DE4414949A1 - Vorrichtung zum Auftragen von mindestens einem flüssigen Medium auf eine laufende Materialbahn - Google Patents

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, wie sie z. B. in der DE 34 17 487 A1 beschrieben sind, 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 bei der vorliegenden Erfindung indirekt, d. h. das flüssige Medium wird zunächst auf eine Auftragswalze aufgetragen und nachfolgend von der berührend an der Walze vorbeigeführten Materialbahn abgenommen. Zu diesem Zweck wird die Materialbahn durch einen Preßspalt geführt, der zwischen der Walze und einem Gegenelement vorhanden ist. Das Gegenelement ist vorzugsweise ebenfalls eine Walze, eine sogenannte Gegenwalze.

In Fig. 2 der DE 34 17 487 A1 liegen die zwei Walzen nebeneinander und die Materialbahn läuft von oben nach unten durch den Preßspalt. Flüssiges Medium wird gleichzeitig auf beide Bahnseiten aufgetragen.

Für viele Anwendungsfälle ist es jedoch wünschenswert, die laufende Materialbahn bezüglich einer 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 Wärmeabfuhr 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 Trocknungseinrichtung 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 Patentanspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann die Materialbahn schräg von unten nach oben durch den Preßspalt über die Walze laufen. Dabei ist es vorteilhaft, dem Preßspalt unmittelbar eine Bahnleitwalze nachzuschalten, die die vom flüssigen Medium freie Bahnseite berührt und die Bahnlaufrichtung um weniger als 90°, vorzugsweise um 30° bis 75° in Richtung nach oben umlenkt. Weiterhin ist es vorteilhaft, dem Preßspalt unmittelbar eine Breitstreckwalze vorzuschalten, die neben ihrer eigentlichen Funktion, einen straffen Bahndurchlauf sicherzustellen, gleichzeitig als Bahnleitwalze wirken und die Materialbahn aus ihrer lokalen Zulaufrichtung zur Breitstreckwalze in die schräg nach oben gerichtete Durchlaufrichtung umlenken kann, mit der die Materialbahn dann durch den Preßspalt hindurchläuft. Somit lassen sich erfindungsgemäß geringe Bahnumlenkungen und kurze freie Bahnlaufstrecken von Walze zu Walze realisieren.

Durch die zuvor beschriebene Anordnung einer nachgeschalteten Bahnleitwalze läßt sich ferner eine günstige obenliegende Anordnung eines kontaktlosen Trockners, vorzugsweise eines Infrarot- und/oder Lufttrockners, verwirklichen.

Weiterhin bietet die erfindungsgemäße Anordnung den Vorteil, daß der zur Materialbahn laufende Film des flüssigen Mediums auf der Walze zwischen dem Auftragswerk und dem Preßspalt inspiziert werden kann und daß eine sichere, nahezu abrißfreie Bahnführung und folglich ein hoher Laufwirkungsgrad erzielt wird.

Vorzugsweise wird das Auftragswerk als Düsenauftragswerk ausgebildet, dessen Grundprinzip aus Fig. 2 der DE 34 17 487 A1 bekannt ist und das sich in der Praxis bewährt hat. Dieses bevorzugte Auftragswerk weist eine entgegen der Drehrichtung der Walze im Abstand zur Auftragswalze angeordnete Stauleiste auf, die mit der Auftragsrakel eine Auftragskammer begrenzt. Ferner besitzt das Auftragswerk eine Ablauffläche, über die überschüssiges, aus der Auftragskammer über die Stauleiste austretendes flüssiges Medium unter dem Einfluß der Schwerkraft abfließt.

Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur ein einziges Düsenauftragswerk an der unterhalb des zweckmäßigerweise als Gegenwalze ausgeführten Gegenelementes befindlichen Walze angeordnet, so daß nur auf eine der zwei Bahnseiten der Materialbahn flüssiges Medium aufgetragen wird. Vorzugsweise werden der ersten Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf eine Bahnseite Trocknungseinrichtung und eine zweite Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf die andere Bahnseite nachgeschaltet. Zwar ergibt sich, falls eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung, d. h. eine zweite Streichstation gewünscht wird, ein höherer Platzbedarf als bei einer Anlage, wie sie in Fig. 2 der DE 34 17 487 A1 veranschaulicht ist, jedoch kann dieser höhere Platzbedarf angesichts der zuvor geschilderten Vorteile in Kauf genommen werden.

Vorzugsweise ist bei dem Düsenauftragswerk, im Querschnitt betrachtet, ein sich im wesentlichen gerade erstreckendes Rollrakelbett oder eine sich im wesentlichen gerade erstreckende Rakelklinge vorgesehen und ein Zuführspalt zum Zuführen flüssigen Mediums in die Auftragskammer mündet, im Querschnitt betrachtet, vorzugsweise in diese in einer Richtung ein, die mit einer Tangente an den Walzenmantel einen Winkel zwischen 0° und höchstens 45° einschließt.

Es ist bevorzugt, die Auftragsrakel in der unteren Hälfte des unteren aufwärts laufenden Quadranten der Mantelfläche der Walze anzuordnen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels einer Streichanlage unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer Streichanlage gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht eines ersten Auftragswerks;

Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht eines zweiten Auftragswerks.

Wie in Fig. 1 veranschaulicht, läuft die Materialbahn 1 über Bahnleitwalzen 2 bis 6 in den Bereich einer ersten Streichstation 8 ein. Dieser ersten Streichstation 8 ist eine Breitstreckwalze 7 vorgeschaltet, die die Materialbahn 1 aus einer im wesentlichen horizontalen Laufrichtung in eine schräg nach oben verlaufende Richtung umlenkt, mit der die Materialbahn dann durch einen in der Streichstation 8 ausgebildeten Preßspalt hindurchläuft. Die Streichstation 8 umfaßt eine Auftragswalze 10, eine dieser gegenüberliegende und mit ihr einen Preßspalt ausbildende Gegenwalze 11 sowie ein Auftragswerk 13. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Auftragswalze 10 unterhalb der Gegenwalze 11 angeordnet und die Materialbahn 1 verläuft schräg von unten nach oben.

Der ersten Streichstation 8 ist eine Bahnleitwalze 12 nachgeschaltet, die die aus dem Preßspalt herauslaufende Materialbahn aus ihrer schräg nach oben verlaufenden Richtung in eine im wesentlichen vertikale Richtung nach oben umlenkt. Die Bahnleitwalze 12 berührt dabei die Materialbahn 1 auf der nicht mit einem flüssigen Medium versehenen Bandseite. Nach Verlassen der Bahnleitwalze 12 passiert die Materialbahn einen Infrarot-Trockner 15 und wird dann über zwei weitere Bahnleitwalzen 16 und 17 durch einen Heißlufttrockner 18 geführt. Anschließend wird die Materialbahn über eine Bahnleitwalze 19 und eine Breitstreckwalze 20 einer ersten Kontakttrockenzylinderanordnung 21 bekannter Bauart zugeführt. Diese Anordnung besitzt eine Anzahl von Trockenzylindern, an die die Materialbahn 1 in an sich bekannter Weise mittels eines sogenannten Oberfilzes 22 und eines Unterfilzes 23 angepreßt wird.

Nach Verlassen der ersten Kontakttrockenzylinderanordnung 21 läuft die Materialbahn über nicht dargestellte weitere Bahnleitwalzen und eine Breitstreckwalze 24 in den Bereich einer zweiten Streichstation 25 ein. Diese zweite Streichstation 25 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Vergleich zur ersten Streichstation 8 im wesentlichen spiegelbildlich ausgeführt. Die zweite Streichstation 25 umfaßt eine Auftragswalze 10, eine Gegenwalze 11 und ein Auftragswerk 13. Wiederum lenkt die der Streichstation vorgeschaltete Breitstreckwalze 24 die Materialbahn aus einer im wesentlichen horizontalen Zulaufrichtung in eine schräg nach oben gerichtete Laufrichtung um, in der die Materialbahn den durch die beiden Walzen 10 und 11 gebildeten Preßspalt passiert. Analog zur ersten Streichstation 8 ist der zweiten Streichstation 25 eine Bahnleitwalze 26 nachgeschaltet, die die aus dem Preßspalt heraus laufende Materialbahn 1 aus ihrer schräg nach oben gerichteten Laufrichtung in eine im wesentlichen vertikale Laufrichtung nach oben umlenkt.

Nach Verlassen der Bahnleitwalze 26 passiert die Materialbahn 1 einen Infrarot-Trockner 28. Anschließend wird die Materialbahn über eine Bahnleitwalze 27, eine berührungslos arbeitende Umlenkeinrichtung 29 und eine Bahnleitwalze 30 in einen Heißlufttrockner 31 hineingeführt. Nach Passieren des Heißlufttrockners 31 läuft die Materialbahn 1 über Bahnleitwalzen 32 und 33 sowie eine Breitstreckwalze 34 in eine zweite Kontakttrockenzylinderanordnung 35 hinein, die in ähnlicher Weise aufgebaut ist wie die erste Kontakttrockenzylinderanordnung 21.

Wie in Fig. 1 zu sehen, ist das Auftragswerk 13 der ersten Streichstation 8 im unteren aufwärts laufenden Quadranten der Walze angeordnet, d. h. in dem Viertelkreissektor unterhalb einer durch die Walzenachse verlaufenden horizontalen Ebene, in dem ein Punkt auf der Walzenmantelfläche bezüglich der horizontalen Ebene aufwärts läuft. Bei der zweiten Streichstation 25 ist das Auftragswerk 13 in entsprechender Weise angeordnet, jedoch bezüglich einer vertikalen Ebene im wesentlichen spiegelbildlich zur Anordnung bei der ersten Streichstation, da bei der zweiten Streichstation die Auftragswalze 10 im Vergleich zur ersten Station in entgegengesetzter Richtung rotiert. Wie in Fig. 1 gut zu erkennen, ist bei beiden Streichstationen 8 und 25 der auf die jeweilige Auftragswalze 10 aufgetragene Flüssigkeitsfilm zwischen dem Auftragswerk 13 und der Materialbahn 1 von unten einsehbar und kann so kontrolliert werden.

In Fig. 2 ist ein Auftragswerk 13 in einer Position relativ zur Auftragswalze 10 dargestellt, die der Anordnung des Auftragswerks 13 in der ersten Streichstation 8 in Fig. 1 entspricht. Das Ausführungsbeispiel des in Fig. 2 gezeigten Auftragswerks 13 arbeitet mit einer Rollrakel 36. Das flüssige Medium wird durch einen Zuführspalt 39 unter Druck einer Auftragskammer 38 zugeführt, die von der Rollrakel 36, der Auftragswalze 10 sowie einer Stauleiste 37 begrenzt wird. Aus der Auftragskammer 38 wird das flüssige Medium über die Rollrakel 36 auf die Auftragswalze 10 in einer gewünschten Strichstärke aufgebracht. Überschüssiges flüssiges Medium fließt über die Stauleiste 37 unter Einwirkung der Schwerkraft entlang einer Ablauffläche 40 in eine Ablaufrinne 41 ab. Das in Fig. 2 dargestellte Auftragswerk 13 ist mit einem Durchbiegungsausgleichssystem versehen, das eine Durchbiegung des Auftragswerks mittels eines Meßsystems feststellt und dann eine Durchbiegungskompensation mit Hilfe von Druckpolstern 42 vornimmt, die zwischen einem Balken 43 und einem gelenkig in diesem aufgenommenen Joch 44 angeordnet sind.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Auftragswerks 13 gezeigt, das in einer Position relativ zur Auftragswalze 10 angeordnet ist, die der Anordnung des Auftragswerks 13 bei der zweiten Streichstation 25 der Anlage in Fig. 1 entspricht. Das Auftragswerk gemäß Fig. 3 ist mit einer Rakelklinge 45 versehen, die zusammen mit einer Stauleiste 37 und der Auftragswalze 10 eine Auftragskammer 38 begrenzt. Das unter Druck stehende flüssige Medium wird aus der Auftragskammer über die Rakelklinge 45 in einer gewünschten Strichstärke auf die Auftragswalze 10 aufgebracht, wobei überschüssiges flüssiges Medium über die Stauleiste 37 entlang einer Ablauffläche 40 in eine Auffangrinne 41 läuft. Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel des Auftragswerks 13 ist ohne eine Durchbiegungsausgleichsvorrichtung ausgebildet.

Selbstverständlich können die in den beiden Streichstationen 8 und 25 der in Fig. 1 gezeigten Streichanlage verwendeten Auftragswerke sowohl vom in Fig. 2 als auch vom in Fig. 3 gezeigten Typ sein und müssen lediglich in ihrer räumlichen Positionierung entsprechend an die erste und die zweite Streichstation angepaßt werden. Darüber hinaus können die verwendeten Auftragswerke 13 auch gegenüber den exemplarisch in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungen weiter abgewandelt werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Auftragen von mindestens einem flüssigen Medium auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton,

• - mit einer Walze (10),
• - mit einem das flüssige Medium auf die Walze (10) auftragenden Auftragswerk (13) und
• - mit einem Gegenelement (11), das mit der Walze (10) einen von der Materialbahn (1) durchlaufenen Preßspalt bildet, worin die Materialbahn das flüssige Medium von der Walze (10) übernimmt,
• - wobei das Auftragswerk (13) eine Auftragsrakel (36; 45) aufweist, die im unteren aufwärts laufenden Quadranten der Mantelfläche der Walze (10) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß
die Walze (10) unterhalb des Gegenelementes (11) angeordnet ist, derart, daß die Materialbahn (1) bezüglich einer horizontalen Ebene schräg von unten nach oben durch den Preßspalt läuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Preßspalt eine Bahnleitwalze (12; 26) vorgesehen ist, die die vom flüssigen Medium freie Bahnseite berührt und die Bahnlaufrichtung um weniger als 90° in Richtung nach oben umlenkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Preßspalt eine Bahnleitwalze (12; 26) vorgesehen ist, die die vom flüssigen Medium freie Bahnseite berührt und die Bahnlaufrichtung um 30° bis 75° in Richtung nach oben umlenkt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem Preßspalt eine Breitstreckwalze (7; 24) angeordnet ist, die die Materialbahn (1) aus ihrer Zulaufrichtung in eine Richtung schräg nach oben umlenkt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragswerk als Düsenauftragswerk (13) ausgebildet ist, das

• - eine entgegen der Drehrichtung der Walze (10) im Abstand zur Auftragsrakel (36; 45) angeordnete Stauleiste (37) aufweist, die mit der Auftragsrakel eine Auftragskammer (38) begrenzt,
• - und eine Ablauffläche (40) besitzt, über die überschüssiges, aus der Auftragskammer (38) über die Stauleiste (37) austretendes flüssiges Medium unter dem Einfluß der Schwerkraft abfließt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenelement eine Gegenwalze (11) ist und ein Düsenauftragswerk (13) der genannten Art nur an der unterhalb der Gegenwalze (11) befindlichen Walze (10) angeordnet ist, so daß nur auf eine der zwei Bahnseiten flüssiges Medium aufgetragen wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Trockeneinrichtungen und eine zweite Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf die andere Bahnseite nachgeschaltet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Düsenauftragswerk (13)

• - ein sich im Querschnitt im wesentlichen gerade erstreckendes Rollrakelbett oder eine sich im Querschnitt im wesentlichen gerade erstreckende Rakelklinge vorgesehen ist und
• - ein Zuführspalt (39) zum Zuführen flüssigen Mediums in die Auftragskammer (38) in diese im Querschnitt in einer Richtung einmündet, die mit einer Tangente an dem Walzenmantel einen Winkel zwischen 0° und höchstens 45° einschließt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsrakel (36; 45) in der unteren Hälfte des bezüglich einer horizontalen Ebene durch die Walzenachse unteren aufwärts laufenden Quadranten der Mantelfläche der Walze (10) angeordnet ist.