EP0757129A1 - Application system for a device for coating a paper or paperboard sheet - Google Patents

Application system for a device for coating a paper or paperboard sheet Download PDF

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Publication number
EP0757129A1
EP0757129A1 EP96106054A EP96106054A EP0757129A1 EP 0757129 A1 EP0757129 A1 EP 0757129A1 EP 96106054 A EP96106054 A EP 96106054A EP 96106054 A EP96106054 A EP 96106054A EP 0757129 A1 EP0757129 A1 EP 0757129A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
application
web
application system
counter
Prior art date
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Granted
Application number
EP96106054A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0757129B1 (en
Inventor
Ingo Becker
Gerhard Wohlfeil
Reinhard Knop
Hans Dr. Rückert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Jagenberg Papiertechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19604934A external-priority patent/DE19604934A1/en
Application filed by Jagenberg Papiertechnik GmbH filed Critical Jagenberg Papiertechnik GmbH
Publication of EP0757129A1 publication Critical patent/EP0757129A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0757129B1 publication Critical patent/EP0757129B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/08—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line
    • B05C1/0826—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line the work being a web or sheets
    • B05C1/083—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line the work being a web or sheets being passed between the coating roller and one or more backing rollers
    • 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
    • D21H23/52—Addition to the formed paper by contacting paper with a device carrying the material
    • D21H23/56—Rolls
    • D21H23/58—Details thereof, e.g. surface characteristics, peripheral speed

Definitions

  • the invention relates to an application system for a device for coating a paper or cardboard web according to the preamble of claim 1 and a coating device with an application system according to the invention.
  • devices are used with an application system, from which the coating material is applied directly to the web or initially to a roller, which then transfers the film of coating material to the web.
  • the devices for direct coating have a counter roll deflecting the web.
  • the application system is arranged in the area of the counter roll which is wrapped in the web and applies excess coating material to the web.
  • a metering system with a doctor element is arranged at a distance behind the application system in the direction of web travel, which scrapes the excess back to the desired coating weight.
  • roller applicators contain an applicator roller which can be rotated by means of a drive, the outer surface of which forms an application nip during operation with the counter-roller, to which coating material is supplied in excess from the web inlet side.
  • roller applicator known from DE-PS 36 23 402 there is a fixed gap between the counter roller and the application roller, the counter roller is thus not pressed against the web.
  • the coating devices referred to as film presses have two press rolls which can be pivoted relative to one another and form a press nip through which the Web is guided.
  • Application systems are arranged on one or both press rolls, which apply a metered film of coating material to the outer surface, which is then transferred to the web in the press nip.
  • DE-A-40 33 521 describes such a coating device with a press roller serving as a transfer roller, on which an application system with a nozzle chamber is arranged.
  • WO 94/23126 describes a generic application system with an application roller which has a diameter of 5 mm to 200 mm and is supported on its rear side facing away from the counter roller by a holder over the entire working width against deflection. Due to the small diameter of the application roller, the dosing system can be arranged at a short distance behind the application system in order to keep the penetration distance between application and doctoring small. The support of the application roller considerably reduces deflection effects which result from the dead weight or the hydrodynamic pressure in the application gap, so that smaller gap widths can be set.
  • the invention has for its object to improve a generic application system so that coating material with different rheological properties can be applied uniformly and with an adjustable amount directly on the web or on a roller.
  • an adjustable counter pressure to the hydrodynamic pressure in the application nip between the application roller and the counter roller wrapped by the web or a transfer roller can be exerted with the application roller in order to influence the hydrodynamic conditions. This can be used to achieve a more even application and / or to influence the application quantity including the penetration rate in the web.
  • the application roller Since the application roller is supported over its entire length, its diameter is available as a freely selectable parameter for optimizing the hydrodynamic conditions in the application gap and for reducing negative effects, e.g. B. Film splitting available.
  • a coating device is described below in which the application system applies the coating material directly to a paper or cardboard web.
  • the use for direct application to a web is particularly advantageous because the application system can be used to influence the hydrodynamic pressure in the application gap, on which the penetration of the coating material into the web depends crucially.
  • the use of the application system according to the invention is not limited to direct application. It can also be used advantageously for applying coating material to a press roll of a film press, a transfer roll of an air knife machine or other rolls in order to produce a film of the desired thickness and uniformity on the roll, which film is then released onto the paper or board web.
  • the coating device has an application system 1 and a metering system 3 with a metering element, preferably a doctor blade 4 as a doctor element, arranged at a distance behind it in the running direction of the paper or cardboard web 2. Coating paint is applied in excess from the application system 1 as a coating material to the paper or cardboard web 2 and then scraped off again by the metering element (scraper knife 4) of the metering system 3 to the desired coat weight.
  • a doctor blade 4 rotatable doctor rods, doctor blades or an air knife can also be used as metering elements.
  • An air knife consists of a slot nozzle that extends across the width of the web and from which a jet of compressed air is directed against the excess film.
  • the web 2 is supported over its entire width by a counter roller 5, 22 both during application and during metering.
  • the application system 1 and the metering system 3 are arranged on a common, driven counter-roller 5 which deflects the web 2.
  • the application system 1 and the metering system 3 are each assigned a separate counter roller 5, 22.
  • the metering system 3 is constructed in a known manner: the scraper knife 4 is clamped with its foot in a clamping bar 7 which is mounted in a scraper bar 8 so as to be displaceable in the direction of the counter-roller 5.
  • the application system 1 contains an application roller 10 connected to a rotary drive with a smooth outer surface, which extends over the entire working width, i. e. the maximum web width.
  • the applicator roller 10 has a diameter of 40 mm to 600 mm, preferably between 100 mm and 400 mm, and is mounted at its two ends with limited radial movement to the counter roller 5 in order to be able to vary the width of the application gap between it and the counter roller 5 .
  • the application roller 10 is preferably coated on its outer surface with a rubber-elastic material.
  • the applicator roller 10 On its rear side facing away from the counter roller 5, the applicator roller 10 is supported by a support element which extends over its entire length - that is to say over the entire working width - and which is mounted on a rigid holder to a limited extent in the direction of the applicator roller 10.
  • the support element can be pressed in the direction of the application roller 10 by means of a pressure hose 14 which is supported on the holder and extends over the working width.
  • the support element is a rod 11 with a circular cross section.
  • the diameter of the rod 11 is smaller than that of the application roller 10, in the present example it is approximately 25 mm.
  • a rotary actuator is connected on one side. It is freely rotatably mounted in a bed 12 open to the application roller 10 made of a limited elastic, rubber-like material, which is inserted into a correspondingly designed groove of a rigid holder 13 and extends over the entire working width.
  • the hose 14 is incorporated, which can be pressurized with compressed air in order to press the rod 11 against the application roller 10.
  • the upper part of the bed 12 widens in a dovetail shape to seal the holder 13. So that the rod 11 can rotate in the bed 12 with as little friction as possible, the inner walls of the bed 12 rest against the rod 11 only in sections, interrupted by channels 15 for coolants and lubricants.
  • the holder 13 is screwed to two lateral swivel arms 16 which can be swiveled towards and away from the counter-roller 5 by means of a piston-cylinder unit 17.
  • the pivoting movement to the counter roller 5 can be limited by an adjustable stop 18 in order to set a specific working position of the applicator roller 10 relative to the counter roller 5.
  • a bar mounted in a bed and supported by a pressure hose can be used as a support element, as described in DE-OS 33 38 323.
  • an ink chamber 19 extending into the area of the application roller 10 is attached to the swivel arms 16 and extends over the entire working width and is open towards the application roller 10.
  • the ink chamber 19 is supplied with coating material via a feed line 20.
  • a baffle plate 21 adjoins its upper boundary wall, which runs approximately parallel to the lateral surface of the applicator roller 10 at a short distance from it and ends at a short distance from the counter roller 5, so that only a narrow overflow channel to the counter roller 5 remains free.
  • the overflowing coating material is returned to the ink chamber 19.
  • the opening of the ink chamber 19 is closed off by the bed 12 of the rod 11, the rod 11 and the application roller 10, leaving only a narrow guide channel between the application roller 10 and the guide plate 21, through which the coating material passes the application gap is fed between the counter roller 5 and the applicator roller 10.
  • the support element is a support strip 24 with a smooth surface, by which the application roller 10 is supported over its entire length.
  • the support strip 24 has a cross section which is uniform over its length and a convexly curved surface with which it can be pressed against the application roller 10.
  • the lower boundary wall 25 of the ink chamber 19 serves as a rigid holder on which the support bar 24 is movably supported in the direction of the application roller 10. As in the embodiment according to FIG. 1, the ink chamber 19 is thus closed by the support element on the web exit side.
  • the support bar 24 has on both long sides angled inward legs, each of which engages around an outwardly angled guide rail 26, which are fastened in parallel at a distance from one another on the wall 25 of the ink chamber 19.
  • the guide rails 26 and the encompassing legs of the support bar 24 are designed so that there is sufficient play for the desired mobility of the support bar 24 in the direction of the counter roller 10.
  • the pressure hose 14 is arranged between the guide rails 26 and thus presses the support strip 24 in the direction of the application roller 10 when compressed air is supplied. The possibility of movement of the support strip 24 radially to the application roller 10 is thus limited on the one hand by the part of the guide rails 26 which is angled outwards, and on the other hand by the wall 25. These parts act as stops that stop further movement.
  • a support bar 24 as a support element has the advantage over a rotatable support rod 11 that no lateral rotary drive is necessary.
  • the lateral sealing of the ink chamber 19 is simplified.
  • the pressure hose 14 is divided over the working width into several pressure chambers that can be acted upon separately by compressed air. Then the compressed air supply 27 for each chamber is led out through the holder; in the exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4 through the ink chamber wall 25 serving as a holder.
  • the structure of the application system according to FIGS. 3 and 4 corresponds to the embodiment described above according to FIG. 1; there is also a guide plate 21 through which the coating material is fed to the application nip between the counter roller 5 and the application roller 10.
  • Coating material in excess and under pressure is fed into the ink chamber 19 and is guided from the guide plate 21 into the application nip between the counter roller 5 and the application roller 10 and is transferred there to the web 2.
  • the excess coating material runs off on the back of the guide plate 21 and is returned to the ink chamber 19.
  • the order on the web 2 is evened out by the application roller 10, which is driven in the opposite direction or in the opposite direction.
  • the amount of coating material applied can be influenced by the pressure in the pressure hose 14.
  • the force generated by the pressure hose 14 presses the application roller 10 in the direction of the counter roller 5 and thus counteracts the resulting hydrodynamic force in the application gap.
  • the wetting of the web 2 and the color penetration into the web 2 are decisively influenced by the hydrodynamic force in the application gap.
  • it can be set as a manipulated variable with the pressure in the pressure hose 14. At the same time, with the pressure in the direction of the counter-roller 5, an equalization of the excess order is achieved.
  • the web 2 is guided essentially in a straight line between the application and metering in order to minimize the centrifugal forces directed away from the web 2 and acting on the excess film.
  • very high web speeds of more than 1000 m / min
  • considerable centrifugal forces act on the excess film and are directed away from web 2.
  • the centrifugal forces lead to the spraying off of coating material and / or to irregularities in the excess film, e.g. B. to form lines of tension that are no longer compensated during dosing.
  • a coating with a very uniform line pattern can be achieved at very high web speeds.
  • the web 2 is supported by a counter roller 5, 22 over its entire width.
  • the web 2 first wraps around the counter roller 5 of the application system 1, is then guided in a straight line to the counter roller 22 of the metering system 3 and leaves it after wrapping at a certain angle.
  • the diameter d1 of the counter roller 5 of the application system 1 is 300 mm to 1000 mm
  • the diameter d2 of the counter roller 22 of the metering system 3 is 500 mm to 1500 mm.
  • the distance a between the two counter-rollers 5, 22 is chosen to be as small as possible without the counter-rollers 5, 22 touching. In any case, it is less than 500 mm, preferably less than 200 mm.
  • the dimensions of the counter-rollers 5, 22 are chosen depending on the machine width and speed so that no negative dynamic effects, e.g. B. natural frequencies, affect the coating process.
  • the counter-rollers 5, 22 are suspended in the gesture of the coating device in such a way that the web section 23 running straight between them extends at an angle ⁇ from 0 ° to 90 °, preferably 30 ° to 60 °, against the horizontal. This angular range ensures a trouble-free return flow of the coating color doctored off by the metering element.
  • the application roller 10 is arranged so that the angle ⁇ 1 between the radius r1 of the counter roller 5 at the end of the application gap and the straight line path 22 is 85 ° to 95 °.
  • the angle ⁇ 1 is preferably 90 °, so that the web 2 leaves the application gap in a straight line.
  • the web 2 running onto the counter roller 5 is guided such that the wrap angle ⁇ 1 is 0 ° to 135 °, preferably 90 ° to 135 °, up to the end of the application zone. In the preferred angular range, the web 2 is safely guided smoothly against the counter roller 5 during application.
  • the metering system 3 is arranged on its counter roller 22 in such a way that the metering line of the metering element - in FIG. 3 the doctor blade tip - is located in the area where the straight web section 23 runs onto the counter roller 22. This ensures that the web 2 is straight or only slightly curved before dosing.
  • the angle ⁇ 2 between the straight-line path 23 and the radius r2 of the counter-roller 22 at the metering line is 85 ° to 95 °.
  • the counter roll 22 is wrapped by the web 2 at an angle ⁇ 2 which is 0 ° to 90 °, preferably 3 ° to 60 °.
  • the counter rolls 5, 22 are coated on their outer surface with rubber, preferably with a Shore hardness of approximately 80.
  • the straight web section 23 is supported on the uncoated rear side by a support belt running around the two counter-rollers 5, 22.
  • the counter-rollers 4, 5 need not be coated, since the support belt is made of a material that has the elasticity and hardness required for the application and metering.
  • Supporting the web 2 during application and metering with two separate counter-rollers 5, 22 has the further advantage that a controlled web tension can be set between application and metering. This minimizes the risk of a web breaking during coating.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Unwinding Webs (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

A coating application system for an arrangement for coating a web of paper or paper board (2) has a smooth, driven applicator roll which, together with a backing roll (5), forms a coating gap into which a coating medium is delivered from the web entry side. The applicator roll is supported against flexing along the entire length of its side opposite to the backing roll. The applicator roll (10) is supported over its working width by a support element (11) which is held on a rigid holder (25) so that it has restricted movement towards and away from the applicator roll, and the support element can be pushed towards the applicator roll by a pressurised flexible pipe (14) supported by the holder (11,25) and extending along the working length. Also claimed is a coating installation which uses the claimed application system together with a doctor blade metering arrangement. Pref. the support element (11) may be a rod which rotates in a bed (12) which is open on the side facing the applicator roll, which is made of a rubber-like material having limited elasticity, and which is mounted on a rigid holder (13). Alternatively, the support element may be a strip with a smooth surface located in a bed and restricted in its range of movement by mechanical stops. The pneumatically loaded flexible pipe (14) can be divided up into separate sections which can be independently pressurised. Numerous additional features include preferred dimensions and wrap angles for the arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Auftragsystem für eine Vorrichtung zum Beschichten einer Papier- oder Kartonbahn gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Beschichtungsvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Auftragsystem.The invention relates to an application system for a device for coating a paper or cardboard web according to the preamble of claim 1 and a coating device with an application system according to the invention.

Zum Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen werden Vorrichtungen mit einem Auftragsystem eingesetzt, von dem das Beschichtungsmaterial direkt auf die Bahn oder zunächst auf eine Walze aufgetragen wird, die anschließend den Film an Beschichtungsmaterial an die Bahn übergibt.To coat paper or cardboard webs, devices are used with an application system, from which the coating material is applied directly to the web or initially to a roller, which then transfers the film of coating material to the web.

Die Vorrichtungen zum direkten Beschichten weisen eine die Bahn umlenkende Gegenwalze auf. Das Auftragsystem ist in dem von der Bahn umschlungenen Bereich der Gegenwalze angeordnet und trägt Beschichtungsmaterial im Überschuß auf die Bahn auf. In Bahnlaufrichtung mit Abstand hinter dem Auftragsystem ist ein Dosiersystem mit einem Rakelelement angeordnet, das den Überschuß bis auf das gewünschte Strichgewicht wieder abstreift.The devices for direct coating have a counter roll deflecting the web. The application system is arranged in the area of the counter roll which is wrapped in the web and applies excess coating material to the web. A metering system with a doctor element is arranged at a distance behind the application system in the direction of web travel, which scrapes the excess back to the desired coating weight.

Als Walzenauftragwerke bezeichnete Auftragsysteme enthalten eine mittels eines Antriebs drehbare Auftragwalze, deren Mantelfläche im Betrieb mit der Gegenwalze ein Auftragspalt bildet, dem von der Bahneinlaufseite her Beschichtungsmaterial im Überschuß zugeführt wird. Bei dem aus der DE-PS 36 23 402 bekannten Walzenauftragwerk besteht ein fester Spalt zwischen der Gegenwalze und der Auftragwalze, die Gegenwalze wird somit nicht gegen die Bahn gedrückt.Application systems referred to as roller applicators contain an applicator roller which can be rotated by means of a drive, the outer surface of which forms an application nip during operation with the counter-roller, to which coating material is supplied in excess from the web inlet side. In the roller applicator known from DE-PS 36 23 402 there is a fixed gap between the counter roller and the application roller, the counter roller is thus not pressed against the web.

Die als Filmpressen bezeichneten Beschichtungsvorrichtungen weisen zwei gegeneinander schwenkbare Preßwalzen auf, die einen Preßspalt bilden, durch den die Bahn geführt wird. An einer oder beiden Preßwalzen sind Auftragsysteme angeordnet, die einen dosierten Film von Beschichtungsmaterial auf die Mantelfläche auftragen, der anschließend im Preßspalt an die Bahn übergeben wird. Die DE-A-40 33 521 beschreibt eine derartige Beschichtungsvorrichtung mit einer als Übergabewalze dienenden Preßwalze, an der ein Auftragsystem mit einer Düsenkammer angeordnet ist.The coating devices referred to as film presses have two press rolls which can be pivoted relative to one another and form a press nip through which the Web is guided. Application systems are arranged on one or both press rolls, which apply a metered film of coating material to the outer surface, which is then transferred to the web in the press nip. DE-A-40 33 521 describes such a coating device with a press roller serving as a transfer roller, on which an application system with a nozzle chamber is arranged.

Ebenso ist es bei Beschichtungsvorrichtungen mit einem Luftmesser als Dosierelement bekannt, das Beschichtungsmaterial zunächst auf eine Übergabewalze aufzutragen, die es anschließend an die Bahn übergibt (DE-A 40 14 463).Likewise, in coating devices with an air knife as a metering element, it is known to first apply the coating material to a transfer roller, which it then transfers to the web (DE-A 40 14 463).

Bei sehr großen Arbeitsbreiten (Bahnbreiten 8 m und mehr) und hohen Produktionsgeschwindigkeiten (800 m/min und mehr) ist es schwierig, die gewünschte Menge mit dem Auftragwerk auf die Bahn oder eine Walze aufzutragen, ohne daß die Beschichtung ungleichmäßig wird. Beim direkten Auftrag auf die Bahn soll das Beschichtungsmaterial dem Auftragspalt mit möglichst geringem Druck in möglichst geringer Überschußmenge zugeführt werden, damit keine zu große Menge in die Bahn gedrückt wird, die später nicht mehr abgerakelt werden kann. Stabilität und Dynamik erfordern Auftragwalzen mit großem Durchmesser, deren den Auftragspalt begrenzende Mantelfläche demgemäß nicht mehr so gekrümmt verlaufend gestaltet werden kann, wie es sich für optimale hydrodynamische Verhältnisse im Auftragspalt für erforderlich gezeigt hat.With very large working widths (web widths 8 m and more) and high production speeds (800 m / min and more) it is difficult to apply the desired amount to the web or a roller with the applicator without the coating becoming uneven. When applied directly to the web, the coating material should be fed to the application gap with the lowest possible pressure in the smallest possible excess amount, so that no excessive amount is pressed into the web, which can no longer be scraped off later. Stability and dynamics require application rollers with a large diameter, the lateral surface of which delimits the application gap can therefore no longer be designed to be as curved as was necessary for optimum hydrodynamic conditions in the application gap.

Die WO 94/23126 beschreibt ein gattungsgemäßes Auftragsystem mit einer Auftragwalze, die einen Durchmesser von 5 mm bis 200 mm aufweist und an ihrer der Gegenwalze abgewandten Rückseite von einem Halter über die gesamte Arbeitsbreite gegen Durchbiegung abgestützt ist. Aufgrund des geringen Durchmessers der Auftragwalze kann das Dosiersystem in kurzem Abstand hinter dem Auftragsystem angeordnet werden, um die Penetrationsstrecke zwischen Auftragen und Abrakeln gering zu halten. Die Abstützung der Auftragwalze vermindert Durchbiegungseffekte, die aus dem Eigengewicht oder dem hydrodynamischen Druck im Auftragspalt resultieren, erheblich, so daß kleinere Spaltweiten eingestellt werden können.WO 94/23126 describes a generic application system with an application roller which has a diameter of 5 mm to 200 mm and is supported on its rear side facing away from the counter roller by a holder over the entire working width against deflection. Due to the small diameter of the application roller, the dosing system can be arranged at a short distance behind the application system in order to keep the penetration distance between application and doctoring small. The support of the application roller considerably reduces deflection effects which result from the dead weight or the hydrodynamic pressure in the application gap, so that smaller gap widths can be set.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Auftragsystem so zu verbessern, daß Beschichtungsmaterial mit unterschiedlichen rheologischen Eigenschaften gleichmäßig und mit einstellbarer Menge direkt auf die Bahn oder auf eine Walze aufgetragen werden kann.The invention has for its object to improve a generic application system so that coating material with different rheological properties can be applied uniformly and with an adjustable amount directly on the web or on a roller.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of patent claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Auftragsystem kann mit der Auftragwalze ein einstellbarer Gegendruck zum hydrodynamischen Druck im Auftragspalt zwischen Auftragwalze und der von der Bahn umschlungenen Gegenwalze oder einer Übergabewalze ausgeübt werden, um die hydrodynamischen Verhältnisse zu beeinflussen. Dies kann genutzt werden, um einen gleichmäßigeren Auftrag zu erreichen und/oder die Auftragsmenge einschließlich der Penetrationsrate in die Bahn zu beeinflussen.In the application system according to the invention, an adjustable counter pressure to the hydrodynamic pressure in the application nip between the application roller and the counter roller wrapped by the web or a transfer roller can be exerted with the application roller in order to influence the hydrodynamic conditions. This can be used to achieve a more even application and / or to influence the application quantity including the penetration rate in the web.

Da die Auftragwalze über ihre gesamte Länge abgestützt ist, steht ihr Durchmesser als frei wählbarer Parameter zur Optimierung der hydrodynamischen Verhältnisse im Auftragspalt und zur Verminderung von negativen Effekten, z. B. Filmsplitting, zur Verfügung.Since the application roller is supported over its entire length, its diameter is available as a freely selectable parameter for optimizing the hydrodynamic conditions in the application gap and for reducing negative effects, e.g. B. Film splitting available.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The subclaims contain preferred, since particularly advantageous embodiments of the invention.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels.

Figur 1
zeigt in vereinfachter Darstellung ein Auftragsystem mit einer Stange als Stützelement.
Figur 2
zeigt die Seitenansicht einer Beschichtungsvorrichtung mit dem Auftragsystem nach Figur 1 zum direkten Auftragen auf die Bahn.
Figur 3
zeigt in vereinfachter Darstellung ein Auftragsystem mit einer Stützleiste als Stützelement.
Figur 4
zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von Figur 3.
Figur 5
zeigt die Seitenansicht einer Beschichtungsvorrichtung, bei der die Bahn zwischen Auftragen und Dosieren gradlinig geführt wird.
The drawing serves to explain the invention with reference to an embodiment shown in simplified form.
Figure 1
shows a simplified representation of an application system with a rod as a support element.
Figure 2
shows the side view of a coating device with the application system of Figure 1 for direct application to the web.
Figure 3
shows a simplified representation of an application system with a support bar as a support element.
Figure 4
shows an enlarged section of Figure 3.
Figure 5
shows the side view of a coating device in which the web is guided in a straight line between application and metering.

Nachfolgend wird eine Beschichtungsvorrichtung beschrieben, bei der das Auftragsystem das Beschichtungsmaterial direkt auf eine Papier- oder Kartonbahn aufträgt. Die Verwendung zum direkten Auftragen auf eine Bahn ist besonders vorteilhaft, da sich mit dem Auftragsystem der hydrodynamische Druck im Auftragspalt beeinflussen läßt, von dem die Penetration des Beschichtungsmaterials in die Bahn entscheidend abhängt.A coating device is described below in which the application system applies the coating material directly to a paper or cardboard web. The use for direct application to a web is particularly advantageous because the application system can be used to influence the hydrodynamic pressure in the application gap, on which the penetration of the coating material into the web depends crucially.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Auftragsystems ist jedoch nicht auf das direkte Auftragen beschränkt. Es läßt sich auch zum Auftragen von Beschichtungsmaterial auf eine Preßwalze einer Filmpresse, eine Übergabewalze einer Luftmessermaschine oder andere Walzen vorteilhaft einsetzen, um auf der Walze einen Film gewünschter Stärke und Gleichmäßigkeit zu erzeugen, der anschließend an die Papier- oder Kartonbahn abgegeben wird.However, the use of the application system according to the invention is not limited to direct application. It can also be used advantageously for applying coating material to a press roll of a film press, a transfer roll of an air knife machine or other rolls in order to produce a film of the desired thickness and uniformity on the roll, which film is then released onto the paper or board web.

Die Beschichtungsvorrichtung weist ein Auftragsystem 1 und in Laufrichtung der Papier- oder Kartonbahn 2 mit Abstand dahinter angeordnet ein Dosiersystem 3 mit einem Dosierelement, vorzugsweise einem Schabermesser 4 als Rakelelement auf. Vom Auftragsystem 1 wird Streichfarbe als Beschichtungsmaterial im Überschuß auf die Papier- oder Kartonbahn 2 aufgetragen und anschließend von dem Dosierelement (Schabermesser 4) des Dosiersystems 3 bis auf das gewünschte Strichgewicht wieder abgerakelt. Alternativ zu einem Schabermesser 4 sind als Dosierelemente auch drehbare Rakelstangen, Rakelleisten oder ein Luftmesser einsetzbar. Ein Luftmesser besteht aus einer sich über die Bahnbreite erstreckenden Schlitzdüse, aus der ein Druckluftstrahl gegen den Überschußfilm geleitet wird.The coating device has an application system 1 and a metering system 3 with a metering element, preferably a doctor blade 4 as a doctor element, arranged at a distance behind it in the running direction of the paper or cardboard web 2. Coating paint is applied in excess from the application system 1 as a coating material to the paper or cardboard web 2 and then scraped off again by the metering element (scraper knife 4) of the metering system 3 to the desired coat weight. As an alternative to a doctor blade 4, rotatable doctor rods, doctor blades or an air knife can also be used as metering elements. An air knife consists of a slot nozzle that extends across the width of the web and from which a jet of compressed air is directed against the excess film.

Sowohl beim Auftragen als auch beim Dosieren wird die Bahn 2 von einer Gegenwalze 5, 22 über ihre gesamte Breite abgestützt. Bei der Ausführungsform nach Figur 1 sind das Auftragsystem 1 und das Dosiersystem 3 an einer gemeinsamen, die Bahn 2 umlenkenden, angetriebenen Gegenwalze 5 angeordnet. Bei der Ausführungsform nach Figur 5 ist dem Auftragsystem 1 und dem Dosiersystem 3 jeweils eine eigene Gegenwalze 5, 22 zugeordnet.The web 2 is supported over its entire width by a counter roller 5, 22 both during application and during metering. In the embodiment according to FIG. 1, the application system 1 and the metering system 3 are arranged on a common, driven counter-roller 5 which deflects the web 2. In the embodiment According to FIG. 5, the application system 1 and the metering system 3 are each assigned a separate counter roller 5, 22.

Das Dosiersystem 3 nach den Ausführungsbeispielen ist auf bekannte Weise aufgebaut: Das Schabermesser 4 ist mit seinem Fuß in einem Klemmbalken 7 festgeklemmt, der in Richtung zur Gegenwalze 5 verschiebbar in einem Schaberbalken 8 gelagert ist. Der Schaberbalken 8 ist um die Schabermesserspitze schwenkbar zwischen zwei Seitenteilen 9 im Gestell der Vorrichtung aufgehängt, so daß sich die Anpreßkraft des Schabermessers 4 und der Bladewinkel (= Winkel des Schabermessers 4 zur Tangente an die Gegenwalze 5) einstellen lassen.The metering system 3 according to the exemplary embodiments is constructed in a known manner: the scraper knife 4 is clamped with its foot in a clamping bar 7 which is mounted in a scraper bar 8 so as to be displaceable in the direction of the counter-roller 5. The scraper bar 8 is pivotally suspended around the scraper knife tip between two side parts 9 in the frame of the device, so that the contact pressure of the scraper knife 4 and the blade angle (= angle of the scraper knife 4 to the tangent to the counter-roller 5) can be adjusted.

Das Auftragsystem 1 enthält bei allen Ausführungsformen eine mit einem Drehantrieb verbundene Auftragwalze 10 mit glatter Mantelfläche, die sich über die gesamte Arbeitsbreite, i. e. die maximale Bahnbreite, erstreckt. Die Auftragwalze 10 weist einen Durchmesser von 40 mm bis 600 mm, vorzugsweise zwischen 100 mm und 400 mm, auf und ist an ihren beiden Enden radial zur Gegenwalze 5 begrenzt beweglich gelagert, um die Weite des Auftragspalts zwischen ihr und der Gegenwalze 5 variieren zu können. Bevorzugt ist die Auftragwalze 10 auf ihrer Mantelfläche mit einem gummielastischen Material beschichtet.In all embodiments, the application system 1 contains an application roller 10 connected to a rotary drive with a smooth outer surface, which extends over the entire working width, i. e. the maximum web width. The applicator roller 10 has a diameter of 40 mm to 600 mm, preferably between 100 mm and 400 mm, and is mounted at its two ends with limited radial movement to the counter roller 5 in order to be able to vary the width of the application gap between it and the counter roller 5 . The application roller 10 is preferably coated on its outer surface with a rubber-elastic material.

An ihrer der Gegenwalze 5 abgewandten Rückseite ist die Auftragwalze 10 von einem sich über ihre gesamte Länge - also über die gesamte Arbeitsbreite - reichenden Stützelement abgestützt, das in Richtung zur Auftragwalze 10 begrenzt beweglich an einem starren Halter gelagert ist. Das Stützelement ist mittels eines sich am Halter abstützenden, sich über die Arbeitsbreite erstreckenden Druckschlauchs 14 in Richtung zur Auftragwalze 10 drückbar.On its rear side facing away from the counter roller 5, the applicator roller 10 is supported by a support element which extends over its entire length - that is to say over the entire working width - and which is mounted on a rigid holder to a limited extent in the direction of the applicator roller 10. The support element can be pressed in the direction of the application roller 10 by means of a pressure hose 14 which is supported on the holder and extends over the working width.

Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 3 ist das Stützelement ein Stab 11 mit kreisförmigem Querschnitt. Der Durchmesser des Stabs 11 ist geringer als der der Auftragswalze 10, im vorliegenden Beispiel beträgt er ca. 25 mm. Falls erforderlich, wird an einer Seite mit einem Drehantrieb verbunden. Er ist in einem zur Auftragwalze 10 offenen Bett 12 aus einem begrenzt elastischen, gummiähnlichen Material frei drehbar gelagert, das in eine entsprechend gestaltete Nut eines starren Halters 13 eingesetzt ist und über die gesamte Arbeitsbreite reicht. In den unteren, am Grund der Halternut aufliegenden Teil des Betts 12 ist der Schlauch 14 eingearbeitet, der mit Druckluft beaufschlagt werden kann, um den Stab 11 gegen die Auftragwalze 10 zu drücken. Der obere Teil des Betts 12 verbreitert sich schwalbenschwanzförmig, um den Halter 13 abzudichten. Damit sich der Stab 11 möglichst reibungsarm im Bett 12 drehen kann, liegen die Innenwände des Betts 12 nur abschnittsweise, von Kanälen 15 für Kühl- und Schmiermittel unterbrochen, an dem Stab 11 an. Der Halter 13 ist an zwei seitlichen Schwenkarmen 16 festgeschraubt, die mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit 17 in Richtung zur Gegenwalze 5 und von dieser weg geschwenkt werden können. Die Schwenkbewegung zur Gegenwalze 5 kann durch einen einstellbaren Anschlag 18 begrenzt werden, um eine bestimmte Arbeitsposition der Auftragwalze 10 relativ zur Gegenwalze 5 einzustellen.In the embodiments according to FIGS. 1 to 3, the support element is a rod 11 with a circular cross section. The diameter of the rod 11 is smaller than that of the application roller 10, in the present example it is approximately 25 mm. If necessary, a rotary actuator is connected on one side. It is freely rotatably mounted in a bed 12 open to the application roller 10 made of a limited elastic, rubber-like material, which is inserted into a correspondingly designed groove of a rigid holder 13 and extends over the entire working width. In the lower, at the bottom of the part of the bed 12 lying on the holder groove, the hose 14 is incorporated, which can be pressurized with compressed air in order to press the rod 11 against the application roller 10. The upper part of the bed 12 widens in a dovetail shape to seal the holder 13. So that the rod 11 can rotate in the bed 12 with as little friction as possible, the inner walls of the bed 12 rest against the rod 11 only in sections, interrupted by channels 15 for coolants and lubricants. The holder 13 is screwed to two lateral swivel arms 16 which can be swiveled towards and away from the counter-roller 5 by means of a piston-cylinder unit 17. The pivoting movement to the counter roller 5 can be limited by an adjustable stop 18 in order to set a specific working position of the applicator roller 10 relative to the counter roller 5.

Alternativ zu dem Stab 11 kann als Stützelement auch eine in einem Bett gelagerte, von einem Druckschlauch abgestützte Leiste eingesetzt werden, wie sie in der DE-OS 33 38 323 beschrieben ist.As an alternative to the rod 11, a bar mounted in a bed and supported by a pressure hose can be used as a support element, as described in DE-OS 33 38 323.

In Bahnlaufrichtung unmittelbar vor dem Bett 12 ist an den Schwenkarmen 16 eine bis in den Bereich der Auftragwalze 10 reichende Farbkammer 19 befestigt, die sich über die gesamte Arbeitsbreite erstreckt und zur Auftragwalze 10 hin offen ist. Die Farbkammer 19 wird über eine Zufuhrleitung 20 mit Beschichtungsmaterial versorgt. An ihre obere Begrenzungswand schließt sich ein Leitblech 21 an, das annähernd parallel zur Mantelfläche der Auftragwalze 10 mit geringem Abstand von dieser verläuft und mit geringem Abstand von der Gegenwalze 5 endet, so daß nur ein schmaler Überlaufkanal zur Gegenwalze 5 frei bleibt. Das überlaufende Beschichtungsmaterial wird in die Farbkammer 19 zurückgeführt.In the web running direction directly in front of the bed 12, an ink chamber 19 extending into the area of the application roller 10 is attached to the swivel arms 16 and extends over the entire working width and is open towards the application roller 10. The ink chamber 19 is supplied with coating material via a feed line 20. A baffle plate 21 adjoins its upper boundary wall, which runs approximately parallel to the lateral surface of the applicator roller 10 at a short distance from it and ends at a short distance from the counter roller 5, so that only a narrow overflow channel to the counter roller 5 remains free. The overflowing coating material is returned to the ink chamber 19.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, wird die Öffnung der Farbkammer 19 vom Bett 12 des Stabs 11, dem Stab 11 und der Auftragwalze 10 abgeschlossen, wobei nur ein schmaler Leitkanal zwischen der Auftragwalze 10 und dem Leitblech 21 frei bleibt, durch den das Beschichtungsmaterial dem Auftragspalt zwischen der Gegenwalze 5 und der Auftragwalze 10 zugeführt wird.As can be seen from FIG. 1, the opening of the ink chamber 19 is closed off by the bed 12 of the rod 11, the rod 11 and the application roller 10, leaving only a narrow guide channel between the application roller 10 and the guide plate 21, through which the coating material passes the application gap is fed between the counter roller 5 and the applicator roller 10.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 3 und 4 ist das Stützelement eine Stützleiste 24 mit glatter Oberfläche, von der die Auftragwalze 10 über ihre gesamte Länge abgestützt wird. Die Stützleiste 24 weist einen über ihre Länge gleichmäßigen Querschnitt und eine konvex gekrümmte Oberfläche auf, mit der sie gegen die Auftragwalze 10 drückbar ist. Als starrer Halter, an dem die Stützleiste 24 begrenzt in Richtung zur Auftragwalze 10 beweglich gelagert ist, dient die untere Begrenzungswand 25 der Farbkammer 19. Ebenso wie bei der Ausführungsform nach Figur 1 wird so die Farbkammer 19 von dem Stützelement an der Bahnauslaufseite abgeschlossen.In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, the support element is a support strip 24 with a smooth surface, by which the application roller 10 is supported over its entire length. The support strip 24 has a cross section which is uniform over its length and a convexly curved surface with which it can be pressed against the application roller 10. The lower boundary wall 25 of the ink chamber 19 serves as a rigid holder on which the support bar 24 is movably supported in the direction of the application roller 10. As in the embodiment according to FIG. 1, the ink chamber 19 is thus closed by the support element on the web exit side.

Die Stützleiste 24 weist an beiden Längsseiten nach innen abgewinkelte Schenke auf, von denen jeder eine nach außen abgewinkelte Führungsschiene 26 umgreift, die parallel mit Abstand voneinander auf der Wand 25 der Farbkammer 19 befestigt sind. Die Führungsschienen 26 und die umgreifenden Schenkel der Stützleiste 24 sind so gestaltet, daß ausreichend Spiel für die gewünschte Beweglichkeit der Stützleiste 24 in Richtung zur Gegenwalze 10 vorhanden ist. Zwischen den Führungsschienen 26 ist der Druckschlauch 14 angeordnet, der somit die Stützleiste 24 bei Druckluftzufuhr in Richtung zur Auftragwalze 10 drückt. Die Bewegungsmöglichkeit der Stützleiste 24 radial zur Auftragwalze 10 wird so zum einen durch den nach außen abgewinkelten Teil der Führungsschienen 26, zum anderen durch die Wand 25 begrenzt. Diese Teile wirken als Anschläge, die eine weitere Bewegung abstoppen.The support bar 24 has on both long sides angled inward legs, each of which engages around an outwardly angled guide rail 26, which are fastened in parallel at a distance from one another on the wall 25 of the ink chamber 19. The guide rails 26 and the encompassing legs of the support bar 24 are designed so that there is sufficient play for the desired mobility of the support bar 24 in the direction of the counter roller 10. The pressure hose 14 is arranged between the guide rails 26 and thus presses the support strip 24 in the direction of the application roller 10 when compressed air is supplied. The possibility of movement of the support strip 24 radially to the application roller 10 is thus limited on the one hand by the part of the guide rails 26 which is angled outwards, and on the other hand by the wall 25. These parts act as stops that stop further movement.

Eine Stützleiste 24 als Stützelement hat gegenüber einem drehbaren Stützstab 11 den Vorteil, daß kein seitlicher Drehantrieb notwendig ist. Die seitliche Abdichtung der Farbkammer 19 wird so vereinfacht.A support bar 24 as a support element has the advantage over a rotatable support rod 11 that no lateral rotary drive is necessary. The lateral sealing of the ink chamber 19 is simplified.

Falls es erforderlich ist, das Stützelement (Stützstange 11, Stützleiste 24) über die Arbeitsbreite lokal unterschiedlich gegen die Auftragwalze 10 zu drücken, z. B. um Unregelmäßigkeiten im Auftragspalt zwischen der Auftragwalze 10 und der Gegenwalze 5 auszugleichen, ist der Druckschlauch 14 über die Arbeitsbreite in mehrere, getrennt mit Druckluft beaufschlagbare Druckkammern unterteilt. Dann wird die Druckluftzufuhr 27 für jede Kammer durch den Halter nach außen geführt; im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4 durch die als Halter dienende Farbkammerwand 25.If it is necessary to press the support element (support rod 11, support bar 24) locally differently against the application roller 10 over the working width, e.g. B. to compensate for irregularities in the application gap between the application roller 10 and the counter roller 5, the pressure hose 14 is divided over the working width into several pressure chambers that can be acted upon separately by compressed air. Then the compressed air supply 27 for each chamber is led out through the holder; in the exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4 through the ink chamber wall 25 serving as a holder.

Bis auf das Stützelement mit seinem Halter entspricht das Auftragsystem nach den Figuren 3 und 4 in seinem Aufbau dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Figur 1; so ist auch ein Leitblech 21 vorhanden, durch den das Beschichtungsmaterial den Auftragspalt zwischen der Gegenwalze 5 und der Auftragwalze 10 zugeführt wird.Except for the support element with its holder, the structure of the application system according to FIGS. 3 and 4 corresponds to the embodiment described above according to FIG. 1; there is also a guide plate 21 through which the coating material is fed to the application nip between the counter roller 5 and the application roller 10.

Im Betrieb wird bei entlüftetem Druckschlauch 14 über den Anschlag 18 ein Spalt von 0,01 mm bis 2 mm, bevorzugt von ca. 0,8 mm zwischen der Auftragwalze 10 und der Bahn 2 eingestellt. In die Farbkammer 19 wird Beschichtungsmaterial im Überschuß und unter Druck zugeführt, das von dem Leitblech 21 in den Auftragspalt zwischen Gegenwalze 5 und Auftragwalze 10 geführt und dort an die Bahn 2 übergeben wird. Der Überschuß an Beschichtungsmaterial läuft auf der Rückseite des Leitblechs 21 ab und wird in die Farbkammer 19 zurückgeführt. Im Auftragspalt wird der Auftrag auf die Bahn 2 von der mit- oder gegenläufig angetriebenen Auftragwalze 10 vergleichmäßigt. Die aufgetragene Menge an Beschichtungsmaterial kann dabei über den Druck im Druckschlauch 14 beeinflußt werden. Die vom Druckschlauch 14 erzeugte Kraft drückt die Auftragwalze 10 in Richtung zur Gegenwalze 5 und wirkt somit der resultierenden hydrodynamischen Kraft im Auftragspalt entgegen. Von der hydrodynamischen Kraft im Auftragspalt wird die Benetzung der Bahn 2 und die Farbpenetration in die Bahn 2 entscheidend beeinflußt. Nach der Erfindung kann sie mit dem Druck im Druckschlauch 14 als Stellgröße eingestellt werden. Gleichzeitig wird mit dem Druck in Richtung zur Gegenwalze 5 eine Vergleichmäßigung des Überschußauftrages erreicht.In operation, when the pressure hose 14 is vented, a gap of 0.01 mm to 2 mm, preferably of approximately 0.8 mm, is set between the application roller 10 and the web 2 via the stop 18. Coating material in excess and under pressure is fed into the ink chamber 19 and is guided from the guide plate 21 into the application nip between the counter roller 5 and the application roller 10 and is transferred there to the web 2. The excess coating material runs off on the back of the guide plate 21 and is returned to the ink chamber 19. In the order gap, the order on the web 2 is evened out by the application roller 10, which is driven in the opposite direction or in the opposite direction. The amount of coating material applied can be influenced by the pressure in the pressure hose 14. The force generated by the pressure hose 14 presses the application roller 10 in the direction of the counter roller 5 and thus counteracts the resulting hydrodynamic force in the application gap. The wetting of the web 2 and the color penetration into the web 2 are decisively influenced by the hydrodynamic force in the application gap. According to the invention, it can be set as a manipulated variable with the pressure in the pressure hose 14. At the same time, with the pressure in the direction of the counter-roller 5, an equalization of the excess order is achieved.

Die Ausführungsform nach den Figuren 3 und 4 mit der Stützleiste 24, deren Bewegungsmöglichkeit durch Anschläge begrenzt ist, hat den Vorteil, daß das Auftragsystem 1 auch so betrieben werden kann, daß ein fester Spalt zwischen der Auftragwalze 10 und der Gegenwalze 5 eingestellt wird. Dazu wird im Druckschlauch 14 kein Druck aufgebaut. Die als Halter dienende Wand 25 wird in Richtung zur Auftragwalze 10 nach oben bewegt, bis sich die Schenkel der Stützleiste 24 auf ihr abstützen. Die Stützleiste 24 wird anschließend weiter nach oben bewegt und drückt die Auftragwalze 10 in die vertikale Position mit dem gewünschten festen Abstand zur Gegenwalze 5, 22. Die Auftragwalze 10 ist bei dieser Betriebsweise inelastisch gegen den Flüssigkeitsdruck im Auftragspalt abgestützt.The embodiment of Figures 3 and 4 with the support bar 24, the possibility of movement is limited by stops, has the advantage that the application system 1 can also be operated so that a fixed gap between the application roller 10 and the counter roller 5 is set. For this purpose, no pressure is built up in the pressure hose 14. The wall 25 serving as a holder is moved upwards in the direction of the application roller 10 until the legs of the support strip 24 are supported on it. The support bar 24 is then moved further upward and presses the application roller 10 into the vertical position with the desired fixed distance from the counter roller 5, 22. In this mode of operation, the application roller 10 is supported inelastically against the liquid pressure in the application gap.

Bei der Ausführungsform nach Figur 5 wird die Bahn 2 zwischen dem Auftragen und Dosieren im wesentlichen geradlinig geführt, um die von der Bahn 2 weggerichteten, auf den Überschußfilm wirkenden Zentrifugalkräfte zu minimieren. Beim Beschichten mit sehr hohen Bahngeschwindigkeiten von mehr als 1000 m/min wirken bei einer gekrümmten Bahnführung zwischen dem Auftragen und Dosieren erhebliche Zentrifugalkräfte auf den Überschußfilm ein, die von der Bahn 2 weggerichtet sind. Die Zentrifugalkräfte führen zum Abspritzen von Beschichtungsmaterial und/oder zu Ungleichmäßigkeiten im Überschußfilm, z. B. zur Bildung von Spannunglinien, die beim Dosieren nicht mehr ausgeglichen werden. Mit der in Figur 5 dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausgestaltung einer Beschichtungsvorrichtung läßt sich bei sehr hohen Bahngeschwindigkeiten eine Beschichtung mit einem sehr gleichmäßigen Strichbild erzielen.In the embodiment according to FIG. 5, the web 2 is guided essentially in a straight line between the application and metering in order to minimize the centrifugal forces directed away from the web 2 and acting on the excess film. When coating at very high web speeds of more than 1000 m / min, when the web is curved between application and metering, considerable centrifugal forces act on the excess film and are directed away from web 2. The centrifugal forces lead to the spraying off of coating material and / or to irregularities in the excess film, e.g. B. to form lines of tension that are no longer compensated during dosing. With the configuration of a coating device shown in FIG. 5 and described below, a coating with a very uniform line pattern can be achieved at very high web speeds.

Sowohl beim Auftragen als auch beim Dosieren wird die Bahn 2 jeweils von einer Gegenwalze 5, 22 über ihre gesamte Breite abgestützt. Die Bahn 2 umschlingt zunächst die Gegenwalze 5 des Auftragsystems 1, wird anschließend geradlinig zu der Gegenwalze 22 des Dosiersystems 3 geführt und verläßt diese nach einer Umschlingung in einem bestimmten Winkel. Der Durchmesser d1 der Gegenwalze 5 des Auftragsystems 1 beträgt 300 mm bis 1000 mm, der Durchmesser d2 der Gegenwalze 22 des Dosiersystems 3 beträgt 500 mm bis 1500 mm. Der Abstand a der beiden Gegenwalzen 5, 22 voneinander ist möglichst gering gewählt, ohne daß sich die Gegenwalzen 5, 22 berühren. Er ist in jedem Fall kleiner als 500 mm, bevorzugt kleiner als 200 mm.Both when applying and when metering, the web 2 is supported by a counter roller 5, 22 over its entire width. The web 2 first wraps around the counter roller 5 of the application system 1, is then guided in a straight line to the counter roller 22 of the metering system 3 and leaves it after wrapping at a certain angle. The diameter d1 of the counter roller 5 of the application system 1 is 300 mm to 1000 mm, the diameter d2 of the counter roller 22 of the metering system 3 is 500 mm to 1500 mm. The distance a between the two counter-rollers 5, 22 is chosen to be as small as possible without the counter-rollers 5, 22 touching. In any case, it is less than 500 mm, preferably less than 200 mm.

Innerhalb der vorstehenden Bereiche werden die Maße der Gegenwalzen 5, 22 in Abhängigkeit von der Maschinenbreite und -geschwindigkeit so gewählt, daß keine negativen dynamischen Effekte, z. B. Eigenfrequenzen, den Beschichtungsvorgang beeinträchtigen.Within the above ranges, the dimensions of the counter-rollers 5, 22 are chosen depending on the machine width and speed so that no negative dynamic effects, e.g. B. natural frequencies, affect the coating process.

Die Gegenwalzen 5, 22 sind so im Geste der Beschichtungsvorrichtung aufgehängt, daß die zwischen ihnen geradlinig verlaufende Bahnstrecke 23 unter einem Winkel α von 0° bis 90°, vorzugsweise 30° bis 60°, gegen die Horizontale steigend verläuft. Dieser Winkelbereich gewährleistet einen störungsfreien Rückfluß der vom Dosierelement abgerakelten Streichfarbe.The counter-rollers 5, 22 are suspended in the gesture of the coating device in such a way that the web section 23 running straight between them extends at an angle α from 0 ° to 90 °, preferably 30 ° to 60 °, against the horizontal. This angular range ensures a trouble-free return flow of the coating color doctored off by the metering element.

Damit die Bahn 2 den Bereich der Auftragszone möglichst geradlinig verläßt, ist die Auftragswalze 10 so angeordnet, daß der Winkel β1 zwischen dem Radius r1 der Gegenwalze 5 an das Ende des Auftragspalts und der geradlinigen Bahnstrecke 22 85° bis 95° beträgt. Bevorzugt beträgt der Winkel β1 90°, so daß die Bahn 2 den Auftragspalt geradlinig verläßt. Die auf die Gegenwalze 5 auflaufende Bahn 2 ist so geführt, daß der Umschlingungswinkel γ1 bis zum Ende der Auftragszone 0° bis 135°, bevorzugt 90° bis 135°, beträgt. Bei dem bevorzugten Winkelbereich wird die Bahn 2 sicher glatt an der Gegenwalze 5 anliegend beim Auftragen geführt.So that the web 2 leaves the area of the application zone as straight as possible, the application roller 10 is arranged so that the angle β1 between the radius r1 of the counter roller 5 at the end of the application gap and the straight line path 22 is 85 ° to 95 °. The angle β1 is preferably 90 °, so that the web 2 leaves the application gap in a straight line. The web 2 running onto the counter roller 5 is guided such that the wrap angle γ1 is 0 ° to 135 °, preferably 90 ° to 135 °, up to the end of the application zone. In the preferred angular range, the web 2 is safely guided smoothly against the counter roller 5 during application.

Das Dosiersystem 3 ist an seiner Gegenwalze 22 so angeordnet, daß sich die Dosierlinie des Dosierelements - in Figur 3 die Schabermesserspitze - in dem Bereich befindet, wo die geradlinige Bahnstrecke 23 auf die Gegenwalze 22 aufläuft. So wird gewährleistet, daß die Bahn 2 vor dem Dosieren geradlinig oder nur unwesentlich gekrümmt verläuft. Der Winkel β2 zwischen der geradlinigen Bahnstrecke 23 und dem Radius r2 der Gegenwalze 22 an die Dosierlinie beträgt 85° bis 95°. Hinter der Dosierlinie wird die Gegenwalze 22 von der Bahn 2 in einem Winkel γ2 umschlungen, der 0° bis 90°, vorzugsweise 3° bis 60°, beträgt.The metering system 3 is arranged on its counter roller 22 in such a way that the metering line of the metering element - in FIG. 3 the doctor blade tip - is located in the area where the straight web section 23 runs onto the counter roller 22. This ensures that the web 2 is straight or only slightly curved before dosing. The angle β2 between the straight-line path 23 and the radius r2 of the counter-roller 22 at the metering line is 85 ° to 95 °. Behind the metering line, the counter roll 22 is wrapped by the web 2 at an angle γ2 which is 0 ° to 90 °, preferably 3 ° to 60 °.

Die Gegenwalzen 5, 22 sind auf ihrer Mantelfläche mit Gummi beschichtet, bevorzugt mit einer Shore-Härte von ca. 80.The counter rolls 5, 22 are coated on their outer surface with rubber, preferably with a Shore hardness of approximately 80.

Nach einer nicht in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wird die geradlinige Bahnstrecke 23 an der unbeschichteten Rückseite von einem die beiden Gegenwalzen 5, 22 umlaufenden Stützband abgestützt. Bei dieser Ausführungsform brauchen die Gegenwalzen 4, 5 nicht beschichtet zu sein, da das Stützband aus einem Material gefertigt ist, das die für das Auftragen und Dosieren geforderte Elastizität und Härte aufweist. Das Abstützen der Bahn 2 beim Auftragen und Dosieren mit zwei getrennten Gegenwalzen 5, 22 hat den weiteren Vorteil, daß sich ein kontrollierter Bahnzug zwischen dem Auftragen und dem Dosieren einstellen läßt. Dies ermöglicht eine Minimierung des Risikos, daß eine Bahn beim Beschichten reißt.According to an embodiment not shown in the drawing, the straight web section 23 is supported on the uncoated rear side by a support belt running around the two counter-rollers 5, 22. In this embodiment, the counter-rollers 4, 5 need not be coated, since the support belt is made of a material that has the elasticity and hardness required for the application and metering. Supporting the web 2 during application and metering with two separate counter-rollers 5, 22 has the further advantage that a controlled web tension can be set between application and metering. This minimizes the risk of a web breaking during coating.

Claims (16)

Auftragsystem für eine Vorrichtung zum Beschichten einer Papier- oder Kartonbahn (2) mit einer Auftragwalze (10) mit glatter Mantelfläche, die - mit einer Walze (5) einen Auftragspalt bildet, dem von der Bahneinlaufseite her Beschichtungsmaterial zugeführt wird, - mittels eines Antriebs drehbar ist und - die über die gesamte Arbeitsbreite an ihrer der Walze (5) abgewandten Rückseite gegen Durchbiegung abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragwalze (10) von einem sich über die Arbeitsbreite erstreckenden Stützelement abgestützt wird, das in Richtung zur Auftragwalze (10) begrenzt beweglich an einem starren Halter (13, 25) gelagert ist, wobei das Stützelement mittels eines sich am Halter (13, 25) abstützenden und sich über die Arbeitsbreite erstreckenden Druckschlauchs (14) in Richtung zur Auftragwalze (10) drückbar ist.Application system for a device for coating a paper or cardboard web (2) with an application roller (10) with a smooth outer surface, the - Forms an application gap with a roller (5), to which coating material is fed from the web entry side, - Is rotatable by means of a drive and - Is supported against deflection over the entire working width on its rear side facing away from the roller (5), characterized in that the application roller (10) is supported by a support element which extends over the working width and is mounted on a rigid holder (13, 25) with limited movement in the direction of the application roller (10), the support element being attached to the holder by means of a support element (13, 25) supporting and extending over the working width pressure hose (14) in the direction of the applicator roller (10) can be pressed. Auftragsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement eine im Bett (12) drehbar gelagerte Stange (11) ist.Application system according to claim 1, characterized in that the support element is a rod (11) rotatably mounted in the bed (12). Auftragsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement in einem sich über die Arbeitsbreite erstreckenden, zur Auftragwalze (10) offenen Bett (12) gelagert ist, das aus einem begrenzt elastischen, gummiähnlichen Material gefertigt und in den starren Halter (13) eingepaßt ist, wobei der Druckschlauch (14) zwischen dem Bett (12) und dem Halter (13) angeordnet ist.Application system according to Claim 1, characterized in that the support element is mounted in a bed (12) which extends over the working width and is open to the application roller (10) and which is made of a limited elastic, rubber-like material and is fitted into the rigid holder (13) wherein the pressure hose (14) is arranged between the bed (12) and the holder (13). Auftragsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Stützleiste (24) mit glatter Oberfläche als Stützelement, die an dem Halter (25) durch Anschläge begrenzt beweglich in Richtung zur Auftragwalze (10) gelagert ist, wobei der Druckschlauch (14) zwischen der Stützleiste (24) und dem Halter (25) angeordnet ist.Application system according to Claim 1, characterized by a support strip (24) with a smooth surface as a support element, which is mounted on the holder (25) so as to be limited by stops in the direction of the application roller (10), the pressure hose (14) between the support strip (24 ) and the holder (25) is arranged. Auftragsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützleiste (24) einen über ihre Länge gleichmäßigen Querschnitt und eine konvex gekrümmte Oberfläche aufweist.Application system according to Claim 4, characterized in that the support strip (24) has a cross section which is uniform over its length and a convexly curved surface. Auftragsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschlauch (14) über die Arbeitsbreite in mehrere, getrennt mit Druckluft beaufschlagbare Druckkammern unterteilt ist.Application system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pressure hose (14) is divided over the working width into a plurality of pressure chambers which can be acted upon separately by compressed air. Auftragsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragwalze (10) einen Durchmesser von 40 mm bis 600 mm, vorzugsweise von 100 mm bis 400 mm, aufweist.Application system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the application roller (10) has a diameter of 40 mm to 600 mm, preferably from 100 mm to 400 mm. Auftragsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Drehrichtung der Walze (5) vor dem Stützelement (11) eine Farbkammer (19) mit einer Zufuhr (20) für Beschichtungsmaterial angeordnet ist, die zur Auftragwalze (10) hin offen ist.Application system according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the direction of rotation of the roller (5) in front of the support element (11) there is an ink chamber (19) with a feed (20) for coating material which is open to the application roller (10) is. Auftragsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die obere Begrenzungswand der Farbkammer (19) ein Leitblech (21) anschließt, das annähernd parallel zur Mantelfläche der Auftragwalze (10) verläuft und mit geringem Abstand von der Walze (5) endet.Application system according to Claim 8, characterized in that a guide plate (21) adjoins the upper boundary wall of the ink chamber (19), which runs approximately parallel to the lateral surface of the application roller (10) and ends at a short distance from the roller (5). Vorrichtung zum Beschichten einer Papier- oder Kartonbahn (2) mit - einer die Bahn (2) umlenkenden Gegenwalze (5), - einem im von der Bahn (2) umschlungenen Bereich der Gegenwalze (5) angeordneten Auftragsystem (1), das Beschichtungsmaterial im Überschuß auf die Bahn (2) aufträgt, und - einem in Bahnlaufrichtung mit Abstand hinter dem Auftragsystem (1) angeordneten Dosiersystem (3) mit einem Dosierelement, insbesondere einem Schabermesser (4), gekennzeichnet durch ein Auftragsystem (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Auftragwalze (10) mit der Gegenwalze (5) den Auftragspalt bildet.Device for coating a paper or cardboard web (2) with - a counter-roller (5) deflecting the web (2), - An application system (1) arranged in the area of the counter roller (5) wrapped around the web (2), which applies coating material in excess to the web (2), and a metering system (3) arranged at a distance behind the application system (1) in the web running direction and having a metering element, in particular a doctor knife (4), characterized by an application system (1) according to one or more of claims 1 to 9, wherein the application roller (10) forms the application gap with the counter roller (5). Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß für das Auftragsystem (1) und Dosiersystem (3) getrennte Gegenwalzen (5, 22) mit Abstand voneinander angeordnet sind, zwischen denen die Bahn (2) geradlinig geführt ist.Apparatus according to claim 10, characterized in that for the application system (1) and metering system (3) separate counter-rollers (5, 22) are arranged at a distance from one another, between which the web (2) is guided in a straight line. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser d1 der Gegenwalze (5) des Auftragsystems (1) 300 mm bis 1000 mm, der Durchmesser d2 der Gegenwalze (22) des Dosiersystems (3) 500 mm bis 1500 mm und der Abstand a der beiden Gegenwalzen (5,22) voneinander weniger als 500 mm, bevorzugt weniger als 200 mm, beträgt.Apparatus according to claim 11, characterized in that the diameter d1 of the counter roller (5) of the application system (1) 300 mm to 1000 mm, the diameter d2 of the counter roller (22) of the metering system (3) 500 mm to 1500 mm and the distance a of the two counter-rollers (5.22) from each other is less than 500 mm, preferably less than 200 mm. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die geradlinige Bahnstrecke (6) unter einem Winkel α von 0° bis 90°, vorzugsweise von 30° bis 60°, gegen die Horizontale steigend verläuft.Apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that the straight-line path (6) rises at an angle α from 0 ° to 90 °, preferably from 30 ° to 60 °, against the horizontal. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragwalze 10 des Auftragsystems (1) so angeordnet ist, daß der Winkel β1 zwischen dem Radius r1 der Gegenwalze (5) an das Ende der Auftragszone und der geradlinigen Bahnstrecke (6) 85° bis 95° beträgt, und daß das Dosiersystem (3) so an seiner Gegenwalze (22) angeordnet ist, daß der Winkel β2 zwischen der geradlinigen Bahnstrecke (6) und dem Radius r2 der Gegenwalze (5) an die Dosierlinie zwischen 85° und 95° beträgt.Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the application roller 10 of the application system (1) is arranged such that the angle β1 between the radius r1 of the counter roller (5) at the end of the application zone and the straight line section (6) Is 85 ° to 95 °, and that the metering system (3) is arranged on its counter roller (22) so that the angle β2 between the straight line section (6) and the radius r2 of the counter roller (5) to the metering line between 85 ° and is 95 °. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwalze (5) des Auftragsystems (1) in einem Umschlingungswinkel γ1 bis zum Ende des Auftragspalts von 0° bis 135°, bevorzugt 90° bis 135°, von der Bahn (2) umschlungen ist, und die Gegenwalze (22) des Dosiersystems (3) hinter der Dosierlinie von der Bahn (2) in einem Winkel γ2 umschlungen wird, der 0° bis 90°, vorzugsweise 3° bis 60°, beträgt.Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that the counter-roller (5) of the application system (1) at a wrap angle γ1 up to the end of the application gap from 0 ° to 135 °, preferably 90 ° to 135 °, from the web ( 2) is looped around, and the counter-roller (22) of the metering system (3) is looped behind the metering line by the web (2) at an angle γ2 which is 0 ° to 90 °, preferably 3 ° to 60 °. Vorrichtung zum Beschichten einer Papier- oder Kartonbahn mit einer Walze und einem der Walze zugeordneten Auftragsystem, das auf die Mantelfläche der Walze einen Film von Beschichtungsmaterial aufträgt, der anschließend von der Walze an die Bahn übergeben wird, gekennzeichnet durch ein Auftragsystem nach einen oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9.Device for coating a paper or cardboard web with a roller and an application system assigned to the roller, which applies a film of coating material to the outer surface of the roller, which film is then transferred from the roller to the web, characterized by an application system according to one or more of the Claims 1 to 9.
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