Die
DE 37 25 116 A1 beschreibt
ein Lackwerk mit einer Schöpfwalze,
die bereichsweise in die Flüssigkeit
eines Vorratsbeckens eintaucht. Ferner sind Vorrichtungen im Stand
der Technik bekannt, die bei der Herstellung von Briefumschlägen, Versandtaschen,
usw. dem Aufbringen des Klebstoffes, mit welchem die Umschläge zusammengeklebt
werden oder eventuell Fenster auf die Umschläge geklebt werden, dienen.
Dabei taucht die Schöpfwalze
mit einem Teilumfang in die Flüssigkeit
ein. Durch die Rotation der Walze wird ein Flüssigkeitsfilm gehoben. Im Bereich der
Mantelfläche
der Schöpfwalze
entsteht so zwischen der Saugseite und der Schöpfseite ein Niveauunterschied
des Flüssigkeitsspiegels.
Der Schöpfwalze
nachgeordnet kann beim Stand der Technik eine Abnehmerwalze angeordnet
sein, deren Oberfläche
in einem Spaltabstand zur Oberfläche
der Schöpfwalze
steht. Mittels dieser Abnehmerwalze kann ein Flüssigkeitsfilm bestimmter Dicke
von der Schöpfwalze
abgenommen werden und weitertransportiert werden. Zufolge der von
der Schöpfwalze
auf die Flüssigkeitsoberfläche übertragenen
Bewegung kann eine gewisse Flüssigkeitsmenge
in den Vorratsbehälter
zurücklaufen.
Dies geschieht zum Beispiel durch den Niveauunterschied von Saugseite
und Schöpfseite
oder durch Herabtropfen von der schöpfseitigen Mantelfläche der
Walze. Das Vorratsbecken weist eine Umwandung auf, welche unähnlich der
Walzenkontur ist.
Bei
sämtlichen
vorbekannten Vorrichtungen, insbesondere bei Leimwerken oder Kleistermaschinen,
ist ein Eintrocknen der Oberfläche
nach längerem
Be trieb der Vorrichtung zu beobachten. Dieses, insbesondere randseitige
Eintrocknen der Leimoberfläche
bedingt einen vermehrten Wartungsaufwand. Die Erfindung gibt aufgabengemäß eine wartungsfreundlichere
Vorrichtung an.
Die
Aufgabe wird von Gegenstand gemäß Anspruch
1 gelöst.
Zufolge
der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
ist eine parallel der Wandung verlaufende Flüssigkeitsströmung gegeben.
Hierdurch ist ein Eintrocknen der Oberfläche wirksam vermieden worden. Durch
die wandseitige Strömung
wird die Flüssigkeit in
diesem Bereich ständig
durchmischt, so daß trotz Abdampfen
des Lösungsmittels
bzw. Dispersion-Mittels ein sonst damit verbundenes Eindikken und
Festwerden des Leimes, Kleisters, der Farbe oder dergleichen wirksam
verhindert wird. Die gebogenen Wandabschnitte dienen dabei als Umlenkflächen für den von
der Schöpfseite
zur Saugseite um die Stirnenden der Walzen herumströmenden Flüssigkeitsstrom.
Der Abstand der Walze zum schöpfseitigen Wandungsbereich
soll dabei so ausgebildet sein, daß sich eine Strömung ausbildet,
die an der Wandung umgeleitet wird. Ein Niveauunterschied kann sich
bis in den Wandungsbereich erstreken. Es ist ein stetiges Nachströmen der
Flüssigkeit
gewährtleistet.
Bei hochviskosen Flüssigkeiten
ist das sich auf der Saugseite ausbildende Tal ebenso sichtbar wie
der sich auf der Schöpfseite
ausbildende Berg. Bevorzugt ist vorgesehen, daß sich am Rand ein Gefälle ausbildet, welches
parallel zum Rand verläuft.
Hierdurch wird eine parallel zum Rand verlaufende Strömung erzeugt.
Die Strömung
soll dabei von der Schöpfseite zur
Saugseite verlaufen. Es reicht aus, wenn die Strömung sich im wesentlichen an
der Flüssigkeitsoberfläche ausbildet.
Der Beginn der Strömung
soll dabei in Walzenmitte erfolgen. Die Strömung soll saugseitig ebenfalls
in der Mitte der Walze enden. Zusätzlich zu der sich zufolge
der Walzendrehung ausbildenden Strömung kann eine externe Flüssigkeitsumwälzung vorgesehen
sein, die gleichzeitig mit einer Flüssigkeitseinspeisung verbunden
ist, die die abtransportierte Flüssigkeit
ergänzt.
Hierzu sind ein saugseitiger Zulauf und ein oder mehrere schöpfseitige
Abläufe
vorgesehen. Es hat sich in der Praxis als vorteilhaft herausgestellt,
wenn die Wandungsform der Wanne oval ist und ohne Sprungstellen,
d.h. einwärts
gerichtete Kanten. Eine optimale Wandungsform ist die Ellipse. Die
Walze verläuft
dabei parallel zur großen
Halbachse. Der schöpfseitige
Mantelbereich der Walze kann dabei geringer von der Beckenwandung
beabstandet sein als der saugseitige Mantelbereich. Der Boden des
Vorratsbeckens kann flach ausgebildet sein, bevorzugt ist der Boden
jedoch mit einer Krümmung
versehen. Die Krümmung
kann parallel zur Walzenfläche
verlaufen. Die Krümmung kann
aber in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung auch eine höhere Ordnung
haben. Das Vorratsbecken kann als Hälfte eines E1lipsoiden gestaltet
sein. Weiter weist eine bevorzugte Weiterbildung einen Deckel auf,
der die Schöpfwalze
kuppelförmig überdeckt
und einen parallel zur Walze verlaufenden Schlitz aufweist, durch
welchen ein Mantelbereich der Abnehmerwalze ragt. Die Größe des Vorratsbeckens
ist der Größe der Schöpfwalze
angepaßt.
Die
Anpassung erfolgt unter strömungsdynamischer
Optimierung der Oberflächenströmung. Es soll
sich ein parallel zur Beckenwand verlaufender Flüssigkeitsstrom von der Abtropfseite
zur Saugseite der Schöpfwalze
einstellen. Die Zu- und Ableitungen sind vorzugsweise in Form von
Bohrungen in der Beckenwand ausgebildet. Hieran werden bevorzugt Stutzen
angelötet.
Die Oberfläche
der Flüssigkeit
soll minimiert werden. Bevorzugt sind die Wände des Vorratsbeckens, an
welchen die Strömung
anliegen soll, gratfrei bzw. kantenfrei. Die Umlenkflächen um die
Stirnflächen
der Walze haben dabei die Form, welche die laminare Strömung einnimmt.
Die Strömung
kann dann wirbelfrei an der Beckenwandung entlangfließen. Die
bei einem herkömmlichen Leim-Vorratsbehälter oder
dergleichen sich ausbildende strömungslose
Zone zwischen Absaugrohren und Wand soll vermieden werden. Die Zu-
und Ableitungen sind daher außerhalb
anzubringen. Da auch die Wandungen der bislang verwendeten Zu- und
Ableitungen selbst Störungen
der laminaren Strömung verursachen,
sind Bohrungen in der Beckenwand auszuführen, die über angelötete Stutzen mit den Versorgungsschläuchen verbunden
werden. Diese Bohrungen sind zu entgraten und an den Rändern abzurunden.
Außerdem
ist darauf zu achten, daß der Durchmesser
der Bohrungen kleiner als der im Becken befindliche Leimstand gewählt wird,
bzw. die Öffnung
vollständig
von Leim bedeckt ist. Auf diese Weise wird einerseits der Wirkungsgrad
der Absaugung erhöht,
mit allen energetischen Vorteilen, andererseits wird verhindert,
daß durch
ein Übermaß an Sauerstoff
die Dispersion in den Versorgungsleitungen abbindet und diese dadurch
verstopfen. Um die Druckverlustzahl zu minimieren, ist die Querschnittsfläche nur
so groß wie
unbedingt erforderlich zu halten. Das bedeutet, daß der Leimstand
im Becken auf ein Mindestmaß zu
reduzieren ist. Außerdem
sind die seitlichen Begrenzungen anzuschrägen, so daß sich bei dieser Weiter bildung
der Erfindung die Form eines Trapezes bzw. im Idealfall eines Dreieckes
ergibt. Erweitert sich eine Leitung von einem kleinen auf einen
größeren Querschnitt,
wird dynamische in statische Energie umgewandelt, wobei die gesamte Energiemenge
konstant bleibt. Die Umwandlung von statischer in dynamische Energie
vollzieht in Systemen, die sich von einem großen auf einen geringeren Querschnitt
hin verjüngen.
Diese Vorgänge
finden beim herkömmlichen
Becken an den Öffnungen
des Zu- bzw. Ablaufes statt. Die Umwandlung von statischer in dynamische
Energie soll in das Innere des Beckens verlagert werden. Hierdurch
kann die Energie genutzt werden, um die Dispersionsmoleküle zu beschleunigen.
Eine allmähliche
Erweiterung des Beckens auf den maximal erforderlichen Beckenquerschnitt
ist wünschenswert,
ebenso wie eine kontinuierliche Verjüngung auf den Querschnitt der
Absaugung hin.
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
1 die Draufsicht eines ersten
Ausführungsbeispieles
der Erfindung,
2 einen Schnitt gemäß der Linie
II-II in 1,
3 ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung, in der geschnittenen Ansicht,
4 das Ausführungsbeispiel
der Erfindung im Querschnitt,
5 eine schematische Darstellung
der Strömungsverhältnisse
auf der Flüssigkeitsoberfläche,
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
7 eine weitere Ausbildung
des Vorratsbehälters,
in der Ansicht, und
8 das Ausführungsbeispiel
gemäß 7 in der Draufsicht.
Alle
Ausführungsbeispiele
werden am Beispiel eines Leimwerkes erläutert. Der Anwendungsbereich
der Vorrichtung erstreckt sich insbesondere auf Kleistermaschinen,
Farbwerke oder Lackwerke.
Bei
dem in 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel
taucht eine Schöpfwalze 3 in
ein Leimvorratsbekken 1 ein. Das Leimvorratsbecken 1 weist
eine Wandung 9 auf, welche eine Ellipsenform aufweist.
Die Walze 3 liegt dabei parallel zur großen Halbachse
der Ellipse. Parallel zur Schöpfwalze 3 ist eine
Abnehmerwalze 6 angeordnet, deren Oberfläche beabstandet
liegt zur Oberfläche
der Schöpfwalze 3,
so daß sich
zwischen den beiden Walzen ein Spaltraum ausbildet. Die Walzen 3, 6 werden
hier in Mitlaufrichtung betrieben (Sie könne auch gegenläufig betrieben
werden.) Die Schöpfwalze 3 taucht
dabei mit einem Teilbereich ihrer Umfangsfläche in der Flüssigkeit
ein.
Zufolge
der Drehung der Walze 3 bildet sich ein Niveauunterschied
in dem Flüssigkeitsspiegel zwischen
Schöpfseite 7 und
Saugseite 8 aus. Saugseitig entsteht ein Tal 8 und
schöpfseitig
ein Berg 7. Schöpfseitig
wird ein Flüssigkeitsfilm 11 auf
der Oberfläche
der Schöpfwalze 3 in
Richtung des Spaltes zwischen den Walzen 3, 6 gehoben.
Im
Bereich des Spaltes wird der Film 11 von der Abnahme walze übernommen,
wo dann entsprechend ein Film 10 auf der Oberfläche aufliegt.
Wie
insbesondere der 2 zu
entnehmen ist, erstreckt sich das saugseitige Tal 8 bis
zur Wandung 9, so daß der
Flüssigkeitsoberflächenabschnitt 8' im Wandungsbereich
ein Gefälle
in Richtung zur Walze aufweist. Schöpfseitig weist der Berg 7 ebenfalls
ein Gefälle
zur Wandung hin auf, so daß der wandungsseitige
Flüssigkeitsabschnitt 7' im Wandbereich
ein Gefälle
zur Wand hin aufweist. Zufolge dieses Gefälles bildet sich ein Strom
aus. Nicht dargestellt ist ein weiteres Gefälle, welches entlang der Wandung
verläuft.
Zufolge
des aus 2 ersichtlichen
Niveauunterschiedes des Flüssigkeitsspiegels
auf der Saugseite und der Schöpfseite
bilden sich die in 1 mit
S dargestellten, die Stirnflächen 3' umströmenden Flüssigkeitsströme aus.
Sie verlaufen von der Schöpfseite
hin zur Saugseite parallel zur Wandung 9.
Im
Bereich der Enden der Schöpfwalze 3 sind
auf der schöpfseitigen
Seite des Beckens 1 Ablauföffnungen 5 vorgesehen.
Durch sie wird die im Becken befindliche Flüssigkeit abgesaugt und umgewälzt und
dann auf der gegenüberliegenden
Seite etwa im Bereich der Walzenmitte durch den Zulauf 4 wieder
zugegeben. Die Ablauföffnungen 5, 5' sind dabei
in Richtung parallel zur Wandung verschiebbar. Hierdurch kann der
Absaugpunkt optimal eingestellt werden, so daß sich überhöhte Flüssigkeitsberge, beispielsweise
bei Flüssigkeiten
mit sehr hoher Viskosität,
vermeiden lassen.
Bei
dem in 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist der Boden des Vorratsbeckens 1 nicht eben ausgestaltet, sondern
bogenförmig.
Wie insbesondere auch der 4 zu
entnehmen ist, besitzt das Becken 1 die Form eines Halbellipsoiden.
Wie der 4 weiter zu
entnehmen ist, fällt
auf der Schöpfseite
ein Flüssigkeitsberg 14 zur
Wandung 9 hin ab. Der Flüssigkeitsberg 14 hat
bei diesem Ausführungsbeispiel
seinen Scheitel beabstandet von der Walze 3, bedingt durch
abtropfende Flüssigkeit 12, 13 von
der Abnehmerwalze 6.
In 5 sind die Strömungsverhältnisse
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
noch einmal gezeigt. Saugseitig erfolgt ein optionaler Zulauf 4 und absaugseitig
sind zwei Abläufe 5, 5' vorgesehen, welche
jeweils im Bereich der Enden der Walzenmantelfläche vorgesehen sind. Die Form
des Vorratsbeckens 1 ist ellipsenförmig. Die Walze 3 dreht
sich in Richtung D um ihre Achse X. Die Achse X ist parallel zur
großen
Halbachse A des Vorratsbeckens angeordnet. Zufolge der Drehung D
der Walze soll sich eine Strömung
S ausbilden, die die Stirnseiten 3' der Walze 3 umströmt. Die
Strömung
entsteht dabei schöpfseitig
und fließt
an dem sprungstellenfreien Wandungsbereich entlang zur Saugseite.
Die Strömung
endet im Bereich der großen
Halbachse und beginnt auch im Bereich der großen Halbachse B.
Bei
dem in 6 dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist zusätzlich
ein Deckel 12 vorgesehen, welcher das Flüssigkeitsbecken überdeckt.
Der Deckel 12 hat lediglich einen Spalt 13, durch
welchen die Abnehmerwalze 6 mit einem Oberflächenbereich
ragt, zur Abnahme des Flüssigkeitsfilmes
von der Walze 3.
Bei
dem in den 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel
sind eine Vielzahl von Absaugungen 35, 36, 37, 38 vorgesehen.
Das Becken 31 hat dabei einen flachen Boden 32 und
eine schräg dazu
verlaufende Wandung 39. Die zwischen den Absaugungen 35, 36, 37, 38 im
Bereich der kleinen Halbachse angeordnete Zulauföffnung 34 liegt, wie auch
die übrigen Öffnungen,
unterhalb des Flüssigkeitsspiegels.
Die
die Stirnflächen 3' der Walze 3 umströmende Flüssigkeit
erfährt
durch die Wandung 9 neben einer strömungsdynamisch optimalen Umlenkung
auch eine optimale Begrenzung.
Die
Behälterwandung 9 hat
einen Abstandsverlauf zur Walzenkontur. Zwischen Wandung 9 und der
Spurlinie der Walze liegt dabei ein Oberflächenstreifen der Flüssigkeit.
Die
in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten
Merkmale der Erfindung können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung
der Erfindung von Bedeutung sein.