EP1541765B1

EP1541765B1 - Auftragsvorrichtung

Info

Publication number: EP1541765B1
Application number: EP04105788A
Authority: EP
Inventors: Benjamin Méndez; Manfred Ueberschär; Bernd Bohnenkamp
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-12-13
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2024-11-16
Also published as: ATE369460T1; DE10358508A1; EP1541765A1; DE502004004559D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Auftragen von flüssigem bis pastösem Auftragsmedium, insbesondere wässrige Pigmentsuspension, auf eine laufende Oberfläche, wobei die Oberfläche bei direktem Auftrag die Oberfläche einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn ist und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragselementes, beispielsweise eines Auftragsbandes ist, welches das Auftragsmedium dann an die Oberfläche der Materialbahn überträgt, mit einem Auftragwerk, wobei in Laufrichtung der laufenden Oberfläche vor dem Auftragswerk eine Luftgrenzschicht- Bekämpfungseinrichtu ng angeordnet ist.
Obgleich die von der laufenden Oberfläche mitgeführte Luftgrenzschicht auch bei anderen Typen von Auftragswerken das Auftragsergebnis nachteilig beeinflussen kann, wird die Erfindung nachfolgend am Beispiel einer Vorhang- Auftragsvorrichtung beschrieben. Bei einer solchen Vorrichtung gibt das in vorbestimmten Abstand zur laufenden Oberfläche befindliche Auftragswerk aus seiner maschinenbreiten Auftragsdüse das Auftragsmedium, beispielsweise pigmenthaltige Streichfarbe oder Leim oder Stärke, als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden Vorhang (Curtain) an die laufende Oberfläche ab.
Diese Technik wird in der Fachwelt als Curtain Coating bezeichnet, wobei der Auftrag ohne Überschuss an Medium erfolgt. Das heißt, es wird nur soviel Medium aufgetragen, wie im Endeffekt auch auf der Materialbahn verbleiben soll.
Moderne Maschinen zur Herstellung und /oder Veredelung einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, weisen aus Wirtschaftlichkeitsgründen mittlerweile Breiten von bis zu 10 m und mehr auf und werden mit hohen Geschwindigkeiten von ca. 2000 m/min gefahren.
Einen über diese Breite gleichmäßigen Vorhang stabil halten zu können ist extrem schwierig, zumal bei der Beschichtung der Materialbahn ein, über die gesamte Bahnbreite reichender gleichmäßiger Auftrag sicher zu stellen ist.
Es besteht deshalb die Forderung, den Einfluss der mit der schnelllaufenden Oberfläche mitströmenden Luftgrenzschicht zu minimieren.
Aus der DE-A1 10012257 ist eine Vorrichtung zur zur Schwächung der von der laufenden Oberfläche mitgeführten Luftgrenzschicht bekannt.
Dazu sind sowohl eine Absaugeinrichtung, elastische Schaber, Bürsten, eine Blaseinrichtung, eine Elektrodenanordnung sowie eine Ultraschalquelle alternierend einsetzbar.
In einer weiteren Variante beschreibt diese DE-A1, dass die Luftgrenzschicht-Schwächungseinrichtung als Abdichtelement ausgebildet ist, wobei dieses Abdichtelement gegen die laufende Oberfläche gedrückt ist und an dieser im Wesentlichen schlupffrei abrollt.
Außerdem ist eine sich in Querrichtung der laufenden Oberfläche erstreckenden Leiste vorgesehen, die der Schwächungs- bzw. Bekämfungseinrichtung vorgeordnet ist und der Entfernung der obersten Luftschichten über der laufenden Oberfläche dient, wodurch insbesondere die nachgeordnete Schwächungseinrichtung in ihrer Arbeit entlastet werden soll.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, mit einer geeigneten Vorrichtung die Schwächung des Einflusses der Luftgrenzschicht weiter zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass einer Luftgrenzschicht-Schwächungseinrichtung wenigstens ein, sich in Querrichtung der laufenden Oberfläche erstreckendes, leistenförmiges Abschirmelement zugeordnet ist.
Dieses Abschirmelement ist dabei jenem Bereich zugeordnet, dem die laufende Oberfläche bzw. die laufende Materialbahn dem Auftragswerk zuläuft. Bei einem Vorhang-Auftragswerk wird dadurch der frei fallende Vorhang unmittelbar und besonders effektiv vor dem Einfluss der schädlichen Luftgrenzschichten geschützt.
Es ist hierbei sehr zweckmäßig, wenn das Abschirmelement sowohl sehr dicht an die vorgeschaltete Baugruppe bzw. des vorherige Abschirmelement oder die angrenzende Bekämpfungseinrichtung, als auch bis kurz vor das Auftragswerk, insbesondere nahe an den abgegebenen Vorhang reicht.
Der Einfluss der Luftgrenzschicht wird dadurch noch wirkungsvoller bekämpft. Eine derartige zusätzliche Leiste verursacht nur sehr geringe Herstellungs- und Einbaukosten. Sie ist besonders wirkungsvoll, wenn diese vor und/oder hinter einer vorhandenen Schwächungs- bzw. Bekämfungseinrichtung angeordnet ist.
Als Schwächungseinrichtung kommen alle aus dem Stand der Technik bereits bekannten Einrichtungen, wie Saugkästen, Abrollelemente, wie Walzen bzw. Saugwalzen, Schaberelemente, Elektrodenanordnungen, Ultraschallanordnungen allein oder in Kombination in Frage.
Wird eine auf der laufenden Oberfläche bzw. der Materialbahn abrollendes Element, beispielsweise eine Walze gewählt, so ist es zweckmäßig dieses Element bzw. diese Walze zu verchromen. Dadurch wird eine zum Abrollen geeignete glatte Fläche geschaffen. Alternativ kann aber auch eine Außenfläche vorgesehen sein, die eine Härte von mehr als 90 Pussey < Jones aufweist und daher sehr weich ist. Insbesondere wird bei rauhen Bahnoberflächen dadurch eine bessere Abdichtwirkung erzielt.
Es ist denkbar, dass mehrere Abschirmelemente vorgesehen sein können, die aneinander gereiht sogar eine Anordnung der besagten Schwächungseinrichtung überflüssig machen würden, was eine Kostenredurierung der Vorrichtung bedeuten würde. Diese Alternative bietet sich insbesondere bei weniger schnell laufenden und/oder weniger breiten Maschine an.
Besonders zweckmäßig ist es im Rahmen der Erfindung, wenn das wenigstens eine weitere Abschirmelement parallel und in geringem Abstand zur laufenden Oberfläche angeordnet ist, weil dadurch ein Ausbildung von Luftturbulenzen ausgeschlossen ist.
Dabei ist ein Abstand des Abschirmelementes zur laufenden Oberfläche von 0 bis 5 mm, vorzugsweise 0,5 bis 1 mm am effektivsten. Der Abstand kann aber auch durchaus 0 sein.
Sehr zweckmäßig ist eine Ausbildung derart, dass das Abschirmelement in einem Winkel α zur laufenden Oberfläche angeordnet ist, der ca. 0 bis 5 °, vorzugsweise 2° beträgt und in Richtung der Schwächungseinrichtung oder einem vorherigen Abschirmelement zur laufenden Oberfläche hin divergiert.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann auch darin bestehen, dass das Abschirmelement oder ein wenigstens weiteres Abschirmelement innerhalb des Raumes, der zwischen dem Auftragswerk und einer von oben her der Bekämpfungs- bzw. Schwächungseinrichtung zulaufenden Materialbahn besteht, angeordnet ist. Dabei ist zur Schaffung einer effektiven Abschirmung ein Neigungswinkel β vorteilhaft. Dieser kann ca. 45 ° betragen.
Dadurch wird eine Barriere geschaffen, die dem Eindringen der Luftgrenzschicht entgegenwirkt.
Außerdem ist es von Vorteil, wenn das der Schwächungs- bzw. Bekämpfungseinrichtung oder einem angrenzenden Abschirmelement zugewandte Ende des leistenförmigen Abschirmelementes an die Außenkontur der Schwächungs- bzw. Bekämpfungseinrichtung bzw. dem vorhergehenden Abschirmelement angepasst ist.
Dadurch wird sichergestellt, dass sich die Luftgrenzschicht in verbleibenden Zwischenräumen nicht wieder aufbauen kann.
Bei der Schwächungs- bzw. Bekämpfungseinrichtung ist es zweckmäßig, wenn diese als ein dichtend an die laufende Oberfläche oder die Materialbahn angedrücktes und auf dieser schlupffrei abrollendes Abdichtelement ausgebildet ist. Dieses Element wirkt als Fixpunkt für die Materialbahn bei direktem Auftrag und kann außerdem gleichzeitig als Umlenkelement für eine von oben her ankommende Materialbahn oder die laufende Oberfläche dienen. In diesem Fall wäre die laufende Oberfläche ein endloses umlaufendes Band, welches das auf seine Oberfläche aufgetragene Medium danach an die Materialbahn aus vorzugsweise Papier oder Karton überträgt.
Diese Art des Auftrages wird bekanntlich als indirekter Auftrag bezeichnet.
Das abrollende Abdichtelement ist sehr vorteilhaft mit einer Saugzone für die mitströmende Luftgrenzschicht ausrüstbar. Darüber hinaus kann sie auch als Erdung bei elektrostatischer Aufladung der laufenden Oberfläche Materialbahn dienen.
Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass das Abschirmelement zur einer das Auftragswerk und/oder die Schwächungs- bzw. Bekämpfungseinrichtung zumindest teilweise umhausenden Abschirmung erweiterbar ist. Damit werden optimale Verhältnisse im Umgebungsbereich des Auftragswerkes geschaffen, die zum einen die klimatischen Verhältnisse hinsichtlich eines gleichmäßigen Mediumsauftrages verbessern und zum anderen auch Schutz der Umgebung vor abspritzenden Auftragsmedienteilchen bieten. Darüber hinaus wird auch der Lärmschutz verbessert.
Außerdem ist es möglich, innerhalb der umhausenden Abschirmung eine Saugeinrichtung anzuordnen, die zusätzlich oder auch allein wirkend, die störende Luft absaugt.
Alternierend ist mit dieser Einrichtung auch die Zufuhr eines Mediums (z. B. Gas) denkbar, mit dem gewünschte klimatische Verhältnisse innerhalb der gebildeten Klimakammer einstellbar sind.
Im Übrigen lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung konstruktiv vereinfachen, indem wenigstens ein Abschirmelement als integraler Bestandteil der vorhandenen Bekämfungseinrichtung oder der vorherigen Baugruppe ausgebildet wird.
Eine weitere vorteilhafte Lösung besteht darin, dass die laufende Oberfläche bzw. die laufende Materialbahn in Richtung des Auftragswerkes einen in einem Winkel γ von 5-30°, bevorzugt aber 5-15°, ansteigenden oder in einem Winkel δ von 5-30°, bevorzugt aber 5-15°, abfallenden Verlauf nimmt.
Insbesondere wird bei ansteigendem Verlauf bei hohen Laufgeschwindigkeiten eine Gegenkraft zur Luftgrenzschicht ausgebildet, die zusätzlich oder ggf. sogar allein wirken kann.
Einen abfallenden Verlauf würde dann zu wählen sein, wenn eine Streckung des Auftragsmediums bevorzugt wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch dadurch gelöst, dass ein sich in Querrichtung der laufenden Oberfläche erstreckendes, leistenförmiges Abschirmelement dem Auftragswerk nachgeordnet ist. Völlig überraschend hat sich herausgestellt, dass eine Anordnung nach dem Auftragswerk eine Beruhigungszone schafft, in der keine ungewollten Luftströmungen auftreten und dadurch das Auftragsmedium ungestört auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht werden kann. Das ist vor allem bei schnelllaufenden Maschinen sinnvoll, weil hier hinter dem Auftragswerk sich erneut Luftgrenzschichten aufbauen können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt einsetzbar für ein sogenanntes Vorhang-Auftragswerk (Curtain Coater), welches das Auftragsmedium als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden, frei fallenden Vorhang oder Schleier an die laufende Oberfläche abgibt.
Ein derartiger Vorhang ist bei breiten (ca. 10 m und mehr) und schnelllaufenden (ca. 2000 m/min) Maschinen besonders schwierig stabil und gleichmäßig zu halten, weil er unter anderem sehr stark dem Einfluss der Luftgrenzschicht ausgesetzt ist.
Der Einfluss der Luftgrenzschicht kann erfolgreich minimiert werden, wenn der Abstand zwischen dem Abschirmelement und dem abgegebenen Vorhang nur 3 bis 60 mm, vorzugsweise 20 bis 40 mm beträgt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen.
Im übrigen sind die einzelnen Ausführungsformen nicht nur getrennt voneinander, sondern auch in Kombination miteinander eingesetzt werden.
Insgesamt zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung durch geringe Herstellungskosten aus. Ein weiterer Vorteil ist die Nachrüstung bestehender Streichanlagen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, weil ein problemloses Anpassen auf bestehende Maschinengrößen und den darin enthaltenen Abständen zwischen einzelnen Bauteilen möglich ist.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Es zeigen:

Figuren 1 bis 13: grobschematische Seitenansichten verschiedener Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung

In den Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen auch gleiche Bauteile, wobei aus Übersichtlichkeitsgründen im Wesentlichen nur die Bezugszeichen angegeben sind, die gegenüber den anderen Figuren verändert sind.
In Figur 1 bis 5 ist jeweils eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung mit 1 bezeichnet. Sie umfasst ein Vorhang- Auftragswerk 2, dessen Abgabedüse 3 das gewünschte Auftragsmedium M als Vorhang 4 an eine sich in Laufrichtung L bewegende Oberfläche O abgibt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel betrifft die Oberfläche O eine Materialbahn 5 aus Papier oder Karton, die in direkter Weise beschichtet wird und auf wenigstens eine Bahnseite sich das Auftragsmedium M, beispielsweise wässrige Streichfarbe, als Auftragsschicht 6 auflegt.
Zur Schwächung bzw. Bekämpfung der mit der schnelllaufenden Materialbahn 5 eingetragenen Luftgrenzschicht L_G ist in Laufrichtung L vor dem Auftragswerk 2 eine Bekämpfungs- bzw. Schwächungseinrichtung 7 angeordnet. Diese könnte beispielsweise als ein Saugkasten ausgebildet sein. In dem gezeigten Beispiel ist dafür aber eine auf der laufenden Oberfläche O bzw. der laufenden Materialbahn 5 abrollende Walze gewählt. Die Walze bzw. Bekämpfungseinrichtung 7 (im Nachfolgenden als "Walze" oder "Einrichtung" 7 bezeichnet) quetscht sozusagen die ankommenden Luftgrenzschichten L_G ab und bildet gleichzeitig einen Fixpunkt für die Materialbahn, was sich positiv auf das Laufverhalten der in Laufrichtung L laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton auswirkt. Die Walze 7 kann außerdem mit einer Saugzone S zum zusätzlichen Abziehen der schädlichen Luft ausgerüstet sein, wie Figur 2 zeigt.
Man erkennt aus den Figuren 1 und 2, sowie den nachfolgend erläuterten Figuren 2 bis 5 und 7 bis 13, dass die Materialbahn 5 von oben her der Einrichtung 7, also der Walze 7 zuläuft. Die Walze 7 fungiert dabei aufgrund ihrer Luftabquetschwirkung als Abdichtelement und gleichzeitig auch als Umlenkeinrichtung, so dass die Bahn 5 in im Wesentlichen in horizontaler Richtung zum Vorhang- Auftragswerk 2 gelangt.
Die Walze 7 kann, wie Figur 3 zeigt, auch als Erdung E Verwendung finden, wenn zur elektrostatischen Aufladung der laufenden Oberfläche O bzw. der Materialbahn 5 dazu auf deren gegenüberliegenden Bahnseite eine Elektrodenanordnung 14 vorhanden ist, mit der sich ebenfalls der Einfluss der Luftgrenzschicht L_G minimieren lässt.
Im Übrigen zeigt die Figur 1, dass zur Verbesserung der Bekämpfungswirkung gegen die Luftgrenzschicht L_G wenigstens ein leistenförmiges Abschirmelement 8a der Einrichtung 7 vorgeschaltet ist. Bedeutsam aber ist, dass in Laufrichtung L unmittelbar vor dem Vorhang 4, das heißt als letztes Element vor dem Vorhang 4, wenigstens ein weiteres leistenförmiges Abschirmelement 8b vorgesehen ist. Dieses Abschirmelement 8b ist auf der zu beschichtenden Bahnseite angeordnet und erstreckt sich ebenfalls wie das Abschirmelement 8a parallel und quer - d.h. orthogonal zur Laufrichtung L der laufenden Oberfläche O bw. der Materialbahn 5. Seine Länge ist dabei im Wesentlichen an den Abstand zwischen Walze 7 und dem Vorhang 4 angepasst.
Eine vergrößerte Darstellung davon zeigt Figur 4. Man erkennt, dass zwischen dem Abschirmelement 8b und dem Vorhang 4 nur ein sehr geringer Abstand a verbleibt. Dieser beträgt in etwa 3 bis 60 mm, vorzugsweise 20 bis 40 mm.
Das Abschirmelement 8b ist darüber hinaus gegenüber der in diesem Bereich in etwa horizontal laufenden Oberfläche O bzw. der Materialbahn 5 in einem Winkel α geneigt, wobei α bis zu 5°, vorzugsweise bis zu 2° beträgt. Der zur laufenden Oberfläche O bzw. der Materialbahn 5 verbleibende Spalt b ist dabei äußerst gering, so dass zwar geringe Luftturbulenzen der mitgerissenen Luftgrenzschichten noch bestehen, aber ihre gefährliche Wirkung auf den Vorhang 4 verlieren. Die Anordnung ist so getroffen, dass der Spalt b in Richtung der Einrichtung 7 divergiert und zum Vorhang 4 hin sich vergrößert. Das Abschirmelement 8b kann gefedert aufgehängt sein.
Aus Figur 4 ist außerdem entnehmbar, dass das leistenförmige Abschirmelement 8b an einem Tragkörper 9 befestigt ist. Der Tragkörper 9 dient vor allem der Gewährleistung der Steifigkeit des Abschirmelementes 8b, was vor allem bei breiten Maschinen notwendig ist. In Figur 4 ist außerdem mit gestrichelten Linien gezeigt, dass der Tragkörper 9 bis in die Höhe des Auftragskopfes des Auftragswerk 2 reichen kann, um gleichzeitig den Vorhang über seine ganze Höhe gegen Luftströmungen schützen zu können. Er übt damit eine Doppelfunktion, nämlich Versteifung und Abschirmung, aus.
Figur 5 zeigt in einer weiteren Variante, dass dieser Tragkörper 9 in minimalem Abstand z vom Vorhang- Auftragswerk 2 angeordnet ist. Er bildet hierbei mit dem Abschirmelement 8b eine Abschirm- Baueinheit 10, die somit unabhängig von der Höhen- oder Längsverstellung des Auftragswerkes 2 verfahrbar sowie ein- und ausbaubar ist. Man erkennt aus dieser Figur auch deutlich, eine an die Walze 7 angepasste Form der vorderen Wandfläche, die eine Leitfläche 10a bildet für die von der Walze 7 abgequetschten und aus der Vorrichtung 1 auszutragenden Luftmassen.
In Figur 5 ist außerdem ein Abschirmelement 8c in gestrichelter Form eingezeichnet. Dieses Abschirmelement 8c kann optional vorhanden sein an der vom Vorhang ablaufenden Seite der Materialbahn 5 bzw. der laufenden Oberfläche O, um auch hier den Vorhang 4 vor ungewollten Luftströmungen zu schützen. Der Einbau dieses vertikal angeordneten Elementes 8c ist vor allem bei schnelllaufenden Papier- und/oder Streichmaschinen, die heute aus Wirtschaftlichkeitsgründen mit ca. 2000 m/min betrieben werden, vorgesehen. Das Abschirmelement 8c ist ebenso, wie das Abschirmelement 8b oder Tragkörper 9 bzw. Abschirmbaueinheit 10 in minimalem Abstand zum Vorhang 4 angeordnet, aber lässt einen Sichtspalt w zur laufenden Oberfläche O bzw. der Materialbahn 5 für das Bedienpersonal zur Beobachtung des Vorhangauftrages frei.
Mit Doppelpfeilen ist in den Figuren 4 und 5 die Verstellbarkeit des Abschirmelementes 8b in horizontaler und vertikaler Richtung oder zur Schrägstellung zwecks Einstellung des bereits beschriebenen Anstellwinkels β gekennzeichnet. Ebenfalls ist die Verstellmöglichkeit des Auftragswerkes 2 mit Doppelpfeilen dargestellt. Das Auftragswerk 2 bzw. der Auftragskopf mit Auftragsdüse lässt sich in horizontaler, vertikaler oder schräg verlaufender Richtung verstellen und/oder verschwenken, was insbesondere für das Einrichten der Start oder Stopp-Position notwendig ist.
Der Abstand b zwischen Abschirmelement 8b und der laufenden Oberfläche O bzw. der Materialbahn 5 ist sehr minimal und unter 10 mm groß. Vorzugsweise beträgt der Abstand b nur bis zu 2 mm, höchstvorzugsweise aber nur 0,5 bis 1 mm. Dieser geringe Abstand reicht aus, um die unerwünschten Luftturbulenzen gering zu halten, so dass Luftgrenzschichten L_G vom Vorhang 4 ferngehalten, zumindest aber deren schädlicher Einfluss minimiert wird. Es ist auch ein Berühren der laufenden Oberfläche 0 bzw. der Materialbahn 5 möglich.
Damit sich die Luftgrenzschicht L_G nicht erneut aufbauen kann, reicht - wie schon erwähnt- das Ende des Abschirmelementes 8b bis in den Zwickel der Walze 7 hinein. Dafür ist das Ende dieses Abschirmelementes (sowie auch das Ende des Abschirmelementes 8a bei Figur 1) bzw. dessen eine Stirnseite an die Außenkontur der Walze 7 angepasst. Bei Nichtvorhandensein der Walze 7 ist sinngemäß die Außenkontur an ein nachfolgendes bzw. zwischen Abschirmelementen 8a und 8b vorgesehenes Abschirmelement 8d, wie Figur 6 zeigt, angepasst. Diese Variante ist vor allem für langsamere und weniger breite Maschinen mit demzufolge weniger breit herzustellenden Materialbahnen 5 geeignet.
Figur 7 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Hier ist ein Abschirmelement 8e im zwischen dem Auftragswerk 2 und der Walze 7 bestehenden Raum R angeordnet. Dabei ist zur Schaffung einer effektiven Abschirmung ein Neigungswinkel β vorteilhaft. Dieser Winkel β beträgt im Beispiel ca. 45 °.
Dadurch wird eine Barriere geschaffen gegen das Eindringen der Luftgrenzschicht L_G in den Raum R zum Auftragsbereich hin, vor allem wenn die Materialbahn 5 von oben her dem Auftragswerk 2 zuläuft.
Figur 8 zeigt eine weitere Ausführungsvariante, bei der zusätzlich zum geneigten, im Raum R befindlichem Abschirmelement 8e auch das in Figur 1, 4, 5, gezeigte Abschirmelement 8b vorhanden ist und wodurch die Bekämpfungswirkung deutlich erhöht wird.
Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltungsvariante ist in Figur 9 gezeigt.
Hier ist das Abschirmelement 8b und mit weiteren Abschirmelementen 8a, 8c, 8f und 8g zu einer die Einrichtung bzw. Walze 7 kastenartig, zumindest teilweise umhausenden Abschirmung 11 erweiterbar. Damit wird ein kompakter Raum R geschaffen, aus dem sich schädliche Luft abziehen lässt und darüber hinaus auch den Lärmschutz verbessert. Innerhalb der umhausenden Abschirmung 11 ist im gezeigten Beispiel eine Saugeinrichtung 13 angeordnet. Diese Saugeinrichtung kann allein oder gemeinsam mit der Saugzone S in der Walze 7 die störende Luft absaugen.
Bei der in Figur 10 dargestellten Variante ist das Abschirmelement 8a weggelassen und dafür der Tragkörper 9 (siehe Figur 4 und 5) zur Stützung des Abschirmelementes 8b vorhanden. Es bilden hier die einzelnen Abschirmelemente 8f, 8g und 8b und sowie der Tragkörper 9 ebenfalls eine Abschirmung, die mit 15 bezeichnet ist. Mit dieser Variante soll ebenfalls eine Abschirmung im Bereich der Walze 7 geschaffen werden, wobei ebenfalls wieder eine Saugeinrichtung 13 im Raum R angeordnet sein kann.
Beispielhaft soll Figur 11 angeben, dass das Abschirmelement 8a mit horizontal und vertikal oder auch bogenförmig angeordneten Abschirmteilen 8h sogar so erweiterbar ist, dass sich die gesamte Vorrichtung 1 haubenartig in einer nahezu geschlossenen Klimakammer 16 befindet. Die Erweiterung ist zu beiden Seiten der laufenden Materialbahn 5 möglich. Auch bei dieser Variante ist die Installation der in Figur 9 und 10 gezeigten Saugeinrichtung 13 von Vorteil. Anstelle zu saugen, wäre mit einer Einrichtung 13a auch die Zufuhr eines Mediums in die Kammer 15 oder in Raum R bei Figur 9 und 10 möglich, wodurch speziell gewünschte klimatische Verhältnisse innerhalb der gebildeten Klimakammer einstellbar sind. So könnte beispielsweise Dampf eingespeist werden, welcher dafür sorgt, dass das Auftragsmedium M bzw. die Auftragsschicht 6 auf der Materialbahn 5 nicht so schnell aushärtet und sich dadurch besser vergleichmäßt.
In Figur 11 ist außerdem noch ein, nach dem Vorhang 4, in geringem Abstand zu diesem angeordnetes Abschirmelement 8c eingezeichnet, welches aus Figur 5 auch entnehmbar ist.
In Figur 11 ist noch angedeutet, dass die Klimakammer 16 bzw. die Abschirmelemente 8h bis an den Maschinenboden 17 reichen und die Materialbahn 5 über einer Umlenkwalze 18 nach unten geführt wird. Nicht dargestellt ist die weitere Behandlungsmöglichkeit der Materialbahn 5, wie die Trocknung, Glättung, weitere Beschichtungen usw.
Es soll noch erwähnt sein, das alle Abschirmelemente 8a bis 8h bzw. der Tragkörper 9 aus Edelstahl oder aus Kunststoff gefertigt werden können. Letzteres Material ist in Verbindung mit Elektrostatik, wie in Figur 3 gezeigt ist, oder bei einer Koronarentladung sinnvoll. Bei breiten Maschine sind außerdem weitere nicht dargestellte Versteifungsrippen an den Abschirmelementen 8a-h vorhanden.
Die Breite B aller Abschirmelemente 8a und 8h entsprechen in etwa der Breite der Oberfläche O bzw. der Materialbahn 5, zumindest aber der gewünschten Beschichtungsbreite.
In den vorstehend erläuterten Figuren 1 bis 11 ist jeweils eine von oben her dem Vorhang- Auftragswerk 2 zulaufenden Materialbahn 5 dargestellt, welche auf direktem Wege mit dem vom Vorhang 4 abgegebenen Medium M (beispielsweise pigmenthaltige Pigmentdispersion) beschichtet wird.
Die Materialbahn 5 könnte allerdings auch in indirekter Weise mit dem genannten Auftragsmedium M beschichtet werden, wie Figur 12 zeigt.
Dazu ist eine laufende Oberfläche O in Form eines über Leitwalzen 20 und 21 laufenden Bandes 22 vorhanden. Diese Band 22 empfängt das Auftragsmedium M vom Vorhang 4 und gibt es danach an die Materialbahn 5 ab. Auch bei dieser Variante ist eine Luftgrenzschicht-Bekämpfungs- bzw. Schwächungseinrichtung in Form einer Walze 7 vorgesehen, die auf dem Band 22 abrollt. Ebenfalls wie bei den vorherigen Beispielen ist das Abschirmelement 8b vorgesehen. Selbstverständlich wäre es auch möglich, die Abschirmungen 11, 15 oder Klimakammer 16 vorzusehen, sind aber aus Übersichtlichkeitsgründen in der Figur 12 nicht mit eingezeichnet.
Die in Figur 12 gezeigte Variante ist für den einseitigen Auftrag möglich, aber besonders sinnvoll, wenn die Materialbahn 5 simultan beidseitig behandelt werden soll. Dazu sind spiegelbildlich zwei adäquate Vorrichtungen 1 vorgesehen. Die beiden Leitwalzen 22 bilden miteinander einen Nip N (Pressspalt), den die Materialbahn 5 durchläuft.
Schließlich zeigt die Figur 13, dass die laufende Oberfläche O bzw. die Materialbahn 5 bei allen gezeigten Varianten nach dem Passieren der Einrichtung 7 in Richtung des Auftragswerkes 2 einen in einem Winkel ansteigenden oder abfallenden Verlauf zu einer gedachten Horizontalen H nehmen kann.
Bei ansteigendem Verlauf wird ein Winkel ϕ von größer 90° zwischen dem Vorhang 4 und der laufenden Oberfläche O bzw. Materialbahn 5 erreicht, wogegen bei absteigendem Verlauf der Winkel ϕ' kleiner als 90° ist.
Vorzugsweise beträgt der Winkel γ 5 -30°, vorzugsweise 5-15° bei ansteigender Oberfläche O bzw. der Bahn zwischen ihr und der Horizontale. Dadurch wird eine Gegenkraft zur eingetragenen Luftgrenzschicht L_G gebildet.
Bei abschüssiger Oberfläche O bzw. Materialbahn 5 beträgt der Winkel δ ebenfalls 5-30°, vorzugsweise 5-15°, wodurch eine Streckung und damit Vergleichmäßigung des Vorhanges 4 erreicht wird.
Im Übrigen muss die Materialbahn 5 bei direktem Auftrag nicht korrekt vertikal laufen, sondern kann, wie ebenfalls symbolhaft in Figur 13 eingezeichnet, auch in einem anderen Winkel der Walze 6 zulaufen. Im gewählten Beispiel beträgt der Winkel λ, ausgehend von einer gedachten gestrichelt gezeichneten Vertikalen V ca. 30°.

Bezugszeichenaufstellung

1: Auftragsvorrichtung
2: Vorhang-Auftragswerk
3: Abgabedüse
4: Vorhang
5: Materialbahn
6: Auftragsschicht
7: Bekämpfungs- bzw. Schwächungseinrichtung abrollendes Abdichtelement, Walze
8a-8h: Abschirmelement
9: Tragkörper
10: Abschirm-Baueinheit
10a: Leitfaden
11: Abschirmung
13: Saugeinrichtung
13a: Einrichtung für Zufuhr
14: Elektrodenanordnung
15: Abschirmung
16: Klimakammer
17: Maschinenboden
18: Umlenkwalze
20,21: Leitwalze
22: Band
a: Abstand zwischen Abschirmelement und Vorhang
α: Neigung Abschirmelement zur laufenden Oberfläche
B: Breite
b: Abstand zwischen Abschirmelement und laufender Oberfläche
β: Anstellwinkel
E: Erdung
H: Horizontale
L: Laufrichtung
L_G: Luftgrenzschicht
M: Auftragsmedium
N: Nip, Press-Spalt
O: laufende Oberfläche
R: Raum
S: Saugzone
V: Vertikale
w: Sichtspalt
z: Abstand
δ, γ: Winkel zwischen laufender Oberfläche und Horizontale
ϕ, ϕ': Winkel zwischen Vorhang und laufender Oberfläche bzw. Bahn
λ: Winkel zwischen Materialbahn zur Vertikalen

Claims

Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Auftragen von flüssigem bis pastösem Auftragsmedium, insbesondere wässrige Pigmentsuspension, mit einem Auftragwerk (2) auf eine laufende Oberfläche (O), wobei die Oberfläche (O) bei direktem Auftrag die Oberfläche einer Materialbahn (5), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn ist und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragselementes, beispielsweise eines Auftragsbandes (22) ist, welches das Auftragsmedium (M) dann an die Oberfläche der Materialbahn (5) überträgt und wobei in Laufrichtung (L) der laufenden Oberfläche (O) vor dem Auftragswerk (2) eine Luftgrenzschicht- Bekämpfungs- bzw. Schwächungseinrichtung (7) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Bekämpfungs- bzw. Schwächungseinrichtung (7) wenigstens ein sich in Querrichtung der laufenden Oberfläche (O) erstreckendes, leistenförmiges Abschirmelement (8b) nachgeordnet ist, welches dem Auftragswerk (2) unmittelbar vorgelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Luftgrenzschicht-Bekämpfungs- bzw. Schwächungseinrichtung (7) wenigstens ein weiteres leistenartiges Abschirmelement (8a) vorgelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das wenigstens eine Abschirmelement (8a, 8b) parallel und in geringem Abstand zur, von der Einrichtung (7) weg, dem Auftragswerk (2) zulaufenden Oberfläche (O) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die laufende Oberfläche (O) eine laufende Materialbahn (5) ist, welche bevorzugt in vertikaler Richtung von oben her der Einrichtung (7) zuläuft.
Vorrichtung nach Anspruch einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein weiteres Abschirmelement (8e, 8g) im zwischen dem Auftragswerk (2) und der Einrichtung (7) bestehendem Raum (R) angeordnet ist, welches zur Materialbahn (5) einen Neigungswinkel β von ca. 45° bildet.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einrichtung (7) als ein dichtend an die laufende Oberfläche (O) angedrücktes und auf dieser schlupffrei abrollendes Abdichtelement bzw. als Walze (7) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das abrollende Abdichtelement (7) mit einer Saugzone (5) ausgerüstet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 und/oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das abrollende Abdichtelement (7) als Erdung dient bei einer elektrostatischen Aufladung der Materialbahn (5)
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das abrollende Abdichtelement (7) geeignet ist, um ein Luftpolster zwischen sich und der Materialbahn (5) auszubilden.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
das der Einrichtung (7) zugewandte Ende des leistenförmigen Abschirmelementes (8a, 8b) an die Außenkontur der Einrichtung (7) angepasst ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abschirmelement (8a, 8b) zur laufenden Oberfläche (O) einen Abstand (b) von 0 bis 5 mm, vorzugsweise 0,5 bis 1 mm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis11,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abschirmelement (8b) in einem Winkel α zur laufenden Oberfläche (O) bzw. Materialbahn (5) angeordnet ist, der ca. 0 bis 5 °, vorzugsweise 2° beträgt und in Richtung der Einrichtung (7) zur laufenden Oberfläche (O) hin divergiert.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abschirmelement (8b) einen nur minimalen Abstand zur Einrichtung (7), und /oder gegebenenfalls weiteren vorhandenen Abschirmelementen (8a, 8d, 8e, 8f, 8g) und dem vom Auftragswerk (2) abgegebenem Medium (M) aufweist.
Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Auftragen von flüssigem bis pastösem Auftragsmedium, insbesondere wässrige Pigmentsuspension, mit einem Auftragwerk (2) auf eine laufende Oberfläche (O), wobei die Oberfläche (O) bei direktem Auftrag die Oberfläche einer Materialbahn (5), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn ist und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragselementes, beispielsweise eines Auftragsbandes (22) ist, welches das Auftragsmedium (M) dann an die Oberfläche der Materialbahn (5) überträgt und wobei in Laufrichtung (L) der laufenden Oberfläche (O) vor dem Auftragswerk (2) eine Luftgrenzschicht- Bekämpfungs- bzw. Schwächungseinrichtung (7) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein sich in Querrichtung der laufenden Oberfläche (O) erstreckendes, leistenförmiges Abschirmelement (8c) dem Auftragswerk (2) nachgeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abschirmelement (8a, 8b, 8c, 8h) zur einer das Auftragswerk (2) und/oder die Einrichtung (7) umhausenden Abschirmung (11, 15) bzw. einer Klimakammer (16) erweiterbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abschirmelement (8a, 8b) integraler Bestandteil der Bekämpfungseinrichtung (7) ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abschirmelement (8a bis 8h) aus Edelstahl oder Kunststoff gefertigt ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
innerhalb der umhausenden Abschirmung (11, 15) eine Saugeinrichtung (13), die auch als Mediumszufuhreinrichtung (13a) ausbildbar ist, untergebracht ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
die laufende Oberfläche (O) nach Passieren der Einrichtung (7) in Richtung des Auftragswerkes (2) einen in einem Winkel γ = 5-30°, vorzugsweise 5-15°, ansteigenden oder in einem Winkel δ = 5-30°, vorzugsweise 5-15° abfallenden Verlauf nimmt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Außenfläche der als abrollendes Abdichtelement bzw. Walze ausgebildeten Einrichtung (7) glatt und verchromt ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Außenfläche der als abrollendes Abdichtelement bzw. Walze ausgebildeten Einrichtung (7) weich und eine Härte von < 90 P & J aufweist und daher verformbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Auftragswerk (2) ein Vorhang-Auftragswerk ist, welches das Auftragsmedium als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden, frei fallenden Vorhang (4) an die laufende Oberfläche (O) bzw. die laufende Materialbahn (5) abgibt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstand (a) zwischen dem Abschirmelement (8b, 8c) und dem Vorhang (4) 3 bis 60 mm, vorzugsweise 20 bis 40 mm beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 22 und 23,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abschirmelement (8c) in geringem Abstand und parallel zum Vorhang (4) in solcher Höhe angeordnet ist, dass das Abschirmelement (8c) einen Sichtspalt (w) zur laufenden Oberfläche (O) freilässt.