EP0965684A2 - Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen mediums auf eine laufende Materialbahn - Google Patents

Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen mediums auf eine laufende Materialbahn Download PDF

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EP0965684A2
EP0965684A2 EP99108734A EP99108734A EP0965684A2 EP 0965684 A2 EP0965684 A2 EP 0965684A2 EP 99108734 A EP99108734 A EP 99108734A EP 99108734 A EP99108734 A EP 99108734A EP 0965684 A2 EP0965684 A2 EP 0965684A2
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EP
European Patent Office
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counter
material web
counter element
around
leveling
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99108734A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0965684A3 (de
Inventor
Martin Dr. Kustermann
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH, Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP0965684A2 publication Critical patent/EP0965684A2/de
Publication of EP0965684A3 publication Critical patent/EP0965684A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/52—Addition to the formed paper by contacting paper with a device carrying the material
    • D21H23/56—Rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/08—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line
    • B05C1/0826—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line the work being a web or sheets
    • B05C1/083—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line the work being a web or sheets being passed between the coating roller and one or more backing rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/04—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface with blades
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D21H23/22—Addition to the formed paper

Definitions

  • the invention relates to a device for applying a liquid or pasty application medium on a running material web, in particular made of paper or cardboard, which includes a commissioned work, as well as a First counter element assigned to the work, around which the material web is led around at least over part of its circumference, and further comprises a leveling and / or metering device, and one of the Equalizing and / or dosing device assigned second counter element, around which the material web extends at least over part of its circumference is led around.
  • the generic DE 43 38 776 A1 deals with the risk of wrinkles forming in the web in the section between application unit and leveling / dosing device, if these two work against one and the same counter roller.
  • DE 43 38 776 A1 was proposed to solve this problem, on the one hand the commissioned work and the leveling / dosing device each a separate one Assign the counter roller and the speed of the two counter rollers to control such that a desired tension in the web is ensured.
  • This object is achieved by a device of the beginning mentioned type solved, in which the surface properties of the first Counter element and the second counter element matched to each other are that the material web at least with respect to the first counter element can perform a relative movement.
  • the invention is based on the knowledge that it is possible by deliberately influencing the surface properties of the two counter elements is possible to ensure that only the surface of the leveling or / and metering device assigned counter roll represents a "fixed point" for the material web, i.e. with the material web in essentially non-slip and slip-free Engagement occurs while at least between that assigned to the commissioned work Counter roller and the material web the possibility of a relative movement in the direction of travel of the material web, i.e. at least that Possibility of a predetermined minimum displacement of these two relative to each other. So it is also without coordinated Control of the speeds of the two counter rolls possible, always one Tendency to reduce, if not prevent, tensile stress in the material web.
  • one of the counter elements or even both counter elements can comprise an endless belt, preferably an endless belt, which in the area of the application work or the leveling and / or dosing device is guided around a support shoe is.
  • this can be achieved, for example, by designing at least the surface of the first counter element to be soft, a soft surface being understood to mean a surface which satisfies the following condition: 4 mm ⁇ t ⁇ h B ⁇ C ⁇ 13 mm where t is the thickness of the surface layer, for example the roll cover, in millimeters, h B is the hardness of the surface material in P&J, and c is a constant with the value (1 mm) / (25.4 P&J).
  • the effect of this first variant is based on the fact that the surface at least the first counter roll is so elastic that slight Fluctuations in tension due to the "spring action" at least soft surface of the first counter roll at least partially, preferably can be fully balanced.
  • the hardness of the surface of the first counter element can have a value of at least 40 P&J (hardness test according to Pusey & Jones).
  • the surface of the first mating member is thus much softer formed as, for example, the surface of applicator rollers at LDTA-applicator units (LDTA - L ong D well T ime A pplicator).
  • the hardness of the surface of the second counter element can, for example, have a value of between approximately 50 P&J and approximately 100 P&J, preferably between approximately 60 P&J and approximately 80 P&J. It is also conceivable that the first counter element has a softer surface than the second counter element.
  • the surface of the first counter element is designed with less friction than the surface of the second counter element. It is also proposed that the surface of the first counter element has a coefficient of friction ⁇ of at most 0.45, preferably at most 0.15. So low Coefficients of friction can then be provided, for example, if the surface of the first counter element made of chrome, "chrome slick", Ceramics and the like low-friction materials are formed. In this The material web can fall in the event of variations in tension by sliding movement with respect to the surface of the first counter roll react.
  • a third variant is that the surface of the first Counter element is defined rougher than the surface of the second Counter element.
  • the surface of the first counter element can an average roughness depth, i.e. an arithmetic mean roughness (after DIN 4768), from between 1.5 ⁇ m and 63 ⁇ m, preferably from between 6.3 ⁇ m and 30 ⁇ m.
  • the roughness of the first counter roll has with the result that when the counter-roller rotates a Air boundary layer forms, which rotates with it. In that of the material web extensive area, this air boundary layer forms an air cushion, on which the material web "floats", which is a relative movement of Counter roll and material web enables. Due to the rough training of the Roll surface can thus be achieved that this has a small, dynamic friction coefficients depending on the respective operating conditions having.
  • the three design variants discussed above can be on one and the same counter roll also realized simultaneously and in any combination become.
  • the roughness according to the third Design variant provided in a surface covering of the counter roller be made of a soft material, for example by Embedding fibers in the soft material ("suede effect").
  • the "floating effect" of the roughness of the roller surface dominate at high speeds of the material web, during the "spring effect” of the soft roller surface material low running speeds a relative mobility of material web and first counter roll ensures.
  • the object according to the invention is achieved by a device of the type mentioned at the outset, in which both counter elements are formed by counter rolls, the distance a between the axes of the two counter rolls advantageously fulfilling the condition: 555 mm ⁇ a ⁇ 0.5 ⁇ ((v Max + v min ) / v Max ) ⁇ (W / D) ⁇ 1500 mm
  • v max is the maximum intended running speed of the material web
  • v min is the minimum intended running speed of the material web
  • W is the width of the material web
  • D is the diameter of the second counter roller.
  • the operation of this embodiment is mainly based on that the free length of the material web between the two counter-rollers so large that fluctuations in tensile stress due solely to the inherent elasticity of the material web can be compensated.
  • the free length of the material web should not have a certain limit exceed that of the minimum running speed or the maximum Running speed of the material web, the width of the material web and the diameter of the metering counter roller.
  • the inventor has recognized that with the same running speed of the material web a safe and crease-free web guidance with material webs of different widths achieved by choosing a correspondingly different center distance can be.
  • the counter roll diameter is used as a correction factor because wider machines usually have larger counter-rollers.
  • an application device is generally at 10 designated.
  • a material web 12 is initially in the running direction L by one first counter roll 14 and then passed around a second counter roll 16.
  • the counter rolls 14 and 16 are about their axes A and B in the direction the arrows P or P 'rotatably. Only the second is Counter roller 16 driven in rotation, while the first counter roller 14 under the influence of the entrainment effect runs along with the material web 12.
  • an application unit for the first counter-roller 14 18 assigned For applying liquid or pasty application medium 21 to the Surface 12a of the material web 12 is an application unit for the first counter-roller 14 18 assigned, which in the embodiment according to FIG. 1 is only shown by way of example as an application work with scoop roller 20. However, it should be noted that in principle any suitable type of commissioned work can be used in an application device according to the invention can.
  • the second counter-roller 16 is assigned in an analogous manner Leveling or / and dosing device 22 in the illustrated embodiment shown schematically as a doctor blade.
  • the leveling and / or dosing device could just as easily be a smooth or grooved doctor bar, an air knife, or the like.
  • the surface 14a of the first Counter roll 14 is designed softer according to a first embodiment is as 40 P&J or / and according to a second variant is designed with less friction than the surface 16a of the second counter roll 16 or / and according to a third embodiment variant a predetermined one Has surface roughness. It goes without saying that this Surface properties of either the material of the counter rolls 14 or 16 itself or the material of a surface covering of this Rollers can be provided.
  • the mode of operation of the first embodiment variant is based on a "Spring effect" of the soft surface material of the first counter roll, the at least some compensation for fluctuations in the material web applied tension allows. In the second variant these fluctuations can be caused by slipping of the material web be balanced on the counter roll surface.
  • the mode of action the third embodiment is ultimately based on "floating" the material web on a forming on the roll surface Air layer, with tension fluctuations in the end compensated by slipping of the material web relative to the counter roller can be.
  • the axes of rotation A and B of the two counter-rollers 14, 16 have a distance a which satisfies the following condition: 555 mm ⁇ a ⁇ 0.5 ⁇ ((v Max + v min ) / v Max ) ⁇ (W / D) ⁇ 1500 mm
  • v max is the maximum envisaged running speed of the material web
  • v min is the minimal envisaged running speed of the material web
  • W is the width of the material web 12 in the transverse direction Q
  • D is the diameter of the second counter roller 16.
  • the counter roll diameter goes as a correction factor, since wider machines usually have larger counter rolls exhibit.
  • FIG. 2 shows a further embodiment, which is essentially corresponds to that according to FIG. 1. Analog parts are therefore shown in FIG the same reference numerals as in Fig. 1, but increased by the number 100. Furthermore, the embodiment according to FIG. 2 is only described to this extent than it differs from the embodiment according to FIG. 1, otherwise, reference is expressly made to the description thereof.
  • the application unit 110 according to FIG. 2 differs from the application unit 10 only in that instead of the counter roller 14 a Counter device 114 is provided, which comprises an endless belt 124, which around a pressure shoe 126 and two deflection rollers 128 and 130 revolves in the direction of arrow R.
  • the coating of surface 112a the material web 112 with application medium 121 is again carried out by means of an application unit 118 with scoop roller 120.
  • the scoop roller 120 facing surface of the pressure shoe 126 is formed concave, that between the scoop roller 120 and the pressure shoe 126 there is a longer action gap (nip) than between the scoop roller 20 and the counter roller 14 in the embodiment according to FIG. 1.
  • the length d of the between the counter device 114 and the counter roller 116 not guided section 112b of the material web 112 must be dimensioned such that fluctuations the tensile stress solely through the inherent elasticity of the material web 112 can be compensated.
  • chrome slick is a surface is referred to by etching a chrome surface and embedding of Teflon in the depressions created by the etching. Such surfaces have advantageous non-stick and wear properties.

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  • Coating Apparatus (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung (10) zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums (21) auf eine laufende Materialbahn (12), insbesondere aus Papier oder Karton, umfaßt ein Auftragswerk (18), sowie ein dem Auftragswerk (18) zugeordnetes erstes Gegenelement (14), um welches die Materialbahn (12) zumindest über einen Teil dessen Umfangs herumgeführt ist, und umfaßt ferner eine Egalisier- oder/und Dosier-Vorrichtung (22), sowie ein der Egalisier- oder/und Dosier-Vorrichtung (22) zugeordnetes zweites Gegenelement (16), um welches die Materialbahn (12) zumindest über einen Teil dessen Umfangs herumgeführt ist. Die Oberflächeneigenschaften des ersten Gegenelements (14) und des zweiten Gegenelements (16) sind derart aufeinander abgestimmt, daß die Materialbahn (12) unter dem Einfluß des Antriebs durch das zweite Gegenelement (16) eine Relativbewegung bezüglich des ersten Gegenelements (14) ausführen kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, welche ein Auftragswerk umfaßt, sowie ein dem Auftragswerk zugeordnetes, erstes Gegenelement, um welches die Materialbahn zumindest über einen Teil dessen Umfangs herumgeführt ist, und ferner eine Egalisier- oder/und Dosier-Vorrichtung umfaßt, sowie ein der Egalisier- oder/und Dosier-Vorrichtung zugeordnetes, zweites Gegenelement, um welches die Materialbahn zumindest über einen Teil dessen Umfangs herumgeführt ist.
Derartige Vorrichtungen, bei denen die Materialbahn einerseits im Bereich der Aufbringung des Auftragsmediums und andererseits im Bereich der Egalisierung bzw. Dosierung der aufgetragenen Schicht um zwei gesonderte Gegenelemente, insbesondere Gegenwalzen, herumgeführt ist, sind im Stand der Technik zur Lösung unterschiedlicher Problemstellungen bekannt. Es sei hier lediglich auf die DE 43 38 776 A1, die DE 94 21 631 U1, die DE 37 15 307 C2 und die EP 0 651 095 A1 verwiesen.
So befaßt sich beispielsweise die gattungsbildende DE 43 38 776 A1 mit der Gefahr der Bildung von Falten in der Materialbahn in dem Abschnitt zwischen Auftragswerk und Egalisier/Dosier-Vorrichtung, wenn diese beiden gegen ein und dieselbe Gegenwalze arbeiten. In der DE 43 38 776 A1 wurde zur Behebung dieses Problems vorgeschlagen, zum einen dem Auftragswerk und der Egalisier/Dosier-Vorrichtung jeweils eine gesonderte Gegenwalze zuzuordnen und zum anderen die Drehzahlen der beiden Gegenwalzen derart zu steuern, daß eine erwünschte Zugspannung in der Bahn sichergestellt wird. Diese Lösung hat sich in der Praxis als tauglich erwiesen, hat jedoch den Nachteil, daß sie steuerungstechnisch aufwendig ist, und dies nicht nur deshalb, weil die beiden Gegenwalzen mit aufeinander abgestimmten Drehzahlen angetrieben werden müssen, sondern auch, weil die Komplexität der Steuerung der gesamten Streichanlage bzw. Materialbahnherstellungsanlage durch die Berücksichtigung der Drehzahlabhängigkeit der beiden Gegenwalzen zunimmt.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welcher der Faltenbildung mit einfachen Mitteln vorgebeugt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher die Oberflächeneigenschaften des ersten Gegenelements und des zweiten Gegenelements derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Materialbahn zumindest bezüglich des ersten Gegenelements eine Relativbewegung ausführen kann. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es durch gezielte Beeinflussung der Oberflächeneigenschaften der beiden Gegenelemente möglich ist, sicherzustellen, daß lediglich die Oberfläche der der Egalisier- oder/und Dosier-Vorrichtung zugeordneten Gegenwalze einen "Fixpunkt" für die Materialbahn darstellt, d.h. mit der Materialbahn in im wesentlichen rutsch- und schlupffreiem Eingriff steht, während zumindest zwischen der dem Auftragswerk zugeordneten Gegenwalze und der Materialbahn die Möglichkeit einer Relativbewegung in Laufrichtung der Materialbahn besteht, d.h. zumindest die Möglichkeit einer vorbestimmten Mindestverlagerung dieser beiden relativ zueinander besteht. Somit ist es auch ohne aufeinander abgestimmte Steuerung der Drehzahlen der beiden Gegenwalzen möglich, stets eine die Neigung zu Faltenbildung mindernde, wenn nicht gar verhindernde, Zugspannung in der Materialbahn aufrechtzuerhalten.
Obgleich sowohl vorstehend als auch nachfolgend meist auf Gegenwalzen Bezug genommen wurde bzw. wird, versteht es sich, daß eines der Gegenelemente oder gar beide Gegenelemente ein Endlosband umfassen können, vorzugsweise ein Endlosband, welches im Bereich des Auftragswerks bzw. der Egalisier- oder/und Dosier-Vorrichtung um einen Stützschuh herumgeführt ist.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um zu erreichen, daß die Materialbahn mit der Oberfläche der zweiten Gegenwalze in im wesentlichen schlupf- und rutschfreiem Eingriff ist, während zumindest bezüglich der ersten Gegenwalze eine gewisse Relativbewegbarkeit besteht:
Gemäß einer ersten Ausführungsvariante kann dies beispielsweise dadurch erreicht werden, daß zumindest die Oberfläche des ersten Gegenelements weich ausgebildet ist, wobei unter einer weichen Oberfläche eine Oberfläche verstanden wird, die der folgenden Bedingung genügt: 4 mm < t·hB·c < 13 mm wobei t die Dicke der Oberflächenschicht, beispielsweise des Walzenbezugs, in Millimeter ist, hB die Härte des Oberflächenmaterials in P&J ist, und c eine Konstante mit dem Wert (1 mm)/(25,4 P&J) ist.
Die Wirkung dieser ersten Variante beruht darauf, daß man die Oberfläche zumindest der ersten Gegenwalze so elastisch ausbildet, daß geringfügige Schwankungen der Zugspannung durch die "Federwirkung" zumindest der weichen Oberfläche der ersten Gegenwalze wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig ausgeglichen werden können.
Die Härte der Oberfläche des ersten Gegenelements kann dabei einen Wert von mindestens 40 P&J (Härteprüfung nach Pusey & Jones) aufweisen. Die Oberfläche des ersten Gegenelements ist somit wesentlich weicher ausgebildet als beispielsweise die Oberfläche von Auftragswalzen bei LDTA-Auftragswerken (LDTA - Long Dwell Time Applicator). Die Härte der Oberfläche des zweiten Gegenelements kann beispielsweise einen Wert von zwischen etwa 50 P&J und etwa 100 P&J, vorzugsweise von zwischen etwa 60 P&J und etwa 80 P&J, aufweisen. Dabei ist es auch denkbar, daß das erste Gegenelement eine weichere Oberfläche aufweist als das zweite Gegenelement.
Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß die Oberfläche des ersten Gegenelements reibungsärmer ausgebildet ist als die Oberfläche des zweiten Gegenelements. Dabei wird weiter vorgeschlagen, daß die Oberfläche des ersten Gegenelements einen Reibungskoeffizienten µ von höchstens 0,45, vozugsweise höchstens 0,15, aufweist. Derart niedrige Reibungskoeffizienten können beispielsweise dann bereitgestellt werden, wenn die Oberfläche des ersten Gegenelements aus Chrom, "Chrom-Slick", Keramik und dergleichen reibungsarmen Materialien gebildet sind. In diesem Fall kann die Materialbahn bei auftretenden Variationen der Zugspannung durch eine Gleitbewegung bezüglich der Oberfläche der ersten Gegenwalze reagieren.
Eine dritte Ausführungsvariante besteht darin, daß die Oberfläche des ersten Gegenelements definiert rauher ausgebildet ist als die Oberfläche des zweiten Gegenelements. Dabei kann die Oberfläche des ersten Gegenelements eine mittlere Rauhtiefe, d.h. einen arithmetischen Mittenrauhwert (nach DIN 4768), von zwischen 1,5 µm und 63 µm, vorzugsweise von zwischen 6,3 µm und 30 µm, aufweisen. Die Rauhigkeit der ersten Gegenwalze hat zur Folge, daß sich bei Drehung der Gegenwalze an deren Oberfläche eine Luftgrenzschicht bildet, die sich mit ihr mitdreht. In dem von der Materialbahn umfangenen Bereich bildet diese Luftgrenzschicht ein Luftpolster, auf dem die Materialbahn "aufschwimmt", was eine Relativbewegung von Gegenwalze und Materialbahn ermöglicht. Durch die rauhe Ausbildung der Walzenoberfläche kann also erreicht werden, daß diese einen geringen, von den jeweiligen Betriebsbedingungen abhängenden, dynamischen Reibungskoeffizienten aufweist.
Die drei vorstehend diskutierten Ausführungvarianten können an ein und derselben Gegenwalze auch gleichzeitig und in beliebiger Kombination verwirklicht werden. So kann beispielsweise die Rauhigkeit gemäß der dritten Ausführungsvariante in einem Oberflächenbezug der Gegenwalze vorgesehen sein, der aus einem weichen Material gebildet ist, beispielsweise durch Einbetten von Fasern in das weiche Material ("Wildleder-Effekt"). Bei dieser Kombination wird der "Aufschwimmeffekt" der Rauhigkeit der Walzenoberfläche bei großen Laufgeschwindigkeiten der Materialbahn dominieren, während der "Federeffekt" des weichen Walzenoberflächenmatenials bei niedrigen Laufgeschwindigkeiten eine Relativbewegbarkeit von Materialbahn und erster Gegenwalze sicherstellt.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher beide Gegenelemente von Gegenwalzen gebildet sind, wobei der Abstand a der Achsen der beiden Gegenwalzen vorteilhafterweise die Bedingung erfüllt: 555 mm < a < 0,5·((vmax + vmin)/vmax)·(W/D)·1500 mm wobei vmax die maximal vorgesehene Laufgeschwindigkeit der Materialbahn ist, vmin die minimal vorgesehene Laufgeschwindigkeit der Materialbahn ist, W die Breite der Materialbahn ist, und D der Durchmesser der zweiten Gegenwalze ist.
Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform beruht hauptsächlich darauf, daß man die freie Länge der Materialbahn zwischen den beiden Gegenwalzen so groß wählt, daß Schwankungen der Zugspannung allein aufgrund der Eigenelastizität der Materialbahn ausgeglichen werden können. Jedoch sollte die freie Länge der Materialbahn einen bestimmten Grenzwert nicht überschreiten, der von der minimalen Laufgeschwindigkeit bzw. der maximalen Laufgeschwindigkeit der Materialbahn, der Breite der Materialbahn und dem Durchmesser der Dosier-Gegenwalze abhängt. Der Erfinder hat erkannt, daß bei gleicher Laufgeschwindigkeit der Materialbahn eine sichere und faltenfreie Bahnführung bei unterschiedlich breiten Materialbahnen durch Wahl eines entsprechend unterschiedlichen Achsabstands erreicht werden kann. Der Gegenwalzendurchmesser geht dabei als Korrekturfaktor ein, da breitere Maschinen zumeist größere Gegenwalzen aufweisen.
Die Erfindung wird im fogenden an Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es stellt dar:
Fig. 1 und 2
schematische Seitenansichten zweier erfindungsgemäßer Auftragsvorrichtungen.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet. Eine Materialbahn 12 ist in Laufrichtung L zunächst um eine erste Gegenwalze 14 und dann um eine zweite Gegenwalze 16 herumgeführt. Die Gegenwalzen 14 und 16 sind um ihre Achsen A bzw. B in Richtung der Pfeile P bzw. P' drehbar gelagert. Dabei ist lediglich die zweite Gegenwalze 16 drehangetrieben, während die erste Gegenwalze 14 unter dem Einfluß der Mitnahmewirkung durch die Materialbahn 12 mitläuft.
Zum Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium 21 auf die Oberfläche 12a der Materialbahn 12 ist der ersten Gegenwalze 14 ein Auftragswerk 18 zugeordnet, welches in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 lediglich beispielhaft als Auftragswerk mit Schöpfwalze 20 dargestellt ist. Festzuhalten ist jedoch, daß grundsätzlich jede geeignete Art von Auftragswerk bei einer erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung eingesetzt werden kann. In analoger Weise ist die der zweiten Gegenwalze 16 zugeordnete Egalisier- oder/und Dosier-Vorrichtung 22 in der dargestellten Ausführungsform schematisch als Rakelklinge dargestellt. Die Egalisier- oder/und Dosier-Vorrichtung könnte jedoch genauso gut einen glatten oder gerillten Rakelstab, ein Luftmesser, oder dergleichen umfassen.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß die Oberfläche 14a der ersten Gegenwalze 14 gemäß einer ersten Ausführungsvariante weicher ausgebildet ist als 40 P&J oder/und gemäß einer zweiten Ausführungsvariante reibungsärmer ausgebildet ist als die Oberfläche 16a der zweiten Gegenwalze 16 oder/und gemäß einer dritten Ausführungsvariante eine vorbestimmte Oberflächenrauhigkeit aufweist. Dabei versteht es sich, daß diese Oberflächeneingenschaften entweder von dem Material der Gegenwalzen 14 bzw. 16 selbst oder von dem Material eines Oberflächenbezugs dieser Walzen bereitgestellt werden können.
Die Wirkungsweise der ersten Ausführungsvariante beruht auf einem "Federeffekt" des weichen Oberflächenmaterials der ersten Gegenwalze, der zumindest einen gewissen Ausgleich von Schwankungen der auf die Materialbahn ausgeübten Zugspannung ermöglicht. Bei der zweiten Ausführungsvariante können diese Schwankungen durch ein Rutschen der Materialbahn auf der Gegenwalzenoberfläche ausgeglichen werden. Die Wirkungsweise der dritten Ausführungsvariante beruht schließlich auf einem "Aufschwimmen" der Materialbahn auf einer sich an der Walzenoberflächen bildenden Luftschicht, wobei Zugspannungsschwankungen letztenendes wiederum durch ein Verrutschen der Materialbahn relativ zur Gegenwalze ausgeglichen werden können.
Zusätzlich weisen die Drehachsen A und B der beiden Gegenwalzen 14, 16 einen Abstand a auf, der der folgenden Bedingung genügt: 555 mm < a < 0,5·((vmax + vmin)/vmax)·(W/D)·1500 mm wobei vmax die maximal vorgesehene Laufgeschwindigkeit der Materialbahn ist, vmin die minimal vorgesehene Laufgeschwindigkeit der Materialbahn ist, W die Breite der Materialbahn 12 in Querrichtung Q ist, und D der Durchmesser der zweiten Gegenwalze 16 ist.
Hierdurch ist sichergestellt, daß der freie, ungeführte Materialbahnabschnitt 12b zwischen den beiden Gegenwalzen 14 und 16 in Laufrichtung L eine Länge d aufweist, die ausreicht, um Schwankungen der Zugspannung allein aufgrund der Eigenelastizität der Materialbahn 12 ausgleichen zu können.
Der Erfinder hat erkannt, daß bei gleicher Laufgeschwindigkeit der Materialbahn eine sichere und faltenfreie Bahnführung bei unterschiedlich breiten Materialbahnen durch Wahl eines entsprechend unterschiedlichen Achsabstands erreicht werden kann. Der Gegenwalzendurchmesser geht dabei als Korrekturfaktor ein, da breitere Maschinen zumeist größere Gegenwalzen aufweisen.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, welche im wesentlichen jener gemäß Fig. 1 entspricht. Daher sind in Fig. 2 analoge Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1, jedoch erhöht um die Zahl 100. Ferner wird die Ausführungsform gemäß Fig. 2 nur insoweit beschrieben werden, als sie sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 unterscheidet, auf deren Beschreibung hiermit ansonsten ausdrücklich verwiesen sei.
Das Auftragswerk 110 gemäß Fig. 2 unterscheidet sich vom Auftragswerk 10 gemäß Fig. 1 lediglich dadurch, daß anstelle der Gegenwalze 14 eine Gegenvorrichtung 114 vorgesehen ist, welche ein Endlosband 124 umfaßt, welches um einen Anpreßschuh 126 sowie zwei Umlenkwalzen 128 und 130 in Richtung des Pfeils R umläuft. Die Beschichtung der Oberfläche 112a der Materialbahn 112 mit Auftragsmedium 121 erfolgt wiederum mittels eines Auftragswerks 118 mit Schöpfwalze 120. Die der Schöpfwalze 120 zugewandte Oberfläche des Anpreßschuhs 126 ist derart konkav ausgebildet, daß zwischen der Schöpfwalze 120 und dem Anpreßschuh 126 ein längerer Einwirkspalt (Nip) vorhanden ist, als zwischen der Schöpfwalze 20 und der Gegenwalze 14 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1.
Die anhand der Beschreibung der Ausführungsform gemäß Fig. 1 getroffenen Aussagen über die Gegenwalze 14 gelten bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 in analoger Weise für die Beschaffenheit des Endlosbands 124 bzw. dessen Oberfläche 124a, d.h. auch hier sei betont, daß diese Eigenschaften entweder von dem gesamten Material des Endlosbands 124 bereitgestellt werden können, oder aber von einer Oberflächenbeschichtung dieses Endlosbands 124. Hinsichtlich der Gegenwalze 116, deren Oberfläche 116a, der Egalisier- oder/und Dosier-Vorrichtung 122 gilt das mit Bezug auf die Ausführungsform gemäß Fig. 1 Gesagte.
Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 kann die Länge d des zwischen der Gegenvorrichtung 114 und der Gegenwalze 116 nicht geführten Abschnitts 112b der Materialbahn 112 derart bemessen sein, daß Schwankungen der Zugspannung allein durch die Eigenelastizität der Materialbahn 112 ausgeglichen werden können.
Nachzutragen ist noch, daß mit dem Begriff "Chrom-Slick" eine Oberfläche bezeichnet wird, die durch Anätzen einer Chrom-Oberfläche und Einlagern von Teflon in die durch das Ätzen entstandenen Vertiefungen entsteht. Derartige Oberflächen haben vorteilhafte Antihaft- und Verschleißeigenschaften.

Claims (11)

  1. Vorrichtung (10; 110) zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums (21; 121) auf eine laufende Materialbahn (12; 112), insbesondere aus Papier oder Karton, umfassend:
    ein Auftragswerk (18; 118),
    ein dem Auftragswerk (18; 118) zugeordnetes erstes Gegenelement (14; 114), um welches die Materialbahn (12; 112) zumindest über einen Teil dessen Umfangs herumgeführt ist,
    eine Egalisier- oder/und Dosier-Vorrichtung (22; 122),
    ein der Egalisier- oder/und Dosier-Vorrichtung (22; 122) zugeordnetes zweites Gegenelement (16; 116), um welches die Materialbahn (12; 112) zumindest über einen Teil dessen Umfangs herumgeführt ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächeneigenschaften des ersten Gegenelements (14; 114) und des zweiten Gegenelements (16; 116) derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Materialbahn (12; 112) zumindest bezüglich des ersten Gegenelements (14; 114) eine Relativbewegung ausführen kann.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Gegenelemente eine Gegenwalze (14, 16; 116) umfaßt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Gegenelemente (114) ein Endlosband (124) umfaßt, vorzugsweise ein Endlosband (124), welches im Bereich des Auftragswerks (118) bzw. der Egalisier- oder/und Dosier-Vorrichtung um einen Stützschuh (126) herumgeführt ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Oberfläche (14a; 124a) des ersten Gegenelements (14; 114) der Bedingung genügt: 4 mm < t·hB·c < 13 mm wobei
    t
    die Dicke der Oberflächenschicht, beispielsweise des Walzenbezugs, in Millimeter ist,
    hB
    die Härte des Oberflächenmaterials in P&J ist, und
    c
    = 1 mm / 25,4 P&J eine Konstante ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Härte der Oberfläche (14a; 124a) des ersten Gegenelements (14; 114) einen Wert von mindestens 40 P&J aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Härte der Oberfläche (16a; 116a) des zweiten Gegenelements (16; 116) einen Wert von zwischen etwa 50 P&J und etwa 100 P&J, vorzugsweise von zwischen etwa 60 P&J und etwa 80 P&J, aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (14a; 124a) des ersten Gegenelements (14; 114) reibungsärmer ausgebildet ist als die Oberfläche (16a; 116a) des zweiten Gegenelements (16; 116).
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (14a; 124a) des ersten Gegenelements (14; 114) einen nicht verschwindenden Reibungskoeffizienten (µ) von höchstens 0,45, vozugsweise höchstens 0,15, aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (14a; 124a) des ersten Gegenelements (14; 114) rauher ausgebildet ist als die Oberfläche (16a; 116a) des zweiten Gegenelements (16; 116).
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (14a; 124a) des ersten Gegenelements (14; 114) eine mittlere Rauhtiefe von zwischen 1,5 µm und 63 µm, vorzugsweise von zwischen 6,3 µm und 30 µm, aufweist.
  11. Vorrichtung (10) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und gewünschtenfalls dem Kennzeichen eines der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß beide Gegenelemente von Gegenwalzen (14, 16) gebildet sind, wobei der Abstand a der Achsen (A, B) der beiden Gegenwalzen (14, 16) die Bedingung erfüllt: 555 mm < a < 0,5·((vmax + vmin)/vmax)·(W/D)·1500 mm wobei
    vmax
    die maximal vorgesehene Laufgeschwindigkeit der Materialbahn (12) ist,
    vmin
    die minimal vorgesehene Laufgeschwindigkeit der Materialbahn (12) ist,
    W
    die Breite der Materialbahn (12) ist, und
    D
    der Durchmesser der zweiten Gegenwalze (16) ist.
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