DE9106311U1

DE9106311U1 - Nozzle-like coating device for applying coating material to a paper web

Info

Publication number: DE9106311U1
Application number: DE9106311U
Authority: DE
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1991-05-23
Filing date: 1991-05-23
Publication date: 1991-07-25
Anticipated expiration: 2001-05-24

Description

Anwaltsakte: U 4822
Kennwort: Kompaktdüse
J. M. VOITH GmbH
D-7920 HeidenheimLawyer's file: U 4822
Password: Compact nozzle
JM VOITH GmbH
D-7920 Heidenheim

Düsenartige Streicheinrichtung zum Auftragen von Streichmasse auf eine Papierbahn Nozzle-like coating device for applying coating material to a paper web

Die Erfindung betrifft eine düsenartige Streicheinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a nozzle-like coating device according to the preamble of claim 1.

Eine solche Streicheinrichtung ist aus P 3 446 757 bekannt geworden. Dabei geht es darum, die vergleichsweise großen Überschußmengen aus dem Düsenraum abzuführen, ohne daß es zum Einziehen von Luft im Bereich der Überlaufleiste kommt.Such a coating device is known from P 3 446 757. The aim is to remove the comparatively large excess quantities from the nozzle chamber without air being drawn in in the area of the overflow bar.

Eine Vielzahl von ähnlichen Düsenauftragswerken ist bekannt geworden. Nur beispielsweise wird verwiesen aufA large number of similar nozzle applicators have become known. For example, reference is made to

US-PS 3 518 964
US-PS 4 250 211US-PS 3 518 964
US PS 4 250 211

Voith-Firmendruckschrift &rgr; 2766
aus dem Oktober 1987.Voith company brochure &rgr; 2766
from October 1987.

Die Raumverhältnisse sind im allgemeinen beengt- Daher besteht generell das Bedürfnis, Streicheinrichtungen gemäß der eingangs genannten Art möglichst kompakt zu gestalten. Gleichzeitig sind jedoch gewisse technologische Anforderungen zu erfüllen. So sollen beispielsweise die Vorzüge gemäß der Lehre von (1) erhalten bleiben, d.h. ein sogenanntes Skip Coating vermieden werden, d.h. ein Streichen, bei der von Streichmasse völlig unbedeckte Stellen infolge Luftblasen auftreten können. Außerdem soll zu jedem Zeitpunkt ein stetsThe space available is generally cramped. Therefore, there is a general need to make coating equipment as compact as possible according to the type mentioned above. At the same time, however, certain technological requirements must be met. For example, the advantages according to the teaching of (1) should be retained, i.e. so-called skip coating should be avoided, i.e. coating in which areas completely uncovered by coating material can occur due to air bubbles. In addition, a constant

gleichbleibender Spalt im Bereich der Überlaufleiste herrschen, und es soll die Spaltweite gemäß der Lehre von (1) möglichst gering gehalten werden, so daß jedenfalls an dieser Stelle ein ganz kleiner oder überhaupt kein Überlauf vorhanden ist.a constant gap in the area of the overflow bar should prevail, and the gap width should be kept as small as possible according to the teaching of (1), so that at least at this point there is a very small overflow or no overflow at all.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Streicheinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß die gesamte Einrichtung so kompakt wie möglich wird, d.h. möglichst raumsparend gestaltet wird, daß ferner die technologischen Anforderungen an eine solche Düsenstreicheinrichtung weitgehend erfüllt werden, insbesondere bezüglich des Gleichmaßes des Strichauftrages, und daß schließlich die Streicheinrichtung möglichst einfach im Aufbau ist.The invention is therefore based on the object of designing a coating device according to the preamble of claim 1 in such a way that the entire device is as compact as possible, i.e. is designed to save as much space as possible, that the technological requirements for such a jet coating device are largely met, in particular with regard to the uniformity of the coating application, and that finally the coating device is as simple as possible in construction.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.This object is solved by the characterizing features of claim 1.

Die darin enthaltenen einzelnen Elemente sind zwar für sich alleine bekannt. Jedoch wird die Streicheinrichtung durch deren geschickte Anordnung zu einer kompakten Baueinheit, die geringstmöglichen Raum beansprucht, aber dennoch die an sie gestellten Funktionen einwandfrei erfüllt.The individual elements contained therein are known in themselves. However, their clever arrangement turns the coating device into a compact unit that takes up as little space as possible, but still fulfils the functions required of it perfectly.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin sind mehrere Ausführungsbeispiele einer düsenartigen Streicheinrichtung dargestellt, und zwar jeweils in einer Schnittebene, in der die Laufrichtung der Papierbahn liegt, und die zugleich senkrecht zur Papierbahn liegt. Funktionsgleiche Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. In allen Figuren umschlingt eine Papierbahn 1 eine in Pfeilrichtung umlaufende Gegenwalze 2.The invention is explained in more detail with reference to the drawing. Therein, several embodiments of a nozzle-like coating device are shown, each in a sectional plane in which the running direction of the paper web lies and which is also perpendicular to the paper web. Elements with the same function are provided with the same reference numerals. In all figures, a paper web 1 wraps around a counter roller 2 rotating in the direction of the arrow.

06311.06311.

Die in Fig. 1 dargestellte düsenartige Streicheinrichtung weist einen Düsenraum 3 auf. Dieser ist in Bahnlaufrichtung durch eine einlaufseitige Überlaufleiste 4 und eine Dosierleiste 5 begrenzt. Streichmasse wird einem Verteilrohr 6 zugeführt. Das Verteilrohr 6 hat eine Mehrzahl von hier nicht dargestellten Austrittsöffnungen, die mit einem Zufuhrkanal 7 in leitender Verbindung stehen, so daß Streichmasse durch den Kanal 7 zum Düsenraum 3 und damit an die Papierbahn 1 gelangt. Auf halbem Wege des Zufuhrkanales befinden sich Stolperschwellen 7.1, die eine Mikroturbulenz in der Streichmasse erzeugen. Ein Ableitkanal 8 stellt eine leitende Verbindung mit einer Überlaufrinne 9 her. Am Ende des Ableitkanales 8 befindet sich ein einstellbares Ventil 10 zum Steuern der Überlaufmenge. Eine Einrichtung 11 dient dem Regeln des Durchbiegungsausgleiches. Dabei kommt es insbesondere auf den Durchbiegungsausgleich der Dosierleiste 5 an. Es kann aber auch Einfluß auf die Durchbiegung der gesamten Streicheinrichtung genommen werden. Die Ausgleichseinrichtung 11 ist im vorliegenden Falle gemäß DE 39 25 517.4 Al gestaltet. Sie weist ein ortsfestes Joch 12 auf, eine Hülse 13, die das Joch 12 umgibt sowie Druckübertragungselemente 14, im vorliegenden Falle Luftbälge. Bei Beschicken der Luftbälge 14 mit Druckluft wird die Position der Hülse 13 und damit auch jene der Dosierleiste 5 verändert, so daß ein Durchbiegungsausgleich hergestellt wird. Gemäß der Erfindung kann die Ausgleichseinrichtung 11 derart gestaltet und angeordnet sein, daß ein genügend großer "innerer Hub" geschaffen wird, um auch die Weite des Spaltes zwischen der Kante der Dosierleiste 5 und der Papierbahn 1 einzustellen. Hierzu bedarf es somit" keiner weiteren Einrichtung mehr. Im vorliegenden Falle ist eine Laser-Meßeinrichtung 15 vorgesehen, mit der sich die genaue Position der Kante der Dosierleiste 5 erfassen läßt. Ein hieraus gewonnenes Signal wird dazu verwendet, die Ausgleichseinrichtung 11 zu steuern.The nozzle-like coating device shown in Fig. 1 has a nozzle chamber 3. This is limited in the direction of web travel by an inlet-side overflow bar 4 and a metering bar 5. Coating compound is fed to a distribution pipe 6. The distribution pipe 6 has a plurality of outlet openings (not shown here) that are in conductive connection with a feed channel 7, so that coating compound passes through the channel 7 to the nozzle chamber 3 and thus to the paper web 1. Halfway along the feed channel there are tripping thresholds 7.1 that create microturbulence in the coating compound. A discharge channel 8 creates a conductive connection with an overflow channel 9. At the end of the discharge channel 8 there is an adjustable valve 10 for controlling the overflow quantity. A device 11 is used to regulate the deflection compensation. In this case, the deflection compensation of the metering bar 5 is particularly important. However, the deflection of the entire coating device can also be influenced. In the present case, the compensation device 11 is designed according to DE 39 25 517.4 A1. It has a stationary yoke 12, a sleeve 13 that surrounds the yoke 12 and pressure transmission elements 14, in the present case air bellows. When the air bellows 14 are supplied with compressed air, the position of the sleeve 13 and thus also that of the metering bar 5 is changed so that deflection compensation is achieved. According to the invention, the compensation device 11 can be designed and arranged in such a way that a sufficiently large "internal stroke" is created in order to also adjust the width of the gap between the edge of the metering bar 5 and the paper web 1. Therefore, no further device is required for this. In the present case, a laser measuring device 15 is provided with which the exact position of the edge of the dosing bar 5 can be recorded. A signal obtained from this is used to control the compensation device 11.

Konstruktiv kann die gesamte Streicheinrichtung derart getrennt werden, daß die Ausgleichseinrichtung 11 allein aufdie Dosierleiste 5 einwirkt. Die Streicheinrichtung kannThe entire coating device can be structurally separated in such a way that the compensation device 11 acts solely on the metering bar 5. The coating device can

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jedoch auch so gestaltet werden, daß die Ausgleichseinrichtung 11 auf die gesamte Streicheinrichtung einwirkt und wahlweise deren Durchbiegung korrigiert, oder deren Abstand zur Papierbahn 1.However, it can also be designed in such a way that the compensation device 11 acts on the entire coating device and optionally corrects its deflection or its distance from the paper web 1.

Wie man sieht, durchzieht Ableitkanal 8 die gesamte Streicheinrichtung im wesentlichen in diagonaler Richtung, ausgehend von der Kante der Dosierleiste 5 zur Überlaufrinne 9.As can be seen, the discharge channel 8 runs through the entire coating device essentially in a diagonal direction, starting from the edge of the dosing bar 5 to the overflow channel 9.

Die Überlaufrinne 9 dient gleichzeitig dazu, den sehr großen Überschuß aus Kanal 8 aufzufangen, wie auch den sehr kleinen Überlauf, der von der Überlaufleiste 4 herkommt. Wie man sieht, befindet sich zwischen Zufuhrkanal 7 und Ableitkanal 8 ein Strömungskörper 16. Dieser ist somit im wesentlichen begrenzt von Zufuhrkanal 7, Düsenraum 3 und Ableitkanal 8.The overflow channel 9 also serves to collect the very large excess from channel 8, as well as the very small overflow that comes from the overflow bar 4. As can be seen, there is a flow body 16 between the supply channel 7 and the discharge channel 8. This is thus essentially limited by the supply channel 7, the nozzle chamber 3 and the discharge channel 8.

Wie man weiterhin erkennt, ist die gesamte Streicheinrichtung als kompakte Baueinheit gestaltet, die im wesentlichen balkenförmig ist, und in der sämtliche funktionswichtigen Elemente zusammengefaßt sind. Im vorliegenden Falle sind die folgenden Elemente um einen imaginären Mittelpunkt herumkopiert: Verteilrohr 6, Strömungskörper 16, Laser-Meßeinrichtung 15, Ausgleichseinrichtung 11 und Überlaufrinne 9.As can also be seen, the entire coating device is designed as a compact structural unit, which is essentially beam-shaped and in which all functionally important elements are combined. In the present case, the following elements are copied around an imaginary center: distribution pipe 6, flow body 16, laser measuring device 15, compensation device 11 and overflow channel 9.

Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Streichmasse an jeder Stelle eine eindeutige Strömungsrichtung hat, daß keine Stromkreuzungen auftreten, und daß sie - bis auf einen geringen Teilstrom an der Überlaufleiste 4 - bei Berührung mit der Papierbahn nur in deren Laufrichtung strömt. Damit ist eine wichtige Voraussetzung für einen sauberen, qualitativ hochwertigen Strich erfüllt, und zwar ungeachtet dessen, ob die Einrichtung als Vordosiereinrichtung oder als einzige Streicheinrichtung verwendet wird.A further advantage of this design is that the coating mass has a clear flow direction at every point, that no flow crossings occur, and that - with the exception of a small partial flow at the overflow bar 4 - it only flows in the direction of travel when it comes into contact with the paper web. This fulfills an important prerequisite for a clean, high-quality coating, regardless of whether the device is used as a pre-dosing device or as the only coating device.

Auch die in Fig. 2 dargestellte Streicheinrichtung folgt denselben Prinzipien wie jene gemäß Fig. 1. Wie man sieht,The coating device shown in Fig. 2 also follows the same principles as that shown in Fig. 1. As can be seen,

06 311.06 311.

-D--D-

sind die Elemente Verteilrohr 6, Strömungskörper 16 und Ausgleichseinrichtung 11 in Bahnlaufrichtung hintereinander angeordnet. Zulaufkanal 7 verbindet Verteilrohr 6 mit Düsenraum 3. Er nimmt hierbei einen im wesentlichen zur Papierbahn 1 senkrechten Verlauf. Ableitkanal 8 mit Ventil 10 mündet wiederum auf der Einlaufseite der Streicheinrichtung, d.h. dort, wo die Papierbahn 1 einläuft. Die Streichmasse steigt somit vom Verteilrohr im Zulaufkanal 7 nach oben, wird dabei durch Stolperschwellen 7.1 in eine gewisse, erwünschte Turbulenz versetzt, strömt sodann in ihre Hauptmenge an Ableitkanal 8 vorbei, wobei eine kleinere Teilmenge in den Ableitkanal gelangt, gelangt weiterhin zum Düsenraum 3, wo ein kleinerer Teil auf der Papierbahn verbleibt und durch den Spalt zwischen Papierbahn 1 und Überlaufleiste 5 austritt, während der größere Teil der Streichmasse als Überschuß den Strömungskörper 16 völlig umströmt und zum Ableitkanal 8 gelangt.the elements distribution pipe 6, flow body 16 and compensation device 11 are arranged one behind the other in the direction of web travel. Inlet channel 7 connects distribution pipe 6 with nozzle chamber 3. It runs essentially perpendicular to paper web 1. Discharge channel 8 with valve 10 opens out on the inlet side of the coating device, i.e. where paper web 1 enters. The coating mass thus rises upwards from the distribution pipe in the inlet channel 7, is thereby set into a certain, desired turbulence by tripping thresholds 7.1, then flows in its main quantity past the discharge channel 8, whereby a smaller partial quantity reaches the discharge channel, then reaches the nozzle chamber 3, where a smaller part remains on the paper web and exits through the gap between the paper web 1 and the overflow bar 5, while the larger part of the coating mass flows completely around the flow body 16 as excess and reaches the discharge channel 8.

Fig. 3 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform, wobei allerdings eine gewisse Gegenströmung der Streichmasse gegenläufig zur Laufrichtung der Papierbahn 1 stattfindet.Fig. 3 illustrates a further embodiment, where, however, a certain counterflow of the coating mass takes place in the opposite direction to the running direction of the paper web 1.

21.03.199121.03.1991

DrW/MJDrW/MJ

311.311.

Claims

Lawyer's file: U 4822
Password: Compact nozzle
JM VOITH GmbH
D-7920 Heidenheim

EXPECTATIONS

1. Nozzle-like coating device for applying a coating compound to a running paper web (1), with a nozzle chamber (3) which extends across the width of the web and which is limited on the inlet side of the web (1) by an overflow bar (4) and on the outlet side of the web (1) by a metering bar (5), with a distribution pipe (6) which distributes the coating compound across the width of the web, with a feed channel (7) for feeding excess coating compound from the distribution pipe (6) to the nozzle chamber (3), and with a discharge channel (8) for discharging excess from the nozzle chamber (3),

characterized by the combination of the following features :

(a) the discharge channel (8) opens on the side of the

Coating device on which the paper web (1) runs.

(b) The drainage channel (8) is connected to an overflow channel (9) which also collects the overflow from the overflow bar 4;

(c) a device for compensating deflection (compensating device 11) is provided which extends over the entire width of the web, with a fixed yoke (12), a sleeve (13) surrounding it which is adjustable in the direction of the paper web (1), and with adjustable pressure transmission elements (14);

6311.6311.

(d) a flow body (16) is provided around which coating mass flows;

(e) in side view and in the direction of web travel, the elements distribution pipe (6), flow body (16) and compensation device (11) are arranged one behind the other.

2. Coating device according to claim 1, characterized in that the distribution pipe (6) is arranged on the side of the overflow bar (4) opposite the web (1), in the immediate vicinity of the overflow bar and supporting the overflow bar.

3. Coating device according to claim 1 or 2, characterized in that the distribution pipe (6), flow body (16), compensating device (11) and overflow channel (9) are grouped in a circular arc around a common, imaginary center point.

4. Coating device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the discharge channel (8) passes through the entire coating device in a cross-section (in the paper travel direction, but perpendicular to the paper web 1) diagonally from the edge of the dosing bar (5) to the overflow channel (9).

5. Coating device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the compensating device (11) has such a large adjustment stroke of the adjusting sleeve (13) that the width of the gap between the edge of the dosing bar (5) and the paper web (1) can be adjusted by this alone.

Ob 311.Whether 311.

6. Coating device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the metering bar (5) is a roller doctor or a profiled rod.

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DrW/JM