Vorrichtung zum Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen mit zwei achsparallel nebeneinander gelagerten Walzen, die einen Spalt bilden, durch den die Papier- oder Kartonbahn geführt wird, mit einem Auftrag- und Dosiersystem für zumindest eine der Walzen, das einen dosierten Film von Beschichtungsmaterial auf die Walzenoberfläche aufträgt, der im Spalt an die Papier- oder Kartonbahn abgegeben wird, und mit einer Randschaber-Einrichtung mit einem Schaber, der in Drehrichtung der Wal¬ ze hinter dem Auftrag- und Dosiersystem angeordnet in zumindest einem Randbereich der Walze aufgetragenes Beschichtungsmaterial abschabt.

Zum Veredeln von Papier- oder Kartonbahnen mit Leim, Stärke oder Pigmentfarben sind als Beschichtungsvorrichtungen sogenannte Filmpressen bekannt, die zwei achsparallel in einem Gestell drehbar gelagerte Walzen aufweisen, die einen Spalt bilden, durch den die Bahn geführt wird. Das Beschichtungsmaterial wird von einem zumindest einer Walze zugeordneten Auftrag- und Dosiersystem zunächst auf eine oder beide Walzen aufgetra¬ gen, die es anschließend in dem Beschichtungsspalt zwischen den beiden Walzen an die Bahn abgibt. Filmpressen eignen sich besonders zum beidseitigen Beschichten einer Bahn, daher weist üblicherweise jede der beiden Walzen ein Auftrag- und Dosiersystem auf. Eine Beschichtungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art ist in der DE-A-44 31 202 beschrieben.

Damit die Papier- oder Kartonbahn über ihre gesamte Breite, die bis zu 11 m beträgt, beschichtet werden kann, erstrecken sich die Walzen in ihrer axialen Länge und die Auf- trag- und Dosiersysteme ebenfalls zumindest über die gesamte maximale Bahnbreite, überlicherweise noch über diese hinaus. Um Probleme mit Beschichtungsmaterial zu vermeiden, das an den seitlichen, von der Bahn nicht abgedeckten Enden der Walzen nicht von der Bahn aufgenommen wird, ist es bekannt, in diesen Bereichen jeweils eine Randschaber-Einrichtung anzuordnen. Die in Drehrichtung hinter dem Auftrag- und Do- siersystem und vor dem Spalt angeordnete Randschaber-Einrichtung schabt das Be¬ schichtungsmaterial an dem jeweiligen Rand wieder von der Walzenoberfläche ab. Die Randschaber-Einrichtungen können auch eingesetzt werden, um eine Bahn mit beschich- tungsfreien Rändern zu erzeugen. Dann sind sie etwas breiter als der nicht von der Bahn abgedeckte Bereich der Walzen.

Aus der Praxis sind Randschaber-Einrichtungen bekannt, die einen aus Federblech gefer¬ tigten klingenförmigen Schaber enthalten. Der Schaber ist in einem Anstellwinkel α klei¬ ner als 90° gegen die Tangente an der Berührungslinie an die Walze angestellt, wobei der Anstellwinkel von der Tangente an die Walze in Drehrichtung zum Schaber gemes¬ sen wird. Bei einem Anstellwinkel α von weniger als 90° arbeitet der Schaber schleppend, es bildet sich ein spitzwinklig zulaufender Einlaufkeil zur Walze.

Schleppende Schaber werden im Betrieb, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, von dem Beschichtungsmaterial mit sehr hohen Kräften von der Walze weggedrückt. Sie müssen daher für eine sichere Funktion mit entsprechend großen Anpreßkräften gegen die Walze gedrückt werden. Die keilförmige Geometrie des Einlaufspalts hat den weiteren Nachteil, dass das abgeschabte Beschichtungsmaterial nicht sicher abgeleitet wird. Um den Einlaufspalt zu verlassen, muß das abgeschabte Beschichtungsmaterial seine Bewe¬ gungsrichtung umkehren. Beim Beschichten mit Pigmentfarben bilden sich im Umkehr¬ punkt an der Schaberkante abrasiv wirkende Anbackungen, von denen die Walzenober- fläche, üblicherweise aus gummiartigem Elastomer, beschädigt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, dass ein sicheres Abschaben von Beschichtungsmaterial bei hohen Geschwindigkeiten ohne die vorstehend beschriebenen Nachteile möglich ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Schaber der Randschaber-Einrichtung aus Polyäthylen oder einem Kunststoff mit vergleichbaren Eigenschaften gefertigt und als stechender Schaber mit einem Anstellwinkel zwischen 140° und 175°, bevorzugt zwi¬ schen 160° und 165°, an die Tangente der Walze angestellt ist, und dass zwischen dem Auftrag- und Dosiersystem und dem Schaber eine Rücklaufdichtung angeordnet ist, die ein Zurücklaufen des abgeschabten Beschichtungsmaterials zum Auftrag- und Dosiersys¬ tem verhindert.

Ein stechend angeordneter Schaber weist die einleitend aufgeführte Nachteile eines schleppend angeordneten Schabers nicht auf. Die erfindungsgemäßen Merkmale ge¬ währleisten, dass sich der stechend angeordnete Schaber nicht in den Gummibelag der Walze eingräbt und dass das abgeschabte Beschichtungsmaterial nicht zurück zum Auf¬ trags- und Dosiersystem läuft und so den Auftrag eines dosierten Films stört.

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

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 einen Schnitt durch eine Beschichtungsvorrichtung und Figur 2 in einem vergrößerten Ausschnitt das Auftrag- und Dosiersystem mit der nachfolgend angeordneten Randschaber-Einrichtung.

Die in der Zeichnung dargestellte Beschichtungsvorrichtung ist in eine Papiermaschine integriert. Sie besteht aus zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell drehbar ge¬ lagerten Walzen 1 , 2, von denen eine Walze ortsfest, die andere Walze umfänglich ge¬ gen die ortsfeste Walze anpressbar gelagert ist. Beide Walzen 1 , 2 sind mit einem Dreh¬ antrieb verbunden, mit dem sie gegensinnig in Richtung der Pfeile 3, 4 um ihre Längs¬ achsen gedreht werden können. Beide Walzen 1 , 2 sind auf ihrer Mantelfläche gummiert. Beim Anschwenken der Walzen 1, 2 gegeneinander bildet sich ein Pressspalt 5, durch den die zu beschichtende Papier- oder Kartonbahn 6 - im Beispiel von oben kommend - geführt wird.

An jeder Walze 1 , 2 ist an der zum Pressspalt 5 entgegengesetzten Seite ein Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 angeordnet, das an die jeweilige Walze 1 , 2 anschwenkbar ist. Von jedem Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 wird Beschichtungsmaterial, in Beispiel Pig¬ mentstreichfarbe, auf die Mantelfläche der zugehörigen Walze 1 , 2 zunächst im Über¬ schuß aufgetragen und anschließend bis auf die gewünschte Filmdicke wieder abgera- kelt. Der auf die Walzen 1 , 2 aufgetragene Film an Beschichtungsmaterial wird im Press- spalt 5 an die Bahn 6 abgegeben.

Die Auftrag- und Dosiersysteme 7, 8 sind auf bekannte Weise jeweils an einem an¬ schwenkbaren Schaberbalken 9, 10 befestigt und auf bekannte Weise aufgebaut: Sie enthalten jeweils eine zur Walze 1 , 2 hin offene Auftragkammer 11 , der aus einem Ver- teilrohr 12 Beschichtungsmaterial zugefügt wird. Auslaufseitig ist die Auftragkammer 11 von einem Dosiersystem abgeschlossen, dass als Dosierelement eine Rakelstange 13 enthält. Die Rakelstange 13 wird in einem Rakelbett 14 gehalten, das auf bekannte Wei¬ se an seiner Rückseite von einem Druckschlauch 15 abgestützt wird. Die Rakelstange 13 wird so gegen die jeweilige Walze 1 , 2 angedrückt, dass sich die gewünschte Filmdicke an Beschichtungsmaterial auf deren Oberfläche einstellt. An der Einlaufseite wird die Auf- tragkammer 11 von einer Überlaufplatte 16 begrenzt, die zur jeweiligen Walze 1, 2 einen Überlaufspalt freiläßt, durch den der Überschuß an Beschichtungsmaterial austritt und von einer Auffangwanne 17 aufgefangen wird. In Drehrichtung hinter jedem Auftrag- und Dosiersystem und vor dem Pressspalt 5 ist an jedem Ende jeder der beiden Walzen 1 , 2 eine Randschaber-Einrichtung 18, 19 angeordnet. Es sind somit insgesamt vier Rand- schaber-Einrichtungen vorhanden, von denen in Figur 1 zwei dargestellt sind. Die Rand¬ schaber-Einrichtungen 18, 19 sind gleich aufgebaut. Nachfolgend wird ihr Aufbau an der in Figur 2 vergrößert dargestellten Einrichtung 19 an der Walze 2 näher erläutert:

Die Randschaber-Einrichtung 19 enthält einen begrenzt elastischen Schaber 20, der in Form einer Klinge aus Polyäthylen oder einem Kunststoff mit vergleichbaren Eigenschaf¬ ten gefertigt ist. Die in Achsrichtung der Walze 2 gemessene Breite des Schabers 20 be¬ trägt üblicherweise 50 mm - 300 mm. Im Betrieb ist der Schaber 20 als stechender Scha¬ ber in einem Anstellwinkel α zur Tangente am Berührungspunkt an die Walze 2 ange¬ stellt, der von der Tangente in Drehrichtung der Walze 2 gemessen 140° -175°, bevorzugt 160° - 165° beträgt. Die Dicke des Schabers 20 beträgt 2 mm - 7 mm. Bevorzugt ist der Schaber 20 an seiner an der Walze 2 anliegenden Kante so hinterschnitten, dass der Watenwinkel dem Anstellwinkel entspricht. Es entsteht so eine zur Walzentangente paral¬ lele Berührungsfläche des Schabers 20 mit der Walze 2.

In Drehrichtung der Walzen 1 , 2 hinter dem Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 und vor dem Schaber 20 ist jeweils eine Rücklaufdichtung angeordnet, die ein Zurücklaufen von abge¬ schabtem Beschichtungsmaterial verhindert, ohne dass die einlaufende Schicht an Be¬ schichtungsmaterial spürbar beeinträchtigt wird. Die Breite der Rücklaufdichtung in Achs¬ richtung der Walzen 1 , 2 entspricht zumindest der Breite des Schabers 20, bevorzugt ist sie etwas breiter. Die Rücklaufdichtung wird in der bevorzugten Ausführungsform von einer schleppend angeordneten Klinge 21 gebildet, die nicht als Schaber wirkt, also kein Beschichtungsmaterial abschabt. Damit die Klinge 21 auf dem Film an Beschichtungsma¬ terial schwimmt, ist sie in einem flachen Winkel von weniger als 30° gegen die Tangente an die Walzen 2 angestellt. Bevorzugt ist sie aus einem dünnen Federstahl von zum Bei- spiel 0,3 mm Dicke gefertigt. Alternativ zu einer elastischen Klinge 21 können als Rücklaufdichtung auch elastische klingenförmige oder keilförmige Kunststoffteile eingesetzt werden, die ohne Beschich- tungsmaterial abzuschaben auf dem Film schwimmen und so ein Zurücklaufen von durch den Schaber 20 abgeschabten Materials verhindern. Unter bestimmten Betriebsbedin- gungen, insbesondere beim Beschichten mit sehr hohen Geschwindigkeiten, kann die Rücklaufdichtung auch als starrer Spalt ausgebildet sein, der so gestaltet ist, dass ein Rücklauf von Beschichtungsmaterial verhindert wird, ohne den durchlaufenden Film zu beeinträchtigen.

Bevorzugt sind der Schaber 20 und die Rücklaufdichtung (hier Klinge 21) an einem zur Walze 1 , 2 hin offenen, ansonsten geschlossenen und mit einem Farbablauf versehenen Kasten 22 befestigt, wobei die Rücklaufdichtung (Klinge 21) den Kasten einlaufseitig, der Schaber 20 den Kasten 22 auslaufseitig begrenzt. Der Kasten 22 fängt als Spritzschutz das abgeschabte Beschichtungsmaterial auf und leitet es über einen nicht in Figur 2 dar- gestellten Farbablauf kontrolliert ab. So wird nicht nur ein Rücklauf von abgeschabten Beschichtungsmaterial zum Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 verhindert, sondern auch jeg¬ liche Beeinträchtigung des Auftrags und Verschmutzung der Beschichtungsvorrichtung durch umherspritzende Streichfarbe.

Der Kasten 22 mit den daran befestigten Teilen ist bevorzugt getrennt von dem zugehöri¬ gen Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 gegen die jeweilige Walze 1 , 2 anschwenkbar, um den Schaber 20 und die Klinge 21 in ihre Betriebsstellung zu bringen. Unabhängig vom Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 läßt sich so die Anpresskraft des Schabers 20 auf kon¬ stante Werte einstellen und sein Verschleiß läßt sich kompensieren. Um dies zu ermögli- chen ist der Kasten 22 schwenkbar an einem Halter 23 gelagert, der auf der Oberseite des Schaberbalkens 10 befestigt ist. An seiner Rückseite greift eine bevorzugte pneuma¬ tische Kolben-Zylinder-Einheit 24 an, die ebenfalls an dem Schaberbalken 10 befestigt ist. Der Kasten 22 mit dem Schaber 20 und der Rücklaufdichtung läßt sich so gemeinsam mit dem Schaberbalken 10 und den daran befestigten Auftrag- und Dosiersystem 8 in einer Wartungsposition abschwenken, andererseits ist eine zusätzliche Schwenkbewegung des Kasten 22 zur Walze 2 hin bei feststehendem Schaberbalken 10 möglich.

Um Anbackungen von Streichfarbe in den Kasten 22 zu verhindern, enthält dieser bevor¬ zugt eine Befeuchtungseinrichtung. Die Befeuchtungseinrichtung besteht aus in dem Kas- ten 22 angeordneten Nebeldüsen, die Wasser versprühen, um zur Vermeidung von An¬ backungen das Kasteninnere ausreichend feucht zu halten.