DE19627688A1 - Dosiersystem für Vorrichtungen zum Beschichten von Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Dosiersystem für Vorrichtungen zum Beschichten von laufenden Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zum Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen mit Streichfarbe werden bekannterwei­ se Vorrichtungen eingesetzt, die ein Auftragssystem zum Auftragen von Streichfarbe im Überschuß und ein nachfolgendes Dosiersystem mit einem Dosierelement aufweisen, das den Überschuß bis auf das gewünschte Strichgewicht wieder abrakelt. Das Auftragen und Dosieren erfolgt entweder direkt auf die Bahn in einem Bereich, in dem diese von einer Walze umgelenkt und abgestützt wird, oder die Streichfarbe wird zunächst auf eine Übergabewalze aufgetragen und dosiert, die anschließend den dosierten Film von Streichfarbe an die Bahn übergibt.

Bei den bekannten Dosiersystemen mit einem elastischen Schabermesser als Dosierele­ ment ist das Schabermesser mit seinem Fuß in einem Klemmbalken eingespannt und wird unterhalb seiner Spitze von einer Abstützleiste abgestützt. Die Einstellung des Strichge­ wichts erfolgt über den Anpreßdruck des Schabermessers an die von der Bahn um­ schlungene Gegenwalze oder die Übergabewalze. Der Anpreßdruck wird unter anderem von der Vorspannung des Schabermessers beeinflußt, die über die relative Position des fest eingeklemmten Schabermesserflusses zu der das Schabermesser abstützenden Abstützleiste eingestellt wird. Um Strichqualitätseinbußen zu vermeiden, ist es bei einer Variation des Anpreßdrucks erforderlich, die Geometrie der Schabermesserspitze im wesentlichen konstant zu halten.

Beim Streichen von Papier- oder Kartonbahnen treten produktionsbedingte Schwankun­ gen im Querprofil der Bahnen auf, die es erforderlich machen, den Anpreßdruck des Schabermessers über die Arbeitsbreite lokal unterschiedlich einzustellen, um einen gleichmäßigen Strich zu erhalten.

Dazu ist aus der DE-A 37 29 621 ein gattungsgemäßes Dosiersystem bekannt, bei dem unterhalb der Abstützleiste über die Schabermesserbreite eine Reihe von Verstellelemen­ ten angeordnet sind, die unabhängig voneinander auf einzelne Bereiche des Schabermes­ sers einwirken. Als Verstellelemente werden unter anderem Pneumatikelemente verwendet, die an einem biegsam ausgebildeten Klemmbalken angreifen. Nach einer anderen Ausführungsform bestehen die Verstellelemente aus mehreren, über die Arbeitsbreite nebeneinander angeordneten, unabhängig mit Druck beaufschlagbaren Druckkammern, die jeweils eine dem Schabermesser zugewandte elastische Wand aufweisen und anstelle einer manuell profilierbaren Abstützleiste eingesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dosiersystem zu schaffen, das eine zu automatisierende lokal unterschiedliche Beeinflussung des Anpreßdrucks des Schaber­ messers zur Vergleichmäßigung des Querprofils der beschichteten Bahn mit konstruktiv einfachen, nachträglich ohne große Änderungen am Dosiersystem einbaubaren Elementen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Verstellelemente ist zur Beeinflussung des Anpreßdrucks des Schabermessers ein relativ geringer Kraftaufwand erforderlich. Es können so einfache, wenig Bauraum benötigende Elemente eingesetzt werden. Die Verstellelemente können in die Abstützleiste integriert oder auf deren Oberseite befestigt werden. Bei einem nachträglichen Einbau braucht somit nur die Abstützleiste angepaßt zu werden.

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

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

Fig. 1
zeigt in Seitenansicht einen Ausschnitt aus einem Dosiersystem mit einer Profilierleiste, die von einem in Druckkammern unterteilten Druckschlauch verbogen wird.

Fig. 2
zeigt ein Dosiersystem, bei dem die Profilierleiste von Pneumatikzylindern verbogen wird.

Fig. 3
zeigt als Draufsicht ausschnittsweise die Profilierleiste und die Pneumatikzylinder nach Fig. 2.

Fig. 4
zeigt die Seitenansicht eines Dosiersystems mit Membranzylindern als Verstellelementen.

Fig. 5
zeigt ausschnittsweise eine Ansicht in Richtung des Pfeils X von Fig. 4.

Das Dosiersystem ist im Bereich einer mittels eines Antriebs drehbaren Walze 1 angeordnet, die beim direkten Dosieren im Bereich des Dosiersystems eine Papier- oder Kartonbahn 2 umlenkt und abstützt, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Beim indirekten Dosieren arbeitet das Dosiersystem gegen eine Übergabewalze, die im Anschluß an das Dosiersystem den dosierten Streichfarbenfilm an die Papier- oder Kartonbahn abgibt.

Das Dosiersystem enthält einen sich über die Arbeitsbreite der Beschichtungsvorrichtung erstreckenden Schaberbalken 3, in dem ein Klemmbalken 4 in Richtung zur Gegenwalze 1 verschiebbar gelagert ist. An seinem der Gegenwalze 1 zugewandten Ende enthält der Klemmbalken 4 eine Klemmleiste 5, mit der ein elastisches Schabermesser 6 aus Federstahl mit dem Fuß auswechselbar festgeklemmt ist. Auf der Oberseite des Schaberbalkens 3 ist eine das Schabermesser 6 an seine Rückseite abstützende Abstütz­ leiste 7 befestigt, die sich ebenfalls über die gesamte Arbeitsbreite erstreckt. Zur Einstellung des Bladewinkels (= Winkel zwischen dem Schabermesser 6 oberhalb der Abstützleiste 7 und der Tangente im Berührpunkt an die Gegenwalze 1) ist der Schaberbalken 3 im Gestell der Beschichtungsvorrichtung um die Berührungslinie der Schabermesserspitze schwenkbar gelagert. Die Bewegbarkeit des Klemmbalkens 4 relativ zur Abstützleiste 7 ermöglicht es, die Vorspannung des Schabermessers 6 einzustellen, von der die das Strichgewicht entscheidend beeinflussende Anpreßkraft des Schabermes­ sers 6 an die Gegenwalze 1 bestimmt wird.

In Bahnlaufrichtung vor dem Dosiersystem ist ein übliches Auftragssystem, z. B. ein Walzenauftragwerk oder ein Düsenauftragwerk, angeordnet, von dem Streichfarbe 8 im Überschuß auf die Bahn 2 aufgetragen wird. Das Schabermesser 6 rakelt den Überschuß 9 bis auf das gewünschte Strichgewicht wieder ab.

Um den Anpreßdruck des Schabermessers 6 an die Gegenwalze 1 zur Erzielung eines gleichmäßigen Strichprofils über die Arbeitsbreite lokal unterschiedlich einstellen zu können, ist oberhalb der Berührungslinie der Abstützleiste 7 an dem Schabermesser 6 eine Reihe von Verstellelementen 10 angeordnet, die unabhängig voneinander auf einzelne Bereiche des Schabermessers 6 einwirken können. Die über die Arbeitsbreite nebeneinander aufgereihten Verstellelemente 10 können durch Drücken gegen die der Walze 1 abgewandte Rückseite des Schabermessers 6 in dem entsprechenden Bereich eine einstellbare Kraft einleiten.

Bevorzugt sind die Verstellelemente 10 ganz (Fig. 1) oder teilweise (Fig. 2) auf der Oberseite der Abstützleiste 7 befestigt, oder sie sind in die Abstützleiste 7 integriert (Fig. 4). Beim Nachrüsten eines Dosiersystems mit den erfindungsgemäßen Verstelle­ lementen 10 braucht somit als einziges Bauteil nur die Abstützleiste 7 entsprechend angepaßt zu werden.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 ist die Oberseite der Abstützleiste 7 ebenflächig ausgebildet. Sie dient zugleich als untere Lagerfläche einer aufliegenden Profilierleiste 11, die so gestaltet ist, daß sie segmentweise in Richtung zum Schaber­ messer 6 verformt werden kann. Die Profilierleiste 11 besteht aus einem dünnen Federblech von 0,5 mm bis 4 mm, bevorzugt 1,5 mm bis 2,5 mm, Dicke und 200 mm bis 400 mm Breite, das in seiner Länge über die gesamte Arbeitsbreite, i. e. die maximale Bahnbreite, reicht. Die Profilierleiste 11 ist kammförmig mit einer durchge­ henden Vorderkante 12 von 10 mm bis 70 mm Breite und einer Reihe von durch Längsschlitze getrennten Zungen 13 ausgebildet, deren Anzahl und Abstand voneinander so gewählt ist, daß über die Arbeitsbreite alle 50 mm bis 150 mm eine Zunge 13 als Stellglied vorhanden ist (Fig. 3). Durch diesen Aufbau ist die am Schabermesser 6 anliegende Vorderkante 12 in Richtung zum Schabermesser 6 hin ausreichend flexibel, um durch eine Verschiebung einer Zunge 13 in diese Richtung elastisch verformt werden zu können. Alternativ kann die Profilierleiste 11 aus einzelnen Segmenten zusammenge­ setzt sein. Die Segmente sind dann so nah nebeneinander angeordnet, daß ihre Vorderkannten 12 einem Abstand von weniger als 30 mm voneinander aufweisen.

Die Profilierleiste 11 ist zwischen der Oberseite der Abstützleiste 7 und einer sich parallel zu dieser erstreckenden Führungsleiste 14 gelagert, die auf der Abstützleiste 7 so festgeschraubt ist, daß die Bewegung der Profilierleiste 11 in Richtung zum Schabermes­ ser 6 nicht behindert wird. Zweckmäßigerweise erfolgt die Befestigung der Führungslei­ ste 14 auf der Abstützleiste 7 durch im Bereich der Längsschlitze angeordnete Stell­ schrauben, mit denen sich zugleich der gewünschte Abstand zwischen der Abstützleiste 7 und der Führungsleiste 14 einstellen läßt. Um das Eindringen von Beschichtungsmaterial in die Lagerung der Profilierleiste 11 zu verhindern, ist in die Vorderkante der Führungsleiste 14 eine Dichtleiste 15 eingelegt, die dichtend an der herausragenden Vorderkante 12 der Profilierleiste 11 anliegt (Fig. 2).

Bei allen Ausführungsbeispielen sind über die Arbeitsbreite eine Reihe von getrennt steuerbaren Krafterzeugungselementen angeordnet, mit denen sich in die einzelnen Bereiche des Schabermessers 6 eine im wesentlichen wegunabhängige, gegen die Walze 1 gerichtete Kraft einleiten läßt, um die Anpreßkraft des Schabermessers 6 an die Walze 1 in diesem Bereich zu beeinflussen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weisen die Abstützleiste 7 und die Führungs­ leiste 11 in ihrem rückwärtigen Bereich jeweils eine Quernut auf und bilden so einen parallel zum Schabermesser 6 verlaufenden Kanal, in den ein Druckschlauch 16 eingelegt ist. Der Druckschlauch 16 ist über die Arbeitsbreite in einzelne, getrennt mit Druckluft beaufschlagbare Druckkammern unterteilt, die jeweils am Ende einer Zunge 13 der Profilierleiste 11 anliegen. Bei einer Beaufschlagung mit Druckluft über eine Leitung 19 drückt jede Druckkammer die entsprechende Zunge 13 der Profilierleiste 11 in Richtung zur Walze 1 und verbiegt so die durchgehende Vorderkante 12 in den entsprechenden Bereich. Bevorzugt sind die Enden der Zungen 13 mit der zugehörigen Druckkammer des Druckschlauchs 16 verbunden, z. B. indem sie anvulkanisiert sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 werden als Krafterzeugungselemente Pneuma­ tikzylinder 17 verwendet, deren Kolbenstange jeweils mit dem Ende der Zungen 13 der Profilierleiste 11 verbunden ist. Um eine feinfühlige Querprofilierung zu erreichen, sind die Pneumatikzylinder 17 über die Arbeitsbreite in einem Abstand von ca. 80 mm voneinander angeordnet. Sie sind hinter der Abstützleiste 7 in einem Halter 18 gelagert, der auf der Oberseite des Schaberbalkens 3 befestigt ist. Die Versorgung der einzelnen Zylinder mit Druckluft erfolgt über Druckluftleitungen 19, die durch das rückwärtige Ende des Halters 18 geführt sind. Bei dieser Ausführungsform reicht die Profilierleiste 11 an der dem Schabermesser 6 abgewandten Seite über den Bereich der Abstützleiste 7 hinaus, damit die Zungen 13 an den Kolbenstangen der Pneumatikzylinder 17 befestigt werden können und zugleich ein ausreichend großer Stellweg vorhanden ist.

Anstelle von Druckschläuchen oder Pneumatikzylindern können als Krafterzeugungsele­ mente auch piezoelektrische Verstellelemente, hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten etc. verwendet werden, deren erzeugte Kraft im wesentlichen wegunabhängig ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind die Verstellelemente in die Abstützleiste 7 integriert. Sie leiten eine Kraft direkt, also ohne Übertragung durch eine Profilierleiste, in die entsprechenden Bereiche des Schabermessers 6 ein.

Die Abstützleiste 7 ist im Querschnitt so gestaltet, daß in ihrem unteren Bereich ein geradliniger und wulstförmiger Vorsprung 20 das Schabermesser 6 über die gesamte Breite abstützt. Oberhalb des wulstförmigen Vorsprungs 20 ist die Abstützleiste 7 als Halter für die unterhalb der Schabermesserspitze einwirkenden Verstellelemente 10 ausgebildet. Bevorzugt werden bei dieser Ausführungsform als Verstellelemente 10 einfach wirkende, pneumatische Membranzylinder ohne Kolben eingesetzt, deren Kolbenstange 21 als Druckfläche ausgebildet ist. Die Druckfläche kehrt bei einer Entlüftung der Membran durch deren elastische Spannung selbsttätig wieder in die Ausgangslage zurück. Die von derartigen Membranzylindern erzeugten Kräfte sind über einen weiten Bereich des Hubes der Kolbenstange 21 wegunabhängig. Die Membranzy­ linder weisen die Form einer Leiste auf und sind mit einander stoßenden Schmalseiten fluchtend aufgereiht über die Arbeitsbreite angeordnet, damit die Druckflächen möglichst geringen Abstand voneinander haben. Leistenförmig aufgebaute Membranzylinder mit diesen Merkmalen sind bekannt, sie werden in verschiedenen technischen Gebieten als Spannmodule eingesetzt.

Um das Querprofil über die Arbeitsbreite ausreichend genau regeln zu können, werden Membranzylinder mit einer in Richtung der Arbeitsbreite, also parallel zur Achse der Walze 1 gemessenen Länge von 40 mm bis 200 mm, bevorzugt von ca. 80 mm, eingesetzt. Ihre Breite senkrecht zu ihrer Hubrichtung beträgt 15 mm bis 30 mm. Jeder Membranzylinder ist von seiner Rückseite her getrennt mit Druckluft beaufschlagbar. Die Druckluftleitungen 22 werden durch entsprechende Bohrungen in der Abstützleiste und durch das Innere des Schaberbalkens 3 zu einer nicht dargestellten Druckluftquelle geführt, wobei der Druck in jeder Leitung 22 über eine Steuereinrichtung getrennt steuerbar ist.

Bevorzugt weist jedes Verstellelement 10 Mittel auf, mit denen es zu einer Schwingung von vorzugsweise 1 bis 5 Hz in Richtung zum Schabermesser 6 und zurück angeregt werden kann. Dann lassen sich die einzelnen Verstellelemente 10 zusätzlich dazu verwenden, durch Schütteln an dem Schabermesser 6 Ablagerungen von Beschichtungs­ material an der Schabermesserspitze in dem entsprechenden Bereich zu entfernen. Derartige Ablagerungen führen zu unerwünschten Streifen in der beschichteten Papier- oder Kartonbahn 2.

Claims (7)

1. Dosiersystem für Vorrichtungen zum Beschichten von Materialbahnen (2), inbesondere Papier- oder Kartonbahnen,

• - mit einem elastischen Schabermesser (6) dessen Fuß in einem Klemmbalken (4) festgeklemmt ist und das unterhalb seiner Spitze von einer Abstützleiste (7) abgestützt wird, und
• - mit Verstellelementen (10) zur Beeinflussung des Anpreßdrucks des Schabermessers (6) gegen eine Walze (1), die über die Messerbreite angeordnet auf einzelne Bereiche des Schabermessers (6) unabhängig voneinander einwirken,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellelemente (10) oberhalb der Berührungslinie der Abstützleiste (7) am Schabermesser angeordnet sind und mit einer einstellbaren Kraft gegen die Rückseite des Schabermessers (6) drücken.

2. Dosiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Verstellelementen (11) erzeugte Kraft im wesentlichen wegunabhängig ist.

3. Dosiersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellelemente (10) zumindest teilweise auf der Oberseite der Abstützleiste (7) befestigt oder in die Abstützleiste (7) integriert sind.

4. Dosiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß über die Arbeitsbreite eine Reihe von getrennt steuerbaren Krafterzeugungse­ lementen (16, 17) angeordnet sind, die direkt oder über eine segmentweise verformbare Profilierleiste (11) auf das Schabermesser (6) einwirken.

5. Dosiersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Krafterzeugungselemente Pneumatikzylinder (17), inbesondere Membranzylinder, oder ein in Druckkammern unterteilter Druckschlauch (16) verwendet wird.

6. Dosiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß jedes Verstellelement (10) Mittel aufweist, mit denen es zu einer Schwingung von vorzugsweise 1 Hz bis 5 Hz in Richtung zum Schabermesser (6) und zurück angeregt werden kann.