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EP1432525A2 - Auftragsvorrichtung - Google Patents

Auftragsvorrichtung

Info

Publication number
EP1432525A2
EP1432525A2 EP02771657A EP02771657A EP1432525A2 EP 1432525 A2 EP1432525 A2 EP 1432525A2 EP 02771657 A EP02771657 A EP 02771657A EP 02771657 A EP02771657 A EP 02771657A EP 1432525 A2 EP1432525 A2 EP 1432525A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
application
air
approximately
weakening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP02771657A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1432525B1 (de
Inventor
Richard Bernert
Benjamin M NDEZ-GALLON
Manfred Ueberschär
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Voith Paper Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE2001125376 external-priority patent/DE10125376A1/de
Application filed by Voith Patent GmbH, Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1432525A2 publication Critical patent/EP1432525A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1432525B1 publication Critical patent/EP1432525B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/005—Curtain coaters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/30—Pretreatment of the paper

Definitions

  • the invention relates to a device for applying liquid or pasty application medium by means of an application unit to a running substrate, the substrate being directly applied to the surface of a material web, in particular made of paper or cardboard, and indirectly applied to the surface of a transfer element, preferably a transfer roller, which then transfers the application medium to the surface of the material web, and a device for weakening the air boundary layer carried by the substrate is arranged in the direction of travel of the substrate in front of the application unit.
  • a curtain application device i.e. an application device in which the application unit delivers the application medium to the substrate as a curtain or veil that moves essentially due to gravity.
  • the application medium is delivered to the substrate in the form of an application medium curtain, which essentially moves from the application unit to the substrate due to gravity.
  • the fact that the curtain applicator is at a predetermined distance from the base has the advantage, among other things, that it is exposed to a lower risk of damage, for example, in the event of a web break.
  • Curtain applicators differ from other "contactless" applicators, for example free jet nozzle applicators, in which the movement of the application medium from the application unit to the substrate mainly results from the ejection impulse from the delivery nozzle of the application unit, fundamentally, since the shape of the curtain emerging from the delivery unit is only exposed to the interplay between the surface tension of the application medium and gravity.
  • the surface tension tries to draw the curtain, which has a very large surface or circumferential length in relation to its volume or its cross-sectional area, in order to reduce its surface. Only gravity, which tries to stretch the curtain, opposes this effect. It is therefore easy to see that the larger this working width, the more difficult it is to obtain an application gas curtain that is uniformly thick over the entire working width.
  • the weakening device comprises a blowing device and a suction device
  • the blowing device being arranged in the direction of travel of the substrate in front of the application unit and producing an air flow directed against the direction of travel
  • the suction device in Direction of the substrate is arranged in front of the blowing device and at least part of the the blowing device generated air flow and sucks at least part of the air boundary layer carried by the substrate.
  • blowing device alone and the use of a suction device alone to improve the weakening of the air boundary layer are known per se from the main application DE 100 12 257.
  • additional strips, brushes or scraper elements are used which either weaken the air boundary layer before entering the effective range of the suction device or aim to further weaken the residual air boundary layer which has already been weakened by the blowing device.
  • These parts touching the material web cause undesirable wear both on the material web and on the weakening device, which on the one hand harbors the risk of a web break and on the other hand entails increased maintenance and an increased use of spare parts.
  • Such wear can be prevented according to the invention by the combined use of a blowing device and a suction device arranged upstream of this in the running direction of the material web.
  • the blowing device firstly has the task of weakening the air boundary layer carried on the surface of the running subsurface. On the other hand, it supports the action of the blowing device by sucking in the air flow emitted by it and thereby stabilizing its movement along the surface.
  • the weakening device according to the invention does not have any weakening elements placed against the surface of the material web, ie, touching it, but is free of such elements. In this sense, the weakening device according to the invention is a weakening device that operates purely or exclusively without contact.
  • the blowing device used according to the invention can comprise a blowing box to which air is supplied in the region of both side edges of the substrate. Through this bilateral and preferably symmetrical air supply in the blow box, a substantially uniform air flow can be obtained over the working width of the substrate, which moves in the opposite direction to the air boundary layer carried by the substrate.
  • the outlet nozzle of the blowing device can comprise a slot nozzle or a plurality of individual nozzles.
  • the suction device used according to the invention can comprise a suction box, from which air is extracted only in the area of one of the side edges of the substrate, preferably in the area of the side edge of the drive.
  • the end of the blowing device facing the application mechanism is in the running direction of the substrate a distance of between about 10 from the point of impact of the application medium on the substrate mm and about 50 mm.
  • the blowing device has a guide wall which is arranged at a predetermined distance from the running surface, a blowing channel can be formed by this guide wall in cooperation with the background, in which the air expelled by the blowing device flows in the opposite direction to the running direction of the surface.
  • the efficiency of the action of the air stream expelled by the blowing device on that from the substrate can be reduced entrained air boundary layer can be improved.
  • This effect is particularly effective if the guide wall has a length of between approximately 300 mm and approximately 500 mm in the running direction of the substrate. This corresponds to a wrap angle of approximately 90 °, depending on the roller diameter, if the blowing device is arranged in the region of a support roller around which the material web is at least partially guided.
  • the suction device be at a distance of between approximately 0 mm and approximately 50 mm in the running direction of the substrate from the end of the guide wall or the blowing device facing it.
  • the blowing device and the suction device can thus connect directly to one another in the running direction of the substrate (distance: 0 mm) and also have a predetermined distance from one another, so that the suction device does not necessarily have to be able to extract all the air expelled by the blowing device.
  • the efficiency of the weakening device usually depends on various influences, for example the running speed of the
  • the conditioning device By removing the uppermost regions of the air boundary layer, the conditioning device ensures that the dependence on these influences is reduced, if not completely prevented. In addition, the weakening device no longer has to act against the entire air boundary layer, but only against the part let through by the conditioning device. As a result, the weakening device is relieved and can accordingly be designed with less power.
  • the conditioning device can comprise a strip which extends in the transverse direction of the substrate and which can be formed, for example, by a simple sheet metal strip. However, it is also possible for the conditioning device to take advantage of aerodynamic effects, for example by having a cross section when viewed in the transverse direction, which has the shape of an upside-down airfoil profile.
  • the conditioning device can be self-supporting or can also be attached to the weakening device.
  • the weakening device according to the invention can be used in particular with an application device which has a curtain application unit, i.e. a commissioned work that delivers the application medium to the underground as a curtain or veil that essentially moves due to gravity.
  • a curtain application unit i.e. a commissioned work that delivers the application medium to the underground as a curtain or veil that essentially moves due to gravity.
  • air in connection with the present description can be understood to mean any gas or gas mixture which is suitable for influencing the air boundary layer carried along by the substrate in a weakening sense.
  • nitrogen gas could also be used instead of air.
  • air as the treatment gas is preferred only because compressed air is available in almost every machine hall anyway and therefore without additional infrastructure measures and at low cost.
  • the material web in the area of the weakening device preferably in the area or immediately before the air outlet the blowing device takes a curved course.
  • the material web can be guided around a support roller and / or around a support belt and / or around a support shoe.
  • the air boundary layer is subject to centrifugal forces which attempt to lift the air boundary layer from the material web and thus facilitate the action of the weakening device, in particular the blowing device, on the air boundary layer.
  • the radius of curvature of the curved course can be between approximately 300 mm and approximately 500 mm.
  • Figure 1 is a rough schematic side views of an application device according to the invention.
  • FIGS. 2 and 3 are schematic, taken in the running direction views of the background of a blowing device (Fig. 2) and a suction device (Fig. 3).
  • An application device according to the invention is generally designated 10 in FIG. 1. It comprises a curtain application unit 1 2, from the dispensing nozzle 1 4 of which application medium 1 6 is delivered as an application medium curtain 1 8 to a substrate U moving in the running direction L.
  • the position of impact of the application medium curtain 18 on the underground U is denoted by P in FIG. 1.
  • the substrate U is formed by the surface 20a of a material web 20, to which the application medium 16 is applied as an application layer 22.
  • a weakening device 24 is provided in the running direction L in front of the applicator 12 to weaken the air boundary layer G carried on its surface by the substrate U.
  • This weakening device 24 comprises, on the one hand, a blower device 26 with a blow box 28 and, on the other hand, a suction device 30 with a suction box 32.
  • the blow box 28 is arranged in relation to the running direction L of the substrate U directly upstream of the application unit 12 and in particular of the application medium curtain 1 ⁇ .
  • the blowing nozzle 28a is at a distance a from the application medium curtain 18, which is preferably between approximately 10 mm and approximately 50 mm.
  • the blowing nozzle 28a ejects an air flow 34 which is directed opposite to the running direction L and moves in a blowing duct 36 formed by a guide wall 28b of the blow box 28 and the substrate U and weakens the influence of the air boundary layer G on the application medium curtain 18.
  • This guide wall 28b has a length b of between approximately 300 mm and approximately 500 mm.
  • the suction box 32 is arranged at a distance c upstream of the blow box 28 with respect to the running direction L.
  • this suction box 32 has the task of weakening the air boundary layer G by sucking it off of the underground U. This is indicated in FIG. 1 by the lines which run obliquely relative to the underground U.
  • the Suction box 32 but also the task of stabilizing the air flow 34 expelled from the blow box 28, in particular to keep it on the surface of the subsurface U by also sucking it out of the blow channel 36. This is indicated in Fig. 1 by the small arrows lifting off the underground U.
  • a conditioning device in the form of a square bar 38 is arranged upstream of the suction device 30.
  • This conditioning strip 38 has the task of lifting off the uppermost layers of the air boundary layer G before the subsurface areas of the air boundary layer are fed to the suction box 32.
  • the suction device 30 can be provided with less power and thus at lower cost.
  • the thickness of the air boundary layer G no longer varies as much as a function of the operating parameters of the application device 10 after the conditioning bar 38 than is the case without the conditioning bar 38.
  • the blowing device 26 supplies the air to the blow box 28 on both sides. That the feed line 28c is divided into two branch lines 28d and 28e, which open into the suction box 28 in relation to the transverse direction or working width direction Q of the substrate U in its drive-side end face 28f or guide-side end face 28g. An air flow 36 which is more uniform in the transverse direction Q can be obtained by this air supply on both sides.
  • the air is sucked out of the suction box 32 of the suction device 30 only at one end face 32a of the suction box 32, and although preferably on the drive end of the suction box 32, as shown in Fig. 3.
  • the material web 20 is guided around a support roller 40 in the area of the blowing device 26.
  • the air boundary layer G is subject to a centrifugal force which it tries to detach from the material web 20, which facilitates the action of the blowing device 26 on the air boundary layer G.
  • the material web 20 of the support roller 40 is fed from below in order not to disturb the flow of the application medium curtain 18.

Landscapes

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  • Paper (AREA)
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Description

Auftragsvorrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium mittels eines Auftragswerks auf einen laufenden Untergrund, wobei der Untergrund bei direktem Auftrag die Oberfläche einer Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragselements, vorzugsweise einer Übertragswalze, ist, welches das Auftragsmedium dann an die Oberfläche der Materialbahn überträgt, und wobei in Laufrichtung des Untergrundes vor dem Auftragswerk eine Vorrichtung zur Schwächung der von dem Untergrund mitgeführten Luftgrenzschicht angeordnet ist.
Obgleich die vom Untergrund mitgeführte Luftgrenzschicht auch bei anderen Typen von Auftragswerken das Auftragsergebnis nachteilig beeinflussen kann, wird die Erfindung nachfolgend am Beispiel einer Vorhang-Auftragsvorrichtung näher diskutiert werden, d.h. einer Auftragsvorrichtung, bei welcher das Auftragswerk das Auftragsmedium als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden Vorhang oder Schleier an den Untergrund abgibt.
Bei der Beschichtung von Materialbahnen unter Einsatz eines Vorhang- Auftragswerks (in der Fachwelt auch als "Curtain Coating" bekannt) wird das Auftragsmedium an den Untergrund in Form eines Auftragsmedium- Vorhangs abgegeben, der sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt vom Auftragswerk zum Untergrund bewegt. Dass das Vorhang-Auftragswerk sich dabei in einem vorbestimmten Abstand vom Untergrund befindet, hat unter anderem den Vorteil, dass es beispielsweise bei einem Bahnabriss einem geringeren Beschädigungsrisiko ausgesetzt ist. Vorhang-Auftragswerke unterscheiden sich von anderen "kontaktlosen" Auftragswerken, beispielsweise Freistrahl-Düsenauftragswerken, bei welchen die Bewegung des Auftragsmediums vom Auftragswerk zum Untergrund hauptsächlich vom Ausstoßimpuls aus der Abgabedüse des Auftragswerks herrührt, grundlegend, da die Gestalt des aus der Abgabedüse austretenden Vorhangs lediglich dem Wechselspiel zwischen der Oberflächenspannung des Auftragsmediums und der Schwerkraft ausgesetzt ist. Die Oberflächenspannung versucht dabei, den Vorhang, der bezogen auf sein Volumen bzw. seine Querschnittsfläche eine sehr große Oberfläche bzw. Umfangslänge aufweist, zusammenzuziehen, um so seine Oberfläche zu verringern. Diesem Effekt widersetzt sich lediglich die Schwerkraft, die den Vorhang zu strecken sucht. Es ist daher leicht einzusehen, dass es umso schwieriger ist, einen über die gesamte Arbeitsbreite gleichmäßig dicken Auftrgasmedium-Vorhang zu erhalten, je größer diese Arbeitsbreite ist.
Die Beschichtung von Materialbahnen mittels eines Vorhang- Auftragswerks, das der Materialbahn das Auftragsmedium als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden Auftragsmedium-Vorhang bzw. -Schleier zuführt, ist von der Beschichtung von photographischen Filmen, Tonbändern und dergleichen seit langem bekannt. Allerdings weisen die Materialbahnen auf diesen Anwendungsgebieten eine erheblich geringere Breite auf, als dies bei moderenen Anlagen zur Herstellung von Papier- und Pappebahnen der Fall ist, bei denen Materialbahnbreiten von mehr als
10 m gefordert werden. Einen über diese Breite gleichmäßig dicken
Auftragsmedium-Vorhang bilden und stabil halten zu können, ist eine
Aufgabe, bei der es alles andere als naheliegt, sich von den vergleichsweise einfach zu kontrollierenden bekannten schmalen Auftragsmedium-Vorhängen Anregungen für eine funktionstaugliche Lösung zu erwarten. Darüber hinaus bewegen sich die Materialbahnen in modernen Anlagen zur Herstellung von Papier- und Pappebahnen mit Geschwindigkeiten von bis zu 3000 m/min, was ein Vielfaches der Geschwindigkeit ist, mit der sich die bekannten schmalen Materialbahnen bewegen, und überdies eine weitere hohe Belastung für die Stabilität des Auftragsmedium-Vorhangs darstellt. Die DE 1 99 03 559 A1 stellt eine ganze Reihe von Wirkprinzipien vor, welche es ermöglichen sollen, die von der Materialbahn mitgeführte Luftgrenzschicht unmittelbar vor einem Vorhang-Auftragswerk zu schwächen. Auf die Möglichkeiten, die Effizienz dieser Wirkprinzipien zu verbessern, geht diese Druckschrift jedoch nicht ein.
Aus der WO 01 /1 6427 sind eine Vielzahl von Elementen bekannt, die in Laufrichtung der Materialbahn unmittelbar vor dem Vorhang-Auftragswerk gegen die Oberfläche der Materialbahn angestellt sind, um die Luftgrenzschicht an einer Störung des Auftragsmedium-Vorhangs zu hindern.
Zum weiteren Stand der Technik sei der Vollständigkeit halber noch auf die DE 1 97 1 6 647 A1 , die DE 1 99 03 559, die DE 1 98 03 240 A1 , die DE 1 98 29 449 A1 , die EP 0 974 403 A1 , sowie die prioritätsälteren, aber nachveröffentlichten Anmeldungen DE 100 1 2 347 und DE 100 57 734 verwiesen.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Auftrags- Vorrichtungen für den Einsatz in Anlagen zur Herstellung oder/und Veredelung von breiten und sich schnell bewegenden Materialbahnen, vorzugsweise aus Papier oder Karton, weiter zu verbessern, insbesondere was die Schwächung des Einflusses der Luftgrenzschicht anbelangt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, bei welcher die Schwächungsvorrichtung eine Blasvorrichtung und eine Absaugvorrichtung umfasst, wobei die Blasvorrichtung in Laufrichtung des Untergrunds vor dem Auftragswerk angeordnet ist und einen entgegen der Laufrichtung gerichteten Luftstrom erzeugt, und wobei die Absaugvorrichtung in Laufrichtung des Untergrunds vor der Blasvorrichtung angeordnet ist und wenigstens einen Teil des von der Blasvorrichtung erzeugten Luftstroms sowie wenigstens einen Teil der vom Untergrund mitgeführten Luftgrenzschicht absaugt.
Der Einsatz alleine einer Blasvorrichtung und der Einsatz alleine einer Absaugvorrichtung zurVerbesserung derSchwächung der Luftgrenzschicht sind an sich aus der Hauptanmeldung DE 100 12 257 bekannt. Jedoch kommen in beiden Fällen zusätzlich Leisten-, Bürsten- bzw. Schaberelemente zum Einsatz, welche entweder die Luftgrenzschicht vor Eintritt in den Wirkungsbereich der Absaugvorrichtung schwächen oder eine weitere Schwächung der von der Blasvorrichtung bereits vorgeschwächten Restluftgrenzschicht zum Ziel haben. Durch diese die Materialbahn berührenden Teile tritt sowohl an der Materialbahn als auch an der Schwächungsvorrichtung unerwünschter Verschleiß auf, der zum einen die Gefahr eines Bahnrisses birgt und zum anderen einen erhöhten Wartungsaufwand sowie einen erhöhten Einsatz an Ersatzteilen nach sich zieht.
Einem derartigen Verschleiß kann erfindungsgemäß durch den kombinierten Einsatz einer Blasvorrichtung und einer dieser in Laufrichtung der Materialbahn vorgeordneten Absaugvorrichtung vorgebeugt werden. Die Blasvorrichtung hat zum einen die Aufgabe, die an der Oberfläche des laufenden Untergrunds mitgeführte Luftgrenzschichtvorzuschwächen. Zum anderen unterstützt sie die Wirkung der Blasvorrichtung, indem sie den von dieser ausgestoßenen Luftstrom ansaugt und dadurch in seiner Bewegung längs des Untergrunds stabilisiert. Insbesondere weist die erfindungsgemäße Schwächungsvorrichtung keine gegen die Oberfläche der Materialbahn angestellte, d.h. diese berührende, Schwächungselemente auf, sondern ist frei von derartigen Elementen. In diesem Sinne ist die erfindungsgemäße Schwächungsvorrichtung eine rein bzw. ausschließlich berührungslos arbeitende Schwächungsvorrichtung. Die erfindungsgemäß eingesetzte Blasvorrichtung kann einen Blaskasten umfassen, dem im Bereich beider Seitenränder des Untergrunds Luft zugeführt wird. Durch diese beidseitige und vorzugsweise symmetrische Luftzufuhr in den Blaskasten kann ein über die Arbeitsbreite des Untergrunds im Wesentlichen gleichmäßiger Luftstrom erhalten werden, der sich der vom Untergrund mitgeführten Luftgrenzschicht entgegengesetzt gerichtet bewegt. Die Austrittsdüse der Blasvorrichtung kann dabei eine Schlitzdüse oder eine Mehrzahl von Einzeldüsen umfassen.
In analoger Weise kann die erfindungsgemäß eingesetzte Absaugvorrichtung einen Saugkasten umfassen, aus dem lediglich im Bereich eines der Seitenränder des Untergrunds, vorzugsweise im Bereich des triebseitigen Seitenrands, Luft abgesaugt wird. Diese Weiterbildung der Erfindung macht sich zunutze, dass die Absaugvorrichtung hauptsächlich der Vorschwächung der Luftgrenzschicht dient. Daher kann ohne Weiteres auf eine konstruktiv aufwendige und dementsprechend kostspielige beidseitige Absaugung verzichtet werden.
Um durch die Wirkung der Blasvorrichtung auch die Stabilität des Auftragsmediums-Vorhangs verbessern zu können, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass das dem Auftragswerk zugewandte Ende der Blasvorrichtung in Laufrichtung des Untergrunds von der Auftreffposition des Auftragsmediums auf dem Untergrund einen Abstand von zwischen etwa 10 mm und etwa 50 mm aufweist.
Wenn die Blasvorrichtung eine Leitwand aufweist, die in einem vorbestimmten Abstand von dem laufenden Untergrund angeordnet ist, so kann durch diese Leitwand in Zusammenwirkung mit dem Untergrund ein Blaskanal gebildet werden, in dem die von der Blasvorrichtung ausgestoßene Luft der Laufrichtung des Untergrunds entgegengesetzt gerichtet strömt. Hierdurch kann die Effizienz der Einwirkung des von der Blasvorrichtung ausgestoßenen Luftstroms auf die vom Untergrund mitgeführte Luftgrenzschicht verbessert werden. Dieser Effekt ist besonders wirksam, wenn die Leitwand in Laufrichtung des Untergrunds eine Länge von zwischen etwa 300 mm und etwa 500 mm aufweist. Dies entspricht dann, wenn die Blasvorrichtung im Bereich einer Stützwalze angeordnet ist, um welche die Materialbahn zumindest teilweise herumgeführt ist, je nach Walzendurchmesser einem Umschlingungswinkel von etwa 90°.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Absaug- Vorrichtung in Laufrichtung des Untergrunds von dem ihr zugewandten Ende der Leitwand bzw. der Blasvorrichtung einen Abstand von zwischen etwa 0 mm und etwa 50 mm aufweist. Die Blasvorrichtung und die Absaugvorrichtung können somit in Laufrichtung des Untergrunds sowohl unmittelbar aneinander anschließen (Abstand: 0 mm) als auch einen vorbestimmten Abstand voneinander haben, so dass die Saugvorrichtung nicht notwendigerweise die gesamte von der Blasvorrichtung ausgestoßene Luft absaugen können muss.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn der Schwächungsvorrichtung eine Konditionierungsvorrichtung vorgeordnet ist, welche die obersten
Schichten der Luftgrenzschicht im Wesentlichen vollständig entfernt.
Üblicherweise hängt die Effizienz der Schwächungsvorrichtung von verschiedenen Einflüssen ab, beispielsweise der Laufgeschwindigkeit des
Untergrunds. Die Konditionierungsvorrichtung sorgt durch die Entfernung der obersten Bereiche der Luftgrenzschicht dafür, dass die Abhängigkeit von diesen Einflüssen gemindert, wenn nicht gar vollständig unterbunden wird. Zudem braucht die Schwächungsvorrichtung nicht mehr gegen die gesamte Luftgrenzschicht vorzugehen, sondern nur noch gegen den von der Konditionierungsvorrichtung durchgelassenen Teil. Hierdurch wird die Schwächungsvorrichtung entlastet und kann entsprechend leistungsärmer ausgebildet sein. In einer einfachen Ausführungsform kann die Konditionierungsvorrichtung eine sich in Querrichtung des Untergrunds erstreckende Leiste umfassen, die beispielsweise von einem einfachen Blechstreifen gebildet sein kann. Es ist jedoch auch möglich, dass die Konditionierungsvorrichtung aerodynami- sehe Effekte ausnutzt, beispielsweise indem sie in Querrichtung gesehen einen Querschnitt aufweist, der die Gestalt eines auf dem Kopf stehenden Tragflächenprofils hat.
Gute Ergebnisse können beispielsweise dann erzielt werden, wenn die Konditionierungsvorrichtung vom Untergrund in einem Abstand von zwischen etwa 3 mm und etwa 10 mm angeordnet ist. Die Konditionierungsvorrichtung kann selbsttragend ausgebildet oder auch an der Schwächungsvorrichtung angebracht sein.
Wie vorstehend bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße Schwächungsvorrichtung insbesondere bei einer Auftragsvorrichtung eingesetzt werden, welche ein Vorhang-Auftragswerk aufweist, d.h. ein Auftragswerk, welches das Auftragsmedium als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden Vorhang oder Schleier an den Untergrund abgibt.
Festzuhalten ist ferner, dass unter dem Begriff „Luft" im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung jedes Gas oder Gasgemisch verstanden werden kann, das geeignet ist, die vom Untergrund mitgeführte Luftgrenzschicht in schwächendem Sinne zu beeinflussen. Beispielsweise könnte anstelle von Luft auch Stickstoffgas verwendet werden. Der Einsatz von Luft als Behandlungsgas ist lediglich deshalb bevorzugt, weil Druckluft in nahezu jeder Maschinenhalle ohnehin und somit ohne zusätzliche Infrastrukturmaßnahmen und kostengünstig zur Verfügung steht.
Zur Schwächung der Luftgrenzschicht kann zusätzlich oder alternativ ferner vorgesehen sein, dass die Materialbahn im Bereich der Schwächungsvorrichtung, vorzugsweise im Bereich oder unmittelbar vor dem Luftaustritt der Blasvorrichtung, einen gekrümmten Verlauf nimmt. Beispielsweise kann die Materialbahn um eine Stützwalze oder/und um ein Stützband oder/und um einen Stützschuh herumgeführt sein. In Folge des gekrümmten Verlaufs unterliegt die Luftgrenzschicht Fliehkräften, welche die Luftgrenzschicht von der Materialbahn abzuheben suchen und somit die Einwirkung der Schwächungsvorrichtung, insbesondere der Blasvorrichtung, auf die Luftgrenzschicht erleichtern. Der Krümmungsradius des gekrümmten Verlaufs kann dabei zwischen etwa 300 mm und etwa 500 mm betragen. Je kleiner der Krümmungsradius ist, desto größer ist zwar auch die erzeugte Fliehkraft, in der Praxis ist dem Krümmungsradius jedoch durch das Durchbiegungsverhalten der Materialbahn eine untere Grenze gesetzt. Und nach oben sind dem Krümmungsradius zum einen durch die Abnahme der Fliehkraft und zum anderen durch Bauraum-Überlegungen Grenzen gesetzt.
Um von der Bahnführung herrührende Störungen des Fließverhaltens des Auftragsmedium-Vorhangs möglichst klein halten zu können, wird schließlich vorgeschlagen, dass die Materialbahn der Auftreffposition des Auftragsmediums auf den Untergrund von unten her zugeführt wird. Steht ausreichender Bauraum zur Verfügung, so ist grundsätzlich jedoch auch eine Zuführung von oben her denkbar.
Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es stellt dar:
Fig. 1 eine grobschematische Seitenansichten einer erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtungen;
Fig. 2 und 3 schematische, in Laufrichtung genommene Ansichten des Untergrunds einer Blasvorrichtung (Fig. 2) und einer Absaugvorrichtung (Fig. 3) . In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet. Sie umfasst ein Vorhang-Auftragswerk 1 2, aus dessen Abgabedüse 1 4 Auftragsmedium 1 6 als Auftragsmedium-Vorhang 1 8 an einen sich in Laufrichtung L bewegenden Untergrund U abgegeben wird. Die Auftreffposition des Auftragsmedium-Vorhangs 18 auf dem Untergrund U ist in Fig. 1 mit P bezeichnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Untergrund U von der Oberfläche 20a einer Materialbahn 20 gebildet, auf die das Auftragsmedium 1 6 als Auftragsschicht 22 aufgebracht wird.
Zur Schwächung der vom Untergund U an seiner Oberfläche mitgeführten Luftgrenzschicht G ist in Laufrichtung L vor dem Auftragswerk 1 2 eine Schwächungsvorrichtung 24 vorgesehen. Diese Schwächungsvorrichtung 24 umfasst zum einen eine Blasvorrichtung 26 mit einem Blaskasten 28 und zum anderen eine Absaugvorrichtung 30 mit einem Saugkasten 32.
Der Blaskasten 28 ist bezogen auf die Laufrichtung L des Untergrunds U unmittelbar stromaufwärts des Auftragswerks 1 2 und insbesondere des Auftragsmedium-Vorhangs 1 δ angeordnet. Insbesondere weistdie Blasdüse 28a vom Auftragsmedium-Vorhang 18 einen Abstand a auf, der vorzugs- weise zwischen etwa 10 mm und etwa 50 mm beträgt. Die Blasdüse 28a stößt einen zur Laufrichtung L entgegengesetzt gerichteten Luftstrom 34 aus, der sich in einem von einer Leitwand 28b des Blaskastens 28 und dem Untergrund U gebildeten Blaskanal 36 bewegt und den Einfluss der Luftgrenzschicht G auf den Auftragsmedium-Vorhang 18 schwächt. Diese Leitwand 28b weist eine Länge b von zwischen etwa 300 mm und etwa 500 mm auf.
In einem Abstand c ist bezogen auf die Laufrichtung L stromaufwärts des Blaskastens 28 der Saugkasten 32 angeordnet. Dieser Saugkasten 32 hat zum einen die Aufgabe, die Luftgrenzschicht G zu schwächen, indem er sie vom Untergrund U absaugt. Dies ist in Fig. 1 durch die relativ zum Untergrund U schräg verlaufenden Striche angedeutet. Zum anderen hat der Saugkasten 32 aber auch die Aufgabe, die vom Blaskasten 28 ausgestoßene Luftströmung 34 zu stabilisieren, insbesondere an der Oberfläche des Untergrunds U zu halten, indem er auch sie aus dem Blaskanal 36 absaugt. Dies ist in Fig. 1 durch die vom Untergrund U abhebenden kleinen Pfeile angedeutet. Dieser letztgenannte Aufgabe kann der Saugkasten 32 insbesondere dann in wirksamer Weise nachkommen, wenn er unmittelbar vor dem Blaskasten 28 angeordnet ist, d.h. unmittelbar an diesen anschließt (c = 0 mm) .
Schließlich ist in Fig. 1 stromaufwärts der Absaug Vorrichtung 30 noch eine Konditioniereinrichtung in Form einer Vierkantleiste 38 angeordnet. Diese Konditionierleiste 38 hat die Aufgabe, die obersten Schichten der Luftgrenzschicht G abzuheben, bevor die untergrundnahen Bereiche der Luftgrenzschicht dem Saugkasten 32 zugeführt werden. In Folge dieser relativ einfach vorzusehenden Schwächung der Luftgrenzschicht G kann die Absaugvorrichtung 30 leistungsärmer und somit kostengünstiger bereitgestellt werden. Darüber hinaus variiert die Stärke der Luftgrenzschicht G im Anschluss an die Konditionierleiste 38 nicht mehr so stark in Abhängigkeit von den Betriebsparametern der Auftragsvorrichtung 10, als dies ohne die Konditionierleiste 38 der Fall ist.
Mit Bezug auf Fig. 2 ist noch nachzutragen, dass die Blasvorrichtung 26 dem Blaskasten 28 die Luft beidseitig zuführt. D.h. die Zuführleitung 28c teilt sich in zwei Zweigleitungen 28d und 28e, die in den Saugkasten 28 bezogen auf die Querrichtung bzw. Arbeitsbreitenrichtung Q des Untergrunds U in dessen triebseitige Stirnseite 28f bzw. führungsseitige Stirnfläche 28g münden. Durch diese beidseitige Luftzufuhr kann ein in Querrichtung Q gleichmäßigerer Luftstrom 36 erhalten werden.
Demgegenüber wird die Luft aus dem Saugkasten 32 der Saugvorrichtung 30 lediglich an einer Stirnseite 32a des Saugkastens 32 abgesaugt, und zwar vorzugsweise an der triebseitigen Stirnseite des Saugkastens 32, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Zu Fig. 1 ist noch nachzutragen, dass die Materialbahn 20 im Bereich der Blasvorrichtung 26 um eine Stützwalze 40 herumgeführt ist. In Folge des gekrümmten Bahnverlaufs unterliegt die Luftgrenzschicht G einer Fliehkraft, die sie von der Materialbahn 20 zu lösen sucht, was die Einwirkung der Blasvorrichtung 26 auf die Luftgrenzschicht G erleichtert. Darüber hinaus wird die Materialbahn 20 der Stützwalze 40 von unten her zugeführt, um den Auftragsmedium-Vorhang 18 nicht in seinem Fließverhalten zu stören.

Claims

Ansprüche
Vorrichtung (10) zum Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium (1 6) mittels eines Auftragswerks (1 2) auf einen laufenden Untergrund (U), wobei der Untergrund (U) bei direktem Auftrag die Oberfläche (20a) einer Materialbahn (20), insbesondere aus Papier oder Karton, und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragselements, vorzugsweise einer Übertragswalze, ist, welches das Auftragsmedium dann an die Oberfläche der Materialbahn überträgt, und wobei in Laufrichtung (L) des Untergrundes (U) vor dem Auftragswerk (1 2) eine Vorrichtung (24) zur Schwächung der von dem Untergrund (U) mitgeführten Luftgrenzschicht (G) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächungsvorrichtung (24) eine Blasvorrichtung (26) und eine Absaugvorrichtung (30) umfasst, wobei die Blasvorrichtung (26) in Laufrichtung (L) des Untergrunds (U) vor dem Auftragswerk (1 2) angeordnet ist und einen entgegen der Laufrichtung (L) gerichteten Luftstrom (36) erzeugt, und wobei die Absaugvorrichtung (30) in Laufrichtung (L) des
Untergrunds (U) vor der Blasvorrichtung (26) angeordnet ist und wenigstens einen Teil des von der Blasvorrichtung (26) erzeugten
Luftstroms (36) sowie wenigstens einen Teil der vom Untergrund (U) mitgeführten Luftgrenzschicht (G) absaugt.
2. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Blasvorrichtung (26) einen Blaskasten (28) umfasst, dem im Bereich beider Seitenränder des Untergrunds (U) Luft zugeführt wird.
3. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugvorrichtung (30) einen Saugkasten (32) umfasst, aus dem lediglich im Bereich eines der Seitenränder des Untergrunds (U), vorzugsweise im Bereich des triebseitigen Seitenrands, Luft abgesaugt wird.
4. Auftragsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Auftragswerk (1 2) zugewandte Ende der Blasvorrichtung (26) in Laufrichtung (L) des Untergrunds (U) von der Auftreffposition (P) des Auftragsmediums
(1 6) auf dem Untergrund (U) einen Abstand (a) von zwischen etwa 10 mm und etwa 50 mm aufweist.
5. Auftragsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasvorrichtung (26) eine
Leitwand (28b) aufweist, die in einem vorbestimmten Abstand (a) von dem laufenden Untergrund (U) angeordnet ist.
6. Auftragsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitwand (28b) in Laufrichtung (L) des Untergrunds (U) eine Länge (b) von zwischen etwa 300 mm und etwa 500 mm aufweist.
7. Auftragsvorrichtung nach einem der vorhergehdenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugvorrichtung (30) in
Laufrichtung (L) des Untergrunds (U) von dem ihr zugewandten Ende der Leitwand (28b) bzw. der Blasvorrichtung (26) einen Abstand (c) von zwischen etwa 0 mm und etwa 50 mm aufweist.
8. Auftragsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsdüse (28a) der Blasvorrichtung (26) eine Schlitzdüse oder eine Mehrzahl von Einzeldüsen umfasst.
9. Auftragsvorichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwächungsvorrichtung (24) eine Konditionierungsvorrichtung (38) vorgeordnet ist, welche die obersten Schichten der Luftgrenzschicht (G) im Wesentlichen vollständig entfernt.
1 0. Auftragsvorichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditionierungsvorrichtung (38) eine sich in Querrichtung (Q) des Untergrunds (U) erstreckende Leiste umfasst.
1 1 . Auftragsvorichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditionierungsvorrichtung (38) vom Untergrund (U) in einem Abstand von zwischen etwa 3 mm und etwa 10 mm angeordnet ist.
1 2. Auftragsvorichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Untergrund (U) im Bereich der Schwächungsvorrichtung (24), vorzugsweise im Bereich oder unmittelbar vor dem Luftaustritt (28a) der Blasvorrichtung (26), einen gekrümmten Verlauf nimmt.
1 3. Auftragsvorichtung nach Anspruch 1 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (20) um eine Stützwalze (40) oder/und um ein Stützband oder/und um einen Stützschuh herumgeführt ist.
14. Auftragsvorichtung nach Anspruch 1 2 oder 1 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius (R) des gekrümmten Verlaufs zwischen etwa 300 mm und etwa 500 mm beträgt.
1 5. Auftragsvorichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Untergrund (U) der Auftreffposition (P) des Auftragsmediums (1 6) auf den Untergrund (U) von unten zugeführt wird.
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