DE4431202A1 - Vorrichtung zum beidseitigen Beschichten einer Materialbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum beidseitigen Beschichten einer Material­ bahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zum beidseitigen Auftragen von Leim, Stärke, CMC, synthetischem Leim oder Pigmentdispersionen auf Papier- oder Kartonbahnen sind Vorrichtungen mit zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell drehbar gelagerten Preßwalzen bekannt, zwischen denen ein Preßspalt ausgebildet ist, durch den die Papier- oder Kartonbahn geführt wird und dem Beschichtungsmaterial an der Einlaufseite der Materialbahn für beide Bahnseiten zugeführt wird. Bei sogenannten Leimpressen wird dazu durch Zuführung von Beschichtungsmaterial an der Einlaufseite des Preßspalts ein Sumpf an beiden Bahnseiten erzeugt. Bei sogenannten Filmpressen ist an jeder der Preß­ walzen ist Auftrag- und Dosiersystem angeordnet, das einen dosierten Film von Beschichtungsmaterial zunächst auf deren Mantel aufträgt, der anschließend in dem Preßspalt an die Bahn übergeben wird. Bekannterweise ist eine der beiden Preß­ walzen umfänglich gegen die andere bewegbar gelagert, um den Preßspalt zum Einziehen einer neuen Bahn öffnen zu können. Bei der gattungsgemäßen Vorrichtung nach der DE-C 34 40 634 ist eine der Preßwalzen gegen die andere schwenkbar gelagert. Aus dem Preßspalt heraus wird die Bahn von Bahnführungselementen, z. B. Leitwalzen, den nachfolgenden Verarbeitungsstationen, z. B. einem Trockner, zugeführt.

Für ein optimales Beschichtungsergebnis hat es sich als sehr wichtig gezeigt, daß die beschichtete Papier- oder Kartonbahn von den Oberflächen der beiden Preßwalzen mit einem stabilen, sich nicht ändernden Bahnverlauf abgezogen wird. Die von Kohäsions- und Adhäsionskräften an den Walzen gehaltene Bahn muß möglich gleichmäßig zunächst von der einen, dann von der zweiten Walze abgezogen werden, ohne daß ein unkontrollierter Bahnverlauf, d. h. ein Bahnflattern zwischen den beiden Preßwalzen, entsteht. Ein unkontrollierter Bahnverlauf führt zu nachteilhaften Oberflächenmarkierungen.

Um die Bahn kontrolliert zunächst von der einen, dann von der anderen Preßwalze abzuziehen, ist es bekannt, mit unterschiedlichen Materialien auf den Oberflächen der Preßwalzen die beim Abziehen der Bahn wirkenden Adhäsionskräfte gezielt zu beein­ flussen. Die Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die unterschiedlichen Walzenober­ flächen auch zu qualitativ unterschiedlichen Strichergebnissen auf beiden Bahnseiten führen können.

Eine weitere bekannte Möglichkeit besteht darin, die Bahn nach dem Preßspalt auf einer der beiden Preßwalzen unter einem bestimmten Umschlingungswinkel weiter­ zuführen (DE-C 34 40 634). Erfahrungsgemäß muß dabei eine bestimmte Bahnzug­ kraft bei einem nicht zu großen Umschlingungswinkel eingestellt werden.

Da das Abzugsverhalten der Bahn von den Preßwalzen nicht nur von den vorstehend beschriebenen Merkmalen der Beschichtungsvorrichtung, sondern auch von Prozeß­ parametern wie der Auftragsmenge und den physikalischen Parametern der Bahn und des Beschichtungsmaterials entscheidend abhängt, können bei den bekannten Vor­ richtungen bei einem Wechsel von Rohstoffen (Bahn- und/oder Beschichtungs­ material) instabile Verhältnisse beim Abzug von den Preßwalzen mit den vorstehend beschriebenen negativen Auswirkungen auftreten. So kann der Bahnverlauf instabil werden, wenn nach einer Sortenumstellung mit der nicht umschlungenen Preßwalze ein Beschichtungsmaterial mit erheblich größeren Kohäsions- und Adhäsionskräften aufgetragen wird, aufgrund derer die Bahn lokal oder komplett von der nicht um­ schlungenen Preßwalze mitgerissen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Beschichtungsvor­ richtung so zu verbessern, daß sich eine gleichmäßige Beschichtung auch bei wechselnden Bahn- und/oder Beschichtungsmaterialien erzielen läßt.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung bietet die Möglichkeit, bei unterschiedlichsten Bahn- und Beschich­ tungsmaterialien einen stabilen Bahnabzug von den Preßwalzen durch Veränderung der Umschlingungsverhältnisse an den Preßwalzen einstellen zu können.

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

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht darge­ stellten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht als Beschichtungsvorrichtung eine Filmpresse, bei der die Preßwalzen so eingestellt sind, daß die Bahn eine Preßwalze an der Ablaufseite geringfügig umschlingt.

Fig. 2 zeigt dieselbe Vorrichtung in einer Position, bei der durch Verstellung einer Preßwalze die andere Preßwalze an der Ablaufseite geringfügig um­ schlungen wird.

Die in der Zeichnung dargestellte Beschichtungsvorrichtung ist in eine Papiermaschine integriert. Sie besteht aus zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell 1 drehbar gelagerten Preßwalzen 2, 3, von denen eine (Preßwalze 2) ortsfest, die andere (Preßwalze 3) umfänglich gegen die erste Preßwalze 2 bewegbar gelagert ist. Im vorliegenden Beispiel ist die Preßwalze 3 zwischen zwei seitlichen Schwenkhebeln 4 aufgehängt, die mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit 5 um eine Schwenkachse 6 in Richtung zur Preßwalze 2 und von dieser weg schwenkbar im Gestell 1 gelagert sind. Die Preßwalzen 2, 3 sind auf ihrer Mantelfläche gummiert. Beim Anschwenken der Preßwalze 3 gegen die Preßwalze 2 bildet sich ein Preßspalt 7, dem die zu be­ schichtende Papierbahn 8 von einer Leitrolle 9 von oben zugeführt wird.

Dem Preßspalt 7 wird Beschichtungsmaterial an der Einlaufseite der Bahn 8 für beide Bahnseiten zugeführt. Dazu ist außerhalb des Bereichs des Preßspalts 7 an jeder Preßwalze 2, 3 ein Auftrag- und Dosiersystem 10, 11 angeordnet, das an die jeweilige Preßwalze 2, 3 anschwenkbar ist. Bevorzugt weist jedes Auftrag- und Dosiersystem 10, 11 eine zur jeweiligen Preßwalze 2, 3 hin offene Auftragskammer auf, in die Beschichtungsmaterial unter Druck zugeführt wird. Auslaufseitig wird jede Auftragskammer von einem Dosierelement abgeschlossen, das das auf die Preßwalze 2, 3 aufgetragene Beschichtungsmaterial bis auf die gewünschte Filmdicke abstreift. Als Dosierelement wird bevorzugt eine Rakelstange mit strukturierter, also Erhebun­ gen und Vertiefungen aufweisender Oberfläche eingesetzt, mit der volumetrisch dosiert werden kann. Derartige Rakelstangen sind bekannt. Sie weisen z. B. Um­ fangsrillen auf, die durch Umwickeln mit einem Draht oder durch Oberflächenbearbei­ tung erzeugt werden. Alternativ können als Dosierelemente auch Rakelstangen mit glatter Oberfläche, Schabermesser oder Schaberleisten eingesetzt werden.

Das dosiert auf die Mantelflächen der Preßwalzen 2, 3 aufgetragene Beschich­ tungsmaterial wird im Preßspalt 7 an die Bahn 8 übergeben. Nach dem Durchlaufen des Preßspalts 7 wird die beidseitig beschichtete Bahn 8 von einem berührungslos arbeitenden Leitelement 12 einem nicht dargestellten Trockner zugeführt.

Um verschiedene Umschlingungsverhältnisse der Bahn 8 an den Preßwalzen 2, 3 ohne Veränderung des übrigen Bahnverlaufs einstellen zu können, ist eine der beiden Preßwalzen 2, 3, bevorzugt - wie beim Ausführungsbeispiel dargestellt - die schwenkbar gelagerte Preßwalze 3 um eine Komponente in Richtung der gemeinsa­ men Tangente an die beiden Preßwalzen 2, 3 im Preßspalt 7 verstellbar gelagert.

Im Ausführungsbeispiel wird die Verstellbarkeit dadurch bewirkt, daß die schwenk­ bare Preßwalze 3 zusätzlich höhenverstellbar gelagert ist. Dazu greift an dem in einer Linearführung geführten Schwenklager 13 eine am Boden abgestützte Kolben- Zylinder-Einheit 14 an, mit der sich der Schwenkhebel 4 nach oben und unten ver­ stellen läßt. Die Preßwalze 3 ist so auf einer verstellbaren Bahn gegen die ortsfeste Preßwalze 2 anschwenkbar. Eine Anhebung des Schwenkhebels 4 bewirkt, daß sich die Position des Preßspalts 7 nach oben verschiebt. Die veränderte Position des Preßspalts führt zu einer Umschlingung der Preßwalze 2 an der Auslaufseite der Bahn 8 (Fig. 2). Analog führt eine Absenkung des Schwenkhebels 4 zu einer Verschiebung des Preßspalts 7 nach unten und somit dazu, daß die Preßwalze 3 an der Auslaufseite teilweise von der Bahn 8 umschlungen wird (Fig. 1).

Der maximale Hub der Kolben-Zylinder-Einheit 14 und die Länge der Schwenkhebel 4 sind so gewählt, daß bei zur Hälfte ausgefahrenem Kolben die Bahn gradlinig ohne Umschlingung einer Preßwalze 2, 3 den Preßspalt 7 durchläuft. Die Hublänge der Kolben-Zylinder-Einheit 14 ist so bemessen, daß beim Einfahren des Kolbens die Preßwalze 3 soweit abgesenkt wird, daß die Verbindungslinie zwischen den beiden Drehachsen der Preßwalzen 2, 3 um die Drehachse der Preßwalze 2 um 5°-10° abschwenkt (Fig. 1). In dieser Position wird die schwenkbar gelagerte Preßwalze 3 an der Anlaufseite des Preßspalts 7 geringfügig von der Bahn 8 umschlungen. Bei maximal ausgefahrenen Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit 14 wird die Preßwalze 3 soweit angehoben, daß die Verbindungslinie zwischen den beiden Drehachsen der Preßwalzen 2, 3 um 5°-10° gegenüber der Position mit gradlinig durchlaufender Bahn 8 nach oben geschwenkt ist (Fig. 2). In dieser Position wird die ortsfest gelagerte Preßwalze 2 auf der Auslaufseite des Preßspalts 7 geringfügig von der Bahn 8 umschlungen.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Position wird die Bahn zunächst von der Preßwalze 2 und anschließend von der Preßwalze 3 abgezogen. Wird nun nach einem Sorten­ wechsel mit der Preßwalze 2 ein Beschichtungsmaterial mit größerer Kohäsion und Adhäsion aufgetragen als das von der Preßwalze 3 aufgetragene Beschichtungs­ material, so würde dies zu einem instabilen Bahnverlauf führen: Die Kohäsions- und Adhäsionskräfte halten die Bahn 8 länger an der Preßwalze 2, die Bahnführung mit der geringfügigen Umschlingung der Preßwalze 3 hält die Bahn länger an der Preßwalze 3. Die Haltekräfte sind somit entgegengesetzt. Um in dieser Situation den Bahnverlauf wieder zu stabilisieren, wird die Preßwalze 3 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung angehoben. Dabei ändert sich die Bahnführung so, daß nun die Preßwalze 2 geringfügig auf der Auslaufseite des Preßspalts 7 umschlungen ist. Die aus der Bahnführung resultierenden Kräfte wirken nun ebenso wie die Kohäsions- und Adhäsionskräfte dahingehend, die Bahn länger auf der Preßwalze 2 zu halten. Der Bahnverlauf ist stabil, da die Bahn 8 eindeutig zunächst von der Preßwalze 3, dann von der Preßwalze 2 abgezogen wird.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum beidseitigen Beschichten einer Materialbahn (8), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell (1) drehbar gelagerten Preß­ walzen (2, 3), von denen eine (Preßwalze 3) umfänglich gegen die andere (Preßwal­ ze 2) bewegbar gelagert ist, um einen Preßspalt (7) zu bilden, durch den die Material­ bahn (8) geführt wird und dem Beschichtungsmaterial an der Einlaufseite der Materi­ albahn (8) für beide Bahnseiten zugeführt wird, dadurch gekennzeich­ net, daß eine der beiden Preßwalzen (3) zur Verstellung des Preßspalts (7) mit einer Komponente in Richtung der gemeinsamen Tangente an die beiden Preßwalzen (2, 3) im Preßspalt (7) verstellbar gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Preßwalzen (3) linear höhenverstellbar gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Preßwalze (2) ortsfest gelagert, die andere Preßwalze (3) umfänglich auf verstellbaren Bahnen gegen die ortsfest gelagerte Preßwalze (2) anschwenkbar gelagert ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verstellweg der Verstellbewegung so ausgelegt ist, daß die Ver­ bindungslinie zwischen den beiden Drehachsen der Preßwalzen (2, 3) um eine der Drehachsen in beide Richtungen um 5°-10° schwenkbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß an jeder Preßwalze (2, 3) ein Auftrag- und Dosiersystem (10, 11) außerhalb des Bereichs des Preßspalts (7) angeordnet ist.