammern 3 über ein Druckluftsystem geregelt wird. Der Druckschlauch 1 stützt sich an der Abstützleiste 9 ab und beaufschlagt so die Rückwand der Lippe 4, wie durch einen Pfeil angedeutet. Bei stärkerer Beaufschlagung, d.h. bei Druckerhöhung im Druckschlauch, wird die Lippe 4 um die Dünnstelle 15 stärker zur Lippe 5 hin verschwenkt und umgekehrt. Dadurch wird die Spaltweite des Düsenspalts 6 verkleinert oder vergrößert. Durch die Unterteilung des Druckschlauchs 1 in einzelne Druckkammern 3 kann nun die lokale Andrückkraft der Druckkammern über die Länge der Lippe 4 zonenweise bzw. abschnittsweise unterschiedlich eingestellt werden, so daß die Verschwenkung der Lippe 4 um die Dünnstelle 15 je nach Höhe des Drucks in der zugeordneten Druckkammer 3 des

Druckschlauchs 1 zonenweise unterschiedlich stark erfolgt und entsprechend die Spaltweite des Düsenspalts 6 zonenweise variabel eingestellt wird. In einer vereinfachten Variante kann der Druckschlauch auch mit einer einzigen durchgehenden Druckkammer versehen sein, so daß zwar eine allgemeine Spaltweitenverstellung des Düsenspaltes durch eine Variation des Drucknivaus im Druckschlauch vorgenommen werden kann, jedoch keine zonenweise unterschiedliche Spaltweiteneinstellung möglich ist.

Für die Lippe 5 ist im Ausführungsbeispiel ein eigener Verstellmechanismus vorgesehen. Bei diesem herkömmlichen Verstellmechanismus sind über die Längserstreckung der Lippe 5 verteilt angeordnete Verstellschrauben 13 und Gegenschrauben 14 angeordnet, die sich an einem Wandabschnitt 20 abstützen, der mit der Tragbalkenstruktur 17 verbunden ist. Die Verstellschrauben 13 sind in Gewindebohrungen eingeführt, die in der Lippe 5 angebracht sind. Durch Drehen der Verstellschrauben 13 wird die Lippe 5 über den Gewindeeingriff zonenweise stärker oder weniger stark an den Wandabschnitt 20 herangezogen oder von dort weggedrückt. Die Gegenschrauben 14 dienen der spielfreien Verstellung. Bei der Verstellung der Lippe 5 durch die Verstellschrauben 13 kommt es zu einer Verschwenkung der Lippe 5 um deren Dünnstelle 12. Der Schraubenverstellmechanismus ist mit einer lösbaren Abdeckung 11 überdeckt, an der eine Ablauffläche HA ausgebildet ist. Dort kann überschüssiges Beschichtungsmedium ablaufen, ohne den Verstellmechanismus zu verschmutzen.

Anstelle zweier unabhängiger, zonenweise wirkender Verstellmechanismen für die beiden Lippen 4 und 5 kann in einer einfacheren Ausführung auch nur der weniger aufwendige und weniger Komponenten umfassende Druckschlauch-

Verstellmechanismus vorgesehen sein, der der Lippe 4 zugeordnet ist.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung. Die gleichen oder sich entsprechenden Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie beim ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1. In einer Draufsicht ist lediglich ausschnittsweise der Bereich zwischen der Lippe und der Abstützleiste 9 dargestellt, in dem der Druckschlauch-Verstellmechanismus untergebracht ist. Die übrige Auftragseinrichtung entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel und es wird auf die dortigen Ausführungen Bezug genommen.

Entlang der Längserstreckung der Lippe 4, d.h. in Fig. 2 in horizontaler Richtung, ist eine Vielzahl von einzelnen Druckkissen 2 nebeneinander angeordnet, von denen im Ausschnitt in Fig. 2 lediglich drei Druckkissen gezeigt sind. Jedes Druckkissen weist im Inneren eine Druckkammer 3 auf, die von einem Druckluftsystem mit einem jeweils unterschiedlichen Innendruck aufgrund einer Luft- oder Gasfüllung versehen werden kann. Analog zum ersten Ausführungsbeispiel beaufschlagen die einzelnen Druckkissen 2, wie durch entsprechende Pfeile angedeutet, die Rückwand der Lippe 4, um diese zonenweise unterschiedlich um die Dünnstelle 15 zu verschwenken und damit die Spaltweite des Düsenspalts 6 zonenweise unterschiedlich einzustellen. Anstelle eines durchgehenden Druckschlauchs 1 mit aneinandergrenzenden Druckkammern sind also bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel separate Schlauchsegmente vorgesehen, die nebeneinander angeordnet werden.

Claims

Schutzansprüche

1. Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, mit

zwei langgestreckten Lippenelementen (4, 5), deren Längsachsen parallel zueinander verlaufen und die zwischen sich einen Düsenspalt (6) festlegen, wobei zumindest ein Lippenelement (4) in Richtung der Spaltweite des Düsenspalts (6) verschiebbar oder verschwenkbar ausgebildet ist_r

einer Zufuhreinrichtung (7, 8, 18), durch die das aufzutragende flüssige oder pastöse Medium unter Druck in den Düsenspalt (6) eingeleitet wird, und

einer Verstelleinrichtung (1; 2), die, zur Verstellung der Spaltweite des Düsenspalts (6), im wesentlichen über die Längserstreckung der Lippenelemente {4, 5) in Eingriff mit dem zumindest einen verschiebbaren oder verschwenkbaren Lippenelement (4) steht,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Verstelleinrichtung (1; 2) zumindest ein Druckschlauchelement umfaßt, das die Rückseite des zumindest einen verschiebbaren oder verschwenkbaren Lippenelements (4) beaufschlagt und das in seinem Druckniveau einstellbar ist.

2. Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Druckschlauchelement als entlang der Längserstreckung des zugehörigen Lippenelementes (4) durchgehender Druckschlauch (1) ausgebildet ist.

3. Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Druckschlauchelement über die Längserstreckung der Lippenelemente (4, 5) im Druckniveau zonenweise unabhängig einstellbar ist.

4. Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Druckschlauchelement als entlang der Längserstreckung des zugehörigen Lippenelements (4) durchgehender Druckschlauch (1) mit einzelnen, in ihrem Druckniveau unterschiedlich einstellbaren Druckkammern {3) ausgebildet ist.

5. Freistrahldüsen-Auftragseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Druckschlauchelement mehrere separate, in ihrem Druckniveau unterschiedlich einstellbare Druckschläuche oder Druckkissen (2) umfaßt, die in Längsrichtung des zugehörigen Lippenelements (4) verteilt angeordnet sind.