DE3446757C2 - Streicheinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Streicheinrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Streicheinrichtung ist bekannt aus US 30 79 889. Bei dieser Einrichtung wird der Auftragsraum an der Seite, wo die Warenbahn in ihn einläuft, von einer Gleitdichtung, die mit der Warenbahn gebildet ist, begrenzt. Dies ist natürlich nachteilig, denn an dieser Stelle ist ja die Warenbahn noch trocken, so daß eine große Reibung auftritt und die Gefahr des Reißens der Bahn groß ist.

Diesem Problem hat man offensichtlich gemäß US 35 18 964 dadurch zu begegnen versucht, daß man die Streichmasse durch eine langgestreckte Kammer mit einer düsenartigen Mündung auf die Warenbahn aufgebracht hat, wobei dann überschüssige Streichmasse von dem eigentlichen Rakelelement abgestrichen wird. Diese Lösung verhindert offensichtlich nicht, daß die Warenbahn Luft mitreißen kann, welche sich zumindest zum Teil mit der Streichmasse vermischt, so daß kein einwandfrei glatter Strich gewährleistet ist.

Es ist andererseits durch US 42 50 211 bekannt, den Auftragsraum an der Seite, wo die Warenbahn in ihn einläuft, durch einen Spalt zu begrenzen, wobei durch diesen Spalt aus dem Auftragsraum entgegen der Laufrichtung der Warenbahn austretende Streichmasse eine Flüssigkeitsdichtung bildet, die die Luft von dem Auftragsraum fernhalten soll. Hierbei ist vorgesehen, daß Streichmasse in relativ starkem Maße über diesen Spalt austritt, und es wurde festgestellt, daß auch hierbei das Mitreißen von Luft nicht verhindert wird. Es muß ja dabei berücksichtigt werden, daß direkt an der Warenbahn die dort befindliche Grenzschicht der Luft etwa die gleiche Transportgeschwindigkeit hat wie die Warenbahn selbst. Dies führt zu einem Staudruck der mitgerissenen Luft, wenn sie auf die Streichmasse trifft, von etwa 40 mm WS (400 N/m²), so daß sie leicht in die Streichmasse eindringen kann, kurz nachdem die Streichmasse den genannten Spalt verlassen hat. Nachteilig ist dabei aber noch, daß durch diese Erscheinung aufgrund des Sperrstroms die von der Streichmasse benetzte Strecke der Warenbahn stark schwankt.

Auf einer Einrichtung gemäß der US 42 50 211 baut die gattungsbildende Einrichtung gemäß der US 44 52 833 auf. Bei diesem Düsenauftragswerk ist eine sackartige Kammer vorgesehen, deren Wände gegen die Papierbahn hin düsenartig konvergieren und in diesem Bereich einen Auftragsraum bilden. Diese Kammer wird im Überschuß mit einem Streichmassenstrom beschickt. Ein kleiner Teil des Streichmassenstroms schlägt sich im Auftragsraum auf der Papierbahn nieder. Eine Teilmenge des Überschusses tritt über die Endkante der Überlaufleiste aus dem Auftragsraum aus, während eine weitere Teilmenge des Überschusses über die Endkante der Dosierleiste austritt und durch einen Ableitkanal abgeführt wird. Die erstgenannte Teilmenge des Überschusses strömt somit beim Austreten aus dem Auftragsraum entgegen der Laufrichtung der Papierbahn, während die zweite Teilmenge beim Ausströmen mit der Laufrichtung der Papierbahn strömt. Es ist bekannt, daß man mit einem sehr starken Überschuß arbeiten muß. In der Praxis wird etwa die 20- bis 30fache Menge dem Auftragsraum zugeführt als tatsächlich auf der Bahn verbleibt. Die abzuführende Überschußmenge ist daher sehr groß. Dabei hat das Abführen dieser Überschußmenge von jeher Probleme bereitet. Die Größe dieses Volumenstromes führt in jedem Fall zu Turbulenzen im Auftragsraum, ganz gleichgültig, ob man den Überlaufstrom allein über die Überlaufkante der Überlaufleiste aus dem Auftragsraum austreten läßt, oder einen weiteren Teilstrom durch einen besonderen Ableitkanal. Durch den Luftzutritt in die in einem relativ großen Schwall über die Drosselleiste austretende Überschußmenge entstehen in jedem Falle im Auftragsraum unerwünschte Turbulenzen. Diese haben zur Folge, daß der fertige Strich auf der Papierbahn ungleichförmig ist, und zwar bezüglich des Flächengewichts sowie des Aussehens.

Erfindungsgemäß besteht nun die Aufgabe, eine Streicheinrichtung zu schaffen, bei der das Mitreißen von Luft an der Einlaufseite des Auftragsraumes verringert und die Benetzungsstrecke der Warenbahn möglichst konstant gehalten wird.

Ferner hat sich herausgestellt, daß bereits abgestrichene, überschüssige Streichmasse sich längere Zeit in einer Wirbelströmung im Auftragsraum aufhalten kann, und es muß verhindert werden, daß sie ohne Zwischenaufbereitung zum Beschichtungsvorgang gelangt, so daß daran nur frische Streichmasse teilnimmt, in dem diese als unterste Grenzschicht an der Warenbahn diese vor der "alten" Streichmasse abschirmt, welche eine zu Streifigkeit des Strichs führende, veränderte Konsistenz hat.

Diese Aufgabe wird mit einer Einrichtung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentan­ spruchs 1 gelöst.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung geht aus den An­ sprüchen 3 und 4 hervor. Dadurch wird erreicht, daß bereits abgerakelte Streichmasse von der den Strich bildenden Grenz­ schicht an der Warenbahn ferngehalten wird.

Dabei wird eine Sperr- und Ableitfläche des Drosselelements, die an den Drosselkanal anschließt, mindestens einen Winkel von 25° mit der Warenbahn bilden müssen, so daß sich eine scharfe Trennung der übergetretenen Streichmasse als Film von der Waren­ bahn einstellt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand den Figuren der Zeichnung erläutert; dabei stellt:

Fig. 1 einen Querschnitt in prinzipmäßiger Darstellung der Streicheinrichtung und

Fig. 2 eine Variante des Stauelements und

Fig. 3 eine Variante der Streicheinrichtung dar.

In den Figuren sind gleiche Bestandteile mit demselben, aber ein- oder mehrfach gestrichenen Index bezeichnet.

Gemäß Fig. 1 wird die Streichmasse von der Kammer 1 über deren Mündung 2 in den Auftragsraum 4 eingeleitet und strömt dort, wie durch die Pfeile angedeutet, dem Rakelelement 3, das hier als Streichklinge ausgebildet ist, zu. Die Streichklinge 3 ist dabei an der Kammer 1 mittels einer Preßleiste 13 gehalten, und es kann die Streichklinge 3 durch Anstellung der Druckleiste 5 oder Verschwenken der Kammer 1 ausgebogen und dadurch stärker an die Warenbahn 10 gepreßt werden. Von der Kammer 1 ist über Stege 19 ein Leitkörper 14 gehalten, der die Streichmasse in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung zwangsläufig führt. Dies ist günstig, um klare Strömungsverhältnisse insbesondere an der An­ liegekante der Streichklinge 3 in bezug auf die Warenbahn 10 zu haben. Ein Rohr 9 mit Austrittsöffnungen 8, das in der Kammer 1 verläuft, dient dazu, die Streichmasse möglichst gleichmäßig in die Kammer 1 einzuleiten. Auch dies ist günstig, um einen gleichmäßigen Strich zu erzeugen. Die vordere Wand der Kammer 1 hat nun einen verstellbaren Fortsatz 7, und dieser bildet einen Ableitkanal 17, über den überschüssige Streichmasse und mit ihr auch eventuell eingeschlossene, z. B. aus der der Kammer 1 mitge­ führte Luft aus dem Auftragsraum 4 nach außen entweichen kann. Sie wird dann von einer nicht dargestellten Wanne aufgefangen.

Das Stauelement 7 bildet nun mit der Warenbahn an seiner oberen Fläche einen Drosselkanal 6, so daß also nur relativ wenig Streichmasse aus dem Austragsraum 4 über diesen Kanal nach außen gelangen kann.

Hinter dem Drosselkanal befindet sich eine weitere, von einer Sperrwand 11 mit sehr engem Spalt zur Warenbahn 10 gebildete Drosselstelle 6′, vor der der Hauptteil der übergetretenen Streichmasse abläuft. Der Überdruck an dieser Drosselstelle ist also nur noch sehr gering und daher löst sich die über die Dros­ selstelle 6′ austretende Streichmasse abrupt von der Warenbahn 10 und läuft wegen der Adhäsions- und Kohäsionskräfte als dünner Film entlang der Sperrwand von der Warenbahn weg und der Auf­ fangwanne zu. Die Verhältnisse müssen praktisch so eingestellt werden, daß der Kanal 6 aufgrund seiner Dicke (Höhe) und Länge in Verbindung mit der Drosselstelle 6′ den Druck der Streich­ masse, den sie im Auftragsraum 4 hat, so weit abbaut, daß prak­ tisch gerade noch oder wenig mehr als der Staudruck der von der Warenbahn mitgerissenen Luftgrenzschicht am Austrittsende der Drosselstelle 6′ besteht. Der Druck kann natürlich wegen der Adhäsionskräfte noch geringfügig größer sein; d. h. also, daß die Streichmasse sich als dünner Film von der Warenbahn trennt mit einem Winkel, der dem die Ablaufrichtung kennzeichnenden Pfeil 15 entspricht. Der dünne Film stellt praktisch eine Flüssig­ keitsstauwand für die mitgerissene Luftgrenzschicht dar, so daß keine oder fast keine Luft von der Warenbahn mitgerissen und in den Auftragsraum 4 mitgeführt werden kann.

Ferner wird dadurch erreicht, daß die Benetzungsstrecke der Wa­ renbahn durch die Streichmasse immer fast gleich ist. Ferner gelangt dicht neben den Drosselstellen, also am Anfangsende des Auftragsraumes nur frische Streichmasse zur Warenbahn, wo sie zunächst als Strich in einer Menge, die erheblich größer ist als das Auftragsgewicht auch verbleibt, und es wird der Überschuß zusammen mit nicht mehr frischer Streichmasse abgerakelt.

Wichtig ist, daß durch den Ableitkanal 17, 27 (Fig. 2) mit den Drosselstellen 28, 28′ und 28′′ oder 27′ (Fig. 3) Verunreinigun­ gen und Luft mit überschüssiger Streichmasse aus dem Auftrags­ raum abgeführt werden, ohne wesentlich die neu zuströmende Streichmasse zu stören, die somit allein zunächst die Grenz­ schicht an der Warenbahn bildet und somit allein zum Strich bei­ trägt.

Die Höhe des Drosselkanals 6 beträgt etwa 0,5 bis 3 mm. Gemäß Fig. 2 kann man die Anordnung vorteilhaft so ausgestalten, daß das Stauelement 7′ an seiner oberen Fläche (bzw. Wand 23) Aus­ nehmungen in Form eines Drossel-Labyrinths 22 aufweist. Je nach Art der getroffenen Maßnahmen variiert natürlich etwas die Länge und Höhe des Drosselkanals 6. Auch eine Spitze 7′′ entsprechend Fig. 3 mit Drosselstelle 6′ ist möglich.

Im Fall von Fig. 2 fließt nur ein Überlauffilm an Streichmasse über den Drosselkanal und an der Wand 23 entlang ab (siehe Pfeil).

Es ist eventuell auch nicht nötig, daß in dem Auftragsraum ein größerer Überdruck gegenüber der Atmosphäre herrscht, wenn man z. B., wie in Fig. 1 dargestellt, die Streichmasse mit ausrei­ chend großer Geschwindigkeit entsprechend den dargestellten Pfeilen auf die Eintrittsseite des Drosselkanals 6 zuströmen läßt, so daß sich dort ein ausreichender Staudruck der Streich­ masse einstellt. Dies vereinfacht die Einrichtung insofern, als man dann für die seitlichen Abdichtungen des Auftragsraumes 4 zu beiden Walzenenden weniger Aufwand treiben muß.

Man könnte noch vorsehen, daß man das Stauelement (z. B. 7′) durch ein flüssiges oder gasförmiges Wärmeübertragungsmittel kühlt oder aufheizt, um entweder die Streichmasse dünnflüssig zu halten, oder aber ein Festbacken an der Ablauffläche 11 zu ver­ hindern, so daß auf jeden Fall der Film aus Streichmasse leicht an der Ablauffläche des Stauelements herablaufen kann. In den Figuren ist noch die Bahngeschwindigkeit durch den Vektor v ge­ kennzeichnet.

Der Ableitkanal 27′ im Fall von Fig. 3 ist an der Streichklinge vorgesehen. Der im Auftragsraum herrschende Druck reduziert sich hauptsächlich an der Engstelle 28′′. Auch hier strömt wie im Fall von Fig. 2 bis auf die geringe, über die Drosselstelle 6′ ab­ fließende Sperrmenge fast die gesamte überschüssige Streichmasse mit der eingeschlossenen Luft und den Verunreinigungen über die­ sen Ableitkanal ab. Diese Variante ist nur möglich, wenn zur Regulierung der Spannung der Streichklinge 3 ein Verschwenken der gesamten Einrichtung um eine der Anliegelinie der Druck­ leiste 5 nahe Achse vorgesehen ist.

Das Verhältnis der Sperrmenge zu der anderen Abflußmenge beträgt jeweils höchstens 1 : 5.

Vorteilhaft sind Mündung 2 und Ableitkanal 17 oder 27 in einem starren Bauteil vorgesehen, in oder an dem auch das Rakelelement gelagert ist, so daß keine Veränderung der Strömungsquerschnitte durch gegenseitige Lageänderungen auftreten kann.

Claims (12)

1. Einrichtung zum Beschichten laufender Warenbahnen mit einer Streichmasse, bei der die Streichmasse über eine schlitzför­ mige sich über die Bahnbreite erstreckende Mündung (2) aus einer Kammer (1) einem Auftragsraum (4) zugeführt wird, der von der Warenbahn (10) und einem Rakelelement (3) begrenzt ist, wobei vom Auftragsraum (4) ein Ableitkanal (17, 17′, 27, 27′) zur Ableitung eines erheblichen Anteils der im Überschuß zugeführten Streichmasse abgeht, dadurch gekennzeichnet, daß an der Seite des Auftragsraumes (4), wo die Warenbahn in den Auftragsraum einläuft, an der Warenbahn (10) über die Bahnbreite mindestens eine Drosselstelle (6′′) oder mehrere Drosselstellen aufweisende Drosselstrecke (6, 6′, 22) von mindestens einem Stauelement (7, 11, 7′, 7′′) gebildet ist, daß die Drosselstellen (6, 6′, 6′′, 22) mit einem derart hohen Druckabfall ausgebildet sind, daß nur noch ein so geringfügig über dem Staudruck der mit der Warenbahn zu den Drosselstellen geförderten Luft liegender Druck der Streichmasse an der Eintrittsstelle der Warenbahn in die Drosselstelle (6′′) oder Drosselstrecke (6, 6′, 22) besteht, daß über die Drosselstelle oder am Ende der Drosselstrecke eine Streichmassenmenge austritt, die als Film entlang der Außenfläche des die Drosselstelle oder zumindest das Ende der Drosselstrecke bildenden Bauteils (11, 7′′, 23) von der Warenbahn wegläuft, wobei sich der Film abrupt von der Warenbahn entsprechend einem Winkel der Außenfläche des Bauteils (11, 7′′, 23) mit der Warenbahn von mindestens 25° trennt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableitkanal (17) zwischen der Kammer (1) oder deren Mündung (2) und einer äußeren Sperrwand (11) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Ableitkanal (17′) zwischen der Mündung (2) der Kammer (1) an den vom Rakelelement entfernten Bereich des Auftragsraumes (4) an letzteren angeschlossen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableitkanal (27, 27′) zwischen der Mündung (2) der Kammer (1) und dem Rakelelement (3) und die Mündung (2) der Kammer (1) an den vom Rakelelement entfernten Bereich des Auftragsraumes (4) an letzteren angeschlossen sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drosselstelle (6, 6′) so bemessen und ausgebildet ist, daß der über sie wegfließende Volumenstrom höchstens ein Drittel desjenigen beträgt, der über den Ableitkanal (17′, 27) abfließt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stauelement (7′, 7′′, 11) eine von der Warenbahn wegweisende Ableitfläche zur Ableitung des über die Drosselstelle austretenden Stromes an Streichmasse aufweist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (2) der Kammer (1) mindestens 1 cm näher an der Warenbahn endet als der Ableitkanal (17′, 27) am Auftragsraum (4) beginnt.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle als Drosselkanal mit labyrinthartiger Ausbildung der entsprechenden Wand (23) des Stauelements (7′) gebildet ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitfläche (11) des Stauelements (7) einen Winkel mit der Warenbahn von mindestens 25° bildet.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stauelement (7′) als Hohlkörper zur Aufnahme von flüssigem oder gasförmigem Wärmeübertragungsmedium ausgebildet ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einzige bzw. erste Drosselstelle (6) eine Weite (Höhe) von höchstens 3 mm aufweist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswände von Ablaufkanal (17, 27, 27′) sowie Mündung (2) und die Halterung des Rakelelements starr miteinander verbunden sind oder ein einziges Bauteil bilden.