EP0472050B1

EP0472050B1 - Vorrichtung zum Aufbringen eines Flüssigkeitsfilmes auf eine Warenbahn

Info

Publication number: EP0472050B1
Application number: EP91113234A
Authority: EP
Inventors: Gerold Fleisner
Original assignee: Fleissner GmbH
Current assignee: Truetzschler Nonwovens GmbH
Priority date: 1990-08-18
Filing date: 1991-08-07
Publication date: 1995-09-27
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: EP0472050A2; DE4026198A1; US5243841A; DE59106579D1; EP0472050A3; ATE128384T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufbringen eines über die Arbeitsbreite gleichmäßig dünnen, laminar auf eine kontinuierlich vorbewegte Warenbahn fließenden Flüssigkeitsfilmes - vorzugsweise großer Breite - mit einer mit einer von einer Pumpe geförderten Flüssigkeit gespeisten Flüssigkeitsverteileinrichtung mit einem Flüssigkeitsverteilraum und einer zugeordneten, sich anschließenden Leitfläche, von deren unterem Rand der abfließende Flüssigkeitsfilm auf die Warenbahn abläuft, wobei der Flüssigkeitsverteilraum einerseits über eine Zuflußleitung mit einer 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-A-35 22 320 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 Arbeitsbreite gewährleistet ist. Dieses wird durch einen der Leitfläche vorgeschalteten Flüssigkeitsverteilraum bewirkt, der im Volumen gering ist. Auf diese Weise wird die zur Bildung eines laminaren Flüssigkeitsfilmes notwendige Beruhigung des Flüssigkeitszuflußstromes bis hin zur Leitfläche erzielt. Die Beruhigung des Flüssigkeitszuflußstromes ist bei einer solchen Vorrichtung notwendig, weil das Flüssigkeitsvolumen innerhalb dieses Flüssigkeitsverteilraumes nur sehr gering, aber die Flüssigkeitsauftragsmenge über die Arbeitsbreite von mehr als 30 l/min/m Arbeitsbreite sehr groß und damit der Zufluß der Flüssigkeit in diese Vorrichtung verteilt über mehrere Zuflußleitungen sehr stark ist.
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.
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 Flüsssigkeitsvolumen innerhalb der Vorrichtung noch verringert werden kann.
Ausgehend von der Vorrichtung anfangs genannter Art besteht die Lösung der gestellten Aufgabe darin, daß die Verteilung der Flüssigkeit von der Zuflußleitung bis zu einer Vielzahl von Ausflußöffnungen schrittweise derart vorgesehen ist, daß die Zuflußöffnung beidseitig in Arbeitsbreitenrichtung mit einer gleich langen ersten Verzweigleitung verbunden ist, an deren jeweiligem Ende eine Zwischenausflußöffnung vorgesehen ist, an die sich in gleicher Weise beidseitig in Arbeitsbreitenrichtung eine jedoch um die Hälfte der ersten Verzweigleitung kürzere und im Querschnitt verkleinerte zweite Verzweigleitung anschließt, sich die Flüssigkeitsverteilung in dieser Flüssigkeitsverteileinrichtung also stammbaumähnlich mehrfach verzweigt, und daß somit die fein über die Arbeitsbreite verteilten Ausflußöffnungen in einen sich über die Arbeitsbreite der Warenbahn erstreckenden Verbindungsspalt münden, der in den an die Leitfläche angrenzenden Flüssigkeitsverteilraum mündet.
Eine Vorrichtung mit einer Verteilung der Flüssigkeit von einer Zuflußleitung bis zu einer Vielzahl von Ausflußöffnungen schrittweise derart, daß die Zuflußöffnung beidseitig in Arbeitsbreitenrichtung mit einer gleich langen ersten Verzweigleitung verbunden ist, an deren jeweiligem Ende eine Zwischenausflußöffnung vorgesehen ist, an die sich in gleicher Weise beidseitig in Arbeitsbreitenrichtung eine jedoch um die Hälfte der ersten Verzweigleitung kürzere und im Querschnitt verkleinerte zweite Verzweigleitung anschließt, sich die Flüssigkeitsverteilung in dieser Flüssigkeitsverteileinrichtung also stammbaumähnlich mehrfach verzweigt, ist durch die US-A-4 550 681 bekannt. In dieser Schrift wird eine Rotations-Siebdruckmaschine abgehandelt. Die dort von dieser Verteilvorrichtung abgegebene Druckpaste wird anschließend durch ein mit Löchern zur Herstellung eines Musters versehenes Sieb gepreßt. Die bei einer Druckmaschine von einer Verteilvorrichtung zu erfüllenden Aufgaben sind insofern sehr unterschiedlich zu denen bei einer Aufgießvorrichtung. Bei dieser ist durch die Verteilvorrichtung ein gleichmäßig über die Arbeitsbreite laminar fließender Film zu erzeugen, der natürlich bei einer Druckmaschine keine Bedeutung hat. Es ist also Ziel der Vorrichtung nach der Erfindung, die Beruhigung und die seitliche Verteilung der durch die Zuflußleitung zufließenden Flüssigkeit in dem begrenzten Flüssigkeitsverteilraum zu bewirken, und zwar derart, daß beim Farbwechsel sich keine Streifen von Mischfarben ergeben. Gleich nach der Verteilung der Flüssigkeit ist durch eine richtige Anbindung der Verteilvorrichtung an die Leitfläche der laminar fließende Film erzeugt. Es ist also der nach der genannten Offenlegungsschrift noch notwendige Beruhigungsraum ggf. nicht mehr notwendig, so daß das in der Auftragsvorrichtung erforderliche Flüssigkeitsvolumen erheblich geringer gehalten werden kann.
Eine besonders vorteilhafte Art und Weise, wie der Flüssigkeitsverteilraum mit der stammbaumähnlichen Verzweigung der Flüssigkeit von der Zuflußleitung bis zu der Vielzahl der Flüssigkeitsaustrittsöffnungen gestaltet werden kann, besteht darin, daß die sich in Arbeitsbreitenrichtung erstreckenden Verzweigleitungen und die sich am Ende dieser Verzweigleitung anschließenden Zwischenausflußöffnungen als Löcher in entsprechend dünn herzustellenden Blechen eingebracht werden können. Es ist also besonders vorteilhaft, die Flüssigkeitsverteileinrichtung durch eine Vielzahl von solchen Blechen zu bilden und die in diesen Blechen nach einem bestimmten Programm herzustellenden Verzweigleitungen und Löcher derart anzuordnen, daß sich eine gleichmäßige, stammbaumähnliche Verzweigung der Leitungen von der Zuflußleitung bis zu der Vielzahl der Ausflußöffnung, die über den Verbindungsspalt zunächst einem Überlaufwehr oder gleich der Leitfläche 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:

Figur 1:: im Schnitt das nach dem Aufgießprinzip arbeitende Flüssigkeitsauftraggerät,
Figur 2:: einen Schnitt entlang der Linie II-II in der Figur 1,
Figur 3:: die Draufsicht auf die Flüssigkeitsverteileinrichtung gemäß Figur 2 mit teilweise übereinander gezeichneten Öffnungen innerhalb des Querschnitts dieser Flüssigkeitsverteileinrichtung,
Figur 4:: ein ebenfalls nach dem Aufgießprinzip arbeitendes Farbauftraggerät, bei dem die Flüssigkeitsverteileinrichtung direkt einem Leitblech zugeordnet ist, und
Figur 5:: das Auftraggerät nach Figur 1 mit einem Vorratsraum stets gleichen Querschnitts.

Die Flüssigkeitsauftragsvorrichtung gemäß Figur 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 Überlaufwehr 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. Diese Wand 8 kann aber auch parallel zur Stauwand 2 ausgerichtet sein, so daß sich ein Schlitz 9' als Verteilraum bildet. Zwischen der nach oben verlaufenden Diffusorwand 8 und der Stauwand 2 ist der konisch zum Überlaufwehr 3 sich erweiternde Verteilraum 9 gebildet. Der Verteilraum kann aber auch ohne Konus schlitzförmig verlaufen, wie es Figur 4 oder 5 zeigt. Der Körper 7 erstreckt sich mit den übrigen Teilen des Farbauftraggerätes 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 zufleißt. Die dargestellte Vorrichtung entspricht insofern der Auftragvorrichtung nach der DE-A-35 22 320.
Wesentlich bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist das Flüssigkeitsverteilsystem, 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. Die Flüssigkeitsverteileinrichtung kann auch senkrecht zur Stauwand 2 und nicht parallel zur Stauwand - wie in Fig. 5 dargestellt - ausgerichtet sein. Diese Flüssigkeitsverteileinrichtung 13 ist im einzelnen in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Sie besteht aus einer Vielzahl von Blechen 14, die parallel zueinander angeordnet und nach der Montage aufeinandergepreßt sind. In dem obersten Blech 15 dieser Flüssigkeitsverteileinrichtung 13 ist nur eine Bohrung eingezeichnet, die die Flüssigkeitszuflußöffnung 16 einer in der Arbeitsbreite begrenzten Verzweigleitung 18, 19 gemäß Fig. 2 und 3 bildet. Von jeder der Flüssigkeitszuflußöffnungen 16 erstreckt sich gemäß Figur 2 ein Flüssigkeitsverteilsystem zur unteren Seite der einzelnen Flüssigkeitsverteileinrichtung 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 der Flüssigkeitsverteileinrichtung, die durch die einzelnen Bleche 14 ausgefüllt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist diese Verteileinrichtung acht parallel zueinander angeordnete 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 Flüssigkeitszuflußöffnung 16 in Arbeitsbreitenrichtung - gemäß Figur 2 sowohl nach rechts als auch nach links - gleich lange erste Verzweigleitungen 18, 19 angeordnet, an deren jeweiligem Ende eine Zwischenausflußöffnung 20, 21 vorgesehen ist. Diese beiden Zwischenausflußöffnungen 20, 21 sind in dem darunter angeordneten Blech 14 gebohrt. An diese beiden Zwischenausflußöffnungen 20, 21 schliessen sich in gleicher Weise wiederum beidseitig in Arbeitsbreitenrichtung die um die Hälfte kürzeren zweiten 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 Sehläuche 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 einer dieser Flüssigkeitsverteileinrichtungen gehören.
Da die in der Flüssigkeitszuflußöffnung 16 zufließende Flüssigkeit über eine Vielzahl von Flüssigkeitsausflußöffnungen 17 verteilt werden muß, sind die Querschnitte von dieser Flüssigkeitszuflußöffnung 16 bis zu den Flüssigkeitsausflußöffnungen 17 schrittweise zu verkleinern. Dies ist in Figur 3 dargestellt. Der Querschnitt der der Flüssigkeitszuflußöffnung 16 folgenden Zwischenausflußöffnung 20, 21 ist halbiert dementsprechend sind auch die jeweils zugeordneten ersten Verzweigleitungen 22, 23 schmaler im Querschnitt ausgebildet als die vorhergehende erste Verzweigleitung 18 oder 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 Figur 2 nach der Montage ergibt.
Die Aufteilung der gesamten Arbeitsbreite von 1 bis 5 m in solche Bereiche, die einer in Fig. 2 dargestellten Flüssigkeitsverteileinrichtung entspricht, hat den Vorteil, daß die durch die Schläuche 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 Zufuhrschläuche 10 die wirksame Arbeitsbreite der Farbauftragsvorrichtung zu definieren. Der wesentlichere Vorteil, die zwangsmäßig gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit über die Arbeitsbreite zu erzielen, ist jedoch ohne einen über die Arbeitsbreite sich erstreckenden gemeinsamen größeren Vorratsraum auskommen zu können. Die aus den Flüssigkeitsausflußöffnungen 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 Flüssigkeitsverteilraum 25 anschließt, dessen Durchströmhöhe kleiner ist als die Tiefe des Verbindungsspaltes 24.
Aus dem Flüssigkeitsverteilraum 25 kommt die Flüssigkeit gleichmäßig über die Arbeitsbreite verteilt aus der Flüssigkeitsverteileinrichtung 13. Dadurch ist der in der Figur 1 dargestellte größere Flüssigkeitsverteilraum 9 nur noch bedingt notwendig. Zur Verdeutlichung dieses Vorteiles verweisen wir auf die Figur 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 nach Durchströmung des Verteilraumes 25 zur Warenbahn 5 abläuft. In einfacher Weise ist der Verteilraum 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 größeren Flüssigkeitsverteilraum 9, sondern auch die Überlaufkante 3 zusammen mit der Stauwand 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 mit scharfer Farbwechsellinie ermöglicht.

Claims

Vorrichtung zum Aufbringen eines über die Arbeitsbreite gleichmäßig dünnen, laminar auf eine kontinuierlich vorbewegte Warenbahn (5) fließenden Flüssigkeitsfilmes - vorzugsweise großer Breite - mit einer mit einer von einer Pumpe geförderten Flüssigkeit gespeisten Flüssigkeitsverteileinrichtung (13) mit einem Flüssigkeitsverteilraum (9, 25) und einer zugeordneten, sich anschließenden Leitfläche (4, 27), von deren unterem Rand der abfließende Flüssigkeitsfilm auf die Warenbahn (5) abläuft, wobei der Flüssigkeitsverteilraum (9, 25) einerseits über eine Zuflußleitung (11) mit einer Pumpe verbunden ist und andererseits zur Leitfläche (4, 27) hin sich über eine Arbeitsbreite erstreckt, die größer als der Querschnitt der Zuflußleitung (11) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Flüssigkeit von der Zuflußleitung (11) bis zu einer Vielzahl von Ausflußöffnungen (17) schrittweise derart vorgesehen ist, daß die Zuflußöffnung (16) beidseitig in Arbeitsbreitenrichtung mit einer gleich langen ersten Verzweigleitung (18, 19) verbunden ist, an deren jeweiligem Ende eine Zwischenausflußöffnung (20, 21) vorgesehen ist, an die sich in gleicher Weise beidseitig in Arbeitsbreitenrichtung eine jedoch um die Hälfte der ersten Verzweigleitung (18, 19) kürzere und im Querschnitt verkleinerte zweite Verzweigleitung (22, 23) anschließt, sich die Flüssigkeitsverteilung in dieser Flüssigkeitsverteileinrichtung (13) also stammbaumähnlich mehrfach verzweigt, und daß somit die fein über die Arbeitsbreite verteilten Ausflußöffnungen (17) in einen sich über die Arbeitsbreite der Warenbahn (5) erstreckenden Verbindungsspalt (24) münden, der in den an die Leitfläche (4, 27) angrenzenden Flüssigkeitsverteilraum (9, 25) mündet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere dieser Flüssigkeitsverteileinrichtungen (13) unmittelbar nebeneinander angeordnet sind und damit der Verbindungsspalt (24) der Ausflußöffnungen (17) auch der der Anzahl der Flüssigkeitsverteileinrichtungen (13) ist und diese die ganze Arbeitsbreite der Warenbahn abdecken.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsspalt (24) im Querschnitt größer ist als der Querschnitt der zugeordneten Ausflußöffnungen (17).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, 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 Verbindungsspaltes (24).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzweigleitungen (18, 19) und die Bohrungen der Zwischenausflußöffnungen (20, 21) als Löcher in je einem Blech (14) ausgebildet sind, von denen je drei zur Bildung einer Verzweigleitung (18, 19; 20, 21) aneinandergepreßt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsverteileinrichtung (13) einem Flüssigkeitsvorratsraum (9) mit Überlaufwehr (3) vorgeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsverteileinrichtung (13) direkt der Leitfläche (27) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsverteilraum (25) zwischen dieser Leitfläche (27) und dem letzten Blech (26) der Flüssigkeitsverteileinrichtung (13) gebildet ist.