EP0778912B1

EP0778912B1 - Vorrichtung zum beidseitigen beschichten einer materialbahn

Info

Publication number: EP0778912B1
Application number: EP95925833A
Authority: EP
Inventors: Reinhard Knop
Original assignee: Jagenberg Papiertechnik GmbH
Current assignee: Voith Paper Jagenberg GmbH
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 2000-02-09
Anticipated expiration: 2015-07-05
Also published as: DE4431202A1; FI111399B; ATE189724T1; ES2143639T3; FI970860A0; WO1996007791A1; US5803969A; EP0778912A1; FI970860A; DE59507794D1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum beidseitigen Beschichten einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zum beidseitigen Auftragen von Leim, Stärke, CMC, synthetischem Leim oder Pigmentdispersionen auf Papier- oder Kartonbahnen sind Vorrichtungen mit zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell drehbar gelagerten Presswalzen bekannt, zwischen denen ein Preßspalt ausgebildet ist, durch den die Papier- oder Kartonbahn geführt wird. An jeder der Presswalzen ist ein Auftrag- und Dosiersystem angeordnet, das einen dosierten Film von Beschichtungsmaterial zunächst auf deren Mantel aufträgt, der anschließend in dem Preßspalt an die Bahn übergeben wird. Bekannterweise ist eine der beiden Presswalzen umfänglich gegen die andere bewegbar gelagert, um den Preßspalt zum Einziehen einer neuen Bahn öffnen zu können.

Stand der Technik

Bei der gattungsgemäßen Vorrichtung nach der DE-C 34 40 634 ist eine der Presswalzen gegen die andere schwenkbar gelagert. Aus dem Preßspalt heraus wird die Bahn von Bahnführungselementen, z. B. Leitwalzen, den nachfolgenden Verarbeitungsstationen, z. B. einem Trockner, zugeführt.

Für ein optimales Beschichtungsergebnis hat es sich als sehr wichtig gezeigt, daß die beschichtete Papier- oder Kartonbahn von den Oberflächen der beiden Presswalzen mit einem stabilen, sich nicht ändernden Bahnverlauf abgezogen wird. Die von Kohäsions- und Adhäsionskräften an den Walzen gehaltene Bahn muß möglich gleichmäßig zunächst von der einen, dann von der zweiten Walze abgezogen werden, ohne daß ein unkontrollierter Bahnverlauf, d. h. ein Bahnflattern zwischen den beiden Presswalzen, entsteht. Ein unkontrollierter Bahnverlauf führt zu nachteilhaften Oberflächenmarkierungen.

Um die Bahn kontrolliert zunächst von der einen, dann von der anderen Presswalze abzuziehen, ist es bekannt, mit unterschiedlichen Materialien auf den Oberflächen der Presswalzen die beim Abziehen der Bahn wirkenden Adhäsionskräfte gezielt zu beeinflussen. Die Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die unterschiedlichen Walzenoberflächen auch zu qualitativ unterschiedlichen Strichergebnissen auf beiden Bahnseiten führen können.

Eine weitere bekannte Möglichkeit besteht darin, die Bahn nach dem Preßspalt auf einer der beiden Presswalzen unter einem bestimmten Umschlingungswinkel weiterzuführen (DE-C 34 40 634). Erfahrungsgemäß muß dabei eine bestimmte Bahnzugkraft bei einem nicht zu großen Umschlingungswinkel eingestellt werden.

Aus der DE-A 37 01 670 ist ein Auftragwerk mit einer Auftragwalze und einer die Bahn führenden Gegenwalze bekannt, das zum einseitigen Beschichten oder zum Befeuchten laufender Warenbahnen eingesetzt werden kann. An der Auftragwalze ist eine Vordosierwalze zur Übertragung von Beschichtungsmasse oder Befeuchtungsflüssigkeit angeordnet, die jeweils auf die zwischen der Auftragwalze und Gegenwalze geführte Bahn übergeben werden. Die Gegenwalze ist an einem Schwenkhebel parallel zur Bahnlaufrichtung verstellbar gelagert, damit der Umschlingswinkel der Auftragwalze und der Gegenwalze beim Beschichten anders als beim Befeuchten eingestellt werden kann.

Darstellung der Erfindung

Da das Abzugsverhalten der Bahn von den Presswalzen nicht nur von den vorstehend beschriebenen Merkmalen der Beschichtungsvorrichtung, sondern auch von Prozeßparametern wie der Auftragmenge und den physikalischen Parametern der Bahn und des Beschichtungsmaterials entscheidend abhängt, können bei den bekannten Vorrichtungen bei einem Wechsel von Rohstoffen (Bahn- und/oder Beschichtungsmaterial) instabile Verhältnisse beim Abzug von den Presswalzen mit den vorstehend beschriebenen negativen Auswirkungen auftreten. So kann der Bahnverlauf instabil werden, wenn nach einer Sortenumstellung mit der nicht umschlungenen Presswalze ein Beschichtungsmaterial mit erheblich größeren Kohäsions- und Adhäsionskräften aufgetragen wird, aufgrund derer die Bahn lokal oder komplett von der nicht umschlungenen Presswalze mitgerissen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Beschichtungsvorrichtung so zu verbessern, daß sich eine gleichmäßige Beschichtung auch bei wechselnden Bahn- und/oder Beschichtungsmaterialien erzielen läßt.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung bietet die Möglichkeit, bei unterschiedlichsten Bahn- und Beschichtungsmaterialien einen stabilen Bahnabzug von den Presswalzen durch Veränderung der Umschlingungsverhältnisse an den Presswalzen einstellen zu können.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

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

Figur 1 zeigt in Seitenansicht eine Beschichtungsvorrichtung, bei der die Presswalzen so eingestellt sind, daß die Bahn eine der beiden Presswalzen an der Ablaufseite geringfügig umschlingt.

Figur 2 zeigt dieselbe Vorrichtung in einer Position, bei der durch Verstellung einer Presswalze die andere Presswalze an der Ablaufseite geringfügig umschlungen wird.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Die in der Zeichnung dargestellte Beschichtungsvorrichtung ist in eine Papiermaschine integriert. Sie besteht aus zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell 1 drehbar gelagerten Presswalzen 2, 3, von denen eine (Presswalze 2) ortsfest, die andere (Presswalze 3) mit ihrem Umfang gegen dem Umfang der ersten gegen Presswalze 2 bewegbar gelagert ist. Im vorliegenden Beispiel ist die Presswalze 3 zwischen zwei seitlichen Schwenkhebeln 4 aufgehängt, die mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit 5 um eine Schwenkachse 6 in Richtung zur Presswalze 2 und von dieser weg schwenkbar im Gestell 1 gelagert sind. Die Presswalzen 2, 3 sind auf ihrer Mantelfläche gummiert. Beim Anschwenken der Presswalze 3 gegen die Presswalze 2 bildet sich ein Preßspalt 7, dem die zu beschichtende Papierbahn 8 von einer Leitrolle 9 von oben zugeführt wird.

Außerhalb des Bereichs des Preßspalts 7 ist an jeder Presswalze 2, 3 ein Auftragund Dosiersystem 10, 11 angeordnet, das an die jeweilige Presswalze 2, 3 anschwenkbar ist. Bevorzugt weist jedes Auftrag- und Dosiersystem 10, 11 eine zur jeweiligen Presswalze 2, 3 hin offene Auftragkammer auf, in die Beschichtungsmaterial unter Druck zugeführt wird. Auslaufseitig wird jede Auftragkammer von einem Dosierelement abgeschlossen, das das auf die Presswalze 2, 3 aufgetragene Beschichtungsmaterial bis auf die gewünschte Filmdicke abstreift. Als Dosierelement wird bevorzugt eine Rakelstange mit strukturierter, also Erhebungen und Vertiefungen aufweisender Oberfläche eingesetzt, mit der volumetrisch dosiert werden kann. Derartige Rakelstangen sind bekannt. Sie weisen z. B. Umfangsrillen auf, die durch Umwickeln mit einem Draht oder durch Oberflächenbearbeitung erzeugt werden. Alternativ können als Dosierelemente auch Rakelstangen mit glatter Oberfläche, Schabermesser oder Schaberleisten eingesetzt werden.

Das dosiert auf die Mantelflächen der Presswalzen 2, 3 aufgetragene Beschichtungsmaterial wird im Preßspalt 7 an die Bahn 8 übergeben. Nach dem Durchlaufen des Preßspalts 7 wird die beidseitig beschichtete Bahn 8 von einem berührungslos arbeitenden Leitelement 12 einem nicht dargestellten Trockner zugeführt.

Um verschiedene Umschlingungsverhältnisse der Bahn 8 an den Presswalzen 2, 3 ohne Veränderung des übrigen Bahnverlaufs einstellen zu können, ist eine der beiden Presswalzen 2, 3, bevorzugt - wie beim Ausführungsbeispiel dargestellt - die schwenkbar gelagerte Presswalze 3 um eine Komponente in Richtung der gemeinsamen Tangente an die beiden Presswalzen 2, 3 im Preßspalt 7 verstellbar gelagert.

Im Ausführungsbeispiel wird die Verstellbarkeit dadurch bewirkt, daß die schwenkbare Presswalze 3 zusätzlich höhenverstellbar gelagert ist. Dazu greift an dem in einer Linearführung geführten Schwenklager 13 eine am Boden abgestützte Kolben-Zylinder-Einheit 14 an, mit der sich der Schwenkhebel 4 nach oben und unten verstellen läßt. Die Presswalze 3 ist so auf einer verstellbaren Bahn gegen die ortsfeste Presswalze 2 anschwenkbar. Eine Anhebung des Schwenkhebels 4 bewirkt, daß sich die Position des Preßspalts 7 nach oben verschiebt. Die veränderte Position des Preßspalts führt zu einer Umschlingung der Presswalze 2 an der Auslaufseite der Bahn 8 (Figur 2). Analog führt eine Absenkung des Schwenkhebels 4 zu einer Verschiebung des Preßspalts 7 nach unten und somit dazu, daß die Presswalze 3 an der Auslaufseite teilweise von der Bahn 8 umschlungen wird (Figur 1).

Der maximale Hub der Kolben-Zylinder-Einheit 14 und die Länge der Schwenkhebel 4 sind so gewählt, daß bei zur Hälfte ausgefahrenem Kolben die Bahn gradlinig ohne Umschlingung einer Presswalze 2, 3 den Preßspalt 7 durchläuft. Die Hublänge der Kolben-Zylinder-Einheit 14 ist so bemessen, daß beim Einfahren des Kolbens die Presswalze 3 soweit abgesenkt wird, daß die Verbindungslinie zwischen den beiden Drehachsen der Presswalzen 2, 3 um die Drehachse der Preßwalze 2 um 5° - 10° abschwenkt (Figur 1). In dieser Position wird die schwenkbar gelagerte Preßwalze 3 an der Auslaufseite des Preßspalts 7 geringfügig von der Bahn 8 umschlungen. Bei maximal ausgefahrenen Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit 14 wird die Presswalze 3 soweit angehoben, daß die Verbindungslinie zwischen den beiden Drehachsen der Presswalzen 2, 3 um 5° - 10° gegenüber der Position mit gradlinig durchlaufender Bahn 8 nach oben geschwenkt ist (Figur 2). In dieser Position wird die ortsfest gelagerte Presswalze 2 auf der Auslaufseite des Preßspalts 7 geringfügig von der Bahn 8 umschlungen.

Bei der in Figur 1 gezeigten Position wird die Bahn zunächst von der Presswalze 2 und anschließend von der Presswalze 3 abgezogen. Wird nun nach einem Sortenwechsel mit der Presswalze 2 ein Beschichtungsmaterial mit größerer Kohäsion und Adhäsion aufgetragen als das von der Presswalze 3 aufgetragene Beschichtungsmaterial, so würde dies zu einem instabilen Bahnverlauf führen: Die Kohäsions- und Adhäsionskräfte halten die Bahn 8 länger an der Presswalze 2, die Bahnführung mit der geringfügigen Umschlingung der Presswalze 3 hält die Bahn länger an der Presswalze 3. Die Haltekräfte sind somit entgegengesetzt. Um in dieser Situation den Bahnverlauf wieder zu stabilisieren, wird die Presswalze 3 in die in Figur 2 gezeigte Stellung angehoben. Dabei ändert sich die Bahnführung so, daß nun die Presswalze 2 geringfügig auf der Auslaufseite des Preßspalts 7 umschlungen ist. Die aus der Bahnführung resultierenden Kräfte wirken nun ebenso wie die Kohäsions- und Adhäsionskräfte dahingehend, die Bahn länger auf der Presswalze 2 zu halten. Der Bahnverlauf ist stabil, da die Bahn 8 eindeutig zunächst von der Presswalze 3, dann von der Presswalze 2 abgezogen wird.

Claims

Vorrichtung zum beidseitigen Beschichten einer Materialbahn (8), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn,
mit zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell (1) drehbar gelagerten Presswalzen (2, 3), von denen eine Presswalze (3) mit ihrem Umfang gegen den Umfang der anderen Presswalze (2) bewegbar gelagert ist, um einen Preßspalt (7) zu bilden, durch den die Materialbahn (8) geführt wird, und mit einem Auftrag- und Dosiersystem (10, 11) für jede Presswalze (2, 3) die jeweils ausserhalb des Bereichs des Preßspalts (7) angeordnet sind, wobei eine der beiden Presswalzen (3) mit einer Komponente in Richtung der gemeinsamen Tangente an die beiden Presswalzen (2, 3) im Preßspalt (7) verstellbar gelagert ist, um die Position des Preßspalts (7) zu verschieben.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Presswalzen (3) linear höhenverstellbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Presswalze (2) ortsfest gelagert, die andere Presswalze (3) umfänglich auf verstellbaren Bahnen mit ihrem Umfang gegen den Umfang der ortsfest gelagerten Presswalze (2) anschwenkbar gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellweg der Verstellbewegung so ausgelegt ist, daß die Verbindungslinie zwischen den beiden Drehachsen der Presswalzen (2, 3) um eine der Drehachsen in beide Richtungen um 5° - 10° schwenkbar ist.