DE60129409T2

DE60129409T2 - Vorrichtung zur Beschichtung einer laufenden Bahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn

Info

Publication number: DE60129409T2
Application number: DE60129409T
Authority: DE
Inventors: Knut Helmer; Edwin Vincent Bowden
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2021-03-27
Also published as: EP1245732A1; DE60129409D1; EP1245732B1; ATE367480T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschichtung einer oder beider Seiten einer laufenden Bahn, insbesondere einer Papierbahn oder einer Kartonbahn, mit einem flüssigen oder pastösen Beschichtungsmaterial, umfassend eine Beschichtungsstation zum Aufbringen einer Beschichtung auf die Bahn und eine Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung im Anschluss – in der Laufrichtung der Bahn gesehen – an die Beschichtungseinheit.
Aus WO 98/32921 ist eine Vorrichtung zur Beschichtung einer Papierbahn auf einer Seite bekannt, die eine Beschichtungsstation und eine Nichtkontakt-Umlenkstation umfasst. Nach der Beschichtungsstation, in der ein Beschichtungsmaterial auf die laufende Papierbahn aufgebracht wird, die durch eine Stützwalze getragen wird, läuft die Papierbahn zu einer Umlenkwalze weiter. Von dort bewegt sie sich zu einer Nichtkontakt-Umlenk- und -Trocknungsvorrichtung. Dann wird sie zu kalanderartigen Zylindern in Kontakt mit der Papierbahn geführt, um die Papierbahn vollständig zu trocknen, und dann zur weiteren Verarbeitung bewegt. In WO 98/32921 ist zum Beispiel eine Anordnung von vier derartigen Beschichtungsvorrichtungen in fortlaufender Abfolge gezeigt, wobei ein Beschichtungsmaterial zwei Mal auf jede Seite der Papierbahn aufgebracht wird. Ein Nachteil dieser Beschichtungsvorrichtung des Stands der Technik ist einerseits, dass die Beschichtung durch das Umlenken der feuchten Papierbahn, bevor sie mindestens teilweise getrocknet ist, nachteilig beeinflusst wird. Dies ist umso mehr der Fall, als aufgrund des verfügbaren Platzes für den Aufbau gewöhnlich Umlenkwalzen mit kleinen Walzendurchmessern verwendet werden, was zu einem scharfen Biegen der Papierbahn am Umlenkpunkt führt.
Zusätzlich macht es die Verwendung einer derartigen Umlenkwalze unmöglich, eine Beschichtungsvorrichtung in eine Vorrichtung umzuwandeln, mit der eine Doppelbe schichtung verwirklicht werden kann, da die Umlenkwalze in diesem Fall in einem direkten Kontakt mit der feuchten Beschichtung stehen würde, was die Qualität der Beschichtung unerträglich beeinflussen würde.
Die in WO 98/32921 gezeigte Kombination aus einer Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung und einem Nichtkontakt-Lufttrockner in Verbindung mit der Nichtkontakt-Umlenk- und Trocknungsvorrichtung ist zum Beispiel bereits aus DE 295 11 089 U1 bekannt. Aus EP-0 777 731 A1 ist ferner bekannt, eine Umlenkvorrichtung und eine Trocknungsvorrichtung unter einem gemeinsamen Gehäuse anzuordnen, um zu verhindern, dass feuchtes Abgas und/oder feuchte Abluft in die Maschinenhalle entweicht.
Eine Vorrichtung zur Beschichtung einer laufenden Bahn nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist in DE 40 29 487 A1 gezeigt.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Beschichtungsvorrichtung bereitzustellen, die die Gefahr von Qualitätsverlusten der beschichteten Bahn mindestens verringert, wenn nicht sogar beseitigt.
Dieses Problem wird nach der Erfindung durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Die Bahn läuft zwischen ihrem Verlassen der Beschichtungsstation und ihrem Betreten der Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung ohne Änderung der Richtung in nur einer Ebene. Dies bedeutet, dass die Bahn vom Punkt des Verlassens der Beschichtungsstation bis zum Betreten der Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung in einem freien Lauf ohne Ausübung einer externen Kraft läuft, was garantiert, dass die Beschichtungsschicht, die in der Beschichtungsstation auf die Bahn aufgebracht wurde, in der Umlenkvorrichtung fixiert werden kann, während die Qualität, die in der Beschichtungsstation erhalten wurde, beibehalten wird.
Hier bezieht sich das „Verlassen der Beschichtungsstation" auf den Punkt, an dem sich die Bahn vom Bahnführungselement, das dem Zweck des direkten Aufbringens einer Beschichtung auf die Bahn dient, trennt. Ein derartiges Führungselement kann zum Beispiel eine Auftragewalze, eine Tragwalze oder ein Band, das endlos um einen Schuh oder ähnliche Vorrichtungen läuft, sein. Entscheidend ist, dass der Beschichtungszustand der Bahn am betroffenen Führungselement verändert wird, und, mit Ausnahme einiger gewünschter Trocknungswirkungen, ab dem Punkt der Trennung davon unverändert bleibt.
Wenn auf die Bahn, die die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung betritt, Bezug genommen wird, wird auf den Punkt, an dem die Umlenkvorrichtung die Bahn merklich beeinflusst, d.h., den Punkt, an dem Gas aus der Umlenkvorrichtung ausströmt oder Infrarotstrahlen die Bahn auf eine solche Weise treffen, dass die Temperatur der Bahn verändert wird, Bezug genommen.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Länge des freien Laufs der Bahn, d.h., die Länge des Wegs der Bahn zwischen zwei Führungselementen, die mit der Bahn in Kontakt stehen, verglichen mit den aus dem Stand der Technik bekannten ^Beschichtungsvorrichtungen verlängert. Dies ist sogar noch außergewöhnlicher, da viele Fachleute der Meinung sind, dass mit einer zunehmenden Länge des freien Laufs auch die Instabilität des Wegs der Bahn zunimmt, und dass der Fachmann daher gedrängt werden sollte, die Länge freier Läufe zu verringern. Überraschenderweise können die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung erzielt werden, ohne zusätzliche Maßnahmen zu treffen oder weitere Bestandteile einzurichten, um die Stabilität des Wegs der Bahn zu erhöhen, wenn sie durch die Beschichtungsvorrichtung läuft.
Zusätzlich zu der Tatsache, dass qualitätsmindernde Wirkungen auf die Bahn während des Umlenkens vermieden werden, kann durch die Beschichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ein weiterer Vorteil erzielt werden: im Gegensatz zu der Beschichtungsvorrichtung, die aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist es durch den ebenen und von außen unbeeinflussten Weg der Bahn nach dem Verlassen der Beschichtungsstation nun möglich, an einer Beschichtungsstation ein Beschichtungsmaterial auf beide Seiten der Bahn aufzubringen. Daher kann der Platz, insbesondere die Längsabmessung, die durch die Beschichtungsstationen, in denen eine Bahn ein- oder mehrmals doppelt beschichtet werden soll, benötigt wird, beträchtlich verringert werden. Dies bedeutet, dass wertvoller Platz für den Aufbau eingespart werden kann.
Die Qualität der beschichteten Bahn kann weiter verbessert werden, indem man die Bahn die Beschichtungsstation in einer Aufwärtsrichtung, vorzugsweise in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung, verlassen lässt. Es ist häufig der Fall, dass dann, wenn sich die Bahn zum Beispiel von der Auftragewalze oder einem ähnlichen Beschichtungselement, das zum indirekten Aufbringen eines Beschichtungsmaterials auf die Bahn verwendet wird, löst, eine als „Beschlagen" bezeichnete Wirkung auftritt, d.h., im Keil zwischen der Bahn und der Fläche des Beschichtungselements ein Dampf aus kleinen Beschichtungsperlen oder -tröpfchen gebildet wird. Wenn die Bahn die Beschichtungsstation jedoch in einer Aufwärtsrichtung, vorzugsweise in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung, verlässt, nimmt die Wahrscheinlichkeit, dass die kleinen Perlen auf die beschichtete Bahn fallen, mit dem zunehmenden Steigungswinkel ab. Die Perlen werden stattdessen vielmehr wahrscheinlicher auf das Beschichtungselement zurückfallen.
Wie bereits erwähnt wurde, dient der freie Lauf der Bahn nach der Beschichtungsstation dem Zweck des Abzie hens von Feuchtigkeit aus der Bahn. Wenn die Bahn die Beschichtungsstation in einer Aufwärts- oder Abwärtsrichtung verlässt, ist ein ausreichender Weg für die Bahn vorhanden, um zu trocknen, ohne die Länge der Beschichtungsvorrichtung und damit ihren Platzbedarf erhöhen zu müssen, da sich die Umlenkvorrichtung in diesem Fall entweder im Wesentlichen über oder unterhalb der Beschichtungsstation befinden kann.
Die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung kann die Bahn um ungefähr 90° umlenken. Dies ist vorteilhaft, wenn der Umlenkvorrichtung Bahnverarbeitungseinheiten mit großer Länge, z.B. ein Kalander, folgen. Die Bahn kann die Beschichtungsstation zum Beispiel in einer senkrecht aufwärts gerichteten Richtung verlassen, wird durch die Umlenkvorrichtung um 90° zur Maschinenlaufrichtung umgelenkt, und dann durch einen senkrecht angeordneten Kalander zur Höhenebene der Beschichtungsstation zurückgeführt.
Dabei kann der verfügbare Platz für den Aufbau durch das Anordnen der Bahnverarbeitungseinheiten auf eine kompakte Weise optimal verwendet werden. Die Maschinenlaufrichtung ist die Richtung, in der sich die Bahn beginnend mit dem Abwickeln der zu beschichtenden Bahnversorgung bis zum Aufrollen der beschichteten Bahn bewegt.
Falls den Nichtkontakt-Umlenkvorrichtungen keine weiteren Bahnverarbeitungsvorrichtungen folgen, kann eine ausreichende Trocknungslänge auch erhalten werden, indem die Bahn durch Nichtkontakt-Umlenkvorrichtungen um ungefähr 180° umgelenkt wird. Dies bedeutet, dass das Doppelte der Entfernung zwischen der Beschichtungsstation und der Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung als Trocknungslänge verfügbar ist.
Wenn nur eine beschränkte Aufbauhöhe und/oder Tiefe (abhängig davon, ob die Bahn die Beschichtungsstation in einer Aufwärts- oder in einer Abwärtsrichtung verlässt) verfügbar ist, kann die erforderliche Höhe der Beschichtungsstation verringert werden, wenn das erste Umlenken, das in der Umlenkvorrichtung ausgeführt wird, zur Maschinenlaufrichtung gerichtet ist. Wenn das erste Umlenken in eine Richtung, die zur Maschinenlaufrichtung entgegengesetzt ist, erfolgen würde, würde die Bahn unvermeidlich erneut umgelenkt werden müssen, um sich in die Maschinenlaufrichtung fortzubewegen, was nur über oder unterhalb des ersten Umlenkens der Bahn ausgeführt werden kann.
Das oben beschriebene Umlenken der Bahn kann in der Umlenkvorrichtung auf eine einfache Weise ausgeführt werden, wenn die Umlenkvorrichtung eine Umlenkeinheit umfasst, die sich an der konkaven Seite eines Umlenkabschnitts der Bahn befindet. Die Umlenkeinheit kann zum Beispiel eine sogenannte „Luftumlenkung" sein.
Eine besonders stabile Fortbewegung der Bahn, die zum Beispiel in Fällen erwünscht ist, in denen sich die Bahn in einem freien Lauf fortbewegt, kann erzielt werden, wenn die Umlenkvorrichtung eine Stabilisierungseinheit umfasst, die sich an der entgegengesetzten Seite der Umlenkeinheit, an der konvexen Seite des Umlenkabschnitts, befindet. Eine derartige Stabilisierungseinheit kann zum Beispiel aus einer Nichtkontakt-Trocknungseinheit in der Form einer Haube für eine erzwungene Konvektion bestehen, die von beiden Seiten der Bahn gleichzeitig die gleiche oder eine unterschiedliche Trocknung erzielen wird, wenn sie zusammen mit der Trocknungswirkung der Luftumlenkeinheit betrachtet wird.
Ein entscheidender Faktor der Wirtschaftlichkeit von, zum Beispiel, Papier- oder Kartonverarbeitungsmaschinen ist die Geschwindigkeit, mit der die zu verarbeitende Bahn läuft. Diese Laufgeschwindigkeit kann ohne Minderung der Qualität der Bahn erhöht werden, wenn sich mindestens eine Nichtkontakt-Trocknungseinheit – in der Laufrichtung der Bahn gesehen – vor und/oder nach der Umlenkeinheit befindet. Dadurch kann die Trocknungsleistung der Trocknungsvorrichtung in Bezug auf den Weg der Bahn erhöht werden, wodurch eine Verringerung der Zeit, für die sich die Bahn in der Trocknungsvorrichtung befindet, ermöglicht wird.
Falls die Bahn doppelt beschichtet ist, kann die Länge des freien Laufs verringert werden oder die Laufgeschwindigkeit erhöht werden, wenn sich mindestens zwei Nichtkontakt-Trocknungseinheiten an unterschiedlichen Seiten der Bahn einander gegenüberliegend befinden. Die mindestens eine Trocknungseinheit kann ein Lufttrockner oder ein Infrarottrockner oder ein Infrarotvorheizer sein. Es ist auch möglich, in der Umlenkvorrichtung sowohl Infrarottrockner als auch Lufttrockner zu verwenden. Es kann vorteilhaft sein, die feuchte Bahn zuerst durch Infrarotstrahlen vorzutrocknen, wodurch die Bahn gegenüber den anschließend auftreffenden Luftstrahlen oder Luftströmen unempfindlich gemacht wird.
Danach kann die Bahn durch Lufttrocknung getrocknet werden, die aufgrund der Verwirbelungen der Luftstrahlen in der Nähe der Fläche der Bahn sehr homogen ist. Zum Zweck der Erhöhung der Geschwindigkeit der Trocknung unter den Strahlen und daher der Förderung einer verbesserten Endbeschichtungsqualität kann es auch vorteilhaft sein, die feuchte Bahn vor dem Trocknen mit den auftreffenden Luftstrahlen zuerst durch Infrarotstrahlen vorzuerhitzen.
In Verbindung mit dem Trocknen der Bahn bis zu einem bestimmten Grad und an einem bestimmten Punkt des Wegs der Bahn kann es erwünscht sein, den freien Lauf abhängig vom Grad der Feuchtigkeit der beschichteten Bahn zu verlängern, um mehr Zeit zum Trocknen für die Bahn zu erhalten, während sie sich mit einer konstanten Ge schwindigkeit fortbewegt. Dies kann durch Bereitstellen – in der Laufrichtung der Bahn gesehen – mindestens einer weiteren Nichtkontakt-Umlenkeinheit nach einer Nichtkontakt-Umlenkeinheit auf eine platzsparende Weise erzielt werden. Zusätzlich kann mindestens eine der Nichtkontakt-Umlenkeinheiten zusätzlich zum Umlenken der Bahn auch eine Trocknungsfunktion aufweisen, zum Beispiel durch ihr Erhitzen mit Gas, das wärmer als die Umgebungstemperatur der auftreffenden Luft ist, und/oder durch Erhöhen der Auftreffstrahlgeschwindigkeit der Luftumlenkeinheit, wodurch die Reynoldssche Zahl der auftreffenden Strömung an der Produktfläche erhöht wird.
Da die Funktionen des Trocknens und des Umlenkens in einer Vorrichtung kombiniert werden können, ist es auch vorstellbar, durch bauliches Kombinieren einer Trocknungseinheit und einer Umlenkeinheit in einem Element eine kombinierte Trocknungs- und Umlenkvorrichtung aufzubauen.
Während des Trocknungsprozesses der beschichteten Bahn gibt die Beschichtung, die zuerst in einer feuchten oder pastösen Form aufgebracht wurde, Feuchtigkeit und/oder Lösemittel in die Atmosphäre ab, die, wenn sie sich mit der Umgebungsluft in der Maschinenhalle vermischen, eine schädliche Auswirkung auf die Gesundheit und das Wohlbefinden des Personals, das in der Maschinenhalle arbeitet, wie auch auf das Gebäude selbst aufweisen können. Diese schädlichen Auswirkungen können vermieden werden, wenn sich die Nichtkontakt-Umlenkeinheit und/oder die mindestens eine weitere Umlenkeinheit und/oder die mindestens eine Nichtkontakt-Trocknungseinheit in einem gemeinsamen Gehäuse befinden, das, falls gewünscht, aus mehreren Gehäuseteilen bestehen kann. Das gemeinsame Gehäuse kann zum Beispiel eine Absaughaube aufweisen, die das feuchte oder/und lösemittelhaltige Abgas direkt vom Bereich um die Bahn absaugt, so dass es nicht in die Umgebungsatmosphäre der Maschinenhalle gelangen kann.
Die Beschichtungsstation, die zum Aufbringen der Beschichtung verwendet wird, kann mindestens eine Beschichtungseinheit zum direkten Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf die Bahn oder/und mindestens eine Beschichtungseinheit zum indirekten Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf die Bahn zeigen. Dies garantiert ein gewünschtes Beschichtungsergebnis unter Berücksichtigung des verfügbaren Platzes für den Aufbau. Wenn für die Beschichtungsstation nur wenig Platz verfügbar ist, und wenn eine Beschichtung an beiden Seiten gewünscht ist, kann eine Seite der Bahn zum Beispiel durch eine Auftragewalze indirekt beschichtet werden und kann die andere Seite durch eine Beschichtungseinheit direkt beschichtet werden, wobei die Auftragewalze als eine Tragwalze für die Beschichtungseinheit dient. Zusätzlich ist die Verwendung jeder beliebigen Art von gewünschter Beschichtungsvorrichtung vorstellbar, wie etwa Beschichtungsvorrichtungen, die Fachleuten als JetFlow F, SDTA (Short Dwell Time Applicator – Applikator mit kurzer Verweilzeit), LDTA (Long Dwell Time Applicator – Applikator mit langer Verweilzeit), Vorhangbeschichter, usw. bekannt sind.
Wenn die Bahn in mehreren Schichten beschichtet werden soll, können in einer Beschichtungsvorrichtung zwei oder mehr Beschichtungseinheiten nach der Erfindung hintereinander angeordnet werden, wobei jede einzelne Beschichtungseinheit eine Beschichtungsschicht auf eine oder beide Seiten der laufenden Bahn aufbringen kann.
Die Gasdüsenanordnungen, die in Umlenk- und Trocknungsvorrichtungen verwendet werden, spielen eine wichtige Rolle für die Funktionsfähigkeit derartiger Beschichtungsvorrichtungen. Es ist zum Beispiel wichtig, dass am Umlenkpunkt der Nichtkontakt-Umlenkvorrichtungen, wie etwa Luftumlenker, ein stabiles Luftkissen vorhanden ist. Die Anforderungen, die durch ein derartiges Luftkissen und seine Stabilität erfüllt werden müssen, nehmen mit einer zunehmenden Länge des freien Laufs der Bahn zu. Wenn eine Inhomogenität, zum Beispiel durch einen schwankenden Grad der Feuchtigkeit der Bahn in der Breitenrichtung, vermieden werden soll, ist auch eine gleichmäßige Gasverteilung über die Länge einer Gasdüsenanordnung oder eines Gasverteilers sehr wichtig. In dieser Hinsicht sind auch die Verteilung, die Geschwindigkeit und die Richtung der Luft, die aus dem Luftkissenbereich austritt, von Wichtigkeit.
Aus dem Stand der Technik WO 98/56985 sind bestimmte Gasverteiler, die zum Trocknen von Papierbahnen verwendet werden, bekannt, welche im Wesentlichen aus einem langgestreckten hohlen Körper bestehen, der sich in seiner Längsrichtung senkrecht zur Laufrichtung der Bahn erstreckt. Dieser hohle Körper umfasst einen Gaseinlass und einen Gasauslass, wobei sich der Gasauslass an dem Wandabschnitt des hohlen Körpers (am Gasauslassabschnitt) befindet, der im Wesentlichen parallel zur Fläche der Bahn verläuft und zur laufenden Bahn gerichtet ist. Der Gasverteiler des Stands der Technik ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringung des Gases an der Seitenwand stattfindet. Die Höhe des gasströmungsrelevanten Querschnitts im Inneren des Gasverteilers nimmt von der Gaseinlassseite zur Seite gegenüber dieser Gaseinlassseite linear ab. Ein Nachteil dieses Gasverteilers ist, dass nicht immer eine homogene Gasströmung über die gesamte Länge des Gasverteilers garantiert ist. Es wurde versucht, diesen Umstand durch lineares Verringern des gasströmungsrelevanten Querschnitts auszugleichen, was jedoch, erneut aufgrund der asymmetrischen Gasaufnahme von einer Seitenwand, zu einem unnötig großen Aufbauvolumen, insbesondere einem unnötig hohen Aufbau, des Gasverteilers führt.
Um Platz für den Aufbau zu sparen wie auch eine gleichmäßige Gasabgabe über die gesamte Länge des Gasvertei lers zu garantieren, wird vorgeschlagen, einen oben beschriebenen Gasverteiler des generischen Typs zu verwenden, dessen Gaseinlass sich in der Mitte in Längsrichtung des hohlen Körpers in Nichtkontakt-Umlenk- und/oder Trocknungsvorrichtungen zum Bewegen von Bahnen befindet.
Der Gasverteiler muss sich nicht notwendigerweise in seiner Längsrichtung quer zur Laufrichtung der Bahn erstrecken. Er kann in seiner Längsrichtung auch parallel zur Laufrichtung der Bahn angeordnet sein, um auf bestimmte Zonen wie etwa den Rand der Bahn einzuwirken und sie zu trocknen. Zusätzlich kann er jede beliebige gewünschte Zwischenposition aufweisen.
Das Anordnen des Gaseinlasses in der Mitte in Längsrichtung des langgestreckten hohlen Körpers bedeutet, dass die Entfernung vom Gaseinlasspunkt zum entferntesten Gasauslasspunkt halbiert ist, was es wahrscheinlicher macht, dass die Gasausstoßströmung über die gesamte Länge des Verteilers homogen ist.
Eine kleinere Breite des Gasverteilers, die erwünscht sein kann, wenn mehrere Gasverteiler nebeneinander in einem kleinen Raum angeordnet werden sollen, kann erzielt werden, indem der Gaseinlass am Wandabschnitt des hohlen Körpers gegenüber dem Gasausstoßabschnitt angeordnet wird.
Der langgestreckte hohle Körper kann verschiedenste Formen aufweisen. Das Aufbauen des hohlen Körpers als hohler parallelflächiger Körper kann eine besonders einfache und kostenwirksame Version sein. Doch wenn der senkrechte Freiraum des Gasströmungsquerschnitts im Inneren des hohlen Körpers beginnend von einem Mittelabschnitt in Längsrichtung, der den Gaseinlass umfasst, zu den beiden Enden in Längsrichtung des hohlen Körpers hin abnimmt, vorzugsweise kontinuierlich abnimmt, kann die Homogenität der Gasausstoßströmung noch weiter erhöht werden. Besonders bevorzugt verändert sich der senkrechte Freiraum des Gasströmungsquerschnitts des hohlen Körpers an einer bestimmten Stelle in Längsrichtung proportional zur Menge des Gases, die an dieser Stelle in Längsrichtung des hohlen Körpers abgegeben werden soll.
Als eine weitere Maßnahme zur Erhöhung der Homogenität der abgegebenen Gasströmung kann der hohle Körper in Bezug auf seine Mittelebene in Längsrichtung symmetrisch sein.
Aus WO 98/56985 ist eine Vorrichtung zur Trocknung einer Papierbahn mit Gasverteilern, die parallel zueinander und senkrecht zur Laufrichtung der Bahn unter einer gemeinsamen Gasabsaughaube angeordnet sind, bekannt. Doch bei der offenbarten Trocknungsvorrichtung werden jene Gasverteiler, die von einer Seitenwand mit Gas versorgt werden, und die auch in WO 98/56985 beschrieben sind, verwendet, was zu einem unnötig hohen Aufbau der Trocknungsvorrichtung führt.
Wie bereits erwähnt ist der Gasverteiler zur Verwendung in Trocknungs- oder Umlenkvorrichtungen zum Trocknen oder/und Umlenken einer laufenden Bahn, insbesondere in den oben beschriebenen Beschichtungsvorrichtungen, besonders geeignet. Nach der Erfindung erstreckt sich in den Umlenkeinheiten mindestens ein Gasverteiler quer zur Laufrichtung der Bahn. Im Gegensatz zum Stand der Technik benötigt die oben beschriebene Trocknungs- und/oder Umlenkeinheit der vorliegenden Erfindung weniger Aufbauhöhe. Ein weiterer Vorteil ist, dass im Fall eines Umlenkens der Bahn ein so großer Breitenbereich der Bahn als möglich durch ein Luftkissen gestützt wird. Und wenn ein Gasverteiler, der in einer Trocknungseinheit verwendet wird, auf eine solche Weise angeordnet wird, kann ein so großer Breitenbereich als möglich durch das Trocknungsgas beeinflusst werden.
Es wurde bereits erwähnt, dass das feuchte oder sogar lösemittelhaltige Abgas vom Trocknungs- und/oder Umlenkbereich abgesaugt werden soll, um nachteilige Auswirkungen auf das Personal und die Bausubstanz der Maschinenhalle in der Nähe der Vorrichtung zu vermeiden. Dies kann zum Beispiel gelöst werden, wenn die Umlenkvorrichtung, insbesondere eine darin enthaltene Trocknungs- oder/und Umlenkeinheit, eine Gasabsaughaube umfasst, die den mindestens einen Gasverteiler umgibt, in der Richtung zur Bahn hin offen ist, und mit mindestens einer Gasausstoßleitung verbunden ist. Der mindestens eine Gasverteiler wird dann durch eine Gasversorgungsleitung versorgt.
Ein besonders sicheres Umlenken und ein homogenes Trocknen der Bahn kann erzielt werden, wenn sich der mindestens eine Gasverteiler im Wesentlichen über die gesamte Breite der laufenden Bahn erstreckt.
Wenn die Laufgeschwindigkeit der Bahn erhöht werden soll, ohne die Trocknungsleistung zu beeinträchtigen und ohne jegliche Stabilität am Umlenkpunkt zu verlieren, können unter der Gasabsaughaube mehrere Gasverteiler parallel zueinander und in der Laufrichtung der Bahn beabstandet angeordnet werden. Das beabstandete Anordnen der mehreren Gasverteiler garantiert, dass die Einheit mit Schlitzen oder Öffnungen versehen ist, durch die feuchtes oder/und lösemittelhaltiges Abgas durch die Gasausstoßleitung abgesaugt werden kann.
Um den Aufwand für die Verarbeitung der Gasabsaughaube so gering als möglich zu halten, wenn mehrere Gasverteiler unter einer Gasabsaughaube verwendet werden, kann eine zentrale Gasversorgungsleitung in das Innere der Gasabsaughaube eingebracht werden, wobei vorteilhaft Verteilungsleitungen im Inneren der Gasabsaughaube von der mindestens einen Gasversorgungsleitung zu den einzelnen Gasverteilern führen. Aus Erfahrung ist bekannt, dass eine einzelne Gasversorgungsleitung nicht fähig ist, eine beliebige Anzahl von Gasverteilern zu versorgen. Abhängig von der Anzahl der Verteiler kann es daher praktisch sein, die mehreren Gasverteiler in Gruppen zu teilen, wobei vorteilhaft jeder Gruppe eine Gasversorgungsleitung und eine Gasausstoßleitung zugeteilt wird, die die Gasverteiler der entsprechenden Gruppen mit Gas versorgen bzw. feuchtes und/oder lösemittelhaltiges Abgas von der Fläche der Bahn saugen.
Falls es nur einen Gasabsaugpunkt gibt, durch den Gas von einer – verglichen mit dem Querschnitt der Gasausstoßleitung – großen Fläche abgesaugt wird, kann es zu einem nichtgleichmäßigen Gasausstoß über die Fläche kommen. Es kann sein, dass Abschnitte in der Nähe der Gasausstoßleitung einen stärkeren Gasausstoß erfahren, als Abschnitte, die weiter von dieser Öffnung entfernt sind. Normalerweise ist dies unerwünscht und kann es vermieden werden, indem die Gasabsaughaube mit einem Strömungsabgleichungsmittel für das Gas, das von der laufenden Bahn in die Gasabsaughaube strömt, versehen wird. Das Strömungsabgleichungsmittel kann zu Beispiel Öffnungen zeigen, die zum Teil Querschnitte mit unterschiedlicher Größe aufweisen, um abschnittsweise angepasste Fließwiderstände bereitzustellen. Eine Strömungsabgleichungswirkung kann jedoch bereits erzielt werden, wenn die Strömungsabgleichungsmittel über ihre gesamte Fläche einen konstanten Fließwiderstand bereitstellen. Diese Strömungsabgleichungsmittel können auf eine materialsparende Weise verwirklicht werden, indem sie zwischen den Gasverteilern parallel zur Fläche der Bahn angeordnet werden. Die Strömungsmittel können aus verschiedenen Materialien wie etwa einer perforierten Platte, einem strömungsdurchlässigen gebundenen Fasergewebe, Wabenaufbauten, Gittern oder ähnlichen Materialen bestehen.
Ein weiterer möglicher Grund für eine Inhomogenität in Gasabsaugströmung kann sein, dass die Gasausstoßleitungen, die für die einzelnen Gruppen verwendet werden, unterschiedlich arbeiten. Diese Auswirkung kann vermieden oder mindestens verringert werden, wenn im Gasabsaugraum zwischen den Gasverteilergruppen in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung und parallel zu den Gasverteilern Strömungsdrosselmittel eingerichtet werden. Diese Strömungsdrosselmittel erstrecken sich mindestens über einen Teil des Querschnitts und vorzugsweise über den gesamten Querschnitt der Gasabsaughaube. Diese Strömungsdrosselmittel können als strömungsdurchlässige, aber einen Widerstand für die Strömung bietende Trennwände zwischen den einzelnen Gasverteilergruppen begriffen werden. Sie können ebenfalls aus den obenerwähnten Materialien wie etwa perforierten Platten, Wabenaufbauten, Gittern, strömungsdurchlässigen gebundenen Fasergeweben, oder ähnlichen Materialien bestehen.
Das Trocknen einer doppelt beschichteten laufenden Bahn ist eine besondere technische Herausforderung, da von beinahe dem gleichen Materialvolumen pro Zeiteinheit zwei Mal so viel Feuchtigkeit entfernt werden muss. Dies kann zum Beispiel gelöst werden, indem mindestens zwei Trocknungsvorrichtungen oder mindestens eine Umlenk- und mindestens eine Stabilisierungseinheit einander gegenüberliegend an verschiedenen Seiten der laufenden Bahn angeordnet werden. Dies gilt nicht nur für das Trocknen der Bahn, sondern auch für das Umlenken der Bahn, und zwar in Fällen, in denen eine besondere Stabilität der Bahn benötigt wird, wie etwa im Fall langer freier Läufe der Bahn. Die mindestens zwei Trocknungseinheiten oder die mindestens eine Umlenk- und die mindestens eine Stabilisierungseinheit können auf eine solche Weise angeordnet werden, dass sich mindestens einige der Gasverteiler an beiden Seiten der Bahn an im Wesentlichen den gleichen Stellen in Längsrichtung in der Laufrichtung der Bahn gesehen in Paaren einander gegenüberliegend befinden. Dies weist den Vorteil auf, dass man fähig ist, die Bahn besonders sanft zu trocknen, da die Kräfte, die durch die Gas ströme auf die Bahn ausgeübt werden, einander ausgleichen. Dadurch kann ein Biegen der Bahn vermieden werden.
Es ist jedoch auch möglich, mindestens einige der Gasverteiler an einer Seite der Bahn und mindestens einige der Gasverteiler an der anderen Seite der Bahn in Bezug auf ihre Stellen in Längsrichtung in der Laufrichtung der Bahn gesehen abwechselnd anzuordnen. Mit anderen Worten befindet sich ein Gasverteiler an einer Seite der Bahn und befindet sich – in der Laufrichtung der Bahn gesehen – ein anderer Gasverteiler von diesem Gasverteiler beabstandet an der anderen Seite der Bahn usw. Mit dieser Anordnung kann die Bahn unter bestimmten Umständen ein Biegen erfahren, doch weist diese Anordnung den Vorteil auf, dass die Fläche der Bahn im Trocknungsabschnitt durch dieses Biegen erweitert wird, so dass eine größere Trocknungsleistung erzielt werden kann, ohne den Aufbau oder die Laufparameter der Trocknungs- und/oder Umlenkvorrichtung ändern zu müssen. Es ist auch möglich, einige der Gasverteiler auf eine Weise und einige der anderen Gasverteiler auf die andere Weise anzuordnen, d.h., sie können in einigen Bereichen an den gleichen Stellen in Längsrichtung einander gegenüberliegend und in anderen Bereichen abwechselnd angeordnet werden. Dies kann zum Beispiel bei einer feuchten Bahn, die gerade beschichtet wurde, angewendet werden. Diese Bahn kann anfänglich durch eine Anordnung von abwechselnden Gasverteilern geführt werden, was zur Bildung von Wellen an der Bahn führt, wodurch ihre Fläche vergrößert wird. Dies erhöht die Trocknungsleistung in der Trocknungsvorrichtung, und dann wird die Bahn mit einer bereits vorgetrockneten Beschichtung glatt durch die Gasverteiler der Trocknungsvorrichtung, die einander gegenüberliegen, bewegt.
Zusammengefasst wurde die Luftumlenkung speziell gestaltet, um sicherzustellen, dass es durch die Erzeugung eines Druckstützkissens aus dynamischer Luft, das in der gewünschten Schwebehöhe über der Luftumlenkfläche in ein Gleichgewicht mit der wirkenden Bahnspannung gelangt, zu einem stabilen Tragen der laufenden Bahn kommt. Der sich ergebende erzeugte Stützkissendruck wurde von der Auftreffgeschwindigkeit am Düsenausgang im Wesentlichen unabhängig gemacht, um sicherzustellen, dass hohe Wärme und Stoffübertragungsraten erzielbar sind. Dies wird bewirkt, indem der Druck des Gases in den Luftumlenkelementen verändert wird, um an der Bahnfläche die erforderliche Auftreffgasgeschwindigkeit zu erreichen. Die gewünschte Bahnschwebehöhe wird indessen aufrechterhalten, indem die Geschwindigkeit der Luft, die den Druckkissenbereich verlässt, reguliert wird, indem sichergestellt wird, dass sie durch einen veränderlichen Gasverteiler strömt, der zwischen den Auftreffelementen, die sich parallel zur Bahnfläche befinden, angeordnet ist. Durch dieses Mittel wird die Verteilung der Luft, die aus dem Kissendruckbereich austritt, auch gleichmäßig über die Breite der Einheit verteilt, während sie beim gewünschten Kissendruckpegel behalten wird.
Vorteilhaft können wie in EP-B1-0 728 285 beschriebene Düsensysteme verwendet werden, deren Offenbarung hiermit durch Nennung als in die vorliegende Anmeldung aufgenommen betrachtet wird. Durch das Verwenden derartiger Düsensysteme ist es möglich, die benötigten Trocknungslängen und somit den Platz, der in der Maschinenlaufrichtung durch die gesamte Vorrichtung eingenommen wird, wesentlich zu verkürzen.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, wobei
1 ein grober schematischer Querschnitt einer Beschichtungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist, wobei die Bahn an einer Seite beschichtet und in der Umlenkvorrich tung um 90° umgelenkt wird,
2 ein grober schematischer Querschnitt einer Beschichtungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist, wobei die Bahn doppelt beschichtet und in der Umlenkvorrichtung um 180° umgelenkt wird,
3 eine weitere Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist,
4 eine Beschichtungsvorrichtung der Erfindung mit einem nachfolgenden Kalander ist,
5 eine weitere Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist, wobei die Bahn an einer Seite beschichtet und in der Umlenkvorrichtung um 90° umgelenkt wird,
6 eine weitere Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist, wobei die Bahn doppelt beschichtet und in der Umlenkvorrichtung um 180° umgelenkt wird,
7 eine Ausführungsform einer Beschichtungsvorrichtung ist, die nicht in der vorliegenden Erfindung enthalten ist, wobei die Bahn an einer Seite beschichtet wird und die Beschichtungsstation in einer senkrecht abwärts verlaufenden Richtung verlässt,
8 eine andere Ausführungsform einer Beschichtungsvorrichtung ist, die nicht in der vorliegenden Erfindung enthalten ist, wobei die Bahn doppelt beschichtet wird und die Beschichtungsstation in einer senkrecht abwärts verlaufenden Richtung verlässt,
9 ein grober schematischer Querschnitt eines Gasverteilers des Stands der Technik ist,
10 ein grober schematischer Querschnitt eines Gasverteilers ist, der mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann,
11 eine weitere Ausführungsform des Gasverteilers ist, der mit der Erfindung verwendet werden kann,
12 ein grober schematischer Längsschnitt von zwei baulich gleichwertigen Trocknungs- und Umlenkvorrichtungen ist, die mit der Erfindung verwendet werden können,
13 ein grober schematischer Querschnitt der Trocknungs- und Umlenkvorrichtung von 12 ist, wobei der Querschnitt entlang der Linie XIII-XIII von 12 vorgenommen ist,
14 eine weitere Ausführungsform von zwei Trocknungs- und Umlenkvorrichtungen, die mit der Erfindung verwendet werden können, mit einer abwechselnden Anordnung der Gasverteiler ist,
15 ein grober schematischer Querschnitt einer weiteren Ausführungsform von zwei Trocknungs- und Umlenkvorrichtungen ist, wobei die Gasverteiler jeder Vorrichtung in Gruppen geteilt sind.
In 1 ist eine Beschichtungsvorrichtung der Erfindung allgemein mit 10 bezeichnet. Die Beschichtungsvorrichtung 10 umfasst eine Beschichtungsstation 12 wie auch eine Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 14. Eine Bahn 16 läuft in der Richtung des Pfeils 18 in die Beschich tungsstation 12.
Die Beschichtungsstation 12 umfasst ein Stützelement in Form einer Tragwalze 20, die sich in die Richtung des Pfeils 22 um ihre Achse 24 dreht, welche auf eine solche Weise senkrecht zur Zeichnungsebene von 1 verläuft, dass die Bahn 16 durch den Umfang 20a der Tragwalze 20 schlupffrei gestützt wird.
Die Beschichtungsstation 12 umfasst ferner eine Beschichtungseinheit 26, von der ein flüssiges Beschichtungsmaterial 28 direkt auf die Seite 16a der Bahn 16, die nicht zur Tragwalze 20 gerichtet ist, aufgebracht wird. In der Laufrichtung der Bahn 16 ist nach der Beschichtungseinheit 26 eine Abgleichungsvorrichtung 30 bereitgestellt. Diese Abgleichungsvorrichtung 30 umfasst einen steifen Balken 32, an dem ein Rakel 34 angebracht ist, das die flüssige Beschichtung 28, die auf die Bahn 16 aufgebracht ist, dosiert und abgleicht. In der Laufrichtung der Bahn 16 trennt sich die Bahn 16, die nun mit der Beschichtung 28 beschichtet ist, nachdem sie an der Spitze des Rakels 34 vorbeigelaufen ist, an einem Punkt 36 von der Tragwalze 20. Dieser Punkt 36 bezeichnet den Punkt, an dem die Bahn 16 die Beschichtungsstation 12 verlässt. An diesem Punkt ist der Prozess der Aufbringung einer Beschichtung quantitativ und qualitativ beendet, außer dass aufgrund der Konvektion unvermeidlich der Trocknungsprozess begonnen wird. Zusätzlich besteht keine Möglichkeit, dass jegliches Element oder jeglicher Bestandteil, das bzw. der zur direkten Aufbringung einer Beschichtung 28 auf die Bahn 16 gestaltet ist, eine Auswirkung auf die Bahn 16 aufweist, nachdem die Bahn 16 den Austrittspunkt 36 passiert hat. Ferner beginnt ab dem Punkt 36 der freie Lauf der Bahn 16 und dauert er an, bis die Bahn 16 erneut mit einem Führungs- und/oder Leitelement, das nicht in 1 gezeigt ist, in Kontakt steht.
Die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 14 umfasst ein Gehäuse 38, das aus einem ersten Gehäuseteil 38a und einem zweiten Gehäuseteil 38b besteht. Zwischen den beiden Gehäuseteilen 38a und 38b ist ein Zwischenram 40 bereitgestellt, in dem die Bahn 16 läuft. Im ersten Gehäuseteil 38a, der sich an der konkaven Seite der Bahn in der Laufrichtung der Bahn 16 befindet, befinden sich eine Trocknungseinheit 42 an der Eingangsseite, eine Umlenkeinheit 44, wie auch eine Trocknungseinheit 46 an der Ausgangsseite. Beide Trocknungseinheiten 42 und 46 wie auch die Umlenkeinheit 44 umfassen Gasverteiler 48, die quer zur Laufrichtung der Bahn 16, d.h., senkrecht zur Zeichnungsebene von 1, angeordnet sind, und deren Querschnittumriss in 1 gestrichelt gezeigt ist. Warme Luft wird durch Gasverteiler gegen die feuchte Seite 16a der Bahn 16, auf die eine Beschichtung 28 aufgebracht wurde, geführt, um Feuchtigkeit aus der Bahn 16 zu entziehen oder/und die Bahn umzulenken. Der erste Gehäuseteil 38a umfasst ferner eine Ausstoßvorrichtung, die nicht in 1 gezeigt ist, um die feuchte Abluft vom Bereich in der Nähe der Seite 16a der Bahn wegzuführen.
Im zweiten Gehäuseteil 38b, der sich an der konvexen Seite der Bahn und in der radialen Richtung gegenüber der Umlenkeinheit befindet, ist eine Stabilisierungseinheit 50 bereitgestellt. Die Stabilisierungseinheit 50 umfasst ebenfalls Gasverteiler 48, die quer zur Laufrichtung der Bahn 16 angeordnet sind und Luft zur Bahn blasen. Die Stabilisierungseinheit 50 dient dem Zweck, in deren Umlenkabschnitt eine stabile Führung für die Bahn 16 bereitzustellen und die Bahn 16 gegen ein Luftkissen zu pressen, das durch die Umlenkeinheit 44 gebildet wird, wodurch die Verwirklichung langer freier Läufe der Bahn erleichtert wird. In der Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 14 findet ein Umlenken um 90° in die Maschinenlaufrichtung R statt. Als Ergebnis kann die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 14 mit einer verhältnismäßig niedrigen Aufbauhöhe verwirklicht werden.
Die beschichtete Bahn 16 betritt die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 14 am Punkt 52. Der Eingangspunkt 52 ist der Anfang des Zwischenraums 40, da hier – in der Laufrichtung der Bahn 16 gesehen – der Bereich beginnt, in dem die Trocknungsvorrichtung 42 an der Eingangsseite die Bahn bedeutend beeinflussen kann.
Zwischen den Punkten 36 und 52 läuft die Bahn 16 im Wesentlichen in einer Ebene, die die Punkte 36 und 52 enthält, und die im Beispiel, das in 1 gezeigt ist, senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft. Die Bahn 16 wird zwischen dem Verlassen der Beschichtungsstation 12 und dem Betreten der Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 14 nicht mechanisch beeinflusst, wodurch die Gefahr der Beeinträchtigung der Bahnbeschichtung verringert oder sogar vermieden wird. Die Qualität der Beschichtung kann daher garantiert oder sogar erhöht werden.
In 2 sind die gleichen Bestandteile wie in 1 mit den gleichen Bezugszeichen, aber um 100 erhöht, bezeichnet. Es wird hiermit ausdrücklich auf die Beschreibung von 1 verwiesen.
In 2 betritt eine Bahn 116 eine Beschichtungsstation 112 in der Richtung des Pfeils 118. Die Beschichtungsstation 112 dient dem Zweck, die Bahn 116 doppelt zu beschichten. Die kombinierte Trag- und Auftragewalze 120 dreht sich um ihre Drehachse 124, die senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft, auf eine solche Weise in die Richtung des Pfeils 122, dass zwischen dem Umfang 120a und der Bahn 116 keine relative Bewegung auftritt.
An der Seite 116a der Bahn 116, die vom Umfang 120a weg gerichtet ist, wird durch eine wie in 1 gezeigte direkt aufbringende Beschichtungseinheit 126 eine Beschichtung 128 aufgebracht. In der Laufrichtung der Bahn 116 ist im Anschluss an die erste Beschichtungs einheit 126 eine wie in 1 gezeigte Abgleichungsvorrichtung 130 bereitgestellt. Zusätzlich umfasst die Beschichtungsstation 112 eine weitere Beschichtungseinheit 154. Diese zweite Beschichtungseinheit 154 bringt eine Beschichtung 156 zuerst auf den Umfang 120a der kombinierten Trag- und Auftragewalze auf, wovon sie dann auf die Seite 116b der Bahn 116 aufgebracht wird, die zum Umfang 120a gerichtet ist. Abhängig vom Ziel, dem durch die Beschichtung entsprochen werden soll, können die flüssige Beschichtung 128 und die Beschichtung 156 gleiche oder unterschiedliche Beschichtungen sein.
Am Austrittspunkt, an dem sich die feuchte Bahn 116, die an beiden Seiten mit den Beschichtungen 128 und 156 beschichtet ist, von der kombinierten Trag- und Auftragewalze 120 trennt, verlässt die Bahn 116 die Beschichtungsstation gemäß der Definition in einer senkrechten Richtung. Es ist von Vorteil, wenn man die Bahn 116 die kombinierte Trag- und Auftragewalze 120 in einer senkrechten Richtung verlassen lässt, da die Perlen 158 der Beschichtung 156, die sich im Keil 160 zwischen der Auftragewalze 120 und der Bahn 116 bilden können, sehr wahrscheinlich anstatt auf die Bahn 116 vielmehr auf die Walze 120 fallen werden. Dies erhöht die Beschichtungsergebnisse bemerkenswert.
Am Punkt 152 betritt die Bahn 116 die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 114. Die Bahn 116 bewegt sich zwischen den Punkten 136 und 152 in einer Ebene, ohne die Richtung zu verändern.
Die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 114 lenkt die Bahn 116 insgesamt um 180°, d.h., an zwei Punkten um jeweils 90°, um. Die Bahn 116 verlässt die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 114 in der Richtung des Pfeils 118'. Die Umlenkvorrichtung 114 zeigt ein Gehäuse 138 mit einem ersten Gehäuseteil 138a, der sich an der konkaven Seite der umgelenkten Bahn 116 (= die Seite 116a in 2) befindet, und einem zweiten Teil 138b an der konvexen Seite der umgelenkten Bahn 116 (= die Seite 116b der Bahn 116) befindet. Im ersten Gehäuseteil 138a befinden sich in der Laufrichtung der Bahn eine erste Trocknungseinheit 142 an der Eingangsseite, eine erste Umlenkeinheit 144, eine weitere Trocknungseinheit 162 an der konkaven Seite wie auch eine zweite Umlenkeinheit 164. Im Gegensatz dazu zeigt der zweite Gehäuseteil 138b – ebenfalls in der Laufrichtung der Bahn 116 gesehen – eine zweite Trocknungseinheit 166 an der Eingangsseite, eine erste Stabilisierungseinheit 150, eine weitere Trocknungseinheit 168 an der konvexen Seite wie auch eine zweite Stabilisierungseinheit 170. Durch das Anordnen der Trocknungseinheiten und der Umlenk- und/oder Stabilisierungseinheiten – die mit warmem oder heißem Gas betrieben werden können und somit auch zum Trocknen der Bahn 116 verwendet werden können – an beiden Seiten der Bahn kann aufgrund des U-förmigen Wegs der Bahn 116 ein langer freier Lauf der Bahn 116 und eine entsprechend gute Trocknungswirkung verwirklicht werden, ohne dass in der Maschinenhalle unnötiger Platz eingenommen werden muss. Dies verringert zum Beispiel die kalkulatorischen Aufwendungen für den Platz der Trocknungsvorrichtung 110.
Die schematisch gezeigten Trocknungseinheiten 142, 162, 166, 168, die in 2 gezeigt sind, sind Infrarottrocknungseinheiten. Sie können jedoch auch wie in 1 Gas- und/oder Lufttrocknungseinheiten sein.
In 3 sind die gleichen Bestandteile wie in 2 mit den gleichen Bezugszeichen, aber um 100 erhöht, bezeichnet. Im Folgenden wird 3 nur so weit beschrieben, als sie sich von 1 und 2 unterscheidet. Für die anderen Bestandteile wird hiermit auf die Beschreibungen von 1 und 2 verwiesen.
In 3 wird eine Bahn 216 durch indirektes Aufbringen einer Beschichtung 228 auf die Seite 216a der Bahn durch eine Auftragewalze 270 und der Beschichtung 256 auf die Seite 216b der Bahn durch eine Auftragewalze 220 beschichtet. Die Drehachse 274 der Auftragewalze 270 verläuft parallel zur Drehachse 224 der Auftragewalze 220. Die Auftragewalzen 270 und 220 drehen sich auf eine solche Weise in die Richtung der Pfeile 216 und 272 um ihre Achse, dass am pressenden Walzenspalt 276, der bereitgestellt ist, um die Beschichtung von den Auftragewalzen auf die Bahn aufzubringen, keine relative Bewegung zwischen der Bahn 216 und den Umfängen 220a und 270a der beiden Auftragewalzen stattfindet.
Wie in 3 gezeigt befindet sich der Punkt 236, an dem die Bahn die Beschichtungsstation 212 verlässt – in der Laufrichtung der Bahn gesehen – etwas hinter dem pressenden Walzenspalt 276, der in der Ebene liegt, die beide Drehachsen 224 und 274 verbindet. Dies liegt am verzögerten Lösen der Bahn 216 von einer der beiden Auftragewalzen 220 und 270 aufgrund von Haftungswirkungen der feuchten Bahn 216.
Aufgrund der indirekten Doppelbeschichtung mit den Beschichtungen 228 und 256 auf der Bahn 216 an beiden Seiten 216a und 216b der Bahn kommt es zu einem Beschlagen, nachdem sich die Bahn 216 von den beiden Auftragewalzen 220 und 270 getrennt hat. Erneut kann die Qualität der Aufbringung und der Beschichtung der Bahn 216 durch das Abstreifen der Bahn in einer senkrechten Aufwärtsrichtung, damit die Beschichtungsteilchen 158 weniger wahrscheinlich auf die beschichtete Bahn 216 zurückfallen werden, garantiert werden.
Am Punkt 252 betritt die beschichtete Bahn 216 die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 214. Das Gehäuse der Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 214 ist die Gasabsaughaube, die den einzelnen Umlenk- und Trocknungseinheiten zugeteilt ist. Die Bahn 216 wird in der Nichtkon takt-Umlenkvorrichtung 214 insgesamt um 180° umgelenkt. In der Umlenkvorrichtung 214 befinden sich an der konkaven Seite des U-förmigen Wegs der Bahn – in der Laufrichtung der Bahn gesehen – eine Umlenkeinheit 244 an der Eingangsseite, eine Trocknungseinheit 262 an der konkaven Seite, und eine Umlenkeinheit 264 an der Ausgangsseite. An der konvexen Seite des U-förmigen Wegs der Bahn befinden sich eine Stabilisierungseinheit 250 an der Eingangsseite, eine Trocknungseinheit 268 an der konvexen Seite, und eine Stabilisierungseinheit 270 an der Ausgangsseite (ebenfalls in der Laufrichtung der Bahn gesehen). Alle Bestandteile werden mit Gas, um genauer zu sein, mit Luft betrieben. Es ist jedoch auch vorstellbar, andere Gase als Luft wie etwa Stickstoff oder Kohlendioxid zu verwenden. Im Gegensatz zum Beispiel, das in 2 gezeigt ist, weisen die Trocknungseinheiten 262 und 268, die sich an unterschiedlichen Seiten der Bahn einander gegenüberliegend befinden, die gleiche Länge auf.
Die Bahn 216 läuft zwischen den Punkten 236 und 525 in einer Ebene.
In 4 sind die gleichen Bestandteile wie in 3 mit den gleichen Bezugszeichen, aber um 100 erhöht, bezeichnet. 4 wird nur so weit beschrieben, als sie sich von 1 bis 3 unterscheidet. Für die anderen Bestandteile wird hiermit auf die Beschreibungen von 1 bis 3 verwiesen.
Eine Beschichtung 356 wird durch eine Beschichtungseinheit 354 indirekt auf die Seite 316b der Bahn 316 aufgebracht, die zur Auftragewalze 320 gerichtet ist. Die Bahn 316 betritt die Beschichtungsstation 312 von diagonal unten in der Richtung des Pfeils 318 und verlässt sie am Punkt 336. Der Kontaktwinkel α, in dem die Bahn 316 mit dem Umfang 320a der Auftragewalze 320 in Kontakt steht, kann verringert werden, indem man die Bahn 316 von diagonal unten eintreten lässt. Der opti male Kontaktwinkel kann abhängig von den Lauf- und Materialparametern wie etwa der Laufgeschwindigkeit der Bahn und der Beschichtung und des verwendeten Materials unterschiedliche Werte aufweisen.
Am Punkt 352 betritt die Bahn 316 die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 314, nachdem sie sich vom Punkt 336, an dem die Bahn 316 die Beschichtungsstation 312 verlässt, bis zu diesem Punkt 352 in einer Ebene bewegt hat. Die Bahn 316 wird in dieser Umlenkvorrichtung 314 um 90° umgelenkt. Der erste Gehäuseteil 338a, der zur Seite 316a der konkaven Seite der Bahn 316 gerichtet ist, umfasst – in der Laufrichtung der Bahn – eine kombinierte Trocknungs- und Umlenkeinheit 378 gefolgt von einer weiteren Trocknungseinheit 346 an der konkaven Seite. Sowohl die kombinierte Trocknungs- und Umlenkeinheit 378 als auch die weitere Trocknungseinheit 346 an der konkaven Seite sind mit Gasverteilern 348 (die gestrichelt gezeigt sind) versehen und werden mit Gas betrieben, das eine höhere Temperatur als die Umgebungsluft aufweist, um eine Trocknungswirkung zu erzielen.
Das Kombinieren einer Trocknungseinheit mit einer Umlenkeinheit in einem einzelnen Bestandteil erleichtert den Zusammenbau der Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung beträchtlich, da die Anzahl der Bestandteile, die zusammengebaut werden müssen, verringert ist.
Im zweiten Gehäuseteil 338b, der der Seite 316b der Bahn 316 zugehörig ist, sind eine Trocknungseinheit 366 an der konvexen Eingangsseite und eine Trocknungseinheit 380 an der konvexen Ausgangsseite bereitgestellt. Die beiden Trocknungseinheiten 366 und 380 dienen dem Zweck, die Beschichtung 356 auf der Bahn 316 direkt zu trocknen. Die baulichen Bestandteile 346 und 378 im ersten Gehäuseteil 338a dienen dazu, in seinem Umlenkabschnitt die Richtung der Bahn zu verändern und in seinen geraden Abschnitten den Weg der Bahn zu stabili sieren und die Bahn 316 indirekt zu trocknen.
Nach dem Verlassen der Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 314 betritt die Bahn 316 einen senkrecht angeordneten Kalander 380, in dem die Bahn 316 abwechselnd die Hälften von sechs Walzen 382 umspannt, welche parallel zueinander und untereinander angeordnet sind. Die Bahn 316 wird dann zu der Höhenebene, in der sie die Beschichtungsstation 312 betreten hat, zurückgeführt. Die Bahn 316 verlässt den Kalander 380 in der Richtung des Pfeils 318'.
In 5 sind die gleichen Bestandteile wie in 4 mit den gleichen Bezugszeichen, aber um 100 erhöht, bezeichnet. 5 wird nur so weit beschrieben, als sie sich von der Beschreibung von 1 bis 4 unterscheidet. Für die anderen Bestandteile wird ausdrücklich auf die Beschreibungen von 1 bis 4 verwiesen.
Die Bahn 416 betritt die Beschichtungsstation 412 in der Richtung des Pfeils 418. Die Beschichtungsstation 412 umfasst eine Auftragewalze 470 und eine Tragwalze 420. Die Auftragewalze 470 und die Tragwalze 420 drehen sich auf eine solche Weise in entgegengesetzte Richtungen, dass die Geschwindigkeiten der Umfänge 420a und 470a der Tragwalze 420 bzw. der Auftragewalze 470 wie auch jene der Bahn 416 gleich sind. Eine flüssige Beschichtung 428 wird durch eine Beschichtungseinheit 426 über den Umfang 470a der Auftragewalze 470 indirekt auf die Seite 416a der Bahn 416 aufgetragen. Die Beschichtung findet am pressenden Walzenspalt 476 statt, der in der Ebene liegt, die die beiden parallelen Drehachsen 424 und 474 der Auftrage- bzw. der Tragwalze umfasst. Die Bahn 416 verlässt die Beschichtungsstation 412 – in der Laufrichtung der Bahn gesehen – nach dem pressenden Walzenspalt 476, wie bereits in Bezug auf 3 erklärt wurde. Nachdem sie den Punkt 436 passiert hat, bewegt sich die Bahn 416 bis mindestens zum Punkt 452, an dem die Bahn 416 die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 414 betritt, in einer Ebene fort. Im Gegensatz zur zuletzt beschriebenen Umlenkvorrichtung umfasst die Umlenkvorrichtung 414 keine kombinierte Trocknungs- und Umlenkeinheit an der konkaven Seite, die zur Bahn 416a gerichtet ist, sondern eine einzelne Trocknungseinheit 442 an der Eingangsseite wie auch eine Umlenkeinheit 444 gefolgt von einer Trocknungseinheit 446 an der Ausgangsseite (in der Laufrichtung der Bahn gesehen). Zusätzlich sind die zweite Trocknungseinheit 466 an der Eingangsseite wie auch die Trocknungseinheit 480 an der konvexen Eingangsseite der Bahn, die sich im zweiten Gehäuseteil 438b befindet, der zur konvexen Seite der Bahn 416 gerichtet ist, kürzer als die in 4 beschriebenen. Dies liegt am Umstand, dass die Seite 416b der Bahn 416 – der die Trocknungseinheiten an der konvexen Seite der Bahn zugeteilt sind – nicht beschichtet ist, was dazu führt, dass die Bahn nicht direkt getrocknet werden muss. Die Trocknungseinheiten 466 und 480 an der konvexen Seite der Bahn dienen vielmehr dem Zweck der Stabilisierung der Bahn und, zusätzlich, der indirekten Trocknung der Beschichtung, die auf die Seite 416a der Bahn aufgebracht ist. Die Bahn 416 verlässt die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 414 in der Richtung des Pfeils 418'.
In 6 sind die gleichen Bestandteile wie in 5 mit den gleichen Bezugszeichen, aber um 100 erhöht, bezeichnet. 6 wird nur so weit beschrieben, als sie sich von der Beschreibung von 1 bis 5 unterscheidet. Für die anderen Bestandteile wird ausdrücklich auf die Beschreibungen von 1 bis 5 verwiesen.
In 6 betritt die Bahn 516 die Beschichtungsstation 512 von diagonal unten in der Richtung des Pfeils 518. Eine Beschichtung 556 und 528 wird durch Beschichtungsstationen 554 bzw. 526 über zwei Auftragewalzen 520 und 570 indirekt auf die Bahn 516 aufgebracht. Die Drehungen der Auftragewalze 520 in der Richtung des Pfeils 522, der Auftragewalze 570 in der Richtung des Pfeils 572 wie auch der Weg der Bahn 516 sind auf eine solche Weise koordiniert, dass es keine relative Bewegung zwischen den Umfängen 520a und 570a und zwischen den Umfängen und der Bahn 516 gibt. Die Beschichtungen 528 und 556 werden am pressenden Walzenspalt 576 auf die Bahn 516, um genauer zu sein, auf beide Seiten 516a und 516b der Bahn 516, aufgebracht. Am Punkt 536 verlässt die Bahn die Beschichtungsstation 512 und bewegt sich in einer Ebene, bis sie am Punkt 552 die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 514 betritt. Die Umlenkvorrichtung 514 entspricht im Wesentlichen der Umlenkvorrichtung 214 von 3, doch umfasst die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 514 mindestens an der konvexen Seite der Umlenkung ein Gehäuse 538, in dem eine Trocknungseinheit 568 angeordnet ist. Im Gegensatz zur Umlenkvorrichtung 214 von 3 umfasst die Umlenkvorrichtung 514 von 6 keine Stabilisierungseinheiten. Weder die Umlenkeinheiten 544 und 564, die an der konkaven Seite der Bahn angeordnet sind, noch die Trocknungseinheit 562 befinden sich in einem weiteren Gehäuse. Sie umfassen jeweils eine Gasabsaughaube. Alle Umlenkeinheiten 544 und 564 wie auch alle Trocknungseinheiten 562 und 568 der Umlenkvorrichtung 514 werden mit Luft betrieben. Dies ist beispielhaft durch zwei Gasverteiler 548 gestrichelt gezeigt.
Die Bahn 516 verlässt die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 514 in der Richtung des Pfeils 518', d.h., senkrecht abwärts.
In 7 sind die gleichen Bestandteile wie in 6 mit den gleichen Bezugszeichen, aber um 100 erhöht, bezeichnet. 7 wird nur so weit beschrieben, als sie sich von der Beschreibung von 1 bis 6 unterscheidet. Für die anderen Bestandteile wird ausdrücklich auf die Beschreibungen von 1 bis 6 verwiesen.
In 7 betritt eine Bahn 616 die Beschichtungsstation 612 in der Richtung des Pfeils 618. Die Bahn 616 bewegt sich um eine Tragwalze 620, die sich ohne jeglichen Schlupf in die Richtung des Pfeils 622 um ihre Drehachse 624 dreht. Dadurch wird durch eine Beschichtungseinheit 626 eine Beschichtung 628 auf die Seite 616a der Bahn 616 aufgebracht, die von der Tragwalze 620 weg gerichtet ist. Am Punkt 636 trennt sich die Bahn 616 vom Außenumfang 620a der Tragwalze 620 und verlässt die Beschichtungsstation 612 in einer senkrecht abwärts verlaufenden Richtung. Die Bahn 616 läuft in einer Ebene vom Punkt 636 zu einem Punkt 652, an dem sie die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 614 betritt.
Die Umlenkvorrichtung 614, die die Bahn 616 insgesamt um 180° umlenkt – was in zwei Schritten von jeweils 90° erfolgt – umfasst an der konkaven Seite der Bahn und in der Laufrichtung der Bahn eine Umlenkeinheit 644 an der Eingangsseite, eine Trocknungseinheit 662 an der konkaven Seite der Bahn, und eine Umlenkeinheit 664 an der Ausgangsseite. Die konvexe Seite ist lediglich durch ein Gehäuse 638 bedeckt, das dem Zweck dient, feuchte oder lösemittelhaltige Gase oder Dämpfe an einem Entweichen in die Maschinenhalle zu hindern. Die Umlenkeinheiten 644 und 664 wie auch die Trocknungseinheit 662 werden mit Luft betrieben, die wärmer als die Umgebungsluft der Maschinenhalle ist.
Die wie in 7 gezeigte Ausführungsform einer Beschichtungsvorrichtung 610 wird zum Beispiel gewählt, wenn eine bereits bestehende Papierverarbeitungsmaschine mit einer Beschichtungsvorrichtung ausgerüstet werden soll, und wenn über der Beschichtungsstation kein Platz für den Aufbau verfügbar ist.
In 8 sind die gleichen Bestandteile wie in 7 mit den gleichen Bezugszeichen, aber um 100 erhöht, bezeichnet. 8 wird nur so weit beschrieben, als sie sich von der Beschreibung von 1 bis 7 unterscheidet. Für die anderen Bestandteile wird ausdrücklich auf die Beschreibungen von 1 bis 7 verwiesen.
8 zeigt ebenfalls eine Beschichtungsvorrichtung 710, bei der die Bahn 716 die Beschichtungsstation 712 am Punkt 736 in einer senkrecht abwärts verlaufenden Richtung verlässt. Eine Beschichtung 728 wird durch eine Beschichtungsstation 726 über die Auftragewalze 770 auf die Seite 716a der Bahn 716 aufgebracht, die von der kombinierten Auftrage- und Tragwalze 720 weg gerichtet ist. Eine Beschichtung 756 wird durch eine Beschichtungseinheit 754 über die Auftragewalze 720 indirekt auf die andere Seite 716b aufgebracht. In der Laufrichtung der Bahn kommt es im Keil hinter dem Punkt 736 und zwischen den beiden Walzen und der Bahn zu einem Beschlagen in der Form von Beschichtungsteilchen 758. Diese Beschichtungsteilchen 758 gefährden die gewünschte Beschichtungsqualität, da sie aufgrund der Schwerkraft herunterfallen und auf der Bahn 716 landen können. Falls gewünscht, kann an beiden Seiten der Bahn 716 in der Nähe des Punkts 736 eine Absaughaube angebracht werden, die Beschichtungsteilchen 758 entfernt, bevor sie auf der Bahn landen.
Die Bahn 716 bewegt sich in einer Ebene vom Punkt 736 zum Punkt 752, an dem die Bahn 716 die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 714 betritt. In der Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 714 wird die Bahn 716 um 90° in die Maschinenlaufrichtung R umgelenkt. Zu diesem Zweck ist eine Umlenkeinheit 744, die mit Luft betrieben wird, an der konkaven Seite der Bahn 716 angeordnet, worauf eine Infrarottrocknungseinheit 746 folgt. Gegenüber der Umlenkeinheit 744, d.h., an der konvexen Seite der Bahn 716, befindet sich eine Stabilisierungseinheit 750, die ebenfalls mit Luft betrieben wird, wonach eine Infrarottrocknungseinheit 780 an der konvexen Ausgangsseite der Bahn folgt. Die Umlenkeinheit 744, die Stabilisierungseinheit 750 wie auch die Infrarottrocknungseinheiten 746 und 780 sind nicht durch weitere Gehäuse oder schützende Abdeckungen bedeckt. Die Gasabsaughauben, die den jeweiligen Bestandteilen zugeteilt sind, sind ausreichend um feuchtes und/oder lösemittelhaltiges Abgas oder Abluft abzusaugen. Die Bahn 716 verlässt die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung 714 in der Richtung des Pfeils 718'.
9 ist ein schematischer Querschnitt entlang eines Abschnitts IX-IX in 1, wobei die Abbildung der Gasabsaughauben der Umlenkeinheit 44 und der Stabilisierungseinheit 50 weggelassen ist. 9 zeigt eine Anordnung von Gasverteilern des Stands der Technik, durch die Gas zu einer doppelt beschichteten Bahn strömt. Da die Anordnung der Gasverteiler axial symmetrisch ist, wird im Folgenden nur der obere Gasverteiler 48 beschrieben werden.
Die Bahn 16 in 9 ist in der Querschnittansicht gesehen, wobei die Laufrichtung der Bahn durch den Pfeil L angegeben ist, der sich senkrecht zur Zeichnungsebene zum Betrachter hin erstreckt. Der langgestreckte Gasverteiler 48 erstreckt sich parallel zur und im Wesentlichen über die gesamte Breite der Bahn 16. Der Gasverteiler 48 zeigt an einer Seite einen Gaseinlass 84. Von diesem Gaseinlass strömt Gas, z.B. Luft, ins Innere des Gasverteilers und wird durch einen Gasauslass 86, der sich an einem Gasauslassabschnitt 48a des Gasverteilers 48 befindet, abgegeben. Der Gasauslassabschnitt 48a ist ein Wandabschnitt des Gasverteilers 48, der parallel zur laufenden Bahn 16 verläuft und zu dieser gerichtet ist. Der Gaseinlassabschnitt 48b des Gasverteilers 48 des Stands der Technik ist durch einen Wandabschnitt einer Seitenwand gebildet. Die Höhe des Gasverteilers nimmt vom Gaseinlassabschnitt 48b zum Endabschnitt 48c des Gasverteilers 48, der dem Gaseinlassabschnitt 48b gegenüberliegt, in Längsrichtung des Gasverteilers ab, um zu versuchen, die Menge des Gases, das aus dem Gasauslassabschnitt 48a strömt, entlang des Gasverteilers konstant zu halten. Das Gas, das zur Bahn 16 strömt, ist durch Pfeile 88 angegeben. Die Gasströmung, die im Inneren des Gasverteilers zum Gasauslass 86 auftritt, ist stark vereinfacht durch Pfeile 90 angegeben.
10 ist eine schematische Querschnittansicht eines Abschnitts entlang der Linie X-X in 3. 10 zeigt eine Anordnung mit verbesserten Gasverteilern 248.
In 10 sind die gleichen Bezugszeichen wie in 9 mit den gleichen Bezugszeichen, aber um 100 erhöht, bezeichnet. Im Folgenden wird nur der obere Gasverteiler der in 9 gezeigten Gasverteiler 248 beschrieben werden. Seine Beschreibung gilt auch für den unteren Gasverteiler 248.
Der Gasverteiler 248 ist im Wesentlichen aus einem langgestreckten, hohlen, parallelflächigen Körper 292 gebildet, der sich in seiner Längsrichtung über die gesamte Breite der Bahn 216 erstreckt. Der hohle Körper 292 zeigt an seiner Unterseite, die zur Bahn 216 gerichtet ist, einen Gasauslass 286. Die Unterseite ist somit der Gasauslassabschnitt 248a. In der oberen Seite 248d gegenüber dem Gasauslassabschnitt des Gasverteilers 248 befindet sich im Bereich seiner Mitte in Längsrichtung ein Gaseinlass 284. Im Inneren des Gasverteilers 248 befindet sich in der Mitte in Längsrichtung des Gasverteilers eine Unterbrecherplatte 294 parallel zum Gasauslassabschnitt 248a und unter dem Gaseinlass beabstandet. Diese Unterbrecherplatte 294 vermeidet einen Kurzschluss der Gasausstoßdüsen, die in einer direkten Verlängerung zum Gaseinlass 284 angeordnet sind, mit dem Gaseinlass 284. Das Gas im Inneren des Gasverteilers 248 muss wie durch die Pfeile 290 an der linken Seite des Gasverteilers 248 angegeben um die Unterbrecherplatte 294 strömen. Dadurch wird ein eine harmonisierte Gasausstoßströmung 288 entlang der Länge des Gasverteilers erzielt. Die Unterbrecherplatte kann wie durch die Unterbrecherplatte 294' des unteren Gasverteilers 248 angegeben auch die Form eines Pfeils aufweisen. Die Unterbrecherplatte im Inneren des Gasverteilers könnte auch weggelassen werden.
Der Vorteil dieses Gasverteilers im Vergleich zum Gasverteiler des Stands der Technik, der in 9 gezeigt ist, ist seine verringerte Aufbauhöhe. Wenn angenommen wird, dass die Höhe des Endabschnitts 248c durch die Menge des Gases, das aus diesem Endabschnitt 248c ausströmt, bestimmt wird, würde die Höhe des Gasverteilers des Stands der Technik in Längsrichtung des Gasverteilers beginnend vom Endabschnitt 248c zum gegenüberliegenden Endabschnitt 248b linear zunehmen. Ein Umriss eines herkömmlichen Gasverteilers mit der gleichen Länge ist in 10 gestrichelt angegeben.
11 zeigt eine Anordnung von Gasverteilern 448, die in den Trocknungseinheiten 442 und 466 von 5 verwendet werden. Die gleichen Bestandteile wie in 10 sind mit den gleichen Bezugszeichen, aber um 200 erhöht, gezeigt. Wie in 9 und 10 wird in 11 nur der obere Gasverteiler 448 beschrieben, und nur soweit, als er sich vom Gasverteiler 248, der in 10 gezeigt ist, unterscheidet.
Der Gasverteiler 448 ist auf eine solche Weise gestaltet, dass seine Höhe, oder vielmehr die Höhe des inneren strömungsrelevanten Querschnitts seines Gaseinlasses 484, in der Nähe der Mitte in Längsrichtung des Gasverteilers 448 zu seinen Endabschnitten 448b und 448c abnimmt. Die Abnahme der Höhe des stömungsrelevanten Querschnitts an jeder beliebigen gegebenen Stelle in Längsrichtung entspricht der Menge an Gas, das an dieser Stelle in Längsrichtung vom Gasverteiler 448 abgegeben wird. Dies bedeutet, dass die Höhe des Gas verteilers 448 pro Wegzunahme von dieser Stelle in Längsrichtung zum nächsten Ende in Längsrichtung 448b oder 448c proportional zur Menge des Gases, das entlang der Wegerhöhung ausgestoßen wird, abnimmt. Wenn wie in 10 angenommen wird, dass die Querschnittfläche des Endabschnitts 448c des Gasverteilers 448 proportional zur Menge des aus dem Endabschnitt 448c strömenden Gases ist und daher demgemäß eine feste Höhe aufweist, würde sich ein gleichermaßen arbeitender Gasverteiler des Stands der Technik ergeben, dessen Umriss in 11 gestrichelt gezeigt ist. Man kann sehen, dass der in 11 gezeigte Gasverteiler 448 eine wesentlich niedrigere Aufbauhöhe als ein gleichermaßen arbeitender Gasverteiler des Stands der Technik aufweist, wodurch Platz für den Aufbau gespart wird.
Die Gasströmung im Inneren des Gasverteilers 448 ist durch Pfeile 490 angegeben. Zusätzlich kann der Gasverteiler 448 wie im unteren Gasverteiler in 11 gezeigt mit einer Unterbrecherplatte 494 versehen werden.
12 bis 15 zeigen Ausführungsformen von Trocknungseinheiten oder Umlenkeinheiten, wie sie in Beschichtungsvorrichtungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
12 zeigt eine schematische Querschnittansicht durch die Trocknungseinheiten 262 und 268 entlang der Linie XII-XII von 3. Im Folgenden wird nur die obere Trocknungseinheit 268 beschrieben werden, da der Aufbau der unteren Trocknungseinheit 262 ein Spiegelbild der oberen Trocknungseinheit 268 ist und ihr daher entspricht. Das Spiegelbild bezieht sich auf eine Spiegelung an der Ebene der Bahn 216.
Die Trocknungseinheit 268 zeigt eine Gasabsaughaube 294, in der mehrere Gasverteiler 248 parallel zueinander in Längsrichtung angeordnet sind. Die Endabschnitte 248b und 248c der Gasverteiler stehen mit dem Inneren der Gasabsaughaube 294 in Kontakt. Die Gasverteiler 248 sind über diesen Kontakt durch z.B. Schweißen, Verschrauben, Vernieten oder Kleben an der Gasabsaughaube 294 angebracht. Eine Gasversorgungsleitung 296 wird durch eine Öffnung 295 in der Gasabsaughaube 294 ins Innere der Trocknungseinheit 268 eingebracht. Mehrere Verteilungsleitungen führen von der Gasversorgungsleitung zu den Gasverteilern 248 und versorgen die Gasverteiler mit Gas. Das Gas strömt entlang der durchgehend gezeichneten Pfeile über die Gasversorgungsleitung 296 durch die Gasverteilungsleitungen 298 zu den Gasverteilern 248. Von dort strömt das Gas wie durch Pfeile 288 angegeben vom Gasauslassabschnitt 248a und trifft die Bahnfläche. Dort absorbiert es Feuchtigkeit in Form von Wasser und/oder Lösemittel und wird durch eine Gasausstoßöffnung 299 (nicht in 12 gezeigt) entlang der gestrichelten Pfeile abgesaugt. Die Gasausstoßöffnung 299 befindet sich auf der Ebene der Gasversorgungsleitung 296, aber hinter der Zeichnungsebene von 12. In 12 bis 15 geben die durchgehend gezeichneten Pfeile im Allgemeinen Trocknungsluft, die auf die Bahn 216 geblasen wird, an, und geben die gestrichelten Pfeile die feuchte und/oder lösemittelhaltige Abluft, die von der Fläche der Bahn abgesaugt wird, an.
In 13 ist die Gasausstoßöffnung 299 deutlicher ersichtlich. 13 ist ein Schnitt durch die Trocknungseinheiten 262 und 268a entlang der Linie XIII-XIII von 12. In 13 ist die Gasausstoßöffnung 299, die an einer Gasausstoßleitung (nicht gezeigt) angebracht ist, an der rechten Seite nächst dem Querschnitt der Gasversorgungsleitung gezeigt. In 13 ist auch ersichtlich, dass die Gasverteiler 248, die in Bezug auf ihre Längsrichtungen parallel zueinander sind, in der Laufrichtung L der Bahn 216 beabstandet sind, so dass feuchtes und/oder lösemittelhaltiges Abgas oder Abluft von den Räumen 202, die durch diese Anordnung gebildet werden, abgesaugt werden kann. Ferner sind der erste und der letzte Gasverteiler 248 in Bezug auf die Laufrichtung L der Bahn von der Wand der Gasabsaughaube 294 beabstandet, um mehr Räume zu schaffen, durch die das Abgas oder die Abluft von der Fläche der Bahn abgesaugt werden kann.
In 13 ist ferner ersichtlich, dass die Gasverteiler der Trocknungseinheit 268 und die Gasverteiler der Trocknungseinheit 262 an den gleichen jeweiligen Stellen in Längsrichtung in der Laufrichtung L der Bahn 216 in Paaren einander gegenüberliegend angeordnet sind. Dadurch wird über und unterhalb der Bahn 216 ein stabiles Luftkissen gebildet, das die Bahn 216 kaum mechanisch beeinflusst, da die Kräfte der Luftströmung einander gegenseitig ausgleichen.
14 zeigt eine alternative Anordnung von Gasverteilern in der oberen und in der unteren Trocknungseinheit. Der einzige Unterschied zu den Gasverteilern von 13 ist, dass die Gasverteiler 248' der Trocknungseinheit 268' von 14 an unterschiedlichen Seiten der Bahn 216' einander gegenüberliegend, aber in der Laufrichtung L' der Bahn 216' abwechselnd, angeordnet sind. Das bedeutet, dass ein fester Punkt der Bahn 216', die sich durch die Trocknungseinheiten 262' und 268' bewegt, durch die Gasverteiler 248' der Trocknungseinheit 268' und der Trocknungseinheit 262' abwechselnd durch Trocknungsluft an beiden Seiten beeinflusst wird.
In dieser Anordnung von Gasverteilern gleichen die Strömungskräfte von den Gasverteilern 248' der verschiedenen Seiten der Bahn 216' einander nicht länger aus, so dass die Bahn 216' Wellen bildet, die die Fläche der Bahn 216', die durch die Trocknungseinheiten 262' und 268' getrocknet werden soll, vergrößern. Dadurch wird die Trocknungsleistung der Trocknungseinheiten erhöht.
15 ist ein Längsschnitt der in 6 gezeigten Trocknungseinheiten 562 und 568, der 13 und 14 entspricht. 15 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Trocknungseinheit. In 15 sind die gleichen Bestandteile wie in 13 mit den gleichen Bezugszeichen, aber um 100 erhöht, bezeichnet. Da die Trocknungseinheiten symmetrisch sind, wird nur die obere Trocknungseinheit 568 beschrieben werden. Ihre Beschreibung gilt auch für die untere Trocknungseinheit 562. Im Folgenden wird 15 nur so weit beschrieben, als sie sich von 13 unterscheidet. Hiermit wird ausdrücklich auf deren Beschreibung verwiesen.
In der Gasabsaughaube 594 sind zwei Gruppen 591 und 593 von Gasverteilern 548 enthalten. Jeder Gruppe 591, 593 von Gasverteilern 548 sind jeweils eine Gasversorgungsleitung 596 mit entsprechenden Verteilungsleitungen wie auch eine Gasausstoßöffnung 599 zugeteilt. Auf diese Weise können auch lange Trocknungs- und/oder Umlenkeinheiten mit langen Radien verwirklicht werden und kann garantiert werden, dass alle Gasverteiler mit ausreichendem Trocknungsgas versorgt werden. Zwischen den Gruppen 591, 593 befindet sich eine senkrechte perforierte Platte 504, die über die gesamte Querschnittfläche der Gasabsaughaube 594 verläuft und jeder Gasausstoßöffnung 599 durch Bereitstellen eines erhöhten Fließwiderstands zwischen den beiden Gruppen 591, 593 einen Gasraum zum Absaugen von Abgas zuteilt. Das Bereitstellen einer perforierten Platte anstelle einer festen Trennwand weist das Ergebnis auf, dass sich – im Fall eines vollständigen Ausfalls einer der beiden Gasausstoßleitungen, die mit den Gasausstoßöffnungen 599 verbunden sind – der Unterdruck, der im Gasraum der nach wie vor arbeitenden Gasausstoßöffnung vorhanden ist, zum Gasraum der ausgefallenen Gasausstoßöffnung ausbreiten kann, wodurch garantiert wird, dass die Vorrichtung selbst in Fällen der obenerwähnten Fehlfunktionen arbeitet. Zusätzlich ist zwischen den Räumen 502 zwischen den Gasverteilern 548 und zwischen den Räumen zwischen einer Wand der Gasabsaughaube 594 und einem Gasverteiler 548 ein Strömungsabgleichungsmittel in der Form einer perforierten Platte 506 bereitgestellt, um das Absaugen von feuchtem oder/und lösemittelhaltigem Abgas von der Fläche der Bahn 516 über die Länge der Trocknungseinheit 568 zu homogenisieren.

Claims

Vorrichtung zur Beschichtung einer laufenden Bahn (16), insbesondere aus Papier oder Karton, an einer oder beiden Seiten mit einem flüssigen oder pastösen Beschichtungsmaterial (28), umfassend – eine Beschichtungsstation (12), um das Beschichtungsmaterial (28) auf die Bahn (16) aufzubringen, wie auch – eine Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung (14), die der Beschichtungsstation (12) in der Laufrichtung der Bahn (16) folgt, wobei die Beschichtungsstation (12) in Bezug auf die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung (14) derart angeordnet ist, dass die Bahn (16) zwischen dem Punkt, an dem sie die Beschichtungsstation (12) verlässt (36), und dem Punkt, an dem sie die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung (14) betritt (52), in nur einer Ebene läuft, ohne die Richtung zu verändern, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Beschichtungsstation (12) in Bezug auf die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung (14) ferner derart ist, dass die Bahn (16) die Beschichtungsstation (12) in einer aufwärts gerichteten und senkrechten Richtung verlässt.
Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung (14) die Bahn (16) um ungefähr 90° umlenkt.
Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung (114) die Bahn (116) um ungefähr 180° umlenkt.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Umlenken der Bahn, das in der Nichtkontakt-Umlenkvorrichtung (14) bewirkt wird, in die Maschinenlaufrichtung (R) stattfindet.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkvorrichtung (14) eine Umlenkeinheit (44) umfasst, die an der konkaven Seite eines Umlenkabschnitts der Bahn (16) angeordnet ist.
Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkvorrichtung (14) eine Stabilisierungseinheit (50) umfasst, die der Umlenkeinheit (44) gegenüberliegend an der konvexen Seite des Umlenkabschnitts angeordnet ist.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Nichtkontakt-Trocknungseinheit (42 oder/und 46 und 62) in der Laufrichtung der Bahn (16) vor oder/und nach der Umlenkeinheit (44) an geordnet ist.
Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Nichtkontakt-Trocknungseinheiten (142/166, 162/168, 346/380) einander gegenüberliegend an unterschiedlichen Seiten der Bahn (116) angeordnet sind.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Trocknungseinheit (42, 46) ein Lufttrockner ist.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Trocknungseinheit (142, 162, 166, 168) ein Infrarottrockner ist.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die eine Nichtkontakt-Umlenkeinheit (144) in der Laufrichtung der Bahn (116) mindestens eine weitere Nichtkontakt-Umlenkeinheit (164) bereitgestellt ist.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine der Nichtkontakt-Umlenkeinheiten (44) mit Gas betrieben wird, das warmer als die Umgebungsatmosphäre ist, welche die Bahn (16) umgibt.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Nichtkontakt-Umlenkeinheit (44) oder/und die mindestens eine weitere Nichtkontakt-Umlenkeinheit oder/und die mindestens eine Nichtkontakt-Trocknungseinheit (42/46) unter einem gemeinsamen Gehäuse (38) angeordnet sind, wobei das Gehäuse (38) – falls gewünscht – mehrere Gehäuseteile (38a, 38b) umfasst.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsstation (12) mindestens eine Beschichtungseinheit (26) zum direkten Aufbringen des Beschichtungsmaterials (28) auf die Bahn (16) oder/und mindestens eine Beschichtungseinheit (154) zum indirekten Aufbringen der Beschichtung (156) auf die Bahn (116) umfasst.
Beschichtungseinrichtung zur Beschichtung einer laufenden Bahn, insbesondere aus Papier oder Karton, an einer oder beiden Seiten unter Verwendung von mindestens zwei Beschichtungsvorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 16, die in einer fortlaufenden Abfolge angeordnet sind.