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Dokumentenidentifikation DE10012465A1 11.10.2001
Titel Vorrichtung zum Beschichten einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn
Anmelder Jagenberg Papiertechnik GmbH, 41468 Neuss, DE
Erfinder Klupp, Alexander, 41812 Erkelenz, DE;
Becker, Ingo, 50859 Köln, DE
Vertreter Thul, H., Dipl.-Phys., 40476 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 15.03.2000
DE-Aktenzeichen 10012465
Offenlegungstag 11.10.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.10.2001
IPC-Hauptklasse B05C 1/08
IPC-Nebenklasse D21H 23/38   D21H 23/56   B30B 3/00   
Zusammenfassung Zum Beschichten von Papier- und Kartonbahnen (8) sind Vorrichtungen bekannt, die zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell (4) gelagerte Preßwalzen (2, 3) aufweisen, von denen eine Preßwalze (3) mittels eines Stellelements (5) gegen die andere Preßwalze (2) umfänglich andrückbar ist, um einen Preßspalt (7) zu bilden, durch den die Bahn (8) geführt wird. Zumindest eine Preßwalze (2, 3) enthält ein Auftrag- und Dosiersystem (10, 11), das einen dosierten Film von Beschichtungsmaterial auf den Mantel der Preßwalze (2, 3) aufträgt, der anschließend in Preßspalt (7) an die Bahn (8) übergeben wird.
Nach der Erfindung ist zwischen den beiden Preßwalzen (2, 3) eine Druckfeder (13, 14) angeordnet, die im Preßspalt (7) eine die Preßwalzen (2, 3) auseinander drückende Gegenkraft erzeugt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell gelagerten Preßwalzen, von denen eine Preßwalze mittels eines Stellelements gegen die andere Preßwalze umfänglich andrückbar ist, um einen Preßspalt zu bilden, durch den die Materialbahn geführt wird, und mit einem Auftrag- und Dosiersystem für zumindest eine Preßwalze.

Zum beidseitigem Auftragen von Leim, Stärke, CMC, synthetischen 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. Aus der DE-A 44 31 202 ist eine sogenannte Filmpresse bekannt, bei der an jeder Preßwalze ein Auftrag- und Dosiersystem angeordnet ist, das einen dosierten Film von Beschichtungsmaterial zunächst auf deren Mantel aufträgt, der anschließend in dem Preßspalt an die Bahn übergeben wird. Eine der beiden Preßwalzen ist gegen die andere schwenkbar im Gestell gelagert und kann mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit als Stellelement umfänglich gegen die andere Preßwalze gepreßt werden.

Filmpressen werden auch eingesetzt, um Papier- oder Kartonbahnen mit Pigmentstreichfarbe zu streichen, also eine abdeckende Schicht auf die Oberfläche gleichmäßig aufzutragen. Beim Auftragen von Streichfarbe muß darauf geachtet werden, daß nicht zuviel Farbe beim Durchlauf durch den Preßspalt in die Bahn hineingedrückt wird. Man ist daher bestrebt, einen möglichst geringen Liniendruck zwischen den beiden Preßwalzen einzustellen. Dabei hat es sich gezeigt, daß ein gewünschter Liniendruck nahe 0 N/m nicht realisiert werden kann, da bei zu geringem Druck in dem hydraulischen oder pneumatischen Stellelement die angeschwenkte Preßwalze in einen instabilen Zustand gerät. Der Preßspalt zwischen den beiden Preßwalzen wird instabil mit negativen Auswirkungen auf die Qualität der beschichteten Bahn.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Beschichtungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß ein geringer Liniendruck im Preßspalt zwischen den beiden Preßwalzen eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen den beiden Preßwalzen eine Druckfeder angeordnet ist, die im Preßspalt eine die Preßwalzen auseinander drückende Gegenkraft erzeugt.

Die Gegenkraft ermöglicht es, einen für einen stabilen Betrieb der Vorrichtung ausreichenden Druck in dem anpressenden hydraulischen oder pneumatischen Stellelement aufzubauen und zugleich den Liniendruck im Preßspalt sehr gering einzustellen.

Als weiterer Vorteil tritt hinzu, daß die Druckfeder äußere Störeinflüsse auf die Geometrie des Preßspalts, insbesondere thermische Einflüsse, weitgehend kompensiert.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung.

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

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine Gesamtansicht einer Filmpresse.

Fig. 2 zeigt als Prinzipsskizze die Anordnung und Wirkungsweise der Druckfeder zwischen den Preßwalzen.

Fig. 3 zeigt als Seitenansicht einen Ausschnitt einer Vorrichtung, bei der die Gegenkraft einstellbar ist.

Die in Fig. 1 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 anpressbar gelagert ist. Die bewegbare Preßwalze 3 ist zwischen zwei seitlichen Schwenkhebeln 4 aufgehängt, die mittels einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit als Stellelement 5 um eine Schwenkachse 6 in Richtung zur Preßwalze 2 und von dieser weg schwenkbar im Gestell 1 gelagert sind. Mittels des Stellelements 5 läßt sich so die Preßwalze 3 umfänglich gegen die Preßwalze 2 drücken. Alternativ kann auch eine pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit als Stellelement 5 eingesetzt werden. Ebenso kann ein Pneumatikbalg ohne Kolben als Stellelement 5 verwendet werden, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Beim Anschwenken der Preßwalze 3 gegen die Preßwalze 2 bildet sich ein Preßspalt 7, dem die zu beschichtene Papierbahn 8 von einer Leitrolle 9 von oben zugeführt wird. Bevorzugt sind die beiden Preßwalzen 2, 3 auf ihrer Mantelfläche gummiert.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung zum beidseitigen Beschichten wird dem Preßspalt 7 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 Auftragkammer auf, in die Beschichtungsmaterial unter Druck zugeführt wird. Auslaufseitig wird jede Auftragkammer 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 Erhebungen und Vertiefung aufweisender Oberfläche eingesetzt, mit der volumetrisch dosiert werden kann. Bevorzugt werden Rakelstangen mit Umfangsrillen eingesetzt.

Das dosiert auf den Mantelflächen der Preßwalzen 2, 3 aufgetragene Beschichtungsmaterial 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.

Der Liniendruck zwischen den beiden Preßwalzen 2, 3 wird über den hydraulischen oder pneumatischen Druck in dem Stellelement 5 eingestellt, der über ein Proportionalventil variiert werden kann. Um eine einwandfreie Funktion der Vorrichtung zu gewährleisten, ist ein Mindestdruck in dem Stellelement 5 erforderlich. Dieser Mindestdruck ist als Liniendruck zwischen den beiden Preßwalzen 2, 3 für bestimmte Oberflächenbeschichtungen mit Pigmentstreichfarbe zu groß, da zuviel Farbe in die Papier- oder Kartonbahn 8 eingepreßt würde.

Damit der Liniendruck im Preßspalt 7 unter den Mindestdruck für das Stellelement 5 abgesenkt werden kann, ist zwischen den beiden Preßwalzen 2, 3 zumindest eine Druckfeder 13, 14 angeordnet, die im Preßspalt 7 eine die Preßwalzen 2, 3 auseinander drückende Gegenkraft erzeugt. Bevorzugt sind an jeder Längsseite der Vorrichtung jeweils zwei Federn 13, 14 zwischen den Lagergehäusen 15, 16 der Preßwalzen 2, 3 angeordnet, die von einem Distanzbolzen 17 auf einen einstellbaren Abstand gehalten werden. Der Distanzbolzen 17 überträgt die Preßkraft des Stellelements 5 gegen die Kraft der Federn 13, 14 auf die Lagergehäuse 15, 16 und somit auf die Preßwalzen 2, 3.

Die Federn 13, 14 sind so gestaltet, daß sie eine weitgehend konstante Federkonstante haben, so daß die Gegenkraft linear mit der Abstandsverringerung der beiden Preßwalzen 2, 3 voneinander zunimmt. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 sind die Federn 13, 14 als sich an dem jeweiligen Lagergehäuse 15, 16 abstützende Blattfedern gestaltet. Sie haben einen Federweg, der ausreicht, in Verbindung mit der Federkonstante einen so großen Gegendruck aufzubauen, daß bei dem erforderlichen Mindestdruck des Stellelements 5 der Liniendruck zwischen den Preßwalzen 2, 3 gegen Null eingestellt werden kann.

Bevorzugt ist die Länge des Distanzbolzen 17 veränderbar, damit die Grundposition eingestellt werden kann, in der die Gegenkraft der Federn 13, 14 wirksam wird. Wie in Fig. 3 dargestellt, weist der Distanzbolzen 17 an einer Seite eine Gelenkkugel auf, die in einer außen an der Feder 14 befestigten Gelenkpfanne 18 gelagert ist. Über das entgegengesetzte Ende des Bolzens 17 ist eine Hülse 19 geschraubt, deren axiale Position relativ zum Bolzen 17 verstellt werden kann. Das kugelschalenförmige Ende der Hülse 19 ist ebenfalls in einer Gelenkpfanne gelagert, die an der Außenseite der zweiten Feder 13 befestigt ist. Diese Konstruktion ermöglicht neben der Veränderung der wirksamen Länge des Bolzens 17 eine Schwenkbewegung des Bolzens 17 relativ zu den Lagergehäusen 15, 16, damit die Anschwenkbewegung der Preßwalze 3 gegen die Preßwalze 2 nicht beeinträchtigt wird. Damit der Distanzbolzen 17 beim Abschwenken der Preßwalze 3 nicht abknickt, wird er in der Gelenkpfanne 18 von einem Spannring 20 in seiner Position gehalten. Durch Entfernen des Spannrings 20 kann der Distanzbolzen 17 mit der aufgeschraubten Hülse 19 komplett herausgenommen werden, falls die Vorrichtung ohne Wirkung der Federn 13, 14 betrieben werden soll.

Vor dem erstmaligen Betrieb der Vorrichtung und nach jedem Walzenwechsel wird zunächst als Grundeinstellung die wirksame Länge des Distanzbolzens 17 so eingestellt, das die Preßwalze 2, 3 bei dem für das Stellelement 5 erforderlichen Mindestdruck den Abstand 0 Millimeter zueinander haben. Der für eine optimale Beschichtung erforderliche Liniendruck zwischen den Preßwalzen 2, 3 wird anschließend durch Erhöhung des Drucks in dem Stellelement 5 eingestellt. Der Druck des Stellelements 5 wird so variiert, daß die beiden Preßwalzen 2, 3 an jeder Längsseite den gleichen Abstand voneinander haben und so die Linienkraft über die gesamte axiale Länge beider Preßwalzen 2, 3 gleichmäßig ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Beschichten einer Materialbahn (8), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn,
    1. - mit zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell (4) gelagerten Preßwalzen (2, 3), von denen eine Preßwalze (3) mittels eines Stellelements (5) gegen die andere Preßwalze (2) umfänglich andrückbar ist, um einen Preßspalt (7) zu bilden, durch den die Materialbahn (8) geführt wird, und
    2. - mit einem Auftrag- und Dosiersystem (10, 11) für zumindest eine Preßwalze (2, 3),
    dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Preßwalzen (2, 3) eine Druckfeder (13, 14) angeordnet ist, die im Preßspalt (7) eine die Preßwalzen (2, 3) auseinander drückende Gegenkraft erzeugt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (13, 14) an der Längsseite der Vorrichtung zwischen den Lagergehäusen (15, 16) der Preßwalzen (2, 3) angeordnet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Distanzbolzen (17) mit veränderbarer Länge die Preßkraft des Stellelements (5) gegen die Kraft der Feder (13, 14) auf die Preßwalzen (2, 3) überträgt.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzbolzen (17) an seinen Enden gelenkig gelagert ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzbolzen (17) zwischen zwei Federn (13, 14) angeordnet ist, die sich jeweils an einem Lagergehäuse (15, 16) einer Preßwalze (2, 3) abstützen.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (5) eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit oder eine Pheumatikbalg ist.






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