Auftragswerk zum auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Faserstoffbahn

Abstract

 Bei einem Auftragswerk zum direkten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums (M) auf eine laufende Faserstoffbahn (2), insbesondere aus Papier oder Karton, die über eine Gegenfläche (1 ) läuft und der wenigstens ein Auftragsaggregat (3) zugeordnet ist, welches das Medium (M) an die Faserstoffbahn (2) abgibt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bezogen auf die Laufrichtung (L) der Faserstoffbahn (2) unmittelbar vor dem Auftragsaggregat (3) eine Gegenströmeinrichtung (4) angeordnet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Auftragswerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Gattungsgemäße Auftragsaggregate sind bekannt aus Maschinen zur Herstellung und/oder Veredelung einer Papier- oder Kartonbahn. Sie werden im Rahmen von sogenannten Streichanlagen eingesetzt, mit denen die laufende Bahn ein- oder beidseitig mit einer oder mehreren Schichten eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums zu versehen ist.

[0003] Bei den Auftragsmedien handelt es sich beispielsweise um Streichfarbe (mit in Flüssigkeit dispergierten Pigmente), Stärke oder Imprägnierflüssigkeit.

[0004] Beim sogenannten direkten Auftragen umschlingt die Bahn im Bereich des Auftragsaggregates eine umlaufende Gegenfläche. Die Gegenfläche kann dabei ein umlaufendes Band oder eine Gegen- bzw. Stützwalze sein. Das Auftragsaggregat trägt das flüssige oder pastöse Medium direkt auf die Oberfläche der laufenden Bahn auf.

[0005] Die heutigen modernen Maschinen laufen mit hohen Geschwindigkeiten, die oftmals 2000 m/min überschreiten. Bei diesen schnelllaufenden Maschinen wird im besonders hohen Maße Luftgrenzschicht mit der laufenden Bahn und auch der genannten laufenden Gegenfläche eingeschleppt. Das führt dazu, dass ein stabiler Bahnlauf und vor allem ein gleichmäßiger Mediums-Auftrag nicht immer gewährleistet werden kann.

[0006] Ursache dafür ist zum einen das Aufschwimmen der Bahn auf der Gegenfläche, weil die mitgeschleppte Luftgrenzschicht zwischen die Gegenfläche und die Bahn gelangt. Die Bahn schwingt, flattert und bildet dadurch Falten am Auftragsort. Zum anderen verursacht die Luftgrenzschicht auf der Bahnseite, wo das Auftragsaggregat angeordnet ist, Fehler in der Auftragsschicht, sogenannte unbeschichtete Stellen. Ein gleichmäßiger und vollflächiger Auftrag ist für eine spätere Bedruckbarkeit des Bahnmaterials aber unabdingbar.

[0007] In der Vergangenheit hat man deshalb versucht, in Nähe des Auftragsortes die Luftgrenzschicht zu beseitigen. Aus der DE 42 05 313 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der eine Leiste mit einem Luftleitkanal der Auftragszone vorgeschaltet ist. Diese Leiste bildet mit einer hier zu beschichtenden Papierbahn einen Spaltraum aus, von dem der Luftleitkanal abzweigt. Die Leiste verfügt außerdem über eine Kante, die die an der Papierbahn haftende Luftschicht abschaben soll. Diese abgeschabte Luft soll entlang einer Luftleitfläche in den besagten Luftleitkanal strömen und infolge Ejektorwirkung evakuiert werden.

[0008] Diese Lösung konnte in der Praxis aber nicht überzeugen.

[0009] Die Luftschaberkante kann außerdem die Bahn beschädigen bzw. ist selbst einem Verschleiß ausgesetzt.

[0010] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der der Einfluss der Luftgrenzschicht besser als bisher geschwächt werden kann.

[0011] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

[0012] Bezogen auf die Laufrichtung der Bahn bzw. der Drehrichtung der Gegenfläche ist unmittelbar vor dem Auftragsaggregat eine Gegenströmeinrichtung angeordnet.

[0013] Die Gegenströmeinrichtung weist Leitflächen auf, die zwischen sich einen Düsenkanal bilden, dessen Ausgangsöffnung der mit der Bahn mitgeschleppten Luftgrenzschicht entgegengerichtet ist.

[0014] Die Gegenströmeinrichtung arbeitet mit einem Druckfluid, wie Dampf oder Druckluft, so dass eine Fluidströmung erzeugbar ist, die der Luftgrenzschicht entgegenwirkt, sie ablenkt bzw. abbaut. Bevorzugt ist dabei die Verwendung von Dampf, da Dampf beim Abkühlen kondensiert, wodurch eine zusätzliche Druckabsenkung entsteht.

[0015] Dadurch wird erreicht, dass die Bahn sich an die Gegenfläche anlegen kann. Die Bahn kann dadurch ohne zu flattern, zu schwingen und ohne Faltenbildung das Auftragsaggregat passieren, wodurch ein qualitativ hochwertiger Strichauftrag möglich ist.

[0016] In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gegenströmeinrichtung ebenfalls wie die Gegenfläche (z.B.Gegenwalze) mindestens bahnbreit ausgebildet ist.

[0017] Eine besonders vorteilhafte Lösung besteht darin, dass die Gegenströmeinrichtung direkt am Auftragsaggregat befestigt ist bzw. mit diesem eine Baueinheit bildet.

[0018] Dadurch kann man die Gegenströmeinrichtung besonders nahe an den Auftragsort heranführen und die Luftgrenzschicht besonders effektiv abdrängen und abbauen. Bei größerem Abstand vom Auftragsort bestünde die Gefahr des erneuten Aufbaus der Luftgrenzschicht und dies will man ja vermeiden.

[0019] Die erfindungsgemäße Gegenströmeinrichtung lässt sich besonders zweckmäßig in Verbindung mit einer an sich bekannten Freistrahldüse einsetzen. Eine solche Freistrahldüse bringt das Auftragsmedium unter Druck und im freien Strahl auf die entsprechende Bahnseite auf und ist beispielsweise aus der EP 0675984 bekannt.

[0020] Bei dieser Lösung lässt sich die Gegenströmeinrichtung in einfacher Weise auf der strom-aufwärtigen bzw. der zulaufseitigen Freistrahldüsenlippe anbringen. Unter zulaufseitiger Lippe wird dabei jene Lippe verstanden, der die Bahn zuläuft, wogegen unter ablaufseitiger Lippe jene Lippe verstanden werden soll, von der die Faserstoffbahn vom Zufuhrspalt der Freistrahldüse weg- bzw. abläuft. Die zulaufseitige Lippe bildet dabei die Tragfläche für die Gegenströmeinrichtung bzw. bildet mit dieser eine Baueinheit.

[0021] Durch diese Anordnung wird die oben erwähnte besonders nahe Anordnung am Auftragsort (das ist der Auftreffpunkt des Auftragsmediums auf der zu beschichtenden Bahnseite) erreicht.

[0022] Außerdem kommt eine Doppelwirkung hinsichtlich des Anlegens der Bahn an die Gegenfläche zustande. Sowohl die Fluid-Gegenströmung als auch der mit der Freistrahldüse erzeugte Auftragsmediums-Strahlimpuls wirken kombiniert und legen die Bahn an die Gegenfläche an. Sie sorgen dadurch für einen ruhigen Bahnlauf im Bereich des Auftragsaggregates. Die Auftragsschicht bleibt nahezu frei von Lufteinschlüssen.

[0023] Die Gegenströmeinrichtung lässt sich aber auch in Kombination mit anderen bekannten Typen an Auftragsaggregaten verwenden, allerdings ohne die oben beschriebene Doppelwirkung.

[0024] Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

[0025] Die Figur 1 zeigt eine Gegenfläche 1, die im Beispiel eine Walze darstellt.

[0026] Diese Gegenfläche 1 stützt eine Faserstoffbahn 2 aus Papier oder Karton, deren Laufgeschwindigkeit über 2000 m/min beträgt und deren Bahnbreite mindestens 8 m betragen kann. Die Drehrichtung von Walze 1 und die Laufrichtung der Bahn 2 ist mit dickem Pfeil L gekennzeichnet.

[0027] Der Gegenfläche 1 gegenüberliegend, d. h. der zu beschichtenden Bahnseite ist ein Auftragsaggregat 3 in Form einer Freistrahldüse zugeordnet. Die Freistrahldüse umfasst unter anderem eine zulaufseitige Lippe 3.1 (d.h. stromaufwärtige Lippe) und eine ablaufseitige (d.h. stromabwärtige) Lippe 3.2.

[0028] Die Lippen 3.1 und 3.2 bilden zwischen sich einen Dosierspalt 3.3 aus, der vom (mit Medium M gefüllten) Verteilrohr 3.4 ausgeht und aus dem das Auftragsmedium M am Düsenausgang 3.5 austritt. Das Auftragsmedium trifft danach als freier, also ungestützter durch die Umgebung fliegender Strahl auf die laufende Bahn am Auftragsort, bzw. Auftragspunkt AP auf.

[0029] Die Lippe 3.1 ist so ausgebildet, dass sie eine Gegenströmeinrichtung 4 aufnehmen kann. Diese Gegenströmeinrichtung 4 ist wiederum als Düse für ein Druckfluid, insbesondere Dampf, aber auch Druckluft, ausgebildet. Sie weist ebenfalls eine stromaufwärtige Wand 4.1 und eine stromabwärtig gelegene Wand 4.2 auf. Die Wand 4.2 und die Wand 4.1 weisen jeweils eine Leitfläche 4.3 und 4.4 auf, die wiederum einen Düsenkanal 4.5 bilden.

[0030] Aus dem Düsenkanal 4.5 tritt das besagte Fluid aus der Düsenöffnung 4.6 aus und kann somit der Luftgrenzschicht LG entgegenwirken.

[0031] Die Leitfläche 4.4 ist deshalb konkav und die Leitfläche 4.3 konvex gekrümmt.

[0032] Gespeist wird die Gegenströmeinrichtung 4 von einer Einrichtung 5, bestehend aus (nicht gesondert bezeichneten) Druckfluid-Zuleitung, Pumpe und Ventil.

[0033] Aus der Figur 1 ist auch entnehmbar, dass die Wand 4.2 einen spitzwinkeligen Querschnitt zeigt. Mit der Spitze kann die Einrichtung 4 deshalb weit in den zwischen Auftragsaggregat 3 und der Bahn 3 befindlichen Zwickel Z hineinragen und damit sehr effektiv den Auftragspunkt AP von Lufteintrag freihalten.

[0034] In der Figur 1 ist auch ein Wirkschema der Luftgrenzschicht LG anhand von Pfeilen dargestellt. Am stärksten ist der Einfluss im Bereich der Oberflächen der Bahn 2 ausgebildet. Oberhalb der Bahn wird die Luftgrenzschicht vor allem durch die drehende Gegenwalze 1 eingetragen, so dass ohne die Gegenströmeinrichtung 4 die Bahn 2 flattern und eine Art Beule B - wie mit gestrichelter Linie in der Figur dargestellt ist - bilden würde. Aufgrund der erzeugten Fluid-Gegenströmung F_GS liegt nun die Bahn an der Gegenwalze 1 an, wodurch wie schon beschrieben, ein stabiler Bahnlauf und ein gleichmäßiger Mediumsauftrag gewährleistet ist.

Ansprüche

1. Auftragswerk zum direkten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums (M) auf eine laufende Faserstoffbahn (2), insbesondere aus Papier oder Karton, die über eine Gegenfläche (1) läuft und der wenigstens ein Auftragsaggregat (3) zugeordnet ist, welches das Medium (M) an die Faserstoffbahn (2) abgibt,
dadurch gekennzeichnet, dass
bezogen auf die Laufrichtung (L) der Faserstoffbahn (2) unmittelbar vor dem Auftragsaggregat (3) eine Gegenströmeinrichtung (4) angeordnet ist.

2. Auftragswerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Gegenströmeinrichtung (4) mit einem Druckfluid mittels Einrichtung (5) beaufschlagbar ist.

3. Auftragswerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
als Druckfluid Druckluft, vorzugsweise aber Dampf vorgesehen ist.

4. Auftragswerk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenströmeinrichtung (4) Wände (4.1, 4.2) aufweist, die jeweils mit einer Leitfläche (4.3, 4.4) versehen sind, welche zwischen sich einen Düsenkanal (4.5) mit Düsenöffnung (4.6) ausbilden.

5. Auftragswerk nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Leitflächen (4.3, 4.4) derart ausgebildet sind und die Düsenöffnung (4.6) in eine solche Richtung zeigt, dass eine Fluid-Gegenströmung (FGS) zur noch unbeschichteten Faserstoffbahn (2) hinlenkbar und eine mit der laufenden Faserstoffbahn (2) mitgerissene und dem Auftragsaggregat (3) zuströmende Luftgrenzschicht (LG) ablenk- bzw. abbaubar ist.

6. Auftragswerk nach Anspruch 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Leitfläche (4.3) konvex und die Leitfläche (4.4) konkav ausgebildet ist.

7. Auftragswerk nach Anspruch 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gegenströmeinrichtungen (4) direkt am Auftragsaggregat (3) befestigt ist und bis in unmittelbare Nähe des Auftragspunktes (AP) des Auftragsaggregates (3) heranreicht.

8. Auftragswerk nach Anspruch 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Auftragsaggregat (4) als an sich bekannte Freistrahldüse ausgebildet ist, wobei die Freistrahldüse eine zulaufseitige Lippe (3.1) und eine ablaufseitige Lippe (3.2) aufweist und beide Lippen zwischen sich einen Auftragsmediums- Dosierspalt (3.3) bilden.

9. Auftragswerk nach Anspruch 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gegenströmeinrichtung (4) eine Einheit mit der zulaufseitigen Lippe (3.1) der Freistrahldüse (3) bildet.

Zeichnung