DE102009060666A1

DE102009060666A1 - Vorrichtung zum flächigen Auftragen eines fließfähigen Mediums auf einer Materialbahn

Info

Publication number: DE102009060666A1
Application number: DE200910060666
Authority: DE
Inventors: Jürgen 73463 Kiener
Original assignee: Kiener Maschinenbau GmbH
Current assignee: Kiener Maschinenbau GmbH
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2011-06-30
Also published as: WO2011076639A1; DE112010004951A5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum flächigen Auftragen eines fließfähigen Mediums (21) auf eine Materialbahn (24), welche eine in Längsrichtung der Materialahn (24) sich auf einer Bahnseite zumindest abschnittsweise erstreckende Erhöhungen (29) aufweist, mit einer Auftragsvorrichtung (12), welche ein Dosierrakel (14) aufweist, mit einer Gegendruckwalze (16), die dem Dosierrakel (14) unter Bildung eines Dosierspaltes (17) zugeordnet ist und die Materialbahn (24) mit den Erhöhungen (29) zu Dosierrakel (14) weisend durch den Dosierspalt (17) hindurchfährt, wobei das Dosierrakel (14) zylinderförmig ausgebildet ist und quer zur Längsrichtung der Materialbahn (24) sich erstreckt und an dessen Außenumfang rechtwinklig zur Längsachse ausgerichtete Vertiefungen (31) aufweist, deren Kontur im Wesentlichen komplementär zu den durchzuführenden Erhöhungen (29) der Materialbahn (24) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum flächigen Auftragen eines fließfähigen Mediums auf einer Materialbahn, welche in Längsrichtung der Materialbahn auf einer Bahnseite zumindest abschnittsweise sich erstreckende Erhöhungen aufweist.
Bei der Herstellung von beispielsweise Rückenbeschichtungen für einen Bodenbelag, der eine Vielzahl von Polen beziehungsweise Fasern aufweist, deren Polenden in einem Tuftträger verankert sind, wird eine Klebemittelbeschichtung auf die Polenden aufgebracht, welche einerseits an dem Tuftträger anliegt und andererseits die Polenden und die dazwischen angeordneten Zwischenräume vollständig überdeckt, so dass eine ebene Anlagefläche für weitere Schichten durch das Klebemittel geschaffen ist.
Diese Beschichtung ermöglicht das Fixieren der Polenden zum Tuftträger, jedoch erfordert diese Herstellung einer Rückenbeschichtung eine beträchtliche Menge an Auftragsmedium beziehungsweise Klebemittel. Solche Verfahren werden jedoch eingesetzt, um in einfacher Weise verschiedene Tuftträger mit unterschiedlich hohen Polenden ohne Umrüstung der Beschichtungsvorrichtung herzustellen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum flächigen Auftragen eines fließfähigen Mediums auf einer Materialbahn mit zumindest abschnittsweise sich in Längsrichtung der Materialbahn erstreckenden und auf einer Bahnseite ausgebildeten Erhöhungen zu schaffen, durch welche eine insbesondere in der Dicke gleichmäßige Klebemittelbeschichtung aufgebracht wird und die auf einer Bahnseite der Materialbahn vorliegenden Erhöhungen berücksichtigt werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, bei welcher an einer Auftragsvorrichtung ein Dosierrakel vorgesehen ist, das einer Gegendruckwalze unter Bildung eines Dosierspaltes zugeordnet ist, wobei das Dosierrakel zylinderförmig ausgebildet ist und sich quer zur Längsrichtung der Materialbahn erstreckt bzw. ausgerichtet ist und an dessen Außenumfang rechtwinklig zur Längsachse ausgerichtete Vertiefungen vorgesehen sind, deren Kontur im Wesentlichen komplementär zu den durch den Dosierspalt hindurchzuführenden Erhöhungen der Materialbahn ausgebildet ist. Dadurch wird ermöglicht, dass eine insbesondere gleichmäßige Schichtdicke eines fließfähigen Mediums auf die Materialbahn aufgetragen wird. Dies ermöglicht besonders, dass zwischen Erhöhungen sich befindende Flächenbereiche beziehungsweise Täler nicht vollständig mit der fließfähigen Masse aufgefüllt werden, sondern in diesen Zwischenbereichen ebenfalls nur eine Schichtdicke aufgetragen wird, die der entspricht, welche die Erhöhungen überdecken. Es versteht sich, dass anwendungsspezifisch auch die Schichtdicken in den einzelnen Bereichen voneinander abweichen können, wobei jedoch insbesondere vorgesehen ist, dass die flächenförmigen Bereiche zwischen den Erhöhungen nicht vollständig mit fließfähigem Medium bis zur Überdeckung der Erhöhung aufgefüllt sind.
Des Weiteren sind bevorzugt mehrere in Längsrichtung des Dosierrakels angeordnete Vertiefungen vorgesehen, die mit der Gegendruckwalze jeweils einen Kanal bilden und vorzugsweise eine tangential ausgerichtete Kanalwand aufweisen. Diese Anordnung ermöglicht, dass bei der Ausrichtung des Dosierrakels zum Dosierspalt die gewünschten Kanäle zur Hindurchführung der Erhöhung und die dazwischen liegenden Umfangswandabschnitte, die in die ebenen Zwischenbereiche der Erhöhungen eingreifen, einen konstanten Dosierspalt ausbilden können. Des Weiteren weist die tangentiale Ausgestaltung der Kanalwand den Vorteil auf, dass in Umfangsrichtung betrachtet, die Vertiefungen sich nur über einen sehr geringen Umfangsbereich erstrecken. Dadurch kann unmittelbar radial benachbart an die Vertiefungen ein vollflächiger Umfangswandabschnitt zur Bildung eines weiteren Dosierspaltes mit einer durchgehenden Dosierkante ausgebildet werden.
Des Weiteren bilden bevorzugt mehrere in Längsachse des Dosierrakels angeordnete Vertiefungen ein Vertiefungsprofil bilden. Es können mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Vertiefungsprofile am Dosierrakel vorgesehen sein. Dies ermöglicht, dass durch einfaches Drehen des Dosierrakels eine Anpassung auf unterschiedliche Erhöhungsprofile der Materialbahnen eingestellt werden kann. Dadurch kann ein schneller Wechsel auf verschiedene zu beschichtende Materialbahnen ermöglicht werden.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Vertiefungen durch einen tangential zum Außenumfang des Dosierrakels erfolgenden Materialabtrag hergestellt sind. Somit können beispielsweise durch eine einfache Schleifbearbeitung die Vertiefungen oder die Kanalabschnitte in die Umfangswand des Dosierrakels eingebracht werden.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Dosierrakel drehbar in einer Dosierrakelaufnahme der Auftragsvorrichtung angeordnet ist und vorzugsweise in einer Beschichtungsposition eines der Vertiefungsprofile dem Dosierspalt zugeordnet ist. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass das Dosierrakel durch eine lösbare Spann- oder Befestigungseinrichtung fixiert ist, wobei insbesondere eine Federspannung durch eine Blattfeder vorgesehen ist.
Zum Zuführen des fließfähigen Mediums ist gemäß einer ersten Ausführungsform als Vorratskammer zumindest ein Kammerrakel vorgesehen, welches am unteren Ende ein Rakel aufweist, durch welches die zugeführte Menge an fließfähigem Medium einstellbar ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Verteilerkammern für das fließfähige Medium der Auftragsvorrichtung zugeordnet sind und ebenfalls eine vorbestimmte Menge an fließfähigem Medium dem Dosierspalt zur Verfügung stellen.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Auftragsvorrichtung, das Dosierrakel und/oder die Gegendruckwalze von innen, insbesondere mit einer Ölheizung, beheizbar sind. Die Walzen sind als Hohlwalzen oder Hohlwellen ausgebildet. Dadurch können die erforderlichen Bearbeitungstemperaturen zum gleichmäßigen und schnellen Auftragen des fließfähigen Mediums eingestellt werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die zugeführte Materialbahn aus einem Tuftträger für einen Bodenbelag besteht, an dem mehrere Pole vorgesehen sind und die Polenden die Erhöhungen der Materialbahn bilden. In Abhängigkeit der Anzahl der Pole je Flächeneinheit und/oder des Aufbaus eines solchen Bodenbelages sind die Erhöhungen in deren Größe und im Abstand zueinander unterschiedlich ausgebildet. Durch das Dosierrakel mit dem Vertiefungsprofil kann jedoch ein daran angepasster Dosierspalt geschaffen werden, der einen gleichmäßigen Auftrag des fließfähigen Mediums ermöglicht.
Als fließfähiges Medium ist bevorzugt ein Hotmelt-Klebemittel oder eine wässrige Lösung mit Klebeeigenschaften vorgesehen.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 eine schematische vergrößerte Teilansicht zur 1,
3a eine weitere schematische Ansicht des Dosierrakels mit einer Materialbahn im Dosierspalt,
3b eine schematische Schnittansicht entlang der Linie III-III in 3a
4 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform zu 1 und
5 eine schematisch vergrößerte Darstellung der 4.
In 1 ist eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 11, insbesondere einer Beschichtungsvorrichtung dargestellt. Diese Vorrichtung 11 umfasst eine Auftragsvorrichtung 12, welche ein Dosierrakel 14 in einer Dosierrakelaufnahme 15 aufnimmt. Dem Dosierrakel 14 gegenüberliegend ist eine Gegendruckwalze 16 unter Bildung eines Dosierspaltes 17 zugeordnet. Eine schematisch vergrößerte Ansicht des Dosierrakels 14, des Dosierspaltes 17 und der Gegendruckwalze 16 ist in 2 dargestellt.
Die Auftragsvorrichtung 12 weist eine Vorratskammer 19 zur Aufnahme eines fließfähigen Mediums 21, insbesondere Kleemittel oder Füllmaterial, auf. Diese Vorratskammer 19 ist im Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 als Kammerrakel ausgebildet. Am unteren Ende der Vorratskammer 19 ist ein Rakel 22 vorgesehen, welches bezüglich dem Dosierrakel 14 im Abstand einstellbar ist, um eine definierte Menge an fließfähigem Medium 21 dem feststehenden Dosierrakel 14 zuzuführen und auszugeben.
Die Gegendruckwalze 16 führt eine Materialbahn 24 dem Dosierspalt 17 zu und durch diesen hindurch. Während der Durchführung erfolgt ein Auftrag des fließfähigen Mediums 21 auf eine Bahnseite der Materialbahn 24.
In 3a ist eine schematische Ansicht dargestellt, welche das Hindurchführen der Materialbahn 24 durch den Dosierspalt 17 mit den dazu angeordneten Dosierrakel 14 dargestellt.
Die Materialbahn 24 ist ein Zwischenprodukt, welches nach dem Aufbringen des fließfähigen Mediums 21 weiterverarbeitet wird. Bspw. können weitere Substratbahnen, Beschichtungen oder dergleichen aufgebracht werden. Im Ausführungsbeispiel besteht die Materialbahn 24 aus einem Tuftträger 26, der eine Vielzahl von Polen 27 bzw. Fasern aufnimmt, wobei dessen Polenden 28 Erhöhungen 29 bilden. Die Vielzahl der Polenden 28 wird auch als Polrücken bezeichnet. Bei solchen Materialbahnen 24 kann es sich bspw. um Bodenbeläge mit Textil- oder Kunststofffaser handeln. Auf den Tuftträger 26 und die Polenden 28 wird eine Schicht bestehend aus dem fließfähigen Medium 21 aufgetragen.
Das Dosierrakel 14 weist mehreren nebeneinander angeordnete Vertiefungen 31 auf, die ein Vertiefungsprofil bilden. Die Vertiefungen 31 sind in der Kontur und der Größe an die Erhöhungen 29 angepasst bzw. komplementär dazu ausgebildet. Zwischen den einzelnen Vertiefungen 31 sind Umfangswandabschnitte 32 an dem Dosierrakel 14 ausbildet, die ebenen Flächenabschnitten 33 zwischen den Erhöhungen 29 entsprechen. Durch die Positionierung des Dosierrakels 14 in einer Beschichtungsposition kann die Vertiefung 31, die in 3b in einer Schnittdarstellung näher dargestellt ist, als Kanal wirken, so dass eine Glättungsfunktion ermöglicht wird.
Die Vertiefung 31 kann bevorzugt durch eine Schleif- oder Fräsbearbeitung hergestellt werden, wobei bevorzugt eine tangentiale Zustellung erfolgt, so dass ein gerader Wandabschnitt 35 der Vertiefung 31 ausgebildet ist.
In der Schnittdarstellung gemäß 3b gehen verschiedene Vertiefungsprofile hervor. Diese können bspw. in der Tiefe der Vertiefungen 31 als auch in der Breite bzw. der Geometrie variieren und an die Erhöhungen 29 der Materialbahn 24 angepasst sein. Durch einfaches Drehen des Dosierrakels 14 kann eine der am Dosierrakel 14 vorgesehenen Vertiefungen 31 bzw. Vertiefungsprofile in die Beschichtungsposition übergeführt werden, in der das Vertiefungsprofil im Dosierspalt 17 angeordnet ist.
Des Weiteren weist diese Ausgestaltung des Dosierrakels 14 den Vorteil auf, dass zwischen den einzelnen Vertiefungsprofilen ein Umfangsbereich 37 vorgesehen ist, der ermöglicht, dass zur Gegendruckwalze 16 über die gesamte Breite der Materialbahn 24 eine konstante Spaltbreite einstellbar ist.
In der 4 ist eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung 11 zur 1 dargestellt. 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht von 4. Diese Ausführungsform gemäß den 4 und 5 weicht im Vergleich zur Vorrichtung 11 gemäß der Ausführungsform den 1 bis 3b dadurch ab, dass die Vorratskammer 19 aus einer oder mehreren Verteilerkammern ausgebildet ist. Diese Verteilerkammern werden mittels Pumpen zur Volumendosierung der Schichtstärke geregelt. Im Übrigen gelten die Ausführungen zu den 1 bis 3b.

Claims

Vorrichtung zum flächigen Auftragen eines fließfähigen Mediums (21) auf einer Materialbahn (24), welche in Längsrichtung der Materialahn (24) und auf einer Bahnseite zumindest abschnittsweise sich erstreckende Erhöhungen (29) aufweist, – mit einer Auftragsvorrichtung (12), welche ein Dosierrakel (14) aufweist, – mit einer Gegendruckwalze (16), die dem Dosierrakel (14) unter Bildung eines Dosierspaltes (17) zugeordnet ist und die Materialbahn (24) mit den Erhöhungen (29) zum Dosierrakel (14) weisend durch den Dosierspalt (17) hindurchfährt, – wobei das Dosierrakel (14) zylinderförmig ausgebildet ist und quer zur Längsrichtung der Materialbahn (24) sich erstreckt und – an dessen Außenumfang rechtwinklig zur Längsachse des Dosierrakels (14) ausgerichtete Vertiefungen (31) vorgesehen sind, deren Kontur im Wesentlichen komplementär zu den durch den Dosierspalt (17) hindurchzuführenden Erhöhungen (29) der Materialbahn (24) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere entlang der Längsachse des Dosierrakels (14) angeordnete Vertiefungen (31) vorgesehen sind, die mit der Gegendruckwalze (16) jeweils einen Kanal bilden und insbesondere einen tangentialen Wandabschnitt (35) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere entlang der Längsachse des Dosierrakels (14) geordnete Vertiefungen (31) vorgesehen sind, die ein Vertiefungsprofil bilden und vorzugsweise mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Vertiefungsprofile vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die am Dosierrakel (14) angeordneten Vertiefungen (31) durch eine tangentiale Materialbearbeitung hergestellt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Vertiefungsprofilen ein zylindrischer Umfangbereich (37) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierrakel (14) drehbar in einer Dosierrakelaufnahme (15) der Auftragsvorrichtung (12) angeordnet ist und vorzugsweise in einer Beschichtungsposition einspannbar und insbesondere einrastbar gehalten ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsvorrichtung (12) zum Zuführen des fließfähigen Medium (21) zumindest eine Vorratskammer (19), insbesondere ein oder mehrere Kammerrakel oder Verteilerkammern, umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsvorrichtung (12), dass das Dosierrakel (14) und/oder die Gegendruckwalze von innen, insbesondere mit einer Ölheizung, beheizbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zugeführte Materialbahn (24) aus einem Tuftträger (26) besteht, in dem mehrere Pole (27) vorgesehen sind und deren Polenden (28) Erhöhungen (29) auf einer Seite der Materialbahn bilden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fließfähige Medium (21) ein Hotmelt-Klebemittel ist.