DE3335252A1

DE3335252A1 - Einrichtung zum gleichmaessigen bzw. regelmaessigen verteilen fliessfaehiger medien in vorgegebener breite

Info

Publication number: DE3335252A1
Application number: DE19833335252
Authority: DE
Inventors: Karl 9020 Klagenfurt Mayer; Johannes Zimmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-10-07
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1984-04-12
Anticipated expiration: 2003-09-30
Also published as: IT8323175A0; JPS59111852A; ATA371682A; AT376612B; IT1167254B; DE3335252C2

Description

Einrichtung zum gleichmäßigen bzw. regelmäßigen
Verteilen fließfähiger Medien in vorgegebener Breite.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum gleichmäßigen bzw. regelmäßigen Verteilen fließfähiger Medien in vorgegebener Breite mit aus einer Hauptzuführung durch fortgesetzte Teilung verzweigenden Strömungskanälen, insbesondere für die Behandlung von Warenbahnen.
Zum Bedrucken oder Einfärben von Warenbahnen, z.8. beim Textildruck, aber auch zum Beschichten, ist es notwendig, das Auftragsmedium gleichmäßig über die Arbeitsbreite zu verteilen. Es sind bereits eine Reihe von Maßnahmen bekannt, wie man den Auftragseinrichtungen, also z.B. Rakelanordnungen oder den Austrittsschlitzen von Düsen, das fließfähige Material möglichst gleichmäßig zuführt. Die Gleichmäßigkeit des Auftrages und damit auch die Qualität der hergestellten Ware hängt stark von der gleichmäßigen Druckverteilung des fließfähigen Mediums über die Arbeitsbreite ab. Dazu ist es aber wiederum erf-orderlich, daß über die gesamte Arbeitsbreite an jeder Stelle die gleiche Menge an fließfähigem Material zur Verfügung steht. Das Problem ist sehr schwierig zu lösen, insbesondere wenn man bedenkt, daß z.B. bei Schablonendruckmaschinen Arbeitsbreiten von mehr als 5 m vorhanden sein können. Noch größer werden diese Schwierigkeiten, wenn man auf die Warenbahn nur geringe Mengen des fließfähigen Mediums auftragen will, da hier Ungleichmäßigkeiten in der Abgabe des fließfähigen Mediums sich sehr viel stärker bemerkbar machen.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, daß die ein vorzugsweise symmetrisch geformtes Verzweigungssystem bildenden Strömungskanäle in Platten oder Profilleisten beliebig geformter Querschnitte eingearbeitet sind. Mit der Erfindung ist die gleichmäßige Verteilung von fließfähigen Medien aller Art, also Flüssigkeiten verschiedener Viskositätsgrade, aufgeschäumte Flbssigkeiten, gasförmige Medien, pulverige Medien usw. gewährleistet.
Durch das erfindungsgemäße Konstruktionsprinzip ist auch die Gleichmäßigkeit für jede beliebige Breite gegeben.
Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt sich leicht mit anderen Einrichtungen kombinieren.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei bei der die Verzweigungskanäle in einer Ebene liegen.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der die erfindungsgemäße Einrichtung durch geschichtete Platten gebildet wird.
Fig. 3 zeigt die Anordnung der Verzweigungskanäle in einem zylindrischen Körper; Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung kombiniert mit einer besonderen Einrichtung zum Aufbringen eines Druckes auf die fließfähigen Medien; Fig. 5 zeigt eine Kombination der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einer Rollrakel bei einer Schablonendruckmaschine; Fig. 6 zeigt die Kombination der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einer Streichrakel, ebenfalls bei einer Schablonendruckmaschine und Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung; Die Fig. a bis 10 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Ausbildung des Austrittsspaltes.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind die Verzweigungskanale 1, 2, 3 und auch die übrigen hier nicht mehr bezeichneten Verzweigungskanäle unter Berücksichtigung strömungstechnischer Anforderungen in die Oberfläche 4 einer Platte 5 eingearbeitet. Aus der Abbildung kann man erkennen, daß die Strömungswege sämtlicher Teilströme gleich lang sind, was bedeutet, daß in gleichen Verzweigungsstufen stets der gleiche Druck herrscht. Die Oberfläche 4 det Platte 5 wird von einer Zweiten Platte abgedeckt. Die der Fläche 4 zugewandte Fläche der zweiten Platte kann dabei eben sein und gegebenenfalls nur am Rand eine Ausnehmung aufweisen. Die beiden Platten werden fest miteinander verbunden, z.B. durch eine Verklebung oder mittels Schrauben. Würde man oder muß man die Verzweigungskanäle von Zeit zu Zeit reinigen, so besteht auch die Möglichkeit, die beiden Platten über ein Scharnier miteinander zu verbinden, so daß die obere Platte von der unteren Platte 5 abgeklappt werden kann.
Gegebenenfalls kann zwischen den letzten Verzweigungskanälen 6 und dem Rand 7 der Platte 5 eine Reihe von im vorgegebenen Abstand angegebenen Kanälen 8 vorgesehen sein, wobei die Kanäle 8 nur einen geringen Querschnitt haben, so daß bei ihnen die Wirkungen der Kapillarität auftreten. Diese Kanäle 8 können durch die Anordnung von Rillen im Randbereich der Platte 5, aber auch in der Deckplatte hergestellt sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Platte 5 mit der Deckplatte in diesem Randbereich einen Schlitz begrenzt und in diesen Schlitz eine Leiste oder eine Folie mit den entsprechenden Rillen eingelegt ist. Zwischen den Austritten 6 der letzten Verzweigungsstufe und den Kanälen 8 kann noch ein Ausgleichskanal 9 vorgesehen sein.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung.
Hier sind übereinandergeschichtete Platten 10 bis 14 vorgesehen, in deren einer Fläche jeweils die Verzweigungskanäle 15 bis 19 einer Verzweigungsstufe angeordnet sind. Die einzelnen Verzweigungskanäle können hier geradlinig vorgesehen sein, wobei der Eintritt für das fließfähige Medium bei jedem Verteilungskanal in der Mitte und die Austritte an den Enden liegen. Wie man aus der Fig. 2 erkennen kann, wird der obere Abschluß jedes Verzweigungskanales durch die untere Fläche der darüberliegenden Platte gebildet. Bei dem hier dargestellten Beispiel wird das fließfähige Medium über ein Rohr 20 der erfindungsgemäßen Einrichtung zugeführt, wo es dann erst einmal in eine Kammer 21 eintritt. Von hier tritt es dann in die erste Verzweigungsstufe in der Platte 14, die z. B. zwei Verzweigungskanäle 19 aufweisen kann, von dort dann in vier Verzweigungskanäle 18 in der Platte 13 usw., bis es dann zur letzten Verzweigungsstufe mit den Verzweigungskanälen 15 in der Platte 10 kommt. Aus den Verzweigungskanälen 15 strömt das fließfähige Medium dann in den düsenartig ausgebildeten Unterteil ein, von wo aus der Austritt in die Warenbahn 22 erfolgt. Zusätzlich kann in diesem düsenförmigen Unterteil 23 eine Masseleiste 24 vorgesehen sein, die mit einem Magneten 25 zur Lageanordnung und Anpressung zusammenwirkt. Zwischen dem Düsenunterteil 23 kann auch eine Schablone, im vorliegenden Fall ist eine Rundschablone 26 dargestellt, vorgesehen sein. Die Platten 10, 11, 12, 13, 14 und die Kammer 21 können von einem Gehäuse 27 umgeben sein, das vertikal in einer Halterung 28 bewegbar angeordnet werden kann.
Fig. 3 zeigt eine weitere Abänderung der erfindungsgemäßen Einrichtung. Hier sind in einem zylindrischen Körper 29 Kammern 30 bis 37 eingearbeitet; diese Kammern bildeh die Verzweigungskanäle, wobei die Kanäle einer Verzweigungsatufe immer mit den Kanälen der nächst höheren und -------------------------------------- nächst tieferen Verafeigungsstufe verbunden sind. Bei der Kammer 30, die die erste Verzweigungsstufe darstellt, befindet sich der Anschluß an das Zufuhrsystem für das fließfähige Medium. Nach außen werden die Kammern durch ein Rohr 38 abgeschlossen. Mit der Kammer 37 ist der Austritt 38 verbunden.
Gemäß Fig.4 ist die erfindungsgemäße Einrichtung einer Verdrängerpumpenanordnung 39 vorgeschaltet. Diese Verdrängerpumpenanordnung 39 dient dazu, daß fließfähige Medium unter gleichmäßigem Druck über die gesamte Arbeitsbreite einem Austritt zuzuführen. Die erfindungsgemäße Linrichtung ist hier wiederum etwas anders ausgebildet, und zwar so daß die einzelnen Verzweigungskanäle von den Oberflächen her in einen Körper 40 eingearbeitet sind. Die Abdeckung erfolgt mittels Platten 41 und 42, wobei jedoch der erste Verzxfeigungskanal 43 in ein Rohr 44 mundet. Dieses Rohr 44 ist drehbar in einer Schale 45 gelagerte so daß sich das Rohr 44 zusammen mit der erfinderischen Einrichtung verschwenken kann. Die Verschwenkung erfolgt in Abhangigkeit vom Druck im Raum 46. Das fließfähige Medium wird über das Rohr 44 der ersten Verzweigungsstufe 43 zugeführt und tritt über die Kante 47 gleichmäßig verteilt in den Raum 46.ein.
Die Fig. 5 zeigt die Kombination der erfindungsgemäßen Einrichtung 48 gemäß Fig.2 mit einer Rollrakel. Die Rollrakel ist mit 49 bxa49' und die Halteleiste mit 50 bezeichnet. In Fig.6 ist die Einrichtung gemäß Fig.2 mit einer Streichrakel 51 kombiniert, wobei in Fig.6 eine Rundschablone 26 angedeutet ist. Selbstverständlich kann aber auch eine Flachschablone verwendet werden. Fig.7 schließlich zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung wieder in Kombination mit einer Verdrängerpumpe 39. In diesem Falle sind die Verzweigungskanäle 52 in eine Gehäusehälfte 53 des Gehäuses für die Verdrängerpumpe 39 eingearbeitet.
Wie man bereits aus den Darstellungen erkennen kann, läßt sich die erfindungsgemäße Einrichtung leicht mit anderen Geräten kombinieren.
So ist eine Kombination mit einer Dosierpumpe für eine dosierte bzw.
mengenmäßig definierte Breitenverteilung, insbesondere bei der Geringmengenauftragung möglich. Es ist auch möglich, in der ersten Verzweigungsstufe, d.h. bei der Grobverzweigung eine übliche Verrohrung vorzusehen und erst dann, wenn eine weitere Verteilung mit Rohren nicht mehr möglich ist, die erfindungsgemäße Einrichtung zu verwenden. Zur Anpassung an verschiedene Gerätekonstruktionen können die einzelnen Verzweigungsstufen auch in beliebigem Winkel zueinander versetzt werden. Die Austrittsöffnung der erfindungsgemäßen Einrichtung kann als Schlitzdüse ausgebildet sein, in der sich wiederum, wie bereits enfähnt Kanäle mit feinstem Durchmesser befinden können.
Ein Druckaufbau kann aber auch durch Kontakt oder Annäherungskontakt mit einer zu beaufschlagenden glatten oder strukturierten, durchlässigen oder porösen Fläche erfolgen. Macht man mindestens eine der Verzweigungsstufen von außen zugänglich, so kann z.B. über Schieber die Arbeitsbreite der erfindungsgemäßen Einrichtung verstellt werden.
Es ist auch möglich, die erfindungsgemäße Einrichtung mit sich konisch verjüngendem Breitenverteilungsquerschnitt auszubilden.
Mit. der erfindungsgemäßen Einrichtung konnten bisher überraschende Ergebnisse erzielt werden, so war die mögliche Breitenverteilung bei z. B. 2 m Arbeitsbreite 1 : 1000, d.h. bei einem Zulauf ergaben sich mit 2 mm Teilungsabstand 1000 Ausströmkanäle. Bei 6 m Arbeitsbreite entspricht dies einer Teilungsmöglichkeit von 1 : 3000. Es ist ferner möglich, durch zwei parallel angeordnete, mit dem halben Teilungsabstand gegeneinander versetzte Leisten den konstruktionsbedingten Teilungsabstand auf die Hälfte zu reduzieren bzw. durch drei -oder vier parallel. nebeneinander gesetzte Leisten zu dritteln oder zu Vierten. Es ist daher init der erfindungsgemäßen Einrichtung erstmals eine echte Breitenfeinverteilung mit absoluter Gleichmäßigkeit möglich.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch in umgekehrter Strömungsrichtung z.B. als .Absaugvorrichtung oder zur Rückführung von nicht verbrauchtem Überschuß eingesetzt werden. Auch hier sei darauf hingewesen, daß die Absaugung bzw. Rückführung mittels entsprechender P*rDen mengenmäßig dosiert werden kann. Aber nicht nur der Einsatz miz einer umkehrbaren Pumpe sondern auch in Verbindung mit höhenverstellbaren kommunizierenden Gefäßen kann die Erfindung sowohl füreinen breitenverteilten Auftrag als auch zur Rückführung eingesetzt werden.
Wenn man geringe Mengen z.B. auf eine Warenbahn aufbringen will, so ist es geboten, um einen geschlossenen Flüssigkeitsfilm zu erreichen, die Ablaufkanten der Kanäle besonders auszubilden. Möglichkeiten hiezu zeigen die Fig. 8, 9, 10. Es sei jedoch gleich darauf hingewiesen, daß die Auftragung sowohl mit Kontakt eines Düsenrandes, beider Düsenränder oder auch kontaktlos möglich ist.
,emaß Fig.8 springt die in Bewegungsrichtung (Pfeil 54) hintere Begrenzungswand 55 gegenüber der anderen Begrenzungswand 56 zurück.
Die Begrenzungswand 55 ist an ihrem unteren Ende ballig ausgeführt.
und steht mit der Warenbahn in Berührung oder hat nur einen geringen Abstand von dieser. Diese Ausführungsform ist besonders zum Aufbringen einer Oberflächenschicht geeignet. Bei der Fig.9 ist die hintere Begrenzungswand 57 mit einer Lippe 58 versehen.
Bei der Fig. 10 ist eine elastische Lippe 59 an der hinteren Byenzungswand befestigt, wobei diese Lippe 59 ein in den Austrittsspalt eingesetzter Streifen sein kann, der gegebenenfalls im oberen Bereich mit Rippen versehen ist, die zusammen mit der gegenuberliegenden Wandung des Spaltes Kanäle bilden. Die strichlierten Umrisse deuten die Verschiebung des Austrittsspaltes gegenüber der Warenbahn an und zeigen auch die elastische Verformung der Lippe.
Leerseite

Claims

Patentansprüche Einrichtung zum gleichmäßigen bzw. regelmäßigen Verteilen fließfähiger Medien in vorgegebener Breite mit aus einer Hauptzuführung durch fortgesetzte Teilung verzweigenden Strömungskanälen, insbesondere für die Behandlung von Warenbahnen, dadurch gekennzeichnet, da 3 die ein vorzugsweise symmetrisch geformtes Verzweigungsystem bildenden Strömungskanäle (1, 2, 3) in Platten (4) oder Profilleisten beliebig geformter Querschnitte eingearbeitet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus mindestens einer mit Strömungskanälen (1, 2, 3) versehenen Platte (4) oder Leiste und mindestens einer die Kanäle abdeckenden Platte (5) oder Profilleiste oder allenfalls auch einem Rohr besteht.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Platten (10-14) in die jeweile eine oder mehrere Verzweigungsstufen (15-19) eingearbeitet sind, zusammengeschichtet und durch Verbindugsöffnungen miteinander verbunden sind.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (15-19) geradlinig ausgebildet sind.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (1-3) zur Gänze oder zumindest teilweise gekrümmt oder abgewinkelt ausgebildet sind.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den verzweigenden Strömungskanälen (15-19) ausgestatteten Platten (10-14) oder Profilleisten trogförmig ausgebildet sind, wobei die Austrittsöffnungen im Innenraum des Troges münden und der Trog gegebenenfalls mit einer Auftragungsrolle od. dgl. ausgestattet ist.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleich dimensionierte Platten (4, 5) oder Leisten mit darin befindlichen Verzweigungakanälen (1-3) mit den die Verzweigungskanäle tragenden Seiten zusammengefügt sind, wodurch eine Addition der Strömungsquerschnitte beider Platten bzw.

Leisten erfolgt.
8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Platten (4, 5) über ein Scharnier miteinander verbunden sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung übereinander geschichtete Platten (10-14) aufweist, bei denen in mindestens einer Oberfläche mindestens je ein Kanal (15-19) eingearbeitet ist, der mittels einer Bohrung mit einem darunterliegenden Kanal bzw. dem Austritt verbunden ist.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verzweigungsstufen (30-37) in beliebigem Winkel zueinander versetzt sind.
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Strömungskanäle (30-37) in die Oberfläche eines zylindrischen Körpers (29) eingearbeitet sind, der von einem Rohr (38) umgeben ist, wobei innerhalb des zylindrischen Körpers jede Verzweigungsstufe mit der nächstniedrigen Verzweigungsstufe verbunden ist.
12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Strömungskanc le in die Oberfläche eines polygonförmigen Körpers eingearbeitet sind, der von einem Rohr umgeben ist, wobei innerhalb des polygonförmigen Körpers jede Verzweigungsstufe mit der nächstniedrigen Verzweigungsstu e verbunden ist.
13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Strömungskanälen dr Eintritt mittig und die Austritte an den Enden vorgesehen sind.
14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Arbeitsbreite der Einrichtung mindestens eine der Verzweigungsstufen von außen zugänglich ist und mit einer Sperreinrichtung, z.B. einem Schieber, versehen ist.
15. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Verzweigungsstufe in eine Schlitzdüse (23) ausmündet.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzdüse mit mindestens einer Reihe von in vorgegebenem Abstand angeordneten Kanalen (8) mit geringem Querschnitt vesehen ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (8) durch Rillen gebildet werden, die entweder in einer der Begrenzungswände des Schlitzes oder in einer in den Schlitz eingelegten Folie oder Leiste vorgesehen sind.
18. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Austrittes de Einrichtung ein Nagnetankerstab zur magnetischen Lageanordnung und Anpressung vorgesehen ist.
19. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der letzten Verzweigungsstufe (6) und dem Austritt (7) der Einrichtung mindestens ein Ausgleichskanal (9) vorgesehen ist.
2Q. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Strömungskanäle sich konisch verjüngt.
21. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzdüse sich konisch verjüngend ausgebildet ist.
22. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Begrenzungswänden des Austrittsspaltes eine Ausnehmung vorgesehen ist, in die eine Stange mit Rillen eingelegt ist, wobei diese Rillen durch die Oberfläche der Ausnehmung erschlossen sind.
23. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Begrenzungswänden des Austrittsspaltes eine Ausnehmung vorgesehen ist, in die eine Stange mit einem Feinstgewinde eingelegt ist, wobei die Wände der Ausnehmung die Stange anliegend umschliessen.
24. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Austrittsöffnungen der Kanäle eine Leiste mit Bohrungen geringsten Querschnittes nachgeschaltet ist, wobei vorzugsweise zwischen beiden ein Querkanal vorgesehen ist.
25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste aufsteckbar ist.
26. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Druckausgleichskanal sämtliche Kanäle miteinander verbindet.
27. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Ausgleichskanäle durch eine darin eingesetzte verschiebbare Stange verschließbar ist.
28 Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auftragen einer Oberflächenschicht die in Bewegungsrichtung der Warenbahn hintere Begrenzungswand (55) des Austrittsspaltes gegenüber der anderen Begrenzungswand zurückspringt.
29. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Bewegungsriehtung der Warenbahn hinten liegende Begrenzungswand (57) des Austrittsspaltes in eine über diese Austrittsöffnung der Kanäle vorragende Lippe (58) übergeht.
30. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den Austrittsspalt eingesetzter Streifen (59), der gegebenenfalls mit Rillen versehen ist, über den Austrittsspalt hinausragt und aus elastisch verformbarem Material besteht.
31. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Begrenzungswänden einander gegenüberliegend sich kreuzende und stellenweise berührende, schräg angeordnete Rillen vorgesehen sind, so daß rasterförmig angeordnete Verbindungsstellen zwischen den Kanälen qebildet sind.