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Vorrichtung für das Aufbringen einer steuer-
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baren Schicht eines Sättigungs- oder Beschichtungsmittels mittels
eines freifallenden Vorhangs und Verfahren hierfür Die Erfindung richtet sich auf
eine Materialbahn-Saturier-oder Beschichtungsanlage, die eine diese passierende
Bahn (web) aufnimmt und diese saturiert oder beschichtet, ehe sie einem anderen
Arbeitsgang, wie z. B. einer Trocknung, zugeführt wird.
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Die Erfindung selbst bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren
für die Saturierung oder Beschichtung einer durchlaufenden Materialbahn mittels
eines gesteuerten Vorhangs des Saturier- oder Beschichtungsmittels.
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Die Materialbahn (web) wird durch ein,gesteuert über eine geneigte
Gleitbahn kaskadenartig ablaufendes,Saturiermittel behandelt und in Form eines freifallenden,
vertikalen Saturiermittelvorhangs aufgetragen, welcher auf die durchlaufende Bahn
so auftrifft, daß auf dieser eine Schicht gebildet und/oder diese durchgehend saturiert
wird, dies entsprechend der besonderen Eigenschaften des Saturiermittels und/oder
der Materialbahn, und/oder der Nutzung verschiedener Absaugvorrichtungen entsprechend
der gewünschten Eigenschaften des Endprodukts.
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Die Vorrichtung kann einzeln eingesetzt werden, um eine einlagige
Beschichtung, wie z.B. ein Bindemittel auf die durchlaufende Bahn aufzutragen, oder
es können auch mehrere Apparate in Tandem eingesetzt werden, um nacheinander eine
Mehrzahl von Beschichtungslagen darauf aufzubringen.
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Und, wenn gewünscht, kann der Apparat auch mit einer Reihe von Absaug-
oder Unterdruckvorrichtunqen zur präziseren Konditionierung der Materialbahn mittels
weiterer Arbeitsgänge, mit denen variierende Unterdrücke appliziert werden,
zusammenwirken.
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Hauptaufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Saturation oder
Beschichtung einer durchlaufenden Materialbahn mit einer Lage oder Lagen eines geeigneten
Flüssigkeitsgemisches, wie z.B. einem Bindemittel, zu schaffen, welches die Verfahrensschritte
vorsieht, Bewegen der Materialbahn entlang einer durch Behandlungsbereich führenden
Strecke, Bildung eines freifallenden Vorhangs des Saturierungs- oder Beschichtungsmittels
im Behandlungsbereich, quer zum Weg der Materialbahn, und Auftreffen desselben auf
die durchlaufende Materialbahn.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung Mittel
für die Bildung eines freifallenden , vertikalen Vorhangs, einschließlich eines
Behälters oder Tanks oder einer Vertiefung für die Aufnahme der Saturierungs- oder
Beschichtungszusammensetzung, und Ablauf derselben durch einen unter Druck stehenden
Stoffauflaufkasten, über einen Wall an der stromab führenden Seite, und entlang
einer schräg abfallenden Gleitbahn, durch eine benachbart der Gleitbahn angeordnete
Stauvorrichtung, die Gleitbahn endend in einer entlang der untersten Kante angeordneten
Lippe, von der die Flüssigkeit durch Schwerkraft in einem vertikal ausgerichteten
Vorhang auf die darunter durchlaufende Materialbahn fällt.
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Eine Druckkammer ist vorgesehen, um den Auslauf einer gesteuerten,
erhöhten Menge des Bindemittels auf die Materialbahn zu ermöglichen.
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Zusätzlich ist die Vorrichtung mit einer Lippe ausgestattet, die über
die gesamte Maschinenbreite und relativ zur abwärts geneigten Gleitbahn gleichmässig
verstellt werden kann, und mit einer mechanischen Hubvorrichtung oberhalb des Luftspalts
für die Steuerung der Durchlaßöffnung der Stauvorrichtung zwischen Lippe und Gleitbahn.
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Die Einstellung kann auch mittels einer Anzahl von Mikro-Einstellelementen
erfolgen, die über die Maschinenbreite in Abständen angeordnet sind, um die Auslaufmenge
des Bindemittels an der Einstell-Lippenöffnung über die Maschinenbreite veränderbar
zu gestalten, wodurch ein relativ starker oder schwacher Auslauf des Bindesmittels
mittig der Materialbahn und/oder an einer Seite der Mittellinie derselben und/oder
an einer Seitenkante der Bahn möglich ist Vorteilhafterweise können auch Mittel
für die Veränderung des vertikalen Abstands zwischen dem Ende der Lippe und der
durchlaufenden Materialbahn vorgesehen werden, dadurch Regulierung der Vorhanghöhe,
der Distanz also, über die der freie Fall erfolgt und dies in Abhängigkeit von der
speziellen, vorgesehenen Anwendung und der besonderen zur Verwendung kommenden,
flüssigen Zusammensetzung.
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Bei der Auswahl des jeweiligen Optimums an Höhe für eine bestimmte
Anwendung ist das Hauptkriterium, daß die Höhe so klein als praktisch möglich gehalten
wird, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Je größer die Höhe, umso mehr besteht
die Wahrscheinlichkeit der Beeinflussung durch Umgebungs-Luftströmungen, die Fluktuation
des Vorhangs und damit zusammenhängend, unerwünschte Schwankungen in der auf die
Materialbahn aufgetragenen Lage oder Schicht hervorrufen.
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Die vertikale Höhe ist dem Gebot entsprechend zu wählen, wonach der
freifallende Vorhang beim Auftreffen ein solches Momentum haben muß, daß eine jede
Luftbarriere durchbrochen oder zumindest durchbrochen wird, um die erforderliche
Anhaftung an der Materialbahn oder das Durchdringen durch diese zu bewirken. Es
kann festgestellt werden, daß sich jede Luftbarriere durch so unterschiedliche Einflüsse,
wie Oberflächenbeschaffenheit des zu behandelnden Materials, und Geschwindigkeit,
mit der das zu behandelnde Material in Relation zur Vorrichtung vorwärts bewegt
wird, verändern kann.
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Der Momentensatz, als das Produkt von Geschwindigkeit und Masse, lehrt,
daß wenn die Durchflußmenge bei Konstanthaltung der Bahngeschwindigkeit der Materialbahn
reduziert wird, die Höhe des freien Falls normalerweise erhöht werden muß, um die
Auftreffgeschwindigkeit zu steigern, und um dem freifallenden Vorhang ein derart
ausreichendes Momentum zu verleihen, ohne Zerreißen die Luftbarriere zu durchdringen.
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Die hier anliegenden Zeichnungen dienen der Erläuterung des Verfahrens
und der Vorrichtung vorliegender Erfindung, und zwar zeigt -Figur 1 einen Aufriß
der Vorrichtung im Schnitt, und Figur 2 eine Schnittansicht einer typischen, so
behandelten Bahn (web), darstellend die Wirkung bei Veränderungen in der Menge des
Bindemittelauftrags auf dieser.
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Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung besitzt ein Paar,
im Abstand voneinander angeordneter,sich vertikal nach oben erstreckender, Ständer
10, die auf einem Boden F beidseits eines Transportsiebes oder Transportbandes B,
auf welchem eine Materialbahn (web) oder ein zu bearbeitendes Material W vorbei
an oder unterhalb des noch zu beschreibenden Behandlungsmechanismus des Apparats
bewegt wird, ruhen.
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Auf beiden Ständern ist je ein sich nach oben öffnender Gabelkopf
14 angeordnet, durch den je ein Drehzapfen 16 für die schwenkbare Aufnahme und Lagerung
eines Tragfußes 18 auf beiden Seiten - der Bedienungs- und Antriebsseite - der Maschine
geführt ist.
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Ebenfalls zur vertikalen Abstützung ist auf beiden Ständern 10 beidseitig
der Vorrichtung je ein Luftkissen 20 angeordnet, beide Luftkissen ventilgesteuert
mit einer nichtdargestellten Luftversorgung über ebenfalls nicht-
dargestellte
Mittel in Verbindung stehend, womit Druckluft für noch zu beschreibende Zwecke den
Luftkissen zugeführt oder von diesen abgeführt werden kann.
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Je ein verstellbarer Hubmechanismus 21 kann auf beiden Ständern zum
Anheben des Auftragsbehälters vorgesehen werden.
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Im Abstand oberhalb der Ständer 10, sowie des Bandes B und der Materialbahn
W, ist ein horizontal sich erstreckender Auflaufkasten 22 angeordnet, der sich mittig
durch einen Auftragsbehälter erstreckt, definiert durch eine sich auf einem unteren
Rahmenteil 26 abstützende Bodenwandung 24, eine querlaufende , vertikale Rückwand
28, eine schrägabfallende, vordere Wandung oder Gleitbahn 30, und nach innen konvergierende
vordere und hintere Wandungen 32 bzw. 34, wobei diese vorderen und hinteren Wandungen
mit ihren unteren Ende auf sich gegenüberliegenden Seiten eines Schlitzes 36 aufliegen,
der sich durch den obersten Teil des Auflaufkastens 22 erstreckt.
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Die Seitenwandungen 38 auf beiden, gegenüberliegenden Seiten des Auftragsbehälters
vervollständigen deren Verkleidung, wobei dessen Wandungen auf herkömmliche Weise
miteinander verbunden sind, und eine unitäre Konstruktion bildetn.
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Wenn gewünscht, kann der oben durch den Auflaufkasten hindurchführende
Schlitz 36 auch durch eine Anzahl abständlich voneinander angeordneter Öffnungen
ersetzt werden.
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Der Auflaufkasten 22 erstreckt sich auf einer Seite durch die Seitenwandung
der Verkleidung nach außen, und wird an dem herausragenden Teil in sogenannter seitlicher
Zuführung von einer nicht-dargestellten Quelle nachgefüllt.
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Durch die bisher beschriebenen Mittel kann die Verkleidung oder das
Gehäuse über die Drehzapfen 16 durch Druckerhöhung oder Druckabsenkung in den Luftkissen
20 angehoben oder abgesenkt werden, um einen ungehinderten Zugang zum Transportsieb
B für das Einführen oder andere Zwecke, als auch für das Verändern des vertikalen
Abstands zwischen der Lippenkante am unteren Ende der Gleitbahn und dem Transportsieb
zu ermöglichen.
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Oberhalb des Auftragsbehälters ist eine druckfeste Kammer angeordnet,
abgegrenzt durch Seitenwandungen 42, die sich von den jeweiligen Seitenwandungen
38 nach oben erstrecken und mit diesen verbunden sind, eine Deckplatte 44, die quer
über den Apparat verläuft, deren vorderer Teil 46 an einem Drehpunkt 48 endet, und
deren hinterer Teil 50 mit der hinteren, oberen Wandung 34 verbunden ist und eine
untere Wandung 52, die quer über den Apparat verläuft und sich vom Drehpunkt 48
bis zu einer nach unten gerichteten Lippe 54 erstreckt.
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Die innenseitige Wandung einer Lippe 54 besitzt eine quer sich erstreckende
Dichtlippe 56, derart, daß die Druckkammer wirkungsvoll abgedichtet ist.
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Der Drehpunkt 48 trägt einen Drehzapfen 58, durch den die untere Wandung
52 schwenkbar bewegt werden kann, womit die Lippe 54 in Richtung auf die Außenfläche
der schräg abfallenden, vorderen Wandung 30 und von dieser weg verstellt werden
kann und damit eine Führung 56 gebildet wird.
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Der Drehpunkt 48 stützt sich an einem Paar vertikal herabhängender
Trägerarme 60 ab, die sich nach unten erstrecken von einem Drehpunkt 62 eines zugeordneten
Paars horizontal verlaufender Stangen 64, die aus jeweils zugeordneten, auf der
Deckplatte 44 angeordneten Antriebselementen 68 herausgeführt sind und in durch
den Pfeil a gekennzeichneten Richtungen vor- und rückwärts bewegt werden können.
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Wahlweise Betätigung der Antriebselemente 68 bewegt die Stangen 54
vorwärts und rückwärts und steuert die Bewegung der Lippe 54 in Richtung auf die
Führung 56 und von dieser weg, und steuert somit den Stau für die Regelung des durchfließenden
Materials.
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Druckluft wird in die Gasdruckkammer über einen Anschluß 70 zugeführt,
und ein Füllstandskontroll-Blasloch 72 ermöglicht die Einhaltung eines Stoffpegels
L, unter dem durch die Druckluft eingebrachten Druck. Der Füllstand wird so eingehalten,
daß eben gerade noch die Schwelle oder der überlauf 74 untergetaucht bleibt, die
oder der durch den Scheitelpunkt der vorderen Wandung 30 und die vordere obere Wandung
32 gekennzeichnet ist, über den die Flüssigkeit von oberhalb des Auslaufkastens
22, durch den Schlitz (oder die Öffnungen)36 in und aus dem Schacht oberhalb desselben,
und dann über die Schwelle und nach unten entlang der Gleitbahn fließt.
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Die üblichen Bedienungsplätze und die Seitenbegrenzungen (nicht dargestellt)
sind auf beiden Seiten der vorderen Wandung angeordnet, wobei die Randbegrenzungen
nach innen und außen zur ans ich bekannten Änderung der Arbeitsbreite verstellbar
sind.
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Die Höhe des freifallenden Vorhangs, d.h. der vertikale Abstand von
der Lippe zur Materialbahn, über welchem der freie Fall erfolgt, kann zur Anpassung
an die Art der speziellen Anwendung und der besonderen, dafür zur Verwendung kommenden,
flüssigen Zusammensetzung variiert werden, jedoch wird vorzugsweise die Höhe so
klein als praktisch möglich gehalten. Je höher der Vorhang, umso größer ist Gelegenheit
für Umgebungsluftströmungen, Fluktuationen des Vorhangs mit den daraus resultierenden
Auftreffabweichungen der Flüssigkeit auf der Materialbahn hervorzurufen.
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Unter typischen Betriebsbedingunqen liegt die Höhe des freifallenden
Vorhangs im Bereich von 1/4" bis 3/4", jedoch sind hier auch kleinere und größere
Höhen dem Buchstaben und dem Sinne nach inbegriffen.
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Das Beschichtungs- oder Saturiermittel wird kontinuierlich als Vorhang
in einer Menge zugeführt, die zumindest so groß ist, wie von der durchlaufenden
Materialbahn aufgenommen werden kann, und um die Lippe der Gleitbahn in einem engen
Abstand zur Oberfläche der durchlaufenden Bahn zu halten.
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Die Lage oder Schicht kann in jeder gewünschten Art und Weise ausgerichtet
sein; hier ist große Variationsbreite mit Bezug auf die Dicke und/oder Viskosität
der besonderen flüssigen Beschichtungszusammensetzung gegeben.
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Der Durchlaß zwischen Lippe und Führung ist so ausgelegt, daß die
Stoffaufnahmekammer einen geschlossenen Raum bildet, in dem sich ein Luftdruck über
den Drucklufteinlaß aufbauen kann.
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Es ist vorgesehen, daß der Stoff in dieser Kammer auch lediglich über
eine geeignete Stoff-Durchflußpumpe, und ohne Verwendung von Druckluft, wie dies
hierin dargestellt wird, unter Druck gehalten wird.
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In beiden Fällen sind die abdichtenden Mittel wirksam angeordnet,
um einen solchen Druck aufrechtzuerhalten.
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Die Mittel zur Abdichtung bestehen aus einem Gummi-Dichtstreifen.
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Zur Erhöhung der Masse des Apparats kann ein bestimmter innerer Raum
100 innerhalb des Gehäuses mit Beton gefüllt werden.
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Wie schematisch dargestellt, kann der Auftragapparat auch in Kombination
mit einer Reihe von Saug- oder Unterdruckkästen 90, 93 und 94 verwendet werden,
wobei der Saugkasten 90 vor dem Auftragbereich des Apparats angeordnet ist, um die
Bahn so zu konditionieren, daß ein Optimum- oder Minimum-Wassergehalt vor der Einleitung
des Saturationsschrittes erzielt wird, wobei dann der Saugkasten 92 im Auftragbereich
des Apparats angeordnet ist, um einen geringen Unterdruck zu erzeugen, der das Saturierungsmittel
durch die Materialbahn zieht und den überschuß an diesem Mittel von der Bahn entfernt,
und wobei der Saugkasten 94 außerhalb des Auftragbereichs angeordnet ist, um die
Feinabstimmung mit getrennter Steuerung des Unterdrucks für eine präzise Einhaltung
der gewünschten Saturierungsmittelmenge auf der Material-oder Papierbahn zu ermöglichen.
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Die Erfindung ist ohne Bezug auf eine spezielle Anwendungsart beschrieben
und dargestellt, obwohl sie so verstanden werden soll, daß ein weiterer Anwendungsbereich
für die Nutzung zum Vorteil auf zahlreichen Gebieten geboten wird, auf denen angestrebt
wird, eine überlagernde Schicht oder Lage einer flüssigen Beschichtungszusammensetzung
oder eine eines flüssigen Saturierungsmittels aufzubringen oder zu bewirken.
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Es ist darauf zu verweisen, daß die Erfindung nicht auf die besondere,
in diesem Ausführungsbeispiel dargestellte und beschriebene Konstruktion beschränkt
ist, sondern auch Varianten und gleichwertige Konstruktionen als in den Geist und
den Bereich der in den Ansprüchen definierten Erfindung einbezogen betrachtet.
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