EP0264396B1

EP0264396B1 - Vorrichtung zum auftragen geringer oder geringster mengen von flie fähigen substanzen

Info

Publication number: EP0264396B1
Application number: EP87902310A
Authority: EP
Inventors: Johannes Zimmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-04-30
Filing date: 1987-04-29
Publication date: 1991-06-26
Anticipated expiration: 2007-04-29
Also published as: WO1987006504A1; EP0264396A1; ATA117886A; AT386761B; DE8706186U1; US4892057A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen geringer Mengen fließfähiger Substanzen auf einen, an einer Stützfläche anliegenden, flächenförmigen Träger, z.B. eine flächenförmige Materialbahn, mittels einer magnetisch anpreßbaren Auftragswalze, der eine Einrichtung zum Zuführen der aufzutragenden Substanz zugeordnet ist.
Das Auftragen geringer oder geringster Mengen von fließfähigen Medien auf einem flächenförmigen Träger stellt ein großes Problem dar, wenn die Auftragung völlig gleichmäßig sein soll. Einerseits muß über die gesamte Warenbreite je Flächeneinheit die genau gleiche Menge an Auftragsmedium zugeführt werden und andererseits muß auch der Anpreßdruck der Warenbahn an eine Unterstützungsfläche über die gesamte Warenbreite gleich sein. Es ist bereits bekannt, zum Bedrucken oder Beschichten von Warenbahnen Magnetrakeln zu verwenden, d.h. also Rollrakeln, die magnetisch an die Warenbahn angepreßt werden. Bei diesen Magnetrakeln wird aus einer Vorratsmenge des aufzutragenden Mediums vor der Magnetrakel ein Flüssigkeitskeil gebildet, aus dem die benötigen Mengen an Substanz entnommen werden. Es ist klar, daß es damit nicht möglich ist, geringe oder geringste Mengen eines Auftragsmediums gleichmäßig auf einem flächigen Träger aufzubringen. Es ist auch bereits bekannt, am tiefsten Punkt der Magnetwalze einen Trog mit einer Auftragswalze vorzusehen. Ein derartiger, unter der Magnetwalze befindlicher Trog ist jedoch sehr schwer zugänglich und nicht einschaubar. Ferner ist aus der AT-B-379 330 eine Anordnung zum gleichmäßigen Aufbringen fließfähiger Medien auf eine Warenbahn bekannt, bei der eine magnetisch angepreßte Auftragswalze unter einem rechten Winkel zur Vertikalen vorgesehen ist. Dies erschwert die Steuerung der aufzutragenden Menge an fließfähigem Medium und um diese Schwierigkeit zu beseitigen, werden erfindungsgemäß die Maßnahmen gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 vorgeschlagen.
Dadurch, daß die Achse der die magnetische Anpressungskraft erzeugenden Einrichtung mit der Vertikalebene einen nach unten offenen Winkel einschließt, wird die Magnetkraft als Hubkraft auf die Auftragswalze aufgepreßt und da zusätzlich die Ebene durch die Achse der Auftragswalze und der Berührungslinie mit dem Träger ebenfalls einen nach unten offenen Winkel mit der Vertikalebene bildet, wobei der Auftragswalse eine Einrichtung zum Zuführen der aufzutragenden Substanz zugeordnet ist, ergibt sich eine bessere Abstützung der Auftragswalze einerseits an einer Magnetwalze bzw. an einem Gleittisch und andererseits auch der Dosierwlaze. Überdies muß der Einrichtung zum Zuführen der aufzutragenden Substanz, z.B. einer Dosierwalze, die aufzutragende Substanz von unten nach oben gefördert werden, wodurch einerseits die Gleichmäßigkeit der Auftragung erhöht wird und andererseits die Auftragungsmenge pro Flächeneinheit besser zu steuern ist.
Überdies erreicht man, daß dann, wenn die Einrichtung zum Zuführen der aufzutragenden Substanz ein Trog ist, der für die Einfüllung offene Trogbereich frei einschaubar und frei zugänglich ist. Wenn man diesem Trog gleichzeitig die Funktion einer Abstreichrakel gibt, so ist nur ein äußerst minimaler Flüssigkeitsbedarf, etwa 1 Liter pro Längenmeter, für die Füllung des Troges notwendig, was ideal für die Musterung und Kleinstproduktion ist, und es können auch Substanzen verwendet werden, die sich leicht zersetzen und nur eine geringe Standzeit haben. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß bei seitlicher Anordnung von zwei Walzen die sogenannte Dosierwalze größer dimensioniert werden kann, da diese Walze aufliegen kann und so eine Gewichtsentlastung gegeben ist.
Verwendet man eine magnetisch angepreßte Auftrags- und/oder Dosiewalze und treibt diese zusätzlich an, so kann man zusätzlich zum magnetisch bewirkten Umfangsantrieb noch einen Axialantrieb einsetzen, mit dem eine Differenzgeschwindigkeit erzielt werden kann. Dadurch ergibt sich insbesondere eine Voreilung der Auftragswalze. Bei einer derartigen Voreilung ergibt sich eine zusätzliche Mengenregelung,und zwar eine Mengenvergrößerung. Bei Nacheilung ist eine Mengenverringerung möglich. Zusätzlich erfolgt bei Voreilung eine Selbstreinigung der Auftrags- und Dosierwalze, da die Walzen langsam abgestreift werden.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform mit einer speziellen Lagerung der Dosierwalze. Fig. 3 ist eine Ausführungsform mit einer einzigen Walze. Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die die magnetische Anpressungskraft erzeugende Einrichtung als Magnetbalken ausgebildet ist. Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform.
Gemäß Fig. 1 befindet sich in einer Magnetwalze 1 ein Magnetsystem 2, das gegenüber der Vertikalen 3 versetzt ist. Ebenfalls versetzt gegenüber der Vertikalen 3 liegt eine Auftragswalze 4 an der Magnetwalze 1 an. Dieser Auftragswalze 4 ist eine Dosierwalze 5 zugeordnet, die in die aufzutragende Substanz 6 eintaucht und diese der Auftragswalze 4 zuführt.Die Substanz 6 befindet sich in einem Trog 7, der eine gegen die Magnetwalze 1 gerichtete Fläche 8 aufweist, auf der die Dosierwalze 5 aufliegt.
Dadurch ist es möglich, den Durchmesser der Dosierwalze zu vergrößern, da das Magnetsystem 2 nicht das Gewicht von Auftragswalze 4 und Dosierwalze 5 tragen muß, sondern durch die Fläche 8 eine Gewichtsentlastung gegeben ist.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform dargestellt. Hier liegen die Achsen der Dosierwalze 5 und der Auftragswalze 4 in einer anderen Ebene als die Längsachse 9 des Magnetsystemes 2. Der Trog 7 weist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Ausnehmung 10 auf, in der die Dosierwalze 5 angeordnet ist. Diese Ausnehmung 10 hat einen Durchmesser, der geringfügig größer ist als der Durchmesser der Dosierwalze 5, so daß die Dosierwalze 5 in der durch die Ausnehmung 10 gebildeten Lagerschale schwimmt und während des Betriebes, d. h. bei ihrer Verdrehung durch die Wand, abgestreift wird.
Sowohl die Auftragswalze 4 als auch die Dosierwalze 5 besitzen keine Achslager, sind also frei beweglich, und die drei vorhandenen Walzen, d. h. Magnetwalze 1, Auftragswalze 4 und Dosierwalze 5, stützen sich gegenseitig ab. Das Magnetsystem 2 ist etwa 45° gegen die Vertikale angeordnet und kann um die Magnetwalzenachse schwenkbar sein, wodurch die Schrägkräfte und auche die Kraftaufteilung auf beide Walzen 4, 5 verändert werden können. Die Wandung der Ausnehmung 10 kann eine Oberflächenstrukturierung aufweisen, und zwar je nach Bedard kann sie gerastert, randriert, axial gerillt oder rauh sein, aber auch glatte Walzen Können als Dosierwalze 5 eingesetzt werden. Es ist möglich, nahezu vollständig luftfrei zu arbeiten. Will mach Beschichten, so kann die Dosierwalze 5 glatt sein, wohingegen die Auftragswalze 4 strukturiert ist. Nach der Auftragung kann dam noch eine Glättrakel vorhanden sein.
In Fig. 2 ist noch die Warenbahn 11 dargestellt, die zuerst über eine Gleitleiste 12, welche gegebenenfalls die Warenbahn 11 ausbreitet, geführt ist und dann erst zwischen der Auftragswalze 4 und der Magnetwalze 1 hindurchtritt.
Es ist auch möglich, die Auftragswalze 4 mit einer nachgiebigen Oberfläche, z.B. aus Weichgummi, zu versehen, und sowohl die Auftragswalze 4 als auch die Dosierwalze 5 bestehen aus magnetisierbarem Material.
Fig. 3 stellt eine Ausführungsform dar, bei der die Dosier- und Auftragswalze durch eine einzige Walze 13 ersetzt sind. Diese Walze 13 liegt in der Ausnehmung 10 des Troges 7 und ihr Durchmesser kann den jeweiligen Bedürfnissen angepaßt werden und sie kann auch mit einer beliebigen Oberfläche versehen sein. Das Magnetsystem 2 dient hier unter anderem auch dazu, die Walze 13 in die Ausnehmung 10 zu pressen. Oberhalb der Walze 13 kann eine Zone für eine Flusenbürste bzw. Absaugung vorgesehen sein. Es ist güngstig, wenn der Trog 7 gegenüber der Magnetwalze 1 bewegbar ist, um so eine selbsttätige Einstellung zu ermöglichen und auch Unregelmäßigkeiten in der Warenbahn 11 auszugleichen.
Sowohl bei der Ausführungsform der Erfindung mit Dosier- und Auftragswalze als auch bei der Ausführungsform mit nur einer Walze kann ein zusätzlicher Antrieb vorhanden sein, so daß die als Auftragswalze dienende Walze voreilt. Die Umfangsgeschwindigkeit läßt sich sehr genau regulieren und man kann auf diese Weise auch die aufgetragenen Substanzmengen steuern.
Durch den zusätzlichen Axialantrieb erreicht man eine Differenzgeschwindigkeit der Auftragswalze zu den anderen Walzen, wodurch nicht nur ein Voreilen sondern auch ein Nacheilen gegeben sein kann. Voreilen bedeutet Vergrößerung der Substanzmenge und Nacheilen Verringerung der Subsranzmenge. Wichtig ist auch die Selbstreinigung beim Voreilen, und zwar insbesondere bei Auftragung auf Trägern, die eine Atrieb aufweisen, so z.B. Glasfasern. Das Voreilen kann durch Wahl der Geschwindigkeiten genau gewählt werden. In diesem Falle sollen die Auftragswalzen möglichst glatt sein.
Die die magnetische Anpressungskraft erzeugende Einrichtung muß nicht als Magnetwalze ausgebildet sein, sondern es ist auch möglich, einen Magnetbalken vorzusehen. Dies ist in Fig. 4 dargestellt. Es sei gleich darauf hingewiesen, daß auch die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 2 und 3 anstelle der Magnetwalze 1 mit einem Magnetbalkenversehen werden können. Derartige Magnetbalken 14 sind an und für sich bekannt. Sie besitzen im allgemeinen eine Tischfläche 15, über die die Warenbahn 11 geführt wird. In der Tischfläche 15 oder in ihrer unmittelbaren Nähe endet das in den Magnetbalken 14 eingesetzte Magnetsystem 2, im allgemeinen ein Elektromagnet, der eine Magnetspule und einen Eisenkern aufweist. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist die Achse 16 des Magnetsystems in einem Winkel zur Vertikalen 3 angeordnet. Im Bereich der Tischfläche 15 wird die Auftragswalze 4 an die Warenbahn 11 angepreßt und es wird ihr über die Dosierwalze 5 die aufzutragende Substanz 6 zugeführt. Diese aufzutragende Substanz befindet sich wiederum in einem Trog, der eine gegen die Tischfläche 15 gerichtete Fläche 8 aufweist. Es besteht die Mlöglichkeit, den Magnetbalken 14 verschieblich auszubilden, um die relative Lage zum Trog und somit zur Auftragswalse 4 ändern zu können, oder aber auch den Magnetbalken 14 verschwenkbar anzuordnen, ebenfalls um eine Lageveränderung gegenüber der Auftragswalze 4 zu ermöglichen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Hier ist wiederum ein Trog 7 mit der auf eine Warenbahn 11 aufzutragenden fließfähigen Substanz 6 vorgesehen. Die Dosier- und Aüftragswalze wird wieder durch eine einzige Walze 13 gebildet, wobei allenfalls ein zusätzlicher Friktionsantrieb für die Walze vorgesehen sein kann. Die Walze kann entweder mittels des Achsstummels 21 gelagert sein oder aber auf dem Boden 19 aufliegen, der Rippen 20 trägt, so daß an diesem Boden ebenfalls eine Dosierung erfolgen kann. Im Trog 7 ist auch ein Materialstreifen 17 gelagert, der über den oberen Rand des Troges hinausragt und eine Rolle 18 trägt. Die Warenbahn 11 gleitet über diese Rolle 18 und es wird oberhalb der Rolle 18 ein durch die Walze 13 und die Warenbahn 11 begrenzter zusätzlicher Stauraum gebildet, der definiert gefüllt ist. Die Warenbahn 11 liegt wiederum an einer Gegenfläche zur Walze 13 an. Die Gegenfläche kann durch eine Magnetwalze 1 mit einem Magnetsystem 2 oder durch einen Magnetbalken gegeben sein. Die Achse des Magnetsystems 2 schließt wiederum mit der Vertikalen einen Winkel ein und ist bei der Darstellung in Fig. 5 auch gegenüber der Drehachse der Walze 13 versetzt.
Der Materialstreifen 17 und/oder der die Gleitfläche 18 für die Warenbahn 11 tragende Körper können gegebenenfalls auch aus einem magnetisierbarem Material bestehen und vom Magnetsystem 2 angezogen werden. Dabei kann der Materialstreifen 17 eine Vorspannung aufweisen, die dann als Gegenkraft zu der aufgebrachten Magnetkraft wirkt. Auf diese Weise läßt sich der Stauraum innerhalb gegebener Grenzen genau festlegen.

Claims

1. Vorrichtung zum Auftragen geringer Mengen fließfähiger Substanzen auf einen, an einer Stützfläche (1, 14) anliegenden, flächenförmigen Träger (11), z.B. eine flächenförmige Materialbahn, mittels einer magnetisch anpreßbaren Auftragswalze (4, 13), der eine Einrichtung (5, 10) zum Zuführen der aufzutragenden Substanz zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der, von der Auftragswalze (4, 13) abgewandten Seite der Stützfläche (1, 14) eine eine magnetische Anpreßkraft erzeugende Einrichtung (2) (Elektromagnet) vorgesehen ist, deren Achse (9, 16) mit der Vertikalebene (3) einen nach unten offenen Winkel einschließt und die Ebene durch die Achse der Auftragswalze (4, 13) und der Berührungslinie mit dem Träger (11) ebenfalls einen nach unten offenen Winkel mit der Vertikalebene (3) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die magnetische Anpressungskraft erzeugende Einrichtung (2) balkenförmig und mit einer Gleitfläche versehn ist, an der die Auftragswalze (4, 13) anliegt.

3. Vorrichtung nach einem der vohergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die stützfläche (1) eine Magnetwalse ist und, daß die Auftragswalze (4, 13) in der unteren Hälfte der Magnetwalze (1) angreift, vorzugsweise in einem Winkel von 45° zur Vertikalen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Magnetwalze mit der Achse der Dosierwalze eine Ebene bildet, die von jener Ebene verschieden ist, in der die Achsen der Auftragswalze (4, 13) und der Magnetwalze (1) liegen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Dosierwalze (5, 10) als auch die Auftragswalze (4, 13) aus magnetisierbarem Material bestehen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Trog (7) eine schräg zur Magnetwalze verlaufende Fläche (8) vorgesehen ist, auf der die Dosierwalze (5, 10) oder die Auftragswalze (4, 13) aufliegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Trog (7) eine Ausnehmung aufweist, die die Dosierwalze (5, 10) oder die Auftragswalze (4, 13) kreiszylinderförmig übergreift und einen Durchmesser hat, der geringfügig größer ist als der Durchmesser der Dosierwalze oder Auftragswalze.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorbandensein einer Auftrags- und Dosierwalze der Durchmesser der Dosierwalze (5, 10) größer wälbar ist als der Durchmesser der Auftragswalze (4, 13).

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Dosier- als auch die Auftragswalze ohne Achslager frei beweglich angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Ausnehmung im Trog (7) gerillt ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierwalze (5, 10) eine Oberflächenstrukturierung, d. h. gerastert, randriert, axial gerillt usw., aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-11, dadurch gekennzeichnet, daß entweder eine oder zwei Walzen seitlich zur Magnetwalze (1), vorzugsweise im unteren seitlichen Viertel, angeordnet ist bzw. sind, und daß die Walze bzw. eine der Walzen in einer Gleitlagerung gehalten ist oder an einer Gleitfläche tangential anliegt, wordurch eine Dosierfunktion bewirkt ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-12, dadurch gekennzeichnet, daß der Trog (7) gegenüber der Magnetwalze (1) beweglich ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-13, dadurch gekennzeichnet, daß der Trog (7) gegenüber der Magnetwalze (1) verschwenkbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch angepreßte Auftrags- und/oder Dosierwarlze zusätzlich einen Antrieb aufweist, so daß durch den magnetisch bewirkten Umfangsantrieb und den Antrieb über die Achse eine Differenzgeschwindigkeit erzielbar ist, insbesondere eine Voreilung der Auftragswalze.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-15, dadurch gekennzeichnet, daß am Trog (7) für die aufzutragende Substanz ein Materialstreifen gehaltert ist, der eine Gleitfläche für den flächenförmigen Träger aufweist, wobei zwischen diesem Träger der Gleitfläche und der Dosierwalze ein definiert gefüllter Stauraum gebildet wird.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-16, dadurch gekennzeichnet, daß im Trog (7) eine Bodenplatten mit Rippen bzw. Rillen vorgesehen ist, auf der die Auftragswalze oder die Dosierwalze aufliegt.