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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtungselement zur stirnseitigen Abdichtung einer flüssigkeitsspeichernden Kammer, insbesondere einer Rakelkammer, gegenüber einer rotierenden Walze, insbesondere einer Rasterwalze, mit einem Dichtungskörper quaderartiger Grundform mit zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen und zwei einander gegenüberliegenden Stirnflächen, wobei der Dichtungskörper eine Längsrichtung definiert und an seiner Oberseite eine Dichtungsfläche aufweist, die einen sich zwischen den Seitenflächen erstreckenden, konkav entlang der Längsrichtung nach innen gewölbten, insbesondere zylindersegmentförmig ausgebildeten zentralen Dichtungsflächenabschnitt zur Anlage an der rotierenden Walze umfasst, wobei in den Dichtungskörper ein in der Längsrichtung verlaufender und zur Verdichtungsfläche hin offener, insbesondere gradliniger Kanal ausgebildet ist, welche die Dichtungsfläche zumindest im Bereich des zentralen Dichtungsflächenabschnitts segmentiert.
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Derartige Dichtungselemente sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Sie werden insbesondere eingesetzt, um die Farbkammern, auch Rakelkammern genannt, von Rotationsdruckmaschinen und insbesondere Flexo-Druckmaschinen stirnseitig abzudichten. Über eine solche Farb- oder Rakelkammer wird eine flüssige Druckfarbe auf eine rotierende Farb- oder Druckwalze, die insbesondere als Rasterwalze ausgebildet sein kann, aufgebracht.
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Eine Rakelkammer hat ein längliches Gehäuse, welches parallel zu der Druckwalze ausgerichtet ist und einen zur Druckwalze offenen Innenraum aufweist, der während des Druckbetriebs mit Farbe gefüllt ist. An dem Gehäuse sind zwei Rakelmesser derart angebracht, dass sie den Innenraum über die Länge des Gehäuses randseitig teilweise überdecken. Dabei stehen sie über die Gehäusewand vor und weisen einen definierten und gegebenenfalls einstellbaren Einstellwinkel zur Druckwalze auf.
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Ein Dichtungselement der eingangs genannten Art ist aus der
EP 3 539 776 B1 bekannt. Dieses Dichtungselement besitzt einen aus einem Vollmaterial bestehenden Dichtungskörper quaderartiger Grundform, der zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen, die in der Längsrichtung des Dichtungskörpers verlaufen, und zwei einander gegenüberliegende Stirnflächen aufweist.
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An der Oberseite des Dichtungskörpers ist eine Dichtungsfläche vorgesehen, die einen sich zwischen den Seitenflächen, das heißt über die gesamte Breite des Dichtungskörpers erstreckenden, konkav nach innen gewölbten Dichtungsflächenabschnitt zur Anlage an einer rotierenden Druckwalze aufweist. Konkret ist der nach innen gewölbte Dichtungsflächenabschnitt in Art eines Zylindersegments ausgebildet, das quer zur Längsrichtung des Dichtungskörpers ausgerichtet ist, so dass die Wölbung des Dichtungsflächenabschnitts in der Längsrichtung verläuft.
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In der Längsrichtung betrachtet auf den beiden gegenüberliegenden Seiten des nach innen gewölbten Dichtungsflächenabschnitts sind äußere Dichtungsflächenabschnitte vorgesehen, an denen im Betrieb die Rakelmesser zur Anlage kommen. Diese äußeren Dichtungsflächenabschnitte sind als ebene Flächen ausgebildet, die ausgehend von dem konkaven Dichtungsflächenabschnitts zu den Stirnflächen des Dichtungskörpers hin abfallen.
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Zusätzlich ist in der Oberseite des Dichtungskörpers ein geradliniger Kanal ausgebildet, der in Querrichtung des Dichtungskörpers betrachtet mittig in dem Dichtungskörper in dessen Längsrichtung verläuft.
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Das bekannte Dichtungselement hat sich in der Praxis durchaus bewährt. Die Bestrebungen gehen jedoch dahin, ein solches Dichtungselement weiter zu optimieren.
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Diese Aufgabe ist bei einem Dichtungselement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in dem Dichtungskörper zwei in der Längsrichtung verlaufende und zur Dichtungsfläche offene, insbesondere geradlinige Kanäle ausgebildet sind, welche die Dichtungsfläche zumindest im Bereich des zentralen Dichtungsflächenabschnitts unter Bildung eines zwischen den Kanälen gelegenen mittleren Dichtungsstegs und zwei äußeren Dichtungsstegen segmentieren, wobei der mittlere Dichtungssteg in der Querrichtung des Dichtungskörpers betrachtet mittig entlang der Längsrichtung verläuft.
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Es hat sich gezeigt, dass die Abdichtwirkung durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung optimiert werden kann, was insbesondere darauf zurückzuführen ist, dass zwischen den beiden erfindungsgemäß vorgesehenen Kanälen der mittlere Dichtungssteg verbleibt, mit dem die Walze im Betrieb in Kontakt kommt. Insgesamt kann durch das Vorsehen von zwei Kanälen die Gesamtfläche des zentralen Dichtungsabschnitts, mit dem das Dichtungselement an einer Druck- oder Farbwalze in Anlage kommt, reduziert und gleichzeitig die Flexibilität des Dichtungskörpers im Bereich des zentralen Dichtungsflächenabschnitts erhöht werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die zu den Kanälen weisenden Kantenbereiche der äußeren Dichtungsstege zu den Kanälen hin abgeschrägt sind. In Ausgestaltung dieser Ausführungsform sind die zu den Kanälen weisenden inneren Kantenbereiche der äußeren Dichtungsstege in einem in der Längsrichtung betrachtet mittleren Bereich des zentralen Dichtungsflächenabschnitts abgeschrägt. Die Abschrägungen können sich über eine Länge von wenigstens 70%, vorzugsweise wenigstens 75% und/oder maximal 90%, insbesondere maximal 85% der Länge des zentralen Dichtungsflächenabschnitts erstrecken. Es hat sich gezeigt, dass vorteilhaft ist, wenn sich die Abschrägungen über 80 bis 85% der Länge des zentralen Dichtungsflächenabschnitts erstrecken.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Aufgabe bei einem Dichtungselement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass an der Oberseite eines Dichtungsstegs, insbesondere mehrere Dichtungsstege wenigstens eine Fettnut ausgebildet ist. Wenn in dem Dichtungskörper, wie vorstehend dargestellt, zwei Kanäle ausgebildet sind, ist bevorzugt in der Oberseite des mittleren Dichtungsstegs wenigstens eine Fettnut ausgebildet.
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Die erfindungsgemäß vorgesehene Fettnut kann zu Beginn des Einsatzes des erfindungsgemäßen Dichtungselements mit Fett gefüllt werden, um eine ausreichende Schmierung beim Anlaufen der mit dem Dichtungselement in Kontakt kommenden Walze zu optimieren. Grundsätzlich ist es möglich, über die Länge des Dichtungsstegs mehrere Fettnuten vorzusehen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist jedoch eine einzige Fettnut vorgesehen, die entlang der Längsrichtung des zentralen Dichtungsflächenabschnitts verläuft. Dabei kann sich die Fettnut über wenigstens 70%, insbesondere über wenigstens 75% der Länge des zentralen Dichtungsflächenabschnitts erstrecken.
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Die Fettnut kann geradlinig ausgebildet sein. In vorteilhafterweise erstreckt sie sich jedoch zickzack-förmig oder wellenförmig entlang der Längsrichtung, um das Aufnahmevermögen zu erhöhen.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, der unabhängig davon ist, ob in dem Dichtungskörper, wie vorstehend vorgeschlagen, zwei Kanäle oder nur ein in der Längsrichtung verlaufender und zur Dichtungsfläche offener, insbesondere geradliniger Kanal ausgebildet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Dichtungskörper Farbablaufkanäle ausgebildet sind, welche mit dem Kanal oder den Kanälen, insbesondere mit den beiden Enden jedes Kanals verbunden sind, um Farbe aus dem Kanal oder aus den Kanälen in das Innere des Dichtungskörpers und insbesondere zu dessen Unterseite abzuführen.
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Durch diese Ausgestaltung wird dem Umstand Rechnung getragen, dass die bei einem Druckvorgang verwendete Farbe sehr schnell härtet. Durch die vorgesehenen Farbablaufkanäle wird sichergestellt, dass überschüssige Farbe in das Innere des Dichtungskörpers und von da aus nach unten abgeführt werden kann.
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In an sich bekannter Weise kann vorgesehen sein, dass die Dichtungsfläche zwei in der Längsrichtung betrachtet auf gegenüberliegenden Seiten des zentralen Dichtungsflächenabschnitts positionierte und insbesondere an diesen angrenzende äußere Dichtungsflächenabschnitte aufweist, wobei die äußeren Dichtungsflächenabschnitte bevorzugt als ebene Flächen ausgebildet sind, die ausgehend von dem zentralen Dichtungsflächenabschnitt zu den Stirnflächen des Dichtungsköpers hin abfallen.
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Bei dieser Ausgestaltung erstreckt sich jeder Kanal bevorzugt bis in die äu-ßeren Dichtungsflächenabschnitte.
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Weiterhin können in den äußeren Dichtungsflächenabschnitten Farbsammelvertiefungen ausgebildet sein, in welche jeder Kanal endseitig mündet. In diese Farbsammelvertiefungen münden dann jeweils zweckmäßigerweise Farbablaufkanäle, wie sie vorstehend beschrieben sind. Dabei können die Farbsammelvertiefungen zu ihren von dem zentralen Dichtungsabschnitt wegweisenden Enden hin spitz zulaufend ausgebildet sein.
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In den äußeren Dichtungsflächen können zusätzlich Farbsammelkanäle ausgebildet sein, welche jeweils in einen Kanal münden, wobei die Farbsammelkanäle insbesondere schräg zu der Längsrichtung ausgebildet sind, wobei dann die zum zentralen Dichtungsabschnitt weisenden Enden der Farbsammelkanäle von den Kanälen beabstandet sind. Die Farbsammelkanäle dienen dazu, Farbe in die Kanäle und bevorzugt von dort in die Farbsammelvertiefungen zu führen, um zuverlässig Farbe, die sich auf den äu-ßeren Dichtungsflächenabschnitten sammelt, abzuführen.
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Sofern das Dichtungselement zwei Kanäle aufweist, ist es auch möglich, in dem dazwischen gebildeten mittleren Dichtungssteg wenigstens einen Farbsammelkanal, insbesondere mehre Farbsammelkanäle auszubilden.
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Zweckmäßigerweise ist der Dichtungskörper als Hohlkörper ausgebildet, welcher eine Deckwand, zwei Seitenwände, zwei Stirnwände und wenigstens eine sich zwischen den Seitenwänden erstreckende Versteifungswand aufweist, wobei, insbesondere, der Dichtungskörper an seiner Unterseite offen ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es auf sehr einfach Weise, Farbe durch den Dichtungskörper abzuführen. In diesem Fall ist es lediglich erforderlich, zur Bildung der Farbablaufkanäle die Deckwand des Dichtungskörpers zu dem hohlen Innenraum hin zu durchbohren oder entsprechende Durchgangsöffnungen in anderer Weise auszubilden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Aufgabe bei einem Dichtungselement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Dichtungskörper mehrteilig ausgebildet ist und einen Grundkörper und ein Formteil, welches in eine Ausnehmung an der Oberseite des Grundkörpers lösbar eingesetzt und an dem Grundkörper durch eine Rastverbindung fixiert ist, besteht, wobei an der Oberseite des Formteils zumindest ein Teil des zentralen Dichtungsflächenabschnitts ausgebildet ist.
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In diesem Fall kann das Formteil aus einem duroplastischen Material mit eingelagerten PTFE-Partikeln bestehen. Der Grundkörper kann aus einem thermoplastischen Elastomer oder einem thermoplastischen Poleurethan bestehen. Alternativ/zusätzlich besteht der Grundkörper aus einem Material mit Notlaufeigenschaften, das insbesondere Gleitmaterialien enthält.
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Zur Herstellung der Rastverbindung können an der Unterseite des Formteils Rastköpfe ausgebildet sein, welche entsprechende Durchgangsöffnungen in einer oberen Deckwand des Grundkörpers durchgreifen und rastend hintergreifen. Diese Ausgestaltung ist besonders zweckmäßig, wenn der Dichtungskörper, hier der Grundkörper des Dichtungskörpers, wie vorstehend beschrieben als Hohlkörper ausgebildet ist.
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Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Dichtungselements unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Dichtungselements gemäß der vorliegenden Erfindung,
- 2 das Dichtungselement aus 1 in Draufsicht,
- 3 das Dichtungselement aus 1 in perspektivischer Ansicht von schräg vorne/unten,
- 4 das Dichtungselement aus 1 im Längsschnitt,
- 5 das Dichtungselement aus 1 in Unteransicht,
- 6 das Dichtungselement aus 1 mit dem Dichtungskörper und davon gelöstem Formteil,
- 7 den Dichtungskörper des Dichtungselements in perspektivischer Ansicht,
- 8 den Dichtungskörper in einer weiteren perspektivischen Ansicht,
- 9 den Dichtungskörper in Draufsicht,
- 10 das Formteil des Dichtungselements in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben,
- 11 das Formteil des Dichtungselements in perspektivischer Ansicht von schräg unten und
- 12 das Formteil des Dichtungselements in Draufsicht.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dichtungselements dargestellt, welches dazu dient, eine Kammerakel seitlich abzudichten. Das Dichtungelement besitzt einen Dichtungskörper 1 quaderartiger Grundform mit zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen und zwei einander gegenüberliegenden Strinflächen. Dabei definiert der Dichtungskörper 1 eine Längsrichtung oder Axialrichtung, die hier durch die Seitenfläche 1 vorgegeben wird.
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An seiner Oberseite weist der Dichtungskörper 1 eine Dichtungsfläche 2 auf, die einen zentralen Dichtungsflächenabschnitt 2a zur Anlage an einer rotierenden Farbwalze aufweist und eine zu dieser Farbwalze korrespondierende Form besitzt. Hierzu ist der zentrale Dichtungsflächenabschnitt 2 konkav nach innen gewölbt ausgebildet und besitzt die Form eines Zylindermantelsegments, das sich quer zu der Längsrichtung des Dichtungskörpers 1 über dessen gesamte Breite erstreckt. Somit verläuft die konkave Wölbung entlang der Längsrichtung des Dichtungskörpers 1.
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Die Dichtungsfläche 2 weist weiterhin zwei in der Längsrichtung betrachtet zwei auf gegenüberliegenden Seiten des zentralen Dichtungsflächenabschnitts 2a positionierte und an diesen angrenzende äußere Dichtungsflächenabschnitte 2b auf, an denen im Betrieb Rakelmesser zur Anlage kommen. Die äußeren Dichtungsflächenabschnitte 2b sind als ebene Flächen ausgebildet, die ausgehend von dem konkaven Dichtungsflächenabschnitt 2a zu den Stirnflächen des Dichtungskörpers 1 hin abfallen, so dass der Dichtungskörper 1 im Bereich der Stirnfläche eine geringere Höhe besitzt als im Übergangsbereich zu dem zentralen Dichtungsflächenabschnitt 2a.
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In der Dichtungsfläche 2a sind zwei Kanäle 3 ausgebildet, die sich geradlinig in der Längsrichtung des Dichtungskörpers 1 über die gesamte Länge des zentralen Dichtungsflächenabschnitts 2a bis in die äußeren Dichtungsflächenabschnitte 2b erstrecken und die Dichtungsfläche 2, d.h. den zentralen Dichtungsflächenabschnitt 2 und Teile der äußeren Dichtungsflächenabschnitte 3, unter Bildung von drei parallel zueinander verlaufenden Dichtungsstegen 4, 5, 6, nämlich eines mittleren Dichtungsstegs 4 und zwei äu-ßeren Dichtungsstegen 5, 6, segmentieren. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft der mittlere Dichtungssteg 4 in Querrichtung des Dichtungselements betrachtet mittig von dem Dichtungskörper 1.
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Wie insbesondere in den 1 und 2 gut erkennbar ist, sind die zu den Kanälen 3 weisenden Kantenbereiche 5a, 6a zu den Kanälen 3 hin abgeschrägt. Dabei erstecken sich die Abschrägungen über einen Länge von etwa 80% der Länge des zentralen Dichtungsabschnitts 2a.
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In der Oberseite des mittleren Dichtungsstegs 4 ist eine Fettnut 7 ausgebildet, die sich zickzack-förmig entlang der Längsrichtung des zentralen Dichtungsabschnitts 2a über etwa 75% von dessen Länge erstreckt. Diese Fettnut 7 kann zu Beginn des Einsatzes des Dichtungselements mit Fett gefüllt werden, um eine ausreichende Schmierung beim Anlaufen einer mit dem Dichtungselement in Kontakt kommenden Walze zu optimieren.
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In den äußeren Dichtungsflächenabschnitten 2b ist jeweils eine Farbsammelvertiefung 8 ausgebildet, und die Kanäle 3 münden endseitig jeweils in die beiden Farbsammelvertiefungen 8. Dabei sind die Farbsammelvertiefungen 8 zu ihren von dem zentralen Dichtungsabschnitt 2b wegweisenden Enden hin spitz zulaufend ausgebildet, so dass sie eine dreieckige Grundform besitzen.
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Ferner sind in den äußeren Dichtungsflächenabschnitten 2b Farbsammelkanäle 9 ausgebildet, welche jeweils in einen Kanal 3 münden, wobei die Farbsammelkanäle 9 schräg zu der Längsrichtung ausgebildet und dabei an ihren zum zentralen Dichtungsflächenabschnitt 2a weisenden Enden von den Kanälen 3 beabstandet sind. Wie in der Zeichnung erkennbar ist, sind jeden Kanal 3 in jedem äußeren Dichtungsabschnitt 2b jeweils zwei Farbsammelkanäle 9 zugeordnet, die ausgehend von ihrem zu zentralen Dichtungsflächenabschnitt 2a weisenden Ende hin spitz aufeinander zu laufen und in die Kanäle 3 münden, so dass sich pfeilartige Strukturen ergeben. Dabei sind die Farbsammelkanäle 9 jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Kanals 3, welchem sie zugeordnet sind, angeordnet und dabei auch in dem mittleren Dichtungssteg 4 ausgebildet.
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Über die Farbsammelkanäle 9 und die Kanäle 3 wird flüssige Farbe den Farbsammelvertiefungen 8 zugeführt. In den Boden jeder Farbsammelvertiefung 8 mündet ein Farbablaufkanal 10, durch welchen die Farbe in das Innere des Dichtungskörpers 1 zu dessen Unterseite abgeführt wird.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Dichtungskörper 1 als Hohlkörper ausgebildet, welcher eine obere Deckwand 14, zwei Seitenwände 15, zwei Stirnwände 16 und mehrere eine sich zwischen den Seitenwänden erstreckende Versteifungswände 17 aufweist, wobei der Dichtungskörper 1 an seiner Unterseite offen ist. Hier sind die Farbablaufkanäle 10 durch den Hohlraum und eine Verbindungsöffnung 11, beispielsweise eine Durchgangsbohrung, in der Deckwand des Dichtungskörpers 1 gebildet.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Dichtungskörper 1 zweiteilig ausgebildet und besitzt einen Grundkörper 1a und ein Formteil 1b, welches in eine Ausnehmung 11 an der Oberseite des Grundkörpers 1a eingesetzt und an dem Grundkörper 1a durch eine Rastverbindung lösbar fixiert ist. Konkret sind an der Unterseite des Formteils 1b Rastköpfe 12 ausgebildet, welches Durchgangsöffnungen 13 in der oberen Deckwand 14 des Grundkörpers 1a durchgreifen und rastend hintergreifen, um das Formteil 1b lösbar an dem Grundkörper 1a zu fixieren. In diesem Fall ist die Dichtungsfläche 2 mit den Kanälen 3, den Farbsammelvertiefungen 8, den Farbsammelkanälen 9 gemeinsam an der Oberseite des Grundkörpers 1a und des Formteils 1b ausgebildet, wobei an der Oberseite des Formteils 1 b nur der zentrale Bereich des zentralen Dichtungsflächenabschnitts 2a mit den dort vorhandenen Abschnitten der Kanäle 3 ausgebildet ist. Dabei besteht der Grundkörper 1a aus eine thermoplastischen Elastomer oder einem thermoplastischen Urethan, während das Formteil 1b aus einem duroplastischen Material mit eingelagerten PTFE-Partikeln besteht.
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Alternativ kann der Dichtungskörper 1 in Bereich der Dichtungsfläche 2 aus einem vulkanisierbaren Material bestehen, in welches ein Gleitmaterial wie beispielweise Polytetraflurethylen (PTFE) ein vulkanisiert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dichtungskörper
- 1a
- Grundkörper
- 1 b
- Formteil
- 2
- Dichtungsfläche
- 2a
- zentraler Dichtungsflächenabschnitt
- 2b
- äußerer Dichtungsflächenabschnitt
- 3
- Kanal
- 4
- mittlerer Dichtungssteg
- 5, 6
- äußere Dichtungsstege
- 5a, 6a
- Kantenbereich
- 7
- Fettnut
- 8
- Farbsammelvertiefung
- 9
- Farbsammelkanäle
- 10
- Farbsammelkanal
- 11
- Ausnehmung
- 12
- Rastköpfe
- 13
- Durchgangsöffnung
- 14
- Deckwand
- 15
- Seitenwand
- 16
- Stirnwand
- 17
- Versteifungswände
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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