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Die
Erfindung betrifft eine Rakelwelle, insbesondere für das Auftragen
eines Beschichtungsfilmes auf einer Walze oder auf eine Materialbahn,
zum Beispiel eine Papier- oder Kartonbahn.
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Eingangsbeschriebene
Rakelwellen werden zum Beispiel in Materialbahn-Beschichtungsmaschinen
wie Papiermaschinen oder dergleichen eingesetzt. Mit diesen Materialbahn-Beschichtungsmaschinen
soll die Materialbahn mit einer Flüssigkeit gleichmäßig beschichtet
werden. Bei der Flüssigkeit handelt
es sich zum Beispiel um Farbe oder Stärkelösungen. Diese wird zum Beispiel
als Beschichtungsfilm aufgetragen.
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Für das Beschichten
der Materialbahn sind dabei zwei verschiedene Konzepte bekannt.
Bei dem ersten Konzept wird der Beschichtungsfilm auf eine Walze
aufgetragen, wobei dann die Walze den Beschichtungsfilm auf eine
Materialbahn aufbringt. Die Rakelwelle definiert dabei den Auftrag
des Beschichtungsfilmes auf die Walze.
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Bei
einer anderen Variante ist vorgesehen, daß die Rakelwelle direkt die
Beschichtung der Materialbahn mit dem Beschichtungsfilm definiert.
Die Erfindung erstreckt sich auf beide Anwendungsflälle.
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Im
Einsatz ist beobachtet worden, daß die Rakelwellen, obwohl sie
während
des Einsatzes bereits in einem Spülbett gespült werden, an der Mantelfläche verschmutzen.
Neben so genannten Nullrakeln, die eine glatte Mantelfläche aufweisen,
sind auch Profil- oder Drahtrakeln bekannt, die an der Mantelfläche im Schnitt
nicht als Gerade ausgebildet sind, sondern eine zum Beispiel wellige
Kontur besitzen. Durch die Ausgestaltung dieser Profilierung ist es
möglich,
den gewünschten
Auftrag an Flüssigkeits-
beziehungsweise Beschichtungsfilm entsprechend zu steuern. Setzen
sich aber Verunreinigungen an der Mantelfläche fest, so droht eine erhebliche
Beeinträchtigung
der Qualität
der aufgetragenen Beschichtung, da in dem Bereich, wo die Verschmutzung
an der Rakelwelle ist, natürlich
kein Beschichtungsfilm auf die Walze bzw. die Materialbahn aufgebracht
wird.
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Ausgehend
von dem vorgeschilderten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung
eine Rakelwelle zur Verfügung
zu stellen, die länger
einsetzbar ist, da diese länger
sauber ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird ausgehend von der oben beschriebenen Rakelwelle
gemäß der Erfindung
vorgeschlagen, daß die
Rakelwelle zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildet ist und
die Rakelwelle durch die Hohlwelle durchströmende Flüs sigkeit kühl- oder beheizbar ist.
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Es
ist gefunden worden, daß die
sich bildenden Ablagerungen auf der Rakelwelle Ausfällungen aus
den aufzutragenden Flüssigkeiten,
zum Beispiel Farbe oder Stärkelösungen sind.
Diese Ausfällungen erfolgen
zum Beispiel dann, wenn die Flüssigkeiten auf
eine erwärmte
Rakelwelle treffen. Dabei ist zu beachten, daß der Beschichtungs- beziehungsweise Flüssigkeitsfilm
verhältnismäßig dünn ist und
der Beschichtungsfilm daher sehr schnell die gleiche Temperatur
aufweist wie die Rakelwelle selber. Die Rakelwelle wird dabei durch
das andauernde Abreiben der Rakel auf der Walze bzw. Materialbahn
durch Reibung erheblich erwärmt.
Diese Ausfällungen
kristallisieren dabei zum Beispiel aus und bilden die oftmals sogar
schwer lösbaren
Verunreinigungen. Der erfindungsgemäße Vorschlag wirkt exakt diesem Verhalten
entgegen. Die sich durch Reibung erwärmende Rakelwelle wird gekühlt, wobei
günstigerweise
die Kühlflüssigkeit
eine solche Temperatur aufweist, die möglichst mit der Temperatur
der aufzutragenden Flüssigkeit
identisch ist, wodurch sich das Löslichkeitsprodukt nicht ändert und
keine Ausfällungen
drohen. Durch die Erfindung wird das Risiko der Ausfällungen
deutlich reduziert, wodurch die Verunreinigungen auf der Oberfläche reduziert
werden und daher die Rakel entsprechend effektiver einsetzbar ist.
Neben der Möglichkeit,
die Rakelwelle gemäß der Erfindung
zu kühlen,
ist es aber auch möglich,
die Rakel entsprechend mit der Erfindung zu beheizen. An Stelle
von Kühlflüssigkeit
wird dann ein entsprechendes Wärmemedium
durch die Hohlwelle geleitet. Dies kann zum Beispiel bei pastös vorliegenden Stoffen
von Vorteil sein, oder aber auch bei Stoffen, deren Phasenübergang
zwischen flüssig
und fest, zum Beispiel bei der Beschichtung, ausgenützt werden
soll. In solchen Anwendungsfällen
ist es oftmals von Vorteil, eine beheizbare Rakelwelle zur Verfügung zu
stellen, um zum Beispiel unabhängig
von einer anderen Phase beim Beschichten ein entsprechendes Temperaturniveau
an der Rakelwelle für den aufzutragenden
Stoff zur Verfügung
zu stellen oder für
andere spezielle Beschichtungsprobleme.
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Dabei
erreicht die Erfindung nicht nur eine höhere Effizienz der erfindungsgemäßen Rakelwelle, sondern
erlaubt es gegebenenfalls auch Stoffe für Beschichtungszwecke einzusetzen,
die sonst nur sehr aufwendig verarbeitbar wären. Neben einem effizienten
Einsatz erreicht die Erfindung damit auch Einsatzbereiche, die sonst
den bekannten Rakelwellen nicht zugänglich wären.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Rakelwelle
zumindest einen Flüssigkeitsanschluß aufweist.
Durch den Flüssigkeitsanschluß wird erreicht,
daß die
Flüssigkeit,
die die Rakelwelle kühlt
oder heizt, in die Rakelwelle hinein und aus dieser wieder herausgeleitet werden
kann. Dabei ist es möglich,
bei entsprechend geschickter Ausgestaltung, einen Flüssigkeitsanschluß vorzusehen,
der gegebenenfalls sowohl Zu- als auch Ableitungsaufgaben übernimmt
oder aber an der Rakelwelle zwei Flüssigkeitsanschlüsse anzuordnen.
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Der
Flüssigkeitsanschluß wird dabei
in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung so ausgebildet,
daß zumindest
ein gegenüber
der Rakelwelle verdrehbares, einen Leitungsanschluß tragendes
Teil angeordnet ist. Dieses drehbare Teil ist zum Beispiel selbstständig dicht
ausgebildet. In einer erfindungsgemäßen Variante ist vorgesehen,
daß ein
mit der Rakelwelle mitlaufendes Teil vorgesehen ist. Günstigerweise
ist die Anordnung so getroffen, daß zwischen dem verdrehbaren
und dem mitlaufenden Teil eine Dichtung angeordnet ist. Der Leitungsanschluß, der die
Flüssigkeit
von und zur Rakelwelle fördert, befindet
sich dabei auf dem verdrehbaren Teil, damit sich die Rakel gegenüber diesem
Teil frei bewegen kann.
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In
einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß die Rakelwelle
im Bereich des Flüssigkeitsanschlusses
eine radiale Bohrung aufweist, durch welche der Flüssigkeitsanschluß mit dem
Welleninneren der Hohlwelle verbunden ist. Eine solche Anordnung
hat Vorteile bei der Anordnung des Flüssigkeitsanschlusses, da dieser
auf der Welle anordenbar ist.
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Hierbei
ist es von Vorteil, daß die
Rakelwelle an ihren Enden die Hohlwelle verschließende Abschlüsse trägt. Bei
der Herstellung der Hohlwelle wird in die Rakelwelle eine entsprechende
Bohrung eingebracht. Diese Bohrung erfolgt natürlich entsprechend konzentrisch,
um die Rundlaufeigenschaften der Rakelwelle nicht zu beeinträchtigen.
Da die Rakelwelle eine erhebliche Länge aufweist, sind entsprechende
Bohranordnungen vorzusehen. Alternativ ist es natürlich möglich, ein
entsprechend genau gearbeitetes Rohr vorzusehen, welches in gleicher Weise
als Hohlwelle anzusehen ist. Dabei ist es günstig, die Enden der Hohlwelle
entsprechend zu verschließen,
um ein unbeabsichtigtes Herausspritzen von Flüssigkeit zu vermeiden.
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In
einer weiteren Alternative der Erfindung ist vorgesehe, daß der Flüssigkeitsanschluß an dem Rakelwellenende
angeordnet ist und die Öffnungen der
Hohlwelle in den Flüssigkeitsanschluß münden. Bei
dieser Variante ist es möglich,
auf die die Hohlwelle verschließende
Abschlüsse
zu verzichten.
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Es
besteht in einer weiteren Variante sogar die Möglichkeit, auf einen Flüssigkeitsanschluß zu verzichten,
wobei dann die Rakelwelle gegenüber der
sonstigen Umgebung entsprechend abzudichten ist. In dem gekapselten
Gehäuse
mündet
dabei das Hohlwellenende und die Flüssigkeit wird mit entsprechendem
Druck exakt auf die Hohlwellenöffnung
ausgerichtet und in diese eingespritzt. Die Rotation der Rakelwelle
verändert
dabei die Lage des Rakelwellenendes nicht.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
daß der Flüssigkeitsanschluß aus einem
auf der Welle verdrehbar angeordneten Anschlußgehäuse besteht. Das verdrehbar
angeordnete Anschlußgehäuse entspricht
somit dem auf der Rakelwelle verdrehbaren Teil. Das Anschlußgehäuse ist
dabei zum Beispiel ringförmig
ausgestaltet und umschließt
die Rakelwelle.
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Es
besteht dabei die Variante, daß das
Anschlußgehäuse selbst
bereits dicht ausgebildet ist und in geeigneter Weise axial auf
der Welle positioniert ist. In einer anderen Variante ist vorgesehen, daß der Flüssigkeitsanschluß zwei Abdichtscheiben aufweist,
die auf der Rakelwelle fest angeordnet sind und das Anschlußgehäuse abdichten.
Die beiden Abdichtscheiben bilden dabei die mit der Rakelwelle mitlaufenden
Teile und sind jeweils seitlich an dem Anschlußgehäuse vorgesehen. Günstigerweise
ist eine entsprechende Dichtung zwischen der Abdichtscheibe und
dem Anschlußgehäuse vorgesehen. Das
Anschlußgehäuse trägt dabei
einen Leitungsanschluß.
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Da
das Anschlußgehäuse selbst
bereits als dichtes Gehäuse
ausbildbar ist, ist darauf zu achten, daß dieses axial geführt ist,
wofür in
einer weiteren Variante der Erfindung ein axiales Befestigungsmittel für das Anschlußgehäuse auf
der Rakelwelle beziehungsweise am Rakelwellenende vorgesehen ist. Ein
solches axiales Befestigungsmittel ist zum Beispiel durch einen
entsprechenden aufschraubbaren Klemmring oder einen Flansch auf
der Rakel ausbildbar.
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Es
ist von Vorteil, daß je
ein Flüssigkeitsanschluß an gegenüberliegenden
Seiten beziehungsweise Enden der Rakelwelle vorgesehen ist. Natürlich sind
die Flüssigkeitsanschlüsse an den
Stellen angeordnet, an welchen diese nicht den Auftrag des Flüssigkeits-
beziehungsweise Beschichtungsfilmes stören. Die Rakelwelle ist entsprechend
verlängert, um
ausreichend Platz für
die Anordnung des Flüssigkeitsanschlusses
zu schaffen.
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Die
Erfindung ist auf die Anwendung bei einer glatten Rakelwelle nicht
beschränkt.
Erfindungsgemäß ist es
gleichwohl vorgesehen, daß die
Rakelwelle eine Profilierung der Rakelaußenfläche, insbesondere Umfangsrillen
oder eine Rändelung
aufweist. Die Erfindung bewirkt gerade, daß solch profilierte Rakeln
weit geringer verschmutzen beziehungsweise frei von Schmutz bleiben,
als die Rakel nach dem Stand der Technik. Die Erfindung eignet sich
daher sowohl bei entsprechend profilierten Rakeln oder Drahtrakeln
wie auch bei Rakeln mit glatten Rakelaußenflächen, sogenannten Null-Rakeln.
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Die
Erfindung ist in der einzigen Figur schematisch dargestellt. Diese
zeigt eine Ansicht sowie einen teilweisen Schnitt durch die erfindungsgemäße Rakelwelle.
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Die
erfindungsgemäße Rakelwelle 1 ist
als Hohlwelle 2 ausgebildet. Die Hohlwelle 2 ist
dabei auf verschiedene Weise zu gewinnen. Zunächst ist es möglich, daß ein Rakelstab
mit einem entsprechenden Bohrer konzentrisch aufgebohrt wird und
so die Hohlwelle geschaffen wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die
Rakelwelle als Hohlwelle von einem Rohrstück ausgehend zu gewinnen. Die
Erfindung erstreckt sich auf beide Varianten.
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Die
Rakelwelle bestitzt in ihren Endbereichen 10, 10' je einen Flüssigkeitsanschluß 3, 3'. Zum Beispiel
wird die kühlende
oder heizende Flüssigkeit durch
den linken Flüssigkeitsanschluß 3' in die Hohlwelle 2 eingeleitet
und über
den rechten Flüssigkeitsanschluß 3 wieder
herausgeleitet. Günstigerweise
ist die Hohlwelle 2 am Ende je mit Abschlüssen 11, 11' dicht verschlossen.
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Der
Flüssigkeitsanschluß 3 befindet
sich vollständig
auf der Mantelfläche
der Rakelwelle 1. Es ist daher eine radiale Bohrung 34 vorgesehen,
durch welche das Innere der Hohlwelle 2 mit dem Flüssigkeitsanschluß 3, 3' verbunden ist.
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Der
Flüssigkeitsanschluß 3, 3' ist in diesem Ausführungsbeispiel
aus drei Teilen gebildet. Er besteht aus einem Anschlußgehäuse 32,
welches als verdrehbares Teil 32 auf der Rakelwelle 1 drehbar gelagert
ist. Das Anschlußgehäuse 32 trägt dabei den
Leitungsanschluß 33,
mit dem die Kühl-
oder Heizflüssigkeit
heran- oder weggeleitet wird. Das Anschlußgehäuse 32 ist in diesem
Ausführungsbeispiel ringartig
ausgebildet und wird seitlich je durch Abdichtscheiben 30 abgedichtet.
Diese Abdichtscheiben 30 sind als mitlaufendes Teil 30 auf
der Rakelwelle 1 fest angeordnet. Hierzu dient eine nicht
dargestellte Befestigungsschraube, die in der Bohrung 31 (mit
Gewinde) eindrehbar ist. Gleichzeitig wirkt die Dichtscheibe 30 auch
als axiales Befestigungsmittel, da es dadurch die axiale Lage des
Anschlußgehäuses 32 definiert.
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Es
ist klar, daß gemäß der Erfindung
das Anschlußgehäuse 32 entweder
durch die separaten Dichtscheiben 30 abgedichtet wird oder
aber selber ein dichtes Gehäuse
darstellt.
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Kühl- oder
Heizflüssigkeit
wird durch eine nicht dargestellte Leitung über den Leitungsanschluß 33 in
das Anschlußgehäuse 32 geleitet.
Im Inneren besitzt das Anschlußgehäuse einen
entsprechenden Raum, der von der Flüssigkeit gefüllt ist
und die Rakelwelle umgibt. Es besteht zumindest zeitweise, wenn
nicht andauernd Verbindung über
die Bohrung 34 in das Welleninnere 20 der Hohlwelle 2.
Diese hydraulische Verbindung erlaubt es permanent Flüssigkeit
durch die Hohlwelle zu fördern,
um entweder die Kühlung
oder eine Beheizung der Rakelwelle zu erreichen. Zu- und Ableitung
sind gleichartig ausgebildet.
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Die
jetzt mit der Anmeldung und später
eingereichten Ansprüche
sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
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Sollte
sich hier bei näherer
Prüfung,
insbesondere auch des einschlägigen
Standes der Technik, ergeben, daß das eine oder andere Merkmal
für das
Ziel der Erfindung zwar günstig,
nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon
jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere
im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist.
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Die
in den abhängigen
Ansprüchen
angeführten
Rückbeziehungen
weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches
durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind
diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen,
gegenständlichen
Schutzes für
die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
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Merkmale,
die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im
Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel
zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.
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Merkmale,
die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale
aus Ansprüchen,
die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit zur Abgrenzung
vom Stande der Technik in den ersten Anspruch übernommen werden, und zwar
auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen
erwähnt wurden
beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders
günstige
Ergebnisse erreichen.