AT509906A2 - Strahldüsenstruktur und verfahren zum aufbringen eines mediums auf eine sich bewegende oberfläche - Google Patents

Description

Strahldüsenstruktur und Verfahren zum Aufbrinaen eines Mediums auf eine sich bewegende Oberfläche

Bereich der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Strahldüsenstruktur gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs X.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Aufbringen von Medium auf eine sich bewegende Oberfläche gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 12.

Diese Erfindung betrifft eine Beschichtungsmaschine zum direkten oder indirekten Aufbringen eines Beschichtungsmediums auf eine sich bewegende Oberfläche. Diese Erfindung betrifft auch eine Leimpresse zum Aufbringen von Oberflächenleim oder einem Leimungsmittel mit Pigmenten auf eine sich bewegende Oberfläche. Mit anderen Worten betrifft diese Erfindung das Beschichten und Oberflächenleimen. Im Falle der direkten Aufbringung ist die sich bewegende Oberfläche die äußere Oberfläche einer Materialbahn, wie zum Beispiel Papier oder Pappe, oder, in dem Fall der indirekten Aufbringung, ist die sich bewegende Oberfläche die äußere Oberfläche eines Transferelements, wie zum Beispiel einer Transferwalze, die in der Lage ist, Beschichtungsmedium, Leim oder pigmentierten Leim auf die Materialbahn zu übertragen. Das Transferelement kann zum Beispiel auch ein Band sein, wie zum Beispiel ein Metallband oder jegliches andere Band, welches für diesen Zweck geeignet ist, oder das Transferelement kann jedes andere Transferelement sein, das geeignet ist, Beschichtungsmedium, Leim oder pigmentierten Leim auf die Materialbahn zu übertragen.

Von jetzt an umfasst die Verwendung des Begriffes Beschichtungsmaschine auch ein Maschine zum Oberflächenleimen und wenn der Begriff Beschichtungsmedium verwendet wird, betrifft er auch Leim und pigmentierten Leim. Ein Düsenstrahl-Auftragsgerät gemäß der Erfindung kann Beschichtungsmedium, Leim und/oder pigmentierten Leim aufbringen.

Die Beschichtungsmaschine gemäß der Erfindung ist eine Strahldüsenstruktur mit einem Düsenauftragsgerät zum Zwecke des Aus-gebens von Beschichtungsmedium, pigmentiertem Leim oder Leim auf die mit dem Medium zu behandelnde Oberfläche. Das Düsenauftragsgerät weist eine Zuführkammer und einen Düsenschlitz auf, welcher durch Zuführlippen festgelegt ist, welche sich auf der Zuführseite und auf der Abführ- bzw. Schleppseite unter Bezugnahme auf die sich bewegende Oberfläche befinden.

Es gibt im Wesentlichen zwei Arten von Strahldüsenauftragsgeräten. Eine Art von Düsenauftragsgeräten ist aus einem Stück hergestellt, so dass das Düsenauftragsgerät eine feste Struktur ist, und die andere Art von Düsenauftragsgeräten ist aus mehreren Teilen hergestellt, so dass das Düsenauftragsgerät beispielsweise für Reinigungszwecke geöffnet werden kann.

Ein Problem bei der ersten Art von Düsenauftragsgeräten besteht darin, dass die einteilige Struktur des Düsenauftrags-geräts, welches eine durch ein Paar von Zuführlippen definierte Schlitzöffnung aufweist, dimensionsbeständig bzw. formbeständig ist. Dies bedeutet, dass, wenn die Zuführrate des Beschichtungsmediums zunimmt, auch der Druck in der Kammer zunimmt. Aufgrund der Druckzunahme vergrößert sich die Düsenstruktur und die Schlitzöffnung verbreitert sich. Wenn sich die Schlitzöffnung verbreitert, verringert sich die Ge- schwindigkeit der Strömungsrate des aus der Schlitzöffnung strömenden Beschichtungsmediums. Dies verursacht Probleme, weil die Geschwindigkeit der Ströraungsrate des aus der Schlitzöffnung in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche kommenden Beschichtungsmediums ausreichend groß sein muss, um die entlang der Oberfläche der sich bewegenden Bahn herrschende Grenzluftschicht zu verschieben. Wenn die Impuls-kraft des aus der Schlitzöffnung kommenden Beschichtungs-mediums nicht ausreichend ist, erzeugt die Grenzluft unbeschichtete Punkte auf der Bahn. Diese unbeschichteten Punkte werden auch Lücken oder Beschichtungslücken bzw. Lückenbeschichtung genannt. Mit anderen Worten, die Beschichtungs-lücken werden durch in dem Beschichtungsmedium eingeschlossene Luft verursacht, welche mit der Bahn in Kontakt kommt und verhindern, dass das Beschichtungsmedium einen gleichmäßigen Kontakt eingeht und gleichmäßig auf der Bahnoberfläche verteilt wird. Während die Auftragung des Beschichtungsmediums vorzugsweise zu einer Beschichtung führen sollte, welche kontinuierlich und gleichmäßig über die Bahn ist, ist die Lückenbeschichtung eines der Dinge, welche Probleme bezüglich der Qualität der beschichteten Bahn verursacht. Um die mit der Lückenbeschichtung verbundenen Probleme zu vermeiden, kann die Beschichtungsauftragseinrichtung ein Luftentfernungssystem beinhalten, aber trotz desselben kann eine gewisse Menge an Luft in der Beschichtung eingeschlossen bleiben und mit der Bahn in Berührung kommen, was zu der Lückenbeschichtung auf der Bahn führt, insbesondere dann, wenn sich die Bahn mit hohen Geschwindigkeiten an der Auftragseinrichtung vorbei bewegt. Des Weiteren führt die in der Bahn eingeschlossene Luft zu Ungleichmäßigkeiten der aufgetragenen Beschichtung. Ein ausreichendes Eindringen des Beschichtungsmediums in die Bahn ist außerdem schwer zu erreichen. Wenn die Bahngeschwindigkeit zunimmt, ist eine größere Impulskraft in dem Beschichtungsmedium in Richtung zu der Bahn erforderlich, so dass die Grenzluft verschoben werden kann. Dies bedeutet, dass das Volumen des Beschichtungsmediums größer sein muss und/oder der Kontakt-winkel zwischen dem von dem Düsenauftragsgerät kommenden Beschichtungsmedium und der Bahn größer sein muss.

Ein Problem bei der zweiten Art des Düsenauftragsgeräts, welches aus mehreren Teilen hergestellt ist, besteht darin, dass die Struktur kompliziert und in der Herstellung teuer ist. Eine Düse, welche geöffnet werden kann, muss Kontaktflächen zwischen der Zuführkammer und der Schlitzöffnung vorzugsweise in der Nähe der Schlitzöffnung aufweisen. Ohne Kontaktflächen verändert sich die Größe der Schlitzöffnung jedes Mal, wenn die Düse geöffnet und wieder geschlossen wird, was zu Problemen führt.

Eine Grundbedingung für ein gutes Ergebnis beim Beschichten einer sich bewegenden Materialbahn ist, dass das Beschichtungsmedium mit einem ausreichenden Druck aus der Schlitzöffnung kommt, so dass es die sich mit der Oberfläche der Bahn bewegende Grenzluft verschiebt, um zu einer gleichmäßigen Beschichtung zu führen. Obwohl oben nur Beschichtung erwähnt ist, trifft dies auch auf Oberflächenleim und pigmentierten Leim zu.

Das Dokument US 6,579,366 B2 betrifft eine Beschichtungs-maschine zum direkten oder indirekten Aufträgen einer Beschichtung auf eine Materialbahn, welche dafür vorgesehen ist, flüssiges oder zähflüssiges Beschichtungsmedium auf eine sich bewegende Oberfläche aufzutragen. Die Beschichtungsmaschine weist eine Ausgabedüse zum Ausgeben eines Beschichtungsmediums auf die sich bewegende Oberfläche auf und stellt einen verbesserten Mechanismus zur Verfügung, um die Höhe des Düsen-

spalts einzustellen. Der einstellbare Düsenspalt dient dazu, die Druckpulse auszugleichen, welche auftreten, wenn das Beschichtungsmedium dem Düsenspalt zugeführt wird. Der einstellbare Düsenspalt ist aus Düsenlippen gebildet, von welchen wenigstens eine ein Schneidelement ist.

Das Dokument US 6,579,366 B2 zeigt einen Einstellmechanismus, in welchem die Höhe des Düsenspalts durch das Vorhandensein einer elastischen Düsenlippe eingestellt wird, welche dabei hilft, den Düsenspalt schnell und zeitweise zu vergrößern, wenn der Druck des dem Düsenspalt zugeführten Beschichtungs-mediums sich zeitweilig erhöht. Diese zeitweise und plötzliche Änderung in dem Düsenspalt kann als ungleiche Beschichtung auf der Oberfläche der Bahn beobachtet werden, was keine gewünschte Qualität bei einer Papier- oder Kartonbahn ist.

Das Dokument US 5,5X0,150 beschreibt ein Strahlbeschichtungsverfahren zum Aufbringen einer Beschichtungsmischung mit Umgebungsdruck ohne die Verwendung einer unter Druck stehenden Kammer. Die Beschichtungsmischung wird durch einen Kanal auf-getragen, welcher sich in eine Schlitzöffnung verjüngt. Die Breite des Spalts der Schlitzöffnung ist mittels einer Schraube einstellbar und die Einstellung dieses Abstands beeinflusst die Strömungsgeschwindigkeit der Beschichtungs-mischung. Bei einer konstanten Volumenzuführung erhöht sich die Austrittsgeschwindigkeit der Beschichtungsmischung, wenn die Schlitzöffnung kleiner eingestellt wird. Auch die obere Lippe der Düsenbeschichtungsvorrichtung kann bezüglich des Beschichterrahmens einstellbar ausgeführt sein. Dies erlaubt eine Einstellung des Querschnitts des Kanals.

Das Dokument US 5,510,150 beschreibt eine konstante Volumenzuführung der Beschichtungsmischung und ein Problem der Ge- schwindigkeitseinstellungen, die erforderlich sind. Dieses Problem wird durch Einstellen der Schlitzöffnung gelöst.

Aufgabe der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Düsenauftragsgerät zum Aufträgen von flüssigem Beschichtungsmedium, Oberflächenleim oder Leimungsmittel mit Pigmenten zu schaffen, und zwar entweder direkt oder indirekt auf eine Papier- oder Kartonbahn, bei welchem die sich ergebende Beschichtung oder der Leim im Wesentlichen frei von Lücken und eben ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Düsenauftragsgerät zum Aufbringen eines flüssigen Beschichtungsmittels, Oberflächenleims oder pigmentierten Leims zu schaffen, wobei das Düsenauftragsgerät eine eine konstante oder im Wesentlichen konstante Größe aufweisende Schlitzöffnung aufweist, von welcher das Beschichtungsmedium, der Oberflächenleim oder der pigmentierte Leim in Richtung der mit dem Medium zu behandelnden Oberfläche austritt, wobei die Schlitzöffnung auch bei Änderungen des Drucks innerhalb des Düsenauftragsgeräts im Wesentlichen dieselbe Größe aufweist.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Eine Strahldüsenstruktur gemäß der Erfindung ist durch die Angaben im unabhängigen Anspruch 1 gekennzeichnet.

Bevorzugte Ausführungsformen der Strahldüsenstruktur sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 11 angegeben.

Ein Verfahren zum Aufbringen von Medium auf eine sich bewegende Oberfläche gemäß der Erfindung ist entsprechend durch die Angaben des unabhängigen Anspruchs 12 gekennzeichnet. • · · · ·_ ^ i • · • t · *

Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens zum Aufbringen von Medium auf eine sich bewegende Bahn sind in den abhängigen Ansprüchen 13 bis 14 angegeben.

Dabei ist nur Beschichtung und Beschichtungsmedium angegeben, obwohl dies auch auf Oberflächenleimung und die Aufbringung von pigmentiertem Leim zutrifft.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der in der Zuführkammer herrschende Beschichtungsmediendruck in der Düsenstruktur derart aufgebracht, dass die Schlitzöffnung während der gesamten Zeit im Wesentlichen gleich bleibt und trotz des herrschenden Beschichtungsmediendrucks oder trotz Änderungen des herrschenden Beschichtungsmediendrucks keine Zunahme oder Abnahme der Abmessungen der Schlitzöffnungen auftreten.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strahldüsenstruktur mit einem Düsenauftragsgerät zum Aufbringen eines Mediums, wie zum Beispiel Beschichtungsmedium, Oberflächenleim oder pigmentierten Leim, auf eine sich bewegende Oberfläche, wie zum Beispiel eine Materialbahn oder eine Rolle. Das Düsenauftragsgerät erstreckt sich in einer Richtung quer zu der sich bewegenden Oberfläche, die beschichtet oder oberflächengeleimt werden soll, und weist eine Zuführkammer zum Aufnehmen von Medium von einer Zuführeinrichtung auf, wobei die Zuführkammer durch Kammerwandungen festgelegt ist, und das Düsenauftrags-gerät weist des Weiteren einen Düsenschlitz auf, welcher durch eine Zuführlippe auf beiden Seiten des Düsenschlitzes festgelegt ist. Der Düsenschlitz steht in Strömungsverbindung mit der Zuführkammer, wobei Medium dafür vorgesehen ist, von der Zuführkammer in den Düsenschlitz zugeführt zu werden. Der Düsenschlitz endet in einer Schlitzöffnung zum Zuführen von

Medium in der Form eines Strahls von dem Düsenschlitz zu der sich bewegenden Oberfläche. Das Düsenauftragsgerät weist des Weiteren eine Einrichtung zur Kompensation einer Verformung der Schlitzöffnung auf. Die Einrichtung zur Kompensation einer Verformung der Schlitzöffnung weist wenigstens eine Kammerwandung der Zuführkammer auf, welche flexibel ausgebildet ist, so dass sie gemäß dem Druck in der Zuführkammer nachgeben kann. Eine Zuführlippe ist dafür vorgesehen, in Kontakt mit der wenigstens einen Kammerwandung zu stehen, welche flexibel ausgebildet ist. Die Einrichtung zur Kompensation einer Verformung der Schlitzöffnung kann eine Haltestruktur aufweisen, welche wenigstens einen gelenkigen Halter aufweist, der in Kontakt mit dem Düsenauftragsgerät steht, und der wenigstens eine gelenkige Halter kann in Kontakt mit der Zuführlippe stehen, welche in Kontakt mit der flexiblen Kammerwandung ist. Die Düsenstruktur kann des Weiteren einen Haltebalken zum Halten des Düsenauftragsgeräts aufweisen. Das Düsenauftrags-gerät und der Haltebalken können mittels Einstellelementen miteinander verbunden sein. Das Düsenauftragsgerät und der Haltebalken können miteinander mittels einer schwimmenden Montageanordnung verbunden sein, was bedeutet, dass das Düsenauftragsgerät und der Haltebalken mittels einer Verbindung miteinander verbunden sind, welche Relativbewegungen zwischen dem Düsenauftragsgerät und dem Haltebalken erlaubt. Eine Ein-stelleinrichtung ist zwischen der wenigstens einen flexiblen Kammerwandung und der Haltestruktur zum Einstellen der Flexibilität der flexiblen Kammerwandung angeordnet. Die Einstelleinrichtung kann ein pneumatisches Halteelement zum Einstellen des flexiblen Bereichs der wenigstens einen Kammerwandung durch Einstellen des Druckniveaus sein. Die Querrichtung der flexiblen Kammerwandung kann mittels der Einstelleinrichtung einstellbar sein. • · · * « • « » * ·<« • « « ·

Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung betrifft eine Strahldüsenstruktur mit einem Düsenauftragsgerät, welches wenigstens eine Zuführkammerwandungsstruktur aufweist, die dünn genug ist, um in der Lage zu sein, sich an den in der Zuführkamraer herrschenden Druck anzupassen. Dies bedeutet, dass, wenn der Druck steigt, die Wandstruktur aufgrund der Druckerhöhung nachgibt, und wenn der Druck fällt, die Wandstruktur in die normale Position zurückkehrt. Dies bedeutet, dass, wenn der Druck in der Zuführkammer ansteigt, die Zuführkammer sich aufgrund der Druckerhöhung vergrößert und die dünne Zuführkammerwandstruktur nachgibt. Wenn der Druck in der Zuführkammer fällt, ist die dünne Wandstruktur in der Lage, dorthin zurückzukehren, wo sie vor der Druckerhöhung war.

Das Düsenauftragsgerät weist vorzugsweise eine Zuführlippe auf, die fest an dem Düsenauftragsgerät angebracht ist, sowie eine Zuführlippe, welche an einer dünnen, flexiblen Kammerwandungsstruktur vorzugsweise so angebracht ist, dass die Zuführlippe von einem gelenkigen Halter gehalten wird, welcher ein Teil einer Haltestruktur ist, die an der Strahlbeschichtungsdüsenstruktur angeordnet ist. Die Haltestruktur kann eine separate Struktur sein, welche an demselben Haltebalken wie das Düsenauftragsgerät angebracht ist, oder sie kann ein Teil des Düsenauftragsgeräts selbst sein. Die Zuführlippe wird vorzugsweise in dem mittleren Teil der Zuführlippe von dem gelenkigen Halter gehalten. Der gelenkige Halter kann so angeordnet sein, dass er die Haltelippe oder die Zuführkammer oder sowohl die Haltelippe als auch die Zuführkammer hält. Auch wenn beide Zuführlippen so angeordnet sind, dass sie von einer flexiblen WandungsStruktur beeinflusst werden können, kann der gelenkige Halter an beiden Zuführlippen angebracht sein. • *

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Der Druck des Beschichtungsmediums wirkt innerhalb der Zuführkammer und in dem Düsenschlitz, während sich das Beschichtungsmedium entlang des Düsenschlitzes in Richtung der Schlitzöffnung bewegt. Ohne jeglichen gelenkigen Halter geben die Wandstrukturen nach und die Schlitzöffnung verbreitert sich aufgrund des Drucks in der Zuführkammer und/oder in dem Düsenschlitz, was dazu führt, dass sich die Zuführkammer und/oder der Düsenschlitz vergrößern. Anderenfalls muss das Düsenauftragsgerät so starr gemacht werden, dass keine Änderungen in der Struktur auftreten und dann bleibt die Schlitzöffnung stabil.

Gemäß der Erfindung ist wenigstens eine Wandung der Zuführkammer flexibel genug, dass sie sich den Änderungen des in der Zuführkammer herrschenden Drucks anpasst. Die Flexibilität der Zuführkammerwandung wird vorzugsweise mittels einer dünnen Wandstruktur erreicht. Es kann mehr als eine flexible Wandstruktur vorhanden sein oder der Boden der Zuführkammer kann ebenfalls flexibel ausgeführt werden. Die flexible Wandung oder die flexible WandungsStruktur bedeckt auch den Boden der Zuführkammer oder einen oberen Teil der Zuführkammer, welcher ebenfalls flexibel sein kann. Die Haltestruktur ist neben dem Düsenauftragsgerät, vorzugsweise neben derjenigen Zuführkammerwandung angeordnet, welche nachgibt, und der gelenkige Halter ist vorzugsweise so angeordnet, dass er diejenige Zuführlippe kontaktiert, welche sich auf derselben Seite des Düsenschlitzes wie die flexible Wandung befindet. Weil die flexible Kammerwandung flexibel ausgeführt ist, deformiert sie sich und aufgrund dieser Veränderung in der Zuführkammerwandung verändert auch der Düsenschlitz seine Position in dem Bereich in der Nähe des gelenkigen Halters.

Das Ende der Zuführlippe, d. h. die Spitze der Zuführlippe, -11- • t · I · f · · « • t * *«** * · · · * 4 • · · I · I » · * · 4 *444 4 » 4« ·

4· ·· ·· 44 M welche die Schlitzöffnung bildet, befindet sich in einem Abstand von dem gelenkigen Halter entfernt. Eine daraus folgende Änderung des Winkels, welche sich daraus ergibt, dass sich die Wandstruktur aufgrund der Druckerhöhung in der Zuführkammer verbiegt, führt dazu, dass die Spitze der Zuführlippe sich horizontal bewegt. Gleichzeitig bewirkt die Haltestruktur, dass der gelenkige Halter sich in der gegenüberliegenden Richtung zu der Spitze der Zuführlippe horizontal bewegt. Als ein Ergebnis aus diesen zwei horizontalen Bewegungen ist die Änderung der Spitze der Zuführlippe Null, so dass die Schlitz-Öffnung dieselbe bleibt. Der Druckausgleich kann durch Ändern der Abmessungen der Struktur auf die gewünschte Höhe eingestellt werden, wie zum Beispiel durch Verändern der Wanddicke und/oder der Länge des flexiblen Bereichs in der Kammerwandung, in welchem der Druck innerhalb der Zuführkammer wirkt. Der gelenkige Halter ist vorzugsweise so angeordnet, dass der Druck in dem Düsenschlitz und in der Zuführkammer und insbesondere in dem oberen Teil der Zuführkammer kein Drehmoment um den gelenkigen Halter verursacht.

Die grundsätzliche Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass in dem Düsenauftragsgerät wenigstens eine Wandstruktur, welche die Zuführkammer umgibt oder zumindest teilweise umgibt, flexibel genug ist, sich mit dem in der Zuführkammer vorhandenen Druck zu verbiegen oder nachzugeben, so dass, wenn sich die Zuführkammer aufgrund der Druckerhöhung in der Zuführkammer vergrößert, die Wandstruktur sich an die Druckerhöhung durch Verbiegen oder Nachgeben anpasst. Dies wird vorzugsweise durch eine dünne Wandstruktur erreicht. Gleichzeitig ist eine Haltestruktur vorgesehen, um die Größe der Schlitzöffnung trotz Änderungen des Drucks oder der Zuführrate des Beschichtungsmediums oder trotz jeglicher anderer Dinge, einschließlich der Eigenschaften des Be- -12- I * * · · · · * * t · «*·· · ·«* * > · » « I f · » * · * » ♦ * ♦ · * * * * · · · · * * ff · · schichtungsmediums, wie zum Beispiel Viskosität, Druck, usw., im Wesentlichen gleich zu halten. Die eine Wandstruktur des Düsenauftragsgeräts, welche sich verbiegen oder nachgeben kann, kann eine Zuführkämmerwandung oder ein Zuführkammerboden oder jede andere mögliche Wandung oder Teil derselben sein.

Die Haltestruktur kann ein integraler Teil der Strahlbeschichtungsdüsenstruktur oder ein separates Teil sein und kann entfernbar an der Düsenstruktur angebracht sein. Die Tatsache, dass die Haltestruktur ein integrales Teil der Strahlbeschichtungsdüse ist, kann auch bedeuten, dass, wenn zum Beispiel der Boden der Zuführkammer flexibel ausgeführt wird und die Halterung bzw. Unterstützung auf einem großen Teil des Zuführlippenbereichs und möglicherweise auf beiden Zuführlippen benötigt wird, die Haltestruktur dann derart integral ausgeführt werden kann, dass die Materialdicke mehr ist als normalerweise in solchen Wandstrukturen eingesetzt wird, welche als Haltestrukturen wirken. Die separate Haltestruktur kann zum Beispiel mittels Befestigungseinrichtungen entfernbar an der Strahlbeschichtungsdüse angebracht sein oder sie kann fest angebracht sein, wie zum Beispiel als eine geschweißte Struktur.

Die Haltestruktur ist vorzugsweise derart angeordnet, wenn der Ort des gelenkigen Halters der Zuführlippe ausgewählt wird, dass der Druck in dem oberen Teil der Zuführkammer und in dem Düsenschlitz kein Drehmoment um den gelenkigen Halter erzeugen.

Wenn die Haltestruktur ein separates Teil ist, so dass ein Raum zwischen der Haltestruktur und dem Düsenauftragsgerät gebildet wird, kann der Bereich der flexiblen Zuführkammerwandung durch Anordnen eines Profilierelements zwischen der Kammerwandung und der Haltestruktur eingestellt • · « · * -23- * * • · · werden, wobei durch Verändern der Höhenposition des Elements die Flexibilität der Wandung eingestellt werden kann. Diese Einstellung kann mittels Einstelleinrichtungen vorgenommen werden, wie zum Beispiel einer pneumatischen Halterung bzw. Stütze.

Ein Vorteil der Struktur gemäß der Erfindung besteht zum Beispiel darin, dass die Verwendung des Materials optimiert werden kann, weil die Abmessungen der Haltestruktur so aus-geführt werden können, dass sie eine flexible Struktur anstatt einer starren Struktur bilden, welche massiver ist als die flexible Struktur. Das Düsenauftragsgerät kann durch einen separaten Haltebalken abgestützt bzw. gehalten werden, wenn sich das Düsenauftragsgerät mehr verbiegt als seine eigene Struktur aufnehmen kann. Dies bedeutet, dass die kritischen Teile in dem Düsenauftragsgerät unabhängig von der Breite, dieselben sein können, weil die Haltestruktur die Verbiegung aufnehmen und die Größe der Schlitzöffnung gleich halten kann. Ein Vorteil besteht auch darin, dass die Struktur aus mechanisch hergestellten Teilen hergestellt werden kann, wobei die nicht kontrollierbaren, von der Spannung während des Schweißens herrührenden Deformationen nicht stören. Die Haltestruktur kann unter Verwendung oder zumindest teilweiser Verwendung eines Verbundmaterials hergestellt werden. Verbundmaterial kann sogar in dem Düsenauftragsgerät verwendet werden.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Aufbringen von Medium, wie zum Beispiel Beschichtungsmedium, Oberflächenleim oder pigmentierten Leim auf eine sich bewegende Oberfläche.

Das Verfahren weist einen Schritt zum Anordnen eines Düsenauftragsgeräts in der Nähe der sich bewegenden Oberfläche auf, wobei das Düsenauftragsgerät eine Zuführkammer und einen Düsenschlitz in einer StrömungsVerbindung mit der Zuführkammer zum Zuführen von Medium von der Zuführkammer zu dem Düsenschlitz aufweist. Die Zuführkammer ist durch KammerWandungen festgelegt und die Zuführkammer erhält Medium von einer Zuführeinrichtung. Der Düsenschlitz ist durch Zuführlippen festgelegt und endet in einer Schlitzöffnung. Das Verfahren weist auch einen Schritt zum Zuführen von Medium von der Schlitzöffnung auf die sich bewegende Oberfläche auf und das Verfahren verwendet eine Einrichtung zum Kompensieren einer Verformung der Schlitzöffnung. Das Verfahren stellt vorzugsweise Einrichtungen zum Kompensieren einer Verformung der Schlitzöffnung durch derart flexibles Ausführen von wenigstens einer der Kammerwandungen der Zuführkammer auf, dass sie aufgrund des Drucks in der Zuführkammer nachgibt, und durch Anordnen einer Haltestruktur zum Halten wenigstens einer Zuführlippe. Das Verfahren bringt vorzugsweise Medium auf eine sich bewegende Oberfläche durch Anordnen wenigstens einer Zuführlippe in Verbindung mit der wenigstens einen flexiblen Kammerwandung auf.

Liste von Figuren

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren detaillierter beschrieben, wobei

Fig. 1 eine Strahlbeschichtungsdüsenstruktur mit einem Düsenauftragsgerät und einem Haltebalken zeigt,

Fig. 2 eine Düsenstruktur gemäß der Erfindung zeigt, und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Düsenstruktur gemäß der Erfindung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung -15- I » · · * « · • · · ·

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Figur 1 zeigt ein Beispiel einer Strahlbeschichtungsdüsenstruktur 1. Die Strahlbeschichtungsdüsenstruktur 1 weist ein Düsenauftragsgerät 2 und einen Haltebalken 3 auf. Das Düsenauftragsgerät 2 ist vorzugsweise einstellbar an dem Haltebalken 3 mittels eines oder mehrerer Einstellelemente 4 angeordnet bzw. angebracht. Mit den Einstellelementen 4 können das Düsenauftragsgerät 2 und der Haltebalken 3 zum Beispiel so eingestellt werden, dass sie gerade positioniert sind. Die Einstellelemente 4 sind ein zusätzliches Merkmal in der Strahlbeschichtungsdüsenstruktur 1 und sind unter Bezugnahme auf die Verwendung des Düsenauftragsgeräts 2 gemäß der Erfindung nicht zwingend notwendig. Das Düsenauftragsgerät 2 und der Haltebalken 3 können auch mittels einer schwimmenden Befestigungsanordnung miteinander verbunden sein, so dass die Verbindung durch Temperaturveränderungen bewirkte Bewegungen erlaubt. Mit anderen Worten, das Düsenauftragsgerät 2 und der Haltebalken 3 können mittels einer Verbindung angeordnet bzw. verbunden sein, wie zum Beispiel einer Montageeinrichtung, die ein Verbindungselement aufweist, welches sich aufgrund von thermischer Ausdehnung oder ähnlichem ergebende Bewegungen erlaubt. Das Düsenauftragsgerät 2 selbst weist eine Zuführkammer 5 auf, welche durch Kammerwandungen 6 und einen Düsenschlitz 7 festgelegt ist, der sich von der Zuführkammer 5 in Richtung der Schlitzöffnung 8 erstreckt, so dass Beschichtungsmedium (in der Figur nicht dargestellt), welches sich innerhalb der Zuführkammer 5 befindet, durch den Düsenschlitz 7 strömen und das Düsenauftragsgerät 2 durch die Schlitzöffnung 8 verlassen kann. Die Zuführkammer 5 kann gerade oder konisch ausgeführt sein oder jegliche andere Form aufweisen, die zum Zuführen des Beschichtungsmediums in Richtung des Düsenschlitzes 7 geeignet ist. Das Beschichtungsmedium wird vorzugsweise von einem oder beiden Enden des Düsenauftragsgeräts 2 oder von jedem anderen geeigneten Ort zugeführt. Der Düsenschlitz 7 wird durch Zuführlippen 9, 10 gebildet, wobei eine Zuführlippe 9 sich auf der anderen Seite des Düsenschlitzes 7 und die andere Zuführlippe 10 sich auf der gegenüberliegenden Seite des Düsenschlitzes 7 befindet. Die Spitzen der Zuführlippen, d. h. die Enden der Zuführlippen, legen die Schlitzöffnung 8 fest.

In diesem Beispiel stützt eine Gegenwalze 11 die Bahn (in der Figur nicht dargestellt) derart, dass sich die Bahn entlang der Oberfläche 12 der Gegenwalze 11 bewegt, während sie durch die Beschichtungsstation verläuft, so dass der Abstand zwischen dem Düsenauftragsgerät 2 und der Bahn konstant gehalten wird.

Figur 2 ist eine konzeptionelle Figur, welche nicht die tatsächliche Geometrie des Düsenauftragsgeräts 2 gemäß der Erfindung zeigt, bei welcher das Düsenauftragsgerät 2 eine Zuführkammer 5 aufweist, die von Kammerwandungen 6a, 6b, 6c, 6d und einem durch Zuführlippen 9, 10 festgelegten Düsenschlitz 7 umgeben ist. Wenigstens eine der Kammerwandungen 6a, 6b, 6c, 6d ist flexibel ausgeführt, so dass sie sich an den in der Zuführkammer 5 herrschenden Druck anpasst. Wenigstens eine der Zuführlippen 9, 10 steht in Kontakt mit der wenigstens einen Kammerwandung 6a, 6b, 6c, 6d, welche flexibel ausgeführt ist. Das Düsenauftragsgerät 2 weist in diesem Beispiel auch eine Haltestruktur 13 auf, die in Kontakt mit dem Düsenauftragsgerät 2 angeordnet ist. Als ein Teil der Haltestruktur 13 ist ein gelenkiger Halter 14 vorgesehen, welcher in Kontakt mit derjenigen Zuführlippe 9, 10 steht, welche mit der flexiblen Kammerwandung 6a, 6b, 6c, 6d verbunden ist. In diesem Beispiel ist nur eine der Kammerwandungen 6b dünn genug ausgeführt, um flexibel zu sein, und die andere Zuführlippe 10 steht in Kontakt mit der WandungsStruktur 6, welche die dünne Kammerwandung 6b aufweist. Wenn der Druck in der Zuführkammer 5 ansteigt, verbiegt sich die dünne Kammerwandung 6b. Die -17- ♦ * » « *·«

Pfeile in der Figur zeigen die Richtung, in welcher der Druck wirkt. Während die dünne Kammerwandung 6b sich verbiegt, wirken die Haltestruktur 13 und der gelenkige Halter 14 auf die Schlitzöffnung 8 an dem Ende des Düsenschlitzes 7, so dass die Schlitzöffnung 8 dieselbe Größe wie vorher aufweist.

Obwohl es in der Figur anders dargestellt ist, weist der Düsenschlitz 7 nicht über seine gesamte Länge dieselbe Größe auf, sondern weist normalerweise eine schmale Öffnung zu der Zuführkammer 5 und eine schmale Schlitzöffnung 8 sowie zwischen diesen zwei Öffnungen einen kleinen, kammerartigen Teil auf, in dem sich das Beschichtungsmedium verteilen bzw. ausgleichen kann. Die Schlitzöffnung 8 hat typischerweise eine Größe von ungefähr 0,5 - 2,0 mm, vorzugsweise ungefähr 1,0 mm, und das Beschichtungsmedium wird von der Schlitzöffnung 8 als ein freier Strahl auf die durch das Düsenauftragsgerät 2 verlaufende Materialbahn aufgebracht. Das Beschichtungsmedium kommt als ein Strahl von Beschichtungsmedium aus der Schlitzöffnung 8 und die Geschwindigkeit des Strahls wird durch die Schlitzöffnung 8 und die Strömungsrate des Beschichtungsmediums festgelegt.

Figur 3 zeigt ein weiteres Beispiel eines Düsenauftragsgeräts 2 gemäß der Erfindung. Figur 3 ist eine konzeptionelle Figur, welche nicht die tatsächliche Geometrie des Düsenauftragsgeräts 2 zeigt. Das Düsenauftragsgerät 2 weist eine Zuführkammer 5 auf, welche von KammerWandungen 6a, 6b, 6c, 6d und einem durch Zuführlippen 9, 10 festgelegten Düsenschlitz 7 umgeben ist. Wenigstens eine der Kammerwandungen 6a, 6b, 6c, 6d ist derart flexibel ausgeführt, dass sie sich an den in der Zuführkammer 5 herrschenden Druck anpasst. Wenigstens eine der Kammerwandungen 6a, 6b, 6c, 6d ist flexibel ausgeführt, so dass sie sich an den in der Zuführkammer 5 herrschenden Druck anpasst. Das Düsenauftragsgerät 2 weist in diesem Beispiel « φ φ « * · « ·

auch eine Haltestruktur 13 auf, die in Kontakt mit dem Düsenauftragsgerät 2 angeordnet ist. Als Teil der Haltestruktur 13 ist ein gelenkiger Halter 14 vorgesehen. Der gelenkige Halter 14 steht in Kontakt mit der Zuführlippe 9, 10, welche mit der flexiblen Kammerwandung 6a, 6b, 6c, 6d verbunden ist. In diesem Beispiel ist nur die Kammerwandung 6b dünn genug ausgeführt, um flexibel zu sein, so dass sie aufgrund des in der Zuführkammer 5 herrschenden Drucks, welcher bewirkt, dass sich die Zuführkammer 5 erweitert, sich verbiegen kann. Die andere Zuführlippe 10 steht in Kontakt mit der Wandungsstruktur 6, welche die dünne Kammerwandung 6b aufweist, welche in der Lage ist, aufgrund der Druckveränderungen in der Zuführkammer 5 nachzugeben. Wenn der Druck in der Zuführkammer 5 sich erhöht, verbiegt sich die dünne Kammerwandung 6b. Die Pfeile in der Figur zeigen die Richtung, in welcher der Druck wirkt. Aufgrund des Drucks versucht die dünne Kammerwandung 6b, sich zu verbiegen, und der Druck wirkt auch auf die Wandstruktur 6 in der Nähe des Düsenschlitzes 7 sowie auf die Oberfläche 10a der einen Zuführlippe 10, welche in Kontakt mit der flexiblen Kammerwandung 6b angeordnet ist. Während die dünne Kammerwandung 6b sich verbiegt, wirken die Haltestruktur 13 und der gelenkige Halter 14 auf die Schlitzöffnung 8 an dem Ende des Düsenschlitzes 7 derart, dass die Schlitzöffnung 8 dieselbe Größe wie vorher aufweist.

Obwohl es in der Figur anders dargestellt ist, weist der Düsenschlitz 7 nicht über seine gesamte Länge die gleiche Größe auf, sondern weist normalerweise eine schmale Öffnung zu der Zuführkammer 5 und eine schmale Schlitzöffnung 8 sowie zwischen diesen zwei Öffnungen einen kleinen, kammerartigen Teil auf, in dem sich das Beschichtungsmedium ausgleichen kann. Die Schlitzöffnung 8 hat typischerweise eine Größe von ungefähr 0,5 - 2,0 mm, vorzugsweise ungefähr 1,0 mm, und das Beschichtungsmedium wird von der Schlitzöffnung 8 als ein freier Strahl auf die durch das Düsenauftragsgerät 2 Düsenauftragsgerät 2 verlaufende Materialbahn aufgebracht. Das Beschichtungsmedium kommt als ein Strahl von Beschichtungsmedium aus der Schlitzöffnung 8 und die Geschwindigkeit des Strahls wird durch die Schlitzöffnung 8 und die Strömungsrate des Beschichtungsmediums festgelegt. In Figur 3 ist eine Ein-stelleinrichtung 15 zwischen der dünnen Kammerwandung 6b und der Haltestruktur 13 angeordnet. Die Flexibilität der Kammerwandung 6b kann durch Einstellen einer Einstelleinrichtung 15 zwischen der Kammerwandung 6b und der Haltestruktur 13 derart eingestellt werden, dass die Höhenposition der Einstelleinrichtung 15 verändert wird, wenn die Flexibilität der Kammerwandung 6b verändert werden muss. Die Einstelleinrichtung 15 kann zum Beispiel eine pneumatische Halterung bzw. Stütze sein, welche eine Gegenkraft zum Verbiegen oder Nachgeben der Kammerwandung 6b ausübt. Mit der pneumatischen Stütze kann die Flexibilität der wenigstens einen Kammerwandung 6a, 6b, 6c, 6d durch Einstellen des Druckniveaus eingestellt werden. Die Einstelleinrichtung 15 kann auch ein Profilierungselement oder eine Profilierungsplatte sein, welche in Kontakt mit der dünnen Wandung 6b und der Haltestruktur 13 angeordnet ist. Die Einstelleinrichtung 15 kann auch die Querrichtung der flexiblen Kammerwandung einstellen. Für einen Fachmann ist offensichtlich, dass mit dem Fortschritt der Technologie die grundsätzliche Idee der Erfindung auf verschiedene Arten ausgeführt werden kann. Die Erfindung und ihre Ausführungsformen sind daher nicht auf die obigen Beispiele beschränkt, sondern sie können innerhalb des Schutz-bereichs der Ansprüche variieren.

Patentansprüche

Claims (14)

1. -20- * * ·· t · · • GIBLER&POTH PATENTANWÄLTE GIBLER & POTH PATENTANWÄLTE OG Dorotheergasse 7/14 | 1010 Wien I Austria Patentansprüche 1. Strahldüsenstruktur (l) mit einem Düsenauftragsgerät (2) zum Aufbringen eines Mediums, wie zum Beispiel Beschichtungsmedium, Oberflächenleim oder pigmentierten Leim, auf eine sich bewegende Oberfläche, wie zum Beispiel eine Materialbahn, eine Rolle oder ein Band, wobei sich das Düsenauftragsgerät (2) in einer Richtung quer zu der sich bewegenden Oberfläche erstreckt und wobei das Düsenauftragsgerät (2) Folgendes aufweist: eine Zuführkämmer (5) zum Aufnehmen von Medium von einer Zuführeinrichtung, wobei die Zuführkammer (5) durch Kammerwandungen (6a,6b,6c,6d) festgelegt ist, und einen Düsenschlitz (7) , welcher durch eine Zuführlippe (9,10) auf beiden Seiten des Düsenschlitzes (7) festgelegt ist, wobei der Düsenschlitz (7) in Strömungsverbindung mit der Zuführkammer (5) steht, wobei Medium dafür vorgesehen ist, von der Zuführkammer (5) in den Düsenschlitz (7) zugeführt zu werden, wobei der Düsenschlitz (7) in einer Schlitzöffnung (8) zum Zuführen von Medium in der Form eines Strahls von dem Düsenschlitz (7) zu der sich bewegenden Oberfläche endet, dadurch gekennzeichnet , dass das Düsenauftragsgerät (2) des Weiteren eine Einrichtung zur Kompensation einer Verformung der Schlitzöffnung (8) aufweist. -21- • · · · * · ·
2. 2. Strahldüsenbeschichtungsstruktur (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Kompensation einer Verformung der Schlitzöffnung (8} wenigstens eine Kammerwandung (6a,6b,6c,6d) der Zuführkammer (5) aufweist, welche flexibel ausgebildet ist, so dass sie gemäß dem Druck in der Zuführkammer (5) nachgeben kann.
3. 3. Strahldüsenbeschichtungsstruktur (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführlippe (9,10) in Kontakt mit wenigstens einer Kammerwandung {6a,6b,6c,6d), welche flexibel ausgebildet ist, steht.
4. 4. Strahldüsenbeschichtungsstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Kompensation einer Verformung der Schlitzöffnung (8) eine Haltestruktur (13) aufweist, welche wenigstens einen gelenkigen Halter (14) aufweist, der in Kontakt mit dem Düsenauftragsgerät (2) steht.
5. 5. Strahldüsenbeschichtungsstruktur (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine gelenkige Halter (14) in Kontakt mit der Zuführlippe (10) angeordnet ist, welche in Kontakt mit der flexiblen Kammerwandung (6a,6b,6c,6d) steht.
6. 6. Strahldüsenbeschichtungsstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenstruktur (1) einen Haltebalken (3) zum Halten des Düsenauftragsgeräts (2) aufweist. « · -22-

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7. 7. Strahldüsenbeschichtungsstruktur (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenauftragsgerät (2) und der Haltebalken (3) mittels Einstellelementen (4) miteinander verbunden sind.
8. 8. Strahldüsenbeschichtungsstruktur (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenauftragsgerät (2) und der Haltebalken (3) mittels einer Verbindung miteinander verbunden sind, welche Relativbewegungen erlaubt.
9. 9. Strahldüsenbeschichtungsstruktur (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstelleinrichtung (15) zwischen der wenigstens einen flexiblen Kammerwandung {6a,6b,6c,6d) und der Haltestruktur (13) zum Einstellen der Flexibilität der flexiblen Kammerwandung (6a,6b,6c, 6d) angeordnet ist.
10. 10. Strahldüsenbeschichtungsstruktur (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung (15) ein pneumatisches Halteelement zum Einstellen des flexiblen Bereichs der wenigstens einen Kammerwandung (6a,6b,6c,6d) durch Einstellen des Druckniveaus ist.
11. 11. Strahldüsenbeschichtungsstruktur (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Einstelleinrichtung (15) die Querrichtung der flexiblen Kammerwandung (6a,6b,6c,6d) einstellbar ist. -23- • *
12. 12. Verfahren zum Aufbringen von Medium, wie zum Beispiel Beschichtungsmedium, Oberflächenleim oder pigmentierten Leim, auf eine sich bewegende Oberfläche, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Einen Schritt zum Anordnen eines Düsenauftragsgeräts (2) in der Nähe der sich bewegenden Bahn, wobei das Düsenauftragsgerät (2) eine Zuführkammer (5) und einen Düsenschlitz (7) in einer StrömungsVerbindung mit der Zuführkammer (5) zum Zuführen von Medium von der Zuführkammer (5} zu dem Düsenschlitz (7) aufweist, wobei die Zuführkammer (5} durch Kammerwandungen (6a,6b,6c,6e) festgelegt ist und die Zuführkammer (5) Medium von einer Zuführeinrichtung erhält, und wobei der Düsenschlitz (7) durch Zuführlippen (9,10) festgelegt ist und in einer Schlitzöffnung (8) endet, einen Schritt zum Zuführen von Medium von der Schlitzöffnung (8) auf die sich bewegende Oberfläche, gekennzeichnet durch das Verwenden einer Einrichtung zum Kompensieren einer Verformung der Schlitzöffnung (8).
13. 13. Verfahren zum Aufbringen von Medium, wie zum Beispiel Beschichtungsmedium, Oberflächenleim oder pigmentierten Leim, auf eine sich bewegende Oberfläche, nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch zur Verfügung stellen der Einrichtung zum Kompensieren einer Verformung der Schlitzöffnung (8) durch flexibles Ausführen wenigstens einer der Kammerwandungen (6a,6b,6c,6d) der Zuführkammer (5), so dass sie aufgrund des Drucks in der Zuführkammer (5) nachgibt, und durch An- -24-

    « · • · • * ordnen einer Haltestruktur (13) zum Halten wenigstens einer Zuführlippe ¢9,10).
14. 14. Verfahren zum Aufbringen von Medium, wie zum Beispiel Beschichtungsmedium, Oberflächenleim oder pigmentierten Leim, auf eine sich bewegende Oberfläche, nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Zuführlippe (9,10) in Verbindung mit der wenigstens einen flexiblen Kammerwandung (6a,6b,6c,6d) angeordnet wird. Gibler %^Fo (Dr. F^^iblal atentanwälte OG HmbtrV· Poth)