DE4026198A1 - Vorrichtung zum aufbringen eines fluessigkeitsfilmes auf eine warenbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufbringen eines über die Arbeitsbreite gleichmäßig dünnen laminar fließenden Flüssigkeitsfilmes auf eine kontinuierlich vorbewegte Warenbahn mit einer von einer Pumpe geförderten Flüssigkeit gespeisten Flüssig­ keitsverteileinrichtung mit einem Flüssigkeitsverteilraum und einer zugeordneten ggf. über ein Überlaufwehr sich anschließenden Leitfläche, von deren unterem Rand der abfließende Flüssigkeitsfilm auf die Warenbahn abläuft, wobei der Flüssigkeitsverteilraum einerseits über eine Zuflußleitung mit der Pumpe verbunden ist und andererseits zur Leitfläche hin sich über eine Arbeitsbreite erstreckt, die größer als der Querschnitt der Zuflußleitung ausgebildet ist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE 35 22 320 A1 bekannt. Sie hat den Vorteil, daß mit dieser Vorrichtung ein schneller Wechsel der Auftragsflüssigkeit nach Art oder Farbe ohne damit bisher verbundenem Produktionsausfall oder Ausschußware der zu netzenden Warenbahn möglich ist, wobei eine gleichmäßige Verteilung und eine konstante Menge der Auftragsflüssigkeit über die Arbeits­ breite gewährleistet ist. Dieses wird durch einen dem Überlaufwehr vorgeschalteten Flüssigkeitsvorratsraum bewirkt, der zum Überlauf­ wehr hin sich konisch erweiternd öffnet, jedenfalls aber im Volumen gering ist. Auf diese Weise wird die zur Bildung eines laminaren Flüssigkeitsfilmes notwendige Beruhigung des Flüssigkeitszulaufstro­ mes bis zum Überlaufwehr hin erzielt. Die Beruhigung des Flüssigkeitszulaufstromes ist bei einer solchen Vorrichtung not­ wendig, weil das Flüssigkeitsvolumen innerhalb dieses Flüssigkeits­ vorratsraumes nur sehr gering, aber die Flüssigkeitsauftragsmenge über die Arbeitsbreite von mehr als 30 l/min/m der Arbeitsbreite sehr groß und damit der Zufluß der Flüssigkeit in diese Vorrichtung verteilt über mehrere Zuflußleitungen sehr stark ist.

Vor dem Flüssigkeitsvorratsraum ist bei der Vorrichtung nach der genannten Offenlegungsschrift ein Flüssigkeitsverteilraum angeord­ net, der sich über die gesamte Arbeitsbreite genauso wie das Überlaufwehr erstreckt. Dem Flüssigkeitsverteilraum sind die Zufluß­ leitungen zugeordnet. Die durch diese Leitungen zufließende Flüssigkeit wird in dem Verteilraum durch mehrere Schikanen bzw. Stauwände über die Arbeitsbreite verteilt. Die Arbeit mit einer Vorrichtung dieser Art hat gezeigt, daß mit ihr zwar ein schneller Farbwechsel durchaus möglich ist, jedoch beim Übergang zwischen der einen und einer anderen Farbe sich ein wenn auch geringer Bereich auf der Warenbahn ergibt, in dem sich die Farben miteinander vermischen, insbesondere dann sich in den Räumen zwischen den einzelnen Zulaufleitungen zungenförmige Farbver­ mischungen ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der bei gleichbleibendem Aufgabengebiet des schnellen Farbwechsels und einem geringen Flüssigkeitsvolumen in einer Auftragsvorrichtung mit dem vorteilhaften Aufgießprinzip jetzt auch ein linienförmiger Farbwechsel möglich gemacht ist und dabei das bisher notwendige Flüssigkeitsvolumen innerhalb der Vorrichtung noch verringert werden kann.

Ausgehend von der Vorrichtung anfangs genannter Art besteht die Lösung der gestellten Aufgabe darin, daß der Flüssigkeitsver­ teilraum sich nur über eine exakt definierte, gegenüber der Breite einer breiteren Warenbahn nur schmalen Arbeitsbreite erstreckt und dieser Raum mit nur einer Flüssigkeitszuflußleitung verbunden ist. Da es sich auf diesem Arbeitsgebiet jeweils um eine Vorrichtung handelt, die über eine Warenbahn mit größere Arbeitsbreite die Flüssigkeit gießen muß, werden eine Vielzahl von diesen Flüssig­ keitsverteilräumen nebeneinander angeordnet, die dann insgesamt erst die ganze Arbeitsbreite der Warenbahn abdecken. Es ist also Ziel der Vorrichtung nach der Erfindung, die Beruhigung und die seitliche Verteilung der durch die Zuflußleitung zufließenden Flüssigkeit bereits in dem begrenzten Flüssigkeitsverteilraum zu bewirken, und zwar derart, daß beim Farbwechsel sich keine Streifen von Mischfarben ergeben, um nach dieser gleichmäßigen Verteilung die Flüssigkeit gleich dem Überlaufwehr oder besser der Leitfläche direkt zufließen zu lassen. Es ist dann also ggf. der nach der genannten Offenlegungsschrift noch notwendige Beruhi­ gungsraum nicht mehr notwendig, so daß das in der Auftragsvor­ richtung erforderliche Flüssigkeitsvolumen erheblich geringer gehal­ ten werden kann.

Die Verteilung der Flüssigkeit innerhalb dieses in der Breite begrenzten Flüssigkeitsverteilraumes erfolgt schrittweise und damit gezielt gleichmäßig bis zu jeder einzelnen Flüssigkeitsausfluß­ öffnung. Diese gleichmäßige Verteilung ist möglich gemacht, indem von der Flüssigkeitszuflußöffnung beidseits in Arbeitsbreitenrichtung eine gleich lange Verzweigleitung sich anschließt, die am Ende jeweils eine Zwischenausflußöffnung aufweist. Von dieser Zwischen­ ausflußöffnung ist dann wieder eine entsprechende Verzweigung, jedoch mit enger zueinander angeordneten Ausflußöffnungen vorge­ sehen, so daß sich eine stammbaumähnliche Verzweigung ergibt. Da die Verteilung durch eine solche stammbaumähnliche Verzweigung zwangsweise gleichmäßig erfolgt, ist eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit über die Vielzahl der Ausflußöffnungen stets das Ergebnis.

Eine besonders vorteilhafte Art und Weise, wie der Flüssigkeits­ verteilraum mit der stammbaumähnlichen Verzweigung der Flüssigkeit von der Zuflußleitung bis zu der Vielzahl der Flüssigkeitsaustritts­ öffnungen gestaltet werden kann, besteht darin, daß die sich in Arbeitsbreitenrichtung erstreckenden Verzweigleitungen und die sich am Ende dieser Verzweigleitung anschließenden Zwischenausflußöff­ nungen als Löcher in entsprechend dünn herzustellenden Blechen eingebracht werden können. Es ist also besonders vorteilhaft, den Flüssigkeitsverteilraum durch eine Vielzahl von solchen Blechen auszufüllen und die in diesen Blechen nach einem bestimmten Programm herzustellenden Verzweigleitungen und Löcher derart zueinander anzuordnen, daß sich eine gleichmäßige, stammbaum­ ähnliche Verzweigung der Leitungen von der Zuflußleitung bis zu der Vielzahl der Ausflußöffnungen, die dem Überlaufwehr oder gleich dem Leitblech zugeordnet sind, ergibt.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Anhand dieser Beispiele soll die Erfindung noch im einzelnen erläutert werden und auch noch auf besondere erfinderische Details hingewiesen werden. Es zeigen:

Fig. 1 im Schnitt das nach dem Aufgießprinzip arbeitende Flüssigkeitsauftraggerät,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in der Fig. 1,

Fig. 3 die Draufsicht auf die Flüssigkeitsverteileinrichtung gemäß Fig. 2 mit teilweise übereinander gezeichneten Öffnungen innerhalb des Querschnitts dieser Flüssigkeitsver­ teileinrichtung und

Fig. 4 ein ebenfalls nach dem Aufgießprinzip arbeitendes Farbauf­ traggerät, bei dem die Flüssigkeitsverteileinrichtung direkt einem Leitblech zugeordnet ist.

Die Flüssigkeitsauftragsvorrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einem Träger 1, dessen 90° Ecke nach oben ausgerichtet ist. Der eine Schenkel des Winkelträgers ist die Stauwand 2, die schräg aufwärts in Richtung zum Überlaufwehr 3 ausgerichtet ist. An das Überlauf­ wehr 3 schließt sich die Leitfläche 4 an, über die der gleichmäßig verteilte Flüssigkeitsfilm abläuft und auf die darunter entlang geführte Warenbahn 5 fließt. Die Warenbahn 5 ist mit nach oben angeordnetem Flor über eine Umlenkrolle 6 getragen. Auf der der Stauwand 2 gegenüberliegenden Seite ist ein massiver Körper 7 angeordnet, dessen der Stauwand 2 zugeordnete Wandung als Diffusorwand 8 dient. Zwischen der nach oben verlaufenden Diffuserwand 8 und der Stauwand 2 ist der konisch zum Überlauf­ wehr 3 sich erweiternde Vorratsraum 9 gebildet. Der Körper 7 erstreckt sich mit den übrigen Teilen des Farbauftaggerätes 1 über ein bis sechs Meter Arbeitsbreite und ist über diese Arbeitsbreite nur mit wenigen Zuflußschläuchen 10 versehen, über die die erforderliche Flüssigkeitsmenge mit einer nicht dargestellten Pumpe dem Auftraggerät zufließt. Die dargestellte Vorrichtung entspricht insofern der nach der DE 35 22 320 A1.

Wesentlich bei der hier dargestellten Vorrichtung ist das Flüssig­ keitsverteilsystem, das in dem Körper 7 angeordnet ist. Der Schlauch 10 ist über ein Mundstück 11 gestülpt. das in dem Körper 7 im Bereich des Bezugszeichens 12 gehalten und mit seinem unteren Ende in die sog. Flüssigkeitsverteileinrichtung 13 eingeschraubt ist.

Diese Flüssigkeitsverteileinrichtung 13 ist im einzelnen in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Sie besteht aus einer Vielzahl von Blechen 14, die parallel zueinander angeordnet und nach der Montage aufeinandergepreßt sind. ln dem obersten Blech 15 dieser Flüssigkeitsverteileinrichtung 13 ist nur eine Bohrung eingezeichnet, die die Flüssigkeitszuflußöffnung 16 eines in der Arbeitsbreite begrenzten Flüssigkeitsverteilraumes gemäß Fig. 2 und 3 bildet. Von diesem Flüssigkeitsverteilraum sind mehrere über die Arbeitsbreite der gesamten Auftragsvorrichtung nebeneinander angeordnet. Von jeder der Flüssigkeitszuflußöffnungen 16 erstreckt sich gemäß Fig. 2 ein Flüssigkeitsverteilsystem zur unteren Seite der einzelnen Flüssig­ keitsverteileinrichtung 13, die sich über eine exakte Arbeitsbreite, die aber nur ein Bruchteil der gesamten Breite des Auftraggerätes ist, erstreckt.

Die Verteilung der durch die Zuflußöffnung 16 zufließenden Flüssigkeit erfolgt in dem Flüssigkeitsverteilraum, der durch die einzelnen Bleche 14 ausgefüllt ist. Im dargestellten Ausführungs­ beispiel weist dieser Verteilraum acht parallel zueinander angeord­ nete Bleche 14 auf, woraus sich eine Verteilung der durch die Zuflußöffnung 16 zufließenden Flüssigkeit auf insgesamt sechzehn Flüssigkeitsausflußöffnungen 17 ergibt. Dieses ist dadurch bewirkt. daß die Breitenverteilung der Flüssigkeit von Blech zu Blech schrittweise erzwungen wird. Dazu sind beidseitig der Flüssig­ keitszuflußöffnung 16 in Arbeitsbreitenrichtung - gemäß Fig. 2 sowohl nach rechts als auch nach links - gleich lange Verzweig­ leitung 18, 19 angeordnet, an deren jeweiligem Ende eine Zwischenausflußöffnung 20, 21 vorgesehen ist. Diese beiden Zwi­ schenausflußöffnungen 20, 21 sind in dem darunter angeordneten Blech 14 gebohrt. An diese beiden Zwischenausflußöffnungen 20, 21 schließen sich in gleicher Weise wiederum beidseitig in Arbeits­ breitenrichtung die um die Hälfte kürzeren Verzweigleitungen 22, 23 an, so daß die Flüssigkeitsverteilung sich ähnlich einem Stammbaum oder einem Hirschgeweih mehrfach verzweigt, und zwar exakt gleichmäßig über die Arbeitsbreite. Um nicht zu viele Schläuche 10 über die gesamte Arbeitsbreite bauen zu müssen, sollten etwa 10 bis 20 der Flüssigkeitsausflußöffnungen 17 bei einem gegenseitigen Abstand von etwa 10 mm zu einem dieser Flüssigkeitsverteilräume gehören.

Da die in der Flüssigkeitszuflußöffnung 16 zufließende Flüssigkeit über eine Vielzahl von Flüssigkeitsausflußöffnungen 17 verteilt werden muß, sind die Querschnitte von dieser Flüssigkeits­ zuflußöffnung 16 bis zu den Flüssigkeitsausflußöffnungen 17 schrittweise zu verkleinern. Dies ist in Fig. 3 dargestellt. Der Querschnitt der der Flüssigkeitszuflußöffnung 16 folgenden Zwischen­ ausflußöffnung 20, 21 ist halbiert dementsprechend sind auch die jeweils zugeordneten Verzweigleitungen 20, 23 schmaler im Quer­ schnitt ausgebildet als die vorhergehenden 18, 19.

Es wurde oben ausgeführt, daß die Flüssigkeitsverteileinrichtung aus mehreren, parallel zueinander angeordneten Blechen 14 gebildet ist, die jeweils entweder eine Zwischenausflußöffnung 20, 21, oder eine Verzweigleitung 18, 19, 22, 23 aufweisen. Zur Bildung dieser stammbaumähnlichen Verzweigung der Flüssigkeit sind in den einzelnen Blechen die Bohrungen 20, 21 und als Langlöcher die Verzweigleitungen 18, 19, 22, 23 an solchen Stellen eingebracht, daß sich diese stammbaumähnliche Verzweigung gemäß Fig. 2 nach der Montage ergibt.

Die Aufteilung der gesamten Arbeitsbreite von 1 bis 5 m in solche Bereiche, die einem in Fig. 2 dargestellten Flüssigkeitsverteilraum entsprechen, hat den Vorteil, daß die durch die Schläche 10 zugeführte Flüssigkeit exakt gleichmäßig auf eine große Arbeitsbreite verteilt werden kann. Je nach Arbeitsbreite der Warenbahn 5 ist es dann auch möglich, durch Abschaltung einzelner Zuführschläche 10 die wirksame Arbeitsbreite der Farbauftragsvorrichtung zu definie­ ren. Der wesentlichere Vorteil ist jedoch, die zwangsmäßig gleich­ mäßige Verteilung der Flüssigkeit über die Arbeitsbreite zu erzielen, ohne einen über die Arbeitsbreite sich erstreckenden gemeinsamen Vorratsraum verwenden zu müssen. Die aus den Flüssigkeitsausfluß­ öffnungen 17 schon jetzt gleichmäßig austretende Flüssigkeit staut sich nur noch in dem sich anschließenden Verbindungsspalt 24, der sich jetzt über die gesamte Arbeitsbreite der Warenbahn erstreckt. Ein Staudruck ergibt sich dort deshalb, weil sich an diesen Verbindungsspalt 24 ein ebenfalls über die Arbeitsbreite sich erstreckender Flüssigkeitsauslaufspalt 25 anschließt, dessen Durch­ strömshöhe kleiner ist als die Tiefe des Verbindungsspaltes 24.

Aus dem Flüssigkeitsauslaufspalt 25 kommt die Flüssigkeit gleich­ mäßig über die Arbeitsbreite verteilt aus der Flüssigkeitsverteil­ einrichtung 13. Dadurch ist der in der Fig. 1 dargestellte Flüssigkeitsvorratsraum 9 nur noch bedingt notwendig. Zur Verdeut­ lichung dieses Vorteiles verweisen wir auf die Fig. 4. Dort ist der Flüssigkeitsverteileinrichtung 13 lediglich noch eine Leitfläche in Gestalt eines Leitbleches 27 zugeordnet, über die die durch die Flüssigkeitsverteileinrichtung 13 gleichmäßig über die Arbeitsbreite verteilte Flüssigkeit zur Warenbahn 5 abläuft. ln einfacher Weise ist der Verbindungsspalt 25 zwischen diesem letzten Blech 26 mit dem Verbindungsspalt 24 und dem Leitblech 27 zu bilden. Es entfällt bei dieser Ausführungsform also nicht nur der massive Körper 7 mit dem Flüssigkeitsvorratsraum 9, sondern auch die Überlauf­ kante 3 zusammen mit dem Winkelträger 2, vielmehr ist nur noch das Leitblech 27 zum Ablauf der gleichmäßig verteilten Flüssigkeit auf die Warenbahn 5 erforderlich. Dadurch vermindert sich das in der Verteileinrichtung 13, besser sogar in der Auftragsvorrichtung insgesamt, stets eingefüllte Flüssigkeitsvolumen erheblich, was den gewünschten schnellen Farbwechsel ermöglicht.

Claims (17)

1. Vorrichtung zum Aufbringen eines über die Arbeitsbreite gleichmäßig dünnen, laminar fließenden Flüssigkeitsfilmes - vorzugsweise großer Breite - auf eine kontinuierlich vorbewegte Warenbahn (5) mit einer von einer Pumpe geförderten Flüssig­ keit gespeisten Flüssigkeitsverteileinrichtung (13) mit einem Flüssigkeitsverteilraum und einer zugeordneten ggf. über ein Überlaufwehr (3) sich anschließenden Leitfläche (4, 27), von deren unterem Rand der abfließende Flüssigkeitsfilm auf die Warenbahn (5) abläuft, wobei der Flüssigkeitsverteilraum einerseits über eine Zuflußleitung (16) mit der Pumpe verbunden ist und andererseits zur Leitfläche (4, 27) hin sich über eine Arbeitsbreite erstreckt, die größer als der Querschnitt der Zuflußleitung (16) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flüssigkeitsverteilraum (Fig. 2) sich nur über eine exakt definierte, gegenüber der Breite einer breiteren Warenbahn (5) nur schmalen Arbeitsbreite erstreckt und dieser Raum mit nur einer Flüssigkeitszuflußleitung (11) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Querschnittes der Zuflußleitung und der Arbeits­ breite des einzelnen Flüssigkeitsverteilraumes 1 : 5 bis 1 : 15 oder mehr, vorzugsweise etwa 1 : 10 ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsverteileinrichtung (13) der Auftragsvorrichtung insgesamt aus mehreren dieser unmittelbar nebeneinander anzuordnenden Flüssigkeitsverteilräume gebildet ist und damit die Flüssigkeitsverteileinrichtung (13) die ganze Arbeitsbreite der Warenbahn (5) abdeckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Flüssigkeitsverteilräume in einer gemeinsamen Schiene in der Flüssigkeitsverteileinrichtung (13) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitfläche (4, 27) oder dgl. von jedem dieser Flüssigkeitsverteilräume eine Vielzahl von Flüssigkeits­ ausflußöffnungen (17), gleichmäßig über die Arbeitsbreite verteilt, zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Flüssigkeitszuflußleitung (16) eines Flüssigkeitsverteil­ raumes 10-20 oder mehr Flüssigkeitsausflußöffnungen (17) zugeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Flüssigkeit von der Flüssigkeitszuflußleitung (16) bis zu den Ausflußöffnungen (17) schrittweise durchgeführt ist (Fig. 2).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet. daß im Flüssigkeitsverteilraum die Flüssigkeitszuflußöffnung (16) beid­ seitig in Arbeitsbreitenrichtung mit einer gleich langen Verzweigleitung (18, 19) verbunden ist, an deren jeweiligem Ende eine Zwischenausflußöffnung (20, 21) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich an diese Zwischenausflußöffnung (20) in gleicher Weise beid­ seitig in Arbeitsbreitenrichtung eine jedoch um die Hälfte kürzere Verzweigleitungen (20, 23) anschließt, die Flüssigkeits­ verteilung sich also stammbaumähnlich mehrfach verzweigt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt jeder der Flüssigkeitsausflußöffnungen folgenden Zwischenausflußöffnungen verkleinert ggf. halbiert ist und auch dementsprechend die jeweils folgenden Verzweiglei­ tungen schmaler im Querschnitt ausgebildet sind (Fig. 3).

11. Vorrichtung nach Anspruch 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzweigleitungen und die Bohrungen der Zwischenausfluß­ öffnungen als Löcher in je einem Blech (14) ausgebildet sind, von denen je drei zur Bildung einer Vorzweigleitung (18, 19, 22, 23) aneinandergepreßt sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsverteilraum durch eine Vielzahl von parallel und dicht zueinander angeordneten Blechen (14) gebildet ist, deren jeweils unterschiedlich angeordneten und im Querschnitt der Durchflußmenge angepaßten Öffnungen (18, 19; 20, 21; 22, 23, 17) derart zueinander angeordnet sind, daß sich eine gleich­ mäßige, stammbaumähnliche Verzweigung der Flüssigkeitsver­ teilung ergibt (Fig. 2).

13. Vorrichtung nach Anspruch 5-12, dadurch gekennzeichnet, daß die fein über die Arbeitsbreite verteilten Flüssigkeitsausfluß­ öffnungen (17) in einen Verbindungsspalt (24) münden, der sich über die ganze Arbeitsbreite der Warenbahn (5) erstreckt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsspalt (24) im Querschnitt (Fig. 1, 4) größer ist als der der zugeordneten Flüssigkeitsausflußöffnungen (17).

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Verbindungsspalt (24) ein ebenfalls sich über die Arbeitsbreite erstreckender Flüssigkeitsauslaufspalt (25) anschließt, dessen Höhe kleiner ist als die Tiefe des Verbin­ dungsspaltes (Fig. 1, 4) .

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsverteileinrichtung einem Flüssigkeitsvorratsraum mit Überlaufwehr vorgeordnet ist (Fig. 1).

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsverteileinrichtung direkt der Leitfläche (27) zugeordnet ist und vorzugsweise der Verbin­ dungsspalt (25) zwischen dieser Leitfläche (27) und dem letzten Blech (26) der Flüssigkeitsverteileinrichtung (13) gebildet ist (Fig. 4).