DE3825816A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen beschichten einer um eine gegenwalze gefuehrten materialbahn - Google Patents
Vorrichtung zum kontinuierlichen beschichten einer um eine gegenwalze gefuehrten materialbahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Beschichten einer um eine Gegenwalze geführten Materialbahn,
insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Bei den bekannten Beschichtungsvorrichtungen mit einem
Schabermesser als Dosierelement sind die Schabermesser mit ihrem
Fuß an einem Schaberbalken befestigt, der schwenkbar ist, um einen
bestimmten Winkel zwischen dem mit seiner Spitze an der
Materialbahn anliegenden Schabermesser und der Tangente an die
Gegenwalze in der Anliegelinie (= Bladewinkel) einstellen zu
können. Die zur Einstellung eines gewünschten Strichgewichts
erforderliche Anpreßkraft des Schabermessers an die Gegenwalze
wird durch eine elastische Verformung des Schabermessers zwischen
seinem im Schabermesser eingeklemmten Fuß und seiner Spitze
erzeugt, wobei die Änderung des Bladewinkels aufgrund der
Verformung möglichst geringgehalten werden soll.
Eine in dieser Hinsicht sehr vorteilhafte Streichvorrichtung ist
in der DE-PS 28 25 907 beschrieben. Bei dieser gattungsgemäßen
Vorrichtung wird die Verformung erreicht, indem der in einem
Klemmbalken eingespannte Schabermesserfuß linear verschoben wird,
wobei das Schabermesser von einer Abstützleiste abgestützt wird,
die beim Verschieben des Klemmbalkens unverändert bleibt. Bei
dieser Anordnung erzeugen relativ kleine Bewegungen des
Klemmbalkens große Änderungen der Anpreßkraft, so daß die
Beeinflussung des Bladewinkels so gering ist, daß in der Praxis
fast ausnahmslos keine qualitativen Nachteile daraus resultieren.
Weiterhin ist vorteilhaft, daß durch die S-förmige Verformung des
Schabermessers schon bei geringsten Anpreßkräften eine sehr gute
Querstabilität der Messerklinge erreicht wird, was für die Güte
der Strichprofile quer zur Laufrichtung der Materialbahn von
ausschlaggebender Bedeutung ist.
Eine weitere gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der
DE-PS 30 17 274 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird der
Klemmbalken zur Einstellung der Vorspannung relativ zur
Abstützleiste verschwenkt.
Nun kann es unter extremen Bedingungen - z.B. extremer
Farbrheologie - und bei extrem hohen Anforderungen an die
Strichqualität wünschenswert sein, den an sich geringen Einfluß
einer Änderung der Vorspannung auf den Bladewinkel bei einer
gattungsgemäßen Streichvorrichtung weiter zu verringern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
gattungsgemäße Streichvorrichtung bereitzustellen, bei der die
Konstanz des Bladewinkels bei einer Vorspannungsänderung weiter
verbessert wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Unteransprüche enthalten bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung.
Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung der Erfindung anhand zweier
vereinfacht dargestellter Ausführungsbeispiele.
Fig. 1
zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
bei der die Schaberbalkenwinkeleinstellung mechanisch mit der
Klemmbalkenverstellung gekoppelt ist.
Fig. 2
zeigt schematisch eine Vorrichtung mit einer elektronisch
gesteuerten Anpassung des Schaberbalkenwinkels.
Bei einer erfindungsgemäßen Streichvorrichtung wird die zu
beschichtende Materialbahn 1, z.B. eine Papierbahn, in Richtung
des Pfeils um eine Gegenwalze 2 geführt. Das in Überschuß von
einem nicht dargestellten Auftragwerk auf die Materialbahn 1
aufgebrachte Beschichtungsmaterial wird von dem im Folgenden näher
beschriebenen Dosiersystem auf das gewünschte Strichgewicht
dosiert.
Das Dosiersystem enthält ein Schabermesser 3, das in einem
Schaberbalken 4 befestigt ist, der in einem seitlichen Gestell 5
um die Anliegelinie der Schabermesserspitze an der Gegenwalze 2 (=
Dosierlinie 6) zur Einstellung eines bestimmten Balkenwinkels (=
Winkel zwischen der Tangente an die Gegenwalze 2 und dem
unverformten Schabermesser 3) schwenkbar aufgehängt ist. Das
seitliche Gestell 5 ist gemeinsam mit dem Schaberbalken 4 um die
Achse 8 von der Gegenwalze 2 zum Reinigen oder zu einem
Schabermesserwechsel wegschwenkbar.
In den Schaberbalken 4 ist ein Klemmbalken 5 integriert, der
mittels eines Spindelhubwerks 9 geradlinig - in angeschwenkter
Position ungefähr in waagerechter Richtung - verstellt werden
kann. Das Schabermesser 3 ist mit seinem Fuß in dem Klemmbalken 8
eingeklemmt, wobei ein Winkel von 70°-80°, vorzugsweise ca. 75°,
zwischen Schabermesser 3 und der Bewegungsrichtung des
Klemmbalkens 8 festgelegt ist. Oberhalb der Einklemmung des
Schabermessers 3 ist an der der Gegenwalze 2 abgewandten Seite an
dem Schaberbalken 4 eine Abstützleiste 10 befestigt, an der das
Schabermesser 3 anliegt und die mit über die Arbeitsbreite in
regelmäßigen Abständen angeordneten Stellschrauben 11 auf ein
bestimmtes Querprofil eingestellt werden kann.
Das Verschwenken des Schaberbalkens 4 zur Einstellung eines
bestimmten Balkenwinkels erfolgt mittels eines Spindelhubwerks 12.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Geradverstellung des
Klemmbalkens 8 mit der Balkenwinkeleinstellung direkt mechanisch
gekoppelt. Dazu dient ein zweites Spindelhubwerk 13, das oberhalb
des ersten Hubwerks 12 auf der drehfesten Spindel 14 sitzt. Die
axiale Verstellung der an einer hebelartigen Verlängerung 15
angelenkten Spindel 14 erfolgt mit Schneckenrädern 16 bzw. 17,
wobei das Schneckenrad 16 des unteren Spindelhubwerks 12 an einem
Stellmotor angeschlossen ist. Das Schneckenrad 17 des oberen
Spindelhubwerks ist mit einer festen Übersetzung an dem
angetriebenen Schneckenrad 18 des Spindelhubwerks 9 für die
Klemmbalkenverstellung angekoppelt. Im vorliegenden Beispiel wird
die Kopplung mit Zahnriemen 19 durchgeführt, ebenso ist der
Einsatz von Gelenkwellen oder eines Kegelgetriebes möglich. Die
direkte mechanische Kopplung der Klemmbalkenverstellung mit der
Balkenwinkeleinstellung bewirkt, daß bei einer Verstellung des
Klemmbalkens 8 mit dem Schneckenrad 18 eine dem gewählten
Übersetzungsverhältnis entsprechende proportionale Änderung des
Balkenwinkels mit der Spindel 14 erfolgt.
In der Ausführungsform nach Fig. 2 erfolgt die Verstellung des
Balkenwinkels in Abhängigkeit von der Verstellung des Klemm
balkens 8 elektromotorisch. Dazu ist an einem Impulszähler 19, mit
dem der Stellmotor 20 des Spindelhubwerks 9 für die
Klemmbalkenverstellung gesteuert wird, ein Mikroprozessor 21
angeschlossen, der die erforderliche Korrektur des Balkenwinkels
in Abhängigkeit von der Klemmbalkenverstellung über den Antrieb 22
des Spindelhubwerks 12 steuert. Im Mikroprozessor 21 ist jeder
Position des Fußpunktes des Schabermessers 3 eine entsprechende
Korrektur des Balkenwinkels zugeordnet, die eine Veränderung des
Bladewinkels aufgrund der Fußpunktsverstellung kompensiert. Diese
gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 aufwendigere
elektronische Lösung hat den Vorteil, daß auch zeitabhängige
Veränderungen, z.B. der Verschleiß des Schabermessers 3, und
andere Parameter, die den Bladewinkel beeinflussen - z.B.
elastische Verformung der Walzenoberfläche, Abstützlänge,
mittlerer Balkenwinkel -, als Parameter in der Berechnung der
Balkenwinkelkorrektur berücksichtigt und bei Bedarf variiert
werden können.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Vor Beginn des Streichens wird der Schaberbalken 4 in Richtung der
Gegenwalze 2 geschwenkt, bis die Spitze des Schabermessers 3 an
der Materialbahn 1 anliegt. Anschließend wird mit dem
Spindelhubwerk 12 der gewünschte Balkenwinkel eingestellt. In
Abhängigkeit von der gewünschten Anpreßkraft der
Schabermesserspitze wird nun mit dem Spindelhubwerk 9 der
Klemmbalken 8 von der Gegenwalze 2 gradlinig wegbewegt. Da die
Abstützleiste 10 bei dieser Bewegung unverändert bleibt, krümmt
sich das Schabermesser 3 S-förmig, und seine Spitze wird gegen die
Materialbahn 2 gepreßt. Aufgrund der Verformung tritt im Bereich
zwischen Abstützleiste 10 und Dosierlinie 6 eine geringfügige
Änderung des Bladewinkels auf. Diese wird dadurch kompensiert, daß
durch die mechanische Kopplung über die Zahnriemen 19 das
Spindelhubwerk 13 betätigt wird und dem gewählten
Übersetzungsverhältnis entsprechend die Spindel 14 geringfügig
nach oben bewegt und so den Schaberbalken 4 mit dem
Schabermesser 3 entsprechend verschwenkt, bis der ursprünglich
eingestellte Bladewinkel auch tatsächlich wieder vorliegt.
Eine Abweichung von 15° gegenüber einem senkrecht gegen die
Verstellrichtung des Klemmbalkens 8 eingeklemmten Schabermesser 3
bewirkt, daß die Änderung des Bladewinkels aufgrund der Verformung
annähernd proportional zu der nutzbaren Klemmbalkenverschiebung
ist. Sie kann daher durch eine proportionale Änderung des
Balkenwinkels kompensiert werden. Das wird in der Ausführungsform
nach Fig. 1 mit einer einfachen mechanischen Kopplung
durchgeführt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird bei der Verstellung des
Klemmbalkens 8 vom Impulszähler 19 eine entsprechende Anzahl von
Wegimpulsen dem Microprocessor 21 gemeldet, der entsprechend einer
vorher festgelegten Korrekturkurve gleichzeitig den Antrieb 22 des
Spindelhubwerks 12 steuert und so ebenfalls den Schaberbalken 4 um
die erforderliche Winkelkorrektur schwenkt.
Claims (7)
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Beschichten einer um eine
Gegenwalze geführten Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder
Kartonbahn
- - mit einem elastischen Schabermesser, das mit seinem Fuß an einem schwenkbaren Schaberbalken befestigt ist,
- - mit einem Element zum Abstützen des Schabermessers oberhalb der Befestigung auf der der Gegenwalze abgewandten Seite,
- - wobei die Befestigung des Schabermesserfußes unabhängig von dem Abstützelement zur Einstellung der Schabermesseranpressung an die Gegenwalze verstellbar ist,
gekennzeichnet durch Mittel, die bei einer
Verstellung des Schabermesserfußes die daraus resultierende
Winkeländerung der Schabermesserspitze durch Verschwenken des
Schaberbalkens (4) kompensieren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Schaberbalken (4) um die Anliegelinie (6)
des Schabermessers (3) an der Gegenwalze (2) schwenkbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verstelleinrichtung des
Schabermesserfußes mechanisch mit der Einrichtung zum Verschwenken
des Schaberbalkens (4) gekoppelt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet
durch eine elektronische Kopplung der Einrichtungen zum
Verstellen des Schabermesserfußes und zum Verschwenken des
Schaberbalkens (4).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schabermesserfußpunkt
geradlinig unter einem spitzen Winkel zum Schabermesser (3)
verstellbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Winkel zwischen dem unverformten
Schabermesser (3) und der Bewegungsrichtung des Fußpunktes
70°-80°, vorzugsweise ca. 75°, beträgt und durch Mittel zum
proportionalen Verstellen des Schaberbalkenwinkels in Abhängigkeit
von der Klemmbalkenverstellung.
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