(19) |
![](https://data.epo.org/publication-server/img/EPO_BL_WORD.jpg) |
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(11) |
EP 0 881 330 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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06.11.2002 Patentblatt 2002/45 |
(22) |
Anmeldetag: 26.05.1998 |
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Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragmediums
auf eine laufende Oberfläche
Process and apparatus for applying a fluid or pasty material onto a moving web
Procédé et dispositif pour enduire un matériau fluide ou pâteux sur une bande en mouvement
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT DE FI FR IT SE |
(30) |
Priorität: |
27.05.1997 DE 19722159
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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02.12.1998 Patentblatt 1998/49 |
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Patentinhaber: Voith Paper Patent GmbH |
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89522 Heidenheim (DE) |
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Erfinder: |
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- Bernert, Richard
89537 Giengen (DE)
- Kurtz, Rüdiger, Dr.
89522 Heidenheim (DE)
- Dörflinger, Hans-Dieter
89518 Heidenheim (DE)
- Mendez-Gallon, Benjamin
89551 Izelberg (DE)
- Kustermann, Martin, Dr.
89522 Heidenheim (DE)
- Kohl, Bernhard
89518 Heidenheim (DE)
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(74) |
Vertreter: Kohlmann, Karl Friedrich, Dipl.-Ing. et al |
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Hoffmann Eitle,
Patent- und Rechtsanwälte,
Arabellastrasse 4 81925 München 81925 München (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 373 276 WO-A-97/13035 DE-A- 1 611 787 DE-A- 2 054 752 DE-A- 19 504 652
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EP-A- 0 421 262 DE-A- 1 546 280 DE-A- 1 761 858 DE-A- 4 205 313 DE-U- 29 506 334
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung samt Verwendung
einer Vielzahl von Einzel-Freistrahldüsen zum direkten oder indirekten ein- oder beidseitigen
Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Oberfläche.
[0002] Gattungsgemäße Verfahren sowie gattungsgemäße Vorrichtungen werden üblicherweise
im Rahmen von Papiermaschinen oder Streichanlagen eingesetzt, um eine laufende Oberfläche,
zum Beispiel eine Materialbahn, die etwa aus Papier, Karton oder einem Textilwerkstoff
besteht, ein- oder beidseitig mit einer oder mehreren Schichten des Auftragmediums,
beispielsweise Farbe, Stärke, Imprägnierflüssigkeit oder dergleichen, zu versehen.
Beim sogenannten direkten Auftrag wird das flüssige oder pastöse Auftragsmedium von
einer Auftragseinrichtung direkt auf die Oberfläche der laufenden Materialbahn aufgetragen,
die während des Auftrags auf einer umlaufenden Stützfläche, beispielsweise einem Endlosband
oder einer Gegenwalze, getragen wird. Beim indirekten Auftrag des Mediums wird das
flüssige oder pastöse Auftragsmedium hingegen zunächst auf eine als Trägerfläche dienende
Gegenfläche, z.B. die Oberfläche einer als Auftragwalze ausgestalteten Gegenwalze,
aufgebracht, um von dort in einem Walzenspalt, durch den die Materialbahn hindurchläuft,
von der Auftragwalze auf die Materialbahn übertragen zu werden.
[0003] Zur Durchführung der zuvor beschriebenen direkten oder indirekten Auftragsverfahren
werden üblicherweise Auftragsvorrichtungen eingesetzt, die entweder über eine Auftragskammer
verfügen oder aber mit einer einzelnen Düse bzw. Freistrahldüse ausgerüstet sind,
die sich in der Form eines schmalen, langen Spaltes über im wesentlichen die gesamte
Bahnbreite erstreckt.
[0004] Aus der DE 195 04 652 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, das bzw.
die dazu dient eine einzelne, möglichst schmale Spur eines flüssigen oder pastösen
Mediums, vorzugsweise Leim, auf eine laufende Materialbahn aufzutragen. Zu diesem
Zweck besitzt die Vorrichtung einen Düsenkopf mit einer einzelnen Düse, aus der das
Medium direkt und berührungslos auf einen schmalen Teilbereich der Materialbahn aufgesprüht
wird.
[0005] Des weiteren ist aus dem DE 295 06 334 U1 ein mit der technischen Lösung gemäß der
DE 195 04 652 A1 vergleichbares Verfahren mit zugehöriger Vorrichtung bekannt. Bei
dem Verfahren nach der DE 295 06 334 U1 wird ebenfalls nur eine streifenförmige Spur
des Auftragmediums aufgetragen.
[0006] Die WO-A-97/13035 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Auftragen eines
flüssigen Auftragmediums auf eine laufende Oberfläche, wobei das Auftragsmedium mittels
einer Vielzahl von in Breitenrichtung der Oberfläche voneinander beabstandet nebeneinander
und/oder hintereinander angeordneten und deutlich von der Oberfläche distanzierten
Sprühdüsen, aus denen das Auftragsmedium fein zerstäubt oder vernebelt austritt, in
einer Vielzahl von Einzel-Auftragsbereichen auf die Oberfläche aufgetragen wird.
[0007] Aus der EP-A-0 373 276 gehen ein Auftragsverfahren und eine Auftragsvorrichtung hervor,
bei denen ein Pulver oder ein Granulat auf eine Oberfläche aufgestreut oder aufgerieselt
wird.
[0008] Die DE-A-16 11 787 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren, bei der/dem, ähnlich
wie bei der WO-A-97/13035 ein Auftragsmedium mittels Sprühdüsen, aus denen das Auftragsmedium
fein zerstäubt oder vernebelt austritt, auf eine Oberfläche aufgetragen wird.
[0009] Die DE-A-20 54 752 offenbart ein ähnliches Auftragsverfahren und eine ähnliche Auftragsvorrichtung,
bei dem/der entweder a): ein aus trockenem, gekörnten Leim bestehendes Auftragsmedium
mittels einer Druckluft-Bestäubungsdüse auf eine Oberfläche aufgestreut wird; oder
b): ein flüssiges Auftragsmedium mittels einer Zerstäuberdüse, aus der das Auftragsmedium
fein zerstäubt oder vernebelt austritt, aufgesprüht wird.
[0010] Aus der DE-A-15 46 280 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren bekannt, bei der/dem
ähnlich wie bei dem zuvor zitierten Stand der Technik das Auftragsmedium mittels Sprühdüsen,
aus denen das Auftragsmedium fein zerstäubt oder vernebelt austritt, auf eine Oberfläche
aufgetragen wird.
[0011] Die EP-A-0 421 262 offenbart ein Reinigungsverfahren und eine Reinigungsvorrichtung,
bei dem/der ein zu behandelnder Gegenstand einer Reinigung, d.h. einem Abspülen oder
einer Behandlung chemischer Art unterzogen wird. Das Behandeln erfolgt mittels einer
Behandlungsflüssigkeit, die für den Behandlungsvorgang in die Form eines sogenannten
Schwallstroms gebracht wird. Zu diesem Zweck besitzt die Vorrichtung ein Verteilerrohr,
das sich über die Breite der Oberfläche des zu behandelnden Gegenstandes erstreckt
und mit einer Vielzahl von Bohrungen, d.h. Ausflussöffnungen, versehen ist. Unmittelbar
unterhalb des Verteilerrohres und nahe der Bohrungen ist ein bogenförmig gekrümmtes
Leitblech von im wesentlichen gleicher Erstreckung und Breite angeordnet. Ein Rand
des Leitbleches ist unmittelbar den Bohrungen und der andere der zu behandelnden Oberfläche
zugeordnet. Im Betrieb tritt die Behandlungsflüssigkeit aus den Bohrungen aus und
strömt, d.h. genauer gesagt fließt entlang dem Leitblech zu der zu behandelnden Oberfläche.
Während dieses Fließvorgangs zur Oberfläche hin flachen sich die Teilströme ab, spreizen
sich auf und vereinigen sich zu dem besagten Schwallstrom. Diese Vorrichtung und dieses
Verfahren fallen nicht in das technische Gebiet der Papierherstellung oder Papierveredelung.
[0012] Die DE-A-42 05 313 offenbart eine Auftragsvorrichtung und ein Auftragsverfahren,
bei der/dem ein flüssiges oder pastöses Medium mit Hilfe einer einzelnen konventionellen
Düse in der Art einer Schlitzdüse, die sich in der Form eines schmalen, langen Spaltes
über im wesentlichen die gesamte Bahnbreite einer zu beschichtenden laufenden Oberfläche
erstreckt, auf die Oberfläche aufgetragen wird. Die Düse wird durch eine Dosierleiste,
die direkt an der zu beschichtenden Oberfläche anliegt, und durch eine Überlaufleiste,
die nur einen ganz geringen Spalt zur Oberfläche frei lässt, begrenzt bzw. gebildet.
[0013] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein neuartiges, einfaches und
effektives Verfahren zum im wesentlichen vollflächigen direkten oder indirekten ein-
oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf eine
laufende Oberfläche zu schaffen. Eine weitere Aufgabe ist es, eine geeignete Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens bereitzustellen.
[0014] Die erstgenannten Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den
Merkmalen des Anspruch 1. Gemäß diesem Verfahren zum direkten oder indirekten ein-
oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragmediums auf eine
laufende Oberfläche, insbesondere aus Papier oder Karton wird das Auftragsmedium mittels
einer Vielzahl von in Breitenrichtung und/oder Längsrichtung der Oberfläche voneinander
beabstandet nebeneinander und/oder hintereinander angeordneten und deutlich von der
Oberfläche distanzierten EinzelFreistrahldüsen, aus denen das Auftragsmedium jeweils
in einem durch die Umgebungsatmosphäre verlaufenden geschlossenen Vorhang austritt,
in einer Vielzahl von Einzel-Auftragsbereichen auf die Oberfläche aufgetragen, wobei
sich jeweils benachbarte Einzel-Auftragsbereiche in ihren jeweiligen Randbereichen
zumindest teilweise durchdringen, so daß eine Auftragsmediumschicht über im wesentlichen
die gesamte Breite der zu beschichtenden Oberfläche erzeugt wird.
[0015] Bei der laufenden Oberfläche kann es sich im Sinne der Erfindung sowohl um eine Materialbahn,
insbesondere aus Papier oder Karton, handeln (z.B. beim direkten Auftrag) oder aber
auch um die Oberfläche einer Auftragswalze (z.B. beim indirekten Verfahren) oder einer
andersartigen umlaufenden Stütz- oder Trägerfläche. Das Auftragsmedium wird berührungslos
aus den jeweiligen Einzel-Auftragsdüsen auf die laufende Oberfläche aufgetragen, d.h.
zwischen den Düsen und der Oberfläche besteht kein direkter Kontakt. Die einzelnen
Auftragsdüsen bilden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Düsenreihe, die sich
im wesentlichen in Breitenrichtung der laufenden Oberfläche oder auch schräg dazu
erstreckt. Die Düsen können hierbei in einer Reihe gleichmäßig oder ungleichmäßig
angeordnet und bezogen auf die Längsrichtung der laufenden Oberfläche auch gegeneinander
versetzt sein. So sind neben einer gerade verlaufenden Reihe auch Reihen mit kurvenförmigen
Abschnitten, wie etwa eine wellenförmige Reihe und dergleichen möglich. Die Einzel-Freistrahldüsen
können ferner in einem bestimmten Anordnungsmuster über im wesentlichen die gesamte
Breite der zu beschichtenden laufenden Oberfläche verteilt sein, wobei auch scheinbare
Überschneidungen von einzelnen Abschnitten des Reihenverlaufs möglich sind. Gegenüber
dem bekannten Stand der Technik wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der gesamte,
im wesentlichen vollflächig deckende Auftrag also aus einer Vielzahl kleiner Einzel-Auftragsbereiche
zusammengesetzt, die sich primär aus der Ausstoßgeometrie und Ausstoßcharakteristik
der jeweiligen Einzel-Freistrahldüsen ergeben. Als geeignete Freistrahldüsen kommen
grundsätzlich Düsentypen in Betracht die einen Freistrahl, d.h. einen durch die Umgebungsatmosphäre
verlaufenden "geschlossenen Vorhang" des ausgestoßenen Auftragmediums erzeugen.
[0016] Die Durchdringung der jeweiligen Randbereiche benachbarter Einzel-Auftragsbereiche
der beschichteten Oberfläche kann entweder dadurch erfolgen, daß sich das von jeweils
zwei benachbarten Einzel-Freistrahldüsen in einem einzelnen Arbeitsgang ausgestoßene
Auftragsmedium noch vor oder während des Auftragens auf die Oberfläche durchdringt,
d.h. zum Beispiel durch Überlappung der Strahlen dieser Düsen, oder dadurch, daß sich
Einzel-Auftragsbereiche erst in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen überlappen, zum
Beispiel durch zwei hintereinander und "auf Lücke" angeordnete Düsenreihen.
[0017] Die Durchdringung beziehungsweise Überlagerung der jeweiligen Randbereiche der von
den Einzel-Freistrahldüsen erzeugten Einzel-Auftragsbereiche ist vorzugsweise so genau
aufeinander abgestimmt, daß sich über im wesentlichen die gesamte Breite der beschichteten
laufenden Oberfläche eine gleichmäßige Schichtdicke einstellt. Dies ist jedoch nicht
zwingend vorgeschrieben. Insbesondere beim indirekten Auftrag ist es möglich, daß
der mittels der Einzel-Freistrahldüsen erzeugte Auftrag anfangs noch etwas streifig
ist und erst nachfolgend mit Hilfe von den Düsen nachgeschalteten Dosier- und/oder
Egalisiereinrichtungen bzw. im nachfolgenden Walzenspalt vergleichmäßigt wird.
[0018] Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit konstruktiv besonders einfachen und preiswerten
Mitteln durchführbar und gestattet auf einfache und effektive Art und Weise die Herstellung
eines gleichmäßigen und qualitativ hochwertigen vollflächigen Auftrags sowohl bei
einem direkten als auch indirekten Auftragsvorgang. Da der gesamte Auftrag, wie zuvor
erläutert, aus einer Vielzahl von kleinen, mittels den EinzelFreistrahldüsen gebildeten
Einzel-Auftragsbereichen zusammengesetzt wird, kann bei Bedarf gewissermaßen in einem
gemeinsamen Verfahrensschritt sowohl ein Längsprofil als auch ein Querprofil des erzeugten
bzw. zu erzeugenden Auftrags eingestellt, manipuliert oder zumindest in einem hohen
Maße vorreguliert werden. Da die Einzel-Freistrahldüsen grundsätzlich auch einzeln
ansteuerbar sind, läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders einfach
ein wirkungsvolles Steuer- und/oder Regelungskonzept verwirklichen.
[0019] Das Auftragsmedium wird vorzugsweise im wesentlichen ohne Überschuß auf die Oberfläche
aufgetragen, wobei dazu nur soviel Auftragsmedium von den Einzel-Freistrahldüsen ausgestoßen
wird, wie für den Aufbau der vorgegebenen Schichtdicke erforderlich ist.
[0020] Für bestimmte Anwendungsfälle hat es sich jedoch auch als vorteilhaft erwiesen, das
Auftragsmedium gemäß einer anderen möglichen Ausführungsvariante der Erfindung im
Überschuß aufzutragen, wobei die Menge des Auftragsmediums vorzugsweise dem 2-bis
5-fachen des zu erzielenden Endauftrags entspricht. Die Erfindung ist indes nicht
ausschließlich auf die zuvor genannten Mengenangaben fixiert. Bei Bedarf können diese
Werte durchaus über- oder unterschritten werden. Ferner ist jeweils wahlweise vorgesehen,
das im Überschuß aufgetragene Auftragsmedium mittels wenigstens eines Rakelelementes
abzurakeln und in einen Auftragsmediumkreislauf zurückzuführen. Wie bereits weiter
oben kurz angedeutet, ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung gemäß wenigstens
einer anderen Ausführungsform auch vorsehen, das auf die laufende Oberfläche aufgetragene
Auftragsmedium mittels wenigstens einer Egalisierungseinrichtung zu egalisieren. Als
Egalisierungseinrichtung und/oder zum Abrakeln von etwaigem überschüssigem Auftragsmedium
kommen in der Regel Rakelelemente wie Rakelklingen, Rakelstäbe, Rollrakel oder dergleichen
zur Anwendung. Sofern ein Rakelstab, insbesondere ein glatter Rakelstab, eingesetzt
wird, ist es zweckmäßig, wenn dieser einen möglichst großen Durchmesser aufweist.
Ein solches Rakelelement benötigt nämlich zum effektiven Abrakeln, Egalisieren und
Einstellen eines bestimmten Strichgewichtes oder einer bestimmten Strichdicke einen
entsprechend hohen dynamischen Druck zum "Aufschwimmen", der durch die kinetische
Energie und den Impuls des zuvor mittels der Einzel-Freistrahldüsen auf eine Auftragswalze
(bei indirektem Auftrag) aufgebrachten Strichfilms des flüssigen oder pastösen Auftragsmediums
erzeugt werden muß. Aufgrund der geringen Masse des Strichfilmes beim Auftrag mittels
der Einzel-Freistrahldüsen ist es erforderlich, daß die Fläche unter dem Rakelstab
groß ist, insbesondere, um selbst bei geringen Maschinengeschwindigkeiten bzw. geringen
Fortschrittsgeschwindigkeiten der laufenden Oberfläche und einem geringen Filmimpuls
ein Aufschwimmen des Rakelstabes und damit ein gezieltes Abrakeln zu gewährleisten.
Anstelle des glatten Rakelstabes können grundsätzlich auch Rakelstäbe mit einer gerillten
oder rauhen Oberfläche verwendet werden. Für ein verbessertes Aufschwimmverhalten
indes empfiehlt sich der glatte Rakelstab. Der Durchmesser des Rakelstabes sollte
nach Möglichkeit mindestens 14 mm betragen, bevorzugt jedoch ca. 35 mm. Die Erfindung
ist jedoch nicht auf diese Maße beschränkt. Je nach Anwendungsfall können die genannten
Werte durchaus über- oder unterschritten werden.
[0021] Weitere bevorzugte vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.
[0022] Die oben genannte Aufgabe wird des weiteren gelöst durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Diese Vorrichtung zum direkten oder indirekten
ein- oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf
eine laufende Oberfläche insbesondere aus Papier oder Karton umfaßt eine Stütz- oder
Trägerfläche für die laufende Oberfläche und eine Vielzahl von bezogen auf die Breitenrichtung
und/oder Längsrichtung der Oberfläche voneinander beabstandet nebeneinander und/oder
hintereinander angeordneten EinzelFreistrahldüsen, aus denen jeweils das Auftragsmedium
in einem durch die Umgebungsatmosphäre verlaufenden geschlossenen Vorhang austritt,
und die deutlich von der Stütz- oder Trägerfläche und damit der von der Stütz- oder
Trägerfläche (6) getragenen Oberfläche distanziert sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
bietet ebenfalls die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten
Vorteile. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Vorrichtung konstruktiv besonders
einfach und kostengünstig zu realisieren, besitzt einen sehr robusten Aufbau und gestattet
aufgrund ihres einfacheren Aufbaus auch eine erleichterte Handhabung und Wartung.
[0023] Weitere bevorzugte vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.
[0024] Schließlich wird die oben genannte Aufgabe auch gelöst durch die erfindungsgemäße
Verwendung einer Vielzahl von bezogen auf eine Breitenrichtung und/oder Längsrichtung
einer laufenden Oberfläche voneinander beabstandet nebeneinander und/oder hintereinander
angeordneten Einzel-Freistrahldüsen, aus denen jeweils ein flüssiges oder pastöses
Auftragsmedium in einem durch die Umgebungsatmosphäre verlaufenden geschlossenen Vorhang
austritt, und die deutlich von der Oberfläche distanziert sind, zum direkten oder
indirekten Auftragen des Auftragmediums auf die laufende Oberfläche.
[0025] Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltsdetails
und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher beschrieben und erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische seitliche Schnittansicht eines wesentlichen Teilbereichs einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
- Fig. 2
- eine schematische Frontalansicht der Anordnung der Einzel-Freistrahldüsen der Vorrichtung
nach Fig. 1,
- Fig. 3
- eine schematische Schnittansicht einer EinzelFreistrahldüse der Vorrichtung von Fig.
1,
- Fig. 4
- eine schematische Schnittansicht eines anderen Typs einer in einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung einzusetzenden Einzel-Freistrahldüse,
- Fig. 5
- eine schematische seitliche Schnittansicht eines wesentlichen Teilbereichs einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- Fig. 6a
- eine schematische seitliche Schnittansicht eines wesentlichen Teilbereichs einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform,
- Fig. 6b
- eine schematische Draufsicht eines wesentlichen Bauteils der erfindungsgemäßen Vorrichtung
von Fig. 6a, und
- Fig. 7
- eine schematische, stark vereinfachte Draufsicht auf einen wesentlichen Teilbereich
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.
[0026] In der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren werden zur Vermeidung von Wiederholungen
gleiche Bauteile und Komponenten auch mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, sofern
keine weitere Differenzierung erforderlich ist.
[0027] In der Fig. 1 ist in einer schematischen seitlichen Schnittansicht eine erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt, die im vorliegenden Fall als Vorrichtung
zum direkten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums 2 auf eine laufende
Materialbahn 4 ausgelegt ist. Die Vorrichtung umfaßt eine Gegen- bzw. Stützwalze 6,
über die die Materialbahn 4 läuft. Die Drehrichtung der Stützwalze 6 und damit die
Laufrichtung der Materialbahn 4 ist durch einen Pfeil angedeutet. Des weiteren weist
die Vorrichtung einen der Stützwalze 6 gegenüberliegenden Tragbalken 8 auf, an dem
eine Auftragseinrichtung A gehalten ist. Die Auftragseinrichtung A ist mit einem das
Auftragsmedium 2 zuführenden Verteilrohr 10 ausgestattet, an das eine Vielzahl von
bezogen auf die Breitenrichtung (vergl. Bezugszeichen B in Fig. 2) der Materialbahn
4 voneinander beabstandet nebeneinander angeordnete Einzel-Freistrahldüsen 12 vorgesehen
sind, die sich hier in einer geraden Reihe gleichmäßig verteilt quer über die gesamte
Materialbahnbreite erstrecken. Das mit den Einzel-Freistrahldüsen 12 kommunizierende
Verteilrohr 10 ist mit einer Antihaftbeschichtung 24 versehen beziehungsweise zumindest
teilweise aus einem Werkstoff mit Antihafteigenschaften, zum Beispiel PTFE (Teflon)
oder CFK (Kohlefaserkunststoff), hergestellt. Somit kann das den Einzel-Freistrahldüsen
12 zugeleitete Auftragsmedium 2 nicht an dem Verteilrohr 10 anhaften und es sind keine
besonderen Reinigungsmaßnahmen notwendig, was besonders auch bei einer Umstellung
auf einen anderen Auftragsmediumtyp von Vorteil ist.
[0028] Wie in der Fig. 1 deutlich zu erkennen und durch das Bezugszeichen D angedeutet ist,
sind die jeweiligen EinzelFreistrahldüsen 12 deutlich von der Oberfläche der Stützwalze
6 bzw. der zu beschichtenden Materialbahn 4 distanziert. Der Abstand D der Einzel-Freistrahldüsen
12 zur Oberfläche der Materialbahn 4 ist im vorliegenden Beispiel einstellbar. Dies
geschieht durch eine entsprechende manuell und/oder automatisch zu tätigende, gegebenenfalls
durch eine kombinierte Bewegung bewirkte, Höhenverstellung des Tragbalkens 8, der
das Verteilrohr 10 und die Düsen 12 trägt. Diese Verstellbewegung ist durch einen
Doppelpfeil 26 angedeutet. Anstelle des Tragbalkens 8 können grundsätzlich aber auch
andere geeignete und zu diesem Zweck entsprechend ausgestaltete Vorrichtungsbauteile,
zum Beispiel ein modifiziertes Verteilrohr 10, bewegt werden. In der Fig. 1 ist mit
dem Bezugszeichen α der Austrittswinkel eines aus einer jeweiligen Einzel-Freistrahldüse
12 austretenden Düsenstrahls 18 gekennzeichnet. Dieser zwischen einer durch die Einzel-Freistrahldüse
12 gelegten erste Bezugsebene E1, die auch durch die Mitte des Verteilrohrs 10 verläuft,
und einer durch die Mittelachse des Düsenstrahls 18 gelegten zweiten Bezugsebene E2
gemessene Winkel sollte vorzugsweise kleiner gleich 30° sein. Der Austrittswinkel
α kann selbstverständlich auch den Wert 0 annehmen. Erfindungsgemäß können sämtliche
Düsen 12 den gleichen oder aber unterschiedliche Austrittswinkel α aufweisen. Im gegebenen
Ausführungsbeispiel ist der Winkel α der Einzel-Auftragsdüsen 12 verstellbar, wie
in der Figur durch den Doppelpfeil 52 angedeutet.
[0029] Der Auftragseinrichtung A ist bezogen auf die Drehrichtung der Stützwalze 6 eine
Rakel- und Egalisierungseinrichtung 14 nachgeschaltet. Als besagte Einrichtung 14
dient in diesem Beispiel ein glatter Rollrakelstab mit einem großen Durchmesser von
ca. 35 mm. Das Verteilrohr 10 sowie der zwischen der Auftragseinrichtung A und der
Rakeleinrichtung 14 befindliche Bereich der Vorrichtung sind durch Abdeck- und Sammelbleche
16 verkleidet. Gemäß der Darstellung von Fig. 1 ist den Einzel-Freistrahldüsen 12
bezogen auf die Laufrichtung der Materialbahn 4 eine in der Form eines Schabers ausgestaltete
Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung 28 vorgeschaltet, die eine von der laufenden
Oberfläche 4 mitgeschleppte Luftgrenzschicht 30 unmittelbar vor dem eigentlichen Auftragsort
entfernt und somit zu einer Optimierung des Auftragsergebnisses beiträgt. Anstelle
eines Schabers können indes auch geeignete Absaug- oder Ausblaseinrichtung Anwendung
finden.
[0030] Der Fig. 2 ist in einer schematische Frontalansicht die Anordnung der Einzel-Freistrahldüsen
12 bezogen auf die Breitenrichtung B der Materialbahn 4 sowie die Ausstoßcharakteristik,
d.h. hier die Abstrahlcharakteristik der Düsen 12 zu entnehmen. Wie in der Zeichnung
zu erkennen, tritt das Auftragsmedium aus den jeweiligen EinzelFreistrahldüsen in
Form eines sich keilförmig oder fächerförmig erweiternden und durch die Umgebungsatmosphäre
verlaufenden Düsenstrahls bzw. Freistrahls 18 aus, wird auf die Materialbahn 4 gestrahlt
und bildet dort einen der jeweiligen Düse zugehörigen Einzel-Auftragsbereich. Beim
Strahlen durchdringen (U) bzw. überlappen sich die jeweils benachbarten Freistrahlen
18 und damit auch die erzeugten Einzel-Auftragsbereiche in ihren jeweiligen Randbereichen
teilweise, so daß auf der Materialbahn 4 eine Auftragsmediumschicht von im wesentlichen
gleicher Schichtdicke über die gesamte Breite B der laufenden Materialbahn 4 erzeugt
wird. Jede der Einzel-Freistrahldüsen 12 kann im vorliegenden Beispiel über eine Steuer-
und/oder Regeleinrichtung 20 einzeln angesteuert und dadurch die Abstrahlcharakteristik
der Düsen 12 und/oder die Menge des abgestrahlten Auftragmediums zur Voreinstellung
eines gewünschten Quer- und/oder Längsprofils der Auftragsmediumschicht manipuliert
werden. Das Auftragsmedium wird im vorliegenden Fall im Überschuß aufgetragen und
das endgültige Längs- und/oder Querprofil über die nachgeschaltete Rakeleinrichtung
14, die indes nicht zwingend ist, eingestellt. Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung
jedoch vorgesehen, das Auftragsmedium in einem alternativen Verfahrensschritt im wesentlichen
ohne Überschuß auf die zu beschichtende Oberfläche aufzutragen und dazu nur soviel
Auftragsmedium von den Einzel-Freistrahldüsen 12 auszustoßen, wie für den Aufbau einer
vorgegebenen Schichtdicke erforderlich ist.
[0031] Die Vorrichtung ist ferner mit einer elektrostatischen Aufladungseinrichtung 22 ausgestattet,
welche die laufende Materialbahn 4 während des Auftragens des Auftragmediums 2 elektrostatisch
auflädt und somit einen besonders gleichmäßigen und effektiven Auftrag gewährleistet.
In der Figur ist die Aufladungseinrichtung 22 der Übersichtlichkeit halber nur zwischen
der Materialbahn 4 und einer aus der Vielzahl von Einzel-Freistrahldüsen 12 eingezeichnet.
Zweckmäßigerweise besteht jedoch zwischen allen Düsen 12 und der Materialbahn 4 ein
geeignetes Potential.
[0032] Die Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Einzel-Freistrahldüse 12
der Vorrichtung gemäß Fig. 1 bzw. 2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden als
Freistrahldüsen an sich bekannte Zungendüsen eingesetzt, die einen breit gefächerten,
schmalen Flachstrahl (Freistrahl) mit einem scharf begrenzten Strahlbild erzeugen
und sich besonders bei pastösen Auftragsmedien als verstopfungsunempfindlich und wartungsfreundlich
erwiesen haben. Die Erfindung ist indes nicht ausschließlich auf diese Düsenart fixiert.
Ebenso können andere geeignete Freistrahldüsen wie z.B. sogenannte Flachstrahldüsen
oder Düsen mit einem kreisförmigen Strahlbild Anwendung finden, ebenso Kombinationen
aus den verschiedenen Düsentypen. Für bestimmte Anwendungen können die Einzel-Freistrahldüsen
auch mit einer Luftbeimischungseinrichtung versehen sein. Aus der Fig. 3 ist des weiteren
ersichtlich, daß die Einzel-Freistrahldüse 12 mit einer Antihaftbeschichtung 24 ausgestattet
ist, so daß das Auftragsmedium nicht an der Düse 12 anhaftet, sondern von ihr abperlt.
Somit sind für diese Einzel-Freistrahldüse 12 keine besonderen Reinigungsmaßnahmen
notwendig, was besonders auch bei einer Umstellung auf einen anderen Auftragsmediumtyp
von großem Vorteil ist.
[0033] In der Fig. 4 ist analog zu der Darstellungsweise von Fig. 3 eine schematische Schnittansicht
eines anderen Typs einer in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung einzusetzenden EinzelFreistrahldüse
12 gezeigt. Auch bei dieser Düse handelt es sich um eine Flachstrahldüse, die jedoch
einen im wesentlichen parallel zu der durch eine strichpunktierte Linie angedeuteten
Düsenlängsachse verlaufenden geraden aufgefächerten Flachstrahl erzeugt.
[0034] Fig. 5 zeigt analog zu der Darstellungsweise gemäß Fig. 1 eine schematische, stark
vereinfachte seitliche Schnittansicht eines wesentlichen Teilbereichs einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Diese Variante ist als Vorrichtung
zum indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums 2 auf eine
Auftragswalze 32 ausgelegt, wobei der Umfang der rotierenden Auftragswalze 32 die
von den Einzel-Freistrahldüsen mit dem Auftragsmedium 2 beaufschlagte laufende Oberfläche
4 bildet. Die Beschichtung der Materialbahn selbst erfolgt dann in einem Walzenspalt,
durch den die Materialbahn hindurchläuft und in dem das Auftragsmedium 2 von der als
Trägerfläche dienenden Walzenoberfläche 4 auf die Materialbahn übertragen wird. Die
Materialbahn und der Walzenspalt sowie ihre Anordnung sind in der Zeichnung der Übersichtlichkeit
nicht dargestellt und dürfen als solche als bekannt vorausgesetzt werden. Das Verteilrohr
10 ist in diesem Beispiel als ein doppelwandiges Bauteil aus einem Werkstoff mit Antihafteigenschaften,
nämlich einem Kohlefaserverbundwerkstoff, gefertigt, wobei ein Innenrohr 10.2 den
Zuführkanal für das Auftragsmedium 2 und der äußere Rohrmantel 10.4 einen Kanal für
Kühlwasser 34 bildet. Die Einzel-Freistrahldüsen 12 sind als durch den Körper des
Verteilrohrs 10 hindurchtretenden schmale, schlitzartige Ausströmkanäle mit einem
im wesentlichen rechteckigen Durchtrittsquerschnitt ausgestaltet und fungieren als
Flachstrahldüsen, die einen dünnen, aufgefächerten Flachstrahl 18 des Auftragsmediums
2 erzeugen.
[0035] Der Fig. 5 ist des weiteren zu entnehmen, daß zwischen den Flachstrahldüsen 12 und
der laufenden Oberfläche 4 eine Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung 36 vorgesehen ist, die
den jeweiligen Düsenstrahl 18 des aus einer jeweiligen Flachstrahldüse 12 austretenden
Auftragsmediums 2 in Richtung auf die laufende Oberfläche 4 umlenkt. Im Ausführungsbeispiel
nach Fig. 5 ist hierbei allen Flachstrahldüsen 12 eine gemeinsame Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung
36 zugeordnet, die sich im wesentlichen über die gesamte Breite der Auftragswalze
32 erstreckt. Die Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung ist hierbei als konkav gekrümmt Prallplatte
36 ausgebildet. Für bestimmte Anwendungszwecke kann die Prallplatte 36 natürlich auch
andere geeignete Form besitzen. Insbesondere kann die Prallplatte 36 eben ausgestaltet
oder aber konkav oder konvex gekrümmt sein. Aus der Zeichnung geht ferner hervor,
daß die Prallplatte 36 von den Flachstrahldüsen 12 um eine Strecke D1 beabstandet
angeordnet ist. Das heißt, der die Austrittsöffnung einer jeweiligen Flachstrahldüse
12 verlassende Düsenstrahl 18 verläuft erst eine gewisse Strecke durch die freie Umgebungsatmosphäre
bevor er auf die Prallplatte 36 trifft. Die Strecke zwischen der Düsenaustrittsöffnung
und dem Auftreffbereich auf der Prallplatte 36 ist mit dem Bezugszeichen D2 gekennzeichnet.
Auf der Prallplatte 36 wird der Düsenstrahl 18 in Richtung zur laufenden Oberfläche
4 umgelenkt und verläßt die Prallplatte 36 an deren oberen freien Ende wieder, um
sich anschließend über ein weitere Teilstrecke durch die freie Umgebungsatmosphäre
zur zu beschichtenden Oberfläche 4 hin zu bewegen. Der die Prallplatte 36 verlassende
Düsenstrahl, der, wie nachfolgend noch genauer erläutert, besondere Eigenschaften
besitzt, wird hier mit dem Bezugszeichen 18
L gekennzeichnet. Als geeigneter Abstand von Düsen 12 und Prallplatte 36 hat sich eine
Distanz von ca. 3 bis 20 mm, bevorzugt jedoch ca. 4 - 7 mm, bewährt. Es wird jedoch
explizit darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die zuvor genannten Werte
beschränkt ist. Je nach Anwendungsfall und Art der eingesetzten Einzel-Freistrahldüsen
und der jeweiligen Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung kann eine erfindungsgemäße Modifikation
durchaus erheblich von diesen Daten abweichen.
[0036] In der in Fig. 5 dargestellten Variante ist der Abstand nicht fest vorgegeben, sondern
variabel einstellbar. Dies wird dadurch erzielt, daß die Anordnung der Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung
36, sprich der Prallplatte 36, relativ zu den Flachstrahldüsen 12 einstellbar ist.
Zu diesem Zweck ist die Prallplatte 36 auf einem in einem vorbestimmten Abstandsbereich
zu den Flachstrahldüsen 12 verfahrbare Halterung 38 befestigt. Diese Halterung 38
ist mittels einer Vielzahl von in Breitenrichtung der Auftragswalze 32 voneinander
beabstandet angeordneten und an der Halterung 38 angreifenden ersten Stellgliedern
40 auf die Flachstrahldüsen 12 zu und von diesen weg beweglich (in der Fig. 5 durch
Doppelpfeile angedeutet). Somit ist bei Bedarf der Abstand der an der Halterung 38
fixierten Prallplatte 36 zu Flachstrahldüsen 12 veränderbar. Die Prallplatte 36 ist
außerdem über eine Achse 42 schwenkbar an der Halterung 38 gelagert und mittels einer
Vielzahl von in Breitenrichtung der Auftragswalze 32 voneinander beabstandet angeordneten
und an der Prallplatte 36 und der Halterung 38 angreifenden zweiten Stellgliedern
44 relativ zu den Flachstrahldüsen 12 und der laufenden Oberfläche 4 schwenkbar. Auf
diese Weise kann der Auftreffwinkel der Flachstrahlen 18 auf die Prallplatte 36 und
der Auftreffwinkel des die Prallplatte 36 verlassenden Düsenstrahls 18
L auf die laufende Oberfläche 4 eingestellt werden.
[0037] Da die Prallplatte 36 überdies eine gewisse Flexibilität besitzt, kann sowohl durch
gleichmäßiges Betätigen aller ersten Stellglieder 40 eine über im wesentlichen die
gesamte Auftragswalzenbreite gleichmäßige Veränderung des Abstandes als auch durch
Betätigen nur bestimmter erster Stellglieder 40 eine lokal unterschiedliche Veränderung
des Abstandes erzielt werden. Zusätzlich gestattet ein gleichmäßiges Betätigen aller
zweiten Stellglieder 44 eine über im wesentlichen die gesamte Auftragswalzenbreite
gleichmäßige Veränderung der Auftreffwinkel, während ein Betätigen nur bestimmter
zweiter Stellglieder 44 eine lokal unterschiedliche Veränderung der Auftreffwinkel
bewirkt. Es ist ersichtlich, daß auf diese Weise nicht nur die Lage der Prallplatte
36 bezüglich der Anströmrichtung der Düsenstrahlen 18 sondern auch die Geometrie der
Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung 36 selbst manipuliert werden kann.
[0038] Die erfindungsgemäße Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung bewirkt zum einen eine Vergleichmäßigung
der Düsenstrahlen 18, sie fungiert hier also gleichzeitig als eine zwischen den Einzel-Freistrahldüsen
12 und der laufenden Oberfläche 4 angeordnete Düsenstrahl-Vergleichmäßigungseinrichtung,
und zu anderen eine gewisse Verzögerung beziehungsweise zweidimensionale Erstreckung
bzw. Ausbreitung der Düsenstrahlen 18. Es hat sich gezeigt, daß sich auf diese Weise
erstaunlicherweise laminare Einzelstrahlen bzw. Flachstrahlen 18
L erzeugt lassen, die nicht nur örtlich relativ genau eingrenzbar sind, sondern die
zudem infolge der Interferenz der jeweiligen Einzelstrahlen 18
L eine sehr gleichmäßige Verteilung des Auftragsmediums 2 auf der laufenden Oberfläche
4 ermöglichen.
[0039] Der Anström- bzw. Auftreffwinkel des Düsenstrahls 18 des flüssigen oder pastösen
Auftragsmediums 2 auf die Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung bestimmen hierbei den Grad
der resultierenden Strahlerstreckung, d.h. den Ausbreitungswinkel des erzeugten laminaren
Flachstrahls 18
L.
[0040] Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 wird das Auftragsmedium 2 im Überschuß aufgetragen,
wobei die Menge des Auftragsmediums 2 etwa dem 2 bis 5-fachen des zu erzielenden Endauftrags
entspricht. Das überschüssige Auftragsmedium 2 wird mit Hilfe von einem dem Auftragsort
nachgeschalteten Rakelelement 14, hier: ein rotierender glatter Rollrakelstab mit
ca. 35 mm Durchmesser, abgerakelt und in einen Auftragsmediumkreislauf zurückgeführt,
der durch das Bezugszeichen 46 angedeutet ist. Der Rollrakelstab 14 dient im vorliegenden
Fall gleichzeitig als Egalisierungseinrichtung, die das auf die laufende Oberfläche
4 aufgetragene Auftragsmedium 2 vergleichmäßigt.
[0041] Fig. 6a zeigt analog zu der Darstellungsweise von Fig. 1 und Fig. 5 eine schematische
seitliche Schnittansicht eines wesentlichen Teilbereich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß einer dritten Ausführungsform. Wie die Vorrichtung gemäß Fig. 5 besitzt auch
dieses Modell eine zwischen den Flachstrahldüsen 12 und der laufenden Oberfläche 4
angeordnete und wiederum als prallplattenartige Konstruktion ausgebildete Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung
48. Der Unterschied zu der Ausgestaltungsform von Fig. 5 besteht primär darin, daß
diese Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung 48 unmittelbar vor den Düsenaustrittsöffnungen
der Flachstrahldüsen 12 angeordnet ist und eine sich von der Düsenaustrittsöffnung
in Richtung zur zu beschichtenden Oberfläche 4 hin erstreckende Leitfläche 48.2 für
den jeweiligen Düsenstrahl 18 des aus einer Düse 12 austretenden Auftragsmediums 2
bildet. Die Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung 48 stellt hier also einen lippenartigen
Fortsatz der Flachstrahldüsen 12 dar. Auf die genaue Ausgestaltung dieser besonderen
Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung 48 wird nachfolgend noch näher eingegangen werden.
[0042] Das Verteilrohr 10 besitzt im vorliegenden Fall eine rechteckige Querschnittsform.
Als Einzel-Freistrahldüsen 12 ausgestaltete schmale und im wesentlichen rechteckige
(auch runde, ovale oder andere geeignete Formen sind möglich) Ausströmbohrungen sind
auf der Schnittlinie zwischen zwei senkrecht zueinander stehenden Wandungsabschnitten
des Verteilrohrs 10 vorgesehen. Diese Ausströmbohrungen besitzen in Zusammenwirkung
mit der Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung 48 weitgehend die Eigenschaften von Flachstrahldüsen,
das heißt, sie erzeugen jeweils einen flachen, aufgefächerten Düsenstrahl 18
L (siehe auch Fig. 6b).
[0043] Wie besonders gut in Verbindung mit der Fig. 6b zu erkennen ist, die eine schematische
Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von Fig. 6a zeigt, ist jeder Einzel-Freistrahldüse
12 (in der Fig. 6b sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur zwei benachbarte Düsen
dargestellt, die zur besseren Unterscheidung mit 12a und 12b bezeichnet sind) eine
eigene separate Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung 48 (hier: 48a und 48b) zugeordnet. Bei
letztgenannter Einrichtung handelt es sich jeweils um eine an einer Außenwand des
rechteckigen Verteilrohrs 10 befestigte Prallplatte, die im Rahmen der vorliegenden
Beschreibung jedoch zur besseren Unterscheidung gegenüber der weiter oben genannten
Prallplatte 36 als Pralleiste 48 bezeichnet wird. Die Pralleiste 48 verfügt über einen
Leitflächenabschnitt 48.2, der sich strömungstechnisch günstig unmittelbar an die
Düsenaustrittsöffnung der Einzel-Freistrahldüse 12 anschließt. Der die Austrittsöffnung
einer jeweiligen Einzel-Freistrahldüse 12 verlassende Düsenstrahl 18 strömt also direkt
auf den Leitflächenabschnitt 48.2 der Pralleiste 48 und an diesem Abschnitt 48.2 entlang,
wird dabei in Richtung auf die Walze 32 umgelenkt und verläßt den Leitflächenabschnitt
48.2 und damit die Pralleiste 48 (hier: 48a und 48b) an deren oberen freien Ende als
schmaler, aufgefächerter laminarer Flachstrahl 18
L. Anschließend verläuft der laminare Flachstrahl 18
L eine bestimmte Strecke durch die freie Umgebungsatmosphäre und trifft dann auf die
Oberfläche 4 der Walze 32. Wie in der Fig. 6a durch das Bezugszeichen V angedeutet,
sind die jeweils benachbarten Düsenstrahl-Umlenkeinrichtungen beziehungsweise Pralleisten
48a, 48b versetzt zueinander angeordnet, so daß sich die jeweils von den benachbarten
Einzel-Freistrahldüsen 12a und 12b ausgehenden benachbarten gefächerten Flachstrahlen
18
L (im nachfolgenden analog zu den hier betrachteten zwei Düsen 12a, 12b und ihren jeweiligen
Düsenstrahl-Umlenkeinrichtungen 48a und 48b mit 18a
L und 18b
L bezeichnet) des Auftragsmediums 2 auf ihrem Weg zu der zu beschichtenden Oberfläche
4 hin nicht berühren oder durchdringen. Der Versatz V ist im vorliegenden Beispiel
demzufolge zweckmäßigerweise größer gleich der Dicke der jeweiligen Flachstrahlen
18a
L, l8b
L.
[0044] In der Draufsicht gemäß Fig. 6b sind die gefächerten Flachstrahlen 18a
L, 18b
L sowie Teilbereiche der benachbarten Pralleisten 48a, 48b zu Anschauungszwecken in
die Betrachtungsebene geklappt dargestellt. Die Auftrefflinien La, Lb der benachbarten
Flachstrahlen 18a
L, 18b
L sind ebenfalls in die Bildebene eingezeichnet. Es ist ersichtlich, das der in Laufrichtung
der Oberfläche 4 gemessene Abstand Va der Auftrefflinien La, Lb annähernd dem Versatz
V der Pralleisten 48a, 48b entspricht, falls, wie hier angenommen, die Orientierungen
der Pralleisten 48a, 48b relativ zur Oberfläche 4 und damit die in Seitenrichtung
betrachteten Abstrahlwinkel (ähnlich wie α in Fig. 1) der Flachstrahlen 18a
L, 18b
L relativ zur Oberfläche 4 gleich sind. Der Abstand Va kann beispielsweise durch Variieren
der vorhergenannten Parameter verändert werden, wobei Va auch gleich 0 werden kann,
d.h. die Flachstrahlen 18a
L, 18b
L durchdringen sich dann beim Auftreffen auf die Oberfläche 4 an einer gemeinsamen
Auftrefflinie. Die durch eine derartige Konfiguration der Einzel-Freistrahldüsen 12
und ihrer zugehörigen Düsenstrahl-Umlenkeinrichtungen 48a, 48b erzeugten benachbarten
Einzel-Auftragsbereiche können sich aufgrund des aus der Fortbewegung der laufenden
Oberfläche 4 resultierenden Überlagerungseffekts in ihren jeweiligen Randbereichen
zumindest teilweise durchdringen (U), so daß während des Fortschreitens der laufenden
Oberfläche 4 eine geschlossene Auftragsmediumschicht über im wesentlichen die gesamte
Breite der zu beschichtenden Oberfläche 4 herstellbar ist.
[0045] Fig. 7 zeigt eine schematische, stark vereinfachte Draufsicht auf einen wesentlichen
Teilbereich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.
Diese Vorrichtung umfaßt mehrere, d.h. im vorliegenden Fall zwei, sich in Breitenrichtung
B einer laufenden Materialbahn 4 erstreckende und aus einer Vielzahl von Einzel-Freistrahldüsen
12 (jeweils der Materialbahn 4 zugewandt und in der Figur durch Kreise angedeutet)
gebildete Düsenreihen R1, R2, die in Längsrichtung der Materialbahn 4, die der in
der Zeichnung durch einen Pfeil angedeuteten Fortschrittsrichtung der Materialbahn
4 entspricht, beabstandet sind. Die Düsenreihe R1 verläuft hierbei im wesentlichen
parallel zur Breitenrichtung B, während sich die Düsenreihe R2 in einem Winkel β zur
Breitenrichtung B erstreckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel summieren sich die von
den einzelnen Düsenreihen R1, R2 ausgestoßene Einzelmengen des Auftragmediums 2 während
des Fortschreitens der laufenden Materialbahn 4 zu einer erforderlichen Gesamtauftragsmenge.
Zwischen den Düsenreihen R1 und R2 ist eine an sich bekannte Zwischentrockeneinrichtung
50 vorgesehen, um den bereits mittels der Düsenreihe R1 beschichteten Oberflächenbereich
der Materialbahn 4 zwischenzutrocknen, bevor dieser die nachfolgende Düsenreihe R2
erreicht.
[0046] Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele, die lediglich der allgemeinen
Erläuterung des Grundgedankens der Erfindung dienen, beschränkt. Im Rahmen des Schutzumfangs
können das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr
auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Das Verfahren
und die Vorrichtung können hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination
aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der zugehörigen Ansprüche darstellen. Insbesondere
kann die Vorrichtung auch ein oder mehrere den Freistrahldüsen vorgeschaltete Rakel-
oder Reinigungsrakeleinrichtungen und dergleichen aufweisen. In zumindest einer weiteren
bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist beispielsweise vorgesehen das Auftragsmedium
durch zwei oder mehrere sich in Breitenrichtung der Oberfläche und/oder in einem Winkel
dazu erstreckende, aus den Einzel-Freistrahldüsen gebildete Düsenreihen, die jeweils
in Längsrichtung der Oberfläche voneinander beabstandet sind, aufzutragen, wobei sich
von den einzelnen Düsenreihen ausgestoßene Einzelmengen des Auftragmediums während
des Fortschreitens der laufenden Oberfläche zu einer erforderlichen Gesamtauftragsmenge
summieren. Der Auftrag kann auch hierbei grundsätzlich sowohl ohne als auch mit Überschuß
erfolgen.
[0047] Überdies ist es denkbar, daß die Einzel-Freistrahldüsen zwei oder mehrere sich in
Breitenrichtung der Oberfläche und/oder in einem Winkel dazu erstreckende Düsenreihen
bilden, die in der Art einer Serienschaltung jeweils in Längsrichtung der laufenden
Oberfläche, d.h. in oder gegen deren Bewegungsrichtung, voneinander beabstandet sind.
Bei dieser Konfiguration bietet es sich auch an zwischen mindestens zwei hintereinander
liegenden Düsenreihen eine an sich bekannte Zwischentrockeneinrichtung zum Zwischentrocknen
der bereits durch die vorangegangene Düsenreihe beschichteten Oberfläche vorzusehen.
Neben den oben erläuterten Ausgestaltungsvarianten der Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung
umfaßt die Erfindung auch solch eine Variante, bei der eine separate Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung
nur für bestimmte Flachstrahldüsen aus der Gesamtzahl der vorhandenen Flachstrahldüsen
bereitgestellt wird. Im übrigen kann die auf die Düsenstrahlrichtung bezogene Länge
der Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung variabel einstellbar sein. Zudem ist durch eine
bestimmte örtliche Längenvorgabe der Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung deren Wirkung auf
den Düsenstrahl beeinflußbar.
[0048] Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich
dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
Bezugszeichenliste
[0049] Es bezeichnen:
- 2
- flüssiges oder pastöses Auftragsmediums
- 4
- Materialbahn / laufende Oberfläche
- 6
- Stützwalze
- 8
- Tragbalken
- 10
- Verteilrohr
- 10.2
- Innenrohr / Zuführkanal
- 10.4
- Rohrmantel
- 12
- Einzel-Freistrahldüsen
- 12a
- Einzel-Freistrahldüse
- 12b
- Einzel-Freistrahldüse
- 14
- Rakeleinrichtung / Egalisierungseinrichtung / Rakelstab
- 16
- Abdeck- und Sammelbleche
- 18
- Freistrahl / Düsenstrahl
- 18L
- Laminarer Düsenstrahl / laminarer Flachstrahl
- 18aL
- Laminarer Düsenstrahl / laminarer Flachstrahl
- 18bL
- Laminarer Düsenstrahl / laminarer Flachstrahl
- 20
- Steuer- und/oder Regeleinrichtung
- 22
- elektrostatische Aufladungseinrichtung
- 24
- Antihaftbeschichtung
- 26
- Verstellbewegung des Tragbalkens 8
- 28
- Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung / Schaber
- 30
- Luftgrenzschicht
- 32
- Auftragswalze
- 34
- Kühlwasser
- 36
- Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung / Prallplatte
- 38
- Halterung
- 40
- Erste Stellglieder
- 42
- Achse
- 44
- Zweite Stellglieder
- 46
- Auftragsmediumkreislauf
- 48
- Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung / Pralleiste
- 48.2
- Leitfläche / Leitflächenabschnitt
- 48a
- Einzelne Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung / Pralleiste
- 48b
- Einzelne Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung / Pralleiste
- 50
- Zwischentrockeneinrichtung
- 52
- Verstellbarkeit von α
- α
- Austrittswinkel von 18
- β
- Winkel
- A
- Auftragseinrichtung
- B
- Breite der Materialbahn 4
- D
- Distanz zwischen 12 und 4
- D1
- Distanz zwischen 12 und 36
- D2
- Distanz zwischen 12 und Auftreffpunkt auf 36
- E1
- Erste Bezugsebene
- E2
- Zweite Bezugsebene
- La
- Auftrefflinie von 18aL
- Lb
- Auftrefflinie von 18bL
- R1
- Düsenreihe
- R2
- Düsenreihe
- U
- sich durchdringende Randbereiche von 18
- V
- Versatz
- Va
- Abstand
1. Verfahren zum direkten oder indirekten ein- oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen
oder pastösen Auftragmediums (2) auf eine laufende Oberfläche (4), insbesondere aus
Papier oder Karton, wobei
- das Auftragsmedium (2) mittels einer Vielzahl von in Breitenrichtung (B) und/oder
Längsrichtung der Oberfläche (4) voneinander beabstandet nebeneinander und/oder hintereinander
angeordneten und deutlich von der Oberfläche (4) distanzierten (D) Einzel-Freistrahldüsen
(12, 12a, 12b), aus denen das Auftragsmedium (2) jeweils in einem durch die Umgebungsatmosphäre
verlaufenden geschlossenen Vorhang austritt, in einer Vielzahl von Einzel-Auftragsbereichen
auf die Oberfläche (4) aufgetragen wird,
- wobei sich jeweils benachbarte Einzel-Auftragsbereiche in ihren jeweiligen Randbereichen
zumindest teilweise durchdringen (U), so dass eine Auftragsmediumschicht über im wesentlichen
die gesamte Breite (B) der zu beschichtenden Oberfläche (4) erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Oberfläche (4) und/oder das Auftragsmedium (2) vor und/oder während des Auftragens
elektrostatisch aufgeladen (22) wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
Variieren einer Ausstoßcharakteristik und/oder einer Menge des ausgestoßenen Auftragmediums
(2) von einer oder mehreren der Vielzahl von Einzel-Freistrahldüsen (12) zur Erzeugung
eines gewünschten Quer- und/oder Längsprofils der Auftragsmediumschicht.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
gekennzeichnet durch
Variieren (26) des Abstandes (D) der Einzel-Freistrahldüse (12) relativ zur laufenden
Oberfläche (4).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Auftragsmedium (2) im wesentlichen ohne Überschuss auf die Oberfläche (4) aufgetragen
und dazu nur soviel Auftragsmedium (2) von den Einzel-Freistrahldüsen (12) ausgestoßen
wird, wie für den Aufbau der vorgegebenen Schichtdicke erforderlich ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Auftragsmedium (2) im Überschuss aufgetragen wird, wobei die Menge des Auftragsmediums
(2) dem 2- bis 5-fachen des zu erzielenden Endauftrags entspricht.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das im Überschuss aufgetragene Auftragsmedium (2) mittels wenigstens eines Rakelelementes
(14) abgerakelt und in einen Auftragsmediumkreislauf (46) zurückgeführt wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das auf die laufende Oberfläche (4) aufgetragene Auftragsmedium (2) mittels wenigstens
einer Egalisierungseinrichtung (14) egalisiert wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Auftragsmedium (2) durch zwei oder mehrere sich in Breitenrichtung der Oberfläche
(4) und/oder in einem Winkel (β) dazu erstreckende, aus den Einzel-Freistrahldüsen
(12) gebildete Düsenreihen (R1, R2), die jeweils in Längsrichtung der Oberfläche (4)
voneinander beabstandet sind, aufgetragen wird, wobei sich von den einzelnen Düsenreihen
ausgestoßene Einzelmengen des Auftragmediums (2) während des Fortschreitens der laufenden
Oberfläche (4) zu einer erforderlichen Gesamtauftragsmenge summieren.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeweilige Düsenstrahlen (18) des aus einer jeweiligen Einzel-Freistrahldüse (12) austretenden
Auftragsmediums (2) vor dem Auftreffen auf die laufende Oberfläche (4) vergleichmäßigt
(36, 48) werden.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die jeweiligen Düsenstrahlen (18) des aus einer jeweiligen Einzel-Freistrahldüse (12)
austretenden Auftragsmediums (2) vor dem Auftreffen auf die laufende Oberfläche (4)
umgelenkt (36, 48, 48a, 48b) werden.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Auftragsmedium (2) in Form von laminaren Flachstrahlen (18L, 18aL, 18bL) auf die laufende Oberfläche (4) aufgetragen wird.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine von der laufenden Oberfläche (4) mitgeschleppte Luftgrenzschicht (30) bezogen
auf die Laufrichtung der Oberfläche (4) vor den Einzel-Freistrahldüsen (12) entfernt
(28) wird.
14. Vorrichtung zum direkten oder indirekten ein- oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen
oder pastösen Auftragsmediums (2) auf eine laufende Oberfläche (4), insbesondere aus
Papier oder Karton, umfassend eine Stütz- oder Trägerfläche (6) für die laufende Oberfläche
(4) und eine Vielzahl von bezogen auf die Breitenrichtung (B) und/oder Längsrichtung
der Oberfläche (4) voneinander beabstandet nebeneinander und/oder hintereinander angeordneten
Einzel-Freistrahldüsen (12), aus denen jeweils das Auftragsmedium (2) in einem durch
die Umgebungsatmosphäre verlaufenden geschlossenen Vorhang austritt, und die deutlich
von der Stütz- oder Trägerfläche (6) und damit der von der Stütz- oder Trägerfläche
(6) getragenen Oberfläche (4) distanziert (D) sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einzel-Freistrahldüsen (12) zwei oder mehrere sich in Breitenrichtung der Oberfläche
(4) und/oder in einem Winkel dazu erstreckende Düsenreihen bilden, die jeweils in
Längsrichtung der Oberfläche (4) voneinander beabstandet sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen mindestens zwei Düsenreihen eine an sich bekannte Zwischentrockeneinrichtung
(50) zum Zwischentrocknen der beschichteten Oberfläche (4) vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausstoßcharakteristik und/oder die Ausstoßmenge der Einzel-Freistrahldüsen (12)
einstellbar ist.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstand (D) der Einzel-Freistrahldüsen (12) zur Oberfläche (4) einstellbar (26)
ist.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einzel-Freistrahldüsen als Flachstrahldüsen (12) ausgebildet sind.
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einzel-Freistrahldüsen (12) mit einer Antihaftbeschichtung (24) versehen und/oder
zumindest teilweise aus einem Werkstoff mit Antihafteigenschaften hergestellt sind.
21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein zwischen
- einer durch eine jeweilige Einzel-Freistrahldüse (12) gelegten erste Bezugsebene
(E1) und
- einer durch eine Mittelachse eines jeweiligen Düsenstrahls (18) gelegten zweiten
Bezugsebene (E2)
gemessener Austrittswinkel (α) des aus einer jeweiligen Einzel-Freistrahldüse (12)
austretenden Düsenstrahls (18) kleiner gleich 30° ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Austrittswinkel (α) verstellbar (52) ist.
23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einzel-Freistrahldüsen (12) als Zungendüsen ausgebildet sind.
24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen den Einzel-Freistrahldüsen (12) und der laufenden Oberfläche (4) wenigstens
eine Düsenstrahl-Vergleichmäßigungseinrichtung (36, 48) vorgesehen ist, die den jeweiligen
Düsenstrahl (18) des aus einer jeweiligen Einzel-Freistrahldüse (12) austretenden
Auftragsmediums (2) vergleichmäßigt.
25. Vorrichtung einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen den Einzel-Freistrahldüsen (12) und der laufenden Oberfläche (4) wenigstens
eine Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung (36, 48, 48a, 48b) vorgesehen ist, die den jeweiligen
Düsenstrahl (18) des aus einer jeweiligen Einzel-Freistrahldüse (12) austretenden
Auftragsmediums (2) in Richtung auf die laufende Oberfläche (4) umlenkt.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeder Einzel-Freistrahldüse (12a, 12b) mindestens eine separate Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung
(48a, 48b) zugeordnet ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet, dass
den Einzel-Freistrahldüsen (12) eine gemeinsame Umlenkeinrichtung (36) zugeordnet
ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Geometrie der Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung (36), und/oder
- die Anordnung der Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung (36) relativ zur laufenden Oberfläche
(4) und/oder relativ zu einer jeweiligen Einzel-Freistrahldüse (12)
einstellbar (40, 44) ist.
29. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung (36) von den Einzel-Freistrahldüsen (12) beabstandet
(D1) angeordnet ist.
30. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung (48; 48a, 48b) unmittelbar vor der Düsenaustrittsöffnung
der Einzel-Freistrahldüsen (12a, 12b) angeordnet ist und eine sich von der Düsenaustrittsöffnung
in Richtung zur zu beschichtenden Oberfläche (4) hin erstreckende Leitfläche (48.2)
für den Düsenstrahl (18) des austretenden Auftragsmediums (2) bildet.
31. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeweils benachbarte Düsenstrahl-Umlenkeinrichtungen (48a, 48b) versetzt (V) zueinander
angeordnet sind, so dass sich von den Einzel-Freistrahldüsen (12a, 12b) ausgehende
benachbarte Düsenstrahlen (18aL, 18bL) des Auftragsmediums (2) auf ihrem Weg zur zu beschichtenden Oberfläche (4) hin nicht
berühren oder durchdringen.
32. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Düsenstrahl-Umlenkeinrichtung als Prallplatte (36, 48) ausgestaltet ist.
33. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
diese wenigstens eine elektrostatische Aufladungseinrichtung (22) zum elektrostatischen
Aufladen der laufenden Oberfläche (4) und/oder des Auftragmediums (2) aufweist.
34. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
den Einzel-Freistrahldüsen (12) bezogen auf eine Laufrichtung der laufenden Oberfläche
(4) mindestens eine Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung (28) vorgeschaltet ist,
die eine von der laufenden Oberfläche (4) mitgeschleppte Luftgrenzschicht (30) entfernt.
35. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
diese ein mit den Einzel-Freistrahldüsen (12) kommunizierendes Verteilrohr (10) zum
Zuleiten des Auftragsmediums (2) zu den Einzel-Auftragsdüsen (12) besitzt, das mit
einer Antihaftbeschichtung (24) versehen und/oder zumindest teilweise aus einem Werkstoff
mit Antihafteigenschaften hergestellt ist.
36. Verwendung einer Vielzahl von bezogen auf eine Breitenrichtung (B) und/oder Längsrichtung
einer laufenden Oberfläche (4), insbesondere aus Papier oder Karton voneinander beabstandet
nebeneinander und/oder hintereinander angeordneten Einzel-Freistrahldüsen (12), aus
denen jeweils ein flüssiges oder pastöses Auftragsmedium (2) in einem durch die Umgebungsatmosphäre
verlaufenden geschlossenen Vorhang austritt, und die deutlich von der Oberfläche (4)
distanziert (D) sind, zum direkten oder indirekten einoder beidseitigen Auftragen
des Auftragmediums (2) auf die laufende Oberfläche (4).
1. Method for directly or indirectly applying a liquid or pasty medium (2) to one or
both sides of a moving surface (4), in particular of paper or board,
- the medium (2) being applied to the surface (4) in a large number of individual
application areas by means of a large number of individual free-jet nozzles (12, 12a,
12b) which are arranged spaced apart from one another, beside one another and/or one
behind another, in the width direction (B) and/or longitudinal direction of the surface
(4) and are at a considerable distance (D) from the surface (4), from which nozzles
the application medium (2) in each case emerges in a self-contained curtain running
through the surrounding atmosphere,
- in each case adjacent individual application areas being at least partly penetrated
(U) in their respective edge regions, so that an application medium layer is produced
over substantially the same width (B) of the surface (4) to be coated.
2. Method according to Claim 1, characterized in that the surface (4) and/or the application medium (2) is charged up electrostatically
before and/or during the application (22).
3. Method according to Claim 1 or 2, characterized by varying an expulsion characteristic and/or a quantity of the application medium (2)
expelled from one or more of the large number of individual free-jet nozzles (12)
in order to produce a desired transverse and/or longitudinal profile of the application
medium layer.
4. Method according to one or more of the preceding claims, characterized by varying (26) the distance (D) of the individual free-jet nozzle (12) relative to
the moving surface (4).
5. Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the application medium (2) is applied to the surface (4) substantially without excess
and, for this purpose, only that amount of application medium (2) is expelled from
the individual free-jet nozzles (12) as is required to build up the envisaged layer
thickness.
6. Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the application medium (2) is applied in excess, the amount of application medium
(2) corresponding to 2 to 5 times the final application to be achieved.
7. Method according to Claim 6, characterized in that the application medium (2) applied in excess is doctored off by means of at least
one doctor element (14) and is guided back into an application medium circuit (46).
8. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the application medium (2) applied to the moving surface (4) is equalized by means
of at least one equalizing device (14).
9. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the application medium (2) is applied by means of two or more rows of nozzles (R1,
R2) which extend in the width direction of the surface (4) and/or at an angle (β)
thereto, are formed from the individual free-jet nozzles (12) and in each case are
spaced apart from one another in the longitudinal direction of the surface (4), individual
amounts of the application medium (2) expelled by the individual rows of nozzles adding
up to a required total application amount during the progress of the moving surface
(4).
10. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that respective nozzle jets (18) of the application medium (2) emerging from a respective
individual free-jet nozzle (12) are evened out (36, 48) before striking the moving
surface (4).
11. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the respective nozzle jets (18) of the application medium (2) emerging from a respective
individual free-jet nozzle (12) are deflected (36, 48, 48a, 48b) before striking the
moving surface (4).
12. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the application medium (2) is applied in the form of laminar flat jets (18L, 18aL, 18bL) to the moving surface (4).
13. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that an air boundary layer (30) carried along by the moving surface (4) is removed (28)
upstream of the individual free-jet nozzles (12), as referred to the running direction
of the surface (4).
14. Apparatus for directly or indirectly applying a liquid or pasty medium (2) to one
or both sides of a moving surface (4), in particular of paper or board, comprising
a supporting or carrying surface (6) for the moving surface (4) and a large number
of individual free-jet nozzles (12) which are arranged spaced apart from one another,
beside one another and/or one behind another, as referred to the width direction (B)
and/or longitudinal direction of the surface (4), from which nozzles (12) in each
case the application medium (2) emerges in a self-contained curtain running through
the surrounding atmosphere, and which are at a considerable distance (D) from the
supporting or carrying surface (6) and therefore the surface (4) carried by the supporting
or carrying surface (6).
15. Apparatus according to Claim 14, characterized in that the individual free-jet nozzles (12) form two or more rows of nozzles which extend
in the width direction of the surface (4) and/or at an angle thereto and are in each
case spaced apart from one another in the longitudinal direction of the surface (4).
16. Apparatus according to Claim 15, characterized in that between at least two rows of nozzles there is provided an intermediate drying device
(50) known per se for the intermediate drying of the coated surface (4).
17. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that the expulsion characteristic and/or the expulsion rate of the individual free-jet
nozzles (12) is adjustable.
18. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that the distance (D) of the individual free-jet nozzles (12) from the surface (4) can
be adjusted (26).
19. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that the individual free-jet nozzles are designed as flat-jet nozzles (12).
20. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that the individual free-jet nozzles (12) are provided with a nonstick coating (24) and/or
are at least partly produced from a material with nonstick properties.
21. Apparatus according to one or more of the preceding claims,
characterized in that an exit angle (α) measured between
- a first reference plane (E1) drawn through a respective individual free-jet nozzle
(12) and
- a second reference plane (E2) drawn through a mid-axis of a respective nozzle jet
(18)
of the nozzle jet (18) emerging from a respective individual free-jet nozzle (12)
is less than or equal to 30°.
22. Apparatus according to Claim 21, characterized in that the exit angle (α) is adjustable (52).
23. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that the individual free-jet nozzles (12) are designed as tongue-like nozzles.
24. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that between the individual free-jet nozzles (12) and the moving surface (4) there is
provided at least one nozzle-jet evening device (36, 48), which evens the respective
nozzle jet (18) of the application medium (2) emerging from a respective individual
free-jet nozzle (12).
25. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that between the individual free-jet nozzles (12) and the moving surface (4) there is
provided at least one nozzle-jet deflection device (36, 48, 48a, 48b), which deflects
the respective nozzle jet (18) of the application medium (2) emerging from a respective
individual free-jet nozzle (12) in the direction of the moving surface (4).
26. Apparatus according to Claim 25, characterized in that each individual free-jet nozzle (12a, 12b) is assigned at least one separate nozzle-jet
deflection device (48a, 48b).
27. Apparatus according to Claim 25, characterized in that the individual free-jet nozzles (12) are assigned a common deflection device (36).
28. Apparatus according to one of Claims 25 to 27,
characterized in that
- the geometry of the nozzle-jet deflection device (36) and/or
- the arrangement of the nozzle-jet deflection device (36) relative to the moving
surface (4) and/or relative to a respective individual free-jet nozzle (12)
is adjustable (40, 44).
29. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that the nozzle-jet deflection device (36) is arranged at a distance (D1) from the individual
free-jet nozzles (12).
30. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that the nozzle-jet deflection device (48; 48a, 48b) is arranged immediately upstream
of the nozzle exit opening of the individual free-jet nozzles (12a, 12b), and forms
a guide surface (48.2), extending from the nozzle exit opening in the direction of
the surface (4) to be coated, for the nozzle jet (18) of the emerging application
medium (2).
31. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that in each case adjacent nozzle-jet deflection devices (48a, 48b) are arranged to be
offset (V) in relation to one another, so that adjacent nozzle jets (18aL, 18bL) of the application medium (2) emerging from the individual free-jet nozzles (12a,
12b) do not touch or penetrate one another on their path to the surface (4) to be
coated.
32. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that the nozzle-jet deflection device is configured as a baffle plate (36, 48).
33. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one electrostatic charging device (22) for the electrostatic
charging of the moving surface (4) and/or of the application medium (2).
34. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that, as referred to a running direction of the moving surface (4), at least one air boundary
layer removal device (28) is arranged upstream of the individual free-jet nozzles
(12), and removes an air boundary layer (30) carried along by the moving surface (4).
35. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that it has a distribution pipe (10) communicating with the individual free-jet nozzles
(12) in order to feed the application medium (2) to the individual application nozzles
(12), the said pipe (10) being provided with a nonstick coating (24) and/or being
produced at least partly from a material with nonstick properties.
36. Use of a large number of individual free-jet nozzles (12) which are arranged spaced
apart from one another, beside one another and/or one behind another, as referred
to a width direction (B) and/or longitudinal direction of a moving surface (4), in
particular of paper or board, from which in each case a liquid or pasty application
medium (2) emerges in a self-contained curtain running through the surrounding atmosphere,
and which are at a considerable distance (D) from the surface (4), for directly or
indirectly applying the medium (2) to one or both sides of the moving surface (4).
1. Procédé pour l'application directe ou indirecte, sur une ou sur les deux faces, d'un
fluide de couchage liquide ou pâteux (2) sur une surface en mouvement (4), en particulier
en papier ou en carton, dans lequel
- le fluide de couchage (2) est appliqué sur la surface (4) en une pluralité de plages
d'application individuelles, au moyen d'une pluralité de buses à jet libre individuel
(12, 12a, 12b) disposées l'une à côté de l'autre et/ou l'une derrière l'autre à distance
l'une de l'autre dans le sens transversal (B) et/ou dans le sens longitudinal de la
surface (4) et nettement écartées (D) de la surface (4), hors desquelles le fluide
de couchage (2) sort chaque fois en un rideau fermé circulant à travers l'atmosphère
ambiante,
- dans lequel des plages d'application individuelles qui sont respectivement voisines
se mélangent au moins partiellement (U) dans leurs zones de bord respectives, de telle
manière qu'une couche de fluide de couchage soit produite sur sensiblement toute la
largeur (B) de la surface à revêtir (4).
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface (4) et/ou le fluide de couchage (2) est chargé par voie électrostatique
(22) avant et/ou pendant l'application.
3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par la variation d'une caractéristique d'expulsion et/ou d'une quantité du fluide de
couchage expulsé (2) par une ou plusieurs de la pluralité des buses à jet libre individuel
(12) pour la production d'un profil transversal et/ou longitudinal désiré de la couche
de fluide de couchage.
4. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé par la variation (26) de la distance (D) de la buse à jet libre individuel (12) par rapport
à la surface en mouvement (4).
5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fluide de couchage (2) est appliqué sensiblement sans excédent sur la surface
(4) et que l'on n'expulse à cet effet hors des buses à jet libre individuel (12) que
la quantité de fluide de couchage (2) qui est nécessaire pour la formation de l'épaisseur
de couche prédéterminée.
6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fluide de couchage (2) est appliqué avec un excédent, dans lequel la quantité
du fluide de couchage (2) correspond à 2 à 5 fois le dépôt final à réaliser.
7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le fluide de couchage (2) appliqué en excédent est raclé au moyen d'au moins un élément
de racle (14) et est renvoyé dans un circuit de fluide de couchage (46).
8. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide de couchage (2) appliqué sur la surface en mouvement (4) est égalisé au
moyen d'au moins un dispositif d'égalisation (14).
9. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide de couchage (2) est appliqué par deux ou plus de deux rangées de buses
(R1, R2), composées des buses à jet libre individuel (12) et s'étendant dans le sens
transversal de la surface (4) et/ou sous un angle (β) par rapport à celui-ci, qui
sont chaque fois espacées l'une de l'autre dans le sens longitudinal de la surface
(4), dans lequel des quantités individuelles du fluide de couchage (2) expulsées hors
des rangées de buses individuelles s'additionnent pour obtenir la quantité totale
d'application nécessaire pendant la progression de la surface en mouvement (4).
10. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que des jets respectifs (18) du fluide de couchage (2) sortant d'une buse à jet libre
individuel respective (12) est homogénéisé (36, 48) avant d'atteindre la surface en
mouvement (4).
11. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les jets respectifs (18) du fluide de couchage (2) sortant d'une buse à jet libre
individuel respective (12) sont déviés (36, 48, 48a, 48b) avant d'atteindre la surface
en mouvement (4).
12. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide de couchage (2) est appliqué sous la forme de jets plats laminaires (18L, 18aL, 18bL) sur la surface en mouvement (4).
13. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une couche limite d'air (30) entraînée par la surface en mouvement (4) est éliminée
(28) avant les buses à jet libre individuel (12) par rapport au sens de défilement
de la surface (4).
14. Dispositif pour l'application directe ou indirecte, sur une ou sur les deux faces,
d'un fluide de couchage liquide ou pâteux (2) sur une surface en mouvement (4), en
particulier en papier ou en carton, comprenant une face d'appui ou de support (6)
pour la surface en mouvement (4) et une pluralité de buses à jet libre individuel
(12) disposées l'une à côté de l'autre et/ou l'une derrière l'autre, à distance l'une
de l'autre par rapport au sens transversal (B) et/ou au sens longitudinal de la surface
(4), hors desquelles le fluide de couchage (2) sort chaque fois en un rideau fermé
circulant à travers l'atmosphère ambiante, et qui sont nettement écartées (D) de la
face d'appui ou de support (6) et ainsi de la surface (4) supportée par la face d'appui
ou de support (6).
15. Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que les buses à jet libre individuel (12) forment deux ou plus de deux rangées de buses
s'étendant dans le sens transversal de la surface (4) et/ou sous un angle (β) par
rapport à celui-ci, et qui sont chaque fois espacées l'une de l'autre dans le sens
longitudinal de la surface (4).
16. Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé en ce qu'il est prévu, entre au moins deux rangées de buses, un dispositif de séchage intermédiaire
(50), connu en soi, pour le séchage intermédiaire de la surface revêtue (4).
17. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que la caractéristique d'expulsion et/ou la quantité expulsée des buses à jet libre individuel
(12) est réglable.
18. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance (D) des buses à jet libre individuel (12) à la surface (4) est réglable
(26).
19. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les buses à jet libre individuel ont la forme de buses à jet plat (12).
20. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les buses à jet libre individuel (12) sont pourvues d'un revêtement antiadhésif (24)
et/ou sont fabriquées, au moins en partie, en une matière ayant des propriétés antiadhésives.
21. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que un angle de sortie (α) du jet (18) sortant hors d'une buse à jet libre individuel
respective (12), mesuré entré
- un premier plan de référence (E1) mené par une buse à jet libre individuel respective
(12) et
- un second plan de référence (E2) mené par un axe central d'un jet respectif (18),
est inférieur ou égal à 30°.
22. Dispositif suivant la revendication 21, caractérisé en ce que l'angle de sortie (α) est réglable (52).
23. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les buses à jet libre individuel (12) sont des buses plates.
24. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu, entre les buses à jet libre individuel (12) et la surface en mouvement
(4), au moins un dispositif d'homogénéisation des jets (36, 48), qui homogénéise le
jet respectif (18) du fluide de couchage (2) sortant d'une buse à jet libre individuel
respective (12).
25. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu, entre les buses à jet libre individuel (12) et la surface en mouvement
(4), au moins un dispositif de déviation de jet (36, 48, 48a, 48b), qui dévie le jet
respectif (18) du fluide de couchage (2) sortant d'une buse à jet libre individuel
respective (12) en direction de la surface en mouvement (4).
26. Dispositif suivant la revendication 25, caractérisé en ce qu'au moins un dispositif séparé de déviation de jet (48a, 48b) est associé à chaque
buse à jet libre individuel (12a, 12b).
27. Dispositif suivant la revendication 25, caractérisé en ce qu'un dispositif de déviation commun (36) est associé aux buses à jet libre individuel
(12).
28. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 25 à 27,
caractérisé en ce que
- la géométrie du dispositif de déviation de jet (36), et/ou
- l'agencement du dispositif de déviation de jet (36) par rapport à la surface en
mouvement (4) et/ou par rapport à une buse à jet libre individuel respective (12)
est réglable (40, 44).
29. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de déviation de jet (36) est disposé à distance (D1) des buses à jet
libre individuel (12).
30. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de déviation de jet (48; 48a, 48b) est disposé immédiatement avant
l'ouverture de sortie des buses des buses à jet libre individuel (12a, 12b) et forme
une face de guidage (48.2) pour le jet (18) du fluide de couchage sortant (2), qui
s'étend de l'ouverture de sortie des buses en direction de la surface à revêtir (4).
31. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que des dispositifs de déviation de jet respectivement voisins (48a, 48b) sont disposés
en décalage (V) l'un par rapport à l'autre, de telle manière que des jets voisins
(18aL, 18bL) du fluide de couchage (2) sortant des buses à jet libre individuel (12a, 12b) ne
se touchent pas ou ne se mélangent pas sur leur chemin vers la surface à revêtir (4).
32. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de déviation de jet a la forme d'une chicane (36, 48).
33. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que celui-ci présente au moins un dispositif de chargement électrostatique (22) pour
créer une charge électrostatique sur la surface en mouvement (4) et/ou sur le fluide
de couchage (2).
34. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un dispositif d'élimination de couche limite d'air (28), qui élimine une
couche limite d'air (30) entraînée par la surface en mouvement (4), est installé avant
les buses à jet libre individuel (12) par rapport à un sens de défilement de la surface
en mouvement (4).
35. Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que celui-ci possède un tube de répartition (10) communiquant avec les buses à jet libre
individuel (12) pour guider le fluide de couchage (2) vers les buses à jet libre individuel
(12), et qui est pourvu d'un revêtement antiadhésif et/ou qui est fabriqué au moins
en partie en une matière ayant des propriétés antiadhésives.
36. Utilisation d'une pluralité de buses à jet libre individuel (12) disposées l'une à
côté de l'autre et/ou l'une derrière l'autre, à distance l'une de l'autre, par rapport
à un sens transversal (B) et/ou un sens longitudinal d'une surface en mouvement (4),
en particulier en papier ou en carton, hors desquelles sort chaque fois un fluide
de couchage liquide ou pâteux (2) en un rideau fermé circulant à travers l'atmosphère
ambiante, et qui sont nettement écartées (D) de la surface (4), pour l'application
directe ou indirecte, sur une ou sur les deux faces, du fluide de couchage (2) sur
la surface en mouvement (4).