AT401894B - Squeegee device - Google Patents
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Abstract
Description
AT 401 894 BAT 401 894 B
Gegenstand dieser Erfindung ist eine Rakelvorrichtung für beschichtendes Aufträgen oder Abnehmen von Substanzen auf/von ebene(n) Flächen, wie z.B. Warenbahnen, Transportbahnen, Transportbänder(n), Walzen, die aus mindestens einer vorzugsweise einteiligen Rakel-Halte- und Anpreßleiste besteht, die eine Rakelleiste bzw. deren als Arbeitselement (Arbeitskante o.dgl.) ausgebildetes (oder in diese eingesetztes) Teil an der Anliegestelle gegen eine bzw. mindestens eine Arbeitsfläche (Anliegezone) preßt, die gegebenenfalls auch eine Schablone, ein Siebzylinder o.dgl. sein kann.This invention relates to a doctor device for coating applications or removing substances onto / from flat surfaces, such as e.g. Goods webs, transport webs, conveyor belts (n), rollers, which consists of at least one preferably one-piece squeegee holding and pressure bar, which is a squeegee bar or its part designed as a working element (working edge or the like) (or inserted into it) on the Contact point presses against one or at least one work surface (contact zone), which may also include a template, a sieve cylinder or the like. can be.
Rakelvorrichtungen, die so vielseitig für so unterschiedliche Zwecke angewendet werden können, sind bisher kaum bekannt geworden; fast alle der bisher bekannten Rakelvorrichtungen sind vorzugsweise für spezielle Anwendungszwecke geeignet.Squeegee devices that can be used in so many different ways for so many purposes have so far hardly become known; almost all of the doctor devices known to date are preferably suitable for special applications.
Die hiermit zur Vorstellung gelangende Erfindung bietet deshalb so umfangreiche und vielseitige Anwendungsmöglichkeiten, weil dieser Erfindung neu gewonnene Erkenntnisse zugrundeliegen, die für das Konstruieren von Rakelvorrichtungen einen ganz neuen Weg eröffnen.The invention presented here is therefore so extensive and versatile in its possible applications because this invention is based on newly gained knowledge which opens up a completely new path for the construction of doctor devices.
Die meisten der bisher bekannten Konstruktionen sind dadurch gekennzeichnet, daß die Rakelarbeitsteile an Rakelhalteteilen befestigt sind und daß diese Rakelhalteteile an der jeweiligen Rakelarbeitsmaschine befestigt und jedenfalls so gehalten sind, daß die zur Rakelanpressung erforderlichen Kräfte über diese Halteteile eingeleitet und auf das Rakelarbeitsteil übertragen werden.Most of the previously known constructions are characterized in that the doctor blade work parts are attached to doctor blade holding parts and that these doctor blade holding parts are fastened to the respective doctor blade working machine and are in any case held in such a way that the forces required for doctor blade contact pressure are introduced via these holding parts and transmitted to the doctor blade working part.
Es sind auch solche Rakelgeräte bzw. Auftragungsgeräte bekannt, die lose beweglich an der Auftragungsfläche anliegen, darunter solche, die mit Schwerkraft oder gewichtskraftbelastet oder mit mechani-chen Hilfsmitteln angepreßt werden und vor allem solche, die magnetisch angepreßt werden. Lose oder an Halterungen befestigt eingelegte Rakeln, die magnetisch angepreßt werden, sind in zahlreichen Varianten bekannt. Dabei sind vorwiegend solche Rakeln (vor allem Rollrakeln) bekannt, die selbst aus magnetisierbarem Material bestehen; aber es gibt auch welche, die mit Teilen aus magnetisierbarem Material verbunden sind und dadurch oder zusätzlich dadurch angepreßt werden.Squeegee devices or application devices are also known which lie loosely movably on the application surface, including those which are loaded with gravity or weight or with mechanical aids, and above all those which are pressed magnetically. Squeegees that are loose or attached to holders that are magnetically pressed are known in numerous variants. Mostly such doctor blades (especially roller doctor blades) are known which are themselves made of magnetizable material; but there are also those which are connected to parts made of magnetizable material and are thereby or additionally pressed on.
Ein der Magnetrakeltechnik anhaftender, ganz allgemeiner Nachteil ist, daß jedes magnetisierbare Material nur bis zum Erreichen eines bestimmten Sättigungsgrades magnetisiert werden kann und daß in der Praxis, zwischen den Polflächen der Magneteinrichtung und den zu magnetisierenden Rakeln bzw. magnetisierbaren Teilen von Rakelvorrichtungen, erhebliche Distanzen zu überbrücken sind. Da diese beiden Nachteile addierend wirken, stößt der Konstrukteur und der Anwender solcher Einrichtungen oft an die Grenzen der Anwendungsmöglichkeit. Praktisch gesprochen bedeutet dies, daß mit Magnetrakeleinrichtungen, insbesondere Magnetrollrakeln kleiner Durchmesser, keine ausreichend hohen Anpreßkräfte erzielt werden können, so daß auf deren Anwendung, die oft sehr erforderlich wäre, verzichtet werden muß. Will der Anwender, anstatt einer magnetisch angepreßten Rollrakel kleinen Durchmessers, eine magnetisch angepreßte Streichrakel einsetzen, so bietet sich zwar die Möglichkeit an, ein solches Rakelelement nur im Anliegebereich mit einer sehr kleinen Rundung zu versehen und in dem von der Auftragungsebene entfernten Bereich zu verbreitern und auch seine Höhe so groß zu dimensionieren, daß der Querschnitt, bzw. die Größe der magnetisierbaren Masse, je nach Erfordernis dimensioniert werden kann.A general disadvantage inherent in magnetic squeegee technology is that each magnetizable material can only be magnetized up to a certain degree of saturation and that in practice considerable distances between the pole faces of the magnetic device and the squeegees or parts of squeegee devices to be magnetized increase are bridged. Since these two disadvantages have an additive effect, the designer and the user of such devices often reach the limits of the possible applications. In practical terms, this means that with magnetic doctor devices, in particular magnetic roller doctor blades of small diameter, it is not possible to achieve sufficiently high contact forces, so that their application, which would often be very necessary, has to be dispensed with. If the user wants to use a magnetically pressed doctor blade instead of a magnetically pressed doctor blade of small diameter, it is possible to provide such a doctor element with a very small curve only in the contact area and to widen and widen it in the area away from the application level also to dimension its height so large that the cross section, or the size of the magnetizable mass, can be dimensioned as required.
Die Praxis hat aber gezeigt, daß damit andere Nachteile verbunden sind, die der Anwendung solcher Rakeln in der Praxis entgegenstehen: es sind dies die in der Technik allgemein bekannten Geradheits- bzw. Verbiegungsprobleme. Die Eigensteifigkeit solcher Rakelelemente ist für Rakelarbeiten, die mit hoher Präzision erfolgen sollen, zu groß, dies insbesondere bei großen Arbeitsbreiten, die aber jetzt in der Praxis immer mehr gefragt sind. Wie bekannt, wachsen Verbiegungsprobleme derartiger Teile proportional zur dritten Potenz ihrer Länge.Practical experience has shown, however, that there are other disadvantages associated with the use of such doctor blades in practice: these are the straightness or bending problems which are generally known in the art. The inherent rigidity of such squeegee elements is too great for squeegee work that is to be carried out with high precision, in particular in the case of large working widths, but which are now increasingly in demand in practice. As is well known, bending problems of such parts grow in proportion to the third power of their length.
Dieser allgemeine Nachteil der Verbiegungsprobleme haftet aber selbstverständlich nicht nur solchen magnetisch angepreßten Rakeln sondern auch den mit mechanischen Hilfssmitteln angepreßten Rakeln an. Die gesamte Beschichtungs- und Auftragungstechnik hat in allen Branchen, die mit Rakeln arbeiten, sehr darunter zu leiden; es sind zahlreiche Erfindungen und Konstruktionen bekannt, deren Aufgabe nur darin besteht, an Rakeln auftretende Geradheitsprobleme und daraus entstehende Auftragungsungleichmäßigkeiten zu beseitigen.Of course, this general disadvantage of the bending problems does not only adhere to such magnetically pressed doctor blades but also to the doctor blades which are pressed on with mechanical aids. The entire coating and application technology has to suffer greatly in all branches that work with doctor blades; numerous inventions and constructions are known, the task of which is only to eliminate straightness problems which occur on doctor blades and the application irregularities which result therefrom.
Der hiemit vorgestellten Erfindung lieft die Aufgabe zugrunde, vorbeschriebene, den Stand der Technik anhaftende Nachteile zu beseitigen und eine vielseitig verwendbare, mit sehr großer Präzision arbeitende, dennoch aber sehr einfach konstruierte und einfach zu handhabende Rakelvorrichtung zu schaffen.The object of the invention thus presented is to eliminate the above-described disadvantages inherent in the prior art and to provide a squeegee device which can be used in many different ways, works with great precision, but is nevertheless very simple in construction and is easy to handle.
Die erfindungsgemäße Rakelvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Rakel-Halte- und Anpreßleiste in oder an einer Haltevorrichtung gleit- oder schwenkbeweglich gehalten ist und somit bei vertikaler Anordnung auf einer horizontal oder schräg oder gewölbt/gerundet verlaufenden Fläche mit ihrem Eigengewicht, d.h. also mittels Schwerkraft, und/oder mit von außen eingeleiteter bzw. aufgebrachter Anpreßkraft auf der Rakelleiste bzw. auf deren Arbeitselement aufliegt und an diese angepreßt wird.The squeegee device according to the invention is characterized in that the squeegee holding and pressure bar is slidably or pivotably held in or on a holding device and thus in a vertical arrangement on a horizontally or obliquely or arched / rounded surface with its own weight, i.e. So by means of gravity, and / or with externally introduced or applied pressure force rests on the squeegee or on its working element and is pressed against it.
Aus diesem neuen erfindungsgemäßen Konstruktionssachverhalt entsteht ein grundlegend neuer funktioneller Sachverhalt, der ein völlig gleichmäßiges, anpassendes Anliegen der Arbeitskante des Arbeitsele- 2 ΑΤ 401 894 Β mentes an der Arbeitsfläche bzw. Schablone und demgemäß hochpräzise Rakelarbeitsleistung bewirkt, wobei aber außer den hier beschriebenen und zeichnerisch dargestellten Konstruktionsmerkmalen auch die dem Erfindungsgedanken entsprechende Materialauswahl und Querschnittsdimensionierung in funktioneller Hinsicht, d.h. ergebnisbezogen, von wesentlicher Bedeutung ist.From this new design issue according to the invention, a fundamentally new functional issue arises, which brings about a completely even, adapting fit of the working edge of the work element to the work surface or stencil and, accordingly, high-precision squeegee work, but apart from those described and illustrated here construction features shown also the material selection and cross-sectional dimensioning corresponding to the idea of the invention in functional terms, ie results-based, is essential.
In funktioneller Hinsicht neuartig ist unter anderem auch der in einem der Ansprüche zur Darstellung gelangende Sachverhalt des kombinierten Gegeneinander- und Zusammenwirkens von zwei völlig unterschiedlichen Arten der Anpreßdruckerzeugung.From a functional point of view, the fact of the combined interaction and interaction of two completely different types of contact pressure generation, which is presented in one of the claims, is also new.
Den in den Fig. 3 bis 17 dargestellten, erfindungsgemäß konstruierten Rakelvorrichtungen wurden zwei dem Stand der Technik entnommene Fig. 1 und 2 vorangestellt. Fig. 1 macht eine der bisher unternommenen Bemühungen zur Erhöhung der Anpreßkraft einer magnetisch angepressten Rakelrolle relativ kleinen Durchmessers deutlich: die auf die Arbeitsrolle aufgelegt zweite Rolle soll die Anpreßkraft der Arbeitsrolle erhöhen, die hierzu erforderliche Halterung ist in Zweitfunktion als höhenverstellbare Stauprofilleiste ausgebildet. Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 dargestellten Sachverhalt in vordoppelter Ausführung, die Rollenhalte-teile sind an einem unten offenen Substanztrog befestigt, der auf den zwei Rollenpaaren aufliegt.The squeegee devices constructed according to the invention shown in FIGS. 3 to 17 are preceded by two FIGS. 1 and 2 taken from the prior art. Fig. 1 shows one of the efforts made so far to increase the contact pressure of a magnetically pressed doctor roll relatively small in diameter: the second roll placed on the work roll is intended to increase the contact pressure of the work roll, the holder required for this is designed in a second function as a height-adjustable stowage profile bar. Fig. 2 shows the situation shown in Fig. 1 in a pre-doubled version, the roller holding parts are attached to a substance trough open at the bottom, which rests on the two pairs of rollers.
Die Fig. 3 bis 5 zeigen drei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäß konstruierter Rakelvorrichtungen 1 bzw. deren wesentliche Konstruktionsteile. In Fig. 3 wird die Rakel-Halte- und Anpreßleiste 2 mit z.B. hydraulisch betätigten Hilfsmitteln die ortsfest angebracht sind, angepresst. In der Leiste 2 befindet sich eine nutförmige Ausnehmung 3, in die die Rakelleiste 4 eingesetzt ist. Zwischen der Rakelleiste 4 und der Leiste 2 ist ein druckelastisches Element 5, das als Hohlkörper ausgebildet ist, in die nutförmige Ausnehmung 3 eingelegt. Die Leiste 2 wird von zwei Leisten 6, die ortsfest angebracht sind, gleitbeweglich gehalten. Das Arbeitselement 41 ist gerundet und liegt an der Arbeitsfläche 7 an.3 to 5 show three exemplary embodiments of doctor devices 1 constructed according to the invention and their essential structural parts. In Fig. 3, the squeegee holding and pressure bar 2 is e.g. hydraulically operated aids that are fixed in place, pressed on. In the bar 2 there is a groove-shaped recess 3 into which the squeegee bar 4 is inserted. Between the squeegee strip 4 and the strip 2, a pressure-elastic element 5, which is designed as a hollow body, is inserted into the groove-shaped recess 3. The strip 2 is slidably held by two strips 6, which are fixed in place. The working element 41 is rounded and lies against the working surface 7.
In Fig. 4 sind die Leisten 6 U-förmig als Haltekörper ausgebildet. Die Rakelleiste 44 hat eine gleitlagerförmige Ausnehmung, in die ein Arbeitselement 43 drehbeweglich oder drehfixiert eingesetzt ist. Die Arbeitefläche ist als Magnettisch 71 ausgebildet, auf der eine Bahn 72 und eine Schablone 73 aufliegt.In Fig. 4, the strips 6 are U-shaped as a holding body. The squeegee strip 44 has a slide-bearing-shaped recess into which a working element 43 is inserted so as to be rotatable or fixed in terms of rotation. The work surface is designed as a magnetic table 71 on which a web 72 and a template 73 lie.
Der in Fig. 5 dargestellte Sachverhalt entspricht einer Kombination der Fig. 3 und 4, wobei in strichlierter Ausführung dargestellt ist, daß die Leiste 2, falls eine große Rakelanpreßkraft gefordert wird, für die die magnetisierbare Masse der Leiste 2 zu gering ist, je nach Erfordernis vergrößert als Leiste 21 ausgebildet sein kann. Die Zwischenleiste 42 ist deshalb strichliert gezeichnet, weil eine solche Leiste im besonderen Ausführungsbeispiel der Fig. 5 weggelassen werden könnte, falle das Arbeitselement 43 in drehfixierter Ausführung verwendet wird.The situation shown in FIG. 5 corresponds to a combination of FIGS. 3 and 4, it being shown in dashed lines that the bar 2, if a large doctor pressure is required, for which the magnetizable mass of the bar 2 is too low, depending on Requirement enlarged as a bar 21 can be formed. The intermediate bar 42 is drawn in dashed lines because such a bar could be omitted in the particular exemplary embodiment of FIG. 5 if the working element 43 is used in a rotationally fixed design.
Fig. 6 entspricht im wesentlichen der Fig. 3, unterschiedlich dazu ist das Arbeitselement 45 spitzwinkelig geformt und die Rakelanpreßkraft wird durch das Eigengewicht der Leiste 2 und durch zusätzlich aufgesetzte Gewichte 22, die nur symbolisch dargestellt sind, bewirkt. Anstatt einem Elementes 5 sind zwei diesem funktionsgleiche Elemente 51 und 52 eingesetzt.Fig. 6 corresponds essentially to Fig. 3, differently to the working element 45 is formed at an acute angle and the doctor pressure is caused by the weight of the bar 2 and additional weights 22, which are only shown symbolically. Instead of one element 5, two elements 51 and 52 having the same function are used.
In Fig. 7 ist ein Tragholm 61 z.B. mit Verschraubungen 62 ortsfest angebracht; die Leiste 2 wird durch das Element 5, in das ein unter Überdruck stehendes z.B. gasförmiges Medium eingebracht wird, gegen die Fläche 63 gedrückt und in Rückwirkung daraus entsteht die Rakelanpreßkraft.In Fig. 7 a support beam 61 is e.g. fixed with screw connections 62; the bar 2 is covered by the element 5, into which a pressurized e.g. gaseous medium is introduced, pressed against the surface 63 and in retrospect the squeegee contact pressure arises therefrom.
In Fig. 8 ist eine Leiste 23 an einem Gelenk 124 drehschwenkbeweglich gehalten, in die Leiste 46 ist eine elastische Rakelklinge 47 eingesetzt.8, a bar 23 is held on a joint 124 so as to be pivotable, an elastic doctor blade 47 is inserted into the bar 46.
In Fig. 9 ist die Leiste 24 auf ihre gesamte Länge kreiszylindrisch geformt, es würde aber genügen, wenn nur jene Stellen kreiszylindrisch oder gerundet geformt wären, an welchen die Gleithalteteile 64 anliegen. Die Leiste 4 ist mit einem spitswinkeligen Arbeitselement 45 ausgebildet, die Ausnehmung 3 ist in der Leiste 24 asymmetrisch angeordnet und ist im Öffnungsbereich mit Vorsprüngen 31 versehen, die die Leiste 4 beim Abheben der Leiste 24 an unerwünschtem Herausgleiten hindern. An der Leiste 24 ist ein Arm 25 befestigt, durch den die Schwenkbeweglichkeit mittels verstellbaren Anschlägen 26 begrenzt wird.In Fig. 9, the strip 24 is circular cylindrical over its entire length, but it would suffice if only those places were circular cylindrical or rounded, at which the slide holding parts 64 abut. The bar 4 is formed with an acute-angled working element 45, the recess 3 is arranged asymmetrically in the bar 24 and is provided in the opening area with projections 31 which prevent the bar 4 from sliding out undesirably when the bar 24 is lifted off. An arm 25 is fastened to the bar 24, by means of which the pivoting mobility is limited by means of adjustable stops 26.
Fig. 10 ist ähnlich der Ausführung Fig. 9, jedoch ist der abgerissen gezeichnete Arm 27 Teil einer Hilfsvorrichtung, an der die Leiste 24 drehfixiert - ggf. höhenbeweglich, ggf. pendelnd - gehalten ist. In die Leiste 46 ist ein biege- und druckelastisches Arbeitselement 47 eingesetzt, deren Verbiegung aus der Bewegung der Schablone 73 in Richtung des Pfeiles 74 und aus der magnetisch bewirkten Rakelanpres-sung resultiert. Auf die Leiste 24 ist eine um diese drehschwenkbar bewegliche Stauprofilleiste 28 aufgesteckt, die Schwenkbewegung dieser Leiste 28 wird durch eine Schwenkvorrichtung 29 betätigt.Fig. 10 is similar to the embodiment of Fig. 9, but the torn arm 27 is part of an auxiliary device on which the bar 24 is rotationally fixed - possibly movable, possibly oscillating - is held. A flexible and pressure-elastic working element 47 is inserted into the strip 46, the bending of which results from the movement of the template 73 in the direction of the arrow 74 and from the magnetically effected doctor blade pressure. A stowage profile bar 28, which can be pivoted and rotated about this bar, is plugged onto the bar 24, the pivoting movement of this bar 28 is actuated by a swivel device 29.
Fig. 11 zeigt eine Leiste 2 mit Ansatzleisten 201 durch die die Leiste 2 an Gewindespindeln 202 so gehalten ist, daß die Leiste 2 höhenbeweglich bzw. in ihrer Distanz zur Arbeitsfläche 72 verstellbar ist. In Richtung des Pfeiles 203 wird die Leiste 2 gegen ein druckelastisches Element 53, das nicht als Hohlkörper sondern massiv ausgebildet ist, gepresst. Distanzveränderung der Leiste 2 bewirkt Veränderung des Anpreßdruckes.11 shows a bar 2 with extension bars 201 through which the bar 2 is held on threaded spindles 202 in such a way that the bar 2 can be moved in height or its distance from the working surface 72 can be adjusted. In the direction of arrow 203, the strip 2 is pressed against a pressure-elastic element 53, which is not solid, but solid. Changing the distance of the bar 2 changes the contact pressure.
Die Fig. 12 bis 14 zeigen Konstruktionsbeispiele erfindungsgemäßer Rakelvorrichtungen unter Verwendung von jeweils mehr als einer Rakel bzw. Rakelleiste die mit dem Gattungsbegriff Spaltrakeln zu 312 to 14 show construction examples of doctor devices according to the invention, each using more than one doctor blade or doctor bar, with the generic term splitting doctor blades to 3
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