DE4014463A1 - Vorrichtung zum beschichten einer materialbahn, insbesondere einer papier- oder kartonbahn - Google Patents

Vorrichtung zum beschichten einer materialbahn, insbesondere einer papier- oder kartonbahn

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DE4014463A1 DE4014463A DE4014463A DE4014463A1 DE 4014463 A1 DE4014463 A1 DE 4014463A1 DE 4014463 A DE4014463 A DE 4014463A DE 4014463 A DE4014463 A DE 4014463A DE 4014463 A1 DE4014463 A1 DE 4014463A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige, als Luftmessermaschinen bezeichnete Beschichtungsvorrichtungen werden insbesondere zum Beschichten von Karton eingesetzt, um einen der Oberflächenkontur folgenden voluminösen Auftrag mit gleichmäßiger Schichtdecke zu erzielen.
Die US-PS 32 35 401 beschreibt eine gattungsgemäße Vorrichtung, bei der die zu beschichtende Materialbahn von einer Leitrolle an eine Übergabewalze eines Auftragwerks umgelenkt wird. Die Übergabewalze schöpft Streichfarbe aus einer Farbwanne und trägt sie im Überschuß auf die Bahn auf. Um einen Teil der im Überschuß auf getragenen Streichfarbe abzustreifen, wird die Bahn im Anschluß an die Übergabewalze über einen angetriebenen, mit einer Drahtumwicklung versehenen Rollrakelstab geführt. Mit Abstand auf den Rollrakelstab folgt eine Gegenwalze, die die Bahn umlenkt, wobei im umschlungenen Bereich ein Luftmesser angeordnet ist, das die überschüssige Streichfarbe bis auf das gewünschte Strichgewicht abstreift.
Es ist ein Nachteil der bekannten Luftmessermaschinen, daß sie, insbesondere bei großen Arbeitsbreiten, nur bei beschränkten Produktionsgeschwindigkeiten (<500 m/min) eine geschlossene und gleichmäßige Abdeckung der Materialbahn erzielt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Beschichtungsvorrichtung so zu verbessern, daß ohne Qualitäts­ minderung erheblich höhere Produktionsgeschwindigkeiten erreicht werden können.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Es hat sich gezeigt, daß als Enddosiereinrichtungen eingesetzte Luftmesser aufgrund des mit der Bahngeschwindigkeit überproportional zunehmenden Impulses der Streichfarbe bei steigenden Bahngeschwindigkeiten immer geringere Überschußmengen entfernen können. Voraussetzung für einen möglichst geringen Überschußauftrag ist jedoch ein sehr gleichmäßiger Auftrag ohne lokale Überhöhungen, z. B. in Form von Streifen, der mit dem gattungsgemäßen Auftragwerk bei hohen Geschwindigkeiten nicht zu erreichen ist. Darüber hinaus stellen sich Schwierigkeiten, z. B. Entwässerung der aufgetragenen Streichfarbe, bei geringen Überschußmengen ein, die das Enddosieren mit dem Luftmesser beeinträchtigen. Dieser Effekt tritt auch beim Vordosieren auf der Bahn, z. B. mit einer Rakel oder einer sogenannten Vordosierwalze, auf.
Nach der Erfindung wird bereits auf der Übergabewalze ein gleichmäßiger Auftrag mit geringem Überschuß erzeugt, der aufgrund der Anordnung der Leitrolle gleichmäßig und fehlerfrei auf die Bahn übertragen wird. Durch den geringen Abstand zwischen Auftragwerk und Luftmesser werden die durch Entwässerung der Streichfarbe entstehenden Probleme beim Enddosieren erheblich reduziert.
Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 zeigt grob schematisch in Seitenansicht eine Beschichtungsvorrichtung nach der Erfindung.
Die zu beschichtende Materialbahn 1, eine Papier- oder Kartonbahn, wird von einer Leitrolle 2 umgelenkt in etwa tangential an den oberen Teil einer Übergabewalze 3 eines Auftragwerks 4 herangeführt. Die gummibeschichtete Übergabewalze 3 taucht mit ihrem unteren Teil in eine Farbwanne 5 ein, in die kontinuierlich Streichmasse im Überschuß eingeleitet wird und mittels beidseitig angeordneter Überläufe 6 auf konstantem Niveau gehalten wird. Die Übergabewalze 3 dreht sich gegenläufig zur Laufrichtung der Bahn 1, wobei der Spalt zu der Leitrolle 2 weniger als 8 mm, bevorzugt 0,5-3 mm, beträgt. Durch diese geringe Spaltweite wird ein flächiges Anlegen der Bahn 1 an die Übergabewalze 3 gewährleistet, um eine gleichmäßige Übertragung der Streichfarbe von der Übergabewalze 3 an die Bahn 1 sicherzustellen.
Anstelle der Farbwanne 5 kann an der Übergabewalze 3 auch ein anderes Farbauftragwerk, z. B. ein Düsenauftragwerk, zum Aufbringen von Streichfarbe im Überschuß angeordnet sein.
Am aufwärts bewegten Umfang der Übergabewalze 3 ist im Bereich zwischen Farbwanne 5 und Bahn 1 ein maschinenbreiter Rollrakelstab 7 in einer elastischen Halterung 8 gelagert, der mit einer einstellbaren Anpreßkraft gegen die Oberfläche der Übergabewalze 3 andrückbar ist. Der gleichsinnig zur Übergabewalze 3 - also an der Berührungsstelle gegenläufig - an­ getriebene Rollrakelstab 7 weist an seiner Oberfläche Erhebungen und Vertiefungen auf. Bevorzugt enthält er Umfangsrillen, die entweder durch eine Umwicklung mit einem Draht oder durch Oberflächenbearbeitung erzeugt wurden. Beim Einsatz eines drahtumwickelten Rakelstabes weist der Draht einen Durchmesser von 0,6 mm-1 mm auf, andernfalls ist die Oberfläche des Rakelstabes so bearbeitet, daß ein diesem Drahtdurchmesser entsprechender Durchflußquerschnitt vorliegt.
In Bahnlaufrichtung hinter der Übergabewalze 3 folgt mit möglichst kurzem Abstand eine Gegenwalze 9, die die Bahn 1 um mindestens 90o umlenkt. Im umschlungenen Bereich ist als Dosiereinrichtung ein Luftmesser 10 angeordnet, das als wesentlichen Bestandteil eine Schlitzdüse 11 enthält, mit der ein beschleunigter, scharfer Luftstrahl auf die Bahn 1 geleitet wird, um die Streichfarbe bis auf das gewünschte Strichgewicht abzustreifen. Derartige Schlitzdüsen sind bekannt und z. B. in der DE-PS 30 48 134 und der DE-PS 30 48 134 beschrieben. Bei höheren Bahngeschwindigkeiten werden üblicherweise Doppelluftmesser eingesetzt, die zwei Schlitzdüsen in einem Tragkörper aufweisen. In der Schlitzdüse 11 herrscht ein Überdruck von 0,3-0,8 bar, wobei die Luft durch einen Spalt mit 0,8 mm-1,5 mm Spaltweite austritt. Die von der Bahn 1 entfernte überschüssige Streichfarbe wird von einer Absaugung 12 aufgefangen und in die Farbwanne 5 rezirkuliert.
Es hat sich gezeigt, daß der Abstand zwischen der Übergabewalze 3 und dem Luftmesser 10 möglichst gering sein muß, um ein Entwässern der Streichfarbe vor der Enddosierung zu vermeiden. Da sowohl die Übergabewalze 3 als auch die Gegenwalze 9 bei großen Arbeitsbreiten (z. B. 8 m) aus Stabilitätsgründen entsprechend groß (bis zu 800 mm Durchmesser) dimensioniert sein müssen, ist konstruktionsbedingt ein gewisser Abstand zwischen der Übergabewalze 3 und der Gegenwalze 9 - gemessen als Abstand zwischen den beiden Drehachsen - erforderlich. Dieser Abstand ist geringer als 1500 mm, bevorzugt geringer als 800 mm.
Beim Beschichten wird die Bahn 1 von der Leitrolle 2 flächig an die Übergabewalze 3 angelegt. Die Übergabewalze 3 schöpft aus der Wanne 5 Streichfarbe im Überschuß, die von dem Rollrakel 7 bis auf das 1,1- bis 1,5fache des gewünschten Strichgewichts nach dem Enddosieren mit dem Luftmesser 11 wieder abgestreift wird.
Gleichzeitig erzeugt der Rollrakelstab 7 einen sehr gleichmäßigen Film auf der Oberfläche der Übergabewalze 3, der anschließend an die Bahn 1 übergeben wird. Es hat sich gezeigt, daß sich auf der Bahn 1 eine gleichmäßige Schicht mit der geringen Überschußmenge erzeugen läßt, wenn die Spaltweite zwischen der Leitrolle 2 und der Übergabewalze 3 kleiner als 8 mm beträgt, insbesondere im Bereich zwischen 0,5 und 3 mm liegt, und das Verhältnis Bahngeschwindigkeit/Umfangsgeschwindigkeit der Übergabewalze 3 innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt. Das Verhältnis der beiden Geschwindigkeiten ist vom spezifischen Durchflußquer­ schnitt A des Rakelstabes 7 an der Berührungslinie mit der Übergabewalze 3 abhängig. Bevorzugt beträgt das Verhältnis 0,015×A bis 0,022×A, wobei für A der spezifische Durchfluß­ querschnitt in mm2 pro m Rakelstablänge eingesetzt wird. Bei drahtumwickelten Rakelstäben mit einem Drahtdurchmesser von 1 mm ergibt dies ein Verhältnis von 1,61-2,36.
Um den von der Bahn 1 umschlungenen Winkel der Übergabewalze 3 einstellen zu können, ist die Drehachse der Leitrolle 2 verstellbar gelagert. Je nach Papiersorte und eingesetzter Streichfarbe beträgt der Umschlingungswinkel an der Übergabewalze 3 zwischen 5o und 30o.
Damit beim Enddosieren mittels des Luftmessers 11 keine Probleme, z. B. durch Entwässern der Streichfarbe, auftreten, folgt das Luftmesser 11 mit möglichst geringem Abstand hinter dem Auftragwerk 4. Mit dem Luftmesser 11 wird die geringe Überschußmenge von 10-50% entfernt und so das gewünschte Strichgewicht erreicht.
Bevorzugt wird die Übergabewalze 3 gegenläufig zur Laufrichtung der Bahn 1 angetrieben. Die Rakelstange 7 ist daher an der Auslaufseite der Bahn 1 (in Fig. 1 rechts) angeordnet. In Einzelfällen, z. B. im Falle von Lufteinschlüssen in der Streichfarbe, kann die Drehrichtung der Übergabewalze 3 umgekehrt werden, also ein mitläufiger Farbauftrag erfolgen. Dann befindet sich der Rollrakelstab 7′ mit seiner Halterung 8′ an der Einlaufseite der Übergabewalze 3 (in Fig. 1 gestrichelt gezeichnet). Die beschriebenen Vorteile treten dann allerdings nur noch teilweise auf.
Es ist ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung, daß aufgrund des sehr gleichmäßigen geringen Überschußauftrages sich sehr hohe Bahngeschwindigkeiten verwirklichen lassen. Insbesondere beim Beschichten von Karton lassen sich Produktionsgeschwindigkeiten oberhalb 500 m/min auch bei großen Arbeitsbreiten (z. B. 8 m) erreichen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Beschichten einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn,
  • - mit einem Auftragwerk mit einer angetriebenen, teilweise von der Bahn umschlungenen Übergabewalze zum Auftragen von Beschichtungsmaterial im Überschuß auf die Bahn,
  • - einem Rollrakelstab mit umfänglichen Erhebungen und Vertiefungen zur Vergleichmäßigung des Überschußauftrags, und
  • - einem Luftmesser als Enddosiereinrichtung mit einer teilweise umschlungenen Gegenwalze und einer im umschlungenen Bereich angeordneten Schlitzdüse,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rollrakelstab (7) an die Übergabewalze (3) elastisch gelagert andrückbar ist, und der Abstand Übergabewalze (3) - Gegenwalze (9) weniger als 1500 mm, vorzugsweise weniger als 800 mm beträgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Leitrolle (2) zum Heranführen der Bahn (1) an die Übergabewalze (3), deren Abstand von der Übergabewalze (3) weniger als 8 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 3 mm, beträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Übergabewalze (3) in einem Winkel zwischen 5° und 30° von der Bahn (1) umschlungen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzdüse (11) des Luftmessers (10) eine Spaltweite von 0,8 mm-1,5 mm aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollrakelstab (7) mit einem Draht von 0,6-1 mm Durchmesser umwickelt ist oder Erhebungen und Vertiefungen aufweist, die einem diesen Drahtdurchmesser entsprechenden Durchflußquerschnitt bewirken.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Bahngeschwindigkeit/Umfangsgeschwindigkeit der Übergabewalze zwischen 0,015×A und 0,022×A beträgt, wobei für A der spezifische Durchflußquerschnitt des Rakelstabs (7) an der Berührungslinie mit der Übergabewalze (3) in mm2 pro m Rakelstablänge eingesetzt wird.
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