DE102007027817A1

DE102007027817A1 - Rakelvorrichtung

Info

Publication number: DE102007027817A1
Application number: DE200710027817
Authority: DE
Inventors: Horst Kaipf
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2008-12-18
Also published as: JP3165023U; EP2158044A1; WO2008151943A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rakelvorrichtung zur Dosierung und/oder Egalisierung eines auf ein Übertragselement (2) aufgebrachten flüssigen bis pastösen Auftragsmediums (7), wobei das Übertragselement (2), beispielsweise eine Auftragswalze (3) oder ein endloses Band, das Auftragsmedium (7) an eine das Übertragselement (2) tangierende Papier-, Karton- oder andere Faserstoffbahn (10) überträgt, aufweisend ein in einer Halterung (4) eingespanntes Rakelbett (5) mit einer Nut (5.3), in der ein rotierender, zylindrischer Rakelstab (6) aufgenommen ist, wobei das Rakelbett (5) und damit der Rakelstab (6) gegen das Übertragselement (2) angestellt bzw. angepresst ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Bedampfungseinrichtung (11) vorgesehen ist, mit der Dampfstrahlen (12) wahlweise auf den Außenumfang (6.1) des Rakelstabes (6) oder auf die Oberseite (5.6) des Rakelbettes (5) richtbar sind, wodurch so genanntes Stabspucken (8) und Ablagerungen (9) des Auftragsmediums (7) auf dem Rakelbett (5) vermeidbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rakelvorrichtung zur Dosierung und/oder Egalisierung eines auf ein Übertragselement aufgebrachten flüssigen bis pastösen Auftragsmediums, wobei das Übertragselement, beispielsweise eine Auftragswalze oder ein endloses Band, das Auftragsmedium an eine das Übertragselement tangierende und zu beschichtende Papier-, Karton-, oder andere Faserstoffbahn überträgt. Die Rakelvorrichtung weist ein in einer Halterung eingespanntes Rakelbett mit einer Nut auf, in der ein rotierender, zylindrischer Rakelstab aufgenommen ist, wobei das Rakelbett und damit der Rakelstab gegen das Übertragselement angestellt bzw. angepresst ist.
Diese Art des Auftragens, d. h. die Nutzung eines Übertragselementes, der sowohl das Auftragsaggregat, als auch die Rakelvorrichtung zugeordnet ist, wird als indirekter Auftrag bezeichnet. Dafür werden in der Praxis so genannte Filmpressen für den einseitigen oder auch simultanen beidseitigen Auftrag verwendet. Diese Auftragseinrichtungen werden vom Unternehmen der Anmelderin unter dem Namen "Speedsizer" oder "Speedcoater" vertrieben.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 296 12 843 bekannt.
Die Maschinengeschwindigkeiten zur Herstellung und Veredelung der Faserstoffbahn sind heute aus Wirtschaftlichkeitsgründen sehr hoch. Deshalb kommt es bei diesen hohen Maschinengeschwindigkeiten und darüber hinaus bei hohen Feststoffgehalten des Auftragsmediums (das kann pigmenthaltige Streichfarbe, aber auch eine Stärkelösung sein) zum so genannten Stabspucken, während des Abrakelns bzw. des Dosierens des zuvor in indirekter Weise aufgebrachten Mediums, wo der im Rakelbett aufgenommene rotierende Rakelstab am ebenfalls drehenden Übertragselement abrollt.
Dieses Spucken bzw. Abschleudern von Auftragsmedium auf die Rakelvorrichtung und in die Umgebung ist äußerst unerwünscht. Die Ablagerungen können sich aufbauen und im Weiteren dadurch Strichfehler auf der Faserstoffbahn verursachen.
Außerdem muss die Rakeleinrichtung deshalb oft gereinigt werden, was wiederum zu Produktionsausfällen führt.
In der EP 0 460 771 B1 ist ein Lösung angegeben, die für direkt arbeitende Beschichtungseinrichtungen anwendbar ist. Bei dieser Lösung ist die beschichtete Papierbahn an einem Schaber bzw. Schaberklinge entlang geführt. Dabei kommt es zur Stalagmitbildung, bestehend aus abgestreifter Beschichtungsmasse vermischt mit Faserstoffteilchen aus der Papierbahn. Diese sogenannten Stalagmite können abbrechen, auf die Papierbahn fallen und dort sowie an Bahn- führenden oder behandelnden Walzen Schäden verursachen.
Zur Beseitigung dieses Problems ist in dieser Druckschrift die Zuführung einer die Stalagmitbildung hemmenden Flüssigkeit, vorzugsweise Wasserdampf, beschrieben. Die Zuführung erfolgt im wesentlichen gleichmäßig verteilt über die Breite der in Laufrichtung der Papierbahn gesehen, nachfolgenden Seite, d. h. der „trockenen" Seite des Schabers bzw. Abstreifmessers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einem Rakelstab arbeitende Rakelvorrichtung zur Dosierung oder Egalisierung eines auf ein Übertragselement aufgebrachten Auftragsmediums anzugeben, bei der ein so genanntes Stabspucken und Ablagerungen nicht auftreten, zumindest aber stark vermindert sind.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass eine Bedampfungseinrichtung vorgesehen ist, mit der Dampfstrahlen wahlweise auf den Außenumfang des Rakelstabes oder auf die Oberseite des Rakelbettes richtbar sind, wodurch so genanntes Stabspucken und Ablagerungen des Auftragsmediums auf dem Rakelbett vermeidbar, zumindest aber reduziert sind.
Die Dampfstrahlen bestehen vorzugsweise aus Wasserdampf, der in der Faserstoffbahn-Herstellungsmaschine reichlich vorhanden ist und sich in einfacher Weise über ein Ansaug- und Transport-Rohrsystem an die Rakeleinrichtung transferieren lässt.
Bevorzugt ist die Bedampfungseinrichtung oberhalb des Rakelbettes angeordnet. Aus dieser Position lassen sich am einfachsten die auf den Rakelstabaußenumfang oder auf die Oberseite des Rakelbettes abzugebenden Dampfstrahlen steuern.
Sehr zweckmäßig ist es, wenn die Bedampfungseinrichtung als um seine Längsachse drehbares Rohr ausgebildet ist und mit mindestens einer Abgabeöffnung für die Dampfstrahlen versehen ist. Dadurch können in Abhängigkeit von der eingestellten Drehposition der Bedampfungseinrichtung die Dampfstrahlen ganz gezielt entweder nur auf die Oberseite des Rakelbettes – um Ablagerungen dort zu vermeiden – oder auf den Rakelstabaußenumfang – hier um das besagte Stabspucken zu vermeiden – einwirken.
Hinsichtlich der Wirkung über die gesamte Breite der Rakelvorrichtung ist es am zweckmäßigsten, wenn die Bedampfungseinrichtung bzw. das Rohr in etwa der Länge des Rakelbettes und des darin aufgenommenen Rakelstabes entspricht und eine Vielzahl an nebeneinander angeordneten Abgabeöffnungen aufweist. Dabei ist es denkbar, dass einzelne Strahlen mit unterschiedlicher Intensität abgebbar sind.
In einer alternativen Ausführung kann auch vorgesehen sein, dass die Bedampfungseinrichtung bzw. das Rohr eine wesentlich geringere Länge als das Rakelbett und der darin aufgenommene Rakelstab aufweist. Dieses kurze Rohr hat dann beispielsweise nur eine oder wenige Dampf- Abgabeöffnungen und ist über die besagte Länge des Rakelbettes und des Rakelstabes (also quer zur Längserstreckung der Rakelvorrichtung und auch zur Laufrichtung der Faserstoffbahn) traversierend ausgebildet. Damit besteht die Möglichkeit sehr schnell auf zonal unterschiedlich starke Ablagerungen oder des Stabspuckens reagieren zu können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere für Filmpressen, mit denen in indirekter Weise ein Auftragsmedium auf eine oder beide Bahnseiten einer Papier-, Karton-, oder anderen Faserstoffbahn aufgebracht wird. Das Betriebsfenster lässt sich damit erheblich erweitern. Das heißt, es sind höhere Feststoffgehalte des Auftragsmediums (Streichfarbe mit überwiegend Carbonatanteil größer 65%, Streichfarbe mit überwiegend Kaolinanteil größer 58%) und auch höhere Maschinengeschwindigkeiten (z. B. bis über 2000 m/min) als bisher möglich.
Der eingesetzte Rakelstab kann dadurch auch länger im Rakelbett seine Funktion ausüben, wodurch sich Reinigungszyklen verlängern und damit Betriebsstillstände weniger häufig notwendig sind. Außerdem lassen sich Strichfehler in der indirekt auf die Faserstoffbahn aufgebrachten Schicht erheblich reduzieren.
Dadurch ist die Herstellung der Faserstoffbahn bedeutend wirtschaftlicher als bisher und das hergestellte Bahnmaterial qualitativ hochwertiger.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Es zeigen:
1: in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Rakelvorrichtung im Schnitt
2: ein Anwendungsbeispiel der in 1 dargestellten Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht
In den Figuren sind für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen angegeben.
1 zeigt eine Rakelvorrichtung 1, die mit einer Anpresskraft F gegen ein Übertragselement 2, d. h. eine Auftragswalze 3 angepresst ist.
Die Rakelvorrichtung 1 weist eine Halterung 4 auf, in die ein Rakelbett 5 im Beispiel an seinem Fußteil 5.1 eingespannt ist. Das Rakelbett 5 weist im gewählten Beispiel auch ein gegenüber dem Fußteil 5.1 erweitertes Kopfteil 5.2 mit einer konkav geformten Nut 5.3 auf. Die Nut 5.3 wird von einer auslaufseitigen und einlaufseitigen Lippe 5.4 und 5.5 begrenzt. In der Nut 5.3 ist ein zylindrischer Rakelstab 6 drehbar aufgenommen, mit dem das auf das Übertragungselement 2 bzw. auf die Auftragswalze 3 (bzw. auf ein Endlosband) im Überschuss aufgebrachte Auftragsmedium 7 dosiert bzw. abgerakelt und/oder vergleichmäßigt wird. Die Drehrichtung des Rakelstabes 6 ist mit einem Doppelpfeil DR angegeben. Ebenso ist die Drehrichtung DÜ des Übertragselementes 2 mit einem Pfeil angegeben.
Während des Abrakelns des Auftragsmediums 7 dringt ein Teil desselben in die Nut 5.3 ein und tritt aufgrund der Pumpwirkung des drehenden Rakelstabes 6 an der oberen, auslaufseitigen Lippe 5.4 wieder aus. Dort werden dadurch zunächst Abspritzungen 8 verursacht, die als so genanntes Stabspucken bezeichnet werden und äußerst unerwünscht sind. Außerdem entstehen dadurch Ablagerungen 9 auf der Oberseite 5.6 des Rakelbettes, die sich aufbauen und auch den Rakelstab verklemmen können. Außerdem werden Strichfehler auf der nicht in 1 zu sehenden Faserstoffbahn 10 verursacht.
Dieser Negativeffekt ist je größer, je höher die Maschinengeschwindigkeit und der je höher der Feststoffgehalt des Auftragsmediums 7 ist.
Deshalb ist eine oberhalb des Rakelbettes 5 und zu diesem parallel angeordnete Bedampfungseinrichtung 11 vorgesehen, mit der über eine Dampfzuführleitung 12 Dampfstrahlen 13 wahlweise – je nach eingestellter Drehposition der Einrichtung 11 auf den gewünschten Bereich richtbar sind. So können in Drehposition I, d. h. mit auf den Außenumfang 6.1 des Rakelstabes 6 gerichteter Abstrahlrichtung so genanntes Stabspucken 8 und in Drehposition II, d. h. mit auf die Oberseite 5.6 des Rakelbettes 5 gerichteten Strahlen 12 Ablagerungen 9 des Auftragsmediums 7 auf dem Rakelbett 5 vermieden, zumindest aber reduziert werden. Die Position II ist in 1 gestrichelt gezeichnet.
Die Bedampfungseinrichtung 11 ist als um seine Längsachse 11a drehbares Rohr 11b ausgebildet und mit mindestens einer Abgabeöffnung 11c für die Dampfstrahlen 12 versehen.
Im Übrigen ist die Bedampfungseinrichtung 11 bzw. das Rohr 11b in etwa der Länge des Rakelbettes 5 und des darin aufgenommenen Rakelstabes 6 entsprechend gefertigt und weist eine Vielzahl an nebeneinander angeordneten Abgabeöffnungen 11c auf.
In 2 ist so genannte Filmpresse 14 dargestellt. Man erkennt, dass zwei Übertragselemente 2 und 2' bzw. Auftragswalzen 3 und 3' miteinander einen Nip N bilden, den die Faserstoffbahn 10 durchläuft. Im Beispiel gemäß 2 sind in Laufrichtung der Übertragselemente 2 vor der Rakelvorrichtung 1 und 1' noch Auftragsaggregate 15 und 15' zum Aufbringen des Auftragsmediums 7 eingezeichnet. Im Nip empfängt die Faserstoffbahn auf ihren beiden Seiten dann das aufgebrachte und mit den Rakelvorrichtungen 1 und 1' dosierte Auftragsmedium 7. Ebenso eingezeichnet sind jeweils eine der Rakelvorrichtung 1 bzw. 1' zugeordnete Bedampfungseinrichtung 11 bzw. 11'.
Da dieselben Bauteile bei der Filmpresse 14 auf beiden Bahnseiten vorhanden sind, wurde für die Bauteile auf der rechten Bildhälfte jeweils das Bezugszeichen um „'" ergänzt.

1: Rakelvorrichtung
2: Übertragungselement
3: Auftragswalze
4: Halterung
5: Rakelbett
5.1: Fußteil
5.2: Kopfteil
5.3: Nut
5.4: auslaufseitige Lippe
5.5: einlaufseitige Lippe
5.6: Oberseite
6: Rakelstab
6.1: Außenumfang
7: Auftragsmedium
8: Abspritzungen bzw. Stabspucken
9: Ablagerung
10: Faserstoffbahn
11: Bedampfungseinrichtung
11a: Längsachse
11b: Rohr
11c: Abgabeöffnung
12: Dampfzuführleitung
13: Dampfstrahl
14: Filmpresse
F: Anpresskraft
N: Nip
D_R: Drehrichtung Rakelstab
D_Ü: Drehrichtung Übertragungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 29612843 [0003]
- EP 0460771 B1 [0007]

Claims

Rakelvorrichtung zur Dosierung und/oder Egalisierung eines auf ein Übertragselement (2) aufgebrachten flüssigen bis pastösen Auftragsmediums (7), wobei das Übertragselement (2), beispielsweise eine Auftragswalze (3) oder ein endloses Band, das Auftragsmedium (7) an eine das Übertragselement (2) tangierende Papier-, Karton-, oder andere Faserstoffbahn (10) überträgt, aufweisend ein in einer Halterung (4) eingespanntes Rakelbett (5) mit einer Nut (5.3), in der ein rotierender, zylindrischer Rakelstab (6) aufgenommen ist, wobei das Rakelbett (5) und damit der Rakelstab (6) gegen das Übertragselement (2) angestellt bzw. angepresst ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bedampfungseinrichtung (11) vorgesehen ist, mit der Dampfstrahlen (12) wahlweise auf den Außenumfang (6.1) des Rakelstabes (6) oder auf die Oberseite (5.6) des Rakelbettes (5) richtbar sind, wodurch so genanntes Stabspucken (8) und Ablagerungen (9) des Auftragsmediums (7) auf dem Rakelbett (5) vermeidbar sind.
Rakelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedampfungseinrichtung (11) oberhalb des Rakelbettes (5) angeordnet ist.
Rakelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedampfungseinrichtung (11) als um seine Längsachse (11a) drehbares Rohr (11b) ausgebildet ist und mit mindestens einer Abgabeöffnung (11c) für die Dampfstrahlen (12) versehen ist.
Rakelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedampfungseinrichtung (11) bzw. das Rohr (11b) in etwa der Länge des Rakelbettes (5) und des darin aufgenommenen Rakelstabes (6) entspricht und eine Vielzahl an nebeneinander angeordneten Abgabeöffnungen (11c) aufweist.
Rakelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedampfungseinrichtung (11) bzw. das Rohr (11b) eine wesentlich geringere Länge als das Rakelbett (5) und des darin aufgenommenen Rakelstabes (6) aufweist und über die besagte Länge des Rakelbettes (5) und des Rakelstabes (6) traversierend ausgebildet ist.