EP2172592B1 - Vorhang-Auftragswerk - Google Patents
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- EP2172592B1 EP2172592B1 EP09170506A EP09170506A EP2172592B1 EP 2172592 B1 EP2172592 B1 EP 2172592B1 EP 09170506 A EP09170506 A EP 09170506A EP 09170506 A EP09170506 A EP 09170506A EP 2172592 B1 EP2172592 B1 EP 2172592B1
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- European Patent Office
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- curtain
- edge
- guiding
- guide bar
- fibrous material
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Classifications
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- D—TEXTILES; PAPER
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- B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
- B05C5/007—Slide-hopper coaters, i.e. apparatus in which the liquid or other fluent material flows freely on an inclined surface before contacting the work
- B05C5/008—Slide-hopper curtain coaters
Definitions
- the invention relates to a curtain applicator for coating a running paper, cardboard or other fibrous web, comprising a disposed above the fibrous web and at least the width of the fibrous web corresponding curtain applicator for dispensing at least one liquid to pasty application medium in the form of a on or multilayer curtain, which falls substantially to gravity following the fibrous web, wherein for guiding the curtain across its fall path away, ie is provided between a spoiler edge of the applicator head and the surface of the fibrous web at its two edges depending on an edge guide element, wherein the edge guide element is acted upon with an auxiliary liquid for guiding the curtain.
- a generic device and a method is for example from the DE 197 35 588 known.
- a separate partial stream of coating color of the inner surface of an immediately adjacent to the outlet slit of the slot nozzle of the curtain guide element is supplied.
- a separating element is still arranged, which separates the respective edge of the curtain and discharges to the outside.
- a generic device is from the DE -A1 102 32 949 (HPU 11401).
- the curtain delivered by the curtain application unit is guided by edge guiding elements and corresponding emitted free jets of an operating medium, as a lubricant for the curtain edges, so to speak.
- the leadership of the curtain is not optimal with this solution.
- Cause is seen in the free-falling, but laterally unhindered propagation and / or deflection of the working medium beams.
- the coating width can be equal to or less than the width of the fibrous web, which is referred to as "inboard" -Fahrweise.
- the curtain width is greater than the width of the fibrous web.
- edge guiding elements made of porous material are currently being used. These edge guide elements bring the curtain, which is about 200m long, close to the fibrous web.
- the disadvantage here is that the porous material often clogged.
- the serving as a lubricant auxiliary fluid or water is still its amount undefined.
- the liquid used must run constantly, otherwise there is a danger of blockage.
- the required amount of liquid is enormously high and is at least 2 to 15l / h. This amount is higher, the higher the flow rate of the curtain.
- each edge guide element consists of a holder and a guide strip received in the holder, wherein a portion of the outer surface of the guide bar facing the curtain edge and raised and wherein the edge guide element is designed such that two parallel to the curtain, the guide bar down sliding currents are present on auxiliary liquid, which lead the curtain or the edge of the curtain on both sides.
- the inventors have recognized that with two parallel auxiliary liquid streams a considerably safer and more stable guidance of the liquid curtain is possible.
- the bracket extending in the longitudinal direction of the track encompasses the circumference of the guide rail to approximately 30 to 70%.
- the length of the bracket and the guide bar are essentially the same.
- the holder has two diametrically opposite, the auxiliary liquid receiving recesses or channels.
- the guide bar is located centrally between the two channels.
- the guide strip accommodated in the holder has the two channels.
- each channel there is a liquid passage gap between the holder and the guide strip. It is important that the guide bar is raised at least on the side facing the curtain or at its acted upon by the auxiliary liquid part of the outer periphery including a contact surface to the falling curtain, preferably rounded. The curtain edges can thereby create approximately concave on this contact surface and stretch in the direction of the vertices of the guide bar.
- the curtain is thereby guided parallel to the falling direction of the curtain between the two auxiliary liquid flows or films which are parallel to one another and fall vertically along the outer surface of the guide strip.
- the two films thus represent a barrier that the curtain can not skip at its edge.
- the application medium curtain runs down along the guide bar, thereby forming a barrier between the two auxiliary liquid streams.
- the curtain is trapped, as it were, between the two auxiliary liquid flows and thus can not deviate or deflect.
- the surface tension of the application medium ie that of the curtain, supports this act of guiding.
- the order medium curtain is therefore very stable. It has also been found in experiments that in certain cases, the auxiliary liquid with the curtain on the outer edge of the curtain slightly mixed. It was also found that no mixing took place.
- the curtain has automatically applied to the contact surface in all attempts, without the operating staff of the coating machine had to help by hand.
- the stability of the curtain can be optimized by adjusting the flow rate.
- the optimum flow rate was determined in tests 1 to 10 l / h.
- the auxiliary liquid is preferably water, most preferably demineralized water. But even a water / coating mixture or, for example, a water / surfactant, water / thickener, water / starch mixture, etc. is well suited.
- the two parallel auxiliary liquids can be the same type, but also different.
- a circular cylindrical rod with a diameter of 2-20mm, preferably 2.5-6mm, most preferably 4-5mm.
- it can also be formed semicircular, elliptical-cylindrical, semi-elliptical or prismatic cylindrical with rounded corners.
- the guide strip should be designed to be raised on the side facing the media curtain.
- radii are provided in a circular cylindrical shape between 1-10mm, preferably 1.25-3, most preferably 2-2.5mm.
- the flow behavior of the auxiliary liquid is positively influenced if at least the contact surface with the curtain consists of a stainless metal, which is also polished.
- the material can be aluminum, brass or stainless steel.
- the drainage surface may also consist of plastic, in particular Teflon.
- the object of the invention is also achieved with a curtain applicator according to claim 10.
- a solution for improving the curtain stability and avoiding undesirable edge thickening could be found.
- the surface of the fibrous web associated end of the edge guide element is a suction system.
- This suction system has a first suction opening and a second suction opening.
- the first suction opening can cooperate with a counter surface.
- the mating surface here represents the continuous fibrous web.
- the suction sucks the web a bit with and thereby at the same time the web is stabilized in the edge region.
- the distance between the web and the curtain holders, ie the edge guide elements, is automatically set to 0mm. Without this suction effect (if the web does not run along the edge guide element or the edge guide element is lifted from the web) much less or no application medium is sucked in by the curtain, so that the application medium can not or only partially reach the suction system.
- the advantage is that without additional design or process engineering, the suction works optimally in the brushing operation, but that it reduces the suction of application medium outside of the coating operation without counter surface.
- a curtain applicator 1 for coating a paper, board or other fibrous web 2 that moves in the direction L is shown with a liquid to pasty application medium M. It comprises, in addition to some not shown here units, such as air boundary layer control devices, start-stop collecting devices, especially gutters or trays, measuring equipment, feed lines, etc. one above the fibrous web 2 and spaced therefrom arranged and only slightly hinted curtain application head.
- This application head 3 may be formed as a so-called Gleit harshdüse or slot nozzle and is machine width, so reaching across the width of the fibrous web 2, executed.
- the application head 3 can be configured both for a multi-layer application and for a single-layer application, that is to say for a single-layer or multi-layer curtain 4.
- the single-layer or multi-layer curtain 4 drops from the tear-off edge 5 of the application head 3 essentially following the force of gravity, down onto the fibrous web 2 running in the direction L, and deposits on its surface as a coating layer AS.
- FIG. 1 how out FIG. 1 can be seen, the curtain applicator 1 each on each curtain side, so on the driver side FS and drive side TS, (in the figures, only one side is shown) on a lateral, columnar trained edge guide element 6.
- This edge guide element 6 thus serves to guide and also limit the size of the approximately 200 mm long single- or multilayer curtain 4 between the tear-off edge 5 and the surface of the fibrous web 2 at its lateral edges.
- the curtain applicator 1 each on each curtain side, so on the driver side FS and drive side TS, (in the figures, only one side is shown) on a lateral, columnar trained edge guide element 6.
- This edge guide element 6 thus serves to guide and also limit the size of the approximately 200 mm long single- or multilayer curtain 4 between the tear-off edge 5 and the surface of the fibrous web 2 at its lateral edges.
- only the one edge 4a is shown.
- edge guide element 6 is adjustable in the width direction of the curtain 4, as the horizontal double arrow V indicates. In the example shown, the edge guide element 6 is within the width of the fibrous web 2, what is called “inboard” driving.
- FIG. 2 is a the edge guide element 6 from FIG. 1 shown more clearly. It shows this in section along the section line AA FIG. 1
- the edge guide element 6 has in this embodiment, a holder 7, in which two diametrically opposite recesses or channels 8a and 8b are incorporated. These channels 8a and 8b are acted upon by an auxiliary liquid 9, in particular water for guiding or as a lubricant for the curtain 4. Between the auxiliary liquid 9 leading recesses or channels 8 in the middle of a partially the inner side 10 of the edge guide element 6 forming guide rail 11 is installed. How clearly in FIG. 2 can be seen, from the recesses or the channels 8a, 8b outgoing auxiliary fluid passage column 12 of about 0.5 to 5mm width between the holder 7 and guide bar 11 are present. The auxiliary liquid 9 is passed at the uppermost point of the vertical guide bar 11 in the channels 8a, 8b from top to bottom.
- the auxiliary liquid flows in the same direction as the guided curtain 4.
- the guide strip 11 is at least in the region of the inner side 10 of the edge guide element 6 or on its acted upon by the auxiliary liquid 9 outer surface 13 including a contact surface 14 for the falling curtain. 4 rounded (also elliptic or polygonal with rounded edges) shaped.
- the curtain or its edge 4a wets this raised area on both sides of the curtain 4, thereby preventing the detachment from the guide bar.
- the auxiliary liquid 9 water is preferably provided which is sufficiently present in the area of a paper machine or coater. Only about 1 to 10 l / h auxiliary liquid 9 are necessary for guiding and stabilizing the falling curtain 4 when using the edge guide element 6 consisting of the holder 7 and guide strip 11.
- the guide bar 11 has, as already mentioned, a circular cross-section, on the outer surface 13, the curtain edge 4 a or not shown curtain edge 4 b particularly well applies and the curtain 4 is characterized over its entire Fall height does not constrict and remains stable.
- the contact surface 14 of the guide rail 11 may be polished.
- the guide bar is a circular bar with a diameter of 4 mm and is also made of aluminum.
- holder 7 The extending in the longitudinal direction of the web, described above holder 7 surrounds the circumference of the guide rail 11 to about 30 to 70% and is in the FIG. 2 indicated by a circular arrow U (for looping).
- the length of the holder and that of the guide bar are substantially the same and correspond substantially to the drop height of the curtain 4.
- FIG. 3a is another embodiment from that in FIG. 2 shown shown.
- This embodiment shows a semi-elliptical trained guide rail 11.
- the holder 7 is here in three parts, consisting of support plate 7a and side parts 7b and 7c formed.
- In the side part 7a is the channel 8a and in the side part 7b of the channel 8b.
- the curtain 4 is clamped here between the draining on the guide rail 11 auxiliary liquid streams 9, so that the curtain touches the contact surface 14.
- the guide rail 11 has a semicircular cross section and a holder 7 which is divided into parts 7a, 7b. Also as shown in the previous figures, the channels 8a and 8b are provided in the holder 7. The outgoing from the channels auxiliary liquid 9 has here formed a thin film between the guide rail 11 and the curtain 4 including the contact surface 14.
- Figure 3c is a one-piece bracket 7, as in FIG. 2 to see, available.
- Only the guide bar 11 is here instead of a circular or elliptical shape as a polygon shaped so that in the end results in a convex shape .
- the curtain 4 is also here as in FIG. 2 and 3a trapped between the draining on the guide rail 11 auxiliary liquid streams 9, so the curtain 4 touches the contact surface 14.
- the 3d figure shows a further embodiment of the holder 7 and the guide rail 11.
- the holder is designed here U-shaped.
- the guide strip 7 includes the two opposing channels 8a and 8b receiving the auxiliary liquid 9.
- the guide strip 7 is designed so that between the channels 8a and 8b an extension 15 is present.
- the extension 15 is located on its side facing the curtain 4 and also has the contact surface 14 for the falling curtain 4.
- the liquid passage column 12 between the holder 7 and guide bar 11 are present.
- the side facing the curtain 4 with the contact surface 14 is also raised or rounded. The radius is about 2mm.
- FIG. 4 shows a new embodiment of an extraction of coating medium in the edge region of the fibrous web.
- a suction system is arranged at the bottom of the edge guide element 6, . It has a first suction opening 16 and a second suction opening 17.
- the first suction opening 16 can be closed with a mating surface, in particular with the moving fibrous web 2 during the coating process. This means that the suction works differently with the counter surface than without the counter surface. With the counter surface pressed against the suction opening 16, the suction effect of the second curtain 4 directed towards the suction plane 17 acting parallel to the web plane is thereby considerably greater. Without mating surface (without the fibrous web, for example, under the edge guide bar 6) is much less or no coating medium sucked.
- the function change is effected by the illustrated operating principle and switches over almost automatically.
- the advantage is that the extraction works optimally in the brushing operation, but that outside the coating operation, ie when the counter-surface or fibrous web 2 does not close the suction opening 16, the suction (see arrow E1) is reduced to a minimum. As a result, as little application medium as possible can reach the suction system or lines 18 (arrow E2). The extraction system is thereby less dirty and less prone to failure.
- the fibrous web 2 is sucked slightly in the suction, which advantageously stabilizes the fibrous web 2 in the edge region.
- the distance a of the web 2 from the edge guide element 7 is thereby automatically set to 0mm.
- the particular advantage here is that "heavy edges", ie edge thickening 19 in the application layer AS, caused by constrictions 20 of the curtain 4 are avoided.
- This undesirable effect with the edge thickening 19, constriction 20 and a distance a between the surface of the fibrous web and the underside of the edge guide element 6 is in FIG. 5a indicated.
- FIG. 5b shows a level application layer AS achieved with the applicator according to the invention without the edge thickenings or edge beads 19 without constriction 20 and also a distance a of 0 mm.
Landscapes
- Coating Apparatus (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft ein Vorhang-Auftragswerk zur Beschichtung einer laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn, aufweisend einen oberhalb der Faserstoffbahn angeordneten und mindestens der Breite der Faserstoffbahn entsprechenden Vorhang-Auftragskopf zur Abgabe wenigstens eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums in Form eines ein- oder mehrschichtigen Vorhangs, der im Wesentlichen der Schwerkraft folgend auf die Faserstoffbahn herabfällt, wobei zur Führung des Vorhangs über seinen Fallweg hinweg, d.h. zwischen einer Abrisskante des Auftragskopfes und der Oberfläche der Faserstoffbahn an seinen beiden Rändern je ein Randführungselement vorgesehen ist, wobei das Randführungselement mit einer Hilfsflüssigkeit zur Führung des Vorhangs beaufschlagt ist.
- Eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein Verfahren ist beispielsweise aus der
DE 197 35 588 bekannt. In dieser Druckschrift ist offenbart, dass zur Spreizung des Vorhangs an jedem Rand ein getrennter Teilstrom von Streichfarbe der Innenfläche eines unmittelbar neben dem Austrittsspalt der Schlitzdüse des Vorhangs vorhandenen Führungselementes zugeführt wird. Unterhalb des Führungselementes ist noch ein Trennelement angeordnet, das den jeweiligen Rand des Vorhangs abtrennt und nach außen abführt. - Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der
DE -A1 102 32 949 (HPU 11401) bekannt. Hierbei wurde vorgeschlagen, dass der vom Vorhang-Auftragswerk abgegebene Vorhang mittels Randführungselementen und entsprechenden abgegebenen freien Strahlen eines Betriebsmediums, sozusagen als Gleitmittel für die Vorhangränder, geführt wird. Die Führung des Vorhanges ist mit dieser Lösung noch nicht optimal. Ursache wird in den freifallenden, aber seitlich ungehindertem Ausbreiten und /oder Auslenken der Betriebsmediumsstrahlen gesehen. - Mit den bekannten Vorhang-Auftragswerken sind sowohl nur eine Schicht als auch mehrere Schichten eines Auftragsmediums abgebbar. Die Auftragsmedien können dabei von unterschiedlicher Art sein. Eine Ausführungsart eines Vorhang-Auftragswerkes ist unter anderem aus der
EP- A1- 1 255 615 bekannt und wird in Fachkreisen als "Slide Die", also Gleitschichtdüse bezeichnet. Diese so genannte Gleitschichtdüse enthält mindestens zwei Auftragsmediumskammern, aus denen das Medium jeweils über einen Zufuhrspalt, der wiederum jeweils in eine schlitzförmige Austrittsdüse übergeht, auf eine Gleitfläche der Gleitschichtdüse gelangt. Das aus den parallel hintereinander angeordneten Austrittsdüsen austretende Auftragsmedium legt sich dabei übereinander. An einer Abrisskante oder auch als Ablöselinie zu bezeichnenden Kante der Düse löst sich diese Mehrfachschicht ab und fällt als mehrschichtiger Vorhang herab entweder zunächst auf eine zwischengeschaltete Leitplatte oder direkt auf das zu beschichtende Substrat bzw. die Oberfläche der laufenden Faserstoffbahn. - Es sind aber auch andere Ausführungen von Auftragsköpfen bekannt, bei denen eine oder mehrere Schlitzdüsen nach unten in Richtung auf die darunter laufende Faserstoffbahn zeigen. Hierzu wird auf die
DE-A1 10012344 für einschichtigen Auftrag und dieDE-A1 10359117 für Mehrschichtauftrag verwiesen. - Beim Streichen - sowohl beim einschichtigen als auch mehrschichtigen Auftrag - mit dem Vorhang-Auftragswerk (Curtain Coater) kann die Beschichtungsbreite gleich oder auch kleiner als die Breite der Faserstoffbahn sein, was als "inboard"-Fahrweise bezeichnet wird.
- Bei so genannter "overboard"-Fahrweise ist dagegen die Vorhangbreite größer als die Faserstoffbahnbreite.
- In der Praxis werden derzeit Randführungselemente aus porösem Material eingesetzt. Diese Randführungselemente führen den Vorhang, der ca. 200m lang ist, bis nahe an die Faserstoffbahn heran. Nachteilig ist dabei, dass das poröse Material häufig verstopft.
- Die als Gleitmittel dienende Hilfsflüssigkeit bzw. Wasser ist seiner Menge noch undefiniert. Die verwendete Flüssigkeit muss ständig laufen, weil sonst Verstopfungsgefahr droht. Die benötigte Flüssigkeitsmenge ist dadurch enorm hoch und beträgt mindestens 2 bis 15l/h. Diese Menge ist umso höher, je höher die Durchflussmenge des Vorhangs ist.
- Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, die die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr aufweist.
- Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Vorhang-Auftragswerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass jedes Randführungselement aus einer Halterung und einer in der Halterung aufgenommenen Führungsleiste besteht, wobei ein Teilbereich der Außenfläche der Führungsleiste dem Vorhangrand zugewandt und erhaben ausgebildet ist und wobei das Randführungselement derart gestaltet ist, dass zwei parallel zum Vorhang die Führungsleiste hinabgleitende Ströme an Hilfsflüssigkeit vorhanden sind, die den Vorhang bzw. den Rand des Vorhangs beidseitig führen.
- Die Erfinder haben erkannt, dass mit zwei parallelen Hilfsflüssigkeitsströmen eine erheblich sichere und stabilere Führung des flüssigen Vorhangs möglich ist.
- Die sich in Bahnlängsrichtung erstreckende Halterung umgreift den Umfang der Führungsleiste zu etwa 30 bis 70%. Die Länge der Halterung und die der Führungsleiste sind im Wesentlichen gleich.
- In einer zweckmäßigen Ausführungsform weist die Halterung zwei sich diametral gegenüberliegende, die Hilfsflüssigkeit aufnehmende Aussparungen bzw. Kanäle auf. In einer ersten Ausführungsform befindet sich die Führungsleiste mittig zwischen den beiden Kanälen. In einer weiteren möglichen Ausführungsform weist die in der Halterung aufgenommene Führungsleiste die beiden Kanäle auf.
- Bei beiden Varianten ist es so, dass von jedem Kanal ausgehend, ein Flüssigkeits-Durchlassspalt zwischen Halterung und Führungsleiste besteht. Wichtig ist dabei, dass die Führungsleiste zumindest an der dem Vorhang zugewandten Seite bzw. an ihrem mit der Hilfsflüssigkeit beaufschlagten Teil des Außenumfanges einschließlich einer Kontaktfläche zum fallenden Vorhang erhaben, vorzugsweise abgerundet ausgebildet ist. Die Vorhangsränder können sich dadurch in etwa konkav an diese Kontaktfläche anlegen und sich in Richtung der Scheitelpunkte der Führungsleiste strecken.
- Der Vorhang wird dadurch zwischen den zwei zueinander parallelen, senkrecht entlang der Außenfläche der Führungsleiste fallenden Hilfsflüssigkeitsströmen bzw. Filmen parallel zur Fallrichtung des Vorhangs geführt. Die beiden Filme stellen dadurch eine Barriere dar, die der Vorhang an seinem Randbereich nicht überspringen kann. Oder anders ausgedrückt: der Auftragsmediumsvorhang läuft entlang der Führungsleiste nach unten und bildet dabei eine Sperre zwischen den beiden Hilfsflüssigkeitsströmen. Der Vorhang ist sozusagen gefangen zwischen den beiden Hilfsflüssigkeitsströmen und kann dadurch nicht abweichen oder auslenken. Offenbar unterstützt dabei die Oberflächenspannung des Auftragsmediums, also die des Vorhangs, diesen Akt der Führung. Der Auftragsmediumsvorhang fällt dadurch sehr stabil.
Es wurde in Versuchen ebenfalls festgestellt, dass sich in bestimmten Fällen die Hilfsflüssigkeit mit den Vorhang am äußeren Vorhangrand leicht vermischt. Ebenso wurde festgestellt, dass keine Vermischung stattfand. - Völlig überraschend hat sich in allen Versuchen aber der Vorhang selbsttätig an die Kontaktfläche angelegt, ohne dass das Bedienpersonal der Streichmaschine händisch nachhelfen musste.
- Es ist auch vorteilhaft, wenn ein dünner Film an Hilfsflüssigkeit sich zwischen Mediumsvorhang und Führungsleiste ausbildet, also wenn Hilfsflüssigkeit die senkrechte Führungsleiste herabfließt. Dadurch lassen sich mögliche Ablagerungen an der Kontaktfläche vermeiden.
- Zweckmäßig ist es, dass die Stabilität des Vorhangs durch Einstellung der Strömungsmenge optimiert werden kann. Als optimale Strömungsmenge wurden in Versuchen 1 bis 10l/h ermittelt.
- Als Hilfsflüssigkeit ist vorzugsweise Wasser, höchstvorzugsweise demineralisiertes Wasser vorgesehen. Aber auch ein Wasser/Streichfarbengemisch oder beispielsweise ein Wasser/Tensid-, Wasser/Verdicker-, Wasser/Stärke-Gemisch usw. ist gut geeignet.
- Die beiden parallelen Hilfsflüssigkeiten können von gleicher Art sein, aber auch unterschiedlich sein.
- Als Führungsleiste eignet sich besonders, wie schon gesagt, ein kreiszylindrischer Stab mit einem Durchmesser von 2-20mm, vorzugsweise 2,5-6mm, höchstvorzugsweise 4-5mm.
Sie kann allerdings auch halbrund, elliptisch-zylindrisch, halbelliptisch oder prismenzylindrisch mit abgerundeten Ecken ausgebildet sein.
Zumindest sollte die Führungsleiste aber an der zum Mediumsvorhang weisenden Seite erhaben ausgebildet sein. Auch hierbei sind Radien bei kreiszylindrischer Form zwischen 1-10mm, vorzugsweise 1,25-3, höchstvorzugsweise 2-2,5mm vorgesehen. - Positiv beeinflusst wird das Ablaufverhalten der Hilfsflüssigkeit, wenn zumindest die Kontaktfläche zum Vorhang aus einem nichtrostenden Metall, welches zudem noch poliert ist, besteht. Als Werkstoff kann Aluminium, Messing oder Edelstahl Verwendung finden. Die Ablauffläche kann allerdings auch aus Kunststoff, insbesondere Teflon bestehen.
- Die Aufgabe der Erfindung wird auch mit einem Vorhang- Auftragswerk gemäß Anspruch 10 gelöst.
Es konnte eine Lösung zur Verbesserung der Vorhangstabilität und zur Vermeidung der unerwünschten Randverdickungen gefunden werden. - Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sich am unteren, der Oberfläche der Faserstoffbahn zugeordneten Ende des Randführelementes ein Absaugsystem befindet. Dieses Absaugsystem weist eine erste Absaugöffnung und eine zweite Absaugöffnung auf. Die erste Absaugöffnung kann mit einer Gegenfläche zusammenarbeiten. Die Gegenfläche stellt hier die laufende Faserstoffbahn dar. Während des Streichbetriebes (bei inboard-Fahrweise) wird die Bahn gegen diese erste Absaugöffnung gedrückt und diese dadurch verschlossen. Die Saugwirkung, d.h. die Saugkraft und Sauggeschwindigkeit der zweiten in Bahnebene wirkenden Absaugöffnung wird dadurch größer. Dadurch kann der Vorhangrand, einschließlich Hilfsflüssigkeit, an seinem untern Ende optimal abgesaugt werden. Gleichzeitig werden unerwünscht auftretende Auftragsmediumsanhäufungen durch Einschnürung auf der Bahnoberfläche egalisiert. Die Absaugung saugt die Bahn etwas mit an und dadurch wird zugleich die Bahn im Randbereich stabilisiert. Der Abstand der Bahn zu den Vorhanghaltern, d.h. den Randführelementen, wird dadurch automatisch auf 0mm eingestellt.
Ohne diese Saugwirkung (wenn die Bahn nicht am Randführungselement entlangläuft oder das Randführungselement von der Bahn abgehoben ist) wird wesentlich weniger oder gar kein Auftragsmedium vom Vorhang eingesaugt, so dass das Auftragsmedium nicht oder nur zum geringen Teil in das Absaugsystem gelangen kann. - Aufgrund der konstruktiven Ausgestaltung des Absaugsystems erfolgt die Funktionsänderung - Absaugen mit oder ohne Gegenfläche- automatisch. Der Vorteil ist, dass ohne zusätzlichen konstruktiven oder verfahrenstechnischen Aufwand die Absaugung im Streichbetrieb optimal arbeitet, dass sie aber außerhalb des Streichbetriebes ohne Gegenfläche das Einsaugen von Auftragsmedium reduziert.
- Die erfindungsgemäßen Vorhang-Auftragswerke haben folgende Vorteile:
- stabile Führung des flüssigen Vorhangs ohne Auslenkung und Schwankung
- der Vorhang löst sich nicht vom Führungselement
- der Vorhang legt sich selbsttätig an die Führungsleisten an
- die Führungsleisten sind selbstreinigend
- die Führung des Vorhangs ist sowohl bei niedrigen (2,5l/min/m) als auch bei hohen (>30l/min/m) Durchflussmengen stabil
- der vom Auftragswerk abgegebene Vorhang erzeugt keine Randwülste bzw. Strichgewichtserhöhungen auf der Oberfläche der Faserstoffbahn
- die vorgeschlagene Vorhangsführung eignet sich für Auftragswerke mit Schlitzdüsen, für Gleitschichtdüsen, für Tandem- und Twindüsen sowie für Einschicht- oder Mehrschichtauftrag
- die vorgeschlagene Vorhangsführung eignet sich gleichermaßen gut für inboard-Fahrweise (Bahnbreite ist größer als die Vorhangsbreite) und overboard-Fahrweise (Bahnbreite ist kleiner als die Vorhangbreite)
- die vorgeschlagene Vorhangsführung eignet sich gleichermaßen gut für einen Auftrag im gestützten Bereich der Faserstoffbahn, als auch für einen Auftrag im freien Zug,
- für die Vorhangführung ist nur eine geringe Hilfsflüssigkeitsmenge notwendig
- einfache Bauweise
- neuartiges Absaugsystem
- nachträglicher Einbau in bestehende Vorhang-Auftragswerke ist möglich
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
- Figur 1:
- ein erfindungsgemäßes Vorhang-Auftragwerk mit Randführungs- elementen in schematischer perspektivischer Darstellung
- Figur 2:
- eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Randführungs- elementes aus
Figur 1 , entlang der Schnittlinie AA, - Figur 3a bis 3d:
- eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Randführungs- elementes aus
Figur 1 , entlang der Schnittlinie AA, - Figur 4:
- eine Seitenansicht auf den unteren Bereich des erfindungsgemäßen Randführungselementes aus
Figur 1 , - Figur 5a und 5b:
- schematische Darstellungen des Auftragsergebnisses ohne und mit erfindungsgemäßem Auftragswerk
- In der
Figur 1 ist ein Vorhang-Auftragswerk 1 zur Beschichtung einer in Richtung L sich bewegenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn 2 mit einem flüssigen bis pastösen Auftragsmedium M gezeigt. Es umfasst neben einigen hier nicht mit dargestellten Einheiten, wie Luftgrenzschicht-Bekämpfungseinrichtungen, Start-Stopp-Auffangeinrichtungen, insbesondere Rinnen oder Wannen, Messeinrichtungen, Zuführleitungen usw. einen oberhalb der Faserstoffbahn 2 und von ihr beabstandet angeordneten und nur ansatzweise angedeuteten Vorhang- Auftragskopf 3. Dieser Auftragskopf 3 kann als so genannte Gleitschichtdüse oder Schlitzdüse ausgebildet sein und ist maschinenbreit, also über die Breite der Faserstoffbahn 2 reichend, ausgeführt. Der Auftragskopf 3 kann sowohl für einen Mehrschichtauftrag als auch für einschichtigen Auftrag, also für einen ein- oder mehrschichtigen Vorhang 4 ausgebildet sein. Der ein- oder mehrschichtige Vorhang 4 fällt von der Abrisskante 5 des Auftragskopfes 3 aus im wesentlichen der Schwerkraft folgend, auf die in Richtung L laufende Faserstoffbahn 2 herab und legt sich auf deren Oberfläche als Auftragsschicht AS ab. - Wie aus
Figur 1 zu entnehmen ist, weist das Vorhang-Auftragswerk 1 jeweils an jeder Vorhangseite, also an Führerseite FS und Triebseite TS, (in den Figuren ist immer nur eine Seite dargestellt) ein seitliches, säulenartig ausgebildetes Randführungselement 6 auf. Dadurch will man Querkontraktionen vermeiden. Dieses Randführungselement 6 dient damit der Führung und auch Formatbegrenzung des ca. 200mm langen ein- oder mehrschichtigen Vorhanges 4 zwischen der Abrisskante 5 und der Oberfläche der Faserstoffbahn 2 an seinen seitlichen Rändern. In derFigur 1 ist wie schon gesagt, nur der eine Rand 4a dargestellt. - Das in
Figur 1 sichtbare Randführungselement 6 ist in Breitenrichtung des Vorhanges 4 verstellbar, wie der waagerechte Doppelpfeil V angibt. Im gezeigten Beispiel befindet sich das Randführungselement 6 innerhalb der Breite der Faserstoffbahn 2, was als "inboard"-Fahrweise bezeichnet wird. - In
Figur 2 ist eine das Randführungselement 6 ausFigur 1 deutlicher dargestellt. Es zeigt dieses im Schnitt entlang der Schnittlinie A-A ausFigur 1 - Das Randführungselement 6 weist in dieser Ausführungsform eine Halterung 7 auf, in die zwei diametral gegenüberliegende Aussparungen bzw. Kanäle 8a und 8b eingearbeitet sind. Diese Kanäle 8a und 8b sind mit einer Hilfsflüssigkeit 9, insbesondere Wasser zur Führung bzw. als Gleitmittel für den Vorhang 4 beaufschlagt. Zwischen den die Hilfsflüssigkeit 9 führenden Aussparungen bzw. Kanälen 8 ist mittig eine teilweise die Innenseite 10 des Randführelementes 6 bildende Führungsleiste 11 eingebaut. Wie deutlich in
Figur 2 zu erkennen ist, sind von den Aussparungen bzw. den Kanälen 8a, 8b ausgehende Hilfsflüssigkeits-Durchlass-Spalte 12 von ca. 0,5 bis 5mm Breite zwischen Halterung 7 und Führungsleiste 11 vorhanden. Die Hilfsflüssigkeit 9 wird am obersten Punkt der senkrecht stehenden Führungsleiste 11 in die Kanäle 8a, 8b von oben nach unten geleitet. Durch die Wirkung der Schwerkraft fließt die Hilfsflüssigkeit in gleicher Richtung wie der geführte Vorhang 4. Die Führungsleiste 11 ist zumindest im Bereich der Innenseite 10 des Randführungselementes 6 bzw. an ihrer mit der Hilfsflüssigkeit 9 beaufschlagten Außenfläche 13 einschließlich einer Kontaktfläche 14 für den fallenden Vorhang 4 abgerundet (auch elliptisch oder polygonal mit Abrundungen) geformt. Der Vorhang bzw. sein Rand 4a benetzt diesen erhabenen Bereich zu beiden Seiten des Vorhangs 4 und verhindert dabei das Ablösen von der Führungsleiste. Als Hilfsflüssigkeit 9 wird vorzugsweise Wasser vorgesehen, welches im Bereich einer Papiermaschine oder Streichmaschine in ausreichendem Maße vorhanden ist. Nur ca. 1 bis 10l/h Hilfsflüssigkeit 9 sind zur Führung und Stabilisierung des fallenden Vorhangs 4 bei Verwendung des aus Halterung 7 und Führungsleiste 11 bestehenden Randführungselementes 6 notwendig. - Die Führungsleiste 11 hat, wie schon erwähnt, einen kreisrunden Querschnitt, an dessen Außenfläche 13 sich der Vorhangrand 4a bzw. nicht gezeigte Vorhangrand 4b besonders gut anlegt und der Vorhang 4 sich dadurch über seine gesamte Fallhöhe nicht einschnürt und stabil bleibt.
- Die Kontaktfläche 14 der Führungsleiste 11 kann poliert sein. Im gewählten Beispiel ist die Führungsleiste ein kreisrunder Stab mit einem Durchmesser von 4 mm und ist außerdem aus Aluminium gefertigt.
- Die sich in Bahnlängsrichtung erstreckende, oben beschriebene Halterung 7 umgreift den Umfang der Führungsleiste 11 zu etwa 30 bis 70% und ist in der
Figur 2 mit einem kreisbogenförmigen Pfeil U (für Umschlingung) angegeben. Die Länge der Halterung und die der Führungsleiste sind im Wesentlichen gleich und entspricht im Wesentlichen der Fallhöhe des Vorhangs 4. - In
Figur 3a ist eine andere Ausführungsform gegenüber der inFigur 2 gezeigten dargestellt. Diese Ausführungsform zeigt eine halbelliptisch ausgebildete Führungsleiste 11. Die Halterung 7 ist hier dreiteilig, bestehend aus Halteplatte 7a und Seitenteilen 7b und 7c ausgebildet. Im Seitenteil 7a befindet sich der Kanal 8a und im Seitenteil 7b der Kanal 8b. Der Vorhang 4 ist hier zwischen den an der Führungsleiste 11 herablaufenden Hilfsflüssigkeitsströmen 9 eingeklemmt, so dass der Vorhang die Kontaktfläche 14 berührt. - In
Figur 3b ist gezeigt, dass die Führungsleiste 11 einen halbkreisförmigen Querschnitt und eine Halterung 7, die in Teile 7a, 7b geteilt ist, aufweist. Ebenfalls wie in den vorherigen Figuren gezeigt sind die Kanäle 8a und 8b in der Halterung 7 vorhanden. Die von den Kanälen ausgehende Hilfsflüssigkeit 9 hat hier einen dünnen Film zwischen Führungsleiste 11 und dem Vorhang 4 einschließlich der Kontaktfläche 14 gebildet. - In
Figur 3c ist eine einteilig ausgeführte Halterung 7, wie inFigur 2 zu sehen, vorhanden. Lediglich ist die Führungsleiste 11 anstelle einer kreisrunden oder elliptischen Form hier als Polygon so geformt, dass im Endeffekt sich eine konvexe Form ergibt.. Der Vorhang 4 ist hier ebenfalls wie beiFigur 2 und3a zwischen den an der Führungsleiste 11 herablaufenden Hilfsflüssigkeitsströmen 9 eingeklemmt, so dass der Vorhang 4 die Kontaktfläche 14 berührt. - Die
Figur 3d zeigt eine weitere Ausführungsform der Halterung 7 und der Führungsleiste 11. Die Halterung ist hier U- förmig ausgestaltet. Im Gegensatz zu den vorherigen, gezeigten Ausführungsformen beinhaltet hierbei die Führungsleiste 7 die zwei sich gegenüberstehenden und die Hilfsflüssigkeit 9 aufnehmende Kanäle 8a und 8b. Die Führungsleiste 7 ist so gestaltet, dass zwischen den Kanälen 8a und 8b ein Fortsatz 15 vorhanden ist. Der Fortsatz 15 befindet sich an seiner zum Vorhang 4 zugewandten Seite und weist auch die Kontaktfläche 14 für den fallenden Vorhang 4 auf. Auch bei dieser Ausführungsform sind zwischen den Kanälen 8a, 8b die Flüssigkeits-Durchlass-Spalte 12 zwischen Halterung 7 und Führungsleiste 11 (hier am Fortsatz15) vorhanden. Die zum Vorhang 4 zeigenden Seite mit der Kontaktfläche 14 ist ebenfalls erhaben bzw. abgerundet ausgebildet. Der Radius beträgt ca. 2mm. -
Figur 4 zeigt eine neue Ausführungsform für eine Absaugung von Auftragsmedium im Randbereich der Faserstoffbahn. An der Unterseite des Randführelementes 6 ist ein Absaugsystem angeordnet. Es weist eine erste Absaugöffnung 16 und eine zweite Absaugöffnung 17 auf. Die erste Absaugöffnung 16 ist mit einer Gegenfläche, insbesondere mit der laufenden Faserstoffbahn 2 während des Beschichtungsvorgangs verschließbar. Das bedeutet, die Absaugung arbeitet mit der Gegenfläche anders als ohne Gegenfläche. Mit der gegen die Absaugöffnung 16 gedrückten Gegenfläche ist die Saugwirkung der zweiten zum Vorhang 4 hin gerichteten, parallel zur Bahnebene wirkenden Absaugöffnung 17 dadurch erheblich größer. Ohne Gegenfläche (ohne dass sich die Faserstoffbahn beispielsweise unter der Randführungsleiste 6 befindet) wird wesentlich weniger oder gar kein Auftragsmedium eingesaugt. Die Funktionsänderung wird durch das dargestellte Funktionsprinzip bewirkt und schaltet quasi automatisch um. Der Vorteil ist, dass die Absaugung im Streichbetrieb optimal arbeitet, dass sie aber außerhalb des Streichbetriebes, also wenn die Gegenfläche bzw. Faserstoffbahn 2 nicht die Absaugöffnung 16 verschließt, das Einsaugen (siehe Pfeil E1) auf ein Minimum reduziert wird. Dadurch kann möglichst wenig Auftragsmedium in das Absaugsystem bzw. Leitungen 18 (Pfeil E2) gelangen. Die Absauganlage wird dadurch weniger verschmutzt und ist weniger störanfällig. - Im Übrigen wird die Faserstoffbahn 2 bei der Absaugung etwas angesaugt, wodurch sich in vorteilhafter Weise die Faserstoffbahn 2 im Randbereich stabilisiert.
Der Abstand a der Bahn 2 vom Randführungselement 7 wird dadurch automatisch auf 0mm eingestellt. Der besondere Vorteil hierbei ist, dass "schwere Ränder", also Randverdickungen 19 in der Auftragsschicht AS, bedingt durch Einschnürungen 20 des Vorhangs 4 vermieden werden. Diese unerwünschte Auswirkung mit der Randverdickung 19, Einschnürung 20 und einem Abstand a zwischen Oberfläche der Faserstoffbahn und der Unterseite des Randführelementes 6 ist inFigur 5a angedeutet.
Figur 5b zeigt dagegen eine mit dem erfindungsgemäßen Auftragswerk erzielte ebene Auftragsschicht AS ohne die Randverdickungen bzw. Randwülste 19 ohne Einschnürung 20 und auch einen Abstand a von 0mm. -
- 1
- Vorhang-Auftragswerk
- 2
- Faserstoffbahn
- 3
- Vorhang-Auftragskopf
- 4
- Vorhang
- 4a, 4b
- seitlicher Vorhangrand
- 5
- Abrisskante
- 6
- Randführungselement
- 7
- Halterung
- 7a
- Halteplatte
- 7b, 7c
- Seitenteil
- 8a, 8b
- Kanal- bzw. Aussparung
- 9
- Hilfsflüssigkeit
- 10
- Innenseite
- 11
- Führungsleiste
- 12
- Durchlass- Spalt
- 13
- Außenfläche
- 14
- Kontaktfläche
- 15
- Fortsatz der Führungsleiste
- 16
- erste Absaugöffnung
- 17
- zweite Absaugöffnung
- 18
- Absaugleitung
- 19
- Randverdickung der Auftragsschicht
- 20
- Einschnürung des Vorhangs
- AS
- Auftragsschicht
- L
- Laufrichtung
- M
- Auftragsmedium
- FS
- Führerseite
- TS
- Triebseite
- V
- Doppelpfeil-Verstellrichtung
- E1, E2
- Pfeil-Absaugrichtung
- U
- Umschlingung
Claims (7)
- Vorhang-Auftragswerk (1) zur Beschichtung einer laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn (2), aufweisend einen oberhalb der Faserstoffbahn (2) angeordneten und mindestens der Breite der Faserstoffbahn (2) entsprechenden Vorhang-Auftragskopf (3) zur Abgabe wenigstens eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums (M) in Form eines ein- oder mehrschichtigen Vorhangs (4), der im Wesentlichen der Schwerkraft folgend auf die Faserstoffbahn (2) herabfällt, wobei zur Führung des Vorhangs (4) über seinen Fallweg hinweg, d.h. zwischen einer Abrisskante (5) des Auftragskopfes (3) und der Oberfläche der Faserstoffbahn (2) an seinen beiden Rändern (4a, 4b) je ein Randführungselement (6) vorgesehen ist, wobei das Randführungselement (6) mit einer Hilfsflüssigkeit (9) zur Führung des Vorhangs (4) beaufschlagt ist und aufweisend ein Absaugsystem zum Absaugen des Vorhangrandes (4a, 4b) einschließlich Hilfsflüssigkeit (9), dadurch gekennzeichnet, dass
jedes Randführungselement (6) aus einer Halterung (7) und einer in der Halterung (7) aufgenommenen Führungsleisten (11) besteht, wobei die Halterung (7) zwei sich gegenüberstehende, die Hilfsflüssigkeit (9) aufnehmende Kanäle (8a, 8b) aufweist, zwischen denen mittig die Führungsleiste (11) derart eingesetzt ist, dass von den Kanälen (8a, 8b) ausgehende Flüssigkeits-Durchlass-Spalte (12) zwischen Halterung (7) und Führungsleiste (11) verbleiben und wobei die Führungsleiste (11) eine Kontaktfläche (14) für den fallenden Vorhang (4) aufweist, die als ein Teilbereich der Außenfläche (13) der Führungsleisten (11) dem Vorhangrand (4a, 4b) zugewandt und erhaben ausgebildet ist und wobei die zwei parallel zum Vorhang (4) die Führungsleiste (11) hinabgleitenden Ströme an Hilfsflüssigkeit (9) den Vorhang (4) bzw. den Rand (4a, 4b) des Vorhangs (4) beidseitig führen und dass außerdem sich an der Unterseite des Randführelementes (6) das Absaugsystem befindet, wobei eine erste Absaugöffnung (16) und eine zweite Absaugöffnung (17) vorhanden ist und wobei die erste Absaugöffnung (16) mit einer Gegenfläche, insbesondere der laufenden Faserstoffbahn (2) während des Beschichtungsvorgangs verschließbar ist und die Saugwirkung der zweiten zum Vorhang (4) hin gerichteten, parallel zur Bahnebene wirkenden Absaugöffnung (17) dadurch verstärkbar ist. - Vorhang-Auftragswerk (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsleiste (7) zwei sich gegenüberstehende, die Hilfsflüssigkeit (9) aufnehmende Kanäle (8a, 8b) aufweist, zwischen denen ein Fortsatz (15) der Führungsleisten (7) vorhanden ist, wobei der Fortsatz (15) an seiner zum Vorhang (4) zugewandten Seite die Kontaktfläche (14) für den fallenden Vorhang (4) aufweist und wobei von den Kanälen (8a, 8b) ausgehende Flüssigkeits-Durchlass-Spalte (12) zwischen Hälterung (7,) und Führungsleiste (11) vorhanden sind. - Vorhang-Auftragswerk nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest die dem Vorhang (4) zugewandte Seite der Führungsleiste (11) bzw. des Fortsatzes (15) abgerundet ist und mit einem Radius zwischen 1-10mm, vorzugsweise 1,25 - 5mm, höchstvorzugsweise 2 - 2,5mm versehen ist. - Vorhang-Auftragswerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die gesamte Führungsleiste (11) eine kreiszylindrische Form mit einem Radius zwischen 1 - 10mm, vorzugsweise 1,25 - 3mm, höchstvorzugsweise 2 - 2,5mm aufweist. - Vorhang-Auftragswerk nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest die Kontaktfläche (14) der Führungsleiste (11) poliert ist und aus nichtrostendem Metall, wie Aluminium, Messing oder Edelstahl oder auch aus Kunststoff besteht. - Vorhang-Auftragswerk nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass als Hilfsftüssigkeit (9) vorzugsweise Wasser, höchstvorzugsweise demineralisiertes Wasser, aber auch ein Wasser/Streichfarbengemisch oder ein Gemisch aus Wasser mit beispielsweise Tensiden, Verdickern, Stärke verwendbar ist. - Vorhang-Auftragswerk nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
nur ca. 1 bis 10l/h Hilfsflüssigkeit, (9) zur Führung und Stabilisierung des fallenden Vorhangs (4) notwendig sind.
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