EP0882839B1 - Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine bewegende Bahn - Google Patents

Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine bewegende Bahn Download PDF

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EP0882839B1
EP0882839B1 EP98101872A EP98101872A EP0882839B1 EP 0882839 B1 EP0882839 B1 EP 0882839B1 EP 98101872 A EP98101872 A EP 98101872A EP 98101872 A EP98101872 A EP 98101872A EP 0882839 B1 EP0882839 B1 EP 0882839B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pond chamber
applicator according
boundary element
base
pond
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP98101872A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0882839A2 (de
EP0882839A3 (de
Inventor
Richard Bernert
Harald Hess
Michael Dr. Trefz
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
Voith Paper Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP0882839A2 publication Critical patent/EP0882839A2/de
Publication of EP0882839A3 publication Critical patent/EP0882839A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0882839B1 publication Critical patent/EP0882839B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/023—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface
    • B05C11/025—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface with an essentially cylindrical body, e.g. roll or rod
    • 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
    • D21H25/00—After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
    • D21H25/08—Rearranging applied substances, e.g. metering, smoothing; Removing excess material

Definitions

  • the invention relates to a device for applying a liquid or pasty application medium on a moving surface according to the preamble of claim 1.
  • a generic application device is known from EP 0 289 824 A2 known.
  • the application device shown in this document has one by means of appropriate storage chamber delimitation elements on the underground inlet side or storage space limited on the underground outlet side and one in the direction of travel of the subsoil in front of the storage chamber inlet limiting element arranged feed device for feeding application medium on.
  • the storage chamber delimitation elements are fixed to the doctor bar connected.
  • the storage chamber entry delimitation element is orthogonal to the coated surface of the running surface adjustable on the squeegee, so that a Adjustment of the height of the limiting element between the subsurface and the storage chamber entrance formed gap is possible.
  • An application device the application medium feed device in the running direction of the subsoil in front of the storage chamber inlet limiting element is also known from US 4,963,397 A.
  • the elements delimiting the storage chamber are rigid with the device Squeegee beam connected, so that a change in position of the squeegee beam Optimization of the storage chamber shape suitable for the respective surface and size is associated with considerable effort.
  • An application device with an underground inlet side by a Gap and chamber on the outlet outlet side delimited by a doctor blade is known from US 4,859,507 A.
  • the chamber shown there is not completely filled with order medium during order operation. Rather, it is designed so that when the order is addressed to the Chamber walls against the direction of travel of the substrate to the chamber entrance bordering gap forms flowing application medium film.
  • the application medium film occurs at the chamber entry gap against that of the application medium carried into the chamber and flowing into the chamber and leads to additional moistening of the surface and to smooth the damp application layer on the surface.
  • this chamber is rigidly connected to the squeegee beam, so here too the above disadvantages occur.
  • An application device is known from EP 0 319 503 B1, in which the application medium supply mainly between the storage chamber delimiting elements takes place, and in which in the one Doctor blade formed baffle entry restriction passages are provided, through which in excess introduced into the storage chamber Application medium against the direction of the substrate from the Stowage chamber can escape or in which in the direction of travel of the ground an additional one in front of the storage chamber inlet limiting element Order medium supply is provided.
  • the doctor blade is the doctor blade with the storage chamber rigidly connected to it in its position with respect to the subsurface only with a relatively large Effort changeable.
  • a generic Device for applying a liquid or pasty application medium to indicate on a moving surface whose Storage chamber compared to the prior art with less effort with regard to a desired application medium, a desired one Underground and a desired underground speed optimal is adjustable.
  • This task is performed by a generic application device solved the features of the characterizing part of claim 1.
  • According to the invention can be changed using an adjusting device of the storage chamber outlet limiting element against the underground First, the desired size of the order gap is specified.
  • an adjusting device for changing the position of the storage chamber inlet limiting element then against the underground Size of the entry opening into the storage chamber or / and the size and Shape of the storage chamber can be influenced.
  • Any of the above Adjustment devices can be a plurality of across the width of the substrate distributed control units, which are independent are operable from each other, so that there is a profiling of the storage chamber inlet opening or / and profiling the size and shape of the Storage chamber across the width of the applicator, i.e. in the transverse direction, can be achieved.
  • the application device is based on the arrangement of the feed device in front of the storage chamber inlet limiting element the order medium across the entire order range on the Boundary chamber outlet limiting element, for example a doctor element, with essentially the same pressure so that the latter in is "flushed" to a high degree evenly and ultimately becomes even Layer application can be achieved on the substrate.
  • the pressure equalization effect the arrangement is sufficient for a smaller pre-metering amount to achieve the desired layer order.
  • the acquisition and operating costs of the invention Keep application device low. The for the revolution of the Excess pump medium required pump capacity namely be kept correspondingly small.
  • the squeegee forming pressure cross profile is important.
  • you can in the volume of the storage chamber Profiling the cross direction or the shape with a constant storage chamber volume of the baffle cross section in the transverse direction or the passage cross sections a plurality provided in the transverse direction next to each other Specify return flow passages independently of each other.
  • the storage chamber entry limiting element or / and an underground inlet side and Storage chamber wall connecting the outlet outlet side of the storage chamber with regard to an equalization of the application medium is formed in the transverse direction.
  • This can be provided, for example be that the storage chamber a smoothing section and has a subsequent order section.
  • the order section the storage chamber ensures that, if necessary, in the Storage chamber still existing pressure differences, for example due to of eddies or the like, not going into the immediate Can spread near the squeegee.
  • the compensation can be done in the transverse direction are supported, for example, by the fact that the storage chamber entry limiting element seen uneven in the direction of the underground, for example corrugated, stepped or with a predetermined roughness, is formed, preferably in the area of its closest approximation to the underground. In this case you make one of these Use unevenness caused diffuser effect.
  • This diffuser effect can also by appropriate design of the storage chamber wall be used in the area of the storage chamber.
  • the storage chamber wall also comes from the installation or attachment of Web, rods or the like into the storage chamber into consideration.
  • the storage chamber inlet limiting element can be, for example, a a holder of the storage chamber outlet limiting element in one piece be a trained element. However, it is also possible that the storage chamber entry limiting element one from the holder of the storage chamber outlet limiting element separately formed element.
  • the first-mentioned embodiment is characterized by simple and robust construction, whereas the latter variant offers the possibility of depending on the stowage chamber entry limiting element the properties of the respective application medium and others Operating parameters of the application device, in particular the running speed of the underground to choose.
  • separately trained Damage chamber inlet limiting elements come in particular doctor blades in question, both in terms of training as a drag blade as well can be thought of as a stabbing blade.
  • Formation of the storage chamber inlet limiting element can this is a training area for the from the feeder to the Application medium applied underground and entering the storage chamber exhibit. Through this instruction or funnel surface, the desired pressure equalization in the transverse direction improved and the proper Entry of the application medium into the storage chamber ensured become.
  • a particularly advantageous influencing of the flow dynamics in the Storage medium entering or entering the application medium can, for example be obtained in that the from the instruction surface or / and the stowage chamber wall with the cavity-limited cavity has a venturi tube-like cross section.
  • An edge of the storage chamber inlet limiting element adjacent to the ground can be seen in the transverse direction, for example, rectilinear run.
  • this edge has protruding towards the surface Sections and sections recessed in relation to the subsurface or has an edge of the storage chamber inlet limiting element which is adjacent to the subsurface at least one entry passage on, a desired minimum inlet cross-section for Application medium can be guaranteed in the storage chamber.
  • a targeted non-uniformity of the application medium possible in the transverse direction with the corresponding resultant Uneven line application.
  • the edge wavy, sawtooth, step-like or the like.
  • the storage chamber inlet limiting element can be attached to the bracket Damage chamber outlet limiting element be firmly connected. It is however, it is also possible to place the stowage chamber inlet limiting element on the Holding of the storage chamber outlet limiting element relative to this to be arranged displaceably or the stowage chamber entry element with the holder of the storage chamber outlet limiting element via a To connect the web section, the limited tilting movement of the storage chamber inlet limiting element allows relative to the bracket. All these design variants allow the stowage chamber to be influenced in a targeted manner regardless of the respective position of the storage chamber outlet limiting element against the underground. In the case of the first variant this influence can be changed, for example the relative orientation of the bracket and the surface. In case of second- and third-mentioned design variants can additionally one Relative movement of the storage chamber entry limiting element relative to the bracket used for this influencing the storage chamber become.
  • the actuating units can be electrical and / or hydraulic or / and pneumatic or / and be hydropneumatic or / and manually operable.
  • at least some of the adjusting units can be set screws be educated.
  • at least part of the Adjustment units of pressure hose units can be formed.
  • the actuator divided into a plurality of chambers Pressure hose includes. Remote actuators or remote actuators Actuators can easily be in the stroke order control loop be involved.
  • the positioning force or The control intensity of the control device (s) and / or control unit (s) can be controlled or be adjustable.
  • This throttling effect has a pre-metering of the order medium.
  • An even finer pre-dosing can be achieved, for example, in that the feed device a A plurality of feed elements arranged distributed over the width of the substrate having.
  • the application medium application rate is preferably of these feed elements independently adjustable, which in particular with a view to achieving a transversely changing Stroke profile is an advantage.
  • an application device is generally 10 designated. It is used to apply a uniform layer S one liquid or pasty application medium M on one on the application device 10 moving underground U.
  • the underground U can for example be formed by an application roller; the layer S but can also directly on a moving past the applicator Material web made of paper, cardboard or cardboard can be applied.
  • the application device comprises 10 a doctor blade device 12 with a roller doctor blade 14, a storage chamber 16 and a feed device 18, by means of which the application medium M is rough distributed on the underground U is applied.
  • the doctor blade 14 is in a doctor bed 20, which has a conventional structure and therefore will not be described in more detail below.
  • the underground U moves on the application device 10 in the direction of the arrow L (running direction) over.
  • the storage chamber 16 is on the outlet side of the Squeegee element 14 limits that as a storage chamber outlet limiting element is used, and on the inlet side of a storage chamber inlet limiting element 22 completed.
  • the application medium M is through the feed device 18 in the running direction L applied to the underground U in front of the storage chamber entry 26, albeit with a rather uneven layer structure, as in FIG. 1 indicated by the irregular arrangement of the large number of black dots is.
  • the application medium arrives M in the area of the entry gap 26 in front of it consequently throttling action accumulates.
  • This collection 28 of order medium M seals the storage chamber 16 on the inlet side against the unwanted Entry of air from.
  • As a result of the hydrodynamic inflow pressure of the application medium M in front of the entry gap 26 is widened and enables application medium M into the storage chamber 16 arrives.
  • the application medium passes through the underground U and squeegee 14 existing exit gap 30 again from the Storage chamber 16 from, due to the effect of the invention
  • Application device 10 in particular the stowage chamber entry limiting element 22, the storage chamber 16 and the doctor device 12 as uniform layer application S on the underground U.
  • the uniformity of the layer S applied with the device 10 is based primarily on the fact that the pending on the doctor blade 14 Application medium M an even distribution and an even Transverse pressure profile, i.e. in a to the plane of Figure 1 in essentially orthogonal direction.
  • This even Profile is based, on the one hand, on the throttling action of the storage chamber inlet limiting element 22, as a result of which it is already in the order medium accumulation 28 there is a compensation in the transverse direction Q, and on the other hand on the effect of the storage chamber 16, which leads to a further compensation in the transverse direction Q leads.
  • the cross-compensation in the order medium M can by the design the stowage chamber wall 24, the stowage chamber inlet limiting element 22, in particular the entry gap 26, are influenced, and through the design of a directing surface 32, which extends from the stowage chamber entry limiting element 22 starting against the direction of travel L of the underground U extends.
  • Particularly favorable hydrodynamic Conditions in the order medium jam 28 can then, for example can be achieved when the underground U and the guide surface 32 a in have essential Venturi tube-like cross-section.
  • the stowage chamber entry limiting element is 22 integrally formed with the doctor bed 20.
  • the doctor bed 20 is attached to the doctor bar 36 via a leaf spring 34, in particular by means of an actuating device 38 on this doctor bar 36 clamped.
  • the adjusting device 38 is shown in FIG Double arrow only roughly indicated and can for example be formed by a pressure hose.
  • the width of the exit or order gap 30 depending on Operating parameters such as viscosity of the application medium M, running speed of the underground U and the like to achieve the desired To be able to set the layer thickness is also one Actuating device 40 for influencing the setting of the doctor element 14 against the underground U provided.
  • Actuating device 40 for influencing the setting of the doctor element 14 against the underground U provided.
  • actuator 42 any suitable actuating devices can be used, for example, manually operated set screws, electromotive Actuable actuators or also hydraulically, pneumatically or hydropneumatically actuatable actuating units, such as pressure hoses.
  • the actuators 40 or / and 42 in the transverse direction Q in a plurality Control sections divided, both independently and in their actuating force or actuating intensity are adjustable or controllable. This is indicated in Figure 12a by the actuators 42a, 42b and 42c. It is when using remotely operated actuators or units in addition, this is possible in the control loop of the entire order facility 10 to include.
  • doctor devices with a doctor blade 14 in connection with the present invention other doctor or leveling elements can also be used, for example Doctor blades, air brushes or the like. Also are the design there are no limits to the surface of the squeegee. Furthermore it is understood that the doctor blade 14, as is customary in the prior art, driven in the same or opposite direction to the running movement of the underground U. can be.
  • any type of feed device is used can be.
  • the feed device 18 in a plurality arranged side by side in the transverse direction Q. Feed sections is divided, which the application medium M with the desired line profile corresponding to different feed rates apply the underground U.
  • the feed device 18 can, for example a plurality of arranged over the width of the order Include application nozzles, the throughput of application medium preferably can be set separately for each of these application nozzles.
  • the one applied to the substrate U by the feed device 18 The amount of application medium M can correspond to the desired layer application S. applied precisely dosed. However, it is also possible apply the application medium M to the underground U in excess. In this case, however, it is then advantageous to use the storage chamber 16 outgoing return flow passages 44 (shown in dashed lines in FIG. 1) provide through which excess introduced into the storage chamber 16 Application medium M can emerge from the storage chamber again.
  • the passage cross section of the return flow passages 44 can be, for example, by means of Valves 44a to any desired value, including complete Opening and closing completely.
  • the Excess application medium emerging from the return flow passages 44 M can be collected by means of a sump 46 and the Order process are fed again.
  • the storage chamber 116 has one equalization section 116a adjacent to entry gap 126 and an order portion 116b adjacent the exit gap 130 on.
  • the equalization section 116a the pressure of the through the entry gap 126 inflowing application medium to the in the pressure prevailing in the stowage chamber 116.
  • the application medium M then already has a uniform one Pressure profile on, so that the doctor element 114 correspondingly even "rinsed", and ultimately the desired uniform Layer order results.
  • an adjusting device 141 is provided for example an expandable pressure hose, by means of which the Shape of the storage chamber 116, for example that orthogonal to the transverse direction Q taken cross section of the storage chamber 116, can be changed.
  • the storage chamber 216 has a the baffle entry restriction member 222 with respect to the direction of travel L of the subsurface U undercut section 216c. On such undercut portion 216c is particularly with respect to an always complete filling of the storage chamber 216 favorable.
  • the storage chamber 316 is on the one hand through the doctor bed 320 and on the other hand through one on the doctor bed 320 fixed blade 346 limited.
  • the free end of this blade 346 forms in in this embodiment, the jam entry restriction member 322.
  • the above-mentioned free end of the blade 346 points in the running direction L, the blade 346 is thus designed as a drag blade.
  • the storage chamber 416 is also in the embodiment according to FIG. 5 partially delimited by a blade 446 attached to the doctor bed 420.
  • the blade 446 of the embodiment according to FIG. 5 designed as a piercing blade, i.e. as one against the direction L of the substrate U directed blade. Because such Pricking blade due to the hydrodynamic pressure of the application medium supplied to it is pressed against the surface of the underground U, has the piercing blade 446 openings, which the function of Take entry gap 426.
  • a piercing blade 546 is also used in the embodiment according to FIG. 6 intended.
  • the embodiment according to FIG Prick blade 546 has an instruction surface at its free end 532 for incoming application medium M, so that it as a result the hydrodynamic inflow pressure of the application medium with release of an entrance slit 526 lifts from underground U.
  • the storage chamber inlet limiting element delimiting the storage chamber on the inlet side in the area of the entrance slit in the direction of the Be designed underground.
  • the one of this design of the storage chamber entry limiting element induced step diffuser effect improves the uniformity of the prevailing in the application medium Transverse pressure.
  • the mentioned diffuser effect can also with others specifically targeted uneven in the running direction of the subsurface Formations of the storage chamber inlet limiting element can be obtained.
  • the entire storage chamber wall of the storage chamber in Direction of travel of the subsurface may be stepped.
  • the storage chamber entry limiting element 822 on the doctor bed 820 in the direction of the double arrow V linear slidably attached, for example by means of a dovetail guide or similar.
  • a linear adjustment of the storage chamber inlet limiting element 822 remains the size of the storage chamber 816 in essentially unchanged, only the size of the entry gap 826 increases according to this adjustment to or from.
  • the storage chamber entry limiting element 922 formed in one piece with the doctor bed 920. It is with this however only over a relatively weakly dimensioned Bridge 950 connected.
  • the elasticity of the web 950 leaves a limited Tilting of the storage chamber entry limiting element 922 by one in Transverse direction Q, axis A essentially extending through the web 950 to.
  • Tilt change both the size of the storage chamber 916 and the width of the entry gap 926.
  • doctor bed and stowage chamber entrance limiting element as separate from each other Form elements that can be tilted together about the axis A. are.
  • the invention is not limited to this.
  • the metering chamber 1016 on one of the Doctor device 1012 separately formed and arranged separately Bracket 1060 may be provided.
  • Both the stowage chamber entry limiting element 1022 as well as the storage chamber outlet limiting element 1062 with the mounting part 1060 also in one piece be formed, as shown in Figure 9, in which case the element 1060 does not take on the mounting function in the actual sense.
  • the mounting part 1060 is based on the possibilities of training described above Doctor device and in particular the doctor bed.
  • FIG. 10 are three variants of the design of the underground and stowage chamber entrance restriction element existing entrance gap shown.
  • the entry gap 26 ' can thus be complete getting closed.
  • the Edge K1 "of the storage chamber entry limiting element 22" is stepped with sections 22 "a projecting towards the underground U” and with respect of the subsurface U “recessed portions 22" b while the edge K2 "of the underground U” runs in a straight line.
  • a minimal entry opening 26" ' can also be used with the help of the openings provided in the area of the edge K1 "' 22 "'c of the storage chamber inlet limiting element 22"' can be achieved.
  • edge line K1 is shown in FIG. 10b it is understood that any edge course is provided can be, which ensures a minimal cross section of the inlet opening.
  • edge K1 "could also be wave-shaped, sawtooth-shaped or the like.
  • the numerous design options of the application device 10 according to the invention described above can also be combined with one another to form embodiments which have not been explicitly described above as embodiment variants of the invention. It is thus possible, for example, to provide the edge variants according to FIG. 10 with drag or piercing blades, as have been described with reference to FIGS. 4, 5 and 6. It is also possible with the blade variants according to FIGS. 4, 5 and 6 to provide return flow passages which do not run through the blade body but through the doctor bed. Furthermore, the blades acting as a storage chamber entry delimiting element can be arranged on the doctor bed in a linearly displaceable or pivotable manner based on the embodiments according to FIGS. 7 and 8.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf einen sich vorbeibewegenden Untergrund gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Auftragsvorrichtung ist aus der EP 0 289 824 A2 bekannt. Die in dieser Druckschrift gezeigte Auftragsvorrichtung weist eine durch entsprechende Staukammerbegrenzungselemente untergrund-einlaufseitig bzw. untergrund-auslaufseitig begrenzte Staukammer sowie eine in Laufrichtung des Untergrunds vor dem Staukammereintritt-Begrenzungselement angeordnete Zuführeinrichtung zur Zuführung von Auftragsmedium auf. Die Staukammer-Begrenzungselemente sind dabei fest mit dem Rakelbalken verbunden. In einer dort gezeigten Ausführungsform ist das Staukammereintritt-Begrenzungelement orthogonal zur beschichteten Fläche des laufenden Untergrunds verstellbar am Rakelbalken angeordnet, so dass eine Einstellung der Höhe des zwischen dem Untergrund und dem Staukammereintritt-Begrenzungselement gebildeten Spalts möglich ist. Weiterhin sind in der Staukammer Auftragsmedium-Auslasskanäle mit veränderlichem Querschnitt vorgesehen, um den Auftragsmedium-Druck im Inneren der Staukammer zu verringern und so eine entgegen der Untergrundbewegungsrichtung gerichtete Strömung von Auftragsmedium durch den Staukammer-Eiritrittsspalt hindurch zu vermeiden. Nachteilig an dieser Auftragsvorrichtung ist, dass zum einen der Rakelbalken nur unter verhältnismäßig großem Aufwand in seiner Lage bezüglich des laufenden Untergrunds verändert werden kann und dass zum anderen durch eine Änderung der Spalthöhe und der Querschnittsfläche der Auftragsmedium-Auslasskanäle allein kein für den jeweils gewählten Untergrund, das jeweils aufzutragende Medium und die gewünschte Untergrundgeschwindigkeit optimaler Betriebszustand ohne Weiteres einstellbar ist.
Eine Auftragsvorrichtung, deren Auftragsmedium-Zuführeinrichtung in Laufrichtung des Untergrunds vor dem Staukammereintritt-Begrenzungselement angeordnet ist, ist auch aus der US 4 963 397 A bekannt. Bei dieser Vorrichtung sind die die Staukammer begrenzenden Elemente starr mit dem Rakelbalken verbunden, so dass eine Lageänderung des Rakelbalkens zur Optimierung der zu dem jeweiligen Untergrund passenden Staukammergestalt und -größe mit erheblichem Aufwand verbunden ist.
Eine Auftragsvorrichtung mit einer untergrund-einlaufseitig durch einen Spalt und untergrund-auslaufseitig durch eine Rakelklinge begrenzten Kammer ist aus der US 4 859 507 A bekannt. Die dort gezeigte Kammer ist während des Auftragsbetriebs nicht vollständig mit Auftragsmedium gefüllt. Vielmehr ist sie dazu konstruiert, dass sich beim Auftrag an den Kammerwänden ein gegen die Laufrichtung des Untergrundes zum Kammereintritt grenzenden Spalt hin fließender Auftragsmediumfilm ausbildet. Der Auftragsmediumfilm tritt an dem Kammereintrittsspalt gegen das vom laufenden Untergrund mitgeführte, in die Kammer einströmende Auftragsmedium aus und führt zu einer zusätzlichen Befeuchtung des Untergrundes und zur Glättung der feuchten Auftragsschicht auf dem Untergrund. Auch diese Kammer ist starr mit dem Rakelbalken verbunden, so dass auch hier die oben genannten Nachteile auftreten.
Aus der EP 0 319 503 B1 ist eine Auftragsvorrichtung bekannt, bei welcher die Auftragsmediumzuführung hauptsächlich zwischen den Staukammer-Begrenzungselementen erfolgt, und bei welcher in dem von einer Rakelklinge gebildeten Staukammereintritt-Begrenzungselement Durchgänge vorgesehen sind, durch welche im Überschuß in die Staukammer eingeleitetes Auftragsmedium entgegen der Laufrichtung des Untergrunds aus der Staukammer austreten kann bzw. bei welcher in Laufrichtung des Untergrunds vor dem Staukammereintritt-Begrenzungselement eine zusätzliche Auftragsmediumzuführung vorgesehen ist. Auch bei dieser Auftragsvorrichtung ist der Rakelbalken mit der starr mit ihm verbundenen Staukammer in seiner Lage bezüglich des Untergrunds nur mit verhältnismäßig großem Aufwand veränderbar.
Aus den Druckschriften DE 42 03 389 A1 und US 4 245 582 A ist es bekannt, die Stellung bzw. den Anspressdruck eines Rakelelements, wie z. B. einer Rakelklinge oder einer Rollrakel, durch Stellvorrichtungen zu verändern.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf einen sich bewegenden Untergrund anzugeben, deren Staukammer im Vergleich zum Stand der Technik mit geringerem Aufwand hinsichtlich eines gewünschten Auftragsmediums, eines gewünschten Untergrunds und einer gewünschten Untergrundsgeschwindigkeit optimal einstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Auftragsvorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß kann mittels einer Stellvorrichtung zur Änderung der Anstellung des Staukammeraustritt-Begrenzungselements gegen den Untergrund zunächst die gewünschte Größe des Auftragsspalts vorgegeben werden. Mit Hilfe einer Stellvorrichtung zur Änderung der Anstellung des Staukammereintritt-Begrenzungselements gegen den Untergrund kann dann die Größe der Eintrittsöffnung in die Staukammer oder/und die Größe und Gestalt der Staukammer beeinflußt werden. Jede der vorstehend genannten Stellvorrichtungen kann dabei eine Mehrzahl von über die Breite des Untergrunds verteilt angeordneten Stelleinheiten umfassen, welche unabhängig voneinander betätigbar sind, so daß sich eine Profilierung der Staukammer-Eintrittsöffnung oder/und eine Profilierung von Größe und Gestalt der Staukammer über die Breite der Auftragsvorrichtung, d.h. in Querrichtung, erzielen läßt.
Weiterhin steht bei der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung aufgrund der Anordnung der Zuführeinrichtung vor dem Staukammereintritt-Begrenzungselement das Auftragsmedium über die gesamte Auftragsbreite an dem Staukammeraustritt-Begrenzungselement, beispielsweise einem Rakelelement, mit im wesentlichen dem gleichen Druck an, sodaß letzteres in hohem Maße gleichmäßig "gespült" wird und sich letztendlich ein gleichmäßiger Schichtauftrag auf den Untergrund erzielen läßt. Infolge der Druckausgleichswirkung der Anordnung reicht dabei eine geringere Vordosiermenge zur Erzielung des gewünschten Schichtauftrags aus. Außerdem lassen sich infolge der Möglichkeit, mit geringerem Überschuß an Auftragsmedium zu arbeiten, die Anschaffungs- und Betriebskosten der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung niedrig halten. Die zur Umwälzung des Überschusses an Auftragsmedium erforderliche Pumpenleistung kann nämlich entsprechend klein gehalten werden.
Für die Erzielung eines gewünschten Auftragsquerprofils ist das sich vor der Rakel ausbildende Druckquerprofil von Bedeutung. Zur Einstellung eines gewünschten Druckquerprofil kann man das Volumen der Staukammer in Querrichtung profilieren oder bei konstantem Staukammervolumen die Form des Staukammerquerschnitts in Querrichtung profilieren oder die Durchlaßquerschnitte einer Mehrzahl in Querrichtung nebeneinander vorgesehener Rückströmdurchgänge unabhängig voneinander festlegen.
Die vorstehend beschriebene Wirkung der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung kann weiter dadurch verbessert werden, daß das Staukammereintritt-Begrenzungselement oder/und eine Untergrund-Einlaufseite und Untergrund-Auslaufseite der Staukammer miteinander verbindende Staukammerwandung im Hinblick auf eine Vergleichmäßigung des Auftragsmediums in Querrichtung ausgebildet ist. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Staukammer einen Vergleichmäßigungsabschnitt und einen daran anschließenden Auftragsabschnitt aufweist. Der Auftragsabschnitt der Staukammer stellt dabei sicher, daß gegebenenfalls in der Staukammer noch vorhandene Druckdifferenzen, beispielsweise aufgrund von Verwirbelungen oder dergleichen, sich nicht bis in die unmittelbare Nähe der Rakel ausbreiten können.
Im Bereich des Staukammereintritts kann der Ausgleich in Querrichtung beispielsweise dadurch unterstützt werden, daß das Staukammereintritt-Begrenzungselement in Laufrichtung des Untergrunds gesehen uneben, beispielsweise gewellt, gestuft oder mit einer vorbestimmten Rauhigkeit, ausgebildet ist, und zwar vorzugsweise im Bereich seiner größten Annäherung an den Untergrund. Man macht sich in diesem Fall eine von diesen Unebenheiten hervorgerufene Diffusorwirkung zunutze. Dieser Diffusoreffekt kann durch entsprechende Gestaltung der Staukammerwandung auch im Bereich der Staukammer ausgenutzt werden. Neben den vorstehend genannten Möglichkeiten einer gewellten, gestuften oder rauhen Ausbildung der Staukammerwandung kommt auch der Ein- bzw. Anbau von Stegen, Stangen oder dergleichen in die Staukammer in Betracht.
Zwar ist es dann, wenn man mit einem Überschuß an Auftragsmedium arbeitet, grundsätzlich denkbar, daß sich im Bereich des Staukammereintritts Strömungsverhältnisse ausbilden, bei welchen das Auftragsmedium in einem untergrundnahen, in Laufrichtung gerichteten Eintrittsstrom in die Staukammer eintritt und in einem untergrundfernen, entgegen der Laufrichtung gerichteten Überschußstrom das überschüssige Auftragsmedium wieder aus der Staukammer austritt. Bevorzugt wird man jedoch wenigstens einen bereits vorstehend angesprochenen Rückströmdurchgang vorsehen, durch welchen überschüssiges, in die Staukammer eingetretenes Auftragsmedium wieder aus dieser austreten kann. Der Vorteil derartiger Rückströmdurchgänge ist in der Tatsache zu sehen, daß sie im Bereich des durch das Staukammereintritt-Begrenzungselement gebildeten Staukammereintritts zu definierten Strömungsverhältnissen führen. Diese Rückströmdurchgänge können beispielsweise gesonderte das Rakelbettdurchsetzende Leitungen oder Kanäle sein. Ferner können die Rückströmdurchgänge wahlweise und vorzugsweise unabhängig voneinander öffen- bzw. schließbar sein.
Das Staukammereintritt-Begrenzungselement kann beispielsweise ein mit einer Halterung des Staukammeraustritt-Begrenzungselements einstückig ausgebildetes Element sein. Es ist jedoch ebenso möglich, daß das Staukammereintritt-Begrenzungselement ein von der Halterung des Staukammeraustritt-Begrenzungselements gesondert ausgebildetes Element ist. Die erstgenannte Ausführungsvariante zeichnet sich durch einfachen und robusten Aufbau aus, wohingegen die letztgenannte Ausführungsvariante die Möglichkeit bietet, das Staukammereintritt-Begrenzungselement in Abhängigkeit der Eigenschaften des jeweiligen Auftragsmediums sowie anderer Betriebsparameter der Auftragsvorrichtung, insbesondere der Laufgeschwindigkeit des Untergrunds, zu wählen. Als gesondert ausgebildete Staukammereintritt-Begrenzungselemente kommen insbesondere Rakelklingen in Frage, wobei sowohl an die Ausbildung als Schleppklinge als auch als Stechklinge gedacht werden kann. Da Stechklingen aufgrund der Tatsache, daß sie gegen die Laufrichtung des Untergrunds gerichtet an diesem anliegen, vom anströmenden Auftragsmedium gegen den Untergrund gedrückt werden, können sie vorzugsweise in der Nähe des Untergrunds wenigstens einen Eintrittsdurchgang aufweisen. In beiden Fällen können darüber hinaus die vorstehend angesprochenen Rückströmdurchgänge in einfacher Weise von in den Klingenelementen vorgesehenen Löchern gebildet sein.
Unabhängig von der vorstehend angesprochenen, einstückigen oder gesonderten Ausbildung des Staukammereintritt-Begrenzungselements kann dieses eine Einweisungsfläche für das von der Zuführeinrichtung auf den Untergrund aufgebrachte und in die Staukammer eintretende Auftragsmedium aufweisen. Durch diese Einweisungs- oder Trichterfläche kann der gewünschte Druckausgleich in Querrichtung verbessert und der ordnungsgemäße Eintritt des Auftragsmediums in die Staukammer sichergestellt werden.
Eine besonders vorteilhafte strömungsdynamische Beeinflussung des in die Staukammer eintretenden bzw. eingetretenen Auftragsmediums kann beispielsweise dadurch erhalten werden, daß der von der Einweisungsfläche oder/und der Staukammerwandung mit dem Untergrund begrenzte Hohlraum einen venturirohrartig ausgebildeten Querschnitt aufweist.
Eine dem Untergrund benachbarte Kante des Staukammereintritt-Begrenzungselements kann in Querrichtung gesehen beispielsweise geradlinig verlaufen. Verfügt diese Kante jedoch über zum Untergrund hin vorspringende Abschnitte und bezüglich des Untergrunds zurückgesetzte Abschnitte oder weist eine dem Untergrund benachbarte Kante des Staukammereintritt-Begrenzungselements wenigstens einen Eintrittsdurchgang auf, so kann hierdurch ein gewünschter Mindesteinlaßquerschnitt für Auftragsmedium in die Staukammer gewährleistet werden. Ferner ist durch letztere Ausbildung auch eine gezielte Verungleichmäßigung des Auftragsmediums in Querrichtung möglich, mit hieraus resultierender entsprechender Verungleichmäßigung des Strichauftrags. Die Kante kann beispielsweise wellenförmig, sägezahnförmig, stufenförmig oder dergleichen verlaufen.
Das Staukammereintritt-Begrenzungselement kann mit der Halterung des Staukammeraustritt-Begrenzungselements fest verbunden sein. Es ist jedoch auch möglich, das Staukammereintritt-Begrenzungselement an der Halterung des Staukammeraustritt-Begrenzungselements relativ zu diesem verlagerbar anzuordnen oder das Staukammereintritt-Begrenzungselement mit der Halterung des Staukammeraustritt-Begrenzungselements über einen Stegabschnitt zu verbinden, der eine begrenzte Kippbewegung des Staukammereintritt-Begrenzungselements relativ zu der Halterung zuläßt. Alle diese Ausführungsvarianten lassen eine gezielte Beeinflussung der Staukammer unabhängig von der jeweiligen Anstellung des Staukammeraustritt-Begrenzungselements gegen den Untergrund zu. Im Falle der ersten Ausführungsvariante kann diese Beeinflussung beispielsweise durch Änderung der Relativorientierung von Halterung und Untergrund erfolgen. Im Falle der zweit- und drittgenannten Ausführungsvarianten kann zusätzlich eine Relativbewegung des Staukammereintritt-Begrenzungselements relativ zu der Halterung für diese Beeinflussung der Staukammer herangezogen werden.
Die Stelleinheiten können elektrisch oder/und hydraulisch oder/und pneumatisch oder/und hydropneumatisch oder/und von Hand betätigbar sein. Beispielsweise kann wenigstens ein Teil der Stelleinheiten von Stellschrauben gebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens ein Teil der Stelleinheiten von Druckschlaucheinheiten gebildet sein. Ebenso ist es möglich, daß die Stellvorrichtung einen in eine Mehrzahl von Kammern unterteilten Druckschlauch umfaßt. Fernbetätigbare Stelleinheiten bzw. fernbetätigbare Stelleinrichtungen können ohne weiteres in den Strichauftrags-Regelkreis eingebunden werden. Darüber hinaus kann die Stellkraft bzw. die Stellintensität der Stellvorrichtung(en) oder/und Stelleinheit(en) steuerbar bzw. regelbar sein.
Wie sich aus der vorstehenden Diskussion ergibt, übt die durch das Zusammenwirken von Staukammereintritt-Begrenzungselement und Untergrund gebildete Eintrittsöffnung in die Staukammer auf das Auftragsmedium eine gewisse Drosselwirkung aus. Diese Drosselwirkung hat eine Vordosierung des Auftragsmediums zur Folge. Eine noch feinere Vordosierung kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß die Zuführeinrichtung eine Mehrzahl von über die Breite des Untergrunds verteilt angeordneten Zuführelementen aufweist. Vorzugsweise ist die Auftragsmedium-Auftragsrate dieser Zuführelemente voneinander unabhängig einstellbar, was insbesondere im Hinblick auf die Erzielung eines sich in Querrichtung ändernden Strichprofils von Vorteil ist.
Die Erfindung wird im folgenden an einigen Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar:
Figur 1
eine schematische, teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung;
Figur 2
eine schematische Seitenansicht der wesentlichen Elemente einer zweiten Ausführungsform;
Figuren 3 bis 9
Ansichten analog Figur 2 weiterer Ausführungsformen; und
Figuren 10a bis 10c
Schnittansichten längs der Linie XI-XI in Figur 2 dreier Kantengestaltungen zwischen Staukammereintritt-Begrenzungselement und Untergrund.
In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet. Sie dient zum Auftragen einer gleichmäßigen Schicht S eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums M auf einen sich an der Auftragsvorrichtung 10 vorüberbewegenden Untergrund U. Der Untergrund U kann beispielsweise von einer Auftragswalze gebildet sein; die Schicht S kann aber ebenso direkt auf eine sich an der Auftragsvorrichtung vorüberbewegende Materialbahn aus Papier, Pappe oder Karton aufgebracht werden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt die Auftragsvorrichtung 10 eine Rakeleinrichtung 12 mit einer Rollrakel 14, eine Staukammer 16 und eine Zuführeinrichtung 18, mittels derer das Auftragsmedium M grob verteilt auf den Untergrund U aufgebracht wird. Die Rollrakel 14 ist in einem Rakelbett 20 gehaltert, welches herkömmlichen Aufbau aufweist und daher im folgenden nicht näher beschrieben werden wird. Der Untergrund U bewegt sich an der Auftragsvorrichtung 10 in Richtung des Pfeils L (Laufrichtung) vorbei. Die Staukammer 16 ist auslaufseitig von dem Rakelelement 14 begrenzt, das als Staukammeraustritt-Begrenzungselement dient, und einlaufseitig von einem Staukammereintritt-Begrenzungselement 22 abgeschlossen. Darüber hinaus wird die Staukammer 16 vom Untergrund U und einer das Staukammereintritt-Begrenzungselement 22 und die Rakel 14 miteinander verbindenden Staukammerwandung 24 begrenzt.
Das Auftragsmedium M wird durch die Zuführeinrichtung 18 in Laufrichtung L vor dem Staukammereintritt 26 auf den Untergrund U aufgetragen, allerdings mit noch recht ungleichmäßiger Schichtstruktur, wie in Figur 1 durch die unregelmäßige Anordnung der Vielzahl schwarzer Punkte angedeutet ist. Bei seiner Bewegung mit dem Untergrund U gelangt das Auftragsmedium M in den Bereich des Eintrittsspalts 26, vor dem es sich infolge dessen Drosselwirkung ansammelt. Diese Ansammlung 28 von Auftragsmedium M dichtet die Staukammer 16 einlaufseitig gegen den unerwünschten Eintritt von Luft ab. Infolge des hydrodynamischen Anströmdrucks des Auftragsmediums M vor dem Eintrittsspalt 26 wird dieser geweitet und ermöglicht, daß Auftragsmedium M in die Staukammer 16 gelangt. Schließlich tritt das Auftragsmedium durch den zwischen Untergrund U und Rollrakel 14 bestehenden Austrittsspalt 30 wieder aus der Staukammer 16 aus, und zwar infolge der Wirkung der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung 10, insbesondere des Staukammereintritt-Begrenzungselements 22, der Staukammer 16 und der Rakeleinrichtung 12 als gleichmäßiger Schichtauftrag S auf den Untergrund U.
Die Gleichmäßigkeit der mit der Vorrichtung 10 aufgetragenen Schicht S beruht vor allem auf der Tatsache, daß das an der Rollrakel 14 anstehende Auftragsmedium M eine gleichmäßige Verteilung und ein gleichmäßiges Druckprofil in Querrichtung, d.h. in einer zur Zeichenebene der Figur 1 im wesentlichen orthogonal verlaufenden Richtung, aufweist. Dieses gleichmäßige Profil beruht zum einen auf der Drosselwirkung des Staukammereintritt-Begrenzungselements 22, infolge derer es bereits in der Auftragsmedium-Ansammlung 28 zu einem Ausgleich in Querrichtung Q kommt, und zum anderen auf der Wirkung der Staukammer 16, welche zu einem weiteren Ausgleich in Querrichtung Q führt.
Der Querausgleich in dem Auftragsmedium M kann durch die Gestaltung der Staukammerwandung 24, des Staukammereintritt-Begrenzungselements 22, insbesondere des Eintrittsspaltes 26, beeinflußt werden, sowie durch die Gestaltung einer Einweisefläche 32, welche sich von dem Staukammereintritt-Begrenzungselement 22 ausgehend entgegen der Laufrichtung L des Untergrunds U erstreckt. Besonders günstige hydrodynamische Verhältnisse in dem Auftragsmediumstau 28 können beispielsweise dann erzielt werden, wenn der Untergrund U und die Einweisefläche 32 einen im wesentlichen venturirohrartig gestalteten Querschnitt aufweisen.
In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Staukammereintritt-Begrenzungselement 22 einstückig mit dem Rakelbett 20 ausgebildet. Das Rakelbett 20 ist über eine Blattfeder 34 am Rakelbalken 36 angebracht, insbesondere mittels einer Stelleinrichtung 38 an diesem Rakelbalken 36 festgeklemmt. Die Stelleinrichtung 38 ist in Figur 1 durch einen Doppelpfeil lediglich grobschematisch angedeutet und kann beispielsweise von einem Druckschlauch gebildet sein.
Um die Breite des Austritts- bzw. Auftragsspalts 30 in Abhängigkeit von Betriebsparametern wie Viskosität des Auftragsmediums M, Laufgeschwindigkeit des Untergrunds U und dergleichen mehr zur Erzielung der gewünschten Auftragsschichtdicke einstellen zu können, ist darüber hinaus eine Stelleinrichtung 40 zur Beeinflussung der Anstellung des Rakelelements 14 gegen den Untergrund U vorgesehen. Schließlich kann bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 auch die Breite des Eintrittsspalts 26 beeinflußt werden, und zwar mittels einer Stelleinrichtung 42. Als Stelleinrichtungen 40 und 42 können beliebige geeignete Stelleinrichtungen verwendet werden, beispielsweise von Hand betätigbare Stellschrauben, elektromotorisch betätigbare Stellantriebe oder auch hydraulisch, pneumatisch oder hydropneumatisch betätigbare Stelleinheiten, wie beispielsweise Druckschläuche. Um eine präzisere Beeinflussung des Schichtauftrags und gegebenenfalls eine gewünschte Profilierung des Schichtauftrags erzielen zu können, sind die Stelleinrichtungen 40 oder/und 42 in Querrichtung Q in eine Mehrzahl Stellabschnitte unterteilt, die sowohl voneinander unabhängig als auch in ihrer Stellkraft bzw. Stellintensität einstellbar bzw. ansteuerbar sind. Dies ist in Figur 12a durch die Stelleinheiten 42a, 42b und 42c angedeutet. Beim Einsatz fernbetätigbarer Stelleinrichtungen bzw. -einheiten ist es darüber hinaus möglich, diese in den Regelkreis der gesamten Auftragseinrichtung 10 einzubinden.
Obgleich in Figur 1 sowie auch in den weiteren Ausführungsformen gemäß Figuren 2 bis 10 stets Rakeleinrichtungen mit einer Rollrakel 14 dargestellt sind, können in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung selbstverständlich auch andere Rakel- bzw. Egalisierelemente eingesetzt werden, beispielsweise Rakelklingen, Luftbürsten oder dergleichen. Auch sind der Gestaltung der Oberfläche der Rollrakel keine Grenzen gesetzt. Darüber hinaus versteht es sich, daß die Rollrakel 14, wie im Stand der Technik üblich, gleich- bzw. gegensinnig zur Laufbewegung des Untergrunds U drehangetrieben sein kann.
Festzuhalten ist ferner, daß jede beliebige Art von Zuführeinrichtung eingesetzt werden kann. Im Hinblick auf die vorstehend angesprochene Profilierung des Strichauftrags ist es jedoch von Vorteil, wenn auch die Zuführeinrichtung 18 in mehrere in Querrichtung Q nebeneinander angeordnete Zuführabschnitte unterteilt ist, welche das Auftragsmedium M mit dem gewünschten Strichprofil entsprechenden unterschiedlichen Zuführraten auf den Untergrund U auftragen. Die Zuführeinrichtung 18 kann hierzu beispielsweise eine Mehrzahl von über die Auftragsbreite verteilt angeordneten Auftragsdüsen umfassen, wobei der Durchsatz an Auftragsmedium vorzugsweise für jede dieser Auftragsdüsen gesondert einstellbar ist.
Die von der Zuführeinrichtung 18 auf den Untergrund U aufgetragene Menge an Auftragsmedium M kann dem erwünschten Schichtauftrag S entsprechend präzise dosiert aufgetragen werden. Es ist jedoch auch möglich, das Auftragsmedium M im Überschuß auf den Untergrund U aufzutragen. In diesem Fall ist es dann jedoch von Vorteil, von der Staukammer 16 ausgehende Rückströmdurchgänge 44 (in Figur 1 gestrichtelt dargestellt) vorzusehen, durch welche in die Staukammer 16 eingeleitetes überschüssiges Auftragsmedium M wieder aus der Staukammer austreten kann. Der Durchlaßquerschnitt der Rückströmdurchgänge 44 kann beispielsweise mittels Ventilen 44a auf einen jeweils gewünschten Wert, einschließlich vollständiger Öffnung und vollständigem Schließen, eingestellt werden. Das aus den Rückströmdurchgängen 44 austretende überschüssige Auftragsmedium M kann mittels einer Auffangwanne 46 aufgefangen und dem Auftragsprozeß wieder zugeführt werden.
Wie vorstehend bereits angesprochen, kann die Vergleichmäßigung des Auftragsmediums bzw. des in ihm herrschenden Drucks durch die Gestaltung der Staukammer 16, insbesondere deren Staukammerwandung 24 sowie durch Beeinflussung der Anstellung des Staukammereintritt-Begrenzungselements 22 gegen den Untergrund U in Abhängigkeit von Betriebsparametern wie Viskosität des Auftragsmediums M, Laufgeschwindigkeit des Untergrunds U und dergleichen mehr, beeinflußt werden. Mit Bezug auf die Figuren 2 bis 10 sollen daher verschiedene Möglichkeiten der Gestaltung von Staukammer und Staukammerwandung diskutiert werden.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 weist die Staukammer 116 einen an den Eintrittsspalt 126 angrenzenden Vergleichmäßigungsabschnitt 116a und einen an den Austrittsspalt 130 angrenzenden Auftragsabschnitt 116b auf. In dem Vergleichmäßigungsabschnitt 116a gleicht sich der Druck des durch den Eintrittsspalt 126 nachströmenden Auftragsmediums an den in der Staukammer 116 herrschenden Druck an. Darüber hinaus kommt es zur Vergleichmäßigung des Druckprofils in Querrichtung Q. In dem Auftragsabschnitt 116b weist das Auftragsmedium M dann bereits ein gleichmäßiges Druckprofil auf, sodaß das Rakelelement 114 entsprechend gleichmäßig "gespült" wird, und sich letztendlich der gewünschte gleichmäßige Schichtauftrag ergibt. Darüber hinaus ist eine Stellvorrichtung 141 vorgesehen, beispielsweise ein dehnbarer Druckschlauch, mittels derer die Form der Staukammer 116, beispielsweise der orthogonal zur Querrichtung Q genommene Querschnitt der Staukammer 116, verändert werden kann.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 weist die Staukammer 216 einen das Staukammereintritt-Begrenzungselement 222 bezüglich der Laufrichtung L des Untergrunds U hinterschneidenden Abschnitt 216c auf. Ein derartiger hinterschnittener Abschnitt 216c ist insbesondere im Hinblick auf eine stets vollständige Füllung der Staukammer 216 günstig.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 ist die Staukammer 316 zum einen durch das Rakelbett 320 und zum anderen durch eine am Rakelbett 320 befestigte Klinge 346 begrenzt. Das freie Ende dieser Klinge 346 bildet in dieser Ausführungsform das Staukammereintritt-Begrenzungselement 322. Das vorstehend angesprochene freie Ende der Klinge 346 weist in Laufrichtung L, die Klinge 346 ist also als Schleppklinge ausgebildet. Die Rückströmdurchgänge 344 können in der Ausführungsform gemäß Figur 4 von in die Klinge 346 eingebrachten Löchern gebildet sein.
Auch bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 ist die Staukammer 416 teilweise von einer am Rakelbett 420 befestigten Klinge 446 begrenzt. Im Unterschied zu der Klinge 346 ist die Klinge 446 der Ausführungsform gemäß Figur 5 jedoch als Stechklinge ausgebildet, d.h. als eine entgegen der Laufrichtung L des Untergrunds U gerichtete Klinge. Da eine derartige Stechklinge durch den hydrodynamischen Druck des ihr zugeführten Auftragsmediums gegen die Oberfläche des Untergrunds U gedrückt wird, weist die Stechklinge 446 Durchbrechungen auf, die die Funktion des Eintrittsspalts 426 übernehmen.
Auch bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 ist eine Stechklinge 546 vorgesehen. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Figur 5 ist die Stechklinge 546 jedoch an ihrem freien Ende mit einer Einweisungsfläche 532 für anströmendes Auftragsmedium M ausgebildet, sodaß sie infolge des hydrodynamischen Anströmdrucks des Auftragsmediums unter Freigabe eines Eintrittsspalts 526 vom Untergrund U abhebt.
Bei einer weiteren nicht in den Figuren dargestellten Ausführungsform kann das die Staukammer einlaufseitig begrenzende Staukammereintritt-Begrenzungselement im Bereich des Eintrittsspalts in Laufrichtung des Untergrunds gestuft ausgebildet sein. Der von dieser Gestaltung des Staukammereintritt-Begrenzungselements hervorgerufene Stufendiffusoreffekt verbessert die Vergleichmäßigung des in dem Auftragsmedium herrschenden Drucks in Querrichtung. Die angesprochene Diffusorwirkung kann auch mit anderen in Laufrichtung des Untergrunds gesehen gezielt unebenen Ausbildungen des Staukammereintritt-Begrenzungselements erhalten werden.
Weiterhin kann auch die gesamte Staukammerwandung der Staukammer in Laufrichtung des Untergrunds gestuft ausgebildet sein.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen gemäß Figuren 1 bis 6 kann die Größe der Staukammer 16, 116, ..., 516 bzw. die Größe des Eintrittsspalts 26, 126, ..., 526 bei gleichbleibender Größe des Austrittsspalts 30, 130, ..., 530 nur durch Änderung der Relativorientierung des Rakelbetts 20, 120, ..., 520 bezüglich des Untergrunds U verändert werden. Mit Bezug auf die Figuren 7 und 8 sollen im folgenden zwei Ausführungsformen vorgestellt werden, bei denen das Staukammereintritt-Begrenzungselement relativ zum Rakelbett verlagerbar ausgebildet ist.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 7 ist das Staukammereintritt-Begrenzungselement 822 am Rakelbett 820 in Richtung des Doppelpfeils V linear verschiebbar angebracht, beispielsweise mittels einer Schwalbenschwanzführung oder dergleichen. Bei einer Linearverstellung des Staukammereintritt-Begrenzungselements 822 bleibt die Größe der Staukammer 816 im wesentlichen unverändert, lediglich die Größe des Eintrittsspalts 826 nimmt entsprechend dieser Verstellung zu bzw. ab.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 8 ist das Staukammereintritt-Begrenzungselement 922 zwar einstückig mit dem Rakelbett 920 ausgebildet. Es ist mit diesem jedoch lediglich über einen relativ schwach bemessenen Steg 950 verbunden. Die Elastizität des Stegs 950 läßt ein begrenztes Verkippen des Staukammereintritt-Begrenzungselements 922 um eine in Querrichtung Q im wesentlichen durch den Steg 950 verlaufende Achse A zu. Bei einer durch die Betätigung der Stellvorrichtung 942 hervorgerufenen Verkippung verändern sich sowohl die Größe der Staukammer 916 als auch die Breite des Eintrittsspalts 926. Selbstverständlich ist es in einer Abwandlung der Ausführungsform gemäß Figur 8 auch möglich, Rakelbett und Staukammereintritt-Begrenzungselement als voneinander gesonderte Elemente auszubilden, die um die Achse A kippbar miteinander verbunden sind.
Obgleich in den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen gemäß Figuren 1 bis 8 das Staukammeraustritt-Begrenzungselement stets von einem Rakelelement gebildet ist, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Wie in Figur 9 dargestellt ist, kann die Dosierkammer 1016 auch an einem von der Rakeleinrichtung 1012 gesondert ausgebildeten und getrennt angeordneten Halterungsteil 1060 vorgesehen sein. Dabei können sowohl das Staukammereintritt-Begrenzungselement 1022 als auch das Staukammeraustritt-Begrenzungselement 1062 mit dem Halterungsteil 1060 auch einstückig ausgebildet sein, wie dies in Figur 9 gezeigt ist, in welchem Fall das Element 1060 nicht im eigentlichen Sinne Halterungsfunktion übernimmt. Hinsichtlich der Möglichkeiten der Ausbildung des Halterungsteils 1060 wird auf die vorstehend beschriebenen Möglichkeiten der Ausbildung der Rakeleinrichtung und insbesondere des Rakelbetts verwiesen.
In Figur 10 sind drei Varianten der Gestaltung des zwischen Untergrund und Staukammereintritt-Begrenzungselement bestehenden Eintrittsspalts dargestellt. In der in Figur 10a dargestellten Variante verfügen sowohl der Untergrund U' als auch das Staukammereintritt-Begrenzungselement 22' über in Querrichtung Q durchgehend geradlinig verlaufende Kantenlinien K1' und K2'. Der Eintrittsspalt 26' kann somit im Extremfall vollständig geschlossen werden. In der Variante gemäß Figur 10b hingegen verläuft die Kante K1" des Staukammereintritt-Begrenzungselements 22" stufenförmig mit zum Untergrund U" hin vorspringenden Abschnitten 22"a und bezüglich des Untergrunds U" zurückgesetzten Abschnitten 22"b, während die Kante K2" des Untergrunds U" geradlinig verläuft. Bei Anlage der vorspringenden Abschnitte 22"a am Untergrund U" verbleibt somit eine minimale Eintrittsöffnung 26" zwischen Untergrund U" und Staukammereintritt-Begrenzungselement 22". Ein minimale Eintrittsöffnung 26"'kann gemäß Figur 10c auch mit Hilfe der im Bereich der Kante K1"' vorgesehenen Durchbrechungen 22"'c des Staukammereintritt-Begrenzungselements 22"' erzielt werden.
Obgleich in Figur 10b ein stufenförmiger Verlauf der Kantenlinie K1" dargestellt ist, versteht es sich, daß jeder beliebige Kantenverlauf vorgesehen sein kann, der eine minimale Querschnitt der Eintrittsöffnung sicherstellt. Beispielsweise könnte die Kante K1" auch wellenförmig, sägezahnförmig oder dergleichen verlaufen.
Festzuhalten ist, daß die zahlreichen vorstehend beschriebenen Gestaltungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung 10 auch zu Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, die vorstehend nicht explizit als Ausführungsvarianten der Erfindung beschrieben worden sind. So ist es beispielsweise möglich, die Kantenvarianten gemäß Figur 10 bei Schlepp- bzw. Stechklingen vorzusehen, wie sie mit Bezug auf die Figuren 4, 5 und 6 beschrieben worden sind. Auch ist es bei den Klingenvarianten gemäß Figuren 4, 5 und 6 möglich, Rückströmdurchgänge vorzusehen, die nicht durch den Klingenkörper verlaufen, sondern durch das Rakelbett. Ferner können die als Staukammereintritt-Begrenzungselement wirkenden Klingen am Rakelbett in Anlehnung an die Ausführungsformen gemäß Figuren 7 und 8 am Rakelbett linear verschiebbar bzw. verschwenkbar angeordnet sein. Darüber hinaus ist es möglich, auch bei den Ausführungsformen gemäß Figuren 3 bis 8 die Staukammer in Anlehnung an die Ausführungsform gemäß Figur 2 mit einem Druckaufbau- und Vergleichmäßigungsabschnitt und einem Auftragsabschnitt auszubilden.
Mit Vorteil kann die erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung auch bei dem sogenannten "Speedsizer" der Anmelderin eingesetzt werden, d.h. einer mit Auftragswalzen arbeitenden Anlage zum beidseitigen Streichen einer Materialbahn.

Claims (27)

  1. Vorrichtung (10) zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums (M) auf einen sich vorbeibewegenden Untergrund (U), beispielsweise eine Materialbahn aus Papier, Karton oder Pappe oder eine Auftragswalze, umfassend:
    eine an einem Rakelbalken (36) angeordnete Staukammer (16), welche untergrund-einlaufseitig von einem Staukammereintritt-Begrenzungselement (22) und untergrund-auslaufseitig von einem Staukammeraustritt-Begrenzungselement (12) begrenzt ist, wobei das Staukammereinritt-Begrenzungselement (22) gemeinsam mit dem Untergrund (U) einen bezüglich des Auftragsmediums als Drossel wirkenden Eintrittspalt (26) zur einlaufseitigen Abdichtung der Staukammer (16) gegen den Eintritt von Luft bildet, und
    eine Zuführeinrichtung (18) zum Zuführen des Auftragsmediums (M), wobei die Zuführeinrichtung (18) in Laufrichtung (L) des Untergrunds (U) gesehen vor dem Staukammereintritt-Begrenzungselement (22) angeordnet ist
    dadurch gekennzeichnet, daß
    sie weiterhin Stellvorrichtungen (40, 42) umfasst, durch welche die Staukammer (16) am Rakelbalken (36) relativ zu diesem verstellbar angeordnet ist, wobei die Stellvorrichtungen (40, 42) zur Änderung der Anstellung des Staukammeraustritt-Begrenzungselements (12) und des Staukammereintritt-Begrenzungselements (22) gegen den Untergrund (U) derart vorgesehen sind, dass durch sie die Größe des Auftragsspalts (30) und des Eintrittsspalts (26) und das Volumen und/oder die Form der Staukammer (16) veränderbar sind.
  2. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Staukammereintritt-Begrenzungselement (22) oder/und eine Untergrund-Einlaufseite und Untergrund-Auslaufseite der Staukammer (16) miteinander verbindende Staukammerwandung (24) im Hinblick auf eine Vergleichmäßigung des Auftragsmediums (M) in Querrichtung (Q) ausgebildet ist.
  3. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Staukammer (116) einen Vergleichmäßigungsabschnitt (116a) und einen daran anschließenden Auftragsabschnitt (116b) aufweist.
  4. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Staukammereintritt-Begrenzungselement in Laufrichtung (L) des Untergrunds (U) gesehen uneben, beispielsweise gewellt, gestuft oder mit einer vorbestimmten Rauhigkeit, ausgebildet ist, und zwar vorzugsweise im Bereich seiner größten Annäherung an den Untergrund (U).
  5. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Staukammerwandung in Laufrichtung (L) des Untergrunds (U) gesehen uneben, beispielsweise gewellt, gestuft oder mit einer vorbestimmten Rauhigkeit, ausgebildet ist, oder daß in der Staukammer Ein- bzw. Anbauten, wie Stege oder Stangen, vorgesehen sind.
  6. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Rückströmdurchgang (44) vorgesehen ist, durch welchen überschüssiges, in die Staukammer (16) eingetretenes Auftragsmedium (M) wieder aus dieser austreten kann.
  7. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßquerschnitt wenigstens eines Rückströmdurchgangs (44) wahlweise veränderbar ist.
  8. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Staukammereintritt-Begrenzungselement (22) ein mit einer Halterung (20) des Staukammeraustritt-Begrenzungselements (12) einstückig ausgebildetes Element ist.
  9. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Staukammereintritt-Begrenzungselement (322; 422; 522; 822) ein von einer Halterung (320; 420; 520; 820) des Staukammeraustritt-Begrenzungselements gesondert ausgebildetes Element ist.
  10. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Staukammereintritt-Begrenzungselement (322) eine Schleppklinge (346) umfaßt.
  11. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Staukammereintritt-Begrenzungselement (422; 522) eine vorzugsweise mit wenigstens einem Eintrittsdurchgang ausgebildete Stechklinge (446; 546) umfaßt.
  12. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Staukammereintritt-Begrenzungselement (22; 522) eine Einweisungsfläche (32; 532) für das von der Zuführeinrichtung (18) auf den Untergrund (U) aufgebrachte und in die Staukammer (16; 516) eintretende Auftragsmedium (M) aufweist.
  13. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß der von der Einweisungsfläche (32) oder/und der Staukammerwandung (24) mit dem Untergrund (U) begrenzte Hohlraum einen venturirohrartig ausgebildeten Querschnitt aufweist.
  14. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Untergrund (U') benachbarte Kante (K1') des Staukammereintritt-Begrenzungselements (22') in Querrichtung (Q) gesehen geradlinig verläuft.
  15. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Untergrund (U") benachbarte Kante (K1") des Staukammereintritt-Begrenzungselements (22") bezüglich des Untergrunds (U") vorspringende und zurückgesetzte Abschnitte (22"a, 22"b) aufweist.
  16. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Untergrund (U"') benachbarte Kante (K1"') des Staukammereintritt-Begrenzungselements (22"') wenigstens einen Eintrittsdurchgang (22"'c) aufweist.
  17. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Staukammereintritt-Begrenzungselement (22; 122; 222; 322; 422; 522; 1022) mit einer Halterung (20; 120; 220; 320; 420; 520; 1060) des Staukammeraustritt-Begrenzungselements fest verbunden ist.
  18. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Staukammereintritt-Begrenzungselement (822) an einer Halterung (820) des Staukämmeraustritt-Begrenzungselements relativ zu diesem verlagerbar angeordnet ist.
  19. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Staukammereintritt-Begrenzungselement (922) mit einer Halterung (920) des Staukammeraustritt-Begrenzungselements über einen Stegabschnitt (950) verbunden ist, der eine begrenzte Kippbewegung des Staukammereintritt-Begrenzungselements (922) relativ zu der Halterung (920) zuläßt.
  20. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Stellvorrichtung (42) eine Mehrzahl von in Querrichtung (Q) verteilt angeordnete Stelleinheiten (42a, 42b, 42c) umfaßt, welche unabhängig voneinander betätigbar sind.
  21. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 20,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinheiten elektrisch oder/und hydraulisch oder/und pneumatisch oder/und hydro-pneumatisch oder/und von Hand betätigbar sind.
  22. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21,
    dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Stelleinheiten von Stellschrauben gebildet ist.
  23. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22,
    dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Stelleinheiten von Druckschlaucheinheiten gebildet ist.
  24. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung einen in eine Mehrzahl von Kammern unterteilten Druckschlauch umfaßt.
  25. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Stellkraft bzw. Stellintensität der Stellvorrichtung bzw. der Stelleinheit steuerbar bzw. regelbar ist.
  26. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (18) eine Mehrzahl von über in Querrichtung (Q) verteilt angeordneten Zuführelementen aufweist.
  27. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 26,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführelemente hinsichtlich ihres Durchsatzes an Auftragsmedium (M) voneinander unabhängig einstellbar sind.
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