DE3129251A1 - Vorrichtung zur regulierung des auftragsgewichtes von beschichtungen auf in laufender bahn gefuehrtem material - Google Patents
Vorrichtung zur regulierung des auftragsgewichtes von beschichtungen auf in laufender bahn gefuehrtem materialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen des Naßauftragsgewichtes von Beschichtungen auf Materialbahnen,
insbesondere von üblichen Pigmentdispersionen auf Papieroder Kartonbahnen.
Um die Bedruckbarkeit von Papieroberflächen zu verbessern
und den speziellen Druckverfahren anzupassen, werden derartige Papieroberflächen mit Pigment-ZBindemitteldispersionen
beschichtet. Je nach Verwendungszweck liegen die Trockenauftragsgewichte zwischen 5 und 35 g/qm. Die
Beschichtungen erfolgen üblicherweise aus wässriger Dispersion mit unterschiedlichen Gehalten an Trockensubstanz,
so daß die Naßauftragsgewichte erheblich höher liegen. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, zunächst einen Überschuß
an Beschichtungsmaterial auf die laufende Materialbahn aufzubringen und diesen anschließend mittels Dosiereinrichtungen
wieder von der Oberfläche zu entfernen, wobei gleichzeitig eine Glättung der Beschichtungsoberflache
angestrebt wird. Zu den bekannten Dosiereinrichtungen gehören Walzenauftragswerke in Verbindung mit Dosierwalzen,
sogenannte Reverse-Rollcoater, Rollschaberdosiereinrichtungen, auch Rakel genannt, und Glättschabereinrichtungen, bekannter
unter der Kurzbezeichnung Blade.
Beim Dosiervorgang wird die beschichtete Materialbahn von einer Stützeinrichtung, beispielsweise einer Walze getragen
und von dem Dosieraggregat, z.B. Blade oder Rakel, ein Druck auf die Bahn ausgeübt, der der Beschichtungsmasse entgegenwirkt.
In US-PS 2 051 403 ist eine Streieheinrichtung beschrieben,
bei der das Wesentliche in der Ausbildung des Abstreifers besteht. Dieser in besonderer Form ausgebildete gekrümmte
Abstreifer weist im Verlaufe seiner Krümmung zwei unterschiedliche
Radien auf. Das Ende der Einlaufflanke ist keine scharfe Kante, sondern abgerundet, da scharfe Kanten
-A-
zu einer fehlerhaften Oberfläche und unbefriedigenden Ergebnissen führen sollen. Die sich anschließende Einlaufflanke
ist konvex gekrümmt und hat einen größeren Radius als der Krümmungsradius der abgerundeten Kante.
In US-PS 2 534 320 ist ein Abstreifer mit einer Blattstärke zwischen 3 und 12 mm beschrieben, dessen Einlaufflanke in
einer scharfen Kante endet, wobei der Krümmungsradius der
Einlaufflanke etwa mit dem Krümmungsradius von 150 mm der
die Bahn stützenden Walze mit einer elastischen Oberfläche übereinstimmt. Die Krümmung ist konvex in der Form. Der
Schaber ist in einer drehbaren Halterung angeordnet und kann mit unterschiedlichem Druck an die Bahnoberfläche angepreßt
werden, so daß die Oberfläche der Stützwalze deformiert wird.
In US-PS 1 925 092 ist eine Abstreifervorrichtung beschrieben, die gegen eine frei geführte Bahn gerichtet wird, wobei die
Bahn ein Stück um die gekrümmte Einlaufflanke des Abstreifers bis zu deren scharfkantigen Ende geführt wird. Der Abstreifer
dient zwangsläufig gleichzeitig als Bahnführungs- und Umlenkelement. Der sich bildende Spalt wird durch die konvex
gekrümmte Oberfläche des Abstreifers und die konkav gekrümmte beschichtete Oberfläche der Bahn begrenzt. Da die ablaufende
Bahn tangential von der scharfen Endkante des Abstreifers abgeführt wird, ist eine Einstellung eines definierten
Einlaufspaltes nicht möglich. Die Geometrie des sich
bildenden Einlaufspaltes hängt nicht nur von der,Bahngeschwindigkeit
ab, sondern auch von der Menge und den rheologischen Eigenschaften der Beschichtungsmasse sowie
von dem Dehnungsverhalten der Papierbahn. Die Spaltgeometrie wird also nicht durch die Vorrichtung definiert, sondern
ist in Abhängigkeit von den jeweiligen Verfahrensbedingungen mehr oder weniger Undefiniert und nicht einstellbar.
Das gilt im Prinzip auch für die bekannten Dosiereinrichtungen mit einer Bläde-Klinge bei durch eine Walze gestützter
Materi alb ahn.
Je nach Druckhöhe und Stellung der Dosiereinrichtung zur Oberfläche der beschichteten Materialbahn, verbleibt eine
mehr oder weniger starke Schicht auf der Warenbahn. Bladeklinge und auch Rakelstäbe sind, für sich betrachtet,
keine ausreichend stabilen Werkzeuge zur Einstellung einer Spaltgeometrie und bedürfen außerdem Halterungen
und Führungen, die ihnen die erforderliche Geradlinigkeit, Verbiegungsfestigkeit und Resistenz gegenüber dem hydrodynamischen
Gegendruck der Beschichtungsmasse verleihen.
Besonders hohe Anforderungen bestehen an die Ausführungen
derartiger Halterungen. Bei den heute üblichen Bahnbreiten von mehreren Metern und BahngGschwindigkeiten bis zu
1.200 m/Min, können die Anforderungen nur bis zu einem gewissen Gerade durch entsprechende konstruktive Gestaltungen
erfüllt werden. Das hat zur Folge, daß die bekannten Dosiereinrichtungen insbesondere dann nicht befriedigen, wenn zur
Erzielung hoher Auftragsgewichte die bekannten Bladeklingen mit einem kleinen Anstellwinkel und geringem Anpreßdruck
an die Bahn angelegt werden. Unter diesen Bedingungen bildet sich eine Abstreiffläche oder -zone aus, in der
Abstreifer an die Bahnoberfläche anliegt. Es kommt dabei sehr bald zu einem Zustand, bei dem Klingenkräfte dem
höheren Farbdruck partiell nicht standhalten und sich ein unterschiedliches Auftragsgewicht quer zur Bahn einstellt.
Auch schon geringe Abweichungen in der Geradlinigkeit, durch Fertigungstoleranzen oder durch andere Ursachen
bedingt, führen zu erheblichen Schwankungen der Auftragsmengen quer zur Bahn nach der Dosierung. Man hat versucht,
die Geradlinigkeit durch Unterstützung z.B. der Bladeklinge mit Hilfe von Druckschläuchen zu verbessern. Diese
Ergebnisse sind, insbesondere bei größeren Bahnbreiten, unbefriedigend.
Die z.Zt. möglichen und üblichen Beschichtungsanlagen
können Arbeitsbreiten bis zu 6.000 mm aufweisen. Die
Arbeitsgeschwindigkeiten und die Auftragsgewichte sind
stark von den Sorten und den gewünschten Eigenschaften abhängig. Sie betragen beispielsweise für: LWC-Papier
(LWC ist abgeleitet von lightweight coated) bis zu 1.300 m/Min, mit Auftragsgewichten bis zu 10 g/qm und
Seite; für Karton beispielsweise bis 250 m/Min, mit Auftragsgewichten von etwa 30 g/qm je Seite und für
sogenannte Kunstdruckpapiere bis 600 m/Min, mit Auftragsgewichten von etwa 25 g/qm und Seite.
Im Rahmen systematischer Untersuchungen wurde festgestellt,
daß der genauen Spaltgeometrie eine erhebliche Bedeutung zukommt und es deshalb wünschenswert ist, diese Spaltgeometrie
definiert auszubilden und mit deren Hilfe den hydrodynamischen Druck im gesamten Einlaufspalt
zu steuern.
Die Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Abstreifvorrichtung
zu schaffen, die es ermöglicht das Naßauftragsgewicht auf beschichteten Bahnen mit großer Genauigkeit
einzustellen, durch Steuerung des hydrodynamischen Druckes der Beschichtungsmasse zwischen laufender Bahn und festem
Abstreifer.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Regulierung des Auftragsgewichtes von Beschichtungen
auf in laufender Bahn geführtem Material, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen mit einer die laufende Bahn
auf der unbeschichteten Seite stützenden Walze, die einen Radius von 150-500 mm und eine elastische Oberfläche mit
einer Härte von 82-34 Einheiten Shore A aufweist und einen sich während der Einwirkung auf die Beschichtung in Ruhe
befindlichen Abstreifer, der auf der Einlaufseite eine
gekrümmte Einlaufflanke aufweist, deren an die Warenbahn anliegendes Ende scharfkantig ausgebildet ist und der
Abstreifer über den Anlegepunkt an die Warenbahn als Drehpunkt schwenkbar ausgebildet ist. Das Kennzeichnende der erfindungs-
gemäßen Lösung besteht darin, daß der in sich starre Abstreifer eine konkav gekrümmte Einlaufflanke mit einem Krümmungsradius
gleich oder geringfügig kleiner oder größer als der Krümmungsradius der Stützwalze aufweist und die Länge der
Einlaufflanke von 10-250 mm beträgt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung sind in den
Unteransprüchen beschrieben.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen konstruktiven Ausgestaltung der Dosiervorrichtung besteht darin, daß die Geometrie des
Einlaufspaltes zwischen Stützwalze und Abstreifer für jeden
Anstellwinkel des Abstreifers festliegt und am Ende des Einlaufspaltes eine schmale Auflagelinie vorhanden ist
und sich keine Auflagezone des Abstreifers ausbildet, wenn dieser mit einem Druck an die Bahn angepreßt wird,
der ausreichend ist den hydrodynamischen Druck der Streichfarbe zu kompensieren. Die Spaltgeometrie ist somit
abgesehen vom Anstellwinkel unabhängig von den jeweiligen Verfahrensbedingungen beim Dosieren.
Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Schnitt-Zeichnungen
und weiterer Abbildungen noch detaillierter erläutert.
Figur 1 zeigt im Schnitt schematisch eine Anordnung und
Ausführung einer erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung mit einer Bahnbeschichtungsanlage.
Figur 2 zeigt im Schnitt schematisch die Kombination des Abstreiferblockes mit eingelegtem anliegenden Stahlblatt.
Figur 2 zeigt im Schnitt schematisch die Kombination des Abstreiferblockes mit eingelegtem anliegenden Stahlblatt.
Figur 3 zeigt schematisch die Anordnung von Stanzzungen im einlegbaren Stahlblatt.
Figur 4 zeigt im Schnitt die Ausführung des Abstreifers mit aufgesetzter Abschlußleiste.
Figur 1 : Eine Materialbahn, beispielsweise eine Papieroder
Kartonbahn 1, wird über eine Umlenkwalze 3 an die
Stützwalze 2 herangeführt, umschlingt diese und wird über eine weitere Umlenkwalze 3 wieder abgeführt und
gelangt in anschließende Teile der Beschichtü'ngsanlage, beispielsweise einen nicht gezeigten Trockner. Mit Hilfe
eines üblichen und bekannten Auftragswerkes 4 mit einem Trog 9 für die Beschichtungsmasse wird ein Überschuß an
Beschichtungsmasse auf die Bahn aufgebracht und mit dem Abstreifer 5 von der Bahn 1 entfernt. Die abgestreifte
Beschichtungsmasse gelangt in eine nicht gezeigte Auffangwanne. Auf der Bahn 1 verbleibt hinter dem Abstreifer 5 .
die eingestellte Beschichtungsstärke 8. Der Abstreifer 5 liegt am Punkt 6 an der Bahnoberfläche auf. Die Stützwalze
2, der Abstreifer 5 und das nur beispielhaft und schematisch wiedergegebene Auftragswerk 4 sind in einer
stabilen Stuhlung untergebracht, die die erforderlichen Antriebseinrichtungen für das Auftragswerk 4 und die
Stützwalze 2 enthalten, über beidseitige Lagerungen des
Abstreifers 5 in der Stuhlung wird das Anlegen des Abstreifers an die Bahnoberfläche im Punkt 6 erreicht.
Die Lagerungen sind so ausgebildet, daß der Abstreifer um den Anlegepunkt (6) als Drehpunkt schwenkbar ist, um den
Einlaufspalt zwischen Bahnoberfläche und konkav gekrümmter Einlaufflanke (7) des Abstreifers genau einstellen zu können,
Die zur exakten und reproduzierbaren Einstellung des Abstreifers (5) erforderlichen Einrichtungen sind in oder
an der Stuhlung untergebracht. Der gewünschte Anpreßdruck an die Bahn auf der Stützwalze wird über die beidseitigen
Enden des Abstreifers (5) mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch erzeugt. Derartige Einrichtungen sind bekannt.
In der Praxis haben sich pneumatische Anlagen besser bewährt als mechanische oder hydraulische, sie sind deshalb bevorzugt
bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Durch das Anlegen des Abstreifers (5) mit dem Ende (6)
der Einlaufflanke (7) an die Bahn und Einstellen eines flachen Anlagewinkels wird eine über eine längere Strecke
fortschreitende Annäherung der Einlaufflanke (7) an die
von der Stützwalze (2) getragene beschichtete Bahn (1) erreicht und ein sichelförmiger Einlaufspalt ausgebildet,
dessen Geometrie durch die Krümmungsradien der Stützwalze (2) und der Einlaufflanke (7) des Abstreifers und dem Anstellwinkel
bestimmt wird. Durch die konkave Krümmung wird einerseits eine langsame Verengung des Keilspaltes erreicht,
andererseits verhindert diese Krümmung die Ausbildung einer größeren Auflagefläche am Spaltende, wie sie sich
bei einem Blade-Streichmesser und flachem Anstellwinkel zwangsläufig ausbildet. Die Spaltgeometrie wird durch
die Vorrichtung bestimmt, ist reproduzierbar einzustellen und unabhängig von den Verfahrensbedingungen wie Arbeitsgeschwindigkeit, reologischen Eigenschaften und Menge
der Streichmasse auf der Papierbahn usw. Durch eine in sich starre Ausbildung des Abstreifers (5), mittels eines entsprechenden
Querschnitts, ist ein gleichmäßiges Anliegen des Abstreifers über die gesamte Bahnbreite auch bei
größeren Arbeitsbreiten gewährleistet. Der genaue Querschnitt des Abstreifers (5) ist nicht kritisch, entscheidend
ist, daß er_eine konkav gekrümmte Einlaufflanke (7) entsprechender
Länge mit einem scharfkantigen Ende (6) aufweist. Bevorzugt sind ein keilförmiger oder rechteckiger
Querschnitt. Der Abstreifer kann massiv oder als Hohlprofil ausgebildet sein. Die Wandstärke des Hohlprofils und Größe
werden ebenso, wie bei vollem Material so dimensioniert, daß bei gegebener Arbeitsbreite der Abstreifer (5) in sich
starr ist und Durchbiegungen in der Bahnmitte vermieden werden. Die Länge der Einlaufflanke kann 10-250 mm, vorzugsweise
25-230 mm, ganz bevorzugt 50-200 mm oder aber 80-150 mm betragen. Bei größeren Durchmessern der
Stützwalze sind größere Längen der Einlaufflanken günstig. Mit steigender Arbeitsbreite sind ebenfalls größere
Flankenlängen sinnvoll, um eine in sich starre Ausbildung des Abstreifers (5) zu erreichen. Gegebenenfalls sind
- Ιοί zusätzliche versteifende Elemente vorgesehen, um den
Abstreifer in sich starr zu gestalten. Der Abstreifer (5) besteht aus einem beständigen Material ausreichender
mechanischer Festigkeit, beispielsweise Stahl oder beschichteten Metall-Legierungen oder entsprechend
stabilem Kunststoff. \'·
Der Radius der Stützwalze (2) beträgt je nach Arbeitsbreite 150-500 mm, wobei in der Regel größere Arbeitsbreiten
größere Radien erfordern, um Durchbiegungen zu vermeiden. Die Stützwalze (2) weist auf einem harten Kern
einen elastischen Belag auf. Dafür geeignet sind synthetische Kautschuktypen oder synthetische Polymere
mit der notwendigen Elastizität. Die Oberflächenhärte der Stützwalze kann nach verschiedenen Meßmethoden bestimmt
werden. Gebräuchlich sind Plastometer nach Pusey & Johnes (P + J.-Einheiten, gemessen mit der 1/8"-Kugel) oder
Shore-Härtemeßgeräte (Shore A, gemessen mit Kegelstumpf). Die Oberflächenhärte der Stützwalze soll zwischen
82 und 34 Einheiten Shore A (= 40-197 P + J.-Einheiten) liegen. Bevorzugt werden 56-41 Einheiten Shore A (= 108-160
P + J.-Einheiten). Besonders geeignet sind Oberflächenhärten von 40-44 Einheiten Shore A (= 127-149 P + J).
Durch die Ausbildung eines engen sichelförmigen Keilspaltes entsprechender Länge baut sich im Einlaufspalt
ein sehr hoher hydrodynamischer Farbdruck auf, der entsprechend hohe Gegendrucke, d.h. Anpreßdruck des
Abstreifers (5) an die Bahnoberfläche im Anlagepunkt (6) erfordert. Um die erforderlichen Anpreßdrücke des
Abstreifers (5) in vernünftigen Grenzen zu halten, wird bei gewünschten niedrigen Auftragsgewichten der
Anstellwinkel des Abstreifers vergrößert, so daß sich
die Anfangsbreite des Einlaufspaltes vergrößert und der Druckaufbau im Sichelspalt in einem kürzeren Bereich
erfolgt. Um bei hohen Auftragsgewichten einen hohen Druckaufbau im Spalt zu erreichen und somit entsprechend
hohe Anpreßdrucke zu ermöglichen, wird ein flacher Anstellwinkel, d.h. ein enger langer Sichelspalt eingestellt.
Zwischen Bahnoberfläche und angepreßtem Abstreifer (5)
bildet sich in der Beschichtungsmasse ein hydrodynamischer Druck aus, der einen Gleitlagereffekt erzeugt. D.h., der
Abstreifer (5) schwimmt praktisch auf der Streichmasse und führt eine Art Vordosierung aus. Die eigentliche
Abstreiffläche am Ende der Einlaufflanke ist extrem schmal,
nahezu linienförmig. Diese Berührungszone ergibt die
endgültige Dosierung des Auftragsgewichtes und führt zu einer abschließenden Glättung der Beschichtungsoberflache.
Die sich ausbildenden großen hydrodynamischen Drucke bei dieser Anstellung des Abstreifers erfordern
auch bei hohen Auftragsgewichten, d.h. Trockenauftragsgewichten
zwischen 15 und 30 g/qm, die Naßauftragsgewichte liegen je nach Trockensubstanzgehalt der Beschichtungsmasse
entsprechend höher, noch erhebliche Anpreßdrucke des Abstreifers und es ist somit eine genaue Einstellung
möglich. Durch die in sich starre Ausbildung des Abstreifers ist ein partielles Ausweichen des Dosieraggregates nicht
möglich.
Die Figur 2 zeigt eine Ausführungsform des Abstreifers(5),
bei der in die Einlaufflanke (7) ein Stahlblatt (11)
eingelegt ist, das bei Bedarf ausgewechselt werden kann.
Auf diese Weise lassen sich Fehler durch Verschleißerscheinungen
der eigentlichen Abstreiferkante (6) am Ende der Einlaufflanke (7) vermeiden. Mikroskopische Untersuchungen
dieser Kante haben gezeigt, daß ein Anschleifen analog den bekannten Blade-Klingen nicht erforderlich ist, sondern
die normale scharfe Kante die besten Ergebnisse liefert. Es ist jedoch auch möglich, entsprechend angeschliffene
Klingen zu verwenden. Das Stahlblatt wird in die konvex gekrümmte Einlaufflanke so eingelegt, daß seine Kante
mit der Abstreifkante (6) abschließt. Es ist aber auch möglich, öfffi das Stahlblatt so einzulegen, daß es gering-
fügig über die Kante des Abstreifers hinausragt, beispielsweise
1-10 mm, um die Einlaufflanke zu verlängern. In
diesemFalle wird der Abstreifer mit dem Ende des eingelegten
Stahlblattes an die Bahnoberfläche angelegt und diese Auflagelinie dient als Drehachse für den Abstreifer.
Das in die Einlauf flanke (7) eingelegte Blatt. (11 ^vorzugsweise aus Federstahl, soll möglichst ganzflächig am
Abstreifer (5) anliegen und in dieser Position gehalten werden. Dies kann nach einer Aüsführungsform dadurch
geschehen, daß die Einlaufflanke (7) eine hinterstochene Nut (10) aufweist, in die Stanzzungen (12) des Stahlblattes
eingreifen und die Klinge unter Spannung angelegt halten. Es sind aber auch andere Befestigungs- und Haltevorrichtungen
brauchbar, sofern damit das Blatt in flächiger Anlage an der gekrümmten Einlaufflanke (7) des Abstreifers (5)
gehalten wird.
Figur 3 zeigt die Anordnung der Stanzzungen (12) im Stahlblatt (11) mittig in Abstand voneinander.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Abstreifers (5)
bei der als Verschleißelement eine Abschlußleiste (13) am Abstreifer (5) angeordnet und befestigt ist, die die
abschließende Kante (6) des Abstreifers (5) bildet. Da die eigentlich abstreifende Kante sehr schmal ist, kann
die Abschlußleiste (13) so dünn gewählt werden, daß kein dem Krümmungsradius der Einlaufflanke (7) entsprechender
Anschliff erforderlich ist. Es ist ausreichend und möglich Vierkantleisten aus entsprechend abriebsbeständigem
Material zu verwenden. Derartige Materialien sind beispielsweise Stahllegierungen, besonders harte Stahllegierungen
oder andere abriebbeständige Materialien.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird an folgendem Beispiel näher beschrieben:
Ein sogenanntes Streichrohpapier mit einem Flächengewicht
von 75 g/qm soll mit A) 10 g/qm bzw. B) 25 g/qm einer Beschxchtungsmasse folgender Zusammensetzung beschichtet
werden:
■ 100 Teile Pigment (Clay, Kreide, Satinweiß) 10 Teile Bindemittel, z.B. carboxylierter Styrol-Butadienlatex
mit 50% Trockensubstanz. 4 Teile lösliches Bindemittel, z.B. Kasein
1 Teil Alkalilauge, z.B. 25%ige NaOH 74 Teile Wasser
Die Streichfarbe enthält ferner die erforderlichen Anteile
an Dispergierhilf smittel(£nt schäumer und weiteren üblichen
Zusätzen.
Die Beschichtungsanlage hat die in Figur 1 wiedergegebene Anordnung. Die Bahnbreite beträgt 315 cm. Als Abstreifer
wird eine Ausbildung gemäß Figur 2 mit eingelegtem Blatt aus Federstahl verwendet. Der Abstreifer hat eine konkav
gekrümmte Einlaufflanke mit einem Krümmungsradius von 250 mm und ist 200 mm lang. Die Stützwalze hat einen
Durchmesser von 500 mm, die Oberflächenhärte beträgt 46 Einheiten Shore A (140P+ J.-Einheiten).
Bei einer Bahngeschwindigkeit von 500 m/Min, wird zunächst
mittels einer üblichen Tauchwalze ein Überschuß an Beschichtungsmaterial aufgebracht und durch den Abstreifer
wieder entfernt. Dazu wird das scharfkantige Ende des Abstreifers ah die beschichtete Bahnoberfläche unter einem
flachen Winkel mit einem solchen Druck an die beschichtete Bahnoberfläche angepreßt, daß der sich in dem sichelförmigen
Einlaufspalt aufbauende hydrodynamische Druck des Beschichtungsmaterials so kompensiert wird, daß im
Betriebszustand zwischen der Abstreiferkante und der Stützwalzenoberfläche ein enger Spalt entsteht, den die
beschichtete Bahn einer definiert eingestellten Auftragsstärke und glatter Oberfläche passiert.
Das niedrige Auftragsgewicht A von 10 g/qm ist eine Menge,
zu dessen Dosierung sich das bekannte Blade als besonders geeignet erwiesen hat. Dieser Abstreifertyp entwickelt
seine Vorzüge bei steilem Anstellwinkel der Klinge und
-12,-
hohem Anpreßdruck. Eine vergleichbare Wirkung wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht; wenn der
Anstellwinkel größer ist, so daß sich eine kürze Einlaufzone
mit Druckaufbau in der Streichfarbe ausbildet. Bei einem pneumatisch an dem seitlichen Ende des Abstreifers
in der Stuhlung gegen die Stützwalze erzeugten Anpreßdruck von etwa 3 kN/m (Liniendruck wird im vorliegenden
Fall ein Naßauftrag erreicht, der im getrockneten Zustand (6% Feuchte) 10 g/qm beträgt. Das Auftragsgewicht
wurde zur Kontrolle jeweils auf gleicher Bahnhöhe an den Außenkanten und in der Bahnmitte ermittelt. Die Mittelwerte
aus mehreren Messungen ergaben: Bahnaußenkanten 10,0 g/qm und 10,1 g/qm, Bahnmitte 1O,0 g/qm.
Die maximalen Abweichungen der Einzelmessungen untereinander betrugen 0,5 g/qm. Diese Auswertung zeigt die gute Gewichtskonstanz
quer zur Bahn.
Das höhere Auftragsgewicht B von 25 g/qm ist eine Menge, zu dessen Dosierung sich ein Blade wegen des erforderlichen
geringen Anstellwinkels und des niedrigen Anpreßdruckes weniger gut eignet. Üblicherweise werden dafür andere
Auftragseinrichtungen benötigt, beispielsweise ein Walzenauftragswerk. Erfindungsgemäß wird nun mit der gleichen
Dosiereinrichtung, mit der ein niedriges Auftragsgewicht erreicht wurde, durch flacheres Anstellen des Abstreifers
und Ausbilden eines langen sichelförmigen Einlaufspaltes in dem sich in der Beschichtungsmasse ein hydrodynamischer
Druck aufbaut, auch ein höheres Auftragsgewicht möglich, ohne daß der Anpreßdruck wesentlich verringert werden
muß. Die gute Einstellbarkeit des Abstreifers hat zur Folge, daß nur akzeptierbare GewichtsSchwankungen quer
zur Bahn auftreten. Die hohen Qualitätsanforderungen haben
den tolerierbaren Bereich der Gewichtsabweichungen sehr stark eingeengt. Aus Gründen der Rationalisierung sind
die Arbeitsbreiten der Anlagen ständig vergrößert worden, wobei mit den herkömmlichen Dosiereinrichtungen Gewichtsabweichungen
quer zur Bahn zwangsläufig in Kauf genommen
werden mußten. Dieser Nachteil wird nun durch die Erfindung überwunden. Bei einem an den seitlichen Enden
des Abstreifers in der Stuhlung gegen die Stützwalze erzeugten Anpreßdruck von etwa 3 kN/m (Liniendruck)
wird im vorliegenden Fall ein Naßauftrag erreicht, der im getrockneten Zustand (6% Feuchte) 25 g/qm
beträgt. Das Auftragsgewicht wurde zur Kontrolle jeweils auf gleicher Bahnhöhe an den Außenkanten und in der Bahnmitte
ermittelt. Die Mittelwerte aus mehreren Messungen ergaben:
Bahnaußenkanten 25 g/qm und 24,5 g/qm, Bahnmitte 24 g/qm.
Die maximalen Abweichungen der Einzelmessungen untereinander betrugen 2 g/qm. Die Auswertung zeigt die gute Gewichtskonstanz quer zur Bahn.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht darin, daß unabhängig vom gewünschten Auftragsgewicht stets ein solcher Anpreßdruck wählbar ist, der eine
exakte Ausbildung des Spaltes quer zur Bahn auch bei größeren Arbeitsbreiten ermöglicht. Voraussetzung dafür
ist die richtige Elastizität der Stützwalzenoberfläche, die die Ausbildung eines sichelförmigen reproduzierbar
einstellbaren Einlaufspaltes und eines kurzen eigentlichen Abstreifbereiches an der Auflagenkante des Abstreifers
ermöglichen muß und weiterhin der in sich starre Abstreifer mit einer konkav gekrümmten Einlaufflanke. Der Anpreßdruck
sollte mit Rücksicht auf den konstruktiven Aufwand von Abstreiferstützwalze und deren Lagerungen in der
Stuhlung möglichst niedrig sein, er muß jedoch so groß sein, daß mindestens der sich bei den heute üblichen
Bahngeschwindigkeiten bis zu 1.200 m/Min, aufbauende hydrodynamische Druck der Beschichtung kompensiert wird
und die Einstellung mit ausreichender Reproduzierbarkeit möglich ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen
Vorrichtung besteht darin, daß mit nur einer Vorrichtung
stark unterschiedliche Auftragsgewichte mit geringeren Schwankungen als bisher üblich, insbesondere bei großen
Arbeitsbreiten möglich sind. Dabei werden Qualitäten in Oberfläche und Durchsicht der Beschichtung erreicht, wie
sie bisher nur mit unterschiedlichen, an hohe oder niedrige Auftrags gewich te speziell angepaßteV-Dosiereinrichtungen
möglich waren. Der Vorteil des erfindungsgemäß in sich starren Abstreifers mit konkav gekrümmter, langer
Einlaufflanke besteht darin, daß er nicht nur ohne größere Schwierigkeiten mit der erforderlichen Genauigkeit herstellbar
ist, sondern auch mit großer Genauigkeit und Reproduzierbarkeit quer zur Bahn einstellbar ist.
Der sich während des Betriebes zwischen Stützwalze und Abstreifer mit Beschichtungsmasse mehr oder weniger weit
gefüllte sichelförmige Einlaufspalt ist insbesondere an der Endkante des Abstreifers an jeder Stelle quer zur
Bahn gleich dick und ermöglicht geringere Abweichungen vom Sollgewicht, als es mit den bisher bekannten Dosiereinrichtungen
möglich war.
-17-Be Zugs Zeichenliste
1 Materialbahn, beispielsweise Karton oder Papier
2 Stützwalze mit elastischer Oberfläche
3 Umlenkwalzen, Leitwalzen 4 Auftragswerk
5 Abstreifer
6 scharfkantiges Ende der Einlaufflanke, Auflagelinie,
Drehachse
7 gekrümmte Einlaufflanke des Abstreifers
8 eingestellte Auftragsstärke auf der beschichteten Bahn
9 offener Trog für die Beschichtungsmasse
10 Nut im Abstreifer
11 eingelegtes Stahlblatt, Blade-Klinge
12 Stanzzungen im Stahlblatt 13 Leiste, Abschlußleiste
Leerseite
Claims (5)
- ZANDERS Feinpapiere AG, Bergisch GladbachVorrichtung zur Regulierung des Auftragsgewichtes von Beschichtungen .auf. .in laufender Bahn geführtem Material,PatentansprücheΓ 1.J Vorrichtung zur Regulierung des Auftragsgewichtes von V—«^ Beschichtungen auf in laufender Bahn geführtem Material,a) mit einer die laufende Bahn auf der unbeschichteten Seite stützenden Walze,aa) die einen Radius von 150-500 mm und ab) eine elastische Oberfläche mit einer Härte von 82-34 Einheiten Shore A aufweist, undb) einen sich während der Einwirkung auf die Beschichtung in Ruhe befindlichen Abstreifer,ba) der auf der Einlaufseite eine gekrümmte Einlaufflanke aufweist,bb) deren an die Warenbahn anliegendes Ende scharfkantig ausgebildet ist undc) der Abstreifer über den Anlegepunkt an die Warenbahn als Drehpunkt schwenkbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daßd) der in sich starre Abstreifer (5) eine konkav gekrümmte Einlaufflanke (7),da) mit einem Krümmungsradius, der gleich oder geringfügig kleiner oder größer als der Krümmungsradius der Stützwalze (2) ist, aufweist,e) die Länge der Einlaufflanke (7) von 10-250 mm beträgt.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch "!,dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge der Einlaufflanke (7) 5O-2ÖO mm beträgt. - 3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 oder 2, da.'· durch gekennzeichnet, .s.daß in die konkav gekrümmte Einlaufflanke (7) des Abstreifers (5) ein an diesem anliegendes Stahlblatt (11) eingelegt ist.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß das Stahlblatt (11) mittig in Abständen, voneinander angeordnete Stanzzungen (12) aufweist, die in eine hinterstochene Nut (10) in der Einlaufflanke (7) des Abstreifers (5) eingreifen und das Stahlblatt (11) in seiner Position halten.
- 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß das den Anliegepunkt bildende Ende (6) der Einlaufflanke (7) durch eine am Abstreifer (5) befestigte Abschlußleiste (13) gebildet wird.
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