DE9200467U1

DE9200467U1 - Auftrags- bzw. Dosiereinrichtung

Info

Publication number: DE9200467U1
Application number: DE9200467U
Authority: DE
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1992-01-17
Filing date: 1992-01-17
Publication date: 1992-03-05
Anticipated expiration: 2002-01-18

Description

Anwaltsakte: U 4884

J.M. Voith GmbH

Kennwort: "Profilgesteuerte Walze"

Auftrags- bzw. Dosiereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Auftrags- bzw. Dosiereinrichtung nach dem Oberbegriff des anspruchs 1. Es sind vor allen Dingen solche Auftragseinrichtungen Gegenstand der Erfindung, bei denen eine Auftrags- oder Dosierwalze vorgesehen ist. Die Auftragsmenge kann dabei durch die folgenden Maßnahmen im allgemeinen gesteuert werden:

a) Durch unterschiedliche Spalte zwischen zwei zusammenarbeitenden Walzen,

b) durch eine Differenzgeschwindigkeit zwischen zwei zusammenarbeitenden Walzen,

c) durch eine Rakel mit unterschiedlicher Kraft, mit der die Rakel auf die Walze gepreßt wird.

Hierbei ist keine sogenannte volumetrische Steuerung der Auftragsmenge möglich. Darunter wird verstanden, daß durch eine gezielt bemessene Spaltweite, z.B. zwischen den beiden zusammenarbeitenden Walzen, die Auftragsmenge durch den Querschnitt des jeweiligen Spaltabschnittes bemessen wird.

Weitere Auftragsverfahren betreffen Walzen mit Näpfchen, von denen der Überschuß in einer gewissen Höhe abgerakelt wird, sowie ein Walzenpaar, von denen eine eine bestimmte Oberflächenprofilierung hat. Hierbei ist dann der Walzenspalt einstellbar. Um aber auch hier eine volumetrische Steuerung der Auftragsangebotsmenge zu erhalten, ist ein Wechseln der Walze nötig, was natürlich mit einer Unterbrechung der Produktion verbunden ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuerung der Auftragsmenge auf einer über eine Dosierwalze unter Spannung geführte Bahn am Papier oder insbesondere Karton des Auftragsmengenangebots einer Auftragswalze in während des Betriebs variablem Maß zu ermöglichen. Die Erfindung betrifft also grundsätzliche Auftragseinrichtungen, bei der eine Auftragswalze mit einer Gegenwalze unter Bildung eines Auftragsspalts zusammenarbeitet, um eine bestimmte Menge an Streichmasse oder allgemein flüssiger oder pastöser Beschichtungsmasse für eine weitere Auftragswalze oder für einen direkten Auftrag von der Gegenwalze auf die darüber geführte Papier- oder Kartonbahn zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des nspruchs 1 gelöst.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei stellt:

Fig. la und Ib jeweils einen Axialschnitt durch eine prinzipielle erste und zweite Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform,

Fig. 3 und 4 einen Axialschnitt und eine Teil-Stirnansicht einer vierten Ausführungsform und

Fig. 5 bis 7 Anwendungen der erfindungsgemäßen Walze prinzipmäßig dar.

Grundsätzlich ist zu sagen, daß durch die Erfindung das Auftragsangebot den Erfordernissen des Betriebs angepaßt werden kann, die sich nach der Auftragsmasse (Beschichtungsmasse), der Auftragsgeschwindigkeit (Bahngeschwindigkeit des Papiers bzw. des Kartons) der gewünschten Auftragsmenge, der Aufnahmefähigkeit des Substrates (Papier oder Karton z.B.) usw. richten kann.

In Fig. la ist mit 1 ein Walzenmantel, vorzugsweise aus Gummi oder ähnlichem hochelastischem Kunststoff-Material, bezeichnet, der umlaufend angetrieben werden kann und in dessen Innerem sich ein vorzugsweise auch - und zwar mit dem Walzenmantel bzw. umgekehrt - umlaufender Träger 3, z.B. aus Stahl, befindet. Der Raum zwischen dem im wesentlichen als Zylinder ausgebildeten Träger 3 und dem Mantel 1 ist durch Ringstege 2 in einzelne Kammern 5 unterteilt, die unter Unterdruck oder überdruck vorzugsweise Unterdruck - mittels eines entsprechenden Fluidums (z.B. eine Hydraulikflüssigkeit oder vorzugsweise ein Gas, wie Luft) gesetzt werden können. Zu dem Zweck weisen die Ringstege 2 jeweils eine oder vorzugsweise mehrere Durchgangsbohrungen auf. Durch den Unterdruck bzw. Überdruck wird nun der leicht dehnbare Mantel 1 verformt, und zwar in der Mitte zwischen den Ringstegen am meisten, so daß sich eine wellige Oberfläche des Walzenmantels ergibt, wie er durch die strichpunktierte Linie 30 der Fig. 3 angedeutet ist. Der Walzenmantel muß natürlich dicht bzw. fest an den Ringstegen anliegen, so daß er vorzugsweise aufgeschrumpft ist.

Man kann nun sowohl durch die grundsätzliche Höhe des Unterdrucks oder Überdrucks die Welligkeit erhöhen oder verringern. Die Wellenlänge der sogenannten "Welligkeit" des Gummimantels soll vorzugsweise zwischen 0,3 und 1 mm liegen. Dementsprechend gering sind natürlich auch die Abstände zwischen den Ringstegen 2 vorzusehen.

In Fig. Ib ist eine ähnliche Ausführungsform dargestellt, bei der die Zuführung des Druckfluidums über einen hohlzylindrischen Träger 3' mit Durchgangsbohrungen 17 erfolgt. Dabei sind Abstandsringe 16 für die einzelnen Ringstege 2' angedeutet, um die einzelnen Druckkammern 5' zu bilden. Die Zuführung des Druckfluidums erfolgt hier über den zentralen Druckraum 18 mit hohlzylindrischem Träger 3'. Die einzelnen Ringstege sind hier praktisch mittels der Abstandsringe 16 gegeneinander verspannt

und in ihrem Abstand somit genau festgelegt. Diese Ringstege
müssen natürlich auch Durchgangsbohrungen aufweisen, die zumindest teilweise mit denjenigen (17) des zylindrischen Trägers 3' fluchten müssen. Hier wäre es eventuell möglich, durch einzelne den verschiedenen axialen Abschnitten des Trägers 3' zugeordnete Druckkammern verschiedene Drücke örtlich axial abschnittsweise einzustellen und somit auch die Welligkeit des Walzenmantels örtlich verschieden zu gestalten.

In Fig. 3 ist eine Variante einer Walze 1' dargestellt, bei der einzelne, ringförmige Druckstempel 25 in gegenseitigem axialem
Abstand in bezug auf einen hohlzylindrischen Träger 23 vorgesehen sind. Diese Druckstempel bestehen jeweils aus einzelnen
Ringsegmenten 25, 25', 25" usw., wie es in Fig. 4 dargestellt
ist. Zwischen ihnen befinden sich Ringscheiben 26, auf denen
der verformbare Walzenmantel 21 aufgepreßt ist. Durch Zuführung von Druckmedium durch Bohrungen 22 an die Innenseite der Stempel (Ringe) 25 wird an diesen Stellen der Walzenmantel 21 in
seinem Durchmesser vergrößert, so daß sich auch hier die mit
der gestrichelten Linie 30 angedeutete Welligkeit desselben ergibt.

In Fig. 2 sind einzelne Oberflächenelemente 13, die aus der radial äußeren Oberfläche eines Walzenmantels 9 herausragen und
in diesem geführt sind, als Piezo-Elemente ausgebildet, die in
ihrer Länge veränderbar sind, wobei sie mit ihren radial äußeren, freien Endflächen auf einem in seinem Durchmesser veränderlichen Hüllzylinder liegen. Die Piezo-Elemente 13 sind in
einzelnen Zylindersegmenten 14 angeordnet, die die elektrischen Zuleitungen 36 für die Piezo-Elemente 13 aufweisen.

Dabei liegen natürlich die - radial äußeren - Stirnflächen der Stempel auf einem - gedachten - Hüllzylinder, der auch von
einem flexiblen Mantel, z.B. aus Gummi, gebildet sein kann.

Diese Variante der Walze 6 beruht ja auf dem inversen piezoelektrischen Effekt, das bei Anlegung eines elektrischen Feldes parallel zur Polarisationsrichtung des Piezo-Kristalls man eine Ausdehnung des Materials in der gleichen Richtung erhält. Das Bauteil mit der piezo-elektrischen (Inversen) Wirkung wird auch als piezo-elektrische Translator (oder auch kurz Piezo-Translator) bezeichnet.

Man kann es sich natürlich nun auch vorstellen, daß man durch äußere magnetische oder elektrische Felder kleine Stempel aus entsprechenden Werkstoffen in ihrer Länge beeinflussen kann.

Man erhält so eine unregelmäßige Oberfläche der Walze, wobei zwischen den einzelnen Stempel Vertiefungen sind, die die Streichmasse aufnehmen. Ebenso verhält es sich mit der wellenförmigen Oberfläche eines Walzenmantels 1 bzw. 21, bei denen die Streichmasse in den Wellentälern aufgenommen wird. Diese Form von Rakel- bzw. Dosierelementen ist ja an sich bekannt von den drahtumwickelten zylindrischen Stäben oder Walzen. Solche Dosierstäbe erhält man auch durch Einarbeiten von Rillen in einen Stab oder Zylinder. Bei bekannten Einrichtungen sind diese Rillen sehr fein und haben einen Querschnitt zwischen 0,001 und 0,40 mm². Auch entsprechend strukturierte Wärmefelder oder Lichtstrahlung können eine entsprechende Welligkeit einer Manteloberfläche bei entsprechend ausgewähltem Material derselben erzeugen.

In den Figuren 5 bis 7 sind einzelne Streicheinrichtungen (Beschichtungseinrichtungen) angedeutet, bei welchen Papierbahnen W mittels pastöser oder flüssiger Massen beschichtet werden. Dabei wird jeweils ein Übertragungsspalt zwischen einer erfindungsgemäßen Walze 1, 1'; 6 usw. und einer Gegenwalze 31, 41 bzw. 51 gebildet. Dabei kann in Fig. 5 die Drehrichtung der beiden Walzen gleich- oder gegensinnig, in Fig. 6 gegensinnig und in Fig. 7 gleichsinnig sein.

Heidenheim, 16.01.92
0607k/Cg/Srö/58-62

Claims

Anwaltsakte: U 4884 J.M. Voith GmbH Kennwort: "Profilgesteuerte Walze" -Pnsprüche

1. Auftrags- bzw. Dosiereinrichtung für flüssige oder pastöse Massen auf sich bewegende Oberflächen, insbesondere für Bahnen aus Papier oder Karton, gekennzeichnet durch eine Walze, gegebenenfalls mit äußerem Mantel (1, 1'), deren bzw. dessen Durchmesser, insbesondere Außendurchmesser durch Energie (Kraft- oder Druckfeld oder energiereiche Strahlung) - und unter Umständen regelbarer jeweils örtlich verschiedener - Stärke längs der Länge der Walze oder des Mantels zeitlich und/oder örtlich in verschiedenem Grad veränderbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Oberflächenelemente (13) die aus der radial äußeren Oberfläche eines Walzenmantels (9) herausragen und in diesem geführt sind, als Piezo-Elemente ausgebildet sind, die in ihrer Länge veränderbar sind, wobei sie mit ihren radial äußeren, freien Endflächen auf einem in seinem Durchmesser veränderlichen Hüllzylinder liegen.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Piezo-Elemente (13) in einzelnen Zylindersegmenten (14) angeordnet sind, die die elektrischen Zuleitungen (36) für die Piezo-Elemente (13) aufweisen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zylindersegmente (14) an dem äußeren Walzenmantel (9) abstützen.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß axial abschnittsweise entlang eines äußeren Walzenmantels (21) an einer zentralen Tragvorrichtung (23, 26) Druckstempel in Form von ringförmigen Wänden (25) zum Herauspressen des Walzenmantels (21) an definierten, voneinander mit gleichem Abstand angeordneten Stellen vorgesehen sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Wände aus ringsektorformigen Teilen (25, 25', 25") zusammengesetzt sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Stempel aus einem dehnbaren Kunststoff oder einer Kunststoff-Verbundkonstruktion bestehen.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein radial innerer Träger (3) und ein äußerer Walzenmantel (1) aus leicht verformbarem, elastischen Material vorgesehen sind, und daß der Zwischenraum zwischen Träger (3) und Mantel (1) von Stegen (Ringen 2) in einzelne Kammern (4) unterteilt ist, daß die Stege zur Stützung des Walzenmantels (1) dienen und daß an die Kammern eine Unterdruck- oder Überdruckquelle steuerbarer Stärke anschließbar ist bzw. daß ein Unterdruck bzw. Überdruck in den Kammern (4) einstellbar ist, um einen gewünschten örtlichen Durchmesser des Walzenmantels (1) zu erzeugen.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (1, 1'; 6) mit einer Gegenwalze (31, 41, 51) kombinierbar ist, um in dem zwischen den beiden Walzen gebildeten Spalt Streichmasse auf die Gegenwalze in örtlich genau dosierter Weise zu übertragen.

Heidenheim, 16.01.92
0607k/Cg/Srö/63/64