WO2004031482A2 - Vorrichtung zum auftragen von flüssigem oder pastösem auftragsmedium auf eine materialbahn, insbesondere aus papier oder karton - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine laufende Materialbahn (14), insbesondere aus Papier oder Karton, umfasst wenigstens ein Auftragswerk (16), welches das Auftragsmedium an einen laufenden Untergrund abgibt, wobei eine Abstützanordnung (30) vorgesehen ist, die die Materialbahn im Bereich des Auftragens des Auftragsmediums auf die Materialbahn (14) stützt und die eine Führungs- und Umlenkwalzen-Anordnung (22, 26, 28) und wenigstens ein um mehrere Walzen der Führungs- und Umlenkwalzen-Anordnung umlaufendes langgestrecktes Stützelement (24) aufweist, welches mit einer Abstützseite an der Materialbahn (14) angreift, um die Materialbahn (14) abzustützen oder/und eine Abstützung durch wenigstens eine der Führungs- und Umlenkwalzen (22, 26, 28) zu vermitteln. Erfindungsgemäss ist in Zuordnung zur Abstützanordnung (30) wenigstens eine an der Materialbahn (14) angreifende Einspannwalze (28) vorgesehen, die derart angeordnet ist, dass die Materialbahn (14) über die Einspannwalze (28) dem Auftragswerk (16) bzw. dem Übertragungselement (44) zugeführt wird und die Materialbahn (14) zwischen dem Stützelement (24) und der Einspannwalze (28) eingespannt wird.

Description

Vorrichtung zum einseitigen oder beidseitigen Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton "

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine kurz auch als Auftragsvorrichtung bezeichenbare Vorrichtung zum einseitigen oder beidseitigen Auftragen von flüssigem oder pastösen Auftragsmedium auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, umfassend wenigstens ein Auftragswerk, welches das Auftragsmedium an einen laufenden Untergrund abgibt, wobei der Untergrund bei direktem Auftrag eine Oberfläche der Materialbahn auf deren einen Seite und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragungselements, vorzugsweise einer Übertragungswalze, ist, welches dann das Auftragsmedium an die Oberfläche der Materialbahn auf deren einen Seite überträgt, wobei eine Abstützanordnung vorgesehen ist, die dafür ausgelegt ist, die Materialbahn auf der anderen Seite im Bereich des Auftragswerks im Falle des direkten Auftrags bzw. im Bereich des Übertragungselements im Falle des indirekten Auftrags abzustützen.

Derartige Vorrichtungen sind insbesondere, aber nicht ausschließlich im Zusammenhang mit der Herstellung und Veredelung von Papier- oder Kartonbahnen in der Papierindustrie bekannt. Es wird in diesem Zusammenhang insbesondere, aber nicht ausschließlich, an sogenannte Streichmaschinen oder Streicheinrichtungen gedacht, die zum einseitigen oder beidseitigen Auftragen eines Streichmediums, insbesondere einer Streichfarbe, auf eine Papier- oder Kartonbahn dienen, um das Papier bzw. den Karton zu veredeln. Es sind verschiedene Auftragsverfahren und verschiedene Auftragssysteme bzw. Auftragswerke bekannt. Es sei nur auf die Stichworte Schleif-Auftrag, Nipp- oder Walzenauftrag, Düsen-Auftrag und Vorhangoder Schleier-Auftrag verwiesen.

Eine Papierveredelung durch Streichen kann zum einen im sogenannten Online-Betrieb erfolgen, bei dem die entsprechende Streichmaschine in eine die Materialbahn herstellende Maschine integriert ist oder sich unmittelbar an diese anschließt. Ferner werden in der Praxis gegenüber der Maschine zur Herstellung der Materialbahn gesonderte Streich- oder Auftragsmaschinen verwendet, der die zu behandelnde Materialbahn in Form von Materialbahnrollen zugeführt wird. Man spricht in diesem Zusammenhang von einem Streichen im Offline-Betrieb.

Eine Vorrichtung der eingangs angesprochenen Art ist beispielsweise auch aus der US 4,961 ,968 bekannt. Diese Patentschrift geht von einem Stand der Technik aus, bei der die Materialbahn im Bereich des unmittelbar auf die Materialbahn auftragenden Auftragswerks unmittelbar mittels einer Gegenwalze abgestützt ist. Um für das Auftragsergebnis schädliche, auf das aufgetragene Medium wirkende Zentrifugalkräfte zu vermeiden, schlägt die US-Patentschrift demgegenüber vor, die Materialbahn mittels eines über mehrere Walzen geführten Stützbands abzustützen und mittels des Auftragswerks in einem gradlinigen, durch das Stützband abgestützten Bereich der Materialbahn aufzutragen.

Trotz der Vorschläge der US 4,961 ,968 ist es im Fachgebiet nach wie vor allgemein üblich, einen freien Bahnzug für die Materialbahn bis zu einem Auflaufpunkt auf eine Gegenwalze zu einem Auftragswerk vorzusehen. In diesem Zusammenhang hat es sich als Problem herausgestellt, dass von der Materialbahn mitgeschleppte Luft sich vor der Gegenwalze anstaut. Dieses Problem hat sich insbesondere dadurch verschärft, dass zum Erreichen einer großen Produktivität die Laufgeschwindigkeit der Materialbahn mehr und mehr vergrößert wurde. Es kann sogar zu einem Aufschwimmen oder Abheben der Materialbahn an der Gegenwalze kommen, und die Materialbahn kann durch auftretende Luftwirbel destabilisiert werden. Allgemein wurde beobachtet, dass insbesondere bei breiten Bahnen und hohen Geschwindigkeiten die Materialbahn durch Luftströmung gestört wird.

Derartige Störungen des Laufs der Materialbahn und insbesondere auch das Abheben bzw. Aufschwimmen der Materialbahn auf der Gegenwalze beeinträchtigt das Auftragsergebnis, jedenfalls bei Anlegung hoher Maßstäbe an die Produktqualität. Es wurde festgestellt, dass das schädliche Abheben bzw. Aufschwimmen durch den vergleichsweise großen Durchmesser der Gegenwalze begünstigt wird. Demgegenüber ist es eine Aufgabe der Erfindung, die vorstehend angesprochenen Probleme zumindest zu lindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird in Bezug auf die eingangs genannte Vorrichtung vorgeschlagen, dass die Abstützanordnung eine Fuhrungs- und Umlenkwalzen- Anordnung und wenigstens ein um mehrere Walzen der Fuhrungs- und Umlenkwalzen- Anordnung umlaufendes langgestrecktes Stützelement aufweist, welches mit einer Abstützseite an der anderen Seite der Materialbahn angreift, um die Materialbahn abzustützen oder/und eine Abstützung durch wenigstens eine der Fuhrungs- und Umlenkwalzen zu vermitteln, und dass in Zuordnung zur Abstützanordnung wenigstens eine an der Oberfläche auf der einen Seite an der Materialbahn angreifende Einspannwalze vorgesehen ist, die derart angeordnet ist, dass die Materialbahn über die Einspannwalze dem Auftragswerk bzw. dem Übertragungselement zugeführt wird und die Materialbahn zwischen dem an ihrer anderen Seite angreifenden Stützelement und der Einspannwalze eingespannt wird.

Auf Grundlage des Erfindungsvorschlags kann ein störender Einfluss einer auf der mit dem Auftragsmedium zu versehenden Oberfläche der Materialbahn mitgeschleppten Luftgrenzschicht eliminiert oder zumindest deutlich vermindert werden. Mittels der Einspannwalze kann eine derartige Luftgrenzschicht im Sinne eines Abstreifens oder Abquetschens entfernt oder zumindest soweit destabilisiert werden, dass der Auftrag des Auftragsmediums auf die Oberfläche sehr gleichmäßig und ohne Lufteinschlüsse und demgemäß hohen Qualitätsanforderungen genügend erfolgen kann. Ferner kann mittels der Einspannwalze eine auf der anderen Oberfläche der Materialbahn mitgeschleppte Luftgrenzschicht im Sinne eines Abstreifens oder Abquetschens eliminiert oder zumindest deutlich vermindert werden, so dass die Materialbahn und das Stützelement in einen innigen und demgemäß definierte Abstützverhältnisse gewährleistenden Eingriff miteinander treten können. Die störende Luft kann dann besonders wirkungsvoll zurückgehalten, insbesondere abgestreift bzw. abgequetscht werden, wenn die Einspannwalze einen vergleichsweise kleinen Durchmesser aufweist, da dann für die Einspannung der Materialbahn zwischen dem Stützelement und der Einspannwalze eine vergleichsweise große Flächenpressung (Einspannkraft pro Flächeneinheit) auf die Materialbahn bzw. die mitgeschleppte Luftgrenzschicht erhalten wird. Mittels des ggf. als Band ausgeführten Stützelements lässt sich überdies der Bahnlauf bei hohen Geschwindigkeiten zuverlässig stabilisieren. Vermittels des die Bahn unterstützenden und ggf. führenden Stützelements kann insbesondere auch ein durch Luftturbulenzen verursachtes Bahnflattern vermieden oder doch zumindest deutlich reduziert werden.

Auf Grundlage des Erfindungsvorschlages ergeben sich noch weitere Vorteile. So resultiert eine größere Flexibilität hinsichtlich der Anordnung der verschiedenen auf die Materialbahn wirkenden Aggregate der Auftragsvorrichtung. Wie an sich schon aus der US 4,961 ,968 bekannt, braucht der Auftrag nicht unbedingt in einem Bereich der Materialbahn erfolgen, der über das dazwischen liegende Stützelement durch eine Gegenwalze abgestützt ist. Es ist beispielsweise möglich, das Auftragswerk bzw. das Übertragungselement so anzuordnen, dass es an einem durch das gespannte Stützelement abgestützten, zwischen zwei Walzen der Fuhrungs- und Umlenkwalzen- Anordnung liegenden Abschnitt der Materialbahn auf diese aufträgt. Wie schon angedeutet, wird die Vorrichtung auf Grundlage der erfindungsgemäßen Abstützanordnung mit zugeordneter Einspannwalze überdies für höhere Bahnlaufgeschwindigkeiten tauglich. Das erfindungsgemäß vorgesehene Stützelement bietet überdies den Vorteil, dass eine etwa vorgesehene Gegenwalze ohne eine in gewissen Zeitabständen zu erneuernde Oberflächengummierung und ohne in gewissen Zeitabständen nachzuschleifenden Oberflächenschliff ausgeführt sein kann. Im Bedarfsfall kann ohne übermäßig lange Betriebsunterbrechungszeiten das Stützelement erneuert werden, sofern dieses überhaupt einem nennenswerten Verschleiß unterliegt und dementsprechend in gewissen Zeitabständen erneuerungsbedürftig ist.

Eine bevorzugte, Probleme mit einer auf der mit Auftragsmedium zu versehenden Oberfläche mitgeschleppten Luftgrenzschicht zuverlässig vermeidende Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die auf eine Luftgrenzschicht an der einen Seite der Materialbahn im Sinne einer Destabilisierung und vorzugsweise Beseitigung wirkende Einspannwalze bezogen auf eine Normal- Laufgeschwindigkeit der Materialbahn in einem derartigen Abstand vor dem Auftragswerk bzw. dem Übertragungselement angeordnet ist, dass sich an der Oberfläche auf der einen Seite der Materialbahn bis zum Einlauf in einen Auftragsbereich, in dem die Materialbahn mit dem Auftragsmedium beaufschlagt wird, die Luftgrenzschicht nicht rückbildet oder sich zumindest nicht restabilisiert. Es wird in diesem Zusammenhang, aber auch unabhängig davon, insbesondere daran gedacht, dass die Einspannwalze und eine in Laufrichtung des Stützelements unmittelbar folgende Walze der Fuhrungs- und Umlenkwalzen-Anordnung einen freien Materialbahn-Stützelement-Abschnitt definieren, und dass das Auftragswerk bzw. das Übertragungselement derart angeordnet ist, dass im Bereich dieses freien Materialbahn-Stützelement-Abschnitts oder im Bereich dieser unmittelbar folgenden Walze der Fuhrungs- und Umlenkwalzen-Anordnung der Auftrag auf die eine Oberfläche der Materialbahn erfolgt.

Im Hinblick darauf, die störende Luft besonders wirkungsvoll zurückzuhalten, wird vorgeschlagen, dass der Durchmesser der Einspannwalze kleiner als der Durchmesser der in Laufrichtung des Stützelements unmittelbar folgenden Walze, vorzugsweise kleiner als der halbe Durchmesser dieser unmittelbar folgenden Walze ist.

Man kann vorteilhaft vorsehen, dass ein Umschlingungswinkel des Stützelements und damit der Mateπalbahn zwischen einer Position des Inkontakt-Tretens des Stützelements mit der in Laufrichtung des Stützelements auf die Einspannwalze unmittelbar folgende Walze und einer Position beginnender Beaufschlagung der Materialbahn mit Auftragsmedium im Bereich von 0 bis 30 Grad, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 15 Grad, höchstvorzugsweise bei etwa 2 bis 3 Grad, liegt. Es kann nämlich auch zu einem Mitschleppeffekt für eine Luftgrenzschicht auf der zur Abstützseite entgegengesetzen Seite, in der Regel der Innenseite, des Stützelements kommen. Es hat sich gezeigt, dass sich umso eher ein störendes "Luftkissen" in Folge der mitgeschleppten Luftgrenzschicht bildet, je größer der Umschlingungswinkel bei gleichem Bahnzug und Staudruck am Einlaufpunkt des Stützelements an der Walze ist. Dies liegt daran, dass die mitgeschleppte Luftgrenzschicht, die etwa am Beaufschlagungspunkt der Materialbahn mit Auftragsmedium, ggf. durch eine Streichklinge oder eine Rakeleinrichtung, zurückgehalten bzw. abgequetscht wird, nur seitwärts und entgegen der Laufrichtung der Materialbahn bzw. des Stützelements entweichen kann. Das Entweichen entgegen der Laufrichtung wird umso schwieriger, je länger der von der Luft zurückzulegende Weg zwischen der Walze und dem darauf aufliegenden Stützelement ist. Das Gleiche gilt für etwaige Restluft zwischen der Materialbahn und dem Stützelement. Überdies nimmt die Flächenpressung zwischen dem Stützelement und der Walzenoberfläche bzw. zwischen dem Stützelement und der Materialbahn für größere Umschlingungswinkel ab, da dann die auftretenden Kräfte über eine größere Oberfläche an der Walze abgestützt werden. Insoweit könnte prinzipiell ein Umschlingungswinkel von etwa 0 Grad ein Ideal darstellen. Aus konstruktiven Gründen wird man in der Regel aber einen gewissen Umschlingungswinkel vorsehen müssen. Der vorgeschlagene Wert von etwa 2 bis 3 Grad stellt in der Regel einen günstigen Kompromiss dar.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Stützelements ist dieses zumindest auf seiner Abstützseite elektrostatisch aufladbar. Hierdurch kann eine elektrostatische Anhaftung der Materialbahn an dem in diesem Zusammenhang vorzugsweise als Band ausgeführten Stützelement erreicht werden. Diese elektrostatische Anhaftung stellt sich im Betrieb je nach Art der Materialbahn und ggf. je nach Feuchtegehalt der Materialbahn unter Umständen zwangsläufig ein, ohne dass es einer gezielten elektrostatischen Aufladung der Materialbahn bzw. des Stützelements bedarf. So tritt in der Regel bei einer relativ trockenen Papierbahn mit einem Feuchtegehalt kleiner als etwa 4% im Betrieb automatisch eine elektrostatische Anziehung zwischen dem entsprechend ausgeführten Stützelement und der Materialbahn auf.

Soll nicht auf eine derartige, quasi automatisch erfolgende Aufladung gesetzt werden oder reicht diese nicht aus, so ist es zweckmäßig, eine elektrische Ladeeinrichtung vorzusehen, durch die das Stützelement zumindest auf seiner Abstützseite oder/und die Materialbahn elektrostatisch aufladbar ist, um eine elektrostatische Anhaftung der Materialbahn an dem Stützelement vorzusehen.

Das Stützelement kann vorteilhaft als Kunststoffband ausgeführt sein, das zur Erreichung einer hohen Zugfestigkeit und allgemein Stabilität zweckmäßig faserverstärkt sein kann. Es wird beispielsweise an ein Polyurethanband gedacht. Eine andere Möglichkeit ist, das Stützelement als Textilband oder - vorzugsweise - als Band mit einem textilen Träger und einer die Abstützseite bildenden Kunststoffschicht, auszuführen. Es wird diesbezüglich beispielsweise an eine Polyurethanschicht gedacht.

Allgemein wird daran gedacht, dass das Stützelement als elastisches Band mit hohem Elastizitätsmodul bezogen auf in Laufrichtung wirkende Zugkräfte oder als im Wesentlichen zugfestes Band bezogen auf in Laufrichtung wirkende Zugkräfte ausgeführt ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine Sauganordnung vorgesehen ist, die in Laufrichtung vor dem Auftragswerk bzw. dem Übertragungselement angeordnet und auf die Materialbahn oder/und das Stützelement wirkt. Es wird diesbezüglich speziell vorgeschlagen, dass die Einspannwalze als Saugwalze ausgeführt ist. Durch die als Einspannwalze dienende Saugwalze wird die oben angesprochene mitgeschleppte Luftgrenzschicht auf der mit dem Auftragsmedium zu versehenden Oberfläche der Materialbahn zuverlässig entfernt. Ferner (alternativ oder zusätzlich) kann man wenigstens eine Sauganordnung im Bereich der Einspannwalze oder zwischen der Einspannwalze und dem Auftragswerk bzw. dem Übertragungselement vorsehen. Die Sauganordnung kann beispielsweise als Saugkasten ausgeführt sein. Es ist möglich, eine derartige Sauganordnung, ggf. einen Saugkasten, auf der zur Materialbahn entgegengesetzten Seite des Stützelements oder/und auf der zum Stützelement entgegengesetzten Seite der Mateπalbahn anzuordnen. Durch eine auf der zur Materialbahn entgegengesetzten Seite des Stützelements angeordnete Sauganordnung kann ein inniger Eingriff zwischen dem dann zumindest bereichsweise luftdurchlässig auszuführenden Stützelement und der Materialbahn erzielt, bzw. aufrechterhalten werden. Es kann insbesondere die Materialbahn gegen die Abstützseite des Stützelements angesaugt, also durch Luftdruck angepresst werden. Insoweit stellt die angesprochene Sauganordnung eine Alternative zu einem elektrostatischen Anhaften der Materialbahn am Stützelement dar. Es ist durchaus aber denkbar, die elektrostatische Anziehung mit dem Anpressen durch Unterdruck zu kombinieren. Allgemein bietet die angesprochene, durch das zumindest bereichsweise luftdurchlässige Stützelement wirkende Sauganordnung den Vorteil, etwa zwischen dem Stützelement und der Materialbahn eingeschlossene bzw. zwischen diese tretende Luft zumindest in einem solchen Maße abzusaugen, dass eine definierte Führung und Abstützung der Materialbahn durch bzw. vermittels des Stützelements erreicht wird.

Ferner kann ein auf der anderen Seite der Stützelement-Materialbahn-Anordnung, nämlich auf der zum Stützelement entgegengesetzten Seite der Materialbahn angeordnete Sauganordnung (etwa Saugkasten) die oben angesprochene Funktion einer als Saugwalze ausgeführten Einspannwalze ersetzen oder ergänzen, indem eine an der Materialbahnoberfläche mitgeschleppte Luftgrenzschicht abgesaugt oder einem Wiederaufbau bzw. einer ReStabilisierung einer solchen Luftgrenzschicht entgegengewirkt wird.

Allgemein wird vorgeschlagen, dass dem Stützelement wenigstens eine in Laufrichtung vor der Einspannwalze angeordnete Konditionierungsanordnung zugeordnet ist. Beispielsweise kann die oben angesprochene elektrische Ladeeinrichtung als Konditionierungsanordnung in diesem Sinne angesehen werden und entsprechend dem Weiterbildungsvorschlag angeordnet sein.

Es wird ferner vorgeschlagen, als Konditionierungsvorrichtung eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen des Stützelements vorzusehen. Es kann sich beispielsweise um eine Wascheinrichtung mit nachgeschalteter Trocknungseinrichtung oder/und um eine Verschmutzungen abbürstende Bürstenanordnung handeln. Verschmutzungen werden im Betrieb nicht zu vermeiden sein, jedenfalls nicht auf der Abstützseite des Stützelements. So kann die Materialbahn zumindest bereichsweise für das Auftragsmedium durchlässig sein. Ferner wird man zur Vermeidung von Ausschuss in der Regel die Materialbahn über ihre gesamte Breite mit Auftragsmedium versehen wollen. Hierzu ist es zweckmäßig, die Materialbahn über ihre volle Breite abzustützen, wofür ein in der Breite die Breite der Materialbahn übersteigendes, beidseitig über die Materialbahn vorstehendes Stützelement, insbesondere Stützband, besonders vorteilhaft ist. Es läßt sich dann bei normalem Aufwand kaum vermeiden, dass Auftragsmedium nicht auch auf die Abstützseite des Stützelements aufgetragen wird.

Betreffend das Auftragswerk wird vor allem, aber nicht ausschließlich, an ein Auftragswerk gedacht, welches dafür ausgeführt ist, das Auftragsmedium im Überschuss, vorzugsweise im freien Auftragsmediumstrahl, auf den laufenden Untergrund aufzutragen.

Ferner wird betreffend die erfindungsgemäße Vorrichtung vor allem, aber nicht ausschließlich, an eine derartige Vorrichtung gedacht, die wenigstens eine Dosieroder/und Egalisiervorrichtung, insbesondere Rakeleinrichtung, aufweist. Hierzu wird weiterbildend vorgeschlagen, dass die Dosier- oder/und Egalisiervorrichtung in einem durch das Stützelement oder vermittels des Stützelements vorzugsweise abgestützten Bereich der Materialbahn auf das auf die Oberfläche der einen Seite der Materialbahn aufgetragene Auftragsmedium wirkt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Materialbahn direkt mit dem Auftragsmedium beaufschlagt wird.

Fig. 2zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsvariante des Beispiels der Fig. 1.

Fig. 3zeigt in einer schematischen Darstellung eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der der Auftrag des Auftrag medi ums auf die Materialbahn indirekt erfolgt.

Fig. 4zeigt in einer schematischen Darstellung eine weitere Ausführungsvariante des Beispiels der Fig. 1.

Fig. δzeigt in den Teilfiguren 5a und 5b in schematischen Darstellungen weitere vorteilhafte Ausführungsmöglichkeiten betreffend eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Fig. δzeigt in einer schematischen Darstellung einen möglichen Aufbau eines in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung einsetzbaren Stützbandes.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung ganz allgemein mit 10 bezeichnet. Die Vorrichtung 10 dient zum Aufbringen einer Schicht 12 von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium, insbesondere einer Streichfarbe, auf eine Seite 14a einer Materialbahn 14, insbesondere aus Papier oder Karton. Das Aufbringen der Schicht 12 von Auftragsmedium erfolgt beim Ausführungsbeispiel mittels eines Auftragwerks 16 direkt auf die Materialbahn 14. Dem eine Düsenvorrichtung 18 aufweisenden Auftragswerk 16 ist eine Dosier- und Egalisiereinrichtung 20 nachgeschaltet, die im Fachgebiet als Rakeleinrichtung bekannt ist und beispielsweise eine Rakelklinge 21 aufweist. Im Bereich des Auftragens des Auftragsmediums auf die Materialbahn 14 wird die Materialbahn 14 von einer Gegenwalze 22 gestützt, wobei zwischen Materialbahn 14 und Gegenwalze 22 ein umlaufendes Stützelement 24 angeordnet ist. Das ggf. auch als Transferelement bezeichenbare Stützelement 24 ist vorzugsweise als umlaufendes, endloses Band (Stütz- bzw. Transferband) ausgeführt, das über die Gegenwalze 22 und weitere Fuhrungs- und Umlenkwalzen 26, 28 geführt bzw. umgelenkt wird. Zum Spannen des Bandes 24 kann wenigstens eine der Walzen verstellbar sein, vgl. Doppelpfeil 27. Die beispielsweise über eine sogenannte "Breitstreckwalze" 29 (ggf. verstellbar ausgeführt) zugeführte Materialbahn 14 tritt im Bereich einer Einspannwalze 28 mit dem Stützelement 24 in Kontakt. Die Materialbahn 14 wird zwischen Einspannwalze 28 und Stützelement 24 geführt und zwischen diesen eingespannt, um eine Art Abquetschwirkung auf auf den beiden Materialbahnoberflächen und ggf.. einer Abstützseite des Stützbandes 24 mitgeschleppte Luftgrenzschichten zu erzielen. Von besonderer Bedeutung ist, die Luftgrenzschicht auf der mit Auftragsmedium zu versehenden Seite der Materialbahn 14 mitgeschleppte Luftgrenzschicht zumindestens zu destabilisieren oder vorzugsweise zu eliminieren, im Hinblick auf eine Verbesserung des Produktergebnisses nach dem Auftragen des Auftragmediums auf die Materialbahn 14. Die ggf. auch als Abquetschwalze bezeichenbare Einspannwalze 28 ist in Laufrichtung L der Materialbahn 14 so angeordnet, dass sie die unmittelbar vorausgehende Walze vor der Gegenwalze 22 ist. Der Abstand der Einspannwalze 28 von der Auftreffposition des Auftragsmediums auf die Materialbahnoberfläche ist bezogen auf die Laufgeschwindigkeit der Materialbahn 14 derart gewählt, dass sich die mittels der Einspannwalze 28 "abgequetschte" bzw. "abgestreifte" oder zumindest destabilisierte Luftgrenzschicht auf der zu beschichtenden Oberfläche beim Durchlauf durch den Auftragsmediumstrahl noch nicht wieder aufgebaut bzw. restabilisiert hat.

Um ein Aufschwimmen des Stützelements 24 und somit der Materialbahn 14 auf der Gegenwalze 22 zu verhindern, sollte möglichst keine oder nur wenig Luft zwischen dem Stützelement 24 und der Gegenwalze 22 eingeschlossen werden. Auch an der Gegenwalze 22 tritt ein "Abquetsch- oder Abstreifeffekt" auf, nämlich in Bezug auf eine an der inneren Seite des Stützbandes 22 mitgeschleppte Luftgrenzschicht. Je größer ein Umschlingungswinkel zwischen dem Auftreffpunkt der Materialbahn 14 auf die Gegenwalze 22 und dem Auftreffpunkt des Auftragmediums auf die Materialbahn 14 ist, umso stärker kommt dieser Effekt zur Wirkung in Bezug auf einen unterhalb des Auftreffpunkts des Auftragsmediums liegenden Stützbandabschnitt, so dass durch Wahl eines hinreichend großen Umschlingungswinkels α erreicht werden kann, dass dort, nämlich unterhalb des Auftreffpunkts des Auftragsmediums auf die Materialbahn 14, kein wesentliches Luftpolster zwischen dem Stützelement 23 und der Gegenwalze 22 mehr vorhanden ist und dementsprechend definierte Abstützverhältnisse in Bezug auf die Materialbahn 14 herrschen. Der Umschlingungswinkel α entspricht dem Winkel zwischen den Tangenten an die beiden oben genannten Auftreffpunkte. Der Winkel α sollte aus den genannten Gründen größer 0 Grad sein, wenn dies baulich möglich ist. Ideal ist ein Winkel von etwa 30 Grad.

An von den Walzen 22, 26, 28 und dem Stützband 24 gebildeten Stützanordnung 30 kann eine Konditionierungsanordnung 32 für das Stützband 24 vorgesehen sein. Beispielsweise ist nach Fig. 1 eine Reinigungseinrichtung 34 bestehend aus einer Wascheinrichtung 36 und einer Trocknungseinrichtung 38 zur Reinigung des Stützbandes 24 vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann als Reinigungseinrichtung 34 auch eine Bürstenanordnung vorgesehen sein, eventuell auch eine Ultraschalleinrichtung.

Fig. 2 zeigt eine Variante der Anordnung gemäß Fig. 1. Es sollen hier und in der Erläuterung weiterer Ausführungsbeispiele nur die Unterschiede erläutert werden. Für gleiche bzw. analoge Teile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Die Anordnung zeigt einen Umschlingungswinkel α von annähernd 0 Grad. Wie in Fig. 2 symbolhaft dargestellt, kann die Konditionierungsanordnung 32 ferner elektrische Ladevorrichtungen 42 zum Aufladen eines elektrostatisch aufladbaren Stützelementes, insbesondere Stützbandes 24, aufweisen. Ein Beispiel für solch ein elektrisch aufladbares Stützelement 24 ist das in Fig. 6 dargestellte, noch näher zu beschreibende Stützband. Als elektrische Ladevorrichtung 42 können zum Beispiel ähnliche Systeme verwendet werden, wie sie aus der Druckindustrie als elektrostatische Druckhilfe bekannt sind. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Materialbahn 14 mit elektrischer Ladung von einer Ladevorrichtung 43 beaufschlagt werden. Hintergrund der Ladevorrichtung 42 oder/und der Ladevorrichtung 43 ist, dass durch elektrostatische Anziehung zwischen dem Stützband 24 und der Materialbahn 14 ein inniger Abstützeingriff zwischen diesen und damit definierte Abstützverhältnisse aufrechterhalten werden können und einem Eindringen von Luft nach der "Abquetschwalze" 28 zwischen Stützband 24 und Materialbahn 14 entgegengewirkt werden kann. Es ist durchaus möglich, dass ein derartiger elektrostatischer Anhafteffekt auch ohne spezielle Ladevorrichtungen 42, 43 im Betrieb zwangsläufig auftritt, etwa in Folge von Reibung zwischen dem Stützband 24 und der Materialbahn 14 oder/und zwischen dem Stützband 24 und zugeordneten Führungskomponenten oder/und zwischen der Materialbahn 14 und zugeordneten Führungskomponenten. Handelt es sich bei der Materialbahn 14 um eine Papierbahn mit vergleichsweise geringem Feuchtegehalt (beispielsweise < 4%), so dürfte in der Regel die im Betrieb zwangsläufig auftretende elektrostatische Aufladung ausreichen, um den vorteilhaften elektrostatischen Anhafteffekt zu erzielen. Auf die Ladevorrichtungen 42 und 43 kann dann insoweit verzichtet werden.

Es soll noch darauf hingewiesen werden, dass es sehr vorteilhaft sein kann, wenn die Einspann- bzw. Abquetschwalze 28 verstellbar ist, wie in Fig. 2 durch einen Doppelpfeil 27 symbolisiert wird. Es kann hierdurch der Umschlingungswinkel α modifiziert und der Einspanndruck auf die Materialbahn 14 zwischen Stützband 24 und Einspannwalze 28 modifiziert werden, ggf. unter Einbeziehung der Verstellbarkeit der oberen Umlenkwalze 26. Mit der Änderung des Umschlingungswinkels betreffend die Umschlingung der Gegenwalze 22 durch das Stützband 24 und die darauf liegende Materialbahn 14 resultiert auch eine Änderung bzw. Einstellung eines entsprechenden Umschlingungswinkels α betreffend eine Umschlingung der Einspannwalze 28 durch die Materialbahn 24 und dem darüberliegenden Stützband 24. Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Auftrag des Auftragmediums erfolgt im Gegensatz zum direkten Auftrag nach Fig. 1 und 2 bei der Ausführungsform der Fig. 3 indirekt über eine Übertragungswalze 44, wie im Fachgebiet an sich bekannt. Der Übertragungswalze 44 ist ein übliches, das Auftragsmedium auf die Walzenoberfläche auftragendes Auftragswerk 18 zugeordnet. Wie aus der Fig. 3 ebenfalls zu erkennen ist, kann das Stützelement 24 die Materialbahn 14 auch nach dem Auftragmediumsbereich (vorliegend nach der Übertragungswalze) stützen, etwa beim Einlauf in und Durchlauf durch eine der Übertragungswalze 44 nachgeordnete Trocknungseinheit 46.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung. Wie in der Figur angedeutet, muss der Auftrag des Auftragmediums auf die Materialbahn 14 mittels einer Düsenanordnung 18 oder dergleichen nicht mit unmittelbarer Abstützung durch eine Gegenwalze 22 erfolgen, sondern kann auch auf einen freien Bahnabschnitt zwischen der Einspannwalze 28 und einer nachfolgenden Umlenkwalze, vorliegend einer Gegenwalze 22 zur Streicheinheit 20 erfolgen.

In Fig. 5 sind weitere Möglichkeiten gezeigt zur Beeinflussung bzw. Beseitigung der Luftgrenzschicht bzw. Luft zwischen Stützelement 24 und Materialbahn 14. Um den oben angesprochenen Luftabquetschvorgang bzw. die Beeinflussung bzw. Beseitigung der Luftgrenzschicht noch wirkungsvoller zu machen, kann die Einspannwalze 28 vorteilhaft als Saugwalze ausgebildet sein. Eine andere Möglichkeit ist, an dem Bahnabschnitt zwischen Einspannwalze 28 und dem Auftragwerk 16 (bzw. der Übertragungswalze 44) einen Saugkasten 48 auf der Seite der Materialbahn 14 vorzusehen. Wird als Stützelement 24 ein luftdurchlässiges Band verwendet, beispielsweise ein Textilband, kann ein Saugkasten 48 zweckmäßig auch auf der Seite des Stützbandes 24 angeordnet sein, ggf. als Alternative oder Ergänzung zum oben erläuterten elektrostatischen Anhafteffekt, um das Stützband 24 und die Materialbahn 14 vermittels eines Ansaugeffekts in innigen Abstützeingriff zu halten.

Fig. 6 zeigt den schematischen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform des Stützelements 24. Das Stützelement 24 der Fig. 6 ist als Band ausgeführt, nämlich als Kunststoffband, beispielsweise aus Polyurethan. Das Band kann vorteilhaft zumindestens in einer Teilschicht 24a mit einer Faserverstärkung 52 ausgeführt sein. Die Banddicke b kann beispielsweise 5 bis 15 mm betragen. Eine an der Materialbahn anliegende Nutzschicht a kann beispielsweise eine Dicke von 5 bis 8 mm aufweisen.

Eine Vorrichtung zum Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine laufende Materialbahn 14, insbesondere aus Papier oder Karton, umfasst wenigstens ein Auftragswerk 16, welches das Auftragsmedium an einen laufenden Untergrund abgibt, wobei eine Abstützanordnung 30 vorgesehen ist, die die Materialbahn im Bereich des Auftragens des Auftragsmediums auf die Materialbahn 14 stützt und die eine Fuhrungs- und Umlenkwalzen-Anordnung 22, 26, 28 und wenigstens ein um mehrere Walzen der Fuhrungs- und Umlenkwalzen-Anordnung umlaufendes langgestrecktes Stützelement 24 aufweist, welches mit einer Abstützseite an der Materialbahn 14 angreift, um die Materialbahn 14 abzustützen oder/und eine Abstützung durch wenigstens eine der Fuhrungs- und Umlenkwalzen 22, 26, 28 zu vermitteln.

Nach einem Aspekt der Erfindung ist in Zuordnung zur Abstützanordnung 30 wenigstens eine an der Materialbahn 14 angreifende Einspannwalze 28 vorgesehen, die derart angeordnet ist, dass die Materialbahn 14 über die Einspannwalze 28 dem Auftragswerk 16 bzw. dem Übertragungselement 44 zugeführt wird und die Materialbahn 14 zwischen dem Stützelement 24 und der Einspannwalze 28 eingespannt wird.

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zum einseitigen oder beidseitigen Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine laufende Materialbahn (14), insbesondere aus Papier oder Karton, umfassend wenigstens ein Auftragswerk (16), welches das Auftragsmedium an einen laufenden Untergrund abgibt, wobei der Untergrund bei direktem Auftrag eine Oberfläche der Materialbahn (14) auf deren einen Seite (14a) und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragungselements, vorzugsweise einer Übertragungswalze (44), ist, welches dann das Auftragsmedium an die Oberfläche der Materialbahn (14) auf deren einen Seite (14a) überträgt, wobei eine Abstützanordnung (30) vorgesehen ist, die dafür ausgelegt ist, die Materialbahn (14) auf der anderen Seite im Bereich des Auftragswerks (16) im Falle des direkten Auftrags bzw. im Bereich des Übertragungselements im Falle des indirekten Auftrags abzustützen, wobei die Abstützanordnung eine Fuhrungs- und Umlenkwalzen-Anordnung (22, 26, 28) und wenigstens ein um mehrere Walzen der Fuhrungs- und Umlenkwalzen-Anordnung umlaufendes langgestrecktes Stützelement (24) aufweist, welches mit einer Abstützseite an der anderen Seite der Materialbahn (14) angreift, um die Materialbahn (14) abzustützen oder/und eine Abstützung durch wenigstens eine der Fuhrungs- und Umlenkwalzen (22, 26, 28) zu vermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass in Zuordnung zur Abstützanordnung (30) wenigstens eine an der Oberfläche auf der einen Seite an der Materialbahn (14) angreifende Einspannwalze (28) vorgesehen ist, die derart angeordnet ist, dass die Materialbahn (14) über die Einspannwalze (28) dem Auftragswerk (16) bzw. dem Übertragungselement (44) zugeführt wird und die Materialbahn (14) zwischen dem an ihrer anderen Seite angreifenden Stützelement (24) und der Einspannwalze (28) eingespannt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die auf eine Luftgrenzschicht an der einen Seite der Materialbahn (14) im Sinne einer Destabilisierung und vorzugsweise Beseitigung wirkende Einspannwalze (18) bezogen auf eine Normal-Laufgeschwindigkeit der Materialbahn (14) in einem derartigen Abstand vor dem Auftragswerk (16) bzw. dem Übertragungselement (44) angeordnet ist, dass sich an der Oberfläche auf der einen Seite der Materialbahn (14) bis zum Einlauf in einen Auftragsbereich, in dem die Materialbahn (14) mit dem Auftragsmedium beaufschlagt wird, die Luftgrenzschicht nicht rückbildet oder sich zumindest nicht restabilisiert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannwalze (28) und eine in Laufrichtung (L) des Stützelements (24) unmittelbar folgende Walze (22) der Fuhrungs- und Umlenkwalzen-Anordnung (22, 26, 28) einen freien Materialbahn-Stützelement-Abschnitt definieren, und dass das Auftragswerk (16) bzw. das Übertragungselement (44) derart angeordnet ist, dass im Bereich dieses freien Materialbahn-Stützelement- Abschnitts oder im Bereich dieser unmittelbar folgenden Walze (22) der Fuhrungs- und Umlenkwalzen-Anordnung (22, 26, 28) der Auftrag auf die eine Oberfläche der Materialbahn (14) erfolgt

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Einspannwalze (28) kleiner als der Durchmesser der in Laufrichtung (L) des Stützelements (24) unmittelbar folgenden Walze (22), vorzugsweise kleiner als der halbe Durchmesser dieser unmittelbar folgenden Walze (22) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umschlingungswinkel (α) des Stützelements (24) und damit der Materialbahn (14) zwischen einer Position des Inkontakttretens des Stützelements (24) mit der in Laufrichtung des Stützelements (24) auf die Einspannwalze (28) unmittelbar folgende Walze (22) und einer Position beginnender Beaufschlagung der Materialbahn (14) mit Auftragsmedium im Bereich von 0 bis 30 Grad, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 15 Grad, höchstvorzugsweise bei etwa 2 bis 3 Grad, liegt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das vorzugsweise als Band ausgeführte Stützelement (24) zumindest auf seiner Abstützseite elektrostatisch aufladbar ist, um eine elektrostatische Anhaftung der Materialbahn an dem Stützelement (24) vorzusehen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Ladeeinrichtung (42, 43) vorgesehen ist, durch die das Stützelement (24) zumindest auf seiner Abstützseite oder/und die Materialbahn (14) elektrostatisch aufladbar ist, um eine elektrostatische Anhaftung der Materialbahn (14) an dem Stützelement (24) vorzusehen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (24) als vorzugsweise faserverstärktes Kunststoffband, ggf. Polyurethanband, ausgeführt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (24) als Textilband oder - vorzugsweise - als Band mit einem textilen Träger und einer die Abstützseite bildenden Kunststoffschicht, ggf. Polyurethanschicht, ausgeführt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (24) als elastisches Band mit hohem Elastizitätsmodul bezogen auf in Laufrichtung L wirkende Zugkräfte oder als im Wesentlichen zugfestes Band bezogen auf in Laufrichtung wirkende Zugkräfte ausgeführt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Sauganordnung vorgesehen ist, die in Laufrichtung vor dem Auftragswerk (16) bzw. dem Übertragungselement (44) angeordnet und auf die Materialbahn (14) oder/und das Stützelement (24) wirkt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannwalze (28) als Saugwalze ausgeführt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise wenigstens eine als Saugkasten ausgeführte Sauganordnung im Bereich der Einspannwalze (28) oder zwischen der Einspannwalze (28) und dem Auftragswerk (16) bzw. dem Ü bertrag ungselement (44) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (24) zumindest bereichsweise luftdurchlässig ist und die Sauganordnung auf der zur Materialbahn (14) entgegengesetzten Seite des Stützelements (24) angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stützelement (24) wenigstens eine in Laufrichtung vor der Einspannwalze (28) angeordnete Konditionierungsanordnung (32) zugeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditionierungsvorrichtung (32) eine Reinigungseinrichtung (34), vorzugsweise eine Wascheinrichtung (36) mit nachgeschalteter Trocknungseinrichtung (38) oder/und eine Bürstenanordnung, zum Reinigen des Stützelements aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragswerk (16) dafür ausgeführt ist, das Auftragsmedium im Überschuss, vorzugsweise im freien Auftragsmediumstrahl, auf den laufenden Untergrund aufzutragen.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Dosier- oder/und Egalisiervorrichtung vorgesehen ist, die in einem durch das Stützelement (24) oder vermittels des Stützelements (14) vorzugsweise abgestützten Bereich der Materialbahn (14) auf das auf die Oberfläche der einen Seite der Materialbahn (14) aufgetragene Auftragsmedium wirkt.