CH663362A5

CH663362A5 - Vorrichtung zum beschichten von ueber eine stuetzwalze laufenden materialbahnen mit regelbarer auftragsstaerke.

Info

Publication number: CH663362A5
Application number: CH4845/84A
Authority: CH
Inventors: Herbert Sommer
Original assignee: Jagenberg Ag
Priority date: 1984-01-07
Filing date: 1984-10-09
Publication date: 1987-12-15
Also published as: IT8423991A1; IT8423991A0; IT1181923B; FI844151A7; FI844151A0; US4688516A; FI844151L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Beschichten von über eine Stützwalze laufenden Materialbahnen mit regelbarer Auftragsstärke, bei der das Beschichtungsmedium mit Hilfe einer sich über die Breite der Materialbahn erstreckenden Schlitzdüse auf die Materialbahn aufbringbar ist und bei der die Schlitzdüse einen Vordosierspalt aufweist, an den eine Dosierlippe und eine Rücklauflippe unter Bildung einer Dosierkammer angeschlossen sind.

Eine derartige Vorrichtung geht beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 23 59 413 hervor. Mit dieser bekannten Vorrichtung wird ein Überschussauftrag durch einen starr justierbaren Dosierspalt im Bereich der Dosierlippe erzielt. Der Dosierspalt muss sehr fein justiert werden, wobei jeweils eine Anpassung an die Bahngeschwindigkeit und die Rheologie des Beschichtungsmediums erforderlich ist. Bei der bekannten Vorrichtung wird die Feindosierung bahnauf-wärts durch eine getrennte Rakeleinrichtung vorgenommen.

Es hat sich nun gezeigt, dass aufgrund der umlaufenden Materialbahn, insbesondere, wenn diese mit sehr hohen Geschwindigkeiten umläuft, eine Luftgrenzschicht in die Dosierkammer eindringen kann, was zu unbedeckten Stellen in der Materialbahn führen kann. Ausserdem lassen sich nur niedrige Auftragsgewichte erzielen und die Druckfarbenaufnahme ist für die heute üblichen Qualitätsanforderungen nicht gleichmässig genug.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die ein gleichmässigeres und qualitativ hochwertigeres Auftragen des Beschichtungsmediums ermöglicht, insbesondere eine Verbesserung hinsichtlich der Höhe des Auftragsgewichtes und der Bedruckbarkeit der Materialbahn mit ein-40 fachen Mitteln gewährleistet. Ausserdem soll die bisher nur durch überhöhte Umlaufraten des Auftragmediums halbwegs zu unterdrückende Gefahr von unbedeckten Stellen im Auftrag beseitigt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, 45 dass im Bereich der Rücklauflippe eine die Dosierkammer an der laufenden Materialbahn begrenzende Sperre angeordnet ist. Durch diese Sperre wird das Eindringen der Luftgrenzschicht in die Dosierkammer verhindert, so dass die Luftgrenzschicht nicht mehr bis zur Dosierlippe durchschla-so gen kann, so dass die bisher unbedeckten Stellen im Strichauftrag, insbesondere bei Maschinengeschwindigkeiten oberhalb von 600—700 m/min nicht mehr auftreten.

Die Sperre kann in der verschiedensten Weise ausgebildet s5 sein. So kann sie beispielsweise von einem sich zwischen der Rücklauflippe und der Materialbahn erstreckenden messerartigen Federblech oder aber auch einer Walze, einer Leiste oder dergleichen Element bestehen.

Um den gewünschten Effekt zu erreichen, ist die Sperre so vorzugsweise auf einem Schenkel eines zugleich einen Überlauf des Beschichtungsmediums bildenden Auslaufkörpers angeordnet.

Dadurch ergibt sich eine geeignete Befestigungsmöglichkeit und Anordnung für die Sperre. Sofern die Sperre als Fe-65 derblech ausgebildet ist, kann sie unter einem spitzen Winkel zur Rücklauflippe angeordnet sein. Es versteht sich, dass das Federblech in Bezug auf die Materialbahn verstellbar ausgebildet sein kann.

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Für einige Anwendungsfälle ist es von besonderem Vorteil, wenn sich das Federblech zwischen der Matrialbahn und der Rücklauflippe und mit seiner freien Endkante bis nahe in den Bereich der Dosierlippe erstreckt.

Hierdurch wird gewissermassen eine Zwangsströmung innerhalb der Dosierkammer erreicht, mit dem Ergebnis, dass das Beschichtungsmedium nur auf einer relativ kleinen Strecke die Materialbahn benetzt, ansonsten entlang des Federbleches nach hinten entgegen der Bewegungsrichtung der Materialbahn über die Rücklauflippe in den Auslaufkörper geleitet wird.

Die Sperre kann aber auch als Walze ausgebildet sein und dabei in einem elastischen Bett gelagert und gegebenenfalls von einem Kühlmittel durchströmt sein. Auch hierdurch wird auf wirksame Weise der Eintritt der Luftgrenzschicht in den Dosierraum verhindert. Dabei hat man es sogar in der Hand, die Walze entgegengesetzt der Umlaufrichtung der Materialbahn anzutreiben, ebenfalls mit dem Zweck, den Eintritt der Grenzluftschicht zu verhindern.

Bei einer für die Erfindung wichtigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Rücklauflippe zu dem Ausgang der Dosierkammer derart angeordnet ist, dass der anschliessende Vordosierspalt entgegengesetzt zur Umlaufrichtung der Materialbahn verläuft und dabei einen Sperrstrahl erzeugt.

Auch auf diese Weise wird ein Eintritt der Grenzluftschicht wirksam verhindert. Gerade bei dieser Ausführung ergibt sich ein verhältnismässig grosser Dosierraum. Man hat es ohne weiteres in der Hand, durch geeignete Massnahmen eine gewünschte Zwangsströmung zu erzielen, beispielsweise dadurch, dass der Vordosierspalt bogenförmig in die Rücklauflippe übergeht. Die Krümmung ist <0,012 mm"1. Ein Spalt zwischen einer Fläche des Vordosierspaltes und der Stützwalze liegt zweckmässigerweise zwischen 3 mm und 8 mm und an der der Dosierlippe zugewandten Fläche des Vordrosselspaltes befindet sich eine Strömungsabrisskante.

Für den Fall höherer Auftragsgewichte und Verbesserung der Bedruckbarkeit der Materialbahn ist gemäss einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass der auf der der Dosierlippe abgewandten Seite der Rücklauflippe liegende Schenkel des Auslaufkörpers als Träger für eine Vordosiereinrichtung ausgebildet ist, an die sich eine weitere Überströmlippe anschliesst. Die Vordosiereinrichtung ist dabei vorzugsweise mit einer an wenigstens einer ebenen Gleitfläche eines Rakelbettes gleitbeweglich geführten Rakelleiste versehen, die mit einer scharfkantigen Abrisskante unter Verwendung eines elastischen Druckmittels an die Materialbahn anpressbar ist. Durch eine solche Vorrichtung werden die bei bekannten Einrichtungen bestehenden Nachteile vermieden, die sich z.B. dadurch ergeben, dass beim Entfall von Vordosiereinrichtungen, wie z.B. bei Auftragswalzen im Flooded-Nip-Coater es nicht gelingt, höhere Auftraggewichte, d.h. mit geringem Anpressdruck des Dosierelementes, zu fahren, da dann die Bedruckbarkeitseigen-schaften erheblich schlechter sind als bei Walzenauftragsystemen. Ursache hierfür ist der Entfall der ersten Dosierstelle, die eine Entwässerung der dem Papier naheliegenden Streichfarbenschicht bewirkt, die dadurch immobilisiert wird und das ungleichmässige Eindringen von Streichfarbe während des anschliessenden Dosiervorganges verhindert.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine schematische Teilansicht der erfindungsge-mässen Vorrichtung in teilweiser Schnittdarstellung,

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung mit einem verstellbaren Federblech,

Fig. 3 eine Ausführungsvariante mit einer Rakelwalze, Fig. 4 eine Vorrichtung mit einer angetriebenen Walze,

Fig. 5 eine Vorrichtung mit speziell gestaltetem Dosiervorspalt und

Fig. 6 eine Vorrichtung mit einer Vordosiereinrichtung.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung zum Dosieren von Beschichtungsmedium auf eine in Richtung des Pfeiles A über eine Stützwalze 1 laufenden Materialbahn 2 weist eine sich über die Breite der Materialbahn 2 erstrek-kende Schlitzdüse 3 auf. Die Schlitzdüse besteht aus einem Zulaufrohr 4, einer Vordosierkammer 5, einem einstellbaren Vordosierspalt 6 und einer Dosierkammer 7. Die Dosierkammer 7 ist an ihrer einen Seite durch eine Dosierlippe 8 und an ihrer anderen Seite durch eine Rücklauflippe 9 begrenzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dosierlippe 8 von einem Streichmesser 11 gebildet, das an seinem unteren Ende einerseits an einem Klemmbalken 12 und andererseits an einem Druckluftschlauch 13 abgestützt ist. Ferner ist das Streichmesser 11 von einer verstellbaren Kammleiste 14 unterstützt. Die Rücklauflippe 9 ist in einem Schenkel 15 eines Auslaufkörpers 16 axial verstellbar gelagert, an dessen anderem Schenkel 17 ein Federblech 18 eingespannt ist. Das Federblech erstreckt sich zwischen der Rücklauflippe 9 und der Materialbahn und verläuft unter einem spitzen Winkel zu der Rücklauflippe 9 und erstreckt sich mit seinem freien Ende bis nahe an den Bereich des Streichmessers 11, so dass an dieser Stelle eine vergleichsweise kleine Strecke der Materialbahn 2 der Dosierkammer 7 ausgesetzt ist.

An den Auslaufkörper schliesst sich noch eine Rücklaufleitung 19 an, die ebenso wie die Zulaufleitung 4 an eine nicht dargestellte Pumpe herangeführt ist.

Um während des Betriebes der Vorrichtung infolge der umlaufenden Materialbahn ein Eindringen einer Grenzluftschicht in die Dosierkammer 7 zu verhindern, ist das Federblech 18 bis dicht an die Materialbahn herangeführt. Gleichzeitig wird durch die Anordnung und Ausbildung des sich über die Breite der Materialbahn erstreckenden Federbleches 18 eine Zwangsströmung des Beschichtungsmediums in der Dosierkammer 7 erreicht und zwar entsprechend den Pfeilangaben B. Es versteht sich, dass anstelle des Streichmessers 11 auch eine Rakelleiste oder aber eine Rakelwalze angeordnet werden kann.

Die Ausführungs gemäss Fig. 2 unterscheidet sich dadurch, dass das Federblech 18 unter einem anderen Winkel angeordnet ist, nämlich der Gestalt, dass es hinter der Rücklauflippe 9 an der Materialbahn 2 zur Anlage kommt, so dass ein Eintritt der Grenzluftschicht, wie mit dem Pfeil C angegeben, nicht möglich ist. Ansonsten verläuft im wesentlichen der Beschichtungsstrom wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1. Zur Anpassung an unterschiedliche Gegebenheiten ist das Federblech 18 mit einer Versteileinrichtung 21 versehen.

Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 3 ist anstelle des Federblechs 18 eine Walze 22 angeordnet, die vorzugsweise von einem Kühlmittel durchströmt wird und in einem elastischen Bett 23 angeordnet ist, das seinerseits auf dem Schenkel 17 des Auslaufkörpers 16 angeordnet und befestigt ist.

In Fig. 4 ist eine Abwandlung der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform gezeigt, nämlich der Gestalt, dass die Walze 22 entgegen der Umlaufrichtung der Abstützwalze 1 angetrieben ist und einen Spalt mit der Stützwalze 1 bildet.

Im Falle der Fig. 5 ist der Spalt 24 der Rücklauflippe 9 zur Vordosierkammer 5 so angeordnet, dass der Vordosierspalt 6 einen Verlauf hat, der die Erzeugung eines entgegen der Umlaufrichtung der Materialbahn 2 gerichteten Sperrstrahles ermöglicht. Auch hierdurch wird der Eintritt der Grenzluftschicht C in die Dosierkammer 7 wirksam verhindert. Zweckmässigerweise ist der Übergang zwischen dem Spalt 24 und dem Vordosierspalt gerundet ausgebildet, um einen günstigen Strömungsverlauf zu erreichen. Die Krüm-

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Für den Fall hoher Auftragsgewichte und guter Bedruck-barkeit ist in Fig. 6 eine Vorrichtung dargestellt, bei der zusätzlich eine Vordosiereinrichtung 25 vorgesehen ist. Zu diesem Zweck ist der Schenkel 15 des Ablaufkörpers 16 als Träger für diese Vordosiereinrichtung 25 ausgebildet. Diese Vordosiereinrichtung ersteckt sich einerseits zwischen der Rücklauflippe 9 und einer weiteren Überströmlippe 26, hinter der der Abführkanal 19 angeschlossen ist. Die Vordosiereinrichtung besteht aus einer Rakelleiste 27 mit einer scharfkantigen, an der Materialbahn 2 anliegenden Abrisskante 28. Die Rakelleiste 27 ist an wenigstens einer ebenen Fläche 29 einer Anschlagleiste 31 gleitbeweglich geführt.

Als elastisches Druckmittel zum Aufbringen eines Anpressdruckes ist ein mit Luft beaufschlagter Druckschlauch 32 vorgesehen. Der Druckschlauch 32 sorgt durch seine Flexibilität für eine über die Arbeitsbreite gleichmässige Andrückung der Rakelleiste 27 gegen die auf der Stützwalze 1

laufende Materialbahn 2. Die über den Schlauchdruck aufgebrachte Linienpressung hält dem hydrodynamischen Druck unter der Stirnfläche der Rakelleiste 27 in dem Keilspalt das Gleichgewicht. Durch Variation des Schlauchdruk-kes lässt sich somit sehr feinfühlig, gleichmässig und stufenlos das Auftraggewicht variieren, wobei sich ohne zusätzlich Profilierungseinrichtung an jeder Stelle der Arbeitsbreite der gleiche Gleichgewichtszustand zwischen hydrodynamischen Druck und Rakelanpressung einstellt, was die Voraussetzung für ein gleichmässiges Strichprofil ist. Ein weiterhin vorgesehener Druckschlauch 33 presst gegen die Rakelleiste 27 und kann diese bei entsprechend hohem Druck in einer einmal eingestellten stabilen Lage halten.

Es versteht sich, dass die Erfindung nicht nur auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern im Rahmen der Ansprüche auch Abänderungen zulässt. So kann z.B. die Rakelleiste der Vordosiereinrichtung auch anders als dargestellt ausgebildet sein, z.B. als Rakelwalze. Ebenso kann anstelle des Streichmessers 11 in der Dosierlippe auch eine Rakelleiste oder eine Rakelwalze vorgesehen sein.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

663362 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Beschichten von über eine Stützwalze laufenden Materialbahnen mit regelbarer Auftragsstärke, bei der das Beschichtungsmedium mit Hilfe einer sich über die Breite der Materialbahn erstreckenden Schlitzdüse auf die Materialbahn aufbringbar ist und bei der die Schlitzdüse einen Vordosierspalt aufweist, an den eine Dosierlippe und eine Rücklauflippe unter Bildung einer Dosierkammer angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Rücklauflippe (9) eine die Dosierkammer (7) an der laufenden Materialbahn (2) begrenzende Sperre (18,22,24) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperre aus einem sich zwischen der Rücklauflippe (9) und der Materialbahn (2) erstreckenden, messerartigen Federblech (18), einer Walze (22) oder einer Leiste besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperre auf einem Schenkel (15) eines zugleich einen Überlauf des Beschichtungsmediums bildenden Auslaufkörpers (16) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperre bei Ausbildung als Federblech unter einem spitzen Winkel zur Rücklauflippe (9) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die Sperre bildende Federblech in Bezug auf die Materialbahn (2) verstellbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich das die Sperre bildende Federblech (18) mit seiner freien Endkante bis nahe in den Bereich der Dosierlippe (8) erstreckt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperre bei Ausbildung als

Walze (22) in einem elastischen Bett (23) gelagert und gegebenenfalls von einem Kühlmittel durchströmt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die Sperre bildende Walze s (22) entgegengesezt der Umlaufrichtung der Materialbahn (2) angetrieben ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklauflippe (9) und der Ausgang der Vordosierkammer (5) derart zueinander angelo ordnet sind, dass der sich anschliessende Vordosierspalt (6)

im wesentlichen entgegengesetzt zur Umlaufrichtung der Materialbahn (2) verläuft und dabei einen Sperrstrahl erzeugt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dais durch gekennzeichnet, dass die der Dosierlippe (8) abgewandte Fläche des Vordosierspalts (6) bogenförmig mit einer Krümmung <0,012 mm -1 in die Rücklauflippe (9) übergeht und mit der Stützwalze (1) einen Spalt (24) von einschliesslich 3 mm bis einschliesslich 8 mm bildet, während

20 die der Dosierlippe (8) zugewandte Fläche des Vordosierspalts (6) eine Strömungsabrisskante (6') aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der der Dosierlippe (8) abgewandten Seite der Rücklauflippe (9) liegende Schenkel

25 (15) des Auslaufkörpers (16) als Träger für eine Vordosier-Einrichtung (25) ausgebildet ist, an die sich eine weitere Überströmlippe (26) anschliesst.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordosiereinrichtung (25)

so eine an wenigstens einer ebenen Gleitfläche (29) eines Rakelbettes (31) gleitbeweglich geführte Rakelleiste (27) aufweist, die mit einer scharfkantigen Abrisskante (28) unter Verwendung eines elastischen Druckmittels (32) an die Materialbahn (2) anpressbar ist.