DE4413232A1 - Vorrichtung zum Auftragen von mindestens einem flüssigen Medium auf eine laufende Materialbahn - Google Patents
Vorrichtung zum Auftragen von mindestens einem flüssigen Medium auf eine laufende MaterialbahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen von
mindestens einem flüssigen Medium auf eine laufende
Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei derartigen Vorrichtungen wird ein flüssiges Medium, wie
Farbe, Imprägnierflüssigkeit, Stärke oder dergleichen, auf
die Materialbahn aufgebracht. Das flüssige Medium kann dabei
je nach Anwendungsfall eine unterschiedliche Konsistenz
aufweisen, d. h. zum Beispiel dick- oder dünnflüssiger sein.
Die Materialbahn kann aus Papier oder Karton sein, sie kann
jedoch beispielsweise auch aus einem Textilwerkstoff
bestehen. Der Auftrag des flüssigen Mediums auf die laufende
Materialbahn erfolgt entweder direkt oder indirekt. Beim
direkten Auftrag wird die Materialbahn auf der Mantelfläche
einer Walze anliegend am Auftragswerk vorbeigeführt und beim
Passieren des Auftragswerks wird das flüssige Medium direkt
auf die Materialbahn aufgebracht. Die Walze dient hier als
Gegenwalze zum Auftragswerk. Beim indirekten Auftrag des
flüssigen Mediums fungiert die Walze als Auftragswalze, d. h.
das flüssige Medium wird zunächst auf die Auftragswalze
aufgetragen und nachfolgend von der berührend an der Walze
vorbeigeführten Materialbahn abgenommen, vorzugsweise in
einen Zwei-Walzen-Preßspalt.
Für viele Anwendungsfälle ist es wünschenswert, die laufende
Materialbahn bezüglich der horizontalen Ebene von unten nach
oben an der Walze vorbeizuführen. Dann können nämlich z. B.
die Trocknungseinrichtungen für die mit dem flüssigen Medium
behandelte Materialbahn bezüglich der horizontalen Ebene in
einem Bereich oberhalb der Walze angeordnet werden, was die
Wärme ab fuhr für die Trocknungseinrichtungen erheblich
erleichtert, da dann die Wärmeabfuhr nach oben nicht durch
die Auftragsvorrichtungen behindert wird. Außerdem wird so
vermieden, daß bei einer Reinigung der Auftragsvorrichtung
das verschmutzte Reinigungsabwasser auf die
Trocknungseinrichtungen tropfen kann.
Bei einer solchen Materialbahnführung von unten nach oben
werden bisher Auftragsvorrichtungen von einem Typ verwendet,
bei dem oberhalb der Auftragsrakel ein Sumpf, d. h. ein freier
Flüssigkeitsspiegel gebildet wird, der die Auftragsrakel
unmittelbar mit dem aufzutragenden flüssigen Medium speist.
Ein derartiges Auftragswerk kann dann bei einer
Durchlaufrichtung der Materialbahn von unten nach oben mit
einem ausreichenden Vorlauf an der Auftragswalze angeordnet
werden, so daß die Strichqualität an der Auftragswalze
zwischen dem Auftragswerk und der Abnahmestelle durch die
Materialbahn optisch kontrolliert werden kann. Ein
Auftragswerk, bei dem ein freier Flüssigkeitsspiegel
ausgebildet wird, ist jedoch für viele Anwendungsfälle
ungeeignet, da sich in dem Sumpf bei hohen
Walzenrotationsgeschwindigkeiten zum einen turbulente
Verhältnisse einstellen, die dazu führen, daß flüssiges
Medium aus dem Sumpf herausspritzt, und zum anderen die an
der Walzenmantelfläche vorhandene Luftgrenzschicht zumindest
bereichsweise durch den Sumpf durchgerissen wird und
Strichfehler verursachen kann.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung
zum Auftragen von mindestens einem flüssigen Medium auf eine
laufende Materialbahn zu schaffen, mit der ein Auftrag eines
flüssigen Mediums auf eine bezüglich einer horizontalen Ebene
von unten nach oben laufende Materialbahn in vorteilhafter
Weise realisiert werden kann.
Dieses Problem wird von einer Vorrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Auftragswerk
vorgesehen, das eine Auftragsrakel sowie eine entgegen der
Drehrichtung der Walze im Abstand zur Auftragsrakel
angeordnete Stauleiste aufweist, die mit der Auftragsrakel
eine Auftragskammer begrenzt. Das Auftragswerk ist
erfindungsgemäß dabei in einem abwärts laufenden Sektor der
Mantelfläche der Walze angeordnet. Mit anderen Worten: Das
Auftragswerk ist bezüglich einer durch die Walzenachse
verlaufenden vertikalen Ebene an derjenigen Hälfte der
Walzenmantelfläche angeordnet, in der sich ein Punkt auf der
Mantelfläche der Walze bezüglich einer horizontalen Ebene
durch die Walzenrotation von oben nach unten bewegt. Da die
Stauleiste entgegen der Drehrichtung der Walze im Abstand zur
Auftragsrakel angeordnet ist, liegt sie somit bezüglich einer
horizontalen Ebene räumlich höher als die Auftragsrakel. Um
ein Abfließen von überschüssigem, aus der Auftragskammer über
die Stauleiste austretenden flüssigen Medium unter dem
Einfluß der Schwerkraft zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß
eine Ablauffläche vorgesehen, die mit einer horizontalen
Ebene einen spitzen Winkel einschließt.
Obwohl die Stauleiste räumlich höher als die Auftragsrakel
angeordnet ist und somit überschüssiges Medium aus der
Auftragskammer zunächst entgegen der Wirkungsrichtung der
Schwerkraft austreten, d. h. nach oben ausfließen muß, wird
erfindungsgemäß in überraschender Weise ein problemloses
Abfließen von überschüssigem flüssigen Medium realisiert. Das
überschüssige flüssige Medium fließt zwischen der Walze und
der Stauleiste entgegen der Walzendrehrichtung ab und sorgt
dabei für eine wirkungsvolle Ablösung der Luftgrenzschicht
von der Walzenmantelfläche. Die Luftgrenzschicht könnte sonst
durch die Auftragskammer hindurch zur Auftragsrakel gelangen
und durch die Ausbildung von Luftbläschen zu einem
fehlerhaften Strich führen.
Durch die erfindungsgemäße Plazierung des Auftragswerks im
abwärtslaufenden Sektor der Walzenmantelfläche bleibt bei
indirektem Auftrag und bei Führung der Materialbahn bezüglich
einer horizontalen Ebene von unten nach oben zumindest ein in
der bezüglich einer horizontalen Ebene unteren Walzenhälfte
liegender Viertelkreissektor der Walzenmantelfläche, in dem
ein Punkt auf dem Walzenmantel wieder nach oben läuft, für
das Bedienpersonal von unten gut einsehbar. So kann die
Strichqualität auf der Auftragswalze zwischen dem
Auftragswerk und der Materialbahn unmittelbar optisch
kontrolliert werden.
Aber auch für einen direkten Auftrag eines flüssigen Mediums
auf eine Materialbahn, die um eine Gegenwalze geführt wird,
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft verwendet
werden. So ist analog zu der vorher beschriebenen Anordnung
bei indirektem Auftrag nach dem direkten Auftrag eine
optische Kontrolle des aufgetragenen Strichs auf der
Materialbahn von unten durch das Bedienpersonal möglich.
Weiterhin eröffnet die erfindungsgemäße Vorrichtung die
Möglichkeit, an der bezüglich einer durch die Walzenachse
verlaufenden horizontalen Ebene unteren Hälfte des
Walzenmantels in dem abwärtslaufenden Viertelkreissektor der
Mantelfläche ein Auftragswerk gemäß der Erfindung anzuordnen
und in dem zweiten Viertelkreissektor, in dem die
Mantelfläche aufwärtsläuft, zusätzlich ein zweites
Auftragswerk in herkömmlicher Weise vorzusehen. So können
z. B. bei direktem Auftrag zwei verschiedene Striche
nacheinander auf die Materialbahn aufgebracht werden.
Natürlich kann dabei das gemäß der Erfindung angeordnete
Auftragswerk in der abwärts laufenden Hälfte der
Walzenmantelfläche auch bereits oberhalb der durch die
Walzenachse verlaufenden horizontalen Ebene angeordnet sein.
Erfindungsgemäß erstreckt sich der abwärts laufende Sektor der
Walzenmantelfläche, in dem das Auftragswerk angeordnet ist,
bezüglich einer durch die Walzenachse verlaufenden
horizontalen Ebene vorzugsweise um einen Bogenwinkelbereich
von 300 nach oben und einen Bogenwinkelbereich von 900 nach
unten. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß günstig, das
Auftragswerk, in Richtung der Walzenlängsachse betrachtet,
bei einer Walzenrotation im Uhrzeigersinn in einem Bereich
anzuordnen, der sich von der Zwei-Uhr-Position bis zur Sechs-
Uhr-Position der Walzenmantelfläche erstreckt, und bei einer
Walzenrotation im Gegenuhrzeigersinn in einem Bereich
anzuordnen, der sich von der Zehn-Uhr-Position bis zur Sechs-
Uhr-Position erstreckt.
Es hat sich dabei insbesondere als vorteilhaft
herausgestellt, das Auftragswerk in einem abwärtslaufenden
Sektor der Walzenmantelfläche anzuordnen, der sich von einer
durch die Walzenachse verlaufenden horizontalen Ebene in
einem Bogenwinkelbereich von 90° nach unten erstreckt. Dies
entspricht bei Rotation der Walze im Uhrzeigersinn einem
Bereich von ungefähr der Drei-Uhr-Position bis ungefähr zur
Sechs-Uhr-Position der Walzenmantelfläche und bei Rotation
der Walze im Gegenuhrzeigersinn einem Bereich von der Neun-
Uhr-Position ebenfalls bis zur Sechs-Uhr-Position. Eine
bevorzugte Position für die Anordnung des Auftragswerks ist
dabei für eine Walzenrotation im Uhrzeigersinn die Vier-Uhr-
Position, d. h. die Position in einem Bogenwinkel von ca. 30°
unterhalb einer durch die Walzenachse verlaufenden
horizontalen Ebene, bzw. bei einer Walzenrotation im
Gegenuhrzeigersinn die Acht-Uhr-Position, d. h. die zur Vier-
Uhr-Position bezüglich einer durch die Walzenachse
verlaufenden vertikalen Ebene spiegelbildliche Position. Dies
gilt z. B. für etwa vertikale Bahnlaufrichtung bei indirektem
Auftrag. Bei schräg von unten nach oben durch einen Zwei-
Walzen-Preßspalt laufender Bahn (ebenfalls bei indirektem
Auftrag) ist eine bevorzugte Position des Auftragswerks die
ungefähr Sechs-Uhr-Position an der unteren Walze, bzw. die
ungefähr Drei- (bzw. Neun-)Uhr-Position an der oberen Walze.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorteilhaft, das
Auftragswerk mit einem Rakelbett für die Auftragsrakel zu
versehen, das - im Querschnitt betrachtet - abgewinkelt ist.
Dadurch fügt sich das Rakelbett in vorteilhafter Weise in die
räumlichen Gegebenheiten in der Umgebung der Auftragskammer
ein. Die eine Flanke des abgewinkelten Rakelbetts kann dann
einen Zufuhrspalt zur Zuführung des flüssigen Mediums in die
Auftragskammer begrenzen, während die andere, zur ersten
Flanke abgeknickte Flanke, die das eigentliche Rakelelement
aufnimmt, einen Teil der Auftragskammer begrenzen kann.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß zweckmäßig, das Auftragswerk
mit einer Andruckeinrichtung für die Auftragsrakel zu
versehen, deren Andruckkraft über die Walzenbreite variabel
einstellbar ist. Somit läßt sich das Querprofil eines auf
eine Materialbahn aufgebrachten Strichs, also das
Strichprofil in Richtung quer zur Durchlaufrichtung der
Materialbahn, genau einstellen. In einer günstigen Ausführung
erfolgt die Einstellung der Andruckkraft entweder manuell
oder motorisch mittels Stellelementen. Diese Stellelemente,
wie z. B. Stellspindeln, drücken dann, über die Breite der
Walze verteilt, auf ein Andruckelement, wie z. B. einen mit
Druckluft gefüllten Andruckschlauch. Eine bevorzugte
erfindungsgemäße Ausführungsform besteht darin, die
Stellelemente als biegsame Spindelwellen auszugestalten, so
daß diese in ihrem räumlichen Verlauf gut an die
konstruktiven Gegebenheiten des Auftragswerks angepaßt werden
können und z. B. außen um das Auftragswerk herum zum
Andruckelement hingeführt werden können. Durch eine
entsprechende Einstellung der verschiedenen Stellspindeln,
entweder von Hand mit Einstellhandrädern oder automatisch
mittels Stellmotoren, kann der lokale Anpreßdruck der
Stellspindeln auf das Andruckelement und damit der lokale
Anpreßdruck des Rakelelements gegen die Walze reguliert
werden.
Erfindungsgemäß sind zwei Ausführungsformen für die relative
Anordnung der Ablauffläche und eines Zufuhrkanals für das
flüssige Medium zueinander bevorzugt. Zum einen ist es
günstig, den Zufuhrkanal und die Ablauffläche so anzuordnen,
daß sie sich bezüglich einer Walzenumfangsrichtung jeweils
auf verschiedenen Seiten der Stauleiste erstrecken. Bei
dieser Variante lassen sich dann die Zuführwege für das
flüssige Medium zur Auftragskammer räumlich getrennt von den
Abführwegen für überschüssiges flüssiges Medium anordnen.
Dies führt zu einer relativ unkomplizierten Gestaltung der
Zuführ- und Abführwege. Stellelemente zur Regelung der
Andruckkraft der Auftragsrakel können dann beispielsweise in
Form von biegsamen Spindelwellen um das Auftragswerk
herumgeführt werden, falls sonst ein radialer Verlauf der
Spindelwellen zur Auftragsrakel hin durch die Zufuhrwege für
das flüssige Medium führen müßte. Eine zweite günstige
Variante besteht darin, die Ablauffläche und einen
Zufuhrkanal für das flüssige Medium jeweils auf der gleichen
Seite der Stauleiste anzuordnen. Die Abführwege für das
überschüssige flüssige Medium, z. B. von der Ablauffläche in
eine Auffangrinne, und die Wege vom Zufuhrkanal zur
Auftragskammer können dann so gestaltet werden, daß sie sich
gegenseitig kreuzen. Diese Variante erlaubt eine bezogen auf
die Walzenachse in etwa radiale Zuführung der Stellelemente,
z. B. der Stellspindeln, zur Auftragsrakel hin, ohne dabei die
Zufuhrwege des flüssigen Mediums zu durchqueren. Diese Bauart
eignet sich besonders für eine Anordnung im Bereich der Drei-
Uhr-Position.
Erfindungsgemäß ist es ferner zweckmäßig, einen Zufuhrspalt
zum Zuführen des flüssigen Mediums in die Auftragskammer
derart auszubilden, daß er bezogen auf die Walzenachse in
etwa radial in die Auftragskammer einmündet.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Vorrichtung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Einbausituation zweier erfindungsgemäßer
Vorrichtungen in einer Auftragsmaschine in einer
Seitenansicht in Richtung der Walzendrehachsen
gesehen;
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer
schematisierten Querschnittsansicht;
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer
schematisierten Querschnittsansicht; und
Fig. 4 bis 7
schematisch und stark vereinfacht vier weitere
Einbausituationen mit Vorrichtungen der
erfindungsgemäßen Art.
Fig. 1 zeigt eine Maschine zum Auftragen eines flüssigen
Mediums, wie z. B. Stärke oder einer Flüssigkeit mit
Farbpigmenten, auf eine Materialbahn 1, die z. B. aus Papier
oder Karton besteht. Zwei Walzen 2 bilden zwischen sich einen
Walzenspalt aus und rotieren jeweils in der durch einen Pfeil
angedeuteten Drehrichtung, so daß die Materialbahn 1
bezüglich einer horizontalen Ebene durch die Walzendrehachsen
von unten nach oben durch den Walzenspalt hindurchgefördert
wird. An den beiden Walzen 2 sind spiegelsymmetrisch
Auftragswerke 3 angeordnet, mit denen das flüssige Medium auf
die Mantelflächen der Walzen 2 aufgetragen wird, um dann von
den Walzen im Walzenspalt auf die Materialbahn 1 übertragen
zu werden, wodurch ein beidseitiger Auftrag des flüssigen
Mediums auf die Materialbahn erfolgt.
Die beiden Auftragswerke 3 sind jeweils an einer Position an
den Walzen 2 angeordnet, an der sich ein Punkt auf der
Walzenmantelfläche bezüglich einer horizontalen Ebene abwärts
bewegt. Das rechte Auftragswerk 3 ist bezüglich der
zugehörigen Walze 2, die sich im Uhrzeigersinn dreht, an
einer Stelle angeordnet, die auf einem auf den
Walzenquerschnitt projizierten Uhrenziffernblatt der Vier-
Uhr-Position entsprechen würde. Bezüglich der beiden Walzen
spiegelsymmetrisch dazu ist das linke Auftragswerk 3 an der
linken, im Gegenuhrzeigersinn rotierenden Walze 2 an einer
Stelle angeordnet, die auf einem Uhrenziffernblatt der Acht-
Uhr-Position entsprechen würde. Auf die konstruktiven
Einzelheiten der Lagerung der Auftragswerke 3 an der
Maschinenanordnung wird hier nicht näher eingegangen, da
diese einer herkömmlichen Bauweise entspricht.
Wie sich aus der Maschinenanordnung in Fig. 1 ersehen läßt,
kann das Bedienpersonal bei der gezeigten Konfiguration von
unten an jeder Walze 2 im Bereich zwischen dem Auftragswerk 3
und der Materialbahn 1 den auf die Walzen aufgetragenen
Flüssigkeitsfilm auf seine Qualität hin kontrollieren. Somit
lassen sich eventuelle Fehler im Film an den Walzen gut
erkennen und klar dem jeweiligen Auftragswerk zuordnen. Diese
Zuordnung ist dagegen nach dem erfolgten beidseitigen Auftrag
des flüssigen Mediums auf die Materialbahn im Durchlicht
nicht mehr mit Sicherheit möglich.
Nachfolgend werden nun die konstruktiven Einzelheiten eines
ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Auftragsvorrichtung mit Bezug auf die Fig. 2 erläutert. Dort
ist ein Auftragswerk 3, das der Anordnung des rechten, in
Fig. 1 gezeigten Auftragswerks entspricht, im Querschnitt in
bezug zur Walze 2 gezeigt, die in Pfeilrichtung rotiert.
Im Auftragswerk 3 ist ein Rakelbett 5 angeordnet, das ein
Rakelelement 4 trägt. Das Rakelelement 4 liegt an der Walze 2
an und kann als Rollrakel, Rakelleiste, Rakelklinge oder
dergleichen ausgebildet sein. Das Rakelbett 5 weist im
Querschnitt ein abgewinkeltes Profil, bestehend aus einer
Flanke 5a und einer Flanke 5b, auf. Bezüglich einer
horizontalen Ebene oberhalb des Rakelelements 4 ist eine
Stauleiste 7 angeordnet. Das Rakelelement 4, die Flanke 5a
des abgewinkelten Rakelbetts, die Stauleiste 7 und der
jeweils zwischen dem Rakelelement und der Stauleiste
befindliche Abschnitt der Walzenmantelfläche schließen eine
Auftragskammer 6 ein. Ein Zufuhrkanal 11 steht über
Verteilbohrungen 23 mit einem Ausgleichsraum 12 in
Verbindung, der wiederum über einen Zufuhrspalt 9 mit der
Auftragskammer 6 verbunden ist.
Die Stauleiste 7 ist in einer Vorderwand 10 befestigt, deren
eine Außenfläche als Ablauffläche 8 ausgebildet ist. An die
Ablauffläche 8 schließt sich eine Auffangrinne 13 an. Die
Vorderwand 10 mit der Stauleiste 7 und die Auffangrinne 13
sind z. B. für Reinigungszwecke um ein Gelenk 14 abschwenkbar.
Das Auftragswerk 3 umfaßt ferner einen hohlen Balken 15 sowie
ein im inneren des Balkens gelenkig gelagertes Joch 16. Zwei
gegenüberliegende Flächen des ebenfalls balkenförmig
gestalteten Jochs 16, die bezüglich der Walzendrehachse etwa
in radiale Richtung weisen, sind über Druckpolster 17 gegen
den Balken 15 abgestützt. Weiterhin ist eine Meßeinrichtung
22 zur Messung der Durchbiegung des Auftragswerks vorgesehen.
Der Balken 15, das Joch 16, die Druckpolster 17 und die
Meßeinrichtung 22 sind Bestandteile eines
Durchbiegungsausgleichssystems für das Auftragswerk.
Schließlich weist das Auftragswerk einen Andruckschlauch 18
auf, der sich über die gesamte Breite des Auftragswerks 3
erstreckt und in Kontakt mit der Flanke 5a des abgeknickten
Rakelbetts 5 steht. Der Andruckschlauch 18 wird von einer
Andruckleiste 19 beaufschlagt, die ebenfalls durchgehend
verläuft. Über die Breite des Auftragswerks 3 verteilt sind
Spindelwellen 20 angeordnet, die an ihrem einen Ende mit
einem Handeinstellrad 21 versehen sind und mit ihrem anderen
Ende mit der Andruckleiste 19 in Wirkverbindung stehen. Der
Andruckschlauch 18, die Andruckleiste 19 und die
Stellspindeln 20, die als biegsame Wellen oder als
Kardanwellen ausgeführt sind, bilden ein System, mit dem der
Andruck des Rakelelements 4 gegen die Walze 2 über die Länge
des Auftragwerks variabel eingestellt werden kann, um das
Strichquerprofil auf der Walzenmantelfläche einzustellen.
Anschließend wird die Funktionsweise des zuvor beschriebenen
Auftragswerks 3 erläutert. Das auf die Materialbahn 1 (vgl.
Fig. 1) aufzutragende flüssige Medium wird dem Auftragswerk 3
durch den Zufuhrkanal 11 zugeführt, von dort aus über die
Verteilbohrungen 23 in den Ausgleichsraum 12 geleitet und
strömt dann über den Zufuhrspalt 9 in die Auftragskammer 6.
Das flüssige Medium steht dabei unter Druck, so daß die
Auftragskammer 6 eine Druckkammer darstellt, in der sich ein
möglichst gleichmäßiger Druck ausbilden soll, unter dem das
Rakelelement 4 mit dem flüssigen Medium beaufschlagt wird,
damit durch das Rakelelement 4 flüssiges Medium in einer
gewünschten Strichstärke auf die Walzenmantelfläche
aufgetragen wird. Überschüssiges flüssiges Medium tritt
zwischen der Stauleiste 7 und der Walzenmantelfläche hindurch
und fließt infolge der Schwerkraft gleichmäßig über die
Ablauffläche 8 in die Auffangrinne 13 ab. Das in der
Auffangrinne gesammelte flüssige Medium wird, gegebenenfalls
nach Durchlauf eines Reinigungsfilters, dem Auftragswerk
wieder zugeführt. Durch das zwischen der Stauleiste 7 und der
Walze 2 austretende überschüssige flüssige Medium wird ein
Dichtstrom im Spalt zwischen der Stauleiste und der Walze
gebildet. Die Ausbildung dieses Dichtstroms an der
Walzenmantelfläche mit einer Strömungsrichtung entgegen der
Walzendrehrichtung hat den sehr günstigen Effekt, daß die
Luftgrenzschicht an der rotierenden Walzenmantelfläche durch
den gegenläufigen Strom zwischen der Stauleiste und der Walze
abgelöst wird und so verhindert wird, daß die
Luftgrenzschicht wie bei herkömmlichen, mit einem Sumpf mit
freiem Flüssigkeitsspiegel arbeitenden Auftragswerken bis zum
Rakelelement 4 durchgerissen werden und so Strichfehler
verursachen könnte.
Obwohl also bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die
Stauleiste 7 bezüglich einer horizontalen Ebene höher liegt
als das Rakelelement 4, ist eine einwandfreie Funktion des
Auftragswerks und ein gleichmäßiger Ablauf von überschüssigem
flüssigen Medium aus der Auftragskammer 6 gewährleistet.
Nun wird die prinzipielle Funktion der
Durchbiegungsausgleichsanordnung erläutert. Die
Meßeinrichtung 22 mißt in bekannter Weise eine Durchbiegung
des Auftragswerks 3. Falls eine Durchbiegung des
Auftragsbalkens 15 in radialer Richtung bezüglich der
Walzenachse registriert wird, werden entsprechend die
Druckpolster 17, die sich jeweils zwischen dem Joch 16 und
dem Balken 15 abstützen, mehr oder weniger stark mit einem
Druckmedium, z. B. Druckluft beaufschlagt, um die
Durchbiegung in radialer Richtung zu kompensieren. Ein
Durchbiegungsausgleich für das Auftragswerk in radialer
Richtung ist deshalb besonders wichtig, weil radiale
Durchbiegungen unmittelbar zu Fehlern in der Querprofilierung
des Strichs führen. Natürlich kann aber auch zusätzlich ein
Durchbiegungsausgleich in Umfangsrichtung der Walze durch
weitere Druckpolster vorgesehen sein. Neben dem beschriebenen
mechanischen Biegungsausgleich kann auch in bekannter Weise
ein thermischer Durchbiegungsausgleich vorgesehen werden.
Das Andrucksystem für die Auftragsrakel funktioniert derart,
daß durch unterschiedliche Einstellungen der Stellspindeln 20
über die Breite des Auftragswerks örtlich unterschiedliche
Andruckkräfte auf den Andruckschlauch 18 übertragen werden,
die von diesem wiederum über die Flanke 5a des Rakelbetts 5
an das Rakelelement 4 weitergeleitet werden. Somit ist zum
einen eine spezielle Strichquerprofilierung möglich, z. B.
derart, daß der Strich an den Rändern der Materialbahn nach
außen zu den Kanten hin abfallen soll, und zum anderen ist
eine Korrektur von Ungleichmäßigkeiten im Strichquerprofil
durch entsprechende Variation der lokalen Andruckkräfte
mittels der Stellspindeln möglich. Falls die Stellspindeln 20
motorisch mittels entsprechenden Stellmotoren angesteuert
werden, kann eine automatische Rückkopplung zwischen einer
Meßstation, die die Qualität des Strichs überprüft, und einer
Nachjustierung der Stellspindeln vorgesehen sein.
In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel
veranschaulicht, bei dem diejenigen Bauteile und Komponenten,
die dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechen,
mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Soweit sie
bereits für das erste Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2
erläutert wurden, werden übereinstimmende Baugruppen und
deren Funktionsweise beim zweiten Ausführungsbeispiel nicht
mehr extra erläutert. Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist
der Zufuhrkanal 11, in Umfangsrichtung der Walze 2 gesehen,
auf der gleichen Seite der Stauleiste 7 angeordnet wie die
Ablauffläche 8. Da der Zufuhrkanal 11 bezogen auf die
Walzenachse radial auswärts hinter der Ablauffläche 8
angeordnet ist, kann dort nicht, wie bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, eine Auffangrinne plaziert
sein. Deshalb ist, wie in Fig. 3 ersichtlich, ein
Überlaufkanal 25 gestaltet, der von der Ablauffläche 8 zu
einer Auffangrinne 13 geführt ist, die sich am Auftragswerk 3
auf der anderen Seite der Stauleiste 7 befindet. Vom
Zufuhrkanal 11 sind, wie beim ersten Ausführungsbeispiel,
Verteilleitungen 23 zum Ausgleichsraum 12 geführt, der dann
über den Zufuhrspalt 9 in die Auftragskammer 6 mündet. Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel kreuzen sich jedoch der
Zufuhrstrom und der Überlaufstrom des flüssigen Mediums, wie
durch die entsprechenden Strömungspfeile veranschaulicht ist.
Durch die geänderte Anordnung des Zufuhrkanals 11 und die
geänderte, sich kreuzende Strömungsführung können, wie in
Fig. 3 gezeigt, die Stellspindeln als starre Stellspindeln 24
ausgebildet sein, da sie lediglich den in die Auffangrinne 13
einlaufenden Überlaufstrom kreuzen müssen. Beim ersten
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist dagegen eine bezüglich
der Walzenachse im wesentlichen radiale Erstreckung der
dortigen Stellspindeln 20 entsprechend den Stellspindeln 24
in Fig. 3 nicht möglich, da die Stellspindeln 20 dann durch
den Zufuhrkanal 11 verlaufen würden, was die
Strömungsverhältnisse unzulässig beeinträchtigen würde. Aber
auch beim ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 2 können
geradlinig verlaufende, starre Stellspindeln wie beim zweiten
Ausführungsbeispiel realisiert werden, indem die
Stellspindeln 20 auf den in Fig. 2 gezeigten oberen Bereich
mit geradliniger Erstreckung verkürzt werden oder in der
Richtung dieses oberen Bereichs geradlinig nach unten
verlängert werden. Ein Stellmotor könnte beispielsweise an
der gemäß Fig. 2 linken Seite des Auftragswerks 3 im Bereich
unterhalb der Meßeinrichtung 22 angeordnet werden.
Bei den in den Fig. 4 und 5 dargestellten Einbausituationen
sind Vorrichtungen der erfindungsgemäßen Art eingesetzt, die
zum einseitigen und direkten Auftrag von flüssigem Medium auf
eine laufende Materialbahn dienen.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Einbausituation läuft die
Materialbahn etwa in einem Winkel von 45° durch einen von
zwei Walzen gebildeten Preßspalt von unten nach oben durch
die Vorrichtung hindurch. Das Auftragswerk 3 befindet sich
bei dieser Anordnung an der unteren Walze, etwa in deren
Sechs-Uhr-Position.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Einbausituation läuft die
Materialbahn von schräg unten in den Preßspalt ein und nach
oben etwa senkrecht aus. Das Auftragswerk 3 wiederum befindet
sich bei dieser Version etwa in der Drei-Uhr-Position. Die
Ablauffläche 8 ist bei dieser Anordnung noch in einem
ausreichenden spitzen Winkel gegenüber der Horizontalen
derart geneigt, daß das über die Stauleiste austretende
flüssige Medium noch unter dem Einfluß der Schwerkraft in die
Auffangrinne 13 abfließen kann.
Bei der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Einbausituation
sind Vorrichtungen der erfindungsgemäßen Art eingesetzt, die
zum direkten Auftrag von flüssigem Medium auf eine laufende
Materialbahn eingerichtet sind.
Im Falle der in Fig. 6 dargestellten Einbausituation erfolgt
der Auftrag des flüssigen Mediums in zwei Stufen. Während
eine erste Schicht durch ein Auftragswerk 3 der
erfindungsgemäßen Art aufgetragen wird, das sich etwa in
einer Vier-Uhr-Position befindet, erfolgt das Aufbringen der
zweiten Schicht über ein etwa in der Acht-Uhr-Position
angeordnetes Düsenauftragsaggregat 27 der bekannten Art.
Im Falle der Anordnung gemäß Fig. 7 erfolgt der Auftrag des
flüssigen Mediums im Wege einer sogenannten Vor- und
Fertigdosierung. Während die Vordosierung durch ein
Auftragswerk 3 der erfindungsgemäßen Art erfolgt, das etwa in
der Vier-Uhr-Position angeordnet ist, wird die
Fertigdosierung mit einem etwa in der Acht-Uhr-Position
angeordneten Klingen-Abstreif-Aggregat 28 bekannter Bauart
realisiert. Dieses Klingen-Abstreif-Aggregat 28 ist auf einem
Balken 29 bekannter Bauart montiert, über den die
Durchbiegung und damit die Schichtdicke für die Feindosierung
über die Balkenlänge präzise eingestellt werden kann.
Claims (12)
1. Vorrichtung zum Auftragen von mindestens einem flüssigen
Medium auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus
Papier oder Karton,
- - mit einem Auftragswerk (3) für das flüssige Medium
- - und einer dem Auftragswerk (3) zugeordneten Walze (2) zur Aufnahme des flüssigen Mediums bei indirektem Auftrag oder zum Führen der Materialbahn (1) bei direktem Auftrag,
- - wobei das Auftragswerk (3)
- - eine Auftragsrakel (4) sowie eine entgegen der Drehrichtung der Walze (2) im Abstand zur Auftragsrakel angeordnete Stauleiste (7) aufweist, die mit der Auftragsrakel (4) eine Auftragskammer (6) begrenzt,
- - und eine Ablauffläche (8) besitzt, über die überschüssiges, aus der Auftragskammer (6) über die Stauleiste (7) austretendes flüssiges Medium unter dem Einfluß der Schwerkraft abfließt,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß das Auftragswerk (3) in einem abwärtslaufenden Sektor der Mantelfläche der Walze (2) angeordnet ist und
- - daß die Ablauffläche (8) mit einer horizontalen Ebene (26) einen spitzen Winkel (α) einschließt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der abwärtslaufende Sektor der Mantelfläche der Walze
- (2) sich bezüglich einer durch die Walzenachse verlaufenden horizontalen Ebene um einen Bogenwinkelbereich von 30° nach oben und einen Bogenwinkelbereich von 90° nach unten erstreckt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der abwärts laufende Sektor der Mantelfläche der Walze
- (2) sich von einer durch die Walzenachse verlaufenden horizontalen Ebene um einen Bogenwinkelbereich von etwa 900 nach unten erstreckt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Auftragswerk (3) mit einem im
Querschnitt betrachtet abgewinkelten Rakelbett (5)
versehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Auftragswerk (3) mit einer
Andruckeinrichtung (18, 19, 20, 21) für die
Auftragsrakel (4) versehen ist, deren Andruckkraft über
die Walzenbreite variabel einstellbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einstellung der Andruckkraft mittels Stellelementen
(20, 21; 24, 21) manuell oder motorisch erfolgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stellelemente als biegsame Spindelwellen (20)
ausgeführt sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß sich beim Auftragswerk (3) ein
Zufuhrkanal (11) für das flüssige Medium und die
Ablauffläche (8) bezüglich der Walzenumfangsrichtung
jeweils auf verschiedenen Seiten der Stauleiste (7)
erstrecken.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß sich beim Auftragswerk (3) ein
Zufuhrkanal (11) für das flüssige Medium und die
Ablauffläche (8) bezüglich der Walzenumfangsrichtung
jeweils auf der gleichen Seite der Stauleiste (7)
erstrecken.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
sich der Zufuhrkanal (11) und der Überlaufkanal (25), im
Querschnitt durch das Auftragswerk (3) betrachtet,
überkreuzen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß beim Auftragswerk (3) ein
Zufuhrspalt (9) zum Zuführen des flüssigen Mediums in
die Auftragskammer (6) in diese bezogen auf Walzenachse
in etwa radial einmündet.
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