DE9111669U1 - Device for applying coating colour to a fibre web - Google Patents
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Description
Anwaltsakte: U 4840
Kennwort: "Doppelrinne"
J. M. Voith GMBHLawyer’s file: U 4840
Password: "Double gutter"
JM Voith GMBH
Vorrichtung zum Auftragen von Streichfarbe auf eine FaserstoffbahnDevice for applying coating colour to a fibre web
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
Vorrichtungen dieser Art können innerhalb oder außerhalb einer Papier-Herstellungsmaschine angeordnet sein. Bei der aufzutragenden Flüssigkeit kann es sich beispielsweise um eine Leimsuspension handeln, mit der die Papierbahn imprägniert wird; d.h. die Leimsuspension penetriert mehr oder weniger vollkommen in das Innere der Papierbahn. Die Flüssigkeit kann aber auch eine Streichmasse sein; gemeint sind damit Pigment-Aufschwemmungen verschiedenster Art, aus denen auf der Papierbahn eine Deckschicht gebildet wird. In beiden Fällen kann die Flüssigkeit auf nur eine Seite der Papierbahn aufgetragen werden oder auf beide Seiten der Papierbahn.Devices of this type can be arranged inside or outside a paper manufacturing machine. The liquid to be applied can, for example, be a glue suspension with which the paper web is impregnated; i.e. the glue suspension penetrates more or less completely into the interior of the paper web. The liquid can also be a coating slip; this means pigment suspensions of various types from which a covering layer is formed on the paper web. In both cases, the liquid can be applied to just one side of the paper web or to both sides of the paper web.
Druckschriften zum Stand der TechnikPublications on the state of the art
1. DE-GM 8 414 4131. DE-GM 8 414 413
2. US-PS 2,729,1922. US-PS 2,729,192
3. US-PS 2,946,3073. US-PS 2,946,307
4. US-PS 3,084,6634. US-PS 3,084,663
5. Wochenblatt für Papierfabrikation 1973, Seiten 164 bis5. Weekly Journal for Paper Manufacturing 1973, pages 164 to
6. Wochenblatt für Papierfabrikation 1978, Seiten 773 bis6. Weekly Journal for Paper Manufacturing 1978, pages 773 to
Die Erfindung geht aus von Druckschrift 1, insbesondere von deren Figur 2. Dabei sind zwei Auftragswalzen vorgesehen, die einen Spalt miteinander bilden, durch den eine Papierbahn hindurchläuft. Beiden Auftragswalzen ist je ein Düsenauftragswerk zugeordnet, das ^jeweils einen Streichfarbenfilm auf die Mantelfläche der betreffenden Walze aufbringt. Das Düsenauftragswerk hat eine Düse mit zwei Düsenlippen, von denen die eine an ihrem freien Ende eine Rollrakel trägt, das ist ein Stab mit einer gerillten Mantelfläche. Damit ist ein dosiertes Auftragen von Streichfarbe auf die Mantelfläche der betreffenden Walze möglich. The invention is based on document 1, in particular on figure 2. Two application rollers are provided which form a gap with one another through which a paper web runs. Each of the application rollers is assigned a nozzle application unit, which applies a film of coating color to the outer surface of the respective roller. The nozzle application unit has a nozzle with two nozzle lips, one of which has a roller doctor blade at its free end, which is a rod with a grooved outer surface. This enables a metered application of coating color to the outer surface of the respective roller.
Wenn auch in dieser Darstellung nicht gezeigt, so ist in der Praxis jedoch stets eine Reinigungsvorrichtung vorhanden, um die Mantelfläche der Walze -zu reinigen. Diese Reinigungsvorrichtung befindet sich zwischen derjenigen Stelle, an der der Streichfarbenfilm von der Mantelfläche der Walze an die Papierbahn gegeben wird (Abgabeposition) und derjenigen Position, an der das Düsenauftragswerk den Streichfarbenfilm auf die Mantelfläche der Walze aufgibt (Aufgabeposition). Solche Reinigungsvorrichtungen sind aus verschiedenen Gründen notwendig: Zum einen bleiben an der Mantelfläche der Walze Streichfarben-Partikel haften, zum anderen Fasern, die aus der Papierbahn bei deren Ablaufen von der Mantelfläche herausgerissen werden. Diese Ablagerungen stellen einen hartnäckigen Belag dar, der bei jedem Umlauf der Walze kumuliert und zu Ungleichförmigkeiten des Streichfarbenfilmes sowie zu Störungen führt. Deshalb muß er unbedingt zuverlässig beseitigt werden. Die Reinigungsvorrichtung umfaßt einen Schaber mit einer Schaberklinge, die im Betrieb gegen die Mantelfläche der Walze angestellt ist, ferner eine Flüssigkeitsquelle. Die Flüssigkeitsquelle hat zwei Aufgaben: Zum einen dient sie dazu, Reinigungsflüssigkeit auf die Mantelfläche zu sprühen, und damit die Ablagerungen abzulösen oder wenigsten deren Ablösung vorzubereiten. Zum anderen muß zu jedem Zeitpunkt sichergestellt sein, daß weder die Schaber-Although not shown in this illustration, in practice a cleaning device is always present to clean the surface of the roller. This cleaning device is located between the point at which the coating film is transferred from the surface of the roller to the paper web (delivery position) and the position at which the nozzle applicator applies the coating film to the surface of the roller (feed position). Such cleaning devices are necessary for various reasons: firstly, coating particles stick to the surface of the roller, and secondly, fibers that are torn out of the paper web as it runs off the surface. These deposits represent a stubborn coating that accumulates with each revolution of the roller and leads to irregularities in the coating film and to malfunctions. It is therefore essential that they be reliably removed. The cleaning device comprises a scraper with a scraper blade that is positioned against the surface of the roller during operation, and a liquid source. The liquid source has two tasks: Firstly, it serves to spray cleaning liquid onto the casing surface and thus remove the deposits or at least prepare for their removal. Secondly, it must be ensured at all times that neither the scraper
klinge, noch die nachgeschaltete Rakel der Auftragsdüse trocken läuft. Diese beiden Elemente müssen somit zu jedem Zeitpunkt geschmiert werden. Ist dies nicht der Fall, so kommt es zu Beschädigungen der empfindlichen Mantelfläche der Walze durch die Schaberklinge oder durch die Dosierrakel.blade, nor the downstream doctor blade of the application nozzle runs dry. These two elements must therefore be lubricated at all times. If this is not the case, the sensitive surface of the roller will be damaged by the doctor blade or the metering doctor blade.
Dies bedeutet, daß die Flüssigkeitsquelle bereits vor Aufnahme des Streichbetriebes, d.h. vor Beschicken der Düsenkammer mit Streichfarbe und damit vor dem Auftragen eines Streichfilmes auf die Mantelfläche der Walze reichlich Flüssigkeit abgeben muß, um sowohl die Schaberklinge, als auch die Rakel zu schmieren. Die Flüssigkeitsquelle ist im allgemeinen ein Spritzrohr, das sich über die Mantelfläche der Walze hinweg erstreckt. Die Flüssigkeit wird somit vor Aufnahme des Streichbetriebs im Übermaß auf die Mantelfläche aufgebracht, bleibt hieran hängen und tritt durch den Spalt zwischen der Schaberklinge und der Mantelfläche hindurch. Sodann wandert ein Teil dieser anhaftenden Flüssigkeit immer noch mit der Mantelfläche weiter und gelangt zur Rakel, um auch diese zu schmieren. Ein anderer Teil gelangt in die Streichfarbenrinne, die ja vor dem Düsenauftragswerk angeordnet ist, um überschüssige Streichfarbe aufzunehmen .This means that the liquid source must release plenty of liquid before the coating operation begins, i.e. before the nozzle chamber is filled with coating color and therefore before a coating film is applied to the surface of the roller in order to lubricate both the doctor blade and the squeegee. The liquid source is generally a spray pipe that extends over the surface of the roller. The liquid is thus applied in excess to the surface before the coating operation begins, sticks to it and passes through the gap between the doctor blade and the surface. Part of this adhering liquid then continues to travel with the surface and reaches the squeegee to lubricate it too. Another part reaches the coating color channel, which is located in front of the nozzle applicator, to absorb excess coating color.
Ist hingegen der Streichbetrieb aufgenommen und gibt die Düse einen Streichfarbenfilm in gewünschter Stärke an die Mantelfläche der Walze ab, so wird die Dosierrakel durch die Streichfarbe geschmiert und benötigt somit keine besondere Schmierflüssigkeit mehr. Jetzt muß lediglich dafür gesorgt werden, daß die Schaberklinge genügend Schmierflüssigkeit erhält (im allgemeinen Wasser) . Die Flüssigkeitsquelle braucht somit von diesem Zeitpunkt an wenier Flüssigkeit abzugeben. Das Drosseln der Flüssigkeitsmenge ist aber auch notwendig, da es nämlich sonst zu einer unerwünschten Verdünnung und damit Beeinträchtigung des Streichfarbenfilmes kommt.However, once the coating operation has started and the nozzle applies a coating film of the desired thickness to the surface of the roller, the metering doctor blade is lubricated by the coating and therefore no longer requires any special lubricating fluid. Now it is only necessary to ensure that the doctor blade receives sufficient lubricating fluid (generally water). From this point on, the fluid source therefore needs to give out less fluid. However, throttling the amount of fluid is also necessary, as otherwise the coating film will be undesirably diluted and thus impaired.
-i 4- _-i 4- _
Hier beginnt das Problem. Es ist nämlich schwierig, die folgenden Parameter aufeinander abzustimmen:This is where the problem begins. It is difficult to coordinate the following parameters:
Zeitpunkt der Aufnahme des Streichbetriebes, d.h. des Aufgebens eines Streichfarbenfilms auf die Mantelfläche der Walze;Time of commencement of coating operation, i.e. the application of a film of coating colour to the surface of the roller;
Zeitpunkt des Drosseins der Flüssigkeitszufuhr; Ausmaß des Drosseins.Timing of fluid intake restriction; extent of restriction.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß die Mantelfläche der Walze tadellos gereinigt wird, daß die Schaberklinge als auch die Dosierrakel zu keinem Zeitpunkt trocken laufen, und daß ein einwandfreier Streichfarbenfilm gewünschter Stärke und Beschaffenheit auf die Auftragswalze aufgegeben wird und schließlich an die Faserstoffbahn abgegeben wird.The invention is based on the object of designing a device according to the preamble of claim 1 in such a way that the outer surface of the roller is perfectly cleaned, that the doctor blade and the metering doctor blade never run dry, and that a perfect coating film of the desired thickness and quality is applied to the application roller and finally delivered to the fibrous web.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Zu deren Lösung tragen die einzelnen Merkmale wie folgt bei:This problem is solved by the characterizing features of claim 1. The individual features contribute to its solution as follows:
Die Merkmale (e) und (f) sorgen zunächst einmal dafür, daß das Geschehen im Bereich der Schaberklinge unter Kontrolle gelangt. Durch eine entsprechende Betätigungseinrichtung läßt sich die Weite des Spaltes zwischen der Schaberklinge und der Mantelfläche der Walze einstellen. Damit läßt sich die Menge der Flüssigkeit, die von der Mantelfläche der Walze durch den Spalt hindurchgeschleppt wird, genau definieren.Features (e) and (f) ensure, first of all, that what is happening in the area of the scraper blade is under control. The width of the gap between the scraper blade and the surface of the roller can be adjusted using a corresponding actuating device. This allows the amount of liquid that is dragged through the gap by the surface of the roller to be precisely defined.
Die Merkmale (g) und (h) sorgen dafür, daß der Weg der Flüssigkeit unter Kontrolle kommt. Alle Merkmale tragen dazu bei, daß ein Trockenlaufen der beiden Elemente Schaberklinge und Dosierrakel vermieden wird, und daß es nicht zu einer unerwünschten Verdünnung des Streichfarbenüberschusses in der Streichfarbenrinne kommt. Für xden Streichfarbenüberschuss gibt es nach wie vor die Streichfarbenrinne, jedoch tritt nunmehr auch noch eine besondere Rinne hinzu, die die Reinigungsflüssigkeit getrennt aufnimmt. Die in der Streichfarbenrinne befindliche Flüssigkeit kann somit im Kreislauf unverändert der Düsenkammer zur erneuten Verwendung zugeführt werden.Features (g) and (h) ensure that the path of the liquid is controlled. All features contribute to preventing the two elements, the doctor blade and the metering blade, from running dry and to preventing undesirable dilution of the excess coating color in the coating color trough. The coating color trough still holds the excess coating color, but now there is also a special trough that collects the cleaning liquid separately. The liquid in the coating color trough can thus be fed unchanged in the circuit to the nozzle chamber for reuse.
Der Stand der Technik sowie die Erfindung sind anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:The state of the art and the invention are explained in more detail using the drawing. It shows the following in detail:
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik, und zwar entsprechend DG-GM 8 414 413Figure 1 shows a device according to the state of the art, namely according to DG-GM 8 414 413
Figur 2 die wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung, vor allem Auftragswalze, Düsenauftragswerk und Reinigungsvorrichtung.Figure 2 shows the essential parts of an application device according to the invention, especially the application roller, nozzle application unit and cleaning device.
Figur 3 zeigt Detail A aus Figur 2.Figure 3 shows detail A from Figure 2.
Die in Figur 1 dargestellte Auftragsvorrichtung weist zwei Auftragswalzen 10, 20 auf, zwei Düsenauftragswerke 31, 41, zwei Düsenkammern 32, 42, je eine mmschinenbreite Düsenlippe 13, 23, je eine Dosierrakel 8, 8 sowie je eine Streichfarbenrinne 39, 49. Die beiden Auftragswalzen 10, 20 laufen im Sinne der Pfeile P um. Eine Papierbahn 9 ist durch den Spalt hindurchgeführt, der zwischen den beiden Walzen gebildet ist.The application device shown in Figure 1 has two application rollers 10, 20, two nozzle applicators 31, 41, two nozzle chambers 32, 42, one mm-wide nozzle lip 13, 23, one metering doctor blade 8, 8 and one coating color channel 39, 49. The two application rollers 10, 20 rotate in the direction of the arrows P. A paper web 9 is guided through the gap formed between the two rollers.
Im Betrieb erhalten die beiden Düsenkammern 32, 42 von nicht dargestellten Pumpen einen Streichfarbenstrom. Ein Teil dieses Stromes gelangt zur Düse und damit zu deren Auslauf, wo er durch die betreffende Dosierrakel 8 dosiert und als Film auf der Mantelfläche-der betreffenden Walze 10, 20 abgelagert wird. Ein kleinerer Teil tritt an der anderen Düsenlippe als Überschußstrom über und gelangt in die betreffende Auffangrinne 39, 49. Der genannte Film wird im Bereich des Spaltes zwischen den beiden Walzen an die Papierbahn 9 abgegeben, so daß diese beidseits mit.einem Strich versehen wird.During operation, the two nozzle chambers 32, 42 receive a flow of coating color from pumps (not shown). Part of this flow reaches the nozzle and thus its outlet, where it is metered by the relevant metering blade 8 and deposited as a film on the outer surface of the relevant roller 10, 20. A smaller part passes over the other nozzle lip as an excess flow and reaches the relevant collecting channel 39, 49. The film mentioned is delivered to the paper web 9 in the area of the gap between the two rollers, so that it is provided with a coating on both sides.
Auch Figur 2 ist im Prinzip so dargestellt, wie Figur 1, nämlich in einem zur Achse der Auftragswalze 30 senkrechten Schnitt. Die Walze 30 ist gegenüber den Walzen 10, 20 im Maßstab wesentlich größer dargestellt.Figure 2 is also shown in principle in the same way as Figure 1, namely in a section perpendicular to the axis of the application roller 30. The roller 30 is shown on a much larger scale than the rollers 10, 20.
Der Walze 30 ist ein Düsenauftragswerk 51 zugeordnet. Dieses umfaßt eine Düsenkammer 52 sowie eine Düse 53. Die Düse 53 weist zwei zur Achse der Auftragswalze 30 parallele Lippen 53.1 und 53.2 auf. Die eine Lippe 53.1 trägt eine sogenannte Rollrakel 58. Diese ist in einem Rollrakelbett 59 gelagert. Die andere Düsenlippe 53.2 trägt eine Überlaufleiste 60.A nozzle applicator 51 is assigned to the roller 30. This comprises a nozzle chamber 52 and a nozzle 53. The nozzle 53 has two lips 53.1 and 53.2 parallel to the axis of the applicator roller 30. One lip 53.1 carries a so-called roller doctor 58. This is mounted in a roller doctor bed 59. The other nozzle lip 53.2 carries an overflow bar 60.
Man erkennt ferner eine Überlaufrinne 59 zur Aufnahme desjenigen Überlaufstromes von Streichfarbe, der über die Überlaufleiste 60 übergetreten ist.One can also see an overflow channel 59 for collecting the overflow stream of coating color that has passed over the overflow bar 60.
Dem Düsenauftragswerk 51 ist eine Reinigungsvorrichtung vorgeschaltet. Diese umfaßt ein Spritzrohr 70, einen Schaber 80 mit Schaberklinge 81 sowie eine Auffangrinne 90 zum Auffangen überschüssiger Reinigungsflüssigkeit.A cleaning device is installed upstream of the nozzle applicator 51. This comprises a spray pipe 70, a scraper 80 with a scraper blade 81 and a collecting channel 90 for collecting excess cleaning fluid.
Das in Figur 3 dargestellte Detail zeigt in vergrößertem Maßstab wiederum die Walze 30, auf welche der Streichfarbenfilm aufzutragen ist, den Schaber 80 der Reinigungsvorrichtung, die zugehörende Schaberklinge 81 sowie eine Andrückvorrichtung 83. Die Andrückvorrichtung ist um eine Schwenkachse 84 verschwenkbar. Sie weist ferner einen ausblasbaren Schlauch 85 auf, dem eine Leiste 86 angeformt ist, die sich über die gesamte Maschinenbreite erstreckt. Das Andrücken der Schaberklinge 81 kann durch zwei Vorgänge bewirkt werden: Zum einen kann die gesamte Andrückvorrichtung 83 um die Gelenkachse 84 in Pfeilrichtung verschwenkt werden, zum anderen kann der Schlauch 85 aufgeblasen werden.The detail shown in Figure 3 shows, on an enlarged scale, the roller 30 onto which the coating film is to be applied, the scraper 80 of the cleaning device, the associated scraper blade 81 and a pressing device 83. The pressing device can be pivoted about a pivot axis 84. It also has an inflatable hose 85, to which a strip 86 is formed, which extends over the entire width of the machine. The pressing of the scraper blade 81 can be achieved by two processes: Firstly, the entire pressing device 83 can be pivoted about the hinge axis 84 in the direction of the arrow, and secondly, the hose 85 can be inflated.
Durch eine entsprechende Steuerung wird sichergestellt, daß ein Andrücken der Klinge 81 nur dann erfolgen kann, wenn Spritzrohr 70 arbeitet und Flüssigkeit, z.B. Wasser, gegen die Mantelfläche der Walze 30 sprüht.A corresponding control ensures that the blade 81 can only be pressed when the spray pipe 70 is working and liquid, e.g. water, is sprayed against the outer surface of the roller 30.
Wie man aus Figur 2 erkennt, ist die gesamte Vorrichtung praktisch zu einer einzigen Baueinheit integriert. Das Düsenauftragswerk 51 ist über seine Überlaufleiste 60 mit der Wand 59.1 der Überlaufrinne 59 fest verbunden. Der Schaber 80 ist ebenfalls mit der Wand 59.1 fest verbunden. Denkbar wäre auch eine Lösung, bei welcher die einander zugewandten Wände des Düsenauftragswerkes 51 und der Auffangrinne 59, nämlich die Wände 52.1 und 59.1 zu einer einzigen Wand zusammengefaßt sind.As can be seen from Figure 2, the entire device is practically integrated into a single structural unit. The nozzle applicator 51 is firmly connected to the wall 59.1 of the overflow channel 59 via its overflow bar 60. The scraper 80 is also firmly connected to the wall 59.1. A solution would also be conceivable in which the facing walls of the nozzle applicator 51 and the collecting channel 59, namely the walls 52.1 and 59.1, are combined into a single wall.
Die Dosierrakel 58 muß nicht unbedingt profiliert sein. Sie kann auch eine nicht-profilierte Mantelfläche haben.The metering blade 58 does not necessarily have to be profiled. It can also have a non-profiled outer surface.
Heidenheim, 03.06.91
137 2T/44-50 DrW/Del·'·Heidenheim, 03.06.91
137 2T/44-50 DrW/Del·'·
Claims (4)
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