EP1270810B1 - Auftragsvorrichtung - Google Patents
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- EP1270810B1 EP1270810B1 EP02013118A EP02013118A EP1270810B1 EP 1270810 B1 EP1270810 B1 EP 1270810B1 EP 02013118 A EP02013118 A EP 02013118A EP 02013118 A EP02013118 A EP 02013118A EP 1270810 B1 EP1270810 B1 EP 1270810B1
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Definitions
- the invention relates to a device for applying a liquid medium to a moving web, in particular board web, with the features specified in the preamble of claim 1.
- the web übe a roller or runs through a nip between two rollers.
- At least one supply device for the application medium is provided. Under operating conditions, a liquid sump then forms between the rolls or one roll and the web. In this area of the sump then penetrates the application medium, in particular glue or starch in the web, i. penetrates the train. Certain properties of the web should be changed and improved.
- the desired size of the free surface of the sump and also the immersion depth or the level can be adjusted.
- a supply means For supplying the sump on one or both sides of the web is ever a supply means with said nozzle body and the nozzle lips.
- the die lips form the discharge opening for the application medium.
- the application medium flows in said known solutions in approximately parallel to the direction of the web and the roller or rollers.
- the invention is therefore based on the object to provide a device with which the running characteristics and applications of size presses can be further improved and with a sufficient penetration of the application medium in the web, in particular in a board web, is possible.
- the inventive device is particularly suitable for the treatment of a board web, which will be discussed in more detail in one of the following sections.
- the application chamber in which a medium pressure builds up very close, that is to say in only a minimal distance from the material web to be applied with the application medium.
- the device is operable with both normal sump operation and low sump level in the gusset.
- An advantage of the invention is seen in the fact that the potential applications for a variety of paper types, operating characteristics and order media types increase many times.
- the device according to the invention it is also possible to set only a small Niplast, whereby, for example, the volume of a board web is spared.
- a small Niplast (pressing force) between the board web and the roller or nip between two rollers is necessary, the rollers need not be highly dimensioned, resulting in significant material and cost savings for the device.
- a further advantageous solution of the invention is that the nozzle body, i. the application chamber can be equipped with spray nozzles.
- the spray nozzles which can be arranged in one or more levels within the pressure application chamber, on the one hand ensure a particularly gentle application. This enables optimum surface hardening of the fibers of paperboard when starch is used, as well as dust-free, especially in paperboard processing.
- the same device allows the use also in graphic papers to be applied to the pigmented coating color. This is usually dispensed with a sump level and the operating speeds are usually much higher here. It would be possible even a 1: 1 - order without subsequent leveling of the applied coating color.
- the device according to the invention is also suitable for the "normal" sump operation. Such is advantageous when corrugating or liners are to be treated with starch or glue and this requires a higher penetration than cardboard.
- Figure 1 seen in cross-section, the application device according to the invention with sump operation.
- Figure 2 a detailed view of the order location with a low sump in cross section.
- the devices shown in Figures 1 and 2 are preferably used for the simultaneous application on both sides of the web. Often, even a one-sided application on only one of the two sides of the web is provided.
- the components on the right-hand side of the picture are labeled "a".
- all components of the left or right half of the image can either be omitted completely or only swiveled out.
- FIGS. 1 and 2 two rolls 1 and 1a are shown, which together form a nip (press nip) 4 that has passed through the board web 3.
- the web 3 passes through the nip substantially from top to bottom.
- an application medium supply device 5 and 5a is present on both sides of the web 3.
- gusset Z and Za Between the respective web side and each of the rollers 1 and 1a is a gusset Z and Za, which is filled in each case with a sump 6 and 6a when operating the device.
- the web 3 is impregnated depending on the medium used M, glued or in the example, the surface of the web is solidified.
- the supply means 5 and 5a consists, as Figure 1 shows, of a Hauptverteilrohr 7 and 7a.
- This Weinverteilrohr is also like all other components designed machine width and receives the application medium in the end faces.
- the metering gap 9 or 9a is located in the intermediate space of parallel, over the entire width of the device reaching walls 10 and 10a and 11 and 11a, of which the metering 12 or 12a consists.
- the lower part of the nozzle body that is the part which projects into the gusset Z or Za, consists of a specially shaped attachment 13 or 13a.
- This attachment is made as a single part in different sizes. Its outer surfaces are arranged converging to each other. In the direction of the web 3 facing outer surface is a machine-wide recess with edge beads (or similar limitations) incorporated, thereby forming the aforementioned application chamber 14 and 14a.
- the application chamber is arranged at a minimum distance from the moving web.
- the dosing body 12 or 12a i. its walls 10, 11 and 10a, 11a are made in two parts.
- the upper part O and the lower part U are detachable, for example connected to one another by screwing or joint arrangement.
- kits of different lengths are provided for the upper part O and lower part U, whereby the device according to the invention can be easily adapted to other roll diameter.
- the position of the application chamber 14 or 14a is adjustable.
- the entire supply device from the rollers or better said from the gusset or the nip 4 with sump 6 or 6a can be lifted out. This is especially if only one side of the web is to be treated, if rolls are to be cleaned or replaced, or if a web tear must be eliminated.
- the device shown in FIG. 2 is, in principle, the same structure of the device as in FIG. 1 and is therefore also provided with the same reference numerals. However, in the variant according to FIG. 2, only a weak or low sump is formed, which is why only the application region is shown as a detail.
- the application chamber 14 or 14a in which advantageously a plurality of spray nozzles 15 and 15a - are installed, for example, in several levels - allow this gentle driving with only small Niplast Pmin to be set.
- applicator rollers 1 and 1a can be used with significantly smaller diameters than heretofore, because here no large peripheral surfaces of the rollers are required to build up a voluminous sump level P.
Landscapes
- Paper (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Making Paper Articles (AREA)
- Nozzles (AREA)
- Supplying Of Containers To The Packaging Station (AREA)
- Massaging Devices (AREA)
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf eine laufende Warenbahn, insbesondere Kartonbahn, mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
- Eine gattungsgemäße Vorrichtung wurde in der nachveröffentlichen DE 10032500.9 beschrieben.
- Bei dieser Vorrichtung, die zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf eine oder beide Seiten einer laufenden Warenbahn, insbesondere einer Kartonbahn dient, läuft die Bahn übe eine Walze bzw. läuft durch einen Nip zwischen zwei Walzen.
- Wenigstens eine Zufuhreinrichtung für das Auftragsmedium ist vorgesehen. Unter Betriebsbedingungen bildet sich dann zwischen den Walzen bzw. der einen Walze und der Bahn ein Flüssigkeitssumpf aus. In diesem Bereich des Sumpfes dringt dann das Auftragsmedium, insbesondere Leim oder Stärke in die Warenbahn ein, d.h. penetriert in die Bahn. Bestimmte Eigenschaften der Bahn sollen damit verändert und verbessert werden.
- Durch speziell geformte Düsenlippen, die an den Düsenkörper der Zufuhreinrichtung anbaubar sind, kann die gewünschte Größe der freien Oberfläche des Sumpfes und auch die Eintauchtiefe bzw. der Pegelstand eingestellt werden.
- Zur Speisung des Sumpfes auf der einen oder zu beiden Seiten der Bahn dient je eine Zufuhreinrichtung mit dem genannten Düsenkörper und den Düsenlippen. Die Düsenlippen bilden dabei die Abgabeöffnung für das Auftragsmedium.
- Bei der genannten Lösung und auch bei der in der DE-A1 3 146 519 sowie der US 4,407,224 beschriebenen Lösung ragen die Düsenlippen einschließlich der Abgabeöffnung in den zwischen Materialbahn und Walze bestehenden Zwickel.
- Das Auftragsmedium strömt bei den genannten, bekannten Lösungen in etwa parallel zur Laufrichtung der Bahn und der Walze bzw. Walzen.
- Dennoch ist das Strömungsverhalten des Auftragsmediums im Sumpf noch nicht optimal. Bei höheren geforderten Laufgeschwindigkeiten der Leimpresse sind erhöhte und unerwünschte Wirbelbildungen denkbar.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Laufeigenschaften und die Anwendungsmöglichkeiten von Leimpressen weiter verbessert werden können und mit der auch eine ausreichende Penetration des Auftragsmediums in die Warenbahn, insbesondere in eine Kartonbahn, möglich ist.
- Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders geeignet für die Behandlung einer Kartonbahn, worauf in einem der nachfolgenden Abschnitte noch näher eingegangen werden soll.
- Das Vorsehen einer, in den Zwickel zwischen Walze und laufender Warenbahn ragenden Auftragskammer, aus der das Auftragsmedium in annähernd orthogonaler Richtung (also quer zur Laufrichtung der Bahn) auf die Bahn auftrifft, hat mehrere Vorteile gegenüber der in der Beschreibungseinleitung genannten Lösung:
- 1. Verbesserung der Strömungsverhältnisse bei Sumpfbetrieb
- 2. Das Einbringen des Auftragsmediums kann in genau definierter Menge und entsprechendem definiertem Druck erfolgen
- 3. Weniger Nebelbildung und weniger Abspritzungen
- 4. Reduzierung der Menge an bereitzustellendem Auftragsmedium usw.
- In diesem Zusammenhang ist es sehr vorteilhaft, die Auftragskammer, in welcher sich ein Mediumsdruck aufbaut, sehr nahe, also in nur minimalem Abstand zur mit dem Auftragsmedium zu beaufschlagenden Warenbahn anzuordnen. Dadurch besteht die Möglichkeit der Reduzierung der Druckpenetration im Walzennip, wodurch widerum die Warenbahn weniger beansprucht wird.
- Die Vorrichtung ist sowohl mit normalem Sumpfbetrieb, als auch geringem Sumpfpegelstand im Zwickel betreibbar.
- Ein Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß die Anwendungsmöglichkeiten für die unterschiedlichsten Papiersorten, Laufeigenschaften und Auftragsmediumsarten um ein Vielfaches steigen.
- Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es auch möglich, nur eine geringe Niplast einzustellen, wodurch zum Beispiel das Volumen einer Kartonbahn geschont wird. Dadurch, dass nur eine geringe Niplast (Presskraft) zwischen Kartonbahn und der Walze bzw. im Nip zwischen zwei Walzen notwendig ist, brauchen auch die Walzen nicht hoch dimensioniert zu sein, wodurch sich erhebliche Material- und Kosteneinsparungen für die Vorrichtung ergeben.
- Eine weitere vorteilhafte Lösung der Erfindung besteht darin, dass der Düsenkörper, d.h. die Auftragskammer mit Sprühdüsen ausrüstbar ist.
- Die Sprühdüsen, die innerhalb der Druck-Auftragskammer in einer oder mehreren Ebenen angeordnet werden können, sorgen einerseits für einen besonders schonenden Auftrag. Dadurch wird eine optimale Oberflächenverfestigung der Fasern von Karton bei Verwendung von Stärke sowie auch eine Staubfreihaltung, insbesonders in der Kartonverarbeitung ermöglicht.
- Andererseits gestattet dieselbe Vorrichtung den Einsatz auch bei graphischen Papieren, auf die pigmenthaltige Streichfarbe aufgebracht werden soll. Hierbei verzichtet man in der Regel auf einen Sumpfpegel und auch die Betriebsgeschwindigkeiten sind hierbei zumeist wesentlich höher. Möglich wäre dabei sogar ein 1:1 - Auftrag ohne anschließendes Egalisieren der aufgetragenen Streichfarbe.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich aber auch weiterhin für den "normalen" Sumpfbetrieb. Ein solcher ist dann vorteilhaft, wenn Wellenstoff oder Liner mit Stärke oder Leim behandelt werden soll und dazu eine höhere Penetration als bei Karton erforderlich ist.
- Bei Karton dagegen ist eine geringere Penetration ausreichend, weil hier in der Regel nur eine Bindung der Rohstoffpartikel an der Oberfläche der Bahn erfolgen soll.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
- Figur 1: im Querschnitt gesehen die erfindungsgemäße Auftragseinrichtung mit Sumpfbetrieb.
- Figur 2: eine Detaildarstellung des Auftragsortes mit niedrigem Sumpf im Querschnitt.
- Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen werden bevorzugt eingesetzt für den simultanen Auftrag auf beide Seiten der Warenbahn. Des öfteren ist auch nur ein einseitiges Auftragen auf nur eine der beiden Seiten der Bahn vorgesehen.
- Zur Unterscheidung der prinzipiell gleich aufgebauten Bauteile sind auf der rechten Bildhälfte die Bauteile mit dem Vermerk "a" benannt. Beim einseitigen Auftragen können alle Bauteile der linken oder der rechten Bildhälfte entweder völlig weggelassen oder nur abgeschwenkt werden.
- In der Figur 1 und 2 sind zwei Walzen 1 und 1a dargestellt, die miteinander einen von der Kartonbahn 3 durchlaufenen Nip (Press-Spalt) 4 bilden.
- Die Bahn 3 durchläuft den Nip im wesentlichen von oben nach unten.
- Im gewählten Beispiel gemäß Figur 1, die vor allem für die Behandlung von Liner oder Wellenstoff vorgesehen ist, ist zu beiden Seiten der Bahn 3 je eine Auftragsmediums-Zufuhreinrichtung 5 und 5a vorhanden.
- Zwischen der jeweiligen Bahnseite und jeder der Walzen 1 und 1a befindet sich ein Zwickel Z und Za, der beim Betreiben der Vorrichtung jeweils mit einem Sumpf 6 und 6a befüllt wird. Dadurch wird die Bahn 3 je nach verwendetem Medium M imprägniert, geleimt bzw. im Beispiel die Oberfläche der Bahn verfestigt wird.
- Die Zufuhreinrichtung 5 und 5a besteht, wie Figur 1 zeigt, aus einem Hauptverteilrohr 7 und 7a.
- Dieses Hauptverteilrohr ist ebenfalls wie alle anderen Bauteile maschinenbreit ausgeführt und empfängt das Auftragsmedium in dessen Stirnseiten.
- In das Hauptverteilrohr 7 und 7a münden jeweils eine Vielzahl von Einzelverteilrohren 8 und 8a, die gleichmäßig über die Länge des Hauptverteilrohres angeordnet sind. Über diese Rohre 8 und 8a können ganz gezielte Mengen von Auftragsmedium in jeweils einen Dosierspalt 9 bzw. 9a eingespeist werden, so daß ein gleichmäßiger Zulauf über die gesamte Bahnbreite und damit eine gleichmäßige Druckverteilung über eine spezielle Kammer (welche nachstehend noch erläutert wird) möglich ist.
- Der Dosierspalt 9 bzw. 9a befindet sich im Zwischenraum von parallelen, über die gesamte Breite der Vorrichtung reichenden Wänden 10 bzw. 10a und 11 bzw. 11a, aus welchen der Dosierkörper 12 bzw. 12a besteht.
- Der untere Teil des Düsenkörpers, das ist jener Teil, der in den Zwickel Z bzw. Za hineinragt, besteht aus einem speziell geformten Aufsatz 13 bzw. 13a. Dieser Aufsatz ist als Einzelteil in verschiedenen Größen gefertigt. Seine Außenflächen sind zueinander konvergierend angeordnet. In die zur Warenbahn 3 zeigenden Außenfläche ist eine maschinenbreite Vertiefung mit Randwülsten (oder ähnlichen Begrenzungen) eingearbeitet, die dadurch die vorstehend erwähnte Auftragskammer 14 bzw. 14a bildet.
Durch Veränderung der Lage der Kammer zur Warenbahn 3 oder der Variierung des Abstandes der Wülste (18) oder auch durch Austausch eines Düsenkörper-Aufsatzes 13 bzw. 13a gegen einen Aufsatz von anderer Größe, ist die Größe der Auftragskammer 14 bzw. 14a und damit der aufzubringende Druck und die Menge an Auftragsmedium einstellbar. - Die Auftragskammer ist jeweils in minimalem Abstand zur laufenden Bahn angeordnet.
- Infolge des aus dem Dosierspalt 9 bzw. 9a über eingearbeitete Abgabedüsen 15 bzw. 15a zuströmendes Auftragsmedium wird ein solcher Druck aufgebaut, mit dem einerseits die Bahn sehr gleichmäßig mit Medium beaufschlagbar ist und andererseits unewünschte Wirbelbildungen im Sumpf sowie Nebelbildung und Abspritzungen vermieden, zumindest aber reduziert werden.
- Aus der Figur 1 ist weiterhin entnehmbar, daß der Dosierkörper 12 bzw. 12a, d.h. seine Wandungen 10, 11 bzw. 10a, 11a zweiteilig ausgeführt sind. Das Oberteil O und das Unterteil U (das ist jenes Teil an welches der Aufsatz 13 bzw. 13a angebracht ist und in den Sumpf ragt) sind lösbar, beispielsweise durch Verschraubung oder Gelenkanordnung miteinander verbunden.
- Diese zweiteilige Ausführung hat Vorteile bei der Herstellung sowie auch bei der Montage, der Demontage oder bei der Reinigung der Auftragsvorrichtung. Darüberhinaus können für das Oberteil O und Unterteil U Bausätze von verschiedener Längen vorgesehen sind, wodurch sich die erfindungsgemäße Vorrichtung leicht an andere Walzendurchmesser anpassen läßt.
- Mit der Schwenkeinrichtung 17 bzw. 17a ist zum einen die Position der Auftragskammer 14 bzw. 14a einstellbar.
- Zum anderen ist die gesamte Zufuhreinrichtung von den Walzen oder besser gesagt aus dem Zwickel bzw. dem Nip 4 mit Sumpf 6 bzw. 6a heraus hebbar. Das ist insbesondere dann erforderlich, wenn nur eine Seite der Bahn behandelt werden soll, wenn Walzen gereinigt oder ausgewechselt werden sollen oder wenn ein Bahnabriss beseitigt werden muß.
- Bei der in der Figur 2 gezeigten Vorrichtung handelt es sich prinzipiell um denselben Aufbau der Vorrichtung, wie bei Figur 1 und ist deshalb auch mit denselben Bezugszeichen versehen. Jedoch ist bei der Variante gemäß Figur 2 ein nur schwacher bzw. niedriger Sumpf ausgebildet, weshalb auch nur der Auftragsbereich als Ausschnitt dargestellt ist.
- Diese Variante eignet sich vor allem für die Oberflächenverfestigung von Karton, wo das Volumen im Nip nicht verpresst werden soll. Außerdem ist hierbei keine völlige Durchpenetrierung notwendig.
- Die Auftragskammer 14 bzw. 14a, in die vorteilhafterweise mehrere Sprühdüsen 15 bzw. 15a - beispielsweise in mehreren Ebenen - eingebaut sind, ermöglichen diese schonende Fahrweise bei nur geringer einzustellender Niplast Pmin.
- Es können sogar die Auftragswalzen 1 und 1a mit bedeutend kleineren Durchmessern als bisher eingesetzt werden, weil man hier keine großen Umfangsflächen der Walzen zum Aufbau eines voluminösen Sumpfpegels P benötigt.
- Diese Variante ist demnach sehr kostensparend. Auch der Aufwand an Walzen-Antriebsenergie ist wesentlich verringert.
- Ebenso ist der Aufwand für das Auftragsmedium sowie für Pumpenumläufe deutlich reduziert auf Grund der Einsatzmöglichkeit der Sprühdüsen.
- Es soll noch erwähnt werden, daß beim Einsatz von Sprühdüsen auch graphisches Papier mit pigmenthaltiger Streichfarbe behandelbar ist, dabei ist sogar ein Auftrag "ohne" Überschuss möglich, weil man mit den Sprühdüsen eine sehr feine Verteilung des Auftragsmediums vornehmen kann.
- In den in Figur 1 und 2 gezeigten Fällen des Sumpfbetriebes erfolgt allerdings ein Überschuss - Auftrag, dem zumeist eine der Auftragsvorrichtung räumlich nachgeordnete, aber nicht mit dargestellte Karton-Streicheinrichtung folgen kann.
-
- Walze
- 1, 1a
- Bahn
- 3
- Nip
- 4
- Zufuhreinrichtung
- 5, 5a
- Sumpf
- 6, 6a
- Hauptverteilrohr
- 7, 7a
- Verteilrohr
- 8, 8a
- Dosierspalt
- 9, 9a
- Wand
- 10, 10a
- Wand
- 11, 11a
- Dosierkörper
- 12, 12a
- Aufsatz
- 13, 13a
- Auftragskammer
- 14, 14a
- Abgabedüse
- 15, 15a
- Schwenkeinrichtung
- 17, 17a
- Wulst
- 18, 18a
- Zwickel
- Z, Za
- M
- Auftragsmedium
- P, Pmin
- Niplast
Claims (9)
- Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen Mediums auf eine laufende Warenbahn, insbesondere Kartonbahn, mita) wenigstens einer Walze (1, 1a), die die Bahn stütztb) wenigstens einem zwischen der Walze (1, 1a) und der jeweiligen Seite der Warenbahn (3) bestehenden Zwickel (Z, Za)c) wenigstens einer Zufuhreinrichtung (5, 5a) für das Auftragsmedium (M), wobei die Zufuhreinrichtung (5, 5a) einen Dosierkörper (12, 12a) mit Abgabeöffnung (15, 15a) aufweist, welche in den Zwickel (Z, Za) hineinragen,
dadurch gekennzeichnet, daßd) der Dosierkörper (12, 12a) im Bereich seiner Abgabeöffnung (15, 15a) so ausgebildet ist, daß eine definierte Auftragskammer (14, 14a) besteht zur Abgabe des Auftragsmediums (M) an die laufende Warenbahn (3) in annähernd orthogonaler Richtung. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Dosierkörper (12, 12a) mit einem austauschbaren und an die Größe und Form des Zwickels (Z, Za) anpassbaren Aufsatz (13, 13a), der auch die Auftragskammer (14, 14a) enthält, versehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auftragskammer (14, 14a) in minimalem Abstand zur laufenden Warenbahn (3, 3a) angeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auftragskammer (14, 14a) mittig mit wenigstens einer Abgabedüse (15, 15a) versehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die wenigstens eine Abgabedüse (15, 15a) als Sprühdüse ausgebildet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere getrennt voneinander beaufschlagbare Sprühdüsen (15, 15a), vorzugsweise in mehrere Ebenen angeordnet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auftragskammer (14, 14a) von seitlichen Wänden, insbesondere Wülsten (18) begrenzt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auftragskammer (14, 14a) in ihrer Größe und der in ihr herrschende Druck veränderbar ist durch Verstellbarkeit der seitlichen Wülste (18, 18a). - Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zufuhreinrichtung (5, 5a) und/oder der Dosierkörper (12, 12a) und/oder die Auftragskammer (14, 14a) höhenverstellbar und/oder schwenkbar ausgebildet sind.
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