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Title:
CURTAIN APPLICATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/010492
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a curtain applicator(1) for dispensing at least one fluid to pasty application medium in the form of a single or multiple layer curtain (3) falling onto a substrate (2) to be coated substantially due to gravity, wherein at least one edge guiding element (5) is provided for guiding the curtain (3) for at least one part of the fall path thereof, wherein the edge guiding element (5) can have an additive or lubricant (6) applied to the side thereof contacting the falling curtain (3). According to the invention, a container (7) for the additive or lubricant (6) is disposed at a distance (h) above the edge guiding element (5), the fill level (F) thereof being automatically replenished with additive or lubricant (6), wherein at least one falling supply line (13) carrying the additive or lubricant branches off from the container (7), by means of which the at least one edge guiding element (5) can have the additive or lubricant (6) applied thereto.

Inventors:
HAIN FLORIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/062044
Publication Date:
January 26, 2012
Filing Date:
July 14, 2011
Export Citation:
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Assignee:
HAIN FLORIAN (DE)
VOITH PATENT GMBH (DE)
International Classes:
B05C5/00; D21H23/48; B05B12/08
Foreign References:
US4830887A1989-05-16
EP0599740A11994-06-01
DE69920539T22005-03-03
DE69319371T21998-10-29
DE19735588A11999-02-18
DE10232949A12004-01-29
DE102008054892A12010-06-24
DE102008042379A12010-04-01
Attorney, Agent or Firm:
VOITH PATENT GMBH (DE)
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Claims:
Vorhangauftragswerk (1 ) zur Abgabe wenigstens eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums in Form eines ein- oder mehrschichtigen Vorhangs (3), der im Wesentlichen der Schwerkraft folgend auf ein zu beschichtendes Substrat (2) herabfällt, wobei zur Führung des Vorhangs (3) über mindestens einen Teil seines Fallwegs hinweg an seinen Rändern mindestens ein Randführungselement (5) vorgesehen ist, wobei das Randführungselement (5) an seiner mit dem fallenden Vorhang (3) in Kontakt kommenden Seite mit einem Hilfs- bzw. Gleitmittel (6) beaufschlagbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein in einem Abstand (h) oberhalb des Randführungselementes (5) angeordneter Behälter (7) für das Hilfs- bzw. Gleitmittel (6) vorgesehen ist, dessen Füllstand (F) an Hilfs- bzw. Gleitmittel (6) automatisch nachgefüllt wird, wobei vom Behälter (7) wenigstens eine fallende, das Hilfs- bzw. Gleitmittel (6) führende Versorgungsleitung (13) abzweigt, mit der das mindestens eine Randführungselement (5) mit dem Hilfs- bzw. Gleitmittel (6) beaufschlagbar ist.

Vorhangauftragswerk nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Füllstand (F) des Behälters (7) bzw. eine Füllhöhe innerhalb vorgegebener Maximal- Minimal-Grenzen einstellbar ist.

Vorhangauftragswerk nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Füllstand (F) des Behälters (7) mit einem Schwimmschalter (10) konstant gehalten wird.

Vorhangauftragswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Regeleinheit (10) zur Regelung des Füllstandes (F) vorgesehen ist.

5. Vorhangauftragswerk nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Abstand (h) des Behälters (7) zu dem wenigstens einen Randführungselement (5) ca.1 bis 10m beträgt.

6. Vorhangauftragswerk nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Behälter (7) in seiner Höhe (h) variierbar bzw. einstellbar ist. 7. Vorhangauftragswerk nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Höhe (h) derart variierbar ist, dass man die Minimal- und Maximal-Grenzen des Füllstandes im Behälter (7) verschiebt. 8. Vorhangauftragswerk nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

sich in der Versorgungsleitung (13) jeweils vor dem Randführungselement (5) ein einstellbares Drosselventil (16) befindet. 9. Vorhangauftragswerk nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Versorgungsleitung (13) in einen Verteilkanal (14) - und umgekehrt - mündet. 10. Vorhangauftragswerk nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

in die Versorgungsleitung (13) und/oder in den Verteilkanal (14) ein an sich bekanntes Rotameter (15) zum Einstellen der Menge an Hilfs- bzw. Gleitmittel (6) für das Randführungselement (5) eingebaut ist.

1 1 . Vorhangauftragswerk nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmenge an Hilfs- bzw. Gleitmittel (6) im Behälter (7) ca. 2 bis 100 Liter, vorzugsweise 5-10 Liter beträgt.

Vorhangauftragswerk nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

als Hilfs- bzw. Gleitmittel (6) eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, höchstvorzugsweise demineralisiertes Wasser, aber auch ein Wasser/Streichfarbengemisch oder ein Wasser-Tensid; Wasser-Verdicker, Wasser-Stärke-Gemisch verwendbar ist.

Description:
Vorhang-Auftragswerk

Die Erfindung betrifft ein Vorhangauftragswerk zur Abgabe wenigstens eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums in Form eines ein- oder mehrschichtigen Vorhangs, der im Wesentlichen der Schwerkraft folgend auf ein zu beschichtendes Substrat herabfällt, wobei zur Führung des Vorhangs über mindestens einen Teil seines Fallwegs hinweg an seinen Rändern mindestens ein Randführungselement vorgesehen ist, wobei das Randführungselement an seiner mit dem fallenden Vorhang in Kontakt kommenden Seite mit einem Hilfs- bzw. Gleitmittel beaufschlagbar ist.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein Verfahren sind beispielsweise aus der DE A1 - 197 35 588 bekannt. In dieser Druckschrift ist offenbart, dass zur Spreizung des Vorhangs an jedem Rand als Hilfsflüssigkeit ein getrennter Teilstrom von Streichfarbe der Innenfläche eines unmittelbar neben dem Austrittsspalt der Schlitzdüse des Vorhangs vorhandenen Randführungselementes zugeführt wird.

Eine Vorrichtung ist aus der DE -A1 102 32 949 bekannt. Hierbei wurde ebenfalls vorgeschlagen, dass der vom Vorhangauftragswerk abgegebene Vorhang mittels Randführungselementen geführt wird. Hierzu werden freie Strahlen eines Betriebsmediums als Gleitmittel für die Vorhangränder verwendet.

Die Randführungselemente, die oft aus einem porösem Material gefertigt sind, führen den Vorhang bis nahe an das zu beschichtende Substrat, beispielsweise eine

Papier-, Karton- oder andere Faserstoffbahn heran.

Die Zuführung eines Hilfs- bzw. Gleitmittels bzw. eines Fluids ist beispielsweise auch in der DE 10 2008 054 92 und der DE 10 2008 042 379 beschrieben. In der Praxis erfolgte bisher die Zuführung des Hilfs- bzw. Gleitmittels, z. B. Wasser, zumeist über ein mit Druck beaufschlagtes Leitungsnetz. Dieses Leitungsnetz führt in der Regel Luft mit sich. Luft im Hilfs- bzw. Gleitmittel kann durch Pumpen verursacht werden.

Enthält dieses Hilfs- bzw. Gleitmittel nun Luft, kann das zum Ablösen des Vorhangs von den Randführungselementen führen, was zu einer ungenügenden Auftragsqualität führt. Aber auch Verschmutzungen der nachfolgenden Maschinenteile entstehen durch den Abriss des Vorhangs. Im schlimmsten Fall kann das sogar zum Abriss einer Papier- oder Kartonbahn bei ihrem Herstellungs- oder Veredelungsprozess führen. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Vorhangauftragswerk anzugeben, welches die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. Insbesondere soll ein Hilfsbzw. Gleitmittel ohne Lufteinschlüsse den Vorhang-Randführungselementen zuführbar sein. Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Vorhangauftragswerk gemäß Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist ein in einem Abstand oberhalb des Randführungselementes angeordneter Behälter für das Hilfs- bzw. Gleitmittel vorgesehen, dessen Füllstand an Hilfs- bzw. Gleitmittel automatisch nachgefüllt wird, wobei vom Behälter wenigstens eine das Hilfs- bzw. Gleitmittel führende Versorgungsleitung abzweigt, mit der das mindestens eine Randführungselement mit dem Hilfs- bzw. Gleitmittel beaufschlagbar ist. Die erfindungsgemäße Anordnung ist denkbar einfach und lässt sich in jedem bestehenden Vorhangauftragswerk für Einfach- oder Mehrschicht- Auftrag sowohl bei an sich bekannten Schlitzdüsen, als auch bei Gleitschichtdüsen bzw. Tandem- und Twindüsen für inboard- (Bahnbreite ist größer als die Vorhangsbreite) und overboard- Fahrweisen (Bahnbreite ist kleiner als die Vorhangbreite) nachrüsten.

Sehr zweckmäßig ist, wenn die Versorgungsleitung für das Hilfs- bzw. Gleitmittel stetig fällt, weil man dadurch so genannte Luftsäcke in der Leitung vermeidet. Die Versorgungsleitung kann aus einem starren Rohr, beispielsweise einem Fallrohr oder einem flexiblen Schlauch oder auch aus einer Kombination von beiden genannten Ausführungen bestehen. Es wird für jedes Randführungselement eine vom Behälter abzweigende solche Versorgungsleitung benötigt.

Für den Fall, dass mehr als ein Randführungselement aus ein und demselben Behälter versorgt wird ist es möglich, dass die Versorgungsleitungen auf der ersten Teilstrecke nach dem Behälter als eine gemeinsame Leitung, d.h. als Verteilkanal ausgeführt sind.

Wesentlich ist, dass der Behälter stets einen Füllhöhe bzw. Füllstand aufweisen muss. Die Füllhöhe muss dabei nicht unbedingt konstant bleiben, aber innerhalb vorgegebener Minimal- Maximal- Grenzen liegen. Dadurch ergibt sich ein konstanter Mediumsdruck, mit dem die Beaufschlagung des wenigstens einen Randführungselementes mit dem Hilfs- bzw. Gleitmittel erfolgt. Dabei ist der Höhenabstand des Behälters für die Erzeugung des Mediumsdruckes ebenfalls hilfreich. Das erfindungsgemäße„geschlossene„ Leitungssystem - ohne weitere Anordnung einer Pumpe - vermeidet nun Luftblasen im Hilfs- bzw. Gleitmittel.

Da ein konstanter Flüssigkeitsdruck an dem Randführungselement und somit ein konstanter Durchfluss des Hilfs- bzw. Gleitmittels erreicht wird, kann der Betrieb des Vorhangauftragswerkes störungsfreien laufen.

Bei schmalen Maschinen genügt ein einziger gefüllter Behälter, an den das an jedem Vorhang befindliche Randführungselement angeschlossen ist. Diese Ausführung ist besonders kostengünstig, weil relativ wenig Bauteile und auch nur eine Regelung erforderlich sind.

Bei breiten Maschinen ist es denkbar, jeweils einen Behälter pro Seite zu verwenden. Die Höhe, in dem der Behälter gegenüber dem wenigstens einen Randführungselement angeordnet ist, sollte ca. 1 bis 10m betragen.

Die Höhe hängt von der Bauform des Randführungselementes (auch als Vorhanghalter bezeichenbar) ab. Je durchlässiger (z.B. poröser oder mit Durchlassöffnungen versehen) dieses Randführungselement ist, umso geringer kann auch die Höhe gewählt werden.

Zweckmäßig ist es, wenn die Höhe einstellbar ist. Damit lässt sich der Druck über die Höhe an die Erfordernisse von unterschiedlichen Randführungselementen anpassen.

In einer alternativen Ausführung kann auch vorgesehen sein, dass die Höhe dadurch variierbar ist, dass man die Maximal- Minimal Grenzen der Füllhöhe verschiebt. Dadurch kann der Behälter an Ort und Stelle bleiben und der Versorgungsdruck wird sozusagen ferngesteuert variiert.

Sehr vorteilhaft kann es auch sein, wenn zur Einstellung des Füllstandes des Behälters ein an sich bekannter Schwimmschalter vorhanden ist. Bei Absenkung des Füllstands öffnet dieser Schwimmschalter und lässt weitere Flüssigkeit in den Behälter fließen oder er sperrt die Zufuhr von Flüssigkeit ab, sobald sich der Füllstand auf normalem Niveau befindet.

Vorzugsweise ist eine Regelung mit einer Regeleinheit vorgesehen.

Vorteilhaft hinsichtlich eines störungsfreien Vorhangauftrages ist es, wenn die Füllmenge an Hilfs- bzw. Gleitmittel im Sammelbehälter ca. 2 bis 100 Liter, vorzugsweise 5 bis 10 Liter beträgt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich auch, wenn ein einstellbares Drosselventil in die Versorgungsleitung für das Hilfs- bzw. Gleitmittel jeweils vor einem Randführungselement eingebaut ist. Durch die entstehende Reibung im Drosselventil lassen sich Drücke und damit Durchsätze zwischen Führerseite und Triebseite der Maschine, in der der Vorhangauftrag stattfindet, individuell einstellen. Dabei ist eine einfache mechanische Anordnung direkt neben dem Vorhangauftragskopf des Vorhangauftragswerks möglich.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn in die Versorgungsleitung und/ oder den Verteilkanal jeweils vor einem Randführungselement ein so genanntes, an sich bekanntes Rotameter eingebaut ist. Damit kann man die Menge an Hilfs- bzw. Gleitmittel ganz gezielt einstellen.

Als Hilfs- bzw. Gleitmittel kommt im Übrigen Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, höchstvorzugsweise demineralisiertes Wasser aber auch ein Wasser/Streichfarbengemisch oder Gemische aus oberflächenaktiven Substanzen, bzw. ein Wasser-Tensid, Wasser-Verdicker, oder Wasser-Stärke- Gemisch infrage.

Das erfindungsgemäße Vorhangauftragswerk hat folgende Vorteile:

- stabile Führung des flüssigen Vorhangs ohne Auslenkung und Schwankung; der Vorhang löst sich nicht vom Führungselement;

die Führung des Vorhangs ist sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Durchflussmengen stabil;

der vom Auftragswerk abgegebene Vorhang erzeugt keine Randwülste bzw. Strichgewichtserhöhungen auf der Oberfläche der Faserstoffbahn und weist außerdem eine gleichmäßige Strichschicht auf dem Substrat bzw. der laufenden Faserstoffbahn auf;

das Hilfs- bzw. Gleitmittel kann weitestgehend ohne Luftblasen zur Vorhangrandführung zur Verfügung gestellt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt in schematischer Darstellung: Figur 1 : ein nur schematisch angedeutetes Vorhangauftragwerk mit Randführungselementen, die mit einem Hilfs- bzw. Gleitmittel beaufschlagbar sind, mit Blick auf die Maschinenlängsrichtung Figur 2: eine zweite Ausführungsvariante Figur 3: eine dritte Ausführungsvariante

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In der Figur 1 ist ein Vorhangauftragswerk 1 zur Beschichtung eines Substrates 2 gezeigt. Im Beispiel ist das Substrat eine sich durch eine Herstellungs- und/oder Veredelungsmaschine bewegende Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn 2a, die mit einem flüssigen bis pastösen Auftragsmedium beschichtet werden soll. Das Vorhangauftragswerk 1 umfasst einige hier aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellte Einheiten, wie Auftragskopf, Luftgrenzschicht-

Bekämpfungseinrichtungen, Mediums-Auffangeinrichtungen wie Rinnen oder Wannen, Messeinrichtungen usw. Der besagte Auftragskopf ist oberhalb der Faserstoffbahn 2a bzw. von ihr beabstandet angeordnet und kann als so genannte Gleitschichtdüse oder Schlitzdüse ausgebildet sein. Der Auftragskopf ist maschinenbreit, also über die hier dargestellte Breite der Faserstoffbahn 2a reichend, ausgeführt und kann sowohl für einen Mehrschichtauftrag, als auch für einschichtigen Auftrag, also für die Abgabe eines ein- oder mehrschichtigen Vorhangs 3 ausgebildet sein.

Der ein- oder mehrschichtige Vorhang 3 fällt im Wesentlichen der Schwerkraft folgend von einer Abrisskante 4 des Vorhangkopfes, die ebenfalls nur angedeutet ist, auf die Faserstoffbahn 2a herab und legt sich auf deren Oberfläche als Auftragsschicht AS ab.

Wie aus der Figur 1 zu entnehmen ist, weist das Vorhang-Auftragswerk 1 seitliche, säulenartig ausgebildete durchlässige Randführungselemente 5 (auch als Vorhanghalter bezeichenbar) jeweils an Führerseite FS und Triebseite TS der Herstellungs- oder Veredelungs-Maschine bzw. Streichmaschine auf. Diese Randführungselemente 5 dienen der Führung und auch Formatbegrenzung des ca. 200mm langen ein- oder mehrschichtigen Vorhanges 3 an seinen seitlichen Rändern. lm gezeigten Beispiel befinden sich die Randführungselemente 6 innerhalb der Breite der Faserstoffbahn 2a, was als "inboard"-Fahrweise bezeichnet wird.

Die beiden Randführungselemente 5 sollen mit einem Hilfs- bzw. Gleitmittel 6 zur Führung der Ränder des Vorhangs 3 beaufschlagt werden.

Dazu ist ein oberhalb der Randführungselemente 5 angeordneter Behälter 7 für das Hilfs- bzw. Gleitmittel 6 vorhanden. Der Behälter 7 wird mittels einer Pumpe 8 über eine Zuführleitung 9 befüllt bis ein gewünschter Füllstand F erreicht ist. Im Beispiel beträgt die Füllmenge ca. 10 Liter. Der Füllstand F wird hier konstant gehalten, wozu ein Schwimmschalter 10 dient. Der Schwimmschalter 10 schwimmt, wie der Name schon sagt, auf der Flüssigkeitsoberfläche und misst dabei den Füllstand F. Sinkt dieser, ergeht ein Signal, welches an eine Regeleinheit 1 1 weitergegeben wird. Daraufhin ergeht ein Befehl zum Öffnen eines Ventils 12 zur Zuführung von weiterem Hilfsmittel 6. Bei Erreichen des Füllstandes F schließt sich das Ventil 12.

Vom Behälter 7 zweigt ein vertikales Fallrohr 13 der Länge h zwischen 1 m und 10m ab. Das Fallrohr 14 reicht bis zu einem im Wesentlichen horizontal verlaufenden Verteilkanal 14, über den jeweils die beiden Randführungselemente 5 an ihrem oberen Bereich mit dem Hilfs- bzw. Gleitmittel 6 beaufschlagt werden, welches dann an den Innenseiten der Randführungselemente 5, die mit den Vorhangrändern in Kontakt kommen, herabfließt.

Durch den Füllstand F ergibt sich ein konstanter Mediumsdruck an den Randführungselementen 5 und somit ein konstanter Durchfluss ohne Luftblasen im Hilfs- bzw. Gleitmittels 6. Dadurch wird stets für einen störungsfreien Betrieb des Vorhangauftragswerkes 1 gesorgt.

Nur angedeutet ist bei dieser Ausführung, dass unmittelbar vor jedem Randführungselement 5 ein Rotameter 15 in den Verteilkanal 14 eingebaut ist. Damit lässt sich die Menge an Gleit- bzw. Hilfsmittel 6 gezielt einstellen. Der Verteilkanal 14 zweigt symmetrisch zu beiden Randführelementen 5 hin von der als Fallrohr ausgebildeten Versorgungsleitung ab. Als Hilfs- bzw. Gleitmittel 6 ist vorzugsweise Wasser vorgesehen, welches im Bereich einer Papier-Herstellungs- und/oder Veredelungsmaschine immer in ausreichendem Maße vorhanden ist. Figur 2 zeigt eine gegenüber Figur 1 veränderte Ausführung, die darin besteht, dass die Versorgungsleitung 13 hier kein starres Fallrohr ist, sondern zwei flexible Schläuche.

Eingezeichnet ist auch wieder im Behälter 7 die Füllhöhe F, die nicht unbedingt konstant sein muss, aber innerhalb vorgegebener Minimal (siehe min) - Maximal (siehe Angabe "max") - Grenzen liegen soll. Die Einstellung erfolgt wieder über die Regeleinheit 1 1 , welche hier nicht mit dargestellt ist. Durch die Füllmenge ergibt sich ein Mediumsdruck, der für die Beaufschlagung der an beiden Rändern des Vorhangs 3 vorhandenen Randführungselementen 5 benötigt wird. Der Höhenabstand h des Behälters 7 zu den Randführungselementen 5 ist ebenfalls eingezeichnet. Nur angedeutet ist auch bei dieser Ausführung, dass unmittelbar vor jedem Randführungselement 5 ein Rotameter 15 in die Versorgungsleitung 13 eingebaut ist. Ansonsten entspricht die Ausführung jener von Figur 1 und soll deshalb nicht wiederholt beschrieben werden. Figur 3 zeigt ebenfalls eine gegenüber Figur 1 , aber auch gegenüber Figur 2 veränderte Ausführung. Diese besteht darin, dass die Versorgungsleitung 13 hier im ersten Teilstück, welches vom Behälter 7 abzweigt wieder, wie bei Figur 1 , als ein Strang, aber in stromabwärtiger Richtung danach aufgeteilt in zwei Strängen weitergeführt ist. Die beiden Stränge reichen bis zu den beiden Randführungselementen 5.

Eingezeichnet ist auch wieder im Behälter 7 die Füllhöhe F, die innerhalb vorgegebener Minimal (siehe min) - Maximal (siehe max) - Grenzen liegt und mit der nicht mit gezeigten Regeleinheit 1 1 einstellbar und veränderbar ist. Unmittelbar vor jedem Randführungselement 5 ist im Gegensatz zu den beiden vorherigen Figuren dargestellt, dass jeweils ein Drosselventil 16 in die Versorgungsleitung 13 eingebaut ist.

Ansonsten entspricht die Ausführung jener von Figur 1 und Figur 2 und soll deshalb nicht wiederholt beschrieben werden.

Bezugszeichenliste

1 Vorhangauftragswerk

2 Substrat

2a Faserstoffbahn

3 Vorhang

4 Abrisskante

5 Randführungselement

6 Hilfs- bzw. Gleitmittel

7 Behälter

8 Pumpe

9 Zuführleitung

10 Schwimmschalter

1 1 Regeleinheit

12 Ventil

13 Versorgungsleitung

14 Verteilkanal

15 Rotameter

16 Drosselventil

AS Auftragsschicht

F Füllstand

h Abstand

FS Führerseite

TS Triebseite