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Die Erfindung betrifft eine Rakelvorrichtung zur Dosierung und/oder Egalisierung eines Auftragsmediums, beispielsweise Streichfarbe, auf einen laufenden Untergrund, wobei der Untergrund bei direktem Auftrag des Auftragsmediums die Oberfläche einer laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragselements ist, das das Auftragsmedium an die laufende Faserstoffbahn abgibt, umfassend eine Rakelhalterung für ein als Dosier- und/oder Egalisierelement dienendes Rakelelement, wobei die Rakelhalterung und das Rakelelement in ihrer Länge mindestens der Breite des Untergrundes entsprechen bzw. maschinenbreit ausgeführt sind.
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Gattungsgemäße Rakelvorrichtungen in Streichmaschinen sind hinreichend bekannt. Beispielsweise soll auf die
DE-A1 198 46 708 , die
DE-A1 10 2004 029 565 und die
DE-U-296 12 843 verwiesen werden. Diese Vorrichtungen arbeiten sozusagen mediumberührend mit Rakelelementen in Form von Klingen oder Rakelstäben, die während des Abrakelns (Dosieren) oder der Egalisierung (Einebnung, Vergleichmäßigung) des Auftragsmediums mit einem gewissen Anpressdruck gegen den laufenden Untergrund angestellt sind. Dabei unterliegen die Rakelelemente stark dem Verschleiß. Ebenfalls kann der laufende Untergrund in Mitleidenschaft gezogen werden. Außerdem können auf der beschichteten Bahn Rakelstreifen entstehen, die das Beschichtungsergebnis negativ beeinträchtigen.
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Bekannt sind auch so genannte Luftmesser.
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Es wird beispielsweise auf die.
DE A1-40 14 463 und die
EP-B1-0651 095 verwiesen, mit denen überschüssig aufgetragenes Medium auf das gewünschte Strichgewicht gebracht wird.
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Diese Vorrichtungen arbeiten berührungsfrei, indem der abgegebene Luftstrahl des Luftmessers direkt auf den laufenden Untergrund mit dem Auftragsmedium gerichtet ist. Allerdings für diese Art der Dosierung bzw. Egalisierung oftmals zu unbedeckten Stellen. Außerdem sind bedingt durch den Luftstrom nur geringe Maschinen- bzw. Bahngeschwindigkeiten bis zu 500 m/min möglich. Die Maschinengeschwindigkeiten zur Herstellung und Veredelung von Faserstoffbahnen sollten heute aus Wirtschaftlichkeitsgründen aber viel höher sein, nämlich mindestens 1800 m/min betragen. Diese Luftmesser- Vorrichtungen sind auch nur für Medien geeignet, die eine niedrige Viskosität aufweisen, nicht aber für höherviskose Medien.
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Zudem verursachen derartige Luftmesser enorme Geräusche, welche sich negativ auf die Arbeitsbedingungen des Bedienpersonals oder anderer sich an der Herstellungs- oder Veredelungsmaschine aufhaltender Personen auswirken.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ausgehend vom genannten Stand der Technik, eine verbesserte Rakelvorrichtung anzugeben.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist ein gasdurchlässiges Rakelelement vorgesehen. Dieses gasdurchlässige Rakelelement ist mit einem Gas, vorzugsweise Luft beaufschlagbar, wobei das Rakelelement eine gasdurchströmte Arbeitsfläche aufweist, die zum laufenden Untergrund bzw. zum zu dosierenden und/oder zu egalisierenden Auftragsmedium hin ausgerichtet ist, so dass zwischen dem Rakelelement und dem Auftragsmedium ein Gaspolster ausbildbar ist.
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Der Widerstand, den das gasdurchlässige (permeable) Rakelelement dem zugeführten Gas entgegensetzt ist so groß, dass nur verhältnismäßig wenig Luft das Rakelelement durchdringen kann und sich dadurch das besagte Gaspolster sehr dünn, gleichmäßig und auch stabil auf der Auftragsmediumseite ausbildet.
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Die Rakelvorrichtung kann dadurch berührungsfrei arbeiten, wodurch das Rakelelement kaum noch Verschleißerscheinungen zeigt. Es sind bedeutend höhere Bahngeschwindigkeiten möglich als bei bekannten Luftmessern. Außerdem arbeitet die Vorrichtung viel leiser. Die Auftragsqualität ist besser als bisher, weil keine unbedeckten Stellen auftreten. Des Weiteren wird ein höherer Glanz der Auftragsschicht erreicht.
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Das poröse Rakelelement ist Teil einer Rakeleinheit. Zur besagten Rakeleinheit bzw. Rakel-Baugruppe gehört auch ein das Rakelelement aufnehmendes Rakelbett sowie eine Fußleiste. Die Fußleiste ist in der Rakelhalterung eingespannt. In die Halterung lässt sich die komplette Rakeleinheit leicht einbauen und auch ausbauen bzw. gegen eine andere z. B. gesäuberte oder regenerierte Rakeleinheit austauschen.
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Im Rahmen der Erfindung wird auch vorgeschlagen, dass das Gas über eine Zuführeinrichtung dem gasdurchlässigen Rakelelement zuführbar ist, wobei die Zuführeinrichtung in eine vom Untergrund abgewandte Rückseite oder in eine der Stirnseiten des Rakelelementes und wenigstens in eine vorhandene Druckkammer der Rakeleinheit mündet.
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Die wenigstens eine Druckkammer kann in Form einer Ausnehmung des Rakelbetts und/oder in Form einer Ausnehmung des Rakelelements gestaltet sein.
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Diese Ausführungen sind besonders platzsparend.
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Die Druckkammer kann einteilig, d. h. durchgängig über die Maschinenbreite (Vorrichtungsbreite) ausgebildet sein. Alternativ ist eine Ausführung möglich, bei der mehrere einzelne Druckkammern – über die Breite gesehen – nebeneinander liegen. Bei der letztgenannten Variante ist es möglich, die einzelnen Druckkammern mit unterschiedlichen Drücken bzw. Volumenströmen zu beaufschlagen.
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Für das dem Rakelelement zugeführte Gas, bzw. Luft ist ein Arbeitsdruck zwischen 1 und 6 bar, vorzugsweise zwischen 2 und 4 bar vorgesehen. Damit wird gewährleistet, dass das Gaspolster gerade so groß, dass das Rakelelement wirklich berührungslos arbeiten kann.
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Das Rakelelement ist eine so genannte Profilleiste, bestehend aus porösem Material, wie beispielsweise einem keramischen Werkstoff, vorzugsweise gesintertem Keramikmaterial oder Metall, vorzugsweise Edelstahl oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff.
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Kunststoff oder Kunststoffverbundmaterialien sind vorteilhaft wegen ihres geringen Gewichts und der dadurch besseren Handhabbarkeit beim Rakelwechsel.
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Für die Luftdurchlässigkeit des Rakelelements werden erfindungsgemäß ca. 100 bis 5000 Norm-m3 pro Stunde, Quadratmeter und bar (Norm m3/h/m2/bar) vorgeschlagen.
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Der Druck in der Druckkammer ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung größer als bei einem herkömmlichen Luftmesser, aber der Durchsatz viel kleiner.
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In bestimmten Fällen, d. h. beispielsweise bei breiten Maschinen von mehreren Metern ist es zweckmäßig, wenn die Profilleiste aus einer Reihe nebeneinander angeordneter Einzelleisten besteht. Diese einzelnen Profilleisten bilden gemeinsam miteinander die für die Abrakelung bzw. Dosierung und/oder Egalisierung dienende Arbeitsfläche. Die Fertigung der Profilleiste und auch deren Einbau in die Maschine gestalten sich dadurch einfacher.
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Eine besonders einfache Konstruktion des Rakelbetts kann darin bestehen, indem es einteilig ausgebildet ist. In bestimmten Fällen kann auch eine Ausführung bevorzugt sein, bei der das Rakelbett mehrteilig ausgebildet ist. So kann das Rakelbett beispielsweise aus einer rückwärtigen Grundplatte und vorderen Befestigungsleisten bestehen, die zwischen sich das Rakelelement festhalten. Diese Ausführung zeichnet sich durch ist ein besonders sicheres Festhalten des Rakelelements aus. Dabei befindet sich je eine Befestigungsleiste an der Zulaufseite und eine Befestigungsleiste an der Ablaufseite der Rakelvorrichtung. Unter Zulaufseite soll jene Seite verstanden werden, der der laufende Untergrund mit dem zu dosierenden/egalisierenden Auftragsmedium zuläuft. Demgemäß soll unter Ablaufseite jene Seite verstanden werden, von der aus der Untergrund von der Vorrichtung bzw. dem Rakelelement aus wegläuft.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Befestigungsleisten, zumindest aber jene Befestigungsleiste, die sich an der Zulaufseite des Rakelelements befindet, in etwa maschinenbreit ausgeführt ist.
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Die Befestigungsleisten können wie eben gesagt, maschinenbreit ausgeführt sein.
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Zweckmäßig kann es auch sein, wenn wenigstens eine Befestigungsleiste aus einer Reihe nebeneinander angeordneter Einzelleisten bestehen. Dabei können sie auch Zwischenräumen bzw. Abstände zueinander aufweisen. Durch den hohen Luftwiderstand, den das gasdurchlässige Rakelelement dem zugeführten Gas bzw. der Luft entgegensetzt, entsteht kein unzulässig hoher Leckstrom.
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Das gasdurchlässige, aus porösem Material bestehende Rakelelement bzw. die wenigstens eine Profilleiste kann sowohl mit dem Rakelbett verklebt sein, als auch mechanisch verbunden, beispielsweise verschraubt sein. Bei der letztgenannten Ausführung ist eine gewünschte Reinigung einfacher oder ein Auswechseln von Teilen möglich.
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Das gasdurchlässige Rakelelement bzw. die wenigstens eine Profilleiste kann an seiner bzw. ihrer Zulaufseite abgerundet und an seiner bzw. ihrer Auslaufseite scharfkantig ausgebildet sein. Im Gegensatz dazu ist aber auch eine Ausführung möglich, bei der das gasdurchlässige Rakelelement bzw. die wenigstens eine Profilleiste sowohl an seiner bzw. ihrer Zulaufseite als auch an seiner bzw. ihrer Auslaufseite scharfkantig ausgebildet ist. Die jeweilige Einbaulage der Rakelvorrichtung ist ausschlaggebend dafür, welche Variante zu wählen ist.
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Eine an sich bekannte Streichmaschine lässt sich mit der erfindungsgemäßen Rakelvorrichtung leicht nachrüsten. Die einzelnen Bauteile lassen sich im Vorrat fertigen, lagern und je nach Bedarf baukastenartig zur erfindungsgemäßen Rakelvorrichtung zusammensetzen.
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Die erfindungsgemäße Rakelvorrichtung weist gegenüber dem Luftmesser gemäß dem Stand der Technik folgende Vorteile auf:
- – geringere Luftmengen notwendig,
- – weniger Verschmutzungen der Umgebung,
- – leiser,
- – gleichmäßigeres, homogeneres Luftpolster in Quer- und Längsrichtung,
- – gleichmäßigeres Auftragsquerprofil
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
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1: eine erste Variante einer erfindungsgemäßen, im Querschnitt schematisch dargestellten Rakelvorrichtung;
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2: eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen, im Querschnitt schematisch dargestellten Rakelvorrichtung;
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3: eine dritte Variante einer erfindungsgemäßen, im Querschnitt schematisch dargestellten Rakelvorrichtung;
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4: eine vierte Variante einer erfindungsgemäßen, im Querschnitt schematisch dargestellten Rakelvorrichtung;
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5: perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Rakelelements;
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In den einzelnen Figuren soll nur angegeben werden, was gegenüber einer vorherigen Figur verändert ist.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Rakelvorrichtung 1, die innerhalb einer Streichmaschine einer nicht mit dargestellten Auftragseinrichtung nachgeordnet ist und der Dosierung und/oder Egalisierung eines Auftragsmediums 2, beispielsweise Streichfarbe auf einen laufenden Untergrund 3 dient. Beim Untergrund 3 soll es sich im Fall des indirekten Auftrags um ein drehendes Übertragselement, insbesondere Auftragswalze handeln, die anschließend das auf ihre Oberfläche aufgebrachte Auftragsmedium 2 an eine laufende, zu veredelnde Papier-, Karton- oder andere Faserstoffbahn abgibt. Im Fall des direkten Auftrags ist der laufende Untergrund 3 die Faserstoffbahn selbst. Die Drehrichtung ist mit einem Pfeil angegeben.
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Die Rakelvorrichtung 1 umfasst hier eine von einem runden Rakelbalken 4 getragene Rakelhalterung 5, ein von der Rakelhalterung 5 gehaltenes, einteilig ausgebildetes Rakelbett 6 sowie ein rechteckig geformtes Rakelelement 7. Das Rakelelement 7 ist gasdurchlässig ausgebildet und dazu aus einem porösen Material gefertigt.
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Über eine Zuführeinrichtung 8 ist dieses gasdurchlässige (permeable) Rakelelement 7 mit einem Gas, vorzugsweise Luft beaufschlagbar.
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Das Rakelelement 7 weist eine gasdurchströmte Arbeitsfläche 7a auf, an der das Dosieren bzw. Egalisieren stattfindet. Die besagte Arbeitsfläche 7a ist deshalb zum laufenden Untergrund 3 bzw. zum zu dosierenden und/oder zu egalisierenden Auftragsmedium 2 hin ausgerichtet. Infolge des dem Rakelelement 7 rückseitig zugeführten Gases mit einem Arbeitsdruck zwischen 1 und 6 bar, vorzugsweise zwischen 2 und 4 bar, bildet sich zwischen dem Rakelelement 7 und dem Auftragsmedium 2 ein dünnes, aber sehr stabiles Gaspolster 9 aus. Dieses Gaspolster 9 bewirkt ein berührungsloses Arbeiten beim Abrakeln bzw. Dosieren und Egalisieren des Auftragsmediums 2.
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Die Zuführeinrichtung 8 für das Gas mündet dazu in eine, vom laufenden Untergrund 3 abgewandte Rückseite 7b des Rakelelementes 7 und eine als Druckkammer 10 dienende Aussparung des Rakelelementes 7.
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Das Rakelbett 6 samt Rakelelement 7 ist während der Dosierung und/oder Egalisierung des Auftragsmediums 2 gegen den Untergrund 3 angestellt. Dies geschieht mit einem an der Rückseite des Rakelbetts 6 befindlichen und mit einem Druck P, wie der Pfeil angibt, beaufschlagbaren Druckschlauch 11.
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Wie in der 1 deutlich zu sehen, sitzt das Rakelbett 6 samt Rakelelement 7 auf einer Fußleiste 12, die wiederum mit einem weiteren Druckschlauch 13 in der Rakelhalterung 5 eingespannt ist. Die Bauteile Rakelelement 7, Rakelbett 6 und die Fußleiste 12 bilden eine Rakeleinheit 14, die in ihrer Gesamtheit in die Rakelvorrichtung 1 einbaubar und auch wieder entfernbar ist.
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Das gasdurchlässige, aus porösem Material bestehende Rakelelement 7 ist bei der hier gezeigten Ausführungsform mit dem einteilig ausgebildeten Rakelbett 6 verklebt.
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Im Übrigen sind die Längen des Rakelelements 7, die des Rakelbetts 6, die der Rakelhalterung 5, die der Fußleiste 12 und die der Druckschläuche 11 und 13 maschinenbreit ausgeführt und können damit jeweils bis zu 10 m und mehr lang sein.
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2 zeigt hier eine Rakelvorrichtung 1', die im Gegensatz zur Vorrichtung aus 1 ein mehrteilig ausgebildetes Rakelbett 6 aufweist. Dieses mehrteilige Rakelbett 6 besteht einer rückwärtigen Grundplatte 6a und zwei, das gasdurchlässige Rakelelement 7 haltenden bzw. klemmenden Befestigungsleisten 6b und 6c. Die Befestigungsleiste 6b ist zulaufseitig (also wo der Untergrund der Vorrichtung 1' zuläuft) und die Leiste 6c ist ablaufseitig (wo der Untergrund von der Vorrichtung 1' ab- bzw. wegläuft) angeordnet.
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Bei dieser Variante ist das Rakelelement 7 mechanisch im Rakelbett gehalten, wobei die Grundplatte 6a und die Befestigungsleisten 6b und 6c miteinander verschraubt sind.
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Zu erwähnen ist, dass die Befestigungsleisten 6b, 6c, zumindest aber die zulaufseitige Befestigungsleiste 6b, in etwa maschinenbreit ausgeführt ist. Die anderen Leisten können aus Einzelteilen zusammengesetzt sein.
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Im Gegensatz zur in 1 gezeigten Rakelvorrichtung 1 mündet bei dieser Vorrichtung 1' die Zuführeinrichtung 8 für das Gas in eine der Stirnseiten 7c des Rakelelementes 7 und in eine als Druckkammer 10 dienende Aussparung bzw. Ausnehmung des Rakelelements 7.
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In 3 ist eine dritte Ausführungsform dargestellt. In dieser Ausführungsform weist die Rakelvorrichtung 1'' ein gasdurchlässiges Rakelelement 7 das an seiner Zulaufseite 7d abgerundet und an seiner bzw. ihrer Auslaufseite 7e scharfkantig ausgebildet ist.
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Bei dieser Variante ist das Rakelelement 7 wie bei 2 mechanisch im Rakelbett gehalten, wobei die Grundplatte 6a und die Befestigungsleisten 6b und 6c miteinander verschraubt sind.
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Im Gegensatz zur in 1 gezeigten Rakelvorrichtung 1 mündet bei dieser Vorrichtung 1'', ebenfalls wie bei Vorrichtung 1' die Zuführeinrichtung 8 für das Gas in eine der Stirnseiten 7c des Rakelelementes 7 und ebenfalls wieder in eine als Druckkammer 10 dienende Aussparung bzw. Ausnehmung des Rakelelementes 7.
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Nachzutragen ist, dass in den 2 und 3 zwar nicht dargestellt, aber eine weitere Ausführungsform möglich wäre, bei der die Befestigungsleisten 6b, 6c jeweils eine Reihe von nebeneinander angeordneten Einzelleisten bilden. Dabei sind auch Zwischenräumen zwischen den einzelnen Leisten möglich.
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In 4 ist eine leichte Abwandlung von der in 1 gezeigten Variante dargestellt. Die hier gezeigte Rakelvorrichtung 1''' weist ein einteiliges Rakelbett 6 auf. Das gasdurchlässige Rakelelement 7 hat eine leicht konkav (Radius von ca. 500 mm) an den laufenden Untergrund angepasste Arbeitsfläche 7a sowie eine abgerundete Zulaufseite 7d und kantige Auslaufseite 7e.
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Im Gegensatz zur in 1 gezeigten Rakelvorrichtung 1 mündet bei dieser Vorrichtung 1' die Zuführeinrichtung 8 für das Gas in eine der Stirnseiten 7c des Rakelelementes 7 und ebenfalls wieder in eine als Druckkammer 10 dienende Aussparung bzw. Ausnehmung des Rakelelements 7.
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In 5 ist gezeigt, dass das Rakelelement 7, aus einzelnen Profilleisten 7.1–7.n bestehen kann. Diese einzelnen Leisten sind der Reihe nach nebeneinander angeordnet und bilden gemeinsam miteinander die für die Abrakelung bzw. Dosierung und/oder Egalisierung dienende Arbeitsfläche 7a, die bereits in 1 erläutert wurde. Die Fertigung eines solchen Rakelelementes, der Transport, die Lagerung und auch dessen Einbau in die Maschine gestalten sich dadurch einfacher gegenüber einer maschinenbreiten Leiste.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1', 1'', 1'''
- Rakelvorrichtung
- 2
- Auftragsmedium
- 3
- Untergrund
- 4
- Tragbalken
- 5
- Rakelhalterung
- 6
- Rakelbett
- 6a
- Grundplatte
- 6b
- Befestigungsleiste
- 6c
- Befestigungsleiste
- 7
- Rakelelement
- 7a
- Arbeitsfläche
- 7b
- Stirnseite
- 7c
- Stirnseite
- 7d
- Zulaufseite
- 7e
- Auslaufseite
- 7.1–7.n
- Einzelleiste
- 8
- Zuführeinrichtung
- 9
- Gaspolster
- 10
- Druckkammer
- 11
- Druckschlauch
- 12
- Fußleiste
- 13
- Druckschlauch
- 14
- Rakeleinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19846708 A1 [0002]
- DE 102004029565 A1 [0002]
- DE 29612843 U [0002]
- DE 4014463 A1 [0004]
- DE 0651095 B1 [0004]
