EP0556675A1 - Roller assembly for applying a coating colour onto a paper web - Google Patents

Roller assembly for applying a coating colour onto a paper web Download PDF

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EP0556675A1
EP0556675A1 EP93101844A EP93101844A EP0556675A1 EP 0556675 A1 EP0556675 A1 EP 0556675A1 EP 93101844 A EP93101844 A EP 93101844A EP 93101844 A EP93101844 A EP 93101844A EP 0556675 A1 EP0556675 A1 EP 0556675A1
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EP
European Patent Office
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roller
overflow
guide body
paper web
channel
Prior art date
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EP93101844A
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EP0556675B1 (en
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Rudolf Beisswanger
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JM Voith GmbH
Original Assignee
JM Voith GmbH
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Publication date
Application filed by JM Voith GmbH filed Critical JM Voith GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP0556675B1 publication Critical patent/EP0556675B1/en
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/32—Addition to the formed paper by contacting paper with an excess of material, e.g. from a reservoir or in a manner necessitating removal of applied excess material from the paper
    • D21H23/34—Knife or blade type coaters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D21H23/32—Addition to the formed paper by contacting paper with an excess of material, e.g. from a reservoir or in a manner necessitating removal of applied excess material from the paper
    • D21H23/40—Addition to the formed paper by contacting paper with an excess of material, e.g. from a reservoir or in a manner necessitating removal of applied excess material from the paper only one side of the paper being in contact with the material

Definitions

  • the invention relates to a roller applicator for applying coating color to a paper web, according to the preamble of claim 1.
  • Rolling applicators of this type are known from DE 36 05 409 A1. This device is intended to produce a uniform stroke.
  • the paper web and the coating color it would be desirable for the paper web and the coating color to form a straight line of contact with one another when they are brought together.
  • the contact line is not straight, but often tongue-shaped. This applies to roller applicators with a guide body (according to the preamble of claim 1) and therefore also to roller applicators with a free mirror. If there are permanent air pockets that remain over the entire coating zone, the paper web is not wetted by coating color at the relevant points and therefore remains uncoated at these points. Of course, this is highly undesirable.
  • the coating color is fed to the inlet gusset and thus to the paper web in sufficient quantity, starting from a necessary minimum quantity up to a maximum quantity.
  • the invention has for its object to design a roller applicator according to the preamble of claim 1 such that the disruptive air influences in the inlet gusset are avoided; furthermore, the coating color should be uniform in the flow across the machine width, i.e. run in the machine direction. Cross currents are undesirable. It should be avoided especially in the contact zone (in the inlet gusset). In particular, the line of contact when the paper web and coating color stream meet should be a straight line. Air pockets should be avoided in any case.
  • the entire roller applicator can thus have a total of three overflow edges on which ink streams can overflow.
  • the size of the first overflow stream, which enters the overflow channel from the trough via the first overflow edge, can be selected as required and, in extreme cases, can approach zero.
  • the second overflow stream, ie that which flows over the second overflow edge through the discharge channel, will generally be relatively large. Its size can be adjusted using the valve mentioned.
  • the third overflow current - at the throttle point - can go to zero. All of the mentioned overflow flows expediently into a single overflow channel, namely in the said channel which is connected to the first overflow edge.
  • a further air scraper can be connected upstream of the guide body, specifically further away from the inlet gusset with respect to the second and the third overflow edge.
  • a particularly advantageous solution consists in providing the guide body — seen in a side view — on the side on which the paper web runs into the inlet gusset with a special air guide surface.
  • This air guide surface extends from the beginning of the throttle point, which can also form an overflow edge, to the end of the discharge duct. It is preferably concave.
  • the air stream arriving with the paper web hits the edge of the air guide surface where it is scraped off. It then follows the concave air guide surface of the guide body. The air flow is deflected by this guide surface and guided to the outlet end of the discharge duct. An ejector effect occurs here.
  • the air flow in the manner of a water jet nozzle, tears out the coating color flow that flows in the discharge duct, as well as any air that may still be trapped in the discharge duct.
  • the guide body is provided with an air suction channel which begins in the area of the throttle point and which ends in the area of the end of the air guide surface.
  • This air suction channel is therefore subject to the ejector effect of the air flow deflected by the air guide surface.
  • This airflow vents the air intake duct, and thus also the throttle point, which is thus evacuated.
  • This evacuation ensures that residual air quantities that initially penetrate the throttle point are discharged from it before they reach the discharge channel or even further.
  • This evacuation is therefore upstream of the discharge channel in order to achieve special security with regard to the freedom from air.
  • the advantage is that this evacuation takes place automatically. Their effect is pending with increasing speed, which is of course particularly cheap.
  • the roller applicator shown in Figure 1 comprises an applicator roller 1, which rotates in a coating sump 2.
  • the coating sump 2 is located in a trough 3.
  • the trough 3 has a brush-colored inlet 7.
  • the trough wall is designed as a guide wall 8. It ends with an overflow edge 9 ("first overflow edge"). At this point, an overflow channel 10 is connected for a first overflow stream.
  • a guide body 20 adjoins the guide wall 8 after the overflow edge 9. This extends to the inlet gusset. It forms a flow channel 21 with the outer surface of the application roller 1. At its downstream end, it forms a second overflow edge 22 for a second overflow stream.
  • the guide body 20 has a discharge channel 23. This is used to derive a second overflow current. This current arises from the fact that excess coating color passes over the overflow edge 22 and - through the discharge channel 23 - flows in the flow channel 21 counter to the direction of flow.
  • An important idea according to the invention is to make the entire guide body 20 variable in its position.
  • a particularly advantageous embodiment consists in making the guide body 20 pivotable, specifically about a pivot point that lies in the region of the overflow edge 22.
  • the guide body 20 also has a throttle point 24, which can serve as an overflow edge and then forms the third overflow edge. It also carries an air scraper 25.
  • the flow channel 23 is provided with a valve 26 at its downstream end.
  • the three overflow streams which overflow at the overflow edges 9, 22 and 24, all open into a single collecting channel, namely the overflow channel 10.
  • the coated paper web 5 After passing through the application zone, the coated paper web 5 reaches the outlet gusset. There it passes an equalized rod 30 and finally a doctor blade 31. However, this area is not of primary importance for the present invention.
  • the roller applicator according to the invention thus works as follows: when it rotates in the direction of the arrow 6, the applicator roller 1 picks up the coating color from the coating sump 2. There is a flow of the coating color along the guide wall 8 of the trough 3, which continues in flow channel 21. In the application area - in the illustration on the left - there are completely clear and regulated conditions. The entire space between the outer surface of the application roller 1 in its ascending, upper quadrant and the guide body 20 is hermetically sealed. The paper web 5, coming down from the top left when the counter-roller 4 rotates, drags air. However, this air encounters a first air barrier in the form of the air scraper 25. If air overcomes this barrier, it arrives at the overflow edge 24, which represents a further barrier. A last lock is the overflow edge 22 of the guide body 20.
  • FIG. 2 shows a roller applicator according to the prior art.
  • the basic elements are also present here, namely the application roller 1, the counter roller 4, the trough 3, etc.
  • the mirror 40 of the coating swamp In its place is the mirror 40 of the coating swamp. This mirror is exposed to the influence of the masses of air brought in at high speed. The air penetrates the coating slip and passes through the application zone with the paper web and the coating slip. The deletion result is unsatisfactory.
  • FIG. 3 The embodiment of a roller applicator according to the invention shown in FIG. 3 has essentially the same elements as the roller applicator according to FIG. 1.
  • the special feature, however, is that the guide body 20 has a pointed edge in the space between the outer surface of the application roller 1 and the guide wall 8 of the trough 3 immersed and thus has a current dividing effect.
  • the guide body 20 has an air guide surface 26.
  • the throttle point 24 is flat, i.e. it extends over a certain part of the circumference of the counter roller 6.
  • the surface of the guide body 26 facing the paper web 5 could also have the contour 27 shown in broken lines.
  • a ventilation duct 28 is also very crucial. It begins at the throttle point 24 or 27 and ends at the lower end of the air guiding surface 26, and thus also at the lower end of the flow duct 23.
  • This embodiment works as follows: When the two rollers rotate, the paper web 5 carries an air stream with it - see arrow 29. This air stream is scraped off at the edge 33 of the guide body 20, guided on the air guide surface 26 and deflected in the process until it reaches the lower one End of the ventilation channel 28 arrives. There, according to the ejector principle, it pulls air out of channel 28, and thus also out of the throttle point 24.
  • FIGS. 5 to 14 describe interesting variants that deal with the design of the guide body.
  • This guide body forms a flow channel together with the outer surface of the application roller 1.
  • the guide body 20 has projections on its side facing the lateral surface of the application roller 1, for example ribs, which extend in the longitudinal direction of the flow and which are arranged in a plurality across the width of the machine.
  • ribs which extend in the longitudinal direction of the flow and which are arranged in a plurality across the width of the machine.
  • Many individual channels result from this. These can have the shape of a flash, for example, they can expand, they can narrow, or they can be designed in the manner of Venturi nozzles.

Abstract

The invention relates to a roller assembly for applying a coating compound to a paper web, having the following features: An applicator roller which rotates in a coating compound sump; a trough; a counter-roller which rotates in the direction opposite to that of the applicator roll and, with the latter, forms an inlet gusset and an outlet gusset; the trough has a coating compound feed, a guide wall with a first overflow edge and an overflow channel for a first overflow stream; a guide body is provided which, at its downstream end, has a second overflow edge for a second overflow stream. The invention is characterised by the following features: the guide body has a discharge channel for discharging the second overflow stream; the guide body forms a restriction point with the paper web; the discharge channel is provided with a valve.

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzenauftragswerk zum Auftragen von Streichfarbe auf eine Papierbahn, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a roller applicator for applying coating color to a paper web, according to the preamble of claim 1.

Walzanauftragswerke dieser Art sind aus DE 36 05 409 A1 bekannt geworden. Durch diese Einrichtung soll ein gleichmaßiger Strich erzeugt werden.Rolling applicators of this type are known from DE 36 05 409 A1. This device is intended to produce a uniform stroke.

Bei solchen Walzenauftragswerken treten Probleme vor allem in der keilförmigen Einlaufzone zwischen Auftragswalze und Gegenwalze auf, und zwar besonders bei hohen Geschwindigkeiten. Dies geht vor allem auf den Einfluß der Luft zurück, die beim Umlauf der Gegenwalze zusammen mit der Papierbahn in den Einlaufzwickel eingeschleppt wird. Sie vermischt sich dabei mit der Streichfarbe an der Stelle, an der diese die Papierbahn berührt. An der oberen Kante des maschinenbreiten Leitkörpers kommt es ja im allgemeinen zum Übertreten eines Überlaufstromes von Streichfarbe, und zwar entgegen der Laufrichtung der Papierbahn und entgegen dem Luftstrom. Prallt der Luftstrom auf diesen Überlaufstrom, so führt dies zu einem teilweisen Zurückdrängen des Überlaufstromes sowie zum Vermischen von Luft und Streichfarbe. Derartige Störungen finden auch dann statt, wenn kein Leitkörper vorgesehen ist, und wenn sich demzufolge ein freier Spiegel der Streichmasse zwischen der Mantelfläche der Auftragswalze und der Trogwand einstellt.With such roller applicators, problems occur especially in the wedge-shaped inlet zone between the applicator roller and the counter roller, especially at high speeds. This is mainly due to the influence of the air which is brought into the inlet gusset together with the paper web when the counter-roller rotates. It mixes with the coating color at the point where it touches the paper web. At the upper edge of the machine-wide guide body, there is generally an overflow of coating color, namely against the direction of travel of the paper web and against the air flow. If the air flow impinges on this overflow flow, this leads to a partial suppression of the overflow flow and to the mixing of air and coating color. Such disturbances also occur when no guide body is provided and when a free level of the coating slip is consequently established between the outer surface of the application roller and the trough wall.

Es wäre wünschenswert, daß die Papierbahn und die Streichfarbe beim Zusammenführen eine gerade Berührungslinie miteinander bilden. Aufgrund der geschilderten Einflüsse der eingeschleppten Luft ist die Berührungslinie jedoch nicht geradlinig, sondern häufig zungenförmig. Dies gilt für Walzenauftragswerke mit Leitkörper (gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1) also auch für Walzenauftragswerke mit freiem Spiegel. Kommt es zu bleibenden Lufteinschlüssen, die über die gesamte Streichzone erhalten bleiben, so wird an den betreffenden Stellen die Papierbahn überhaupt nicht von Streichfarbe benetzt und bleibt somit an diesen Stellen ungestrichen. Dies ist natürlich höchst unerwünscht.It would be desirable for the paper web and the coating color to form a straight line of contact with one another when they are brought together. However, due to the influences of the air introduced, the contact line is not straight, but often tongue-shaped. This applies to roller applicators with a guide body (according to the preamble of claim 1) and therefore also to roller applicators with a free mirror. If there are permanent air pockets that remain over the entire coating zone, the paper web is not wetted by coating color at the relevant points and therefore remains uncoated at these points. Of course, this is highly undesirable.

Ein wichtiges Erfordernis ist es auch, daß die Streichfarbe dem Einlaufzwickel und damit der Papierbahn in ausreichender Menge zugeführt wird, ausgehend von einer notwendigen Mindestmenge, bis zu einer maximalen Menge.It is also an important requirement that the coating color is fed to the inlet gusset and thus to the paper web in sufficient quantity, starting from a necessary minimum quantity up to a maximum quantity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Walzenauftragswerk gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß die störenden Lufteinflüsse im Einlaufzwickel vermieden werden; ferner soll die Streichfarbe über die Maschinenbreite hinweg gleichförmig in der Strömung sein, d.h. in Maschinenrichtung verlaufen. Querströmungen sind unerwünscht. Es sollen vor allem in der Kontaktzone (im Einlaufzwickel) vermieden werden. Insbesondere soll die Berührungslinie beim Zusammentreffen von Papierbahn und Streichfarbenstrom eine geradlinige sein. Lufteinschlüsse sollen auf jeden Fall vermieden werden.The invention has for its object to design a roller applicator according to the preamble of claim 1 such that the disruptive air influences in the inlet gusset are avoided; furthermore, the coating color should be uniform in the flow across the machine width, i.e. run in the machine direction. Cross currents are undesirable. It should be avoided especially in the contact zone (in the inlet gusset). In particular, the line of contact when the paper web and coating color stream meet should be a straight line. Air pockets should be avoided in any case.

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

Demgemäß wird der Leitkörper wie folgt gestaltet:

  • (a) Er weist einen Ableitkanal zum Ableiten des zweiten Überlaufstromes auf;
  • (b) er bildet zusammen mit der Papierbahn - in Umlaufrichtung der Gegenwalze gesehen vor dem Ableitkanal - eine Drosselstelle, an der eine dritte Überlaufkante für einen dritten Überlaufstrom vorgesehen sein kann;
  • (c) der Ableitkanal ist mit einem vorzugsweise steuerbaren Ventil versehen.
Accordingly, the guide body is designed as follows:
  • (a) It has a discharge channel for discharging the second overflow stream;
  • (b) together with the paper web - seen in the direction of rotation of the counter roll in front of the discharge channel - it forms a throttle point at which a third overflow edge can be provided for a third overflow stream;
  • (c) the discharge channel is provided with a preferably controllable valve.

Diese Maßnahmen stellen sicher, daß der schwierige Bereich des Einlaufzwickels unter Kontrolle kommt. Es wird in diesem Bereich ein hermetisch abgeschlossenes System geschaffen, in welchem durch zwei Sperren, nämlich durch die zweite und die dritte Überlaufkante, ein Lufteintritt in die eigentliche Auftragszone mit Sicherheit vermieden wird.These measures ensure that the difficult area of the inlet gusset is under control. A hermetically sealed system is created in this area, in which two barriers, namely the second and the third overflow edge, prevent air from entering the actual application zone with certainty.

Das gesamte Walzenauftragswerk kann somit insgesamt drei Überlaufkanten aufweisen, an denen Farbströme überlaufen können. Dabei kann der erste Überlaufstrom, der aus dem Trog über die erste Überlaufkante in die Überlaufrinne eintritt, in seiner Größe je nach Bedarf gewählt werden, und im Extremfall gegen Null gehen. Der zweite Überlaufstrom, d.h. jener, welcher über die zweite Überlaufkante durch den Ableitkanal strömt, wird im allgemeinen verhältnismäßig groß sein. Seine Größe ist durch das genannte Ventil einstellbar. Der dritte Überlaufstrom - an der Drosselstelle - kann gegen Null gehen. Sämtliche der genannten Überlaufströme münden zweckmäßigerweise in eine einzige Überlaufrinne, nämlich in die genannte Rinne, die an die erste Überlaufkante angeschlossen ist.The entire roller applicator can thus have a total of three overflow edges on which ink streams can overflow. The size of the first overflow stream, which enters the overflow channel from the trough via the first overflow edge, can be selected as required and, in extreme cases, can approach zero. The second overflow stream, ie that which flows over the second overflow edge through the discharge channel, will generally be relatively large. Its size can be adjusted using the valve mentioned. The third overflow current - at the throttle point - can go to zero. All of the mentioned overflow flows expediently into a single overflow channel, namely in the said channel which is connected to the first overflow edge.

Dem Leitkörper kann zur Sicherheit noch ein weiterer Luftschaber vorgeschaltet sein, und zwar bezogen auf die zweite und die dritte Überlaufkante noch weiter entfernt vom Einlaufzwickel.For safety reasons, a further air scraper can be connected upstream of the guide body, specifically further away from the inlet gusset with respect to the second and the third overflow edge.

Eine besonders vorteilhafte Lösung besteht darin, den Leitkörper - in Seitenansicht gesehen - auf derjenigen Seite, auf der die Papierbahn in den Einlaufzwickel einläuft, mit einer besonderen Luftleitfläche zu versehen. Diese Luftleitfläche erstreckt sich vom Beginn der Drosselstelle, die ja auch eine Überlaufkante bilden kann, bis zum Ende des Ableitkanales. Sie ist hierbei vorzugsweise konkav gestaltet.A particularly advantageous solution consists in providing the guide body — seen in a side view — on the side on which the paper web runs into the inlet gusset with a special air guide surface. This air guide surface extends from the beginning of the throttle point, which can also form an overflow edge, to the end of the discharge duct. It is preferably concave.

Hierdurch wird im einzelnen folgendes bewirkt: Der mit der Papierbahn ankommende Luftstrom trifft auf die dort vorhandene Kante der Luftleitfläche, wo er abgeschabt wird. Er folgt sodann der konkaven Luftleitfläche des Leitkörpers. Der Luftstrom wird dabei von dieser Leitfläche umgelenkt und zum Austrittsende des Ableitkanales geführt. Hier tritt eine Ejektorwirkung ein. Der Luftstrom reißt nämlich nach Art einer Wasserstrahldüse den Streichfarbenstrom, der im Ableitkanal strömt, noch aus diesem heraus, desgleichen jegliche Luft, die möglicherweise noch im Ableitkanal eingeschlossen ist.This causes the following in detail: The air stream arriving with the paper web hits the edge of the air guide surface where it is scraped off. It then follows the concave air guide surface of the guide body. The air flow is deflected by this guide surface and guided to the outlet end of the discharge duct. An ejector effect occurs here. The air flow, in the manner of a water jet nozzle, tears out the coating color flow that flows in the discharge duct, as well as any air that may still be trapped in the discharge duct.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung dieses Gedankens besteht in folgendem:
Der Leitkörper wird mit einem Luftsaugkanal versehen, der im Bereich der Drosselstelle beginnt, und der im Bereich des Endes der Luftleitfläche endet. Dieser Luftsaugkanal unterliegt damit wiederum der Ejektorwirkung des von der Luftleitfläche umgelenkten Luftstromes. Dieser Luftstrom entlüftet den Luftsaugkanal, und damit auch die Drosselstelle, die somit evakuiert wird. Damit wird Sichergestellt, daß Restluftmengen, die zunächst in die Drosselstelle eindringen, aus dieser abgeführt werden, bevor sie zum Ableitkanal oder gar noch weiter gelangen. Diese Evakuierung ist somit dem Ableitkanal noch vorgeschaltet, um eine besondere Sicherheit bezüglich der Freiheit von Luft zu erreichen. Der Vorteil besteht darin, daß diese Evakuierung selbsttätig erfolgt. Ihre Wirkung steht sogar mit zunehmender Geschwindigkeit an, was natürlich besonders günstig ist.A particularly advantageous further development of this idea consists in the following:
The guide body is provided with an air suction channel which begins in the area of the throttle point and which ends in the area of the end of the air guide surface. This air suction channel is therefore subject to the ejector effect of the air flow deflected by the air guide surface. This airflow vents the air intake duct, and thus also the throttle point, which is thus evacuated. This ensures that residual air quantities that initially penetrate the throttle point are discharged from it before they reach the discharge channel or even further. This evacuation is therefore upstream of the discharge channel in order to achieve special security with regard to the freedom from air. The advantage is that this evacuation takes place automatically. Their effect is pending with increasing speed, which is of course particularly cheap.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

  • Figur 1 zeigt ein Walzenauftragswerk gemäß der Erfindung in Seitenansicht gesehen.
  • Figur 2 zeigt ein Walzenauftragswerk gemäß dem Stand der Technik.
  • Figur 3 zeigt ein Walzenauftragswerk gemäß der Erfindung, wiederum in Seitenansicht gesehen, und zwar in einer zweiten Ausführungsform.
  • Figur 4 zeigt einen Ausschnitt aus einem Walzenauftragswerk gemäß der Erfindung.
  • Figur 5 zeigt in schematischer Darstellung und in Seitenansicht ein weiteres Auftragswerk gemäß der Erfindung.
  • Figur 6 zeigt das Detail A in vergrößerter Darstellung.
  • Figur 7 zeigt eine Draufsicht auf den Gegenstand von Figur 6.
  • Figur 8 zeigt den Gegenstand von Figur 7, nochmal in Seitenansicht, analog zum Gegenstand von Figur 6.
  • Figur 10 zeigt drei Varianten 10a, 10b und 10c von Ansichten B-B in Figur 7.
  • Figur 11 zeigt vier Varianten von Ansichten entsprechend Figur 7. Die Variante gemäß Figur 11a weist, wie man sieht, schlitzförmige Strömungswege auf. Wie man ferner erkennt, sind sich erweiternde als auch sich verengende Strömungskanäle möglich. Außerdem ist es denkbar, venturi-artige Strömungskanäle zu verwenden, bei welchen zunächst eine Verengung vorgesehen ist, auf die eine Erweiterung folgt.
  • Figur 12 zeigt wiederum Ansichten in Blickrichtung A-A bzw. B-B bzw. C-C.
  • Figur 13 zeigt ein weiteres Walzenauftragswerk gemäß der Erfindung.
  • Figur 14 zeigt ein weiteres Walzenauftragswerk gemäß der Erfindung.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing. The following is shown in detail:
  • Figure 1 shows a roller applicator according to the invention seen in side view.
  • Figure 2 shows a roller applicator according to the prior art.
  • Figure 3 shows a roller applicator according to the invention, again seen in side view, in a second embodiment.
  • Figure 4 shows a section of a roller applicator according to the invention.
  • Figure 5 shows a schematic representation and a side view of another application work according to the invention.
  • Figure 6 shows detail A in an enlarged view.
  • FIG. 7 shows a top view of the object from FIG. 6.
  • Figure 8 shows the object of Figure 7, again in side view, analogous to the object of Figure 6.
  • FIG. 10 shows three variants 10a, 10b and 10c of views BB in FIG. 7.
  • FIG. 11 shows four variants of views corresponding to FIG. 7. As can be seen, the variant according to FIG. 11a has slit-shaped flow paths. As can also be seen, widening and narrowing flow channels are possible. It is also conceivable to use venturi-like flow channels, in which a narrowing is initially provided, followed by an expansion.
  • FIG. 12 again shows views in the viewing direction AA or BB or CC.
  • Figure 13 shows a further roller applicator according to the invention.
  • Figure 14 shows a further roller applicator according to the invention.

Das in Figur 1 dargestellte Walzenauftragswerk umfaßt eine Auftragswalze 1, die in einem Streichfarbensumpf 2 umläuft. Der Streichfarbensumpf 2 befindet sich in einem Trog 3. Der Auftragswalze 1 ist eine Gegenwalze 4 zugeordnet, die von einer Papierbahn 5 umschlungen ist. Beide Walzen laufen im Sinne der Pfeile 6 gegenläufig, jedoch nicht mit derselben Umfangsgeschwindigkeit um (Verhältnis vGegenwalze:vAuftragswalze = 10). Sie bilden miteinander einen keilförmigen Einlaufzwickel - in der Darstellung links - sowie einen keilförmigen Auslaufzwickel - in der Darstellung rechts.The roller applicator shown in Figure 1 comprises an applicator roller 1, which rotates in a coating sump 2. The coating sump 2 is located in a trough 3. The application roller 1 is assigned a counter roller 4, which is wrapped in a paper web 5. Both rollers run in opposite directions in the direction of arrows 6, but not at the same peripheral speed (ratio v counter roller : v application roller = 10). Together they form a wedge-shaped inlet gusset - on the left in the illustration - and a wedge-shaped outlet gusset - on the right in the illustration.

Der Trog 3 weist einen streichfarbenen Zulauf 7 auf. Im aufsteigenden Bereich der Auftragswalze 1 ist die Trogwand als Leitwand 8 ausgebildet. Sie endet mit einer Überlaufkante 9 ("erste Überlaufkante"). An dieser Stelle ist eine Überlaufrinne 10 für einen ersten Überlaufstrom angeschlossen.The trough 3 has a brush-colored inlet 7. In the ascending area of the application roller 1, the trough wall is designed as a guide wall 8. It ends with an overflow edge 9 ("first overflow edge"). At this point, an overflow channel 10 is connected for a first overflow stream.

An die Leitwand 8 schließt sich - nach der Überlaufkante 9 - ein Leitkörper 20 an. Dieser erstreckt sich zum Einlaufzwickel hin. Dabei bildet er mit der Mantelfläche der Auftragswalze 1 einen Strömungskanal 21. An seinem stromabwärtigen Ende bildet er eine zweite Überlaufkante 22 für einen zweiten Überlaufstrom.A guide body 20 adjoins the guide wall 8 after the overflow edge 9. This extends to the inlet gusset. It forms a flow channel 21 with the outer surface of the application roller 1. At its downstream end, it forms a second overflow edge 22 for a second overflow stream.

Gemäß der Erfindung weist der Leitkörper 20 einen Ableitkanal 23 auf. Dieser dient zum Ableiten eines zweiten Überlaufstromes. Dieser Strom entsteht dadurch, daß überschüssige Streichfarbe über die Überlaufkante 22 übertritt und - durch den Ableitkanal 23 - entgegen der Strömungsrichtung im Strömungskanal 21 fließt. Ein wichtiger Gedanke gemäß der Erfindung besteht darin, den gesamten Leitkörper 20 in seiner Position variabel zu machen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, den Leitkörper 20 schwenkbar zu machen und zwar um einen Schwenkpunkt, der im Bereich der Überlaufkante 22 liegt.According to the invention, the guide body 20 has a discharge channel 23. This is used to derive a second overflow current. This current arises from the fact that excess coating color passes over the overflow edge 22 and - through the discharge channel 23 - flows in the flow channel 21 counter to the direction of flow. An important idea according to the invention is to make the entire guide body 20 variable in its position. A particularly advantageous embodiment consists in making the guide body 20 pivotable, specifically about a pivot point that lies in the region of the overflow edge 22.

Der Leitkörper 20 weist ferner eine Drosselstelle 24 auf, die als Überlaufkante dienen kann, und dann die dritte Überlaufkante bildet. Außerdem trägt er einen Luftschaber 25. Der Strömungskanal 23 ist an seinem stromabwärts gelegenen Ende mit einem Ventil 26 versehen.The guide body 20 also has a throttle point 24, which can serve as an overflow edge and then forms the third overflow edge. It also carries an air scraper 25. The flow channel 23 is provided with a valve 26 at its downstream end.

Die drei Überlaufströme, die an den Überlaufkanten 9, 22 und 24 überlaufen, münden allesamt in eine einzige Sammelrinne, nämlich die Überlaufrinne 10.The three overflow streams, which overflow at the overflow edges 9, 22 and 24, all open into a single collecting channel, namely the overflow channel 10.

Nach dem Durchlaufen der Auftragszone gelangt die beschichtete Papierbahn 5 in den Auslaufzwickel. Dort läuft sie an einem egalisierten Stab 30 vorbei, und schließlich an einer Rakel 31. Jedoch ist dieser Bereich für die vorliegende Erfindung nicht von primärer Bedeutung.After passing through the application zone, the coated paper web 5 reaches the outlet gusset. There it passes an equalized rod 30 and finally a doctor blade 31. However, this area is not of primary importance for the present invention.

Das erfindungsgemäße Walzenauftragswerk arbeitet somit wie folgt: Die Auftragswalze 1 nimmt bei ihrem Umlauf in Pfeilrichtung 6 aus dem Streichfarbensumpf 2 Streichfarbe mit. Es kommt zu einer Strömung der Streichfarbe entlang der Leitwand 8 des Troges 3, die sich fortsetzt in Strömungskanal 21. Im Auftragsbereich - in der Darstellung links - herrschen völlig klare und geregelte Verhältnisse. Der gesamte Raum zwischen der Mantelfläche der Auftragswalze 1 in deren aufsteigendem, oberen Quadranten und dem Leitkörper 20 ist hermetisch abgedichtet. Die Papierbahn 5, beim Umlauf der Gegenwalze 4 von links oben herunterkommend, schleppt zwar Luft heran. Jedoch trifft diese Luft auf eine erste Luftsperre in Gestalt des Luftschabers 25. Sollte Luft diese Sperre überwinden, so gelangt sie zur Überlaufkante 24, die eine weitere Sperre darstellt. Eine letzte Sperre stellt die Überlaufkante 22 des Leitkörpers 20 dar.The roller applicator according to the invention thus works as follows: when it rotates in the direction of the arrow 6, the applicator roller 1 picks up the coating color from the coating sump 2. There is a flow of the coating color along the guide wall 8 of the trough 3, which continues in flow channel 21. In the application area - in the illustration on the left - there are completely clear and regulated conditions. The entire space between the outer surface of the application roller 1 in its ascending, upper quadrant and the guide body 20 is hermetically sealed. The paper web 5, coming down from the top left when the counter-roller 4 rotates, drags air. However, this air encounters a first air barrier in the form of the air scraper 25. If air overcomes this barrier, it arrives at the overflow edge 24, which represents a further barrier. A last lock is the overflow edge 22 of the guide body 20.

Im Gegensatz hierzu zeigt Figur 2 ein Walzenauftragswerk gemäß dem Stande der Technik. Auch hier sind die Grundelemente vorhanden, nämlich die Auftragswalze 1, die Gegenwalze 4, der Trog 3 usw. Jedoch fehlt es am erfindungsgemäß gestalteten Leitkörper. An dessen Stelle befindet sich der Spiegel 40 des Streichfarbensumpfes. Dieser Spiegel ist dem Einfluß der mit großer Geschwindigkeit herangeführten Luftmassen ausgesetzt. Die Luft dringt in die Streichmasse ein und gelangt mit der Papierbahn und der Streichmasse durch die Auftragszone hindurch. Das Streichergebnis ist unbefriedigend.In contrast to this, FIG. 2 shows a roller applicator according to the prior art. The basic elements are also present here, namely the application roller 1, the counter roller 4, the trough 3, etc. However, there is no guide element designed according to the invention. In its place is the mirror 40 of the coating swamp. This mirror is exposed to the influence of the masses of air brought in at high speed. The air penetrates the coating slip and passes through the application zone with the paper web and the coating slip. The deletion result is unsatisfactory.

Die in Figur 3 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Walzenauftragswerkes weist im wesentlichen dieselben Elemente auf, wie das Walzenauftragswerk gemäß Figur 1. Die Besonderheit besteht jedoch darin, daß der Leitkörper 20 mit einer spitzen Kante in den Raum zwischen der Mantelfläche der Auftragswalze 1 und der Leitwand 8 des Troges 3 eintaucht und damit eine Stromteilerwirkung hat.The embodiment of a roller applicator according to the invention shown in FIG. 3 has essentially the same elements as the roller applicator according to FIG. 1. The special feature, however, is that the guide body 20 has a pointed edge in the space between the outer surface of the application roller 1 and the guide wall 8 of the trough 3 immersed and thus has a current dividing effect.

Besonders vorteilhaft ist die Ausführungsform gemäß Figur 4. Hierbei weist der Leitkörper 20 eine Luftleitfläche 26 auf. Die Drosselstelle 24 ist flächig ausgebildet, d.h. sie erstreckt sich über einen gewissen Teil des Umfangs der Gegenwalze 6. Dabei könnte die der Papierbahn 5 zugewandte Fläche des Leitkörpers 26 auch die gestrichelt gezeigte Kontur 27 haben.The embodiment according to FIG. 4 is particularly advantageous. Here, the guide body 20 has an air guide surface 26. The throttle point 24 is flat, i.e. it extends over a certain part of the circumference of the counter roller 6. The surface of the guide body 26 facing the paper web 5 could also have the contour 27 shown in broken lines.

Ganz entscheidend ist ferner ein Entlüftungskanal 28. Dieser beginnt an der Drosselstelle 24 bzw. 27 und endet am unteren Ende der Luftleitfläche 26, und damit auch am unteren Ende des Strömungskanals 23.A ventilation duct 28 is also very crucial. It begins at the throttle point 24 or 27 and ends at the lower end of the air guiding surface 26, and thus also at the lower end of the flow duct 23.

Diese Ausführungsform arbeitet wie folgt: Beim Umlauf der beiden Walzen schleppt die Papierbahn 5 einen Luftstrom mit sich - siehe Pfeil 29. Dieser Luftstrom wird an der Kante 33 des Leitkörpers 20 abgeschabt, an der Luftleitfläche 26 geführt und dabei umgelenkt, bis er an das untere Ende des Entlüftungskanals 28 gelangt. Dort reißt er gemäß dem Ejektorprinzip Luft aus Kanal 28, und damit auch aus der Drosselstelle 24.This embodiment works as follows: When the two rollers rotate, the paper web 5 carries an air stream with it - see arrow 29. This air stream is scraped off at the edge 33 of the guide body 20, guided on the air guide surface 26 and deflected in the process until it reaches the lower one End of the ventilation channel 28 arrives. There, according to the ejector principle, it pulls air out of channel 28, and thus also out of the throttle point 24.

Die Figuren 5 bis 14 beschreiben interessante Varianten, die sich mit der Gestaltung des Leitkörpers befassen. Dieser Leitköper bildet ja zusammen mit der Mantelfläche der Auftragswalze 1 einen Strömungskanal.Figures 5 to 14 describe interesting variants that deal with the design of the guide body. This guide body forms a flow channel together with the outer surface of the application roller 1.

Gemäß den genannten Figuren weist der Leitkörper 20 auf seiner der Mantelfläche von Auftragswalze 1 zugewandten Seite Vorsprünge auf, beispielsweise Rippen, die sich in Längsrichtung der Strömung erstrecken, und die in einer Vielzahl über die Breite der Maschine hinweg angeordnet sind. Hieraus ergeben sich viele Einzelkanäle. Diese können beispielsweise die Gestalt eines Blitzes haben, sie können sich erweitern, sie können sich verengen, oder sie können nach Art von Venturidüsen ausgebildet sein.According to the figures mentioned, the guide body 20 has projections on its side facing the lateral surface of the application roller 1, for example ribs, which extend in the longitudinal direction of the flow and which are arranged in a plurality across the width of the machine. Many individual channels result from this. These can have the shape of a flash, for example, they can expand, they can narrow, or they can be designed in the manner of Venturi nozzles.

Claims (7)

Walzenauftragswerk zum Auftragen von Streichfarbe auf eine Papierbahn, mit den folgenden Merkmalen: 1.1 eine Auftragswalze (1), die in einem Streichfarbensumpf (2) umläuft; 1.2 einen Trog (3), zur Aufnahme des Sumpfes (2); 1.3 eine Gegenwalze (6), die von der Papierbahn (5) umschlungen ist, mit dieser einen Einlaufzwickel sowie einen Auslaufzwickel bildet und mit zur Auftragswalze (1) entgegengesetztem Drehsinn umläuft; 1.4 der Trog (3) weist einen Streichfarben-Zulauf (7) auf, eine im aufsteigenden Bereich der Auftragswalze (1) vorgesehene Leitwand (8) mit einer ersten Überlaufkante (9) sowie eine hieran angeschlossene Überlaufrinne (10) für einen ersten Überlaufstrom; 1.5 es ist ein maschinenbreiter Leitkörper (20) vorgesehen, der sich zum Einlaufzwickel hin erstreckt, dabei mit der Mantelfläche der Auftragswalze (1) einen Strömungskanal (21) bildet, und der an seinem stromabwärtigen Ende eine zweite Überlaufkante (22) für einen zweiten Überlaufstrom aufweist,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 1.6 der Leitkörper (20) weist einen Ableitkanal (23) zum Ableiten des zweiten Überlaufstromes auf; 1.7 der Leitkörper (20) bildet mit der Papierbahn (5) - in Umfangsrichtung der Gegenwalze (4) gesehen vor dem Ableitkanal (23) - eine Drosselstelle (24); 1.8 der Ableitkanal (23) ist mit einem vorzugsweise steuerbaren Ventil (26) versehen; 1.9 die Drosselstelle (24) ist derart eingestellt, daß wenigstens ein geringfügiger dritter Überlaufstrom fließt; 1.10 der Leitkörper (20) weist auf seiner der Mantelfläche der Auftragswalze (1) zugewandten Seite flossenartige oder rippenartige Vorsprünge auf, die sich in Strömungsrichtung erstrecken und die Einzelkanäle zwischen sich bilden (Figuren 5 und 6). Roller applicator for applying coating color on a paper web, with the following features: 1.1 an application roller (1) which rotates in a coating sump (2); 1.2 a trough (3) for receiving the sump (2); 1.3 a counter roller (6), which is wrapped by the paper web (5), forms an inlet gusset and an outlet gusset with it, and rotates with the direction of rotation opposite to the application roller (1); 1.4 the trough (3) has a coating color feed (7), a guide wall (8) provided in the ascending area of the application roller (1) with a first overflow edge (9) and an overflow channel (10) connected thereto for a first overflow stream; 1.5 there is a machine-wide guide body (20) which extends towards the inlet gusset, forming a flow channel (21) with the lateral surface of the application roller (1), and which has a second overflow edge (22) at its downstream end for a second overflow stream having,
characterized by the following features: 1.6 the guide body (20) has a discharge channel (23) for discharging the second overflow stream; 1.7 the guide body (20) forms with the paper web (5) - in the circumferential direction of the counter-roller (4) in front of the discharge channel (23) - a throttle point (24); 1.8 the discharge channel (23) is provided with a preferably controllable valve (26); 1.9 the throttle point (24) is set such that at least a slight third overflow current flows; 1.10 the guide body (20) has on its side facing the lateral surface of the application roller (1) fin-like or rib-like projections which extend in the direction of flow and form the individual channels between them (FIGS. 5 and 6). Walzenauftragswerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableitkanal (23) in die Überlaufrinne (10) mündet.Roller applicator according to claim 1, characterized in that the discharge channel (23) opens into the overflow channel (10). Walzenauftragswerk nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 3.1 Der Leitkörper (20) weist auf der Einlaufseite der Papierbahn (5) eine Luftleitfläche (26) auf; 3.2 die Luftleitfläche (26) erstreckt sich von der Papierbahn (5) bis zum Endbereich des Ableitkanales (23); 3.3 die Luftleitfläche (26) ist konkav gestaltet. Roller applicator according to claim 1 or 2, characterized by the following features: 3.1 The guide body (20) has an air guide surface (26) on the inlet side of the paper web (5); 3.2 the air guide surface (26) extends from the paper web (5) to the end region of the discharge channel (23); 3.3 the air guide surface (26) is concave. Walzenauftragswerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitkörper (20) mit einem Luftsaugkanal (28) versehen ist, der im Bereich der Drosselstelle (24) beginnt und im Bereich des Endes des Luftleitfläche (26) endet.Roller applicator according to Claim 3, characterized in that the air guide body (20) is provided with an air suction channel (28) which begins in the region of the throttle point (24) and ends in the region of the end of the air guide surface (26). Walzenauftragswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (20) positionierbar ist, d.h. in unterschiedliche Positionen verbringbar ist.Roller applicator according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the guide body (20) can be positioned, i.e. can be brought into different positions. Walzenauftragswerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (20) um eine Achse verschwenkbar ist, die parallel zur Drehachse der Auftragsualze (1) verläuft, und daß die Achse im Bereich der Überlaufkante (22) des Leitkörpers (20) liegt.Roller applicator according to Claim 5, characterized in that the guide body (20) can be pivoted about an axis which runs parallel to the axis of rotation of the application roller (1), and in that the axis lies in the region of the overflow edge (22) of the guide body (20). Walzenauftragswerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelkanäle Strömungsverengungen, Strömungserweiterungen oder beides in sich vereinigen.Roller applicator according to claim 6, characterized in that the individual channels combine flow constrictions, flow extensions or both.
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