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Vorrichtung zum Streichen oder Beschichten von Papierbahnen oder dgl.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Streichen oder Beschichten von Papierbahnen
oder dgl., mit einem Rakelkopf, der aus einem weichelastischen Pufferkörper und
einem an dessen Vorderseite drehbar gelagerten Rollrakelstab besteht, wobei der
Pufferkörper rückwärtig, verstellbar über eine Justiereinrichtung, an einem Rakelbalken
oder dgl.
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anliegt und der Rakelkopf auf der Seite des Bahnabzugs durch eine
starre Führungsleiste des Rakelbalkens gehalten ist.
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Rakeleinrichtungen mit einem Rollrakelstab werden bei der Herstellung
von gestrichenem oder beschichtetem Papier zum Abstreifen der im Uberschuß aufgetragenen
Streichmasse eingesetzt. Um einen besonders gleichmäßigen, streifenfreien
Strich
zu erreichen, wird angestrebt, den Rollrakelstab auf seiner gesamten Länge, die
im allgemeinen mehrere Meter beträgt, mit gleichmäßiger Kraft an die Bähn anzudrücken,
wobei die Berührungslinie des Rakelstabes mit der Bahn genau quer zur Bewegungsrichtung
der Bahn und exakt geradlinig sein soll. Bei dem Einsatz einer Gegenwalze soll der
Rollrakelstab sich außerdem Unregelmäßigkeiten in der Walzenoberfläche elastisch
anschmiegen können.
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Durch die DE-PS 21 50 906 und die DE-PS 21 50 907 sind Rakeleinrichtungen
bekannt, bei denen der Rakelstab in einem kautschukelastischen Pufferkörper gelagertist,
welcher seinerseits durch eine elastische Halterung, z. B.
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ein Federblatt, an die Bahn angedrückt wird. Bei dieser Ausgestaltung
können zwar Unebenheiten auf der Gegenwalze durch ein elastisches Ausweichen des
Rakelstabes relativ gut ausgeglichen werden; doch können dabei Verformungen des
weichelastischen Pufferkörpers und damit des biegsamen Rakelstabes auftreten, die
zu einer gekrümmten und nicht exakt quer zur Bewegungsrichtung der Bahn gerichteten
Berührungslinie zwischen Rakelstab und Bahn führen können, was eine Streifenbildung
auf der Papierbahn zur Folge hat.
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Durch die DE-PS 20 07 067 ist weiterhin eine Rakeleinrichtung bekannt,
bei der ein kautschukelastischer Pufferkörper für den Rollrakelstab zwischen zwei
starren, sich über die gesamte Bahnbreite erstreckenden Führungsleisten
eingefaßt
ist. Bei dieser Ausführung ist eine genau geradlinige, quer zur Bahnbewegung gerichtete
Berührungslinie zwischen Rakelstab und Bahn gewährleistet. Nachteilig ist jedoch,
daß sich der Pufferkörper wegen seiner starren Einfassung nur geringfügig verformen
kann, so daß der Rakelstab Unebenheiten der Gegenwalze nicht in hinreichendem Maße
ausweichen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung
zum Streichen oder Beschichten von Papierbahnen oder dgl. zu schaffen, mit der ein
gleichbleibender, streifenfreier Strich erzielt wird, d. h.
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bei der die Druckkräfte zwischen Bahn und Rollrakelstab über der gesamten
Bahnbreite konstant sind, der Rollrakelstab bei Unebenheiten der Gegenwalze in hinreichendem
Maße elastisch ausweichen kann und die Berührungslinie zwischen Rollrakelstab und
Bahn jederzeit exakt geradlinig und quer zur Bahnbewegung gerichtet ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rakelkopf
in einer nach vorne und zur Bahnzuführungsseite hin offenen Eck-Nut des Rakelbalkens
angeordnet ist und daß der Pufferkörper auf der Bahnzuführungsseite eine freie Seitenfläche
aufweist, vor der ein freier Verdrängungsraum für den Pufferkörper vorgesehen ist.
Bei dieser Ausgestaltung wird der Rakelkopf durch die im Betrieb auftretenden Bewegungs-
und Anpreßkräfte in die Eck-Nut des Rakelbalkens
in einer Weise
hineingedrückt, daß eine einwandfreie Führung des Rakelkopfes quer zur Bahn gegeben
ist. D. h.
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die Bewegungslinie zwischen Rollrakelstab und Bahn ist jederzeit geradlinig
und quer zur Bewegungsrichtung der Bahn gerichtet. Da der Pufferkörper auf der Bahnzuführungsseite
eine freie Seitenfläche aufweist, vor der ein freier Raum zur Aufnahme von verdrängtem
Material des Pufferkörpers vorgesehen ist, kann sich der Pufferkörper trotz seiner
Führung in der Eck-Nut nahezu unbehindert elastisch verformen0 Infolgedessen kann
der Rakelstab bei Unebenheiten der Gegenwalze auf einer größeren Breite oder auch
punktuell in hinreichendem Maße elastisch ausweichen, so daß es nicht zu einer Streifenbildung
kommt. Insgesamt sorgt also der spezielle unsymmetrische Aufbau der Lagerung des
Rakelkopfes für eine in jeder Hinsicht optimale Funktion der Rakeleinrichtung.
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I)a bei der Ausgestaltung nach der Erfindung der Rakelkopf in sich
elastisch ist, aber gleichzeitig an dem starren Rakelbalken anliegt, ist es in einfacher
Weise möglich, eine Justiereinrichtung zu installieren, die Konturfehler der Gegenwalze
über der gesamten Bahnbreite ausgleicht und für gleichmäßige Andruckkräfte sorgt.
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Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann der Puffer auf
voller Breite an der Bahnabzugseite durch die starre Führungsleiste gehalten sein.
Bei dieser Ausführungsform kann der aus Pufferkörper und Rollrakelstab bestehende
Rakelkopf in bequemer Weise als eine Einheit montiert und
in die
Eck-Nut des Rakelbalkens eingelegt werden.
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Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung kann der Rollrakelstab
an der Bahnabzugsseite unmittelbar durch die starre Führungsleiste gehalten sein
und kann zwischen der Führungsleiste und dem Pufferkörper ein zweiter freier Verdrängungsraum
für den Pufferkörper vorgesehen sein.
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Durch die unmittelbare Anlage der starren Führungsleiste am Rollrakelstab
erhält letzterer eine extrem genaue, geradlinige Führung. Der zusätzliche freie
Verdrängungsraum erhöht gleichzeitig die Verformungsmöglichkeiten des Pufferkörpers,
so daß dieser bei Unebenheiten der Gegenwalze besonders leicht ausweichen kann.
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Der Erfindung zufolge können im Rakelbalken als Justiereinrichtung
mehrere, etwa senkrecht zur Bahnebene orientierte Spindeln in gleichen Abständen
voneinander angeordnet sein.
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Bei dieser Ausgestaltung wird das Problem eines Ausgleichs von Konturfehlern
der Gegenwalze über der Bahnbreite mit einem geringen Fertigungs- und Montageaufwand
gelöst. Der Einbau von Spindeln erlaubt dabei sowohl eine manuelle als auch eine
automatische Anpassung an die Gegenwalzenkontur.
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Der Erfindung zufolge kann zwischen den Spindelköpfen und der Rückseite
des Pufferkörpers eine Druckverteilerleiste angeordnet sein. Die Druckverteilerleiste
verteilt die punktuell durch die Spindelköpfe aufgebrachten Kräfte in
Längsrichtung
des Rakelkopfes, wodurch eine gleichmäßige, sprungfreie Verformung des Pufferkörpers
erreicht wird.
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In Ausgestaltung der Erfindung kann die Führungsleiste eine abgekröpfte
Vorderkante aufweisen, welche den Pufferkörper an seiner Vorderseite teilweise umgreift,
und kann der Pufferkörper auf der Bahnzuführungsseite im Bereich des uebergangs
von freier Seitenfläche zur Rückseite durch.eine schmale Stützkante gehalten sein,
deren Berührungsfläche mit dem Pufferkörper etwa senkrecht zur Bahnebene liegt.
Durch die abgekröpfte Vorderkante und die Stützkante wird der Pufferkörper auch
ohne die Bewegungskräfte der Bahn jederzeit sicher gehalten, was insbesondere für
die Montage und Stillstandszeiten von Bedeutung ist. Da die Berührungsfläche zwischen
Stützkante und Pufferkörper etwa senkrecht zur Bahnebene liegt, kann der Pufferkörper
bei der Montage in bequemer Weise an dem Rakelbalken eingerastet werden. Dieæ Ausrichtung
der Berührungsfläche sorgt außerdem dafür, daß trotz der sicheren Halterung des
Rakelkopfes die Funktion der Justiereinrichtung nicht behindert ist. Die abgekröpfte
Vorderkante und die Stützkante können so schmal ausgebildet sein, daß der freie
Verdrängungsraum für den Pufferkörper nur in vernachlässigbarer Weise verringert
ist.
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Der Erfindung zufolge kann die Rückseite des Pufferkörpers weiterhin
durch eine dünne Federstahlklinge abgedeckt sein.
Die Federstahlklinge
sorgt für eine noch gleichmäßigere und breitere Verteilung der Spindelkräfte, wobei
insbesondere eine vollkommen glatte, wellenfreie Anlage der Rückseite des Pufferkörpers
erzielt wird.
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Der Erfindung zufolge kann die Druckverteilerleiste auf dem Randbereich
der Federstahlklinge aufliegen, welcher der Stützkante benachbart ist. Bei dieser
Ausgestaltung kommt es bei einem Verstellen der Justiereinrichtung zu einer Schwenkbewegung
des Pufferkörpers, da dieser auf der einen Seite durch die abgekröpfte Vorderkante
der Führungsleiste gehalten und im Bereich der Stützkante frei verschiebbar ist.
Die Anordnung der Druckverteilerleiste auf dem Randbereich der Federstahlklinge,
welcher der Stützkante benachbart ist, ist dieser Schwenkbewegung im Hinblick auf
die auftretenden Kräfte und Verformung in besonderer Weise angepaßt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können der Pufferkörper
auf seiner Rückseite und die Druckverteilerleiste an ihrer Vorderseite jeweils einander
zugeordnete, formschlüssig ineinandergreifende Profile aufweisen. Diese Ausführungsform
bietet sich insbesondere für den Fall eines Pufferkörpers mit einem zweiten freien
Verdrängungsraum an, da hier die einander zugeordneten, formschlüssig ineinandergreifenden
Profile für eine einfache Montage und einen ständigen Halt des Rakelkopfes sorgen.
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Gemäß einer speziellen weiteren Aufgabe der Erfindung sollen eine
Einsparung an Trocknungsenergie und eine Erhöhung der Bahngeschwindigkeit ermöglicht
werden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der Rakeleinrichtung in an
sich bekannter Weise eine Auftragswalze an der Bahn vorgelagert ist, daß diese Auftragswalze
einen Radius aufweist, welcher etwa dem Swei- bis Dreifachen der Breite des Pufferkörpers
entspricht, und daß die Auftragswalze in unmittelbarer Nähe der Rakeleinrichtung
angeordnet ist. Der ungewöhnlich kleine Radius der Auftragswalze ermöglicht es,
die Auftragswalze so nahe an der Rakeleinrichtung anzuordnen, daß der Bahnweg zwischen
dem Auftragen und dem Abstreifen des Uberschusses der Streichmasse extrem kurz,
d. h. weniger als 10 Zentimeter, betragen kann. Infolgedessen kann die in der Streichmasse
enthaltende Feuchtigkeit nur in geringem Maße in die Papierbahn oder dgl. eindringen,
so daß bei dem anschließenden Trocknungsvorgang erhebliche Energiemengen eingespart
werden können. Darüber hinaus wird durch den vergleichsweise geringen Feuchtigkeitsgehalt
die Zugfestigkeit der Bahn nur wenig herabgesetzt, so daß zum einen dünnere Papierbahnen
verarbeitet werden können und zum anderen die Bahngeschwindigkeit erhöht werden
kann. Diese Anordnung der Auftragswalze ist zwar besonders vorteilhaft in Verbindung
mit dem unsymmetrisch gelagerten Rakelkopf nach der Erfindung, der auch bei sehr
hohen Bahngeschwindigkeiten eine gleichmäßige Streichqualität garantiert. Da diese
Anordnung der Auftragswalze jedoch auch bei anderen Rakeleinrichtungen für Papierbahnen
oder
dgl. mit Nutzen anwendbar ist, wird hierfür selbständiger Schutz beansprucht.
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Der Erfindung zufolge kann zwischen der Auftragswalze und der Rakeleinrichtung
lediglich ein schmaler Spalt verbleiben und kann die von der Rakeleinrichtung gebildete
Spaltfläche etwa senkrecht zur Bahn orientiert sein. Bei dieser Anordnung kann der
Spalt zwischen Auftragswalze und Rakeleinrichtung zur genauen, gleichmäßigen Streichmittelverteilung
genutzt werden.
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Nach einer möglichen Ausführungsform der Erfindung kann die Drehrichtung
der Auftragswalze gleichsinnig zur Bahnorientierung sein und kann die Seitenfläche
der Rakeleinrichtung zwischen Rakelstab und Spaltfläche einen gleichmäßigen, kantenfreien
Verlauf haben. Bei dieser Drehrichtung der Auftragswalze kann die überschüssige
Streichmasse, welche sich vor der Rakeleinrichtung sammelt und an deren glatter
Kontur abläuft, von der Auftragswalze unmittelbar zurück in den Streichmassenbehälter
gefördert werden, so daß vor der Rakeleinrichtung keine Streichmassenstaus und damit
keine Streifenbildungen auftreten können.
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Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Drehrichtung
der Auftragswalze gegensinnig zur Bewegungsrichtung der Bahn orientiert sein. In
diesem Falle dient der Spalt zwischen Auftragswalze und Rakeleinrichtung
zu
einer Vordosierung der Streichmasse, so daß nur noch geringe Streichmassenüberschüsse
auf die Bahn gelangen und eine besonders gleichmäßige Streichqualität erzielt wird.
Die gegensinnige Bewegungsrichtung von Auftragswalze und Bahn verhindert weiterhin,
daß im Auftragsspalt Luftblasen in der aufgetragenen Schicht entstehen können.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben,
in der zeigen Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung
und Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Rakeleinrichtung 1,
welche zum Abstreifen von im Uberschuß auf einer Bahn 2 auf getragenen Streichmasse
dient. Die Rakeleinrichtung 1 weist einen Rakelkopf 3 auf, welcher aus einem weichelastischen
Pufferkörper 4 und einem an dessen Vorderseite drehbar gelagerten Rollrakelstab
5 besteht. Der Rakelkopf 3 wird von einem starren Rakelbalken 6 gehalten, welcher
sich über die gesamte Breite der Bahn 2, welche z. B.
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SMerüer betragen kann, erstreckt. Der Pufferkörper 4 liegt an der
Bahnabzugsseite auf voller Breite an einer starren Führungsleiste 7 des Rakelbalkens
6 an, welcher für eine
geradlinige, quer zur Bahnbewegung gerichtete
Führung des Rollrakelstabes 5 sorgt. Der Pufferkörper 4 stützt sich rückwärtig über
eine Justiereinrichtung 8 an dem Grundkörper 9 des Rakelbalkens 6 ab, so daß er
insgesamt in einer nach vorne und zur Bahnzuführungsseite hin offenen, von der Führungsleiste
7 und dem Grundkörper 9 gebildeten Eck-Nut 10 des Rakelbalkens 6 gelagert ist. Der
Rakelkopf 3 wird während des Betriebs durch Bewegungskräfte in die Eck-Nut 10 hineingedrückt
und in dieser gehalten. Zur Halterung im Stillstand ist eine zusätzliche Stützkante
11 am unteren Rand des Grundkörpers 9, sowie eine abgekröpfte Vorderkante 12 an
der Führungsleiste 7 vorgesehen.
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Auf der Bahnzuführungsseite weist der Pufferkörper 4 eine freie Seitenfläche
13 auf, vor der ein freier Verdrängungsraum V liegt, so daß sich der Pufferkörper
4 nahezu unbehindert verformen kann. Dieses ist besonders von Vorteil, wenn die
Bahn nicht frei geführt ist, sondern wie meist üblich, auf einer Gegenwalze 14 aufliegt.
Bei Unebenheiten auf der Umfangsfläche der Gegenwalze 14 kann nunmehr der Rollrakelstab
5 aufgrund der Verformung des Pufferkörpers 4 so stark elastisch ausweichen, daß
es nicht zu einer Streifenbildung oder dgl. kommt.
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Um Konturfehler über der Breite der Gegenwalze 14, z. B.
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verstärkte Abnutzung im mittleren Bereich, ausgleichen zu können,
besteht die Justiereinrichtung 8 aus mehreren,
etwa senkrecht zur
Bahnebene orientierten Spindeln 15, welche in gleichen Abständen voneinander angeordnet
sind und unabhängig voneinander eingestellt werden können. Die Druckkräfte an den
Spindelköpfen werden über eine Druckverteilerleiste 16 und eine Federstahlklinge
17 gleichmäßig an den Pufferkörper 4 verteilt.
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Wird eine der Spindeln 15 zugestellt, so kommt es in dem entsprechenden
Längsbereich zu einer Schwenkbewegung des Pufferkörpers 4 um seinen oberen, eingefaßten
Teil. Denn auf der Bahnzuführungsseite kann sich der Pufferkörper frei auf die Bahn
2 zubewegen, da die Beruhrungsfläche der Stützkante 11 mit dem Pufferkörper 4 etwa
senkrecht zur Bahnebene liegt. Gleichzeitig wird aber der Pufferkörper 4 auf der
Bahnabzugsseite durch die abgekröpfte Vorderkante 12 der Führungsleiste 7 zusammen
mit der Federstahlklinge 17 am Rakelbalken 6 gehalten. Die Verstellung des Rakelkopfes
3 durch die Justiereinrichtung 8 wird dadurch erleichtert, daß die Druckverteilerleiste
16 unterhalb des Rollrakelstabes 5 liegt und an dem Randbereich der Federstahlklinge
17 angreift, welcher der Stützkante 11 benachbart ist,
Bei dem
Beispiel nach Fig. 1 ist der Rakeleinrichtung 1 an der Bahn 2 eine Auftragswalze
18 vorgelagert; die einen Radius von etwa der zwei- bis dreifachen Breite des Pufferkörpers
4 aufweist. Die Auftragswalze 18 ist dabei so dicht an der Rakeleinrichtung 1 angeordnet,
daß zwischen diesen lediglich ein schmaler Spalt 19 verbleibt, wobei die von der
Rakeleinrichtung 1 gebildete Seitenfläche 20 des Spaltes 19 etwa senkrecht zur Bahn
2 orientiert ist.
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Die Drehrichtung der Auftragswalze 18 ist gleichsinnig zur Bahnbewegung
gerichtet, so daß sie beim Passieren eines Vorratsbehälters 21 Streichmasse mitnimmt
und diese im Bereich eines Auftragspaltes 22 auf derBahn 2 im Uberschuß aufträgt.
Die Rakeleinrichtung 1 egalisiert die Streichmasse und nimmt die überschüssige Beschichtung
von der Bahn 2 ab. Da die Seitenfläche 13 der Rakeleinrichtung 1 zwischen Rollrakelstab
5 und der Spaltfläche 20 einen gleichmäßigen, kantenfreien Verlauf hat, kann hier
die überschüssige Streichmasse ungehindert abfließen und wird im Bereich des Spaltes
19 von der Auftragswalze 18 mitgenommen und wieder zurück in den Vorratsbehälter
21 gefördert.
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Eventuell in der Streichmasse eingeschlossene Luft wird ebenfalls
durch den Spalt 19 abgeführt. Die Drehrichtung der Auftragswalze 18 kann, wie im
Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 näher erläutert wird, auch
gegenläufig zur Bahnbewegung sein.
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Die Rakeleinrichtung 23 nach Fig. 2 weist einen Rakelbalken 24 mit
einem Grundkörper 25 und einer Führungsleiste 26 auf, die wiederum eine nach vorne
und zur Bahnzuführungsseite hin offene Eck-Nut 27 als Lagerung für den Rakelkopf
28 bilden.
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In dem Beispiel nach Fig. 2 liegt allerdings die starre Führungsleiste
26 direkt an dem Rollrakelstab 29 an, weshalb die Führungsleiste 26 vorteilhafterweise
mit einer abnehmbaren, zusätzlichen Verschleißleiste 30 ausgestattet ist.
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Der Rollrakelstab 29 ist wiederum in einem weichelastischen Pufferkörper
31 gelagert, welcher eine freie Seitenfläche 32 auf der Bahnzuführungsseite aufweist,
vor der ein freier Verdrängungsraum V vorgesehen ist. Zwischen der Führungsleiste
26 und dem Pufferkörper 31 befindet sich ein zweiter freier Verdrängungsraum 33,
so daß der Pufferkörper 31 insgesamt eine besonders.hohe Verformbarkeit aufweist.
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Die Justiereinrichtung 34 wird wiederum durch Spindeln 35 mit einer
vorgelagerten Druckverteilerleiste 36 gebildet.
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Zur Vereinfachung seiner Montage und Halterung weist der Pufferkörper
31 auf seiner Rückseite ein Hakenprofil 37 auf, welches formschlüssig in ein Gegenprofil
38 der Druckverteilerleiste 36 eingreift. Eine weitere Montagehilfe ergibt sich
aus der Abnehmbarkeit der Führungsleiste 26 vom Grundkörper 25 des Rakelbalkens
24.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 läuft die Auftragswalze 18,
die ebenfalls in unmittelbarer Nähe der Rakeleinrichtung 23 angeordnet ist, gegensinnig
zur Bewegungsrichtung der Bahn 2, so daß die Streichmasse von dem Vorratsbehälter
21 zunächst in einem Spalt 39 zwischen Rakeleinrichtung 23 und Auftragswalze 18
vordosiert und egalisiert wird. Auch hier ist die von der Rakeleinrichtung 23 gebildete
Spaltfläche 40 etwa senkrecht zur Bahn 2 orientiert. Infolgedessen wird im Auf tragsspalt
22 die Streichmasse bereits sehr gleichmäßig auf die Bahn 2 aufgetragen, wobei ein
weiterer Vorteil darin besteht, daß bei der gegenläufigen Drehrichtung der Auftragswalze
im Auftragsspalt 22 keine Lufteinschlüsse in der Streichschicht auftreten können.
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Selbstverständlich ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 auch
eine mitläufige Drehrichtung der Auftragswalze 18 möglich.
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Bei beiden Ausführungsbeispielen ist die Distanz zwischen Auftragswalze
22 und Rollrakelstab 5 bzw. 28 sehr kurz, so daß die in der Streichmasse enthaltene
Feuchtigkeit nur in geringfügigem Maße in die Bahn 2 eindringen kann.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung ist bei beiden Ausführungsformen
wegen der einfachen und kostengünstigen, technisch aber sehr anspruchsvollen Lösung
besonders für kleine und mittlere Maschinengrößen geeignet.
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