Stand der Technik Beim Beschichten von Materialbahnen werden bekannter Weise sich tuber die Arbeitsbreite erstreckende Schlitzdüsen eingesetzt, um auf die Bahn einen definierten Vorhang oder Strahl von Beschichtungsmaterial aufzutragen. Bei Beschichtungsvor- richtungen, die nach dem Prinzip des Vorhangstreichens arbeiten (englisch : Curtain Coter), wird die Schlitzdüse oberhalb der Bahn sich quer zur Bahnlaufrichtung erstreckend angeordnet. Das Beschichtungsmaterial tritt in einem freifallenden Vorhang aus der Dusse aus und fallut auf die Bahn. Eine derartige Schlitzdüse der gattungsgemäßen Art ist in der EP 0 327 020-bol in einer Beschichtungsvorrichtung bekannt, die zur Herstellung von fotografischen Filmen dient. Ein Verfahren zur Herstellung von Streichpapier, bei dem Pigmentstreichfarbe in einem freifallenden Vorhang auf eine Papierbahn aufgetragen wird, ist aus der EP 0 517 223-bol bekannt.

Bei sogenannten Freistrahidusen-Auftragsvorrichtungen wird die Schlitzdüse von zwei Lippen gebildet, aus der ein freier Strahl von Beschichtungsmaterial unter Druck gegen die Bahn oder-beim indirekten Auftrag-gegen eine Walze geleitet wird. Der Einsatz einer Schlitzdüse als Freistrahidüse zum Beschichten von Papierbahnen ist in der DE 296 10 773-U beschrieben.

Darstellung der Erfindung Beim Beschichten von Papier-oder Kartonbahnen mit großer Breite (beispielsweise 10 m) ist es erforderlich, tuber die Arbeitsbreite einen sehr gleichmäßigen Strahl oder Vorhang von Beschichtungsmaterial zu erzeugen. Dies gestaltet sich besonders schwierig, falls geringe Mengen (beispielsweise 10 ml/m2) von Pigmentstreichfarbe aufgetragen werden sollen. Pigmentstreichfarben neigen dazu, sich zu entmischen, falls unterschiedliche Scherbedingungen in der Strömung vorliegen. Zugieich muß sichergestellt sein, daß in den Zuführkanälen und der Dusse keine störenden Ablage- rungen von Pigmenten auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäl3e Schlitzdüse so zu verbessern, dal3 sie in der Lage ist, auf Papier-oder Kartonbahnen mit grogner Breite auch geringe Mengen an Pigmentstreichfarbe unter schwankenden Bedingungen, z. B. schwankender Viskosität oder sich ändernden Auftragsmengen, gleichmäßig tuber die Arbeitsbreite störungsfrei aufzutragen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Schlitzdüse nach der Erfindung bietet die Möglichkeit, die Strömungsverhältnisse in der Verteilerkammer tuber die Arbeitsbreite tuber die zugefuhrten Volumenstrome zu beeinflussen.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Bei einem Abstand zwischen zwei Zuführkanälen von 100 mm bis 1500 mm, bevorzugt 500 mm bis 800 mm, gemäß Patentanspruch 2 ist gewahrleistet, daf3 der

von einem Zuführkanal mit Beschichtungsmaterial versorgte Teil der Verteilerkammer nicht zu groß ist, daß bei der Querverteilung in der Kammer unakzeptable Strömungs- differenzen auftreten.

Die Ausbildung des Anschlusses eines Zuführkanals an die Verteilerkammer als Diffusor nach Patentanspruch 3 bewirkt, daß sich die Strömungsgeschwindigkeit beim Eintritt in die Verteilerkammer erheblich verringert. Dies verhindert ein Ablösen der Streichfarbe von den Wänden und somit Wirbel, die zu ungleichmäßigen Strömungs- verhaltnissen fuhren wurden.

Geneigt an die Verteilerkammer angeschlossene Diffusoren gemaf3 Patentanspruch 4 ermöglichen es, bei geringer Bauhöhe lange Diffusoren einzusetzen und diese an im wesentlichen geradlinig von einer Seite zugeführten Zuführkanälen anzuschließen. Da innerhalb der Zuführkanäle die Streichfarbe mit hoher Strömungsgeschwindigkeit gefördert wird, konnten Krummungen in den Zuführkanälen bei empfindlichen Streichfarben zu unerwünschten Entmischungseffekten führen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand vereinfacht dargestellter Ausführungsbeispiele.

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Schlitzdüse nach der Erfindung.

Figur 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-A von Figur 1.

Figur 3 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie B-B von Figur 1.

Figur 4 zeigt eine Draufsicht von unten auf den Ausstrittsspalt.

Figur 5 zeigt im Querschnitt den Aufbau und die Arbeitsweise einer Schlitzdüse beim Einsatz als Vorhangdüse.

Figur 6 zeigt grob schematisch einen konstruktiv besonders einfachen Aufbau einer Schlitzdüse mit Kühlelementen an den Längsseiten.

Figur 7 zeigt grob schematisch den Querschnitt einer Schlitzdüse mit einer zweiten Verteilerkammer, die in einer Klimakammer angeordnet ist.

Figur 8 zeigt den Querschnitt einer alternativen Ausführungsform einer Schlitzduse, die als Freistrahidüse ausgelegt ist.

Wege zur Ausführung der Erfindung Die in den Figuren dargestellten Düsen dienen zum Auftragen von Pigmentstreichfarbe auf eine Papier-oder Kartonbahn B. Die Pigmentstreichfarbe wird entweder direkt auf die Papier-oder Kartonbahn B oder zunächst auf eine Walze aufgetragen, die anschließend den Film an Streichfarbe an die Bahn B übergibt.

Die Schlitzdüse wird entweder als Vorhangdüse oder als Freistrahidüse eingesetzt.

Beim Einsatz als Vorhangdüse ist sie oberhalb der Bahn B sich quer tuber die Arbeitsbreite erstreckend angeordnet, und die Streichfarbe tritt in einem freifallenden Vorhang V aus ihr aus. Die verschiedenen Möglichkeiten der Anordnung einer Schlitzdüse als Vorhangdüse innerhalb einer Beschichtungsanlage zum Beschichten von Papier-oder Kartonbahnen mit Pigmentstreichfarbe und ihre Betriebsweise ist sehr ausführlich in der deutschen Patentanmeldung 197 16 647.4 beschrieben, auf die ausdrücklich verwiesen wird.

Beim Einsatz als Freistrahidüse tritt ein freier Strahl S von Streichfarbe unter Druck aus der Schlitzdüse aus, der direkt gegen die Bahn B oder-beim indirekten Auftrag- gegen eine Walze geleitet wird. Üblicherweise wird die Freistrahidüse in Relation zu der zu beschichtenden Bahn B oder der Tangente an die zu beschichtende Walze so angeordnet, daß der Fiüssigkeitsstrahl S in einem spitzen Winkel zur Bewegungsrich- tung der Bahn B oder Walze auftrifft. Der Einsatz einer Freistrahidüse in einer Anlage zum Beschichten von Papier-oder Kartonbahnen mit Pigmentstreichfarbe ist ausführlich in der deutschen Patentanmeldung 197 19 128 beschrieben, auf die verwiesen wird.

Bei der in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform besteht der Düsenkörper der Schlitzdüse aus zwei wandförmigen Teilen 1,2 mit einer der gewünschten Arbeitsbreite entsprechenden Lange. In eine Längsseite eines Teils (im Beispiel Teil 1) ist eine Längsnut eingearbeitet, die nach dem Zusammenfügen der beiden Teile 1,2 eine Verteilerkammer 3 bildet. Die beiden Teile 1,2 weisen jeweils plangeschliffene Innenflächen auf, mit denen sie zusammengefügt und mittels Befestigungsschrauben 4 zusammengehalten werden.

Eine der beiden die Verteilerkammer 3 begrenzenden Querwande-in Figur 2 und 3 die untere Querwand 5-ist mit einer etwas geringeren Hoche als die andere, obere Querwand 6 ausgebildet, so daß beim Zusammenfügen ein Abstand zu dem Wandteil 2 verbleibt, um in diesem Bereich einen schlitzförmigen, sich tuber die Arbeitsbreite erstreckenden Austrittskanal 7 zu bilden, der an die Verteilerkammer 3 angeschlossen ist und aus dem die Streichfarbe austritt. Um die Spaltweite des Austrittskanals 7 tuber die Arbeitsbreite in einzelnen Bereichen unterschiedlich einstellen zu können, wird der Austrittskanal 7 einerseits von der Innenfläche des Wandteils 2, andererseits von einer eingesetzten Leiste 8 begrenzt, das auf der Innenfläche der unteren Querwand 5 mittels Schrauben 9 festgeschraubt ist. Die Einsatzleiste 8 weist unterhalb der Befestigungsschraube 9 an seiner dem Austrittsspalt 7 abgewandten Seite einen Längsschlitz auf, so daß eine Schwachstelle 10 entsteht, um die sein unterer Teil zur Einstellung der Spaltweite verbogen werden kann. Der untere Teil der Einsatzleiste 8 hat den fur den erforderlichen Verstellweg notwendigen Abstand von der Innenfläche der Querwand 5. Die Einstellung der Spaltweite des Austrittskanals 7 erfolgt mittels in regelmäßigen Abständen über die Arbeitsbreite angeordneten Keilen 11, die in einer Längsnut der unteren Querwand 5 parallel zum Austrittskanal 7 bewegbar angeordnet sind und die Einsatzleiste 8 an ihrer Rückseite abstützen. Die Keile 11 legen so den Abstand der Einsatzleiste 8 von dem Wandteil 2 und somit die Spaltweite des Austrittskanals 7 in ihrem Bereich fest. Die Einstellung der Position jedes Keils 1 1 erfolgt mittels einer Verstellschraube 12. Um die Position der Einsatzleiste 8 an jedem Keil 11 zu fixieren, sind im Bereich zwischen zwei Keilen 11 jeweils Klemmschrauben 13 angeordnet, von denen die Einsatzleiste 8 gegen die Keile 11 und somit gegen die Querwand 5 festgeklemmt werden kann. Paßfedern 14 zwischen der Querwand 5 und dem oberen Bereich der Einsatzleiste 8 verhindern eine

Verschiebung der Einsatzleiste 8 parallel zum Austrittskanal 7 beim Einstellen der Spaltweite. Bevorzugt sind die Innenflächen der Querwand 5 und der Einsatzleiste 8, von denen die untere Begrenzungswand der Verteilerkammer 3 gebildet wird, zueinander fluchtend und in Richtung zum Austrittskanal 7 geneigt verlaufend gestaltet, damit die Streichfarbe zum Austrittskanal 7 hingeleitet wird. Beim Einsatz als Vorhangdüse wird die Weite des Austrittskanals 7 auf einen Wert zwischen 150 pm und 600 Lm, bevorzugt zwischen 250 pm und 350 pm, eingestellt. Beim Einsatz als Freistrahlduse betragt die Weite des Austrittskanals 7 700 pm bis 1300 pm.

Als Vorhangduse betragt die parallel zum Austrittskanal 7 gemessene Hoche der Verteilerkammer 3 10 mm bis 100 mm, bevorzugt 20 mm bis 60 mm. Falls die Hoche mehr als 20 mm beträgt, ist ihre Breite geringer als ihre Hoche. Als Freistrahlduse beträgt die Hoche der Verteilerkammer 3 40 mm bis 150 mm. Bevorzugt beträgt die Breite zwischen 50% und 60 % der Hoche.

Die obere Querwand 6 des Teils 1 weist in regelma (3igen Abstanden Einla (3offnungen 15 auf, an denen,-wie in Figur 5 dargestellt-Zufuhrkanale 16 zur Zuführung von Streichfarbe in die Verteilerkammer 3 angeschlossen sind. Die so an der dem Austrittskanal 7 entgegengesetzten Seite an der Verteilerkammer 3 angeschlossenen Zuführkanäle 16 weisen einen Anschlußabstand zwischen 100 mm und 1500 mm, bevorzugt zwischen 500 mm und 800 mm, auf. Bevorzugt ist der Anschluß eines jeden Zuführkanals 16 an die Verteilerkammer 3 als Diffusor ausgebildet, damit aufgrund des steigenden Strömungsquerschnitts die Strömungsgeschwindigkeit beim Eintritt in die Verteilerkammer 3 absinkt. Die Diffusoren werden jeweils von der Offnung 15 in der Querwand 5 und einem aufgeschraubten Diffusorteil 17 gebildet, an dem jeweils ein Zuführkanal 16 befestigt ist.

Bevorzugt sind die von den Offnungen 15 und dem Diffusorteil 17 gebildeten Diffusoren so gestaltet und angeordnet, daß sie in Richtung zum seitlichen Rand gegen die Senkrechte geneigt an die Verteilerkammer 3 angeschlossen sind. Der bevorzugt nach einer Seite-also mit parallel zugefuhrten Zufuhrkanalen 16-geneigte Anschluß der Diffusoren erfolgt so, daß eine Begrenzungswand (in Figur 1 die linke

Begrenzungswand) unter einem Winkel a zwischen 0° und 90°, bevorzugt zwischen 30° und 60° an die obere Begrenzungswand der Verteilerkammer 3 angeschlossen ist, die gegenüberiiegende Begrenzungswand des Diffusors unter einem Winkel ß<BR> zwischen 10° und 45°. Weiterhin ist die Begrenzungswand des Diffusors an der Zuführseite unmittelbar vor dem Anschluß an die Verteilerkammer 3 zusätzlich nach außen gekrümmt, um den Querschnitt weiter zu vergrößern und den Radius der Umlenkung möglichst groß zu gestalten. Beim Ausführungsbeispiel wird dies durch eine entsprechende Krümmung der den letzten Teil des Diffusors bildenden zulaufsei- tigen Wand 18 der Einlaßöffnung 15 bewirkt. Die so gestaltete Begrenzungswand 18 des Diffusors verhindert ein Ablösen der Streichfarbe von den Wänden und damit Wirbel, die eine Entmischung der Streichfarbe verursachen würden.

An ihren Stirnseiten ist die Schlitzdüse von Seitenplatten 19 verschlossen. Beim Einsatz als Vorhangdüse ist an jeder Seite unmittelbar neben dem Austrittskanal 7 ein sich nach unten erstreckendes Leitelement 20 angeordnet, das einer Einschnürung des aus dem Austrittskanal 7 fallenden Vorhangs V von Streichfarbe entgegenwirkt.

Um ein Abreißen des Vorhangs V von den Leitelementen 20 zu verhindern, wird jeweils an der Innenfläche jedes Leitelements 20 ein Teilstrom an Streichfarbe als Kontaktflüssigkeit herabfließen gelassen, der tuber einen Zufuhrkanal 21 zugeführt wird.

Wie in Figur 5 dargestellt, weist jeder Zuführkanal 16 eine Einrichtung 22 zur Einstellung des Volumenstroms auf. Um Ablagerungen von Pigmenten in der Einrichtung 22 auszuschließen, werden bevorzugt Schlauchklemmventile für die Volumenstromeinstellung verwendet. Alternativ ist auch die Verwendung von Membranventilen moglich. Zusatzlich enthalt jeder Zuführkanal eine Meßeinrichtung 23 zur Bestimmung des aktuellen Volumenstroms, damit dieser individuell geregelt werden kann ; z. B. induktive oder mit Ultraschall arbeitende Volumenstrommeßgeräte 23.

In Figur 6 ist schematisch eine Ausführungsform einer Dusse dargestellt, die konstruk- tiv besonders einfach ist. Dieser Aufbau bietet sich an, falls keine Stellelemente zur

Querprofilregelung erforderlich sind, also die Weite des Austrittskanals 7 tuber die Arbeitsbreite nicht unterschiedlich einstellbar sein mut3.

Wie bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 4 ist der Düsenkörper aus zwei Teilen 1,2 zusammengesetzt, die jeweils eine plangeschliffene Innenfläche aufwei- sen. In ein Teil-das linke Teil 1 in Figur 6-ist die Verteilerkammer 3 als Längsnut eingearbeitet. Anders als bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 4 sind die Innenflächen der beiden Querwände 5,6 fluchtend ausgestaltet. Beim Zusammenset- zen wird im Bereich oberhalb der Verteilerkammer 3 ein Flachmaterial 24, z. B. eine Folie, eingelegt, dessen Dicke der gewünschten Spaltweite des Austrittskanals 7 entspricht. So wird beim Zusammensetzen der beiden Teile 1,2 im Bereich unterhalb der Verteilerkammer 3 die untere Querwand 5 auf dem der Dicke des Flachmaterials 24 entsprechenden Abstand von der Innenfläche des Teils 2 gehalten. Es bildet sich der Austrittskanal 7 mit der gewünschten Spaitweite.

Figur 7 zeigt eine Ausführungsform mit einer zwischen der ersten Verteilerkammer 3 und dem Austrittskanal 7 angeordneten zweiten Verteilerkammer 25. Zwischen der ersten Verteilerkammer 3 und der zweiten Verteilerkammer 25 befindet sich ein zusätzlicher Strömungskanal 26, der eine weitere Vergieichmäßigung der Strömung bewirkt.

Bei großen Arbeitsbreiten führen lokal unterschiedliche Temperaturen zu Verformun- gen, die den Austrittskanal 7 beeinflussen. Um diesen Verformungen entgegenzuwir- ken, wird an einer oder an beiden Längswänden des Düsenkörpers der Schlitzdüse eine Reihe von Heiz-oder Kühlelementen 27 angeordnet, wie in Figur 6 dargestellt ist.

Die Heiz-oder Kühlelemente 27, beispielsweise Peltier-Elemente, Widerstandsdrähte etc. sind tuber die Arbeitsbreite in einem Abstand von 100 mm und mehr angeordnet, ihre Heiz-oder Kühileistung kann individuell geregelt werden, um gezielt auf einzelne Bereiche einwirken zu können. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, die gesamte Schlitzdüse in einer Klimakammer 28 anzuordnen, wie in Figur 7 dargestellt ist. In die Klimakammer wird ein temperaturgeregeltes Medium, beispielsweise Wasser oder Luft tuber eine Zuleitung 29 eingeleitet, um die Temperatur der Dusse auf einem gewunsch- ten Wert konstant zu halten.

In Figur 8 ist der Querschnitt einer Schlitzdüse beim Einsatz als Freistrahidüse dargestellt, mittels der die Streichfarbe auf eine von einer Gegenwalze 30 abgestütz- ten Papier-oder Kartonbahn B aufgetragen wird.

Auch beim Einsatz als Freistrahidüse weist die Schlitzdüse einen schlitzförmigen Austrittskanal 7 auf, der sich tuber die Arbeitsbreite erstreckt. Der schlitzförmige Austrittskanal 7 wird von zwei Lippen 31,32 begrenzt, von denen eine-im Ausführungsbeispiel die auslaufseitige Lippe 31-mittels einer Reihe von Stellelemen- ten 33 in ihrem Abstand zur anderen Lippe 32 zonenweise unterschiedlich einstellbar ist, um ein gleichmäßiges Querprofil einzustellen. Die Weite des Austrittskanals 7 ist beim Einsatz als Freistrahidüse auf die erwahnten 700m-1300m eingestellt.

Die Verteilerkammer 3 wird von zwei Seitenwänden 1,2 begrenzt, die an der Zulaufseite an einer Querwand 34 mittels Schrauben 35 festgeschraubt sind, von der sie auf den fOr die Kammerbreite gewünschten Abstand gehalten werden. An der Austrittsseite ist an jeder Seitenwand 1,2 jeweils eine der Lippen 31,32 befestigt.

Im Längsschnitt entspricht der Aufbau der Freistrahidüse im wesentlichen der in den Figuren 1 und 5 dargestellten Schlitzduse : Es sind ebenfalls zumindest zwei Zuführkanäle 16 an die Verteilerkammer 3 angeschlossen, die jeweils eine Einrichtung zur Einstellung des Volumenstroms aufweisen. Der Anschlußabstand der Zuführkanäle 16 beträgt ebenfalls 100 mm bis 1500 mm, bevorzugt 500 mm bis 800 mm. Ebenso ist der Anschluß eines Zuführkanals 16 an die Verteilerkammer 3 als Diffusor ausgebildet, wobei die Diffusoren in Richtung zum seitlichen Rand unter den beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 5 beschriebenen Winkeln geneigt an die Verteilerkammer 3 angeschlossen sind.