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Die Erfindung betrifft eine Rakelvorrichtung zum Dosieren und/oder Egalisieren eines Auftragsmediums, beispielsweise Streichfarbe auf einen Untergrund, beispielsweise auf eine laufende Papier-, Karton- oder andere Faserstoffbahn, aufweisend ein flexibles, biegeweiches Band als Rakelelement, das an einem Halter geführt bzw. gehalten ist und entlang seiner an den zu beschichtenden Untergrund angepassten Länge eine konvexe Wölbung seiner der Dosierung und/oder Egalisierung dienenden Arbeitsfläche erfährt.
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Eine gattungsgemäße Rakelvorrichtung ist in der
EP B1 0 667 414 beschrieben. In dieser Druckschrift ist offenbart, dass ein relativ biegeweiches, flexibles, bandartiges, dünnes blattförmiges Rakelelement in einem separaten Halter geführt oder gehalten ist, wobei das Rakelelement entlang seiner Länge eine konvexe Wölbung seiner Arbeitsfläche um seine Längsachse erfährt. Die Wölbung wird durch eine spezielle Klemmvorrichtung und auch mit einem aufblasbaren Druckschlauch erreicht. Das bandartige Rakelelement kann aus Metall oder auch aus Kunststoff gefertigt sein und kann auch jeweils mit einer verschleißfesten Schicht, wie Hartmetall versehen sein. In einer möglichen Ausführungsform kann das Rakelelement eine vielfache Länge der Arbeitsbreite der Streichmaschine aufweisen. Darüber hinaus kann das bandartige Rakelelement zu beiden Seiten der Streichmaschine aufwickelbar ausgebildet sein. Das heißt, dass das Rakelelement eine viel größere Länge als der zu beschichtende Untergrund aufweisen muss und daher schlecht handelbar ist.
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Nachteilig hierbei sind die vorgesehenen Mittel, mit denen eine konvexe Wölbung des bandartigen Rakelelementes erreicht werden soll. So ist zum einen die Klemmvorrichtung für das Rakelelement kompliziert gestaltet und zum anderen ist der zusätzliche Druckschlauch einschließlich der druckerzeugenden Mittel aufwändig. Überdies erfordert die Montage und Auswechselung des Rakelelements einen enormen Platzbedarf an der Streichmaschine.
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Des Weiteren soll auf die
DE U1 202 16 493 verwiesen werden. In dieser Druckschrift ist ein Rakelstab zum Auftragen und/oder Dosieren eines flüssigen oder pastösen Mediums, wie Streichfarbe beschrieben. Dieser beschriebene Rakelstab weist einen zylinderförmigen Grundkörper, bestehend aus Metall oder Kohlefaserwerkstoff auf. Der besagte Grundkörper des Rakelstabs ist mit einem Überzug von mindestens 1 mm Dicke aus einem elastischen Werkstoff versehen, so dass beim Anpressen an den abzurakelnden Untergrund eine größere Kontaktfläche für das Abrakeln zur Verfügung steht. Als elastisches, nachgiebiges Material ist organisches Polymer vorgesehen.
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Die Herstellung eines solchen Rakelstabes ist aufwändig und teuer. Ein solcher Rakelstab ist zumeist angetrieben. Damit wird ein auftretender Verschleiß über den Umfang des Rakelstabes verteilt, anstatt den Verschleiß an einer Stelle zu konzentrieren, wie das bei der gattungsbildenden Vorrichtung der Fall ist, weil während des Betriebes der Rakelvorrichtung das Rakelelement stillsteht. Derselbe negative Effekt tritt bei allen stillstehenden Stäben, Rakelleisten, Rakelklingen oder bandartigen Rakelelementen auf. Konzentriert sich der Verschleiß nämlich an einer Stelle, so verändert sich die Geometrie des Rakelelementes und somit das Streichergebnis.
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Nachteilig ist auch, dass der Durchmesser eines Rakelstabes aus technologischen Gründen in der Größe nach oben hin limitiert ist und somit auch die Größe der Oberfläche, auf die der Verschleiß verteilt werden kann.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Rakelvorrichtung anzugeben, mit der ein qualitativ hochwertiges Streichergebnis erreichbar ist und die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Halter für das vorgesehene, flexible, biegeweiche Band als Rakelelement einen die konvexe Wölbung für das Band bildenden Formkörper aufweist. Der Formkörper ist in seiner Länge an die Länge des Bandes angepasst. Erfindungsgemäß ist außerdem vorgesehen, dass das Band aus Kunststoff besteht und an seiner vom Formkörper abgewandten Seite bzw. an seiner dem Untergrund zugewandten Arbeitsfläche eine Polymerbeschichtung aufweist.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass auf einfache Weise die Vorteile eines zylindrisch ausgebildeten Rakelstabes erreichbar sind – nämlich dass ein möglicher Verschleiß über einen relativ großen Teil des Umfangs verteilt wird, anstatt ihn nur an einer Stelle zu konzentrieren. Ein weiterer Vorteil besteht dann, dass bei einem Verschleiß nicht das komplette Rakelelement (also wie bisher der komplette Rakelstab) ausgetauscht werden muss, sondern nun nur noch das als Band ausgebildete Rakelelement mit der Polymerbeschichtung. Dieses ist dadurch besser einem Recyclingprozess zuführbar als ein aus Metall und einem elastischen Material bestehender Stab. Die Polymerbeschichtung sollte ca. 0,4 bis 8 mm dick sein, um eine ausreichend große Elastizität und damit eine größere Kontaktfläche beim Abrakeln und/oder Egalisieren des aufgebrachten Auftragsmediums zu erreichen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dadurch erreicht werden, wenn das als Band ausgebildete Rakelelement an seinen beiden Enden an jeweils einer Rolle befestigt ist, wobei die eine Rolle als Vorratsrolle für unbenutztes Bandmaterial und die andere Rolle als Aufnahmerolle für verbrauchtes Bandmaterial vorgesehen ist. Dadurch ist das unbenutzte Bandmaterial von der Vorratsrolle abwickelbar und das verbrauchte Bandmaterial auf die andere Rolle, d. h. die Aufnahmerolle aufwickelbar. Das Rakelelement hat daher bedeutend höhere Standzeit als bisher. Außerdem lässt sich durch die Bandbewegung der Verschleiß über die Arbeitsfläche des Rakelelementes verteilen, anstatt ihn an einer Stelle so wie bisher, zu konzentrieren.
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Die Geschwindigkeit der Bandbewegung ist abhängig von der Höhe des Verschleißes und dem maximal zulässigen Beschichtungsabtrag. Ein großer Vorteil dieses Aufbaus sind die gleichbleibenden Rahmenbedingungen vonseiten der Auftragsapparatur für den Streichvorgang über die Einsatzzeit sowie eine starke Erhöhung dieser Einsatzzeit, bevor im Rahmen eines Stillstandes die Rollen gewechselt werden müssen.
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Als Alternative zu den besagten Rollen ist eine lineare Führung des Rakelbandes denkbar, wobei hier deutlich geringere Bandlängen als die auf Rollen gewickelten Bandlängen zum Einsatz kommen können.
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Beim Abwickeln bzw. Aufwickeln des Bandes verläuft die Bandbewegung vorzugsweise gegenläufig zum laufenden Untergrund. Das hat den Vorteil, dass sich abgerakeltes Beschichtungsmaterial besser vom Untergrund abstreift und nicht weiter mitgeführt wird.
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In einer alternierenden Ausbildung der Rakelvorrichtung kann vorgesehen sein, dass das als Band ausgebildete Rakelelement ein geschlossenes Endlosband bildet. Dieses geschlossene Endlosband ist um Führungsrollen gewünschtenfalls bewegbar. Die Führungsrollen sind im Inneren der Bandschlaufe angeordnet und zumindest eine der Führungsrollen mit einem Antrieb versehen. Die Bandbewegung ist in ihrer Geschwindigkeit einstellbar. Der Erfinder hat zwar erkannt, dass es hinsichtlich eines guten Streichergebnisses nicht zwingend nötig ist, das Rakelband anzutreiben, dennoch ist eine gewisse Drehgeschwindigkeit vorteilhaft, um den Verschleiß noch besser über den Umfang der Arbeitsfläche des Rakelelementes zu verteilen. Deshalb kann die Bandbewegung permanent vorhanden sein, aber auch ein intervallmäßiges Bewegen des Rakelbandes ist möglich. Auch bei dieser Ausführungsform verläuft die Bewegung gegenläufig zum in Laufrichtung L laufenden Untergrund. Das hat, wie gesagt, den Vorteil, dass sich abgerakeltes Auftragsmedium gut vom Untergrund abstreift und nicht weiter mitgeführt wird.
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Eine vorteilhafte Ausbildung der Rakelvorrichtung besteht darin, dass das als Band ausgebildete Rakelelement einschließlich der Führungsrollen oder der Vorrats- und Aufnahmerolle und auch einschließlich des Halters mit dem konvex ausgebildeten Formkörper in einem auswechselbaren Magazin untergebracht ist. Dieses Magazin ist für die zuvor beschriebenen Ausführungsformen anwendbar und ermöglicht einen komplexen Ein- und Ausbau der Bauteile der Rakelvorrichtung. Das kastenartige Magazin lässt sich auf Vorrat fertigen und steht dann schnell zur Verfügung, wenn ein Magazin gegen ein anderes ausgetauscht werden soll. Damit ist es auch möglich verschieden starke Bänder und/oder Bänder mit verschiedenen Dicken der Polymerbeschichtung gegeneinander auszutauschen.
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Eine weitere zweckmäßige Ausführung besteht darin, dass das als Band ausgebildete Rakelelement an seinen beiden Enden fest fixiert ist. Das heißt, es findet bei dieser Ausführung keine Bandbewegung statt. Diese Ausführung ist dann sinnvoll, wenn ein entsprechend verschleißfester Kunststoff zur Verfügung steht oder wenn die Anforderungen an die Standzeit nicht zu hoch angesetzt sind. Diese Variante bietet den Vorteil, dass die Fertigung eines beschichteten Bandes billiger ist als die Fertigung eines beschichteten Rakelstabes. Außerdem gestaltet sich das Handling aufgrund des bedeutend niedrigeren Gewichts einfacher. Zusätzlich kann auf einen Antrieb sowie jeden weiteren komplexen Aufbau verzichtet werden, wodurch die Vorrichtung sehr kostengünstig ist.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn das das als Band ausgebildete Rakelelement mit Zugträgern ausgestattet ist. Ein reines Kunststoffband könnte unter Umständen die Zugkräfte nicht aushalten. Als Zugträger eignen sich insbesondere Gewebeeinlagen, beispielsweise Gewebeeinlagen aus Glasfasern und/oder diversen Kunststoffen und/oder Metall.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
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1: eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen, schematisch dargestellten Rakelvorrichtung im Querschnitt
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2: eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen, schematisch dargestellten Rakelvorrichtung im Querschnitt
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3: eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen, schematisch dargestellten Rakelvorrichtung im Querschnitt
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Gleiche Bezugszeichen bedeuten in den Figuren gleiche Bauteile. In den Figuren soll eine Erläuterung nur insoweit erfolgen, wie sich Änderungen zu den vorherigen Figuren ergeben.
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In der 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rakelvorrichtung 1 gezeigt. Die Rakelvorrichtung dient zum Dosieren (Abschaben bzw. Abstreifen von überschüssig aufgetragenem Medium) und/oder Egalisieren (also nur Vergleichmäßigen) eines Auftragsmediums 2, beispielsweise Streichfarbe, auf einen Untergrund 3. Im Beispiel ist der Untergrund eine in Laufrichtung L laufende Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn 3.1, die über eine Gegenwalze 3.2 zur Stützung der Faserstoffbahn 3.1 geführt ist. Die Rakelvorrichtung 1 weist ein flexibles, biegeweiches Band 4 als Rakelelement 4.1 auf, das an einem Halter 5 geführt bzw. gehalten ist. Das Band erfährt durch den speziell ausgebildeten Halter 5 entlang seiner an den zu beschichtenden Untergrund 3 angepassten Länge eine konvexe Wölbung 4.2 seiner der Dosierung und/oder Egalisierung dienenden Arbeitsfläche 4.3.
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Der Halter 5 weist dazu einen Formkörper 6 mit konvexer Wölbung auf, wodurch die konvexe Wölbung des Rakelelementes 4.1 bzw. Bandes 4 erreicht wird. Im Beispiel ist der Formkörper 6 zylindrisch ausgeführt, d. h. er weist einen kreisförmigen Querschnitt auf. Dementsprechend ist die Arbeitsfläche 4.3 des Bandes 4 kreisbogenförmig. In seiner Länge ist der Formkörper 6 an die Länge des Bandes 4 angepasst, welches wiederum an die Breite der zu beschichtenden Faserstoffbahn bzw. des Untergrundes 3 (dieser kann bei indirektem Auftrag auch eine Auftragswalze sein, die das Auftragsmedium in einem Pressnip an die Faserstoffbahn abgibt – aber hier nicht dargestellt ist) angepasst ist. Wesentlich ist, dass das Band 4 aus Kunststoff besteht und an seiner vom Formkörper 6 abgewandten Seite bzw. an seiner dem Untergrund 3 zugewandten Arbeitsfläche 4.3 eine Polymerbeschichtung 7 aufweist.
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Für diese Polymerbeschichtung ist eine Dicke von ca. 0,4 bis 8 mm vorgesehen.
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In der 1 ist außerdem dargestellt, dass das als Band 4 ausgebildete Rakelelement 4.1 an seinen beiden Enden an jeweils einer Rolle 8 und 9 befestigt ist. Dabei bildet die Rolle 8 eine Vorratsrolle für unbenutztes Bandmaterial 4a und die andere Rolle eine Aufnahmerolle für verbrauchtes bzw. verschlissenes Bandmaterial 4b. Das unbenutzte Bandmaterial 4a kann somit im Bedarfsfall von der Vorratsrolle 8 abgewickelt und gleichzeitig das verbrauchte Bandmaterial 4b auf die andere Rolle 9 aufgewickelt werden.
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Wie der Pfeil B zeigt, verläuft beim Abwickeln bzw. Aufwickeln des Bandes 4 die Bandbewegung vorzugsweise gegenläufig zum Untergrund 3, damit das überschüssig aufgebrachte Auftragsmedium 2a abgestriffen wird und als Überschussmenge 2b in einen nicht mit dargestellten Auffangbehälter aufgefangen werden kann. Auf dem Untergrund 3 verbleibt danach die gewünschte Auftragsmenge bzw. das gewünschte Strichgewicht 2c.
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In 2 ist eine Rakelvorrichtung 20 gezeigt, bei der im Gegensatz zur in 1 dargestellten Variante das als Band 4 ausgebildete Rakelelement 4.1 als geschlossenes Endlosband 4.4 ausgebildet ist. Dieses Endlosband 4.4 ist um Führungsrollen 11 bewegbar. Die Bewegungsrichtung B des Bandes verläuft wie bei der in 1 dargestellten Variante und wie der Pfeil B zeigt, gegensinnig zum Untergrund 3.
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In beiden 1 und 2 ist ferner ein Magazin 13 angedeutet. In diesem Magazin 13 sind als eine Baueinheit das als Band 4 bzw. 4.4 ausgebildete Rakelelement 4.1 einschließlich der Führungsrollen 11, 12 oder der Vorratsrolle 8 und Aufnahmerolle 9 und auch der Halter 5 mit dem zylindrischen Formkörper 6 untergebracht. Das Magazin 13 ist so gestaltet, dass es leicht auswechselbar ist. Es besteht aus einer Grundplatte 13.1, Seitenwänden 13.2 und jeweils einer von den Seitenwänden 13.2 zum Halter 5 hin geneigten Abdeckung 13.3. und 13.4.
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Wie in den 1 und 2 zu sehen, kann die Abdeckung 13.4 gleichzeitig als Ablauffläche A für die abgestriffene Überschussmenge 2b genutzt werden.
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In 3 ist eine Rakelvorrichtung 30 gezeigt, bei der im Gegensatz zu den in 1 und 2 dargestellten Varianten das als Band 4 ausgebildete Rakelelement 4.1 an seinen beiden Enden über zusätzliche Halterungen 14 und 15 (beispielsweise mittels Klemm- und/oder Schraubverbindungen) fest fixiert ist. Die Halterung 14 dient auch als Einrichtung zum Spannen des Bandes 4.
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Mit der in 3 gezeigten Variante ist eine gewünschte Bandbewegung, wie bei den beiden vorherigen Figuren, nicht möglich. Diese Ausführung ist aber bedeutend billiger und auch noch einfacher zu handhaben als die beiden anderen Ausführungen gemäß 1 und 2. Im Beispiel der 3 ist ebenfalls der Halter 5 mit aufgesetztem Formkörper 6 vorhanden, mit dem die konvexe Ausformung des Rakelbandes 4 erreicht wird.
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Nachzutragen ist, dass das als Band 4 ausgebildete Rakelelement 4.1 und 4.4 Zugträger aufweisen kann, weil ein reines Kunststoffband unter Umständen die Zugkräfte nicht aushält. Als Zugträger eignen sich insbesondere eingebettete Gewebeeinlagen 16, die aus Glasfasern und/oder diversen Kunststoffen und/oder Metall bestehen.
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Nachzutragen ist außerdem, dass die komplette Rakelvorrichtung innerhalb der Streichmaschine an einem nicht dargestellten Rakelbalken gehalten ist, der im Fall der Nichtbenutzung der Rakelvorrichtung 1, 20 und 30 abgeschwenkt wird.
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Bei der Rakelvorrichtung 30 gemäß 3 ist zum Tragen und Einspannen der Vorrichtung im besagten Rakelbalken eine Fußleiste 17 vorgesehen, die in ihrer Länge in 3 abgebrochen dargestellt ist und den Halter 5 mit Formkörper 6 sowie das als Band 4 ausgebildete Rakelelement 4.1 trägt.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 20, 30
- Rakelvorrichtung
- 2
- Auftragsmedium
- 2a
- überschüssig aufgebrachtes Auftragsmedium
- 2b
- Überschussmenge bzw. abgestreiftes Auftragsmedium
- 2c
- gewünschtes Strichgewicht des Auftragsmediums
- 3
- Untergrund
- 3.1
- Faserstoffbahn
- 3.2
- Gegenwalze
- 4
- Band
- 4.1
- Rakelelement
- 4.2
- konvexe Wölbung
- 4.3
- Arbeitsfläche
- 4a
- unbenutztes Bandmaterial
- 4b
- verbrauchtes Bandmaterial
- 5
- Halter
- 6
- Formkörper
- 7
- Polymerbeschichtung
- 8
- Rolle bzw. Vorratsrolle
- 9
- Rolle bzw. Aufnahmerolle
- 10
- Auffangbehälter
- 11, 12
- Führungsrolle
- 13
- Magazin
- 13.1
- Grundplatte
- 13.2
- Seitenwand
- 13.3
- Abdeckung
- 13.4
- Abdeckung
- 14
- Halterung und Spanneinrichtung
- 15
- Halterung
- 16
- Gewebeeinlage
- 17
- Fußleiste
- B
- Bewegungsrichtung
- L
- Laufrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0667414 B1 [0002]
- DE 20216493 U1 [0004]
