Abstützsystem für das Dosierelement einer Beschichtungsvorrichtung

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Abstützsystem für das Dosierelement einer Beschichtungsvorrich¬ tung, insbesondere für das Schabermesser einer Beschichtungsvorrichtung für Papier- oder Kartonbahnen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die bekannten Beschichtungsvorrichtungen für Papier- oder Kartonbahnen weisen ein Auf¬ tragwerk (Walzen- oder Düsenauftragwerk) auf, mit dem das Beschichtungsmaterial, z. B. Streichfarbe, im Überschuß auf die Bahn aufgebracht wird. Ein im Anschluß an das Auf¬ tragwerk angeordnetes Dosiersystem mit einem Dosierelement räkelt den Überschuß bis auf das gewünschte Strichgewicht ab. Die Einstellung des Strichgewichts erfolgt über den An¬ preßdruck des Dosierelements an die Bahn, die in diesem Bereich von einer Gegenwalze abgestützt wird.

Stand der Technik

Beim Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen treten produktionsbedingte Schwankun¬ gen im Querprofil der Bahnen auf, die es erforderlich machen, den Anpreßdruck des Do¬ sierelements über die Arbeitsbreite lokal unterschiedlich einzustellen, um einen gleichmäßi¬ gen Strich zu erhalten. Beim Einsatz eines Schabermessers als Dosierelement wird dieses von einer unterhalb seiner Spitze anliegenden Abstützleiste an seiner Rückseite abgestützt, die in Grenzen biegbar ist und mittels Zug- und Druckschrauben entlang der Unterstüt¬ zungslinie einjustiert werden kann, je nachdem, ob das Strichgewicht an den entsprechen¬ den Stellen zu hoch oder zu niedrig ist (DE-C 28 25 907).

Aus der WO93/05887 ist ein gattungsgemäßes Abstützsystem bekannt, bei dem das Scha¬ bermesser von einer flachen Leiste abgestützt wird, die im Bereich ihrer an dem Schaber¬ messer anliegenden Vorderkante durchgehend ausgebildet ist und eine Reihe von Längs- schlitzen aufweist, damit sie ausreichend flexibel ist, um unterschiedliche Drücke am Scha¬ bermesser einstellen zu können. An jeder Zunge zwischen zwei Schlitzen greift ein mittels eines Pneumatikbalgs betätigbarer Hebel an, mit dem sich dieser Bereich der Abstützleiste individuell in Richtung zum Schabermesser verformen läßt, um einen bestimmten Anpre߬ druck einzustellen. Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Abstützsystem so zu ver¬ bessern, daß konstruktiv einfach lokal unterschiedliche Anpreßdrücke gegen ein Dosierele¬ ment eingestellt werden können.

Um diese Aufgabe zu lösen, besteht die Absützleiste nach der Erfindung aus einem Feder¬ blech, das eine Reihe von Längsschlitzen aufweist. Die so gebildeten Zungen sind an ihrer dem Dosierelement abgewandten Seite festgeklemmt, während die durchgehende Vorder¬ kante zwischen Führungsleisten in Richtung zum Dosierelement beweglich gelagert ist. An den Zungen greifen Verstellelemente an, die eine Verbiegung senkrecht zur Erstrek- kungsebene der Zungen bewirken. Eine Verbiegung einer Zunge senkrecht zu ihrer Er- streckungsebene führt zu einer Änderung der wirksamen Länge, die sich aufgrund der Klemmung an der einen Seite und Führung an der anderen Seite als Veränderung des Ver¬ laufs der Vorderkante an der entsprechenden Stelle auswirkt. So läßt sich die Anpresskraft der Abstützleiste an dem Dosierelement in diesem Bereich ändern.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steuersystem bereitzustellen, das bei einem erfindungsgemäßen Abstützsystem eine einfache Einstellung eines lokal unterschied¬ lichen Anpreßdrucks ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird beim dem Abstützsystem der Anpressdruck des Dosiere¬ lements mittels einer Reihe von Druckkammern erzeugt. Jede Druckkammer ist über eine

mittels eines Ventils abschließbare Leitung mit einem gemeinsamen Druckbehälter verbun¬ den, der über ein steuerbares Ventil, insbesondere eine Proportionalventil, an einer Druck¬ luftzufuhr angeschlossen ist.

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

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand vereinfacht dargestellter Aus- führungsbeispiele:

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Abstützsystem nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Abstützsystem nach Figur 1.

Fig,3 zeigt einen Längsschnitt durch ein Abstützsystem mit einer Wegmeßeinrichtung für jede Stellzunge. Fig.4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von Figur 3.

Fig. 5 zeigt das Prinzip des Steuersystems zur Steuerung des Anpreßdrucks.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Die Beschichtungsvorrichtung weist eine angetriebene Gegenwalze 1 auf, von der die Ma- terialbahn 2 -eine Papier- oder Kartonbahn von einer Breite von 8m und mehr- umgelenkt wird. Auf die Bahn 2 wurde von einem nicht dargestellten Auftragwerk Beschichtungsma- terial im Überschuß aufgetragen, das von einem Dosiersystem mit einem Dosierelement, bevorzugt einem elastisch verbiegbaren Schabermesser 3, bis auf das gewünschte Strich¬ gewicht abgerakelt wird. Das Schabermesser 3 ist mit seinem Fuß in einem in Richtung zur Gegenwalze 1 verschiebbaren Klemmbalken 4 festgeklemmt und wird an seiner der Gegen¬ walze 1 abgewandten Seite unterhalb der Schabermesserspitze von einem in Richtung zur Gegenwalze 1 in Grenzen elastisch biegsamen Abstützleiste 5 abgestützt. Durch eine relative

Verschiebung des Klemmbalkens 4 zu der sich über die gesamte Bahnbreite erstreckenden Abstützleiste 5 läßt sich der Anpreßdruck des Schabermessers 3 an die Gegenwalze 1 ein¬ stellen.

Die Abstützleiste 5 ist der wesentliche Teil des Abstützsystems, das auf der Oberseite eines auf bekannte Weise schwenkbar zur Gegenwalze 1 gelagerten Schaberbalkens 6 befestigt ist, in dem auch der Klemmbalken 4 mit dem Schabermesser 3 gelagert ist. Die Abstützlei¬ ste 5 besteht aus einem dünnen Federblech von 0,5 mm-1,5 mm, bevorzugt von ca. 1 mm, Dicke und 200 mm-400 mm, bevorzugt ca. 300 mm, Breite, das in seiner Länge über die gesamte Arbeitsbreite, i.e. die maximale Bahnbreite, reicht. Die Abstützleiste 5 ist kamm- förmig mit einer durchgehenden Vorderkante 7 von 10 mm-70 mm, bevorzugt ca. 40 mm, Breite und einer Reihe von durch Längsschlitze getrennten Zungen 8 ausgebildet, deren Anzahl und Abstand voneinander so gewählt ist, daß über die Arbeitsbreite alle 50 mm- 150 mm eine Zunge 8 als Stellglied vorhanden ist. Bevorzugt weisen die Zungen 8 eine Breite von ca. 80 mm auf und sind in einem Abstand von ca. 20 mm voneinander angeordnet.

Durch diesen Aufbau ist die Vorderkante 7 in Richtung zum Schabermesser 3 hin (Pfeil 9 in Fig. 2) ausreichend flexibel, um durch eine Verschiebung einer Zunge 8 in diese Richtung elastisch verformt werden zu können.

Der Befestigungs- und Verstellmechanismus für die Abstützleiste 5 ist in den Figuren 1 und 3 für zwei Ausführungsformen detaillierter dargestellt:

Bei beiden Ausführungsformen ist auf dem Schaberbalken 6 eine sich über die gesamte Ar¬ beitsbreite erstreckende untere Klemmplatte 9 befestigt, die in ihrem mittleren Bereich et- was nach unten -in Richtung zum Schaberbalken 6- abgesenkt ist. Oberhalb der Klemmplat¬ te 9 ist eine zweite Klemmplatte 10 angeordnet, die in ihrem mittleren Bereich in etwa ent¬ gegengesetzt zur unteren Klemmplatte 9 gekrümmt verläuft, so daß ein Hohlraum zwischen den Platten 9, 10 entsteht, in den eine Reihe von Verstellelementen angeordnet werden können.

Die Abstützleiste 5 ist zwischen den beiden Klemmplatten 9, 10 so angeordnet, daß sich die Zungen 8 durch den Hohlraum bis zu den dem Schabermesser 3 abgewandten Enden der

Klemmplatten 9, 10 erstrecken. An diesem Ende verlaufen die Klemmplatten 9, 10 parallel übereinander und bilden so zwei Klemmleisten, zwischen denen die Enden der Zungen 8 festgeklemmt sind. An der entgegengesetzten Seite in der Nähe des Schabermessers 3 ver¬ laufen die Klemmplatten 9, 10 ebenfalls parallel und bilden so Führungsleisten 11, 12 für die in diesem Bereich befindliche Vorderkante 7 der Abstützleiste. Die Führungsleisten 11, 12 werden von Stellschrauben 13 in einem Abstand voneinander gehalten, der etwas größer als die Dicke der Abstützleiste 5 ist, so daß die etwas aus den Führungsleisten 11, 12 her¬ ausragende Vorderkante 7 der Abstützleiste in Richtung zum Schabermesser 3 und zurück beweglich zwischen ihnen gelagert ist.

Im mittleren Bereich zwischen den Klemmplatten 9, 10 greift an jeder Zunge 8 ein Ver¬ stellelement an, mit dem sich die jeweilige Zunge 8 senkrecht zu ihrer Erstreckungsebene verbiegen läßt. Eine Verbiegung einer Zunge senkrecht zu der Erstreckungsebene (in den Figuren 1 und 3 nach oben oder unten) führt zu einer Änderung der wirksamen Länge, die sich aufgrund der Klemmung an der einen Seite und Führung an der anderen Seite als Ver¬ änderung des Verlaufs der Vorderkante 7 an der entsprechenden Stelle auswirkt; d. h. die Anpreßkraft der Abstützleiste 5 am Schabermesser wird in diesem Bereich geändert.

Unterhalb jeder Zunge 8 ist im mittleren Bereich der Klemmplatten 9, 10 ein Balg 14 ange- ordnet, der sich auf der unteren Klemmplatte 9 abstützt und der über eine Zufuhr 15 mit Druckluft beaufschlagt werden kann, um so eine Verbiegung der Zunge 8 nach oben zu bewirken. Jede Zunge 8 wird auf den ihr zugeordneten Balg 14 von einer Druckfeder 16 nach unten gegen den Balg 14 gedrückt, die an der oberen Klemmplatte 10 befestigt ist.

Bei der Ausführungsform nach Figur 1 ist am unteren Ende der Feder 16 eine Halteplatte 17 befestigt, die gegen die Zunge 8 drückt. Die Druckspannung der Feder 16 läßt sich mit¬ tels einer Einstellschraube 18 einstellen.

Da eine Verbiegung der Zungen 8 senkrecht zu deren Erstreckungsebene bewirkt wird, können die Verstellelement (Balge 14, Feder 16) auch spiegelbildlich zu der Erstrek- kungsebene angeordnet werden. Dann befinden sich die Balge 14 oberhalb, die Federn 16 unterhalb der Zungen 8.

Bei der Ausführungsform nach Figur 3 sind die Führungsleisten 11,12 als getrennte Bautei¬ le von den Klemmplatten 9,10 ausgebildet und an diesen festgeschraubt. Die Druckfedern 16 drücken ohne eine zwischengeordnete Halteplatte direkt gegen die Zungen 8. Zusätzlich ist für jede Zunge 8 im Bereich zwischen dem Verstellelement (Balg 14, Feder 16) und der durchgehenden Vorderkante 7 jeweils eine Wegmeßeinrichtung vorhanden, von der die Be¬ wegung der jeweiligen Zunge 8 aus einer Referenzposition in Richtung zum Schabermesser 3 und zurück gemessen wird. Bevorzugt sind die Wegmeßeinrichtungen im Bereich der beiden Führungschienen 11, 12 angeordnet, wo die Zungen 8 gegen ein Verbiegen gesichert geführt sind und nahe an der Vorderkante 7 gemessen wird. Die Meßeinrichtungen messen an dieser Stelle unbeeinflußt von Hystereseeffekten direkt die Verschiebung der Vorderkan¬ te 7 in Richtung zum Schabermessers 3.

Bei der Ausführungsform nach Figur 3 und Figur 4 sind die Wegmeßeinrichtungen inner¬ halb der Führungsleisten 11, 12 in einem sich quer über die Arbeitsbreite erstreckenden Hohlraum 24 angeordnet, durch den die Zungen 8 geführt sind. An jeder Zunge 8 ist ein Meßbolzen 25 sich senkrecht nach oben erstreckend festgeschraubt, der so bei einer Ver¬ schiebung der Zunge 8 mit verschoben wird. Der Meßbolzen 25 weist an seiner dem Scha¬ bermesser 3 abgewandten Rückseite (in Figur 4 links) eine flache Seitenfläche auf, gegen die ein axial verschiebbar gelagerter Meßstift 26 mit seiner Stirnfläche von einer Feder ge- drückt wird. Der Meßbolzen 25 überträgt so eine Bewegung der Zunge 8 auf den Meßstift 26. Der Meßstift 26 bewegt sich mit seinem dem Meßbolzen 25 abgewandten Ende in einer Magnetspule 27 und verändert so in Abhängigkeit von seiner Position deren Induktivität.

Mit den Wegmeßeinrichtungen 25,26,27 kann somit die Position jeder Zunge 8 unmittelbar vor der Vorderkante 7 der Abstützleiste 5 und somit die Position der Vorderkante 7 selbst in dem jeweiligen Stellbereich bestimmt und reproduziert werden. So läßt sich z.B. bei ei¬ nem Neustart der Beschichtungsvorrichtung eine einmal als vorteilhaft gefundene Position der Abstützleiste 5 in den einzelnen Bereichen ihrer Vorderkante 7 wieder einstellen.

Bevorzugt wird vor Beginn der Beschichtung das Andrücksystem so eingestellt, daß jeder Balg 14 gegen die Kraft der zugehörigen Feder 17 seine Zunge 8 bis in die Hälfte des ver¬ tikalen Verstellweges nach oben drückt. Diese, in Figur 3 mit durchgezogenen Linien ge-

zeichnete Position ermöglicht es, jede Zunge 8 entweder weiter nach oben zu drücken, um die Vorderkante 7 der Abstützleiste 5 in diesem Bereich vom Schabermesser 3 wegzuzie¬ hen, oder den Druck im Balg 14 abzusenken, so daß die Druckfeder 17 die Zunge 8 nach unten drückt und so in diesem Bereich die Vorderkante 7 in Richtung zum Schabermesser 3 drückt, damit sich der Anpreßdruck in diesem Bereich erhöht. Stellt sich beim Beschichten ein ungleichmäßiges Querprofil im Strichgewicht ein, so kann durch Änderung der Drücke in den entsprechenden Balgen 14 die Anpreßkraft der Abstützleiste 5 gegen das Schaber¬ messer 3 in den entsprechenden Bereichen erhöht oder vermindert werden, bis ein gleich¬ mäßiges Strichprofil vorliegt.

In Fig. 4 ist schematisch das Steuersystem dargestellt, mit dem sich mit einer minimalen Anzahl von Steuerelementen in jedem Balg 14 der gewünschte Druck einstellen läßt. Dieses System läßt sich nicht nur bei einem erfindungsgemäßen Abstützsystem einsetzen, sondern auch bei anderen Systemen, bei denen eine Reihe von Druckkammern mit unterschiedli- chem Druck beaufschlagt werden sollen. Inbesondere ist sein Einsatz auch vorteilhaft in Beschichtungsvorrichtungen mit einem Dosiersystem, das eine Rakelstange als Dosierele¬ ment enthält, die von einem Druckschlauch abgestützt wird, der quer über die Arbeitsbreite in einzelne Druckkammern unterteilt ist. Eine derartige Beschichtungsvorrichtung ist der DE-PS 43 41 341 beschrieben.

Das Steuersystem besteht aus einem gemeinsamen Druckluftbehälter 19, der über ein steu¬ erbares Ventil 20, bevorzugt ein Proportionalventil, an eine Druckluftzufuhr 21 angeschlos¬ sen ist. Über das Ventil 20 läßt sich in dem Behälter 19 ein gewünschter Druck einstellen.

Vom Behälter 19 zweigt zu jedem mit Druckluft zu beaufschlagenden Druckkammern, in vorliegendem Beispiel zu jedem Balg 14, eine Leitung ab 22, in der ein einfaches Auf-/Zu- Ventil 23 angeordnet ist. Durch Öffnen eines Ventils 23 läßt sich den zugehörigen Druck¬ raum (Balg 14) ein dem Behälter 19 entsprechender Druck einstellen.

Die Einstellung der einzelnen Drücke in den Bälgen 14 erfolgt nun derart, daß zunächst über das Proportionalventil 20 im Behälter 19 der mittlere Druck (z. B. 3 bar) eingestellt wird, wobei die Ventile 23 zu den Bälgen 14 geöffnet sind. In jedem Balg 14 stellt sich

somit ebenfalls der mittlere Druck ein, bei dem jede Zunge 8 um die Hälfte ihres maxima¬ len Verstellwegs nach oben verbogen ist. Die Vorderkante 7 der Abstützleiste liegt somit mit einem mittleren Anpreßdruck an dem Schabermesser 3 an. Anschließend werden die Ventile 23 zwischem dem Behälter 19 und den Bälgen 14 geschlossen.

Ist das Strichgewicht in einzelnen Bereichen der Bahn 2 zu niedrig, so muß in diesen Berei¬ chen der Anpreßdruck der Abstützleiste 5 gegen das Schabermesser 3 abgesenkt werden, falls das Schabermesser 3 im sogenannten Ridgid Blade-Betrieb arbeitet. Dies erfolgt der¬ art, daß zunächst der Druck im Behälter 19 soweit erhöht wird, daß ein entsprechender Druck in einem Balg 14 die erforderliche Auslenkung einer Zunge 8 nach oben bewirken würde. Anschließend werden die Ventile 23 der Bälge 14 in den Bereichen mit zu niedri¬ gem Strichgewicht geöffnet. Der erhöhte Druck in den entsprechenden Bälgen 14 führt zu einer Auslenkung der entsprechenden Zungen 8 nach oben und somit zu einer Absenkung des Anpreßdrucks des Schabermessers 3 in diesen Bereichen, da die Zungen 8 bei einer Bewegung nach oben die Vorkante 7 der Abstützleiste 5 vom Schabermesser 3 wegziehen. Ist das Strichgewicht in anderen Bereich zu hoch, so wird analog zunächst der Druck im Behälter 19 auf den erforderlichen Wert abgesenkt. Anschließend wird durch Öffnen der entsprechenden Ventile 23 der Druck in den gewünschten Bälgen 14 auf den niedrigeren Wert im Behälter 19 abgesenkt. Der niedrigere Druck in einem Balg 14 führt dazu, daß die Druckfeder 17 die jeweilige Zunge 8 nach unten und somit die Vorderkante 7 der Abstütz¬ leiste 5 in Richtung zum Schabermesser 3 drückt. Dies führt zu einem erhöhten Anpre߬ druck des Schabermessers 3 und somit zu einem niedrigeren Strichgewicht in diesem Be¬ reich.