EP0570733A1 - Coating apparatus for applying a coating colour onto a paper web - Google Patents

Coating apparatus for applying a coating colour onto a paper web Download PDF

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EP0570733A1
EP0570733A1 EP93106868A EP93106868A EP0570733A1 EP 0570733 A1 EP0570733 A1 EP 0570733A1 EP 93106868 A EP93106868 A EP 93106868A EP 93106868 A EP93106868 A EP 93106868A EP 0570733 A1 EP0570733 A1 EP 0570733A1
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EP
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coating
zone
applicator
roller
application
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EP93106868A
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EP0570733B1 (en
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Rudolf Beisswanger
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JM Voith GmbH
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JM Voith GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/78—Controlling or regulating not limited to any particular process or apparatus

Definitions

  • the invention relates to an applicator for applying coating color to a paper web, according to the preamble of claim 1. These are both roller applicators and nozzle applicators.
  • Rolling applicators of this type are known from DE 36 05 409 A1. This device is intended to produce a uniform stroke.
  • the technical requirements for coating devices in general are always the following:
  • the line should be applied evenly to the paper web in every respect, both in the transverse direction (cross profile) and in the longitudinal direction. It is primarily about the weight of the application, but also about other properties such as the outer appearance of the line surface.
  • Another disturbing influence can be the irregular supply of the coating color to the application zone.
  • These irregularities can have various causes, e.g. Manufacturing inaccuracies of the components involved, inadequacies in the construction geometry or the flow geometry, or hydrodynamic flow problems and thus undesirable deviations in the dimensions of the fault channels in which the coating color flows.
  • a third category of interference lies in the base paper. As is known, this exhibits fluctuations in the basis weight, the dryness, the roughness and the absorption behavior, both across the web width and in the web running direction and thus over time. These influences are particularly difficult to control.
  • doctor devices are located at the end of the customary roller applicators. These include a doctor blade, which can be set against the paper web lying on the counter-roller, and a doctor blade bar, which carries the doctor blade. In the event of irregularities in the line, attempts are made to make corrections using the doctor device. It can be adjusted across the entire width. It can also be corrected locally, i.e. only at certain points of the web width. These measures can bring some relief. However, they are usually not enough to achieve the desired result.
  • the invention has for its object to design a commissioned work according to the preamble of claim 1 such that the stroke can be produced more uniformly in every respect than has been the case since then.
  • the basic idea of the invention is to influence the line or its properties zone by zone by means which are located at a certain distance from the application zone. These are means that are divided into zones - i.e. on wide sections of the machine - either affect the throughput of coating color, or its temperature, or its consistency or viscosity.
  • the flow channel formed between the application roller and the guide wall can have a plurality of valves at a specific point on the flow path, which are arranged next to one another over the channel width, for example in the form of pinch valves.
  • a zone-by-zone influencing of the throughput in the channel then takes place by correspondingly operating one or more of these valves.
  • supply lines could also be provided which can be adjusted by valves and which - again at a specific point in the flow path - open into the channel over the width of the channel.
  • heating elements can be provided, which are arranged distributed over the machine width.
  • the heating elements can either be arranged in the flow channel between the application roller and the guide wall, or inside the (hollow) application roller, or at any other point on the wall of the trough which receives the coating sump.
  • the roller applicator shown in FIG. 1 has an applicator roller 1. This runs in a coating swamp 2, which is contained in a trough 3. A counter roller 4 can also be seen, which is wrapped in a paper web 5. Trough 3 has an overflow edge 6. Via this overflow edge 6, a first overflow stream - opposite to the direction of travel of the paper web 5 - can flow into a first overflow channel 7, from where it is discharged.
  • a nozzle applicator 8 can also be seen. This is connected downstream of the roller applicator. The object is therefore a combined roller-nozzle applicator.
  • a diverter plate 9 directs a second overflow stream - coming from the nozzle applicator - into a second overflow channel 10.
  • the distribution device initially comprises a conical distribution tube 20 which has an inlet 21 on one end face and an outlet 22 on its other end face.
  • a feed pipe 23 is arranged essentially parallel to the distribution pipe 20. This is connected to the distribution pipe 20 via a large number of connecting lines 24.
  • the connecting lines 24 each have valves 25.
  • the feed pipe 23 borders on the coating sump 2 and is conductively connected to it via outlet bores 26.
  • the design of the distribution device is very crucial in this embodiment.
  • 1 shows in the upper area of the connecting lines 24 electrical heating rods 27 which are assigned to each individual connecting line. These heating elements can be activated separately, so that at least one connecting line or possibly several of these connecting lines 24 can be heated. The heating occurs depending on the result of the measuring device, which is connected downstream of the entire application and which is very general I said the quality of the stroke recorded (line profile measurement).
  • each connecting line 24 is surrounded by a chamber which can be charged with hot water or with steam.
  • the feed tube 23 is designed as a cylindrical or conical tube. It thus simultaneously takes on the function of the distribution tube 20 of the embodiment according to FIGS. 1 and 2.
  • this feed tube 23 is charged on one end face with coating color of a "nominal composition". The coating color in turn emerges through outlet bores 26 and thus reaches the sump 2 which is contained in trough 3. If necessary, an excess emerges from the other end face of the feed pipe 23, again, if necessary, a valve controlled.
  • the coating tube 23 can be supplied with a coating or diluent of a different composition or of a different consistency or of a different viscosity or of a different temperature than the coating which is described in "nominal composition" via a plurality of lines 24 which have valves 25.
  • the feed pipe 23 is fed from the front side.
  • this can also be used to influence the line quality in zones and thus to regulate the line profile.
  • the feed tube 23 is of course again provided with outlet bores 26 which open into the sump 2.
  • a zone-wise regulation can be carried out by adjusting the passage cross section of the outlet bores 26, specifically by means of valves.
  • 5 shows a valve body 30 which cooperates with an outlet bore 26 as a valve seat, furthermore a valve tappet 31, a valve piston 32 and a cylinder 33.
  • the piston-cylinder unit can be actuated pneumatically.
  • regulating valves can also be controlled via servomotors.
  • This feed pipe 23 also simultaneously takes over the function of the distribution pipe according to FIG. 1. It has an inlet on one end face and a (regulated) outlet on the other side. It can be both cylindrical and conical.
  • FIGS. 6 and 7 shows another special feature.
  • a squeezing device 40 can be seen at the point I in the flow path of the coating color between the application roller 1 and the wall of the trough 3.
  • the squeezing device has a bellows 41, which can be pressed or pushed into the flow path, thus reducing the available flow cross section.
  • a pneumatic unit 42 can in turn serve as the drive.
  • a completely analog device 43 can be provided at point 11. This arrangement is particularly advantageous because here a guide body 44 is used which forms a regulated flow channel 45 for a regulated overflow flow to a first overflow channel 7. It goes without saying that the squeezing devices 40, 44 can be provided either on their own or separately.
  • the application roller is constructed in the manner of a deflection compensation roller.
  • the application roller 1 comprises a fixed yoke 50, an essentially concentric, circumferential jacket 51 and a plurality of pressure rams 52, which bring about a support between the yoke 50 and the jacket 51 in an adjustable manner. This can also be used to make zone-by-zone corrections to the coating result, depending on which printing stamps are applied.
  • FIGS. 9 and 10 tackles the problem essentially at the same location as that according to FIG. 8.
  • here controllable magnetic field systems are used to exert compressive forces and thus to deform the roll shell 51.
  • FIG. 10 shows permanent magnets 60, which are assigned to the counter roller 4, and soft iron cores 61 with coils, which are assigned to the application roller 1.
  • This embodiment has the advantage over that of FIG. 8 that it is simpler and cheaper in construction, and that the setting of the order gap can be carried out more sensitively.
  • FIG. 11 A very important embodiment is shown in FIG. 11.
  • the distance a is changed electrothermally zone by zone with the aid of induction coils 70.
  • the advantage of this embodiment is that the distance can be kept extremely small by means of the induction coils, namely to values of less than 100 mm.
  • the induction current can be regulated extremely sensitively, making the zone-by-zone control precise and reproducible.
  • the induction coils can thus already be used, for example, to set the channel width between applicator roller 1 and trough 3.
  • the zone regulation is again carried out by means of temperature.
  • the trough 3 is zoned, i.e. Seen in the direction of the axis of the application roller 1, possibly heated differently.
  • the heating can be done by electric heating elements, by hot water, by steam, by induction coils or by other means.
  • a chamber 70 can be seen in the side view according to FIG. 13, which has a steam connection 71 with a valve 72. It can be seen from the illustration in FIG. 14 that this is a multiplicity of chambers 70.

Abstract

The invention relates to a coating apparatus for applying a coating colour onto a paper web, having the following features: 1.1 A coating member, for example a roll or a nozzle; 1.2 A back-up roll, which is wrapped around by the paper web and which forms with the coating member a coating zone; 1.3 A measuring device for measuring the thickness or the weight or the surface condition of the coating at several points of the width of the paper web (coating profile measurement). The invention is characterized by the following features: 1.4 The coating zone is preceded by means for controlling zone by zone the coating colour arriving in the coating zone with regard to a uniform coating profile over the width of the web; 1.5 The means serve for influencing zone by zone the throughput of coating colour on its flow path from the coating-colour inflow to the coating zone, or the temperature of the coating colour, or the consistency of the coating colour.

Description

Die Erfindung betrifft ein Auftragswerk zum Auftragen von Streichfarbe auf eine Papierbahn, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Dabei handelt es sich sowohl um Walzenauftragswerke als auch um Düsenauftragswerke.The invention relates to an applicator for applying coating color to a paper web, according to the preamble of claim 1. These are both roller applicators and nozzle applicators.

Walzanauftragswerke dieser Art sind aus DE 36 05 409 A1 bekannt geworden. Durch diese Einrichtung soll ein gleichmäßiger Strich erzeugt werden.Rolling applicators of this type are known from DE 36 05 409 A1. This device is intended to produce a uniform stroke.

Die technischen Anforderungen an Streicheinrichtungen ganz allgemein sind immer wieder die folgenden: Der Strich soll in jeder Beziehnung gleichmäßig auf die Papierbahn aufgetragen werden, und zwar sowohl in Querrichtung (Querprofil), als auch in Längsrichtung. Dabei geht es in erster Linie um das Auftragsgewicht, aber auch um andere Eigenschaften wie um das äußere Erscheinungsbild der Strichoberfläche.The technical requirements for coating devices in general are always the following: The line should be applied evenly to the paper web in every respect, both in the transverse direction (cross profile) and in the longitudinal direction. It is primarily about the weight of the application, but also about other properties such as the outer appearance of the line surface.

Die Störeinflüsse, die diesen Forderungen entgegenstehen, sind zahlreich.The disturbances that conflict with these demands are numerous.

Bei Walzenauftragswerken treten Probleme vor allem in der keilförmigen Einlaufzone zwischen Auftragswalze und Gegenwalze auf, und zwar besonders bei hohen Geschwindigkeiten. Dies geht vor allem auf den Einfluß der Luft zurück, die beim Umlauf der Gegenwalze zusammen mit der Papierbahn in den Einlaufzwickel eingeschleppt wird. Sie vermischt sich dabei mit der Streichfarbe an der Stelle, an der diese die Papierbahn berührt. An der oberen Kante des maschinenbreiten Leitkörpers kommt es ja im allgemeinen zum Übertreten eines Überlaufstromes von Streichfarbe, und zwar entgegen der Laufrichtung der Papierbahn und entgegen dem Luftstrom. Prallt der Luftstrom auf diesen Überlaufstrom, so führt dies zu einem teilweisen Zurückdrängen des Überlaufstromes sowie zum Vermischen von Luft und Streichfarbe. Derartige Störungen finden auch dann statt, wenn kein Leitkörper vorgesehen ist, und wenn sich demzufolge ein freier Spiegel der Streichmasse zwischen der Mantelfläche der Auftragswalze und der Trogwand einstellt.With roller applicators, problems occur especially in the wedge-shaped inlet zone between the applicator roller and the counter roller, especially at high speeds. This is mainly due to the influence of the air which is brought into the inlet gusset together with the paper web when the counter-roller rotates. It mixes with the coating color at the point where it touches the paper web. At the upper edge of the machine-wide guide body, there is generally an overflow of coating color, namely against the direction of travel of the paper web and against the air flow. If the air flow impinges on this overflow flow, this leads to a partial suppression of the overflow flow and to the mixing of air and coating color. Such disturbances also occur when no guide body is provided and when a free level of the coating slip is consequently established between the outer surface of the application roller and the trough wall.

Ein weiterer Störeinfluß kann in unregelmäßiger Zufuhr der Streichfarbe zur Auftragszone liegen. Diese Unregelmäßigkeiten können verschiedene Ursachen haben, z.B. Fertigungsungenauigkeiten der beteiligten Bauteile, Unzulänglichkeiten in der Baugeometrie bzw. der Strömungsgeometrie, oder hydrodynamische Strömungsprobleme und damit unerwünschte Abweichungen der Abmessungen der Störmungskanäle, in welchen die Streichfarbe fließt.Another disturbing influence can be the irregular supply of the coating color to the application zone. These irregularities can have various causes, e.g. Manufacturing inaccuracies of the components involved, inadequacies in the construction geometry or the flow geometry, or hydrodynamic flow problems and thus undesirable deviations in the dimensions of the fault channels in which the coating color flows.

Eine dritte Kategorie von Störeinflüssen liegt im Rohpapier. Dieses weist bekanntlich Schwankungen des Flächengewichts, des Trockengehalts, der Rauhigkeit und des Absorptionsverhaltens auf, und zwar sowohl über die Bahnbreite hinweg, als auch in Bahnlaufrichtung und damit über die Zeit. Diese Einflüsse sind besonders schwer zu beherrschen.A third category of interference lies in the base paper. As is known, this exhibits fluctuations in the basis weight, the dryness, the roughness and the absorption behavior, both across the web width and in the web running direction and thus over time. These influences are particularly difficult to control.

Bekanntlich befindet sich am Ende der üblichen Walzenauftragswerke Rakeleinrichtungen. Diese umfassen eine Rakel, welche gegen die an der Gegenwalze anliegende Papierbahn anstellbar ist, und einen Rakelbalken, der die Rakel trägt. Bei Unregelmäßigkeiten des Strichs versucht man, Korrekturen mittels der Rakeleinrichtung vorzunehmen. Dabei kann eine Verstellung über die gesamte Breite vorgenommen werden. Es kann aber auch örtlich begrenzt korrigiert werden, d.h. nur an bestimmten Stellen der Bahnbreite. Diese Maßnahmen können eine gewisse Abhilfe bringen. Sie reichen jedoch meist nicht aus, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.As is known, doctor devices are located at the end of the customary roller applicators. These include a doctor blade, which can be set against the paper web lying on the counter-roller, and a doctor blade bar, which carries the doctor blade. In the event of irregularities in the line, attempts are made to make corrections using the doctor device. It can be adjusted across the entire width. It can also be corrected locally, i.e. only at certain points of the web width. These measures can bring some relief. However, they are usually not enough to achieve the desired result.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Auftragswerk gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß der Strich in jeder Beziehung gleichmäßiger herstellbar ist, als dies seither der Fall war.The invention has for its object to design a commissioned work according to the preamble of claim 1 such that the stroke can be produced more uniformly in every respect than has been the case since then.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Demnach besteht der Grundgedanke der Erfindung darin, eine zonenweise Beeinflussung des Striches bzw. von dessen Eigenschaften durch Mittel vorzunehmen, die sich in einem gewissen Abstand vor der Auftragszone befinden. Dabei handelt es sich um Mittel, die Zonenweise - d.h. auf breiten Abschnitten der Maschine - entweder den Durchsatz an Streichfarbe, oder deren Temperatur, oder deren Konsistenz oder Viskosität beeinflussen.This object is solved by the characterizing features of claim 1. Accordingly, the basic idea of the invention is to influence the line or its properties zone by zone by means which are located at a certain distance from the application zone. These are means that are divided into zones - i.e. on wide sections of the machine - either affect the throughput of coating color, or its temperature, or its consistency or viscosity.

Bei den bisher bekannten Auftragswerken wurden immer wieder Maßnahmen ergriffen, um auf die Störneinflüsse selbst Einfluß zu nehmen, und damit auf den Strich. Der Erfinder geht nunmehr einen ganz anderen Weg: Er kümmert sich nicht um die Störeinflüsse selbst. Vielmehr nutzt er die Meßdaten über den fertigen Strich aus, um an einer viel früheren Stelle durch die genannten Maßnahmen - Veränderungen des Durchsatzes, der Temperatur oder der Konsistenz - Einfluß zu nehmen. Dieses erfindungsgemäße Prinzip hat sich als eleganter, kostengünstiger und wirkungsvoller Weg erwiesen, die Störeinflüsse zu kompensieren.In the previously known commissioned work, measures were taken again and again to influence the interference influences themselves, and thus to the bottom line. The inventor now takes a completely different path: he does not take care of the interference itself. Rather, he uses the measurement data on the finished line to carry out the measures mentioned - changes in throughput, temperature or consistency - at a much earlier point. To influence. This principle according to the invention has proven to be an elegant, cost-effective and effective way to compensate for the interference.

Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, die Erfindung praktisch zu verwirklichen. So kann beispielsweise der zwischen Auftragswalze und Leitwand gebildete Strömungskanal an einer bestimmten Stelle des Strömungsweges eine Vielzahl von Ventilen aufweisen, die nebeneinander über die Kanalbreite verteilt angeordnet sind, beispielsweise in Gestalt von Quetschhähnen. Ein zonenweises Beeinflussen des Durchsatzes im Kanal geschieht sodann durch entsprechendes Betätigen eines oder mehrerer dieser Ventile. Ferner wäre es denkbar, wiederan an einer bestimmten Stelle im Strömungsweg eine Vielzahl von Auslässen vorzusehen. Durch Öffnen oder Schließen eines oder mehrerer dieser Auslässe wird der Streichfarbendurchsatz über eine bestimmte Zone verändert. Statt der Auslässe könnten jedoch auch Zuleitungen vorgesehen werden, die durch Ventile einstellbar sind, und die - wiederum an einer bestimmten Stelle im Strömungsweg - über die Kanalbreite hinweg verteilt in den Kanal einmünden.There are numerous ways of practicing the invention. For example, the flow channel formed between the application roller and the guide wall can have a plurality of valves at a specific point on the flow path, which are arranged next to one another over the channel width, for example in the form of pinch valves. A zone-by-zone influencing of the throughput in the channel then takes place by correspondingly operating one or more of these valves. It would also be conceivable to provide a large number of outlets again at a specific point in the flow path. By opening or closing one or more of these outlets the coating color throughput is changed over a certain zone. Instead of the outlets, however, supply lines could also be provided which can be adjusted by valves and which - again at a specific point in the flow path - open into the channel over the width of the channel.

Statt der Durchsatz-beeinflussenden Maßnahmen ist es gemäß der Erfindung auch möglich, die Temperatur zu beeinflussen. Hierzu kann eine Vielzahl von Heizelementen vorgesehen werden, die über die Maschinenbreite verteilt angeordnet sind. Die Heizelemente können entweder im Strömungskanal zwischen Auftragswalze und Leitwand angeordnet sein, oder innerhalb der (hohlen) Auftragswalze, oder an irgendeiner anderen Stelle an der Wandung des Trogs, die den Streichfarbensumpf aufnimmt.Instead of the measures influencing throughput, it is also possible according to the invention to influence the temperature. For this purpose, a large number of heating elements can be provided, which are arranged distributed over the machine width. The heating elements can either be arranged in the flow channel between the application roller and the guide wall, or inside the (hollow) application roller, or at any other point on the wall of the trough which receives the coating sump.

Schließlich kann eine Vielzahl von Zuleitungen vorgesehen werden, die - wiederum über die Breite verteilt - Verdünnungsmittel der Streichfarbe zuführen können.Finally, a large number of feed lines can be provided, which - again distributed over the width - can supply thinner to the coating color.

Das Betreiben aller dieser genannten Mittel geschieht entsprechend dem Ergebnis der Meßdaten am fertigen Strich. Diese Meßdaten dienen somit als Meßsignale, die einer CPU eingespeist werden, von wo aus der Befehl an das betreffende Korrekturaggregat gegeben wird, also beispielsweise bei einer Konsistenzregelung an ausgesuchte Zuleitungen für Verdünnungsmittel.All of these means are operated in accordance with the result of the measurement data on the finished line. These measurement data thus serve as measurement signals which are fed to a CPU, from where the command is given to the correction unit in question, for example in the case of a consistency control to selected feed lines for diluents.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

  • Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht ein Walzenauftragswerk.
  • Figur 2 zeigt eine Einzelheit aus dem Gegenstand von Figur 1, und zwar in Blickrichtung des Pfeiles A.
  • Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Walzenauftragswerkes, wiederum in Seitenansicht gesehen.
  • Figur 4 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Walzenauftragswerkes, wiederum in Seitenansicht gesehen.
  • Figur 5 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Einzelheit aus dem Gegenstand von Figur 4.
  • Figur 6 zeigt eine vierte Ausführungsform eines Walzenauftragswerkes, wiederum in Seitenansicht gesehen.
  • Figur 7 zeigt eine Einzelheit des Gegenstandes von Figur 6, und zwar in Draufsicht in Richtung des Pfeiles A gesehen.
  • Figur 8 zeigt eine fünfte Ausführungsform eines Walzenauftragswerkes, in Seitenansicht gesehen.
  • Figur 9 zeigt eine sechste Ausführungsform eines Walzenauftragswerkes in Seitenansicht gesehen.
  • Figur 10 zeigt einen Ausschnitt des Gegenstandes von Figur 9, jedoch in einem Axialschnitt gesehen.
  • Figur 11 zeigt eine siebte Ausführungsform eines Walzenauftragwerkes, in Seitenansicht gesehen.
  • Figur 12 zeigt eine achte Ausführungsform eines Walzenauftragswerkes, in Seitenansicht gesehen.
  • Figur 13 zeigt eine neunte Ausführungsform eines Walzenauftragswerkes, in Seitenansicht gesehen.
  • Figur 14 zeigt eine Einzelheit des Gegenstandes von Figur 1, in Richtung des Pfeiles A gesehen.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing. The following is shown in detail:
  • Figure 1 shows a side view of a roller applicator.
  • Figure 2 shows a detail from the subject of Figure 1, in the direction of arrow A.
  • Figure 3 shows a second embodiment of a roller applicator, again seen in side view.
  • Figure 4 shows a third embodiment of a roller applicator, again seen in side view.
  • FIG. 5 shows a perspective view of a detail from the subject of FIG. 4.
  • Figure 6 shows a fourth embodiment of a roller applicator, again seen in side view.
  • Figure 7 shows a detail of the object of Figure 6, seen in plan view in the direction of arrow A.
  • Figure 8 shows a fifth embodiment of a roller applicator, seen in side view.
  • Figure 9 shows a sixth embodiment of a roller applicator seen in side view.
  • Figure 10 shows a section of the object of Figure 9, but seen in an axial section.
  • Figure 11 shows a seventh embodiment of a roller applicator, seen in side view.
  • Figure 12 shows an eighth embodiment of a roller applicator, seen in side view.
  • Figure 13 shows a ninth embodiment of a roller applicator, seen in side view.
  • Figure 14 shows a detail of the object of Figure 1, seen in the direction of arrow A.

Das in Figur 1 dargestellte Walzenauftragswerk weist eine Auftragswalze 1 auf. Diese läuft in einem Streichfarbensumpf 2 um, der in einem Trog 3 enthalten ist. Man erkennt ferner eine Gegenwalze 4, die von einer Papierbahn 5 umschlungen ist. Trog 3 weist eine Überlaufkante 6 auf. Über diese Überlaufkante 6 kann ein erster Überlaufstrom - entgegen der Laufrichtung der Papierbahn 5 - in eine erste Überlaufrinne 7 überströmen, von wo er abgeführt wird.The roller applicator shown in FIG. 1 has an applicator roller 1. This runs in a coating swamp 2, which is contained in a trough 3. A counter roller 4 can also be seen, which is wrapped in a paper web 5. Trough 3 has an overflow edge 6. Via this overflow edge 6, a first overflow stream - opposite to the direction of travel of the paper web 5 - can flow into a first overflow channel 7, from where it is discharged.

Man erkennt ferner ein Düsenauftragswerk 8. Dieses ist dem Walzenauftragswerk nachgeschaltet. Es handelt sich somit bei dem Gegenstand um ein kombiniertes Walzen-Düsenauftragswerk. Ein Ableitblech 9 leitet einen zweiten Überlaufstrom - aus dem Düsenauftragswerk kommend - in eine zweite Überlaufrinne 10.A nozzle applicator 8 can also be seen. This is connected downstream of the roller applicator. The object is therefore a combined roller-nozzle applicator. A diverter plate 9 directs a second overflow stream - coming from the nozzle applicator - into a second overflow channel 10.

Die für die Erfindung entscheidenden Elemente sind in der Verteileinrichtung verwirklicht. Diese erkennt man besonders gut aus Figur 2. Die Verteileinrichtung umfaßt zunächst ein konisches Verteilrohr 20, das an seiner einen Stirnseite einen Zulauf 21 und an seiner anderen Stirnseite einen Auslauf 22 aufweist. Im wesentlichen parallel zu dem Verteilrohr 20 ist ein Zuführrohr 23 angeordnet. Dieses ist über eine Vielzahl von Verbindungsleitungen 24 mit dem Verteilrohr 20 verbunden. Die Verbindungsleitungen 24 weisen jeweils Ventile 25 auf. Das Zuführrohr 23 grenzt an den Streichfarbensumpf 2 und ist mit diesem über Austrittsbohrungen 26 leitend verbunden.The elements decisive for the invention are implemented in the distribution device. This can be seen particularly well from FIG. 2. The distribution device initially comprises a conical distribution tube 20 which has an inlet 21 on one end face and an outlet 22 on its other end face. A feed pipe 23 is arranged essentially parallel to the distribution pipe 20. This is connected to the distribution pipe 20 via a large number of connecting lines 24. The connecting lines 24 each have valves 25. The feed pipe 23 borders on the coating sump 2 and is conductively connected to it via outlet bores 26.

Im Sinne der Erfindung ist bei dieser Ausführungsform ganz entscheidend die Ausgestaltung der Verteileinrichtung. Man erkennt aus Figur 1 im oberen Bereich der Verbindungsleitungen 24 elektrische Heizstäbe 27, die jeder einzelnen Verbindungsleitung zugeordnet sind. Diese Heizstäbe sind getrennt aktivierbar, so daß wenigstens eine Verbindungsleitung oder gegebenenfalls mehrere dieser Verbindungsleitungen 24 beheizt werden kann. Das Beheizen geschieht in Abhängigkeit vom Ergebnis der Meßeinrichtung, die dem gesamten Auftragswerk nachgeschaltet ist und die ganz allgemein gesagt die Qualität des Striches erfaßt (Strichprofilmessung).In the sense of the invention, the design of the distribution device is very crucial in this embodiment. 1 shows in the upper area of the connecting lines 24 electrical heating rods 27 which are assigned to each individual connecting line. These heating elements can be activated separately, so that at least one connecting line or possibly several of these connecting lines 24 can be heated. The heating occurs depending on the result of the measuring device, which is connected downstream of the entire application and which is very general I said the quality of the stroke recorded (line profile measurement).

Statt der Heizstäbe 27 ist es auch möglich, die einzelnen Verbindungsleitungen 24 zu ummanteln, so daß jede Verbindungsleitung 24 von einer Kammer umgeben ist, die mit Heißwasser oder mit Dampf beschickbar ist.Instead of the heating rods 27, it is also possible to sheath the individual connecting lines 24, so that each connecting line 24 is surrounded by a chamber which can be charged with hot water or with steam.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 - wiederum ein kombiniertes Walzen-Düsen-Auftragswerk darstellend - ist das Zuführrohr 23 als zylindrisches oder konisches Rohr ausgeführt. Es übernimmt somit gleichzeitig die Funktion des Verteilrohres 20 der Ausführungsform gemäß der Figuren 1 und 2. Dieses Zuführrohr 23 wird bei dieser Ausführungsform auf der einen Stirnseite mit Streichfarbe einer "Nominalzusammensetzung" beschickt. Die Streichfarbe tritt wiederum durch Austrittsbohrungen 26 aus und gelangt somit in den Sumpf 2, der in Trog 3 enthalten ist. Gegebenenfalls tritt ein Überschuß aus der anderen Stirnseite des Zuführrohres 23 aus, wiederum gegebenenfalls Ventil geregelt.In the embodiment according to FIG. 3 - again representing a combined roller-nozzle applicator - the feed tube 23 is designed as a cylindrical or conical tube. It thus simultaneously takes on the function of the distribution tube 20 of the embodiment according to FIGS. 1 and 2. In this embodiment, this feed tube 23 is charged on one end face with coating color of a "nominal composition". The coating color in turn emerges through outlet bores 26 and thus reaches the sump 2 which is contained in trough 3. If necessary, an excess emerges from the other end face of the feed pipe 23, again, if necessary, a valve controlled.

Das besondere ist an dieser Ausführungsform, daß dem Zuführrohr 23 über eine Vielzahl von Leitungen 24, die Ventile 25 aufweisen, Streichfarbe oder Verdünnungsmittel anderer Zusammensetzung oder anderer Konsistenz oder anderer Viskosität oder anderer Temperatur zugeführt werden kann, als die Streichfarbe, die in "Nominalzusammensetzung" dem Zuführrohr 23 von der Stirnseite her zugeführt wird. Auch damit läßt sich natürlich eine zonenweise Beeinflussung der Strichqualität und somit eine Strichprofilregelung erreichen.What is special about this embodiment is that the coating tube 23 can be supplied with a coating or diluent of a different composition or of a different consistency or of a different viscosity or of a different temperature than the coating which is described in "nominal composition" via a plurality of lines 24 which have valves 25. the feed pipe 23 is fed from the front side. Of course, this can also be used to influence the line quality in zones and thus to regulate the line profile.

Bei der Ausführungsform gemäß der Figuren 4 und 5 ist das Zuführrohr 23 natürlich wiederum mit Austrittsbohrungen 26 versehen, die in den Sumpf 2 einmünden.In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, the feed tube 23 is of course again provided with outlet bores 26 which open into the sump 2.

Entscheidend ist hier, daß im Sinne der Erfindung eine zonenweise Regelung durch Einstellen des Durchtrittsquerschnittes der Austrittsbohrungen 26 vorgenommen werden kann, und zwar mittels Ventilen. Man erkennt aus Figur 5 einen Ventilkörper 30, der mit einer Austrittsbohrung 26 als Ventilsitz zusammenarbeitet, ferner einen Ventilstößel 31, einen Ventilkolben 32 und einen Zylinder 33. Die Kolben-Zylinder-Einheit ist im vorliegenden Falle pneumatisch betätigbar. Natürlich sind derartige Regulierventile auch über Stellmotoren ansteuerbar. Auch dieses Zuführrohr 23 übernimmt gleichzeitig die Funktion des Verteilrohres gemaß Figur 1. Es hat auf der einen Stirnseite einen Zulauf und auf der anderen Seite einen (geregelten) Auslauf. Es kann sowohl zylindrisch als auch konisch sein.The decisive point here is that, within the meaning of the invention, a zone-wise regulation can be carried out by adjusting the passage cross section of the outlet bores 26, specifically by means of valves. 5 shows a valve body 30 which cooperates with an outlet bore 26 as a valve seat, furthermore a valve tappet 31, a valve piston 32 and a cylinder 33. In the present case, the piston-cylinder unit can be actuated pneumatically. Of course, such regulating valves can also be controlled via servomotors. This feed pipe 23 also simultaneously takes over the function of the distribution pipe according to FIG. 1. It has an inlet on one end face and a (regulated) outlet on the other side. It can be both cylindrical and conical.

Die Ausführung gemäß der Figuren 6 und 7 zeigt eine weitere Besonderheit. Man erkennt an der Stelle I im Strömungsweg der Streichfarbe zwischen der Auftragswalze 1 und der Wandung des Troges 3 eine Quetschvorrichtung 40. Dabei ist dies nur eine Quetschvorrichtung von zahlreichen, die - in axialer Richtung der Auftragswalze gesehen - hintereinanderliegend angeordnet sind. Die Quetschvorrichtung weist einen Balg 41 auf, der in den Strömungsweg eindrückbar oder einstülpbar ist, womit sich der verfügbare Strömungsquerschnitt verringert. Als Antrieb kann wiederum eine pneumatische Einheit 42 dienen.The embodiment according to FIGS. 6 and 7 shows another special feature. At the point I in the flow path of the coating color between the application roller 1 and the wall of the trough 3, a squeezing device 40 can be seen. This is only one squeezing device of numerous ones, which are arranged one behind the other, as seen in the axial direction of the application roller. The squeezing device has a bellows 41, which can be pressed or pushed into the flow path, thus reducing the available flow cross section. A pneumatic unit 42 can in turn serve as the drive.

Eine ganz analoge Einrichtung 43 kann an der Stelle 11 vorgesehen sein. Diese Anordnung ist besonders günstig, weil hierbei gleichzeitig ein Leitkörper 44 ausgenutzt wird, der einen geregelten Strömungskanal 45 für einen geregelten Überlaufstrom zu einer ersten Überlaufrinne 7 bildet. Es versteht sich, daß die Quetschvorrichtungen 40, 44 entweder für sich alleine oder getrennt vorgesehen werden können.A completely analog device 43 can be provided at point 11. This arrangement is particularly advantageous because here a guide body 44 is used which forms a regulated flow channel 45 for a regulated overflow flow to a first overflow channel 7. It goes without saying that the squeezing devices 40, 44 can be provided either on their own or separately.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 8 ist die Auftragswalze nach Art einer Durchbiegungsausgleichswalze aufgebaut. Dabei umfaßt die Auftragswalze 1 ein feststehendes Joch 50, einen hierzu im wesentlichen konzentrischen, umlaufenden Mantel 51 sowie eine Vielzahl von Druckstempeln 52, die in regulierbarer Weise eine Abstützung zwischen dem Joch 50 und dem Mantel 51 herbeiführen. Damit lassen sich ebenfalls zonenweise Korrekturen des Strichergebnisses erzielen, je nachdem, welche Druckstempel beaufschlagt werden.In the embodiment according to FIG. 8, the application roller is constructed in the manner of a deflection compensation roller. The application roller 1 comprises a fixed yoke 50, an essentially concentric, circumferential jacket 51 and a plurality of pressure rams 52, which bring about a support between the yoke 50 and the jacket 51 in an adjustable manner. This can also be used to make zone-by-zone corrections to the coating result, depending on which printing stamps are applied.

Die Ausführungsform gemäß der Figuren 9 und 10 geht das Problem im wesentlichen am selben Ort an, wie jene gemäß Figur 8. Jedoch dienen hier zum Ausüben von Druckkräften und damit zum Verformen des Walzenmantels 51 ansteuerbare Magnetfeldsysteme. In Figur 10 erkennt man Dauermagnete 60, die der Gegenwalze 4 zugeordnet sind, sowie Weicheisenkerne 61 mit Spulen, die der Auftragswalze 1 zugeordnet sind. Diese Ausführungsform hat gegenüber jener von Figur 8 den Vorteil, daß Sie einfacher und billiger im Aufbau ist, und daß sich die Einstellung des Auftragsspaltes feinfühliger vornehmen läßt.The embodiment according to FIGS. 9 and 10 tackles the problem essentially at the same location as that according to FIG. 8. However, here controllable magnetic field systems are used to exert compressive forces and thus to deform the roll shell 51. FIG. 10 shows permanent magnets 60, which are assigned to the counter roller 4, and soft iron cores 61 with coils, which are assigned to the application roller 1. This embodiment has the advantage over that of FIG. 8 that it is simpler and cheaper in construction, and that the setting of the order gap can be carried out more sensitively.

Eine ganz wichtige Ausführungsform ist in Figur 11 dargestellt. Hierbei wird nämlich der Abstand a zonenweise mit Hilfe von Induktionsspulen 70 elektrothermisch verändert. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß der Abstand mittels der Induktionsspulen äußerst gering gehalten werden kann, nämlich auf Werten von weniger als 100 mm. Außerdem kann der Induktionsstrom äußerst feinfühlig geregelt werden, womit die zonenweise Regelung präzise und reproduzierbar wird.A very important embodiment is shown in FIG. 11. Here, namely, the distance a is changed electrothermally zone by zone with the aid of induction coils 70. The advantage of this embodiment is that the distance can be kept extremely small by means of the induction coils, namely to values of less than 100 mm. In addition, the induction current can be regulated extremely sensitively, making the zone-by-zone control precise and reproducible.

Dieses Prinzip läßt sich auch irgendwo anders im Strömungsweg der Streichfarbe vorsehen. Die Induktionsspulen können somit beispielsweise bereits zum Einstellen der Kanalweite zwischen Auftragswalze 1 und Trog 3 dienen.This principle can also be provided anywhere else in the coating flow path. The induction coils can thus already be used, for example, to set the channel width between applicator roller 1 and trough 3.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 12 wird die Zonenregulierung wiederum mittels Temperatur vorgenommen. Dabei wird der Trog 3 zonenweise, d.h. in Richtung der Achse der Auftragswalze 1 gesehen, gegebenenfalls unterschiedlich beheizt. Die Heizung kann durch elektrische Heizstäbe vorgenommen werden, durch Heißwasser, durch Dampf, durch Induktionsspulen oder durch andere Mittel.In the embodiment according to FIG. 12, the zone regulation is again carried out by means of temperature. The trough 3 is zoned, i.e. Seen in the direction of the axis of the application roller 1, possibly heated differently. The heating can be done by electric heating elements, by hot water, by steam, by induction coils or by other means.

Bei der Ausführungsform gemäß der Figuren 13 und 14 ist der Gedanke der Dampfheizung noch etwas genauer dargestellt. Man erkennt in der Seitenansicht gemäß Figur 13 eine Kammer 70, die einen Dampfanschluß 71 mit einem Ventil 72 aufweist. Aus der Darstellung von Figur 14 erkennt man, daß es sich hierbei um eine Vielzahl von Kammern 70 handelt.In the embodiment according to FIGS. 13 and 14, the idea of steam heating is shown in somewhat more detail. A chamber 70 can be seen in the side view according to FIG. 13, which has a steam connection 71 with a valve 72. It can be seen from the illustration in FIG. 14 that this is a multiplicity of chambers 70.

Claims (7)

1. Auftragswerk zum Auftragen von Streichfarbe auf eine Papierbahn, mit den folgenden Merkmalen: 1.1 Ein Auftragsorgan, z.B. eine Walze oder eine Düse; 1.2 eine Gegenwalze, die von der Papierbahn umschlungen ist, und die mit dem Auftragsorgan eine Auftragszone bildet; 1.3 eine Meßeinrichtung zum Messen der Stärke oder des Gewichtes oder der Oberflächenbeschaffenheit des Strichs an mehreren Stellen der Papierbahnbreite (Strichprofilmessung);
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 1.4 Der Auftragszone sind Mittel vorgeschaltet, um die in der Auftragszone ankommende Streichfarbe im Hinblick auf ein über die Bahnbreite gleichmäßiges Strichprofil zonenweise zu regeln; 1.5 die Mittel dienen dem zonenweisen Beeinflussen des Durchsatzes an Streichfarbe auf deren Strömungsweg vom Streichfarben-Zulauf zur Auftragszone, oder der Temperatur der Streichfarbe, oder der Konsistenz der Streichfarbe. 1. Application unit for applying coating color on a paper web, with the following features: 1.1 An application element, for example a roller or a nozzle; 1.2 a counter roller which is wrapped in the paper web and which forms an application zone with the application member; 1.3 a measuring device for measuring the thickness or the weight or the surface condition of the line at several points of the paper web width (line profile measurement);
characterized by the following features: 1.4 The application zone is preceded by means to regulate the coating color arriving in the application zone with respect to a line profile which is uniform over the web width; 1.5 the agents serve to influence the throughput of coating color by zone on its flow path from the coating color feed to the application zone, or the temperature of the coating color, or the consistency of the coating color. 2. Auftragswerk nach Anspruch 1, mit den folgenden Merkmalen: 2.1 Das Auftragsorgan ist eine Auftragswalze (1), die in einem Streichfarbensumpf (2) umläuft. 2.2 Es ist ein Trog (3) zur Aufnahme des Sumpfes (2) vorgesehen; 2.3 der Trog (3) weist einen Streichfarben-zulauf auf, eine im aufsteigenden Bereich der Auftragswalze (1) vorgesehene Leitwand mit einer ersten Überlaufkante (6) sowie einer hieran angeschlossenen Überlaufrinne (7) für einen ersten Überlaufstrom. 2. Commissioned work according to claim 1, having the following features: 2.1 The application element is an application roller (1) which rotates in a coating sump (2). 2.2 A trough (3) is provided for receiving the sump (2); 2.3 the trough (3) has a coating color feed, a guide wall provided in the ascending area of the application roller (1) with a first overflow edge (6) and an overflow channel (7) connected thereto for a first overflow stream. 3. Auftragswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Auftragsorgan sowohl eine Auftragswalze, als auch eine Auftragsdüse vorgesehen sind.3. Applicator according to one of claims 1 to 2, characterized in that both an applicator roller and an applicator nozzle are provided as the applicator. 4. Auftragswerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragswalze der Auftragsdüse vorgeschaltet ist.4. Applicator according to claim 3, characterized in that the applicator roller is connected upstream of the applicator nozzle. 5. Auftragswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Auftragszone vorgeschalteten Mittel aus einer Vielzahl von über die Maschinenbreite verteilten Heizorganen bestehen.5. Applicator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the means upstream of the application zone consist of a plurality of heating elements distributed over the machine width. 6. Auftragswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Auftragszone vorgeschalteten Mittel aus über die Maschinenbreite verteilten Organen zum Verändern der Strömungsquerschnitte bestehen.6. Applicator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the means upstream of the application zone consist of organs distributed over the machine width for changing the flow cross-sections. 7. Auftragswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Auftragszone vorgeschalteten Mittel aus einer Vielzahl von regelbaren Zufuhrleitungen zum Zuführen von Medien bestehen, die die Konsistenz, die Viskosität, die Temperatur oder die Zusammensetzung der Streichfarbe über die Breite beeinflussen.7. Applicator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the means upstream of the application zone consist of a plurality of controllable supply lines for supplying media which influence the consistency, the viscosity, the temperature or the composition of the coating color over the width .
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