DE10045515A1 - Rakel-Dosiersystem - Google Patents
Rakel-DosiersystemInfo
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Abstract
Es sind Rakel-Dosiersysteme für Vorrichtungen zum Beschichten von Materialbahnen (1), insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, bekannt, die eine Rakelstange (3) als Dosierelement aufweisen, die in einer Nut eines Rakelbettes (4) aus elastischem Material gehalten wird, das in einem Halter (6) gelagert ist. DOLLAR A Nach der Erfindung weist die Rakelstange (3) einen Durchmesser von weniger als 25 mm auf und die Querschnittsfläche des Rakelbettes (4) beträgt weniger als das 3-fache, bevorzugt weniger als das 2-fache, der Querschnittsfläche der Rakelstange (3).
Description
Die Erfindung betrifft ein Rakel-Dosiersystem für eine Vorrichtung zum
Beschichten einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit einer
Rakelstange als Dosierelement, die in einer Nut eines Rakelbettes aus
elastischem Material gehalten wird, das in einem Halter gelagert ist.
Zum Beschichten von laufenden Papier- oder Kartonbahnen werden
bekannterweise Vorrichtungen eingesetzt, die ein Auftragssystem zum Auftragen
eines flüssigen Beschichtungsmaterials im Überschuss und ein nachfolgendes
Dosiersystem mit einer Rakelstange als Dosierelement aufweisen, die den
Überschuss an Beschichtungsmaterial bis auf das gewünschte Strichgewicht
wieder abrakelt. Das Auftragen und Dosieren erfolgt entweder direkt auf die Bahn
oder indirekt zunächst auf eine die Bahn umlenkende Walze, die anschließend
den dosierten Film von Beschichtungsmaterial an die Bahn übergibt.
Ein Rakel-Dosiersystem der gattungsgemäßen Art ist in der DE-A 30 22 955
beschrieben. Die Rakelstange wird in einem Rakelbett aus gummielastischem
Material gehalten, das in einem mit dem Maschinengestell in Verbindung
stehenden Halter gelagert ist. An seiner der Rakelstange abgewandten Rückseite
wird das Rakelbett von einem Druckschlauch abgestützt, so dass sich die Dicke
des dosierten Films auf der Walze oder der Bahn begrenzt über den Druck im
Druckschlauch variieren läßt. Im Rakelbett sind zwei parallel zur Rakelstange
verlaufende und zur Rakelstange hin offene Spülkanäle angeordnet, in die eine
Spülflüssigkeit, z. B. Wasser, eingeleitet werden kann, um die Lagerung der
Rakelstange zu schmieren und eingedrungenes Beschichtungsmaterial zu
entfernen. Derartige Rakel-Dosiersysteme, bei denen das Rakelbett von einem
Druckschlauch abgestützt wird, werden als Rollschaber-Systeme bezeichnet. Sie
werden zum direkten Dosieren auf der Bahn in einem Bereich eingesetzt, in dem
diese von einer Gegenwalze abgestützt wird. Es sind auch sogenannte Rollrakel-
Systeme bekannt, bei denen die Bahn in einem freilaufenden Bereich um die
Rakelstange geführt wird. Bei diesen Systemen ist das Rakelbett ohne
Druckschlauch in einem starren Halter befestigt.
Die Rakelstangen sind üblicherweise aus Stahl mit einem Durchmesser zwischen
6 mm-40 mm gefertigt. Da die beim Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen
üblicherweise als Beschichtungsmaterial verwendeten Pigmentstreichfarben sehr
abrasiv sind, ist es zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit bekannt, die
Rakelstangen an ihrer Oberfläche mit verschleißfesten Materialien zu beschichten.
Je nach Anwendungsfall werden Rakelstangen mit glatter Mantelfläche oder
Rakelstangen mit Umfangsrillen eingesetzt. Bei Rakelstangen mit glatter
Mantelfläche stellt sich im Betrieb ein geringer Spalt zu der zu beschichtenden
Bahn ein, durch den das Beschichtungsmaterial in der gewünschten Menge
durchtritt. Rakelstangen mit Umfangsrillen liegen beim Dosieren an der Bahn oder
Walze an. Das verbleibende Strichgewicht wird primär durch den Rillenquerschnitt
bestimmt, durch den das Beschichtungsmaterial durchtreten kann.
Um die Rakelstange sicher in der Nut zu halten, müssen die bekannten
Rakelbetten mit exakten Maßen gefertigt werden. Da die Rakelbetten einen relativ
großen Querschnitt aufweisen, werden sie zum Erreichen der erforderlichen
Maßgenauigkeit in einem Gießverfahren hergestellt und/oder die geforderte
Maßgenauigkeit wird durch spanende Bearbeitung erreicht. Die Herstellung ist
somit sowohl material- als auch fertigungsintensiv.
Die sich im Betrieb drehende Rakelstange bewirkt einen erheblichen Verschleiß
des Rakelbettes. Die material- und fertigungsintensiven Rakelbetten müssen
daher in regelmäßigen Intervallen ausgetauscht werden. Der Austausch
verursacht erhebliche Kosten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Rakel-Dosiersystem der
gattungsgemäßen Art so zu verbessern, dass die durch den Verschleiß bedingten
Ersatzkosten verringert werden, ohne dass die Qualität der Beschichtung
beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass eine Rakelstange
verwendet wird, die einen Durchmesser von weniger als 25 mm aufweist und dass
die Querschnittsfläche des Rakelbettes weniger als das 3-fache, bevorzugt
weniger als das 2-fache, der Querschnittsfläche der Rakelstange beträgt.
Nach der Erfindung wird das Rakelbett als möglichst kleines Verschleißteil
ausgeführt, da es somit weniger Material benötigt als die bekannten Rakelbetten.
Der geringere Materialeinsatz erlaubt auch die Verwendung hochwertiger - also
teurer - Werkstoffe, die eine höhere Standzeit beim Beschichten ermöglichen. Der
geringe Querschnitt und die geringen Wanddicken des Rakelbettes ermöglichen
eine besonders wirtschaftliche Herstellung in einem Extrusionsverfahren.
Der Halter ist kein Verschleißteil. Er kann somit aufwendiger, beispielsweise durch
spanende Bearbeitung, hergestellt werden. Er kann so gestaltet werden, dass er
universell einsetzbar ist und unterschiedliche Rakelbetten für Rakelstangen mit
unterschiedlichem Durchmesser aufnehmen kann. Weiterhin ermöglicht die
Aufteilung des Haltesystems für die Rakelstange in zwei Teile, nämlich Rakelbett
und Halter, den Einsatz verschiedener Werkstoffkombinationen, um das
Betriebsverhalten des Dosiersystems zu verbessern. So kann das Rakelbett
besonders elastisch für ein verbessertes Dichtverhalten gegenüber der
Rakelstange und besonders verschleißfest gestaltet werden, während der Halter
aus einem härteren Material gefertigt ist, damit seine erhöhte Steifigkeit
Vibrationen des Dosiersystems verhindert.
Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung.
Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht
dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Rakel-Dosiersystem,
Fig. 2 den Halter mit dem Rakelbett und einer eingelegten Rakelstange nach
Fig. 1, und
Fig. 3 einen anders ausgeführten Halter mit einem Rakelbett in entspanntem
Zustand ohne Rakelstange.
Das in Fig. 1 dargestellte Dosiersystem ist Teil einer Vorrichtung zum Beschichten
einer Papier- oder Kartonbahn 1 mit Streichfarbe. Es ist ein sogenanntes
Rollschaber-System, bei dem die Bahn 1 im Bereich des Dosiersystems von einer
Gegenwalze 2 abgestützt wird. Ebenso kann das Rakel-Dosiersystem zum
indirekten Dosieren eingesetzt werden, bei dem ein vordosierter Film von
Beschichtungsmaterial zunächst auf eine Walze aufgetragen und anschließend
von dieser an die Bahn abgegeben wird. Eine weitere Einsatzmöglichkeit besteht
bei sogenannten Rollrakel-Systemen, bei denen die Bahn in einem freien
Abschnitt ohne Abstützung durch eine Walze über die Rakelstange geführt wird.
In Drehrichtung der Walze 2 vor dem Dosiersystem ist ein bekanntes
Auftragssystem (Düsenauftragwerk, Walzenauftragwerk etc.) angeordnet, von
dem Streichfarbe im Überschuss auf die Bahn 1 aufgetragen wird.
Das Rakel-Dosiersystem enthält als Dosierelement eine Rakelstange 3, die in
einem zur Bahn 1 hin teilweise offenen Rakelbett 4 mittels eines Drehantriebs
drehbar gelagert ist. Die Mantelfläche der Rakelstange 3 ist entweder glatt oder
mit Umfangsrillen versehen. Ihr Durchmesser beträgt 6 mm-25 mm. Bevorzugte
Durchmesser sind 9,75 mm, 10,00 mm, 12,00 mm, 12,7 mm, 13,65 mm, 15,00 mm,
15,87 mm und 16,00 mm. Die axiale Länge der Rakelstange 3 entspricht der
Arbeitsbreite der Beschichtungsvorrichtung, die bis zu 10 m betragen kann.
Bevorzugt ist die Rakelstange aus Edelstahl gefertigt und ihre Mantelfläche ist
verschleißfest beschichtet, beispielsweise verchromt oder mit Keramik
beschichtet.
Das Rakelbett 4 ist aus einem Elastomer (Gummi oder Kunststoff) gefertigt,
vorzugsweise aus Polyurethan. Die Härte des Materials aus dem das Rakelbett 4
gefertigt ist, beträgt 60 Shore A bis 65 Shore D, vorzugsweise zwischen 85 Shore
A und 95 Shore A. Das Material ist somit relativ elastisch, so dass sich das Bett 4
dichtend an die Rakelstange 3 anlegen kann, um ein Eindringen von Streichfarbe
in das Bett 4 zu verhindern. Auf bekannte Weise weist das Rakelbett 4 eine Nut
auf, in die die Rakelstange 3 eingelegt wird, wobei das Rakelbett 4 die
Rakelstange 3 in einem Winkelbereich von zumindest 180° umfaßt, damit die
Rakelstange 3 sicher gehalten wird.
Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Querschnittsfläche des Rakelbettes 4
weniger als das 3-fache, bevorzugt weniger als das 2-fache, der Querschnitts
fläche der Rakelstange 3 beträgt. Bevorzugt beträgt die Querschnittsfläche des
Rakelbettes 3 das 0,5- bis 1,5-fache der Querschnittsfläche der Rakelstange 3.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Rakelstange mit einem Durchmesser
kleiner/gleich 16 mm gezeigt, die in ein Rakelbett 4 mit einer Querschnittsfläche
von 100-200 mm2 eingelegt ist. Das Rakelbett 4 ist über die Arbeitsbreite der
Beschichtungsvorrichtung, also die Länge der Rakelstange 3 mit gleichbleibendem
Querschnitt ausgestaltet. Bevorzugt wurde das Rakelbett kostengünstig in einem
Extrusionsverfahren hergestellt. Dies ist aufgrund der geringen Querschnittsfläche
und der geringen Wanddicken möglich. In das Rakelbett 4 ist zumindest ein zur
Rakelstange 3 hin offener Kanal 5 eingearbeitet, in den während des Betriebes
Wasser als Schmier- und Reinigungsmittel eingeleitet wird.
Das Rakelbett 4 ist in einer zur Bahn 1 hin offenen Nut eines Halters 6 gelagert.
Die Querschnittsfläche der Nut ist der äußeren Kontur des Rakelbettes 4
angepaßt, so dass dieses sicher durch Reib- oder Formschluss gehalten wird.
Bevorzugt wird die Öffnung der Nut des Halters 6 von zwei Vorsprüngen begrenzt,
und das Rakelbett 4 weist zwei angepaßt geformte Verbreiterungen auf, die beim
Einsetzen des Rakelbettes 4 in den Halter 6 hinter die Vorsprünge bewegt
werden. Wie in Fig. 3 dargestellt, ist die Öffnungsbreite a der Nut des Halters 6
kleiner als die Breite b des Rakelbettes 4 im Bereich seiner Verbreiterungen. So
wird das Rakelbett 4 beim Einsetzen in den Halter 6 nach dem Druckknopfprinzip
formschlüssig in diesem festgeklemmt.
Der Halter 6 ist aus einem Material gefertigt, das härter ist als das Material des
Rakelbettes 4. Bevorzugt wird er aus Kunststoffmaterial, beispielsweise aus
Polyäthylen oder Polyurethan gefertigt, dessen Härte 50 Shore D und mehr
beträgt, vorzugsweise 60 Shore D bis 65 Shore D. Der Halter 6 kann auch aus
Metall gefertigt sein. Dann wird die zum Einsetzen des Rakelbettes 4 erforderliche
Elastizität der seine Nut begrenzenden Wände durch entsprechend gestaltete
Querschnitte erreicht.
Der Halter 6 ist auf bekannte Weise mit seinem Fuß 8 in einem Tragbalken 7
lösbar festgeklemmt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Klemmung des
Halters mit einem drehbaren Klemmelement 9 bewirkt, das sich quer über die
Arbeitsbreite der Beschichtungsvorrichtung erstreckend in einer zum Fuß 8 hin
offenen Nut eines Lagerblockes 10 angeordnet ist, dieser ist wiederum auf den
Tragbalken 7 aufgeschraubt. Auf der Oberseite des Lagerblockes 10 ist ein Halter
11 für einen Druckschlauch 12 verschiebbar gelagert. Der Druckschlauch 12
drückt gegen die Rückseite des Halters 6 um den gewünschten Anpressdruck der
Rakelstange 4 gegen die Bahn 1 aufzubauen.
Claims (9)
1. Rakel-Dosiersystem für eine Vorrichtung zum Beschichten von Materialbahnen(1),
insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit einer Rakelstange (3) als
Dosierelement, die in einer Nut eines Rakelbettes (4) aus elastischem Material
gehalten wird, das in einem Halter (6) gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Rakelstange (3) einen Durchmesser von
weniger als 25 mm aufweist und die Querschnittsfläche des Rakelbettes (4)
weniger als das 3-fache, bevorzugt weniger als das 2-fache, der
Querschnittsfläche der Rakelstange (3) beträgt.
2. Rakel-Dosiersystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die
Querschnittsfläche des Rakelbettes (6) das 0,5-fache bis 1,5-fache der
Querschnittsfläche der Rakelstange (3) beträgt.
3. Rakel-Dosiersystem nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der
Durchmesser der Rakelstange (3) kleiner/gleich 16 mm ist und die
Querschnittsfläche des Rakelbettes (4) 100 mm2-200 mm2 beträgt.
4. Rakel-Dosiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet,
dass das Rakelbett (4) in einer Nut des Halters (6) gelagert ist, wobei die
Öffnung der Nut des Halters (6) von zwei Vorsprüngen begrenzt wird und das
Rakelbett (4) zwei Verbreiterungen aufweist, die beim Einsetzen des Rakelbettes
(4) in den Halter (6) hinter die Vorsprünge bewegt werden.
5. Rakel-Dosiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet,
dass das Rakelbett (4) eine eingelegte Rakelstange (3) um zumindest 180°
umfaßt.
6. Rakel-Dosiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet,
dass das Rakelbett (4) aus einem Elastomer, vorzugsweise Polyurethan mit einer
Härte zwischen 60 Shore A und 65 Shore D, vorzugsweise zwischen 85 Shore A
und 95 Shore A, gefertigt ist.
7. Rakel-Dosiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet,
dass der Halter (6) aus einem Material gefertigt ist, das härter ist als das
Material des Rakelbettes (4).
8. Rakel-Dosiersystem nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Halter
(6) aus einem Kunststoffmaterial mit einer Härte von 50 Shore D und mehr,
insbesondere 60 Shore D bis 65 Shore D gefertigt ist.
9. Rakel-Dosiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet,
dass das Rakelbett (4) in einem Extrusionsverfahren hergestellt wurde.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: KNOP, REINHARD, DIPL.-ING., 45279 ESSEN, DE |
|
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20110511 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140401 |