DE3839564A1 - Rakelwelle zum volumetrischen dosieren von beschichtungsmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rakelwelle zum volumetrischen Dosieren von Beschichtungsmaterial gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Beschichten laufender Materialbahnen mit einer Rakelwelle als Dosierelement.

Beim Beschichten von laufenden Papier- oder Kartonbahnen ist der Einsatz von mit Umfangsrillen versehenen Rakelwellen bekannt. Derartige Rakelwellen dienen dazu, auf die zu beschichtende Bahn einen dosierten Farb- oder Leimfilm aufzutragen, wobei die Menge des aufgetragenen Beschichtungsmaterials durch den Rillenquerschnitt beeinflußt werden kann.

Der Einsatz der Rakelwellen erfolgt entweder direkt an der Bahn, d.h. auf die Bahn wird mit einem vorgeschalteten Auftragwerk das Beschichtungsmaterial im Überschuß aufgetragen, anschließend wird mit der Rakelwelle auf das gewünschte Auftragsgewicht dosiert, oder es wird zunächst auf eine Walze dosiert, die anschließend das Beschichtungsmaterial in einem Walzenspalt an die Bahn abgibt. Die Bahn wird dazu durch den Preßspalt zwischen zwei Walzen geführt, wobei an einer oder beiden Walzen im nicht von der Bahn umschlungenen Bereich ein Auftragwerk mit nachfolgender Rakelwelle angeordnet ist.

Gattungsgemäße Rakelwellen sind aus der DE-OS 37 35 889 und dem DE-OM 84 14 413 bekannt. Bei der in der ersteren Schrift beschriebenen Streicheinrichtung liegt die Rakelwelle direkt an der Papierbahn an, bei der letzteren dient sie zum Auftragen eines Films auf eine Walze, die anschließend in einem Walzenspalt das Beschichtungsmaterial an die Bahn abgibt.

In der DE-OS 37 35 889 sind Rakelwellen beschrieben, bei denen die Umfangsrillen nach einer Ausführungsform durch Aufbringen einer Drahtwicklung erzeugt werden, nach einer anderen Ausführungsform werden die Umfangsrillen in Form eines Gewindes durch spanlose Verformung (sogenanntes Rollen oder Drücken) erzeugt.

Drahtumwickelte Rakelwellen haben den Nachteil einer aufwendigen Herstellung, und bei einem Drahtbruch kann es zur Zerstörung des Gegenwalzenbezugs oder des Rakelwellenbetts, in dem die Rakelwellen geführt werden, kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Rakelwelle zu schaffen, die vereinfacht anzufertigen ist und eine hohe Flexibilität bezüglich der Gestaltung der Rillung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch Auswahl der ringförmigen bzw. hülsenförmigen Elemente in Form und Abmessung läßt sich bei der Fertigung einfach eine Vielzahl von Oberflächenprofilen erzeugen. Gleichfalls weist die erfindungsgemäße Ringrakelwelle gute Notlaufeigenschaften auf, d.h. bei einem Verschleiß der Ringe bzw. der Erhebungen der Hülsen treten die vorhin erwähnten Beschädigungen nicht auf.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.

Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung der Erfindung anhand vereinfacht dargestellter Ausführungsbeispiele.

Fig. 1 zeigt ausschnittsweise einen Längsschnitt durch eine Rakelwelle, bei der wechselweise Elemente mit größerem und kleinerem Außendurchmesser aufgezogen sind.

Fig. 2 zeigt ausschnittsweise einen Längsschnitt durch eine Rakelwelle, bei der die ringförmigen Elemente kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

Fig. 3 zeigt ausschnittsweise den Längsschnitt durch eine Rakelwelle mit ringförmigen Elementen, deren äußere Längskanten abgeschrägt sind.

Fig. 4 zeigt ausschnittsweise den Längsschnitt durch eine Rakelwelle mit hülsenförmigen Elementen, die eine gerillte Außenfläche aufweisen.

Eine Rakelwelle nach der Erfindung besteht aus einem zylindrischen Grundkörper 1 in Form einer glatten Stange, auf die ringförmige Elemente 2 bzw. 3 bzw. 4 oder hülsenförmige Elemente 5 mit gerillter Außenfläche aufgezogen sind. Die Elemente 2-5 wurden bei der Herstellung nacheinander über die glatte Stange 1 gezogen und auf dieser verdrehsicher befestigt. Die Befestigung kann mittels der bekannten Wellen-Naben-Verbindungen erfolgen, also mit Reib- oder Formschluß. Bei den vorliegenden Ausführungsformen erfolgte die Befestigung derart, daß die Elemente 2-5 nach dem Aufschieben auf die Stange 1 einer Schrumpfung unterzogen wurden, so daß ein verdrehsicherer Preßsitz entstand. Die Elemente 2-5 werden aus verschleißarmen Materialien, z.B. aus Hartmetallen, hartverchromtem Stahl oder oxidkeramischen Werkstoffen geformt.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 sind wechselweise aufeinanderfolgende Elemente 2.1, 2.2 mit größerem bzw. kleinerem Außendurchmesser aufgezogen, die jeweils rechteckigen Querschnitt aufweisen. Die Umfangsrille, deren Querschnitt den Auftrag bestimmt, wird durch die Vertiefung zwischen zwei Elementen 2.1 mit größerem Außendurchmesser und dem äußeren Umfang eines Elementes 2.2 mit geringerem Außendurchmesser gebildet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind unmittelbar nebeneinander ringförmige Elemente 3 mit kreisförmigem Querschnitt aufgezogen. Jeweils zwischen zwei ringförmigen Elementen 3 entsteht aufgrund des kreisförmigen Querschnitts eine rillenförmige Vertiefung. Deren Querschnitt läßt sich über den Durchmesser der Elemente 3 beeinflussen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind unmittelbar nebeneinander ringförmige Elemente 4 aufgezogen, deren Querschnitt im äußeren Bereich trapezförmig ist. Dazu sind die beiden äußeren Längskanten jedes Elementes 4 abgeschrägt, so daß zwischen zwei benachbarten Elementen 4 eine im Querschnitt V-förmige Rinne entsteht. Bei dieser Ausführungsform läßt sich der Querschnitt der Rinne sowohl durch die Basisbreite der Elemente 4 als auch durch den Abschrägungswinkel der Längskanten einstellen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind einzelne hülsenförmige Elemente 5 aufgezogen, deren Außenfläche mit Umfangsrillen versehen ist. Die in Fig. 5 dargestellten V-förmigen Rillen werden durch mechanische Oberflächenbearbeitung erzeugt.

Rillen mit anderem Querschnitt sind ebenfalls auf der Hülsenaußenfläche erzeugbar, insbesondere läßt sich die Oberflächenstruktur der Beispiele nach Fig. 1 und 2 in die Hülsen einarbeiten.

Da die erfindungsgemäßen Rakelwellen das Beschichtungsmaterial gleichmäßig auftragen sollen, sind die einzelnen Rillen nebeneinander mit geringem Abstand voneinander angeordnet. Rillenabstände zwischen 0,05 und 0,5 mm haben sich als vorteilhaft erwiesen. Bei diesen Abmessungen ist die Übertragung der rillenbedingten Strichstruktur auf die zu beschichtende Bahn vernachlässigbar.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen verlaufen die Rillen über den vollen Umfang senkrecht zur Achse der Stange 1, also in Papierlaufrichtung. Ebenso ist es möglich, durch Aufziehen von in Achsrichtung verformten Elementen eine Profilierung mit zur Laufrichtung geneigten Rillen zu erzeugen.

Bevorzugtes Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Ringrakelwelle sind Beschichtungsvorrichtungen, die Leim oder Pigmentfarben indirekt über eine Walze auf eine Papierbahn auftragen. Diese Beschichtungsvorrichtungen weisen zwei Preßwalzen auf, durch deren Spalt die Papierbahn geführt ist. An einer oder beiden Walzen ist ein bekanntes Auftragwerk (z.B. ein Düsenauftragwerk) mit einem in Walzendrehrichtung nachfolgend angeordneten Dosiersystem angeordnet, das als Dosierelement eine erfindungsgemäße Rakelwelle aufweist. Die Rakelwelle ist in einer elastischen Halterung gelagert und gegenläufig zur Preßwalze angetrieben. Derartige Beschichtungsvorrichtungen sind ausführlich in dem DE-GM 84 14 413 beschrieben. Eine besonders vorteilhafte Halterung für die Rakelwelle beschreibt die DE-PS 30 22 955.

Ebenso sind die erfindungsgemäßen Rakelwellen zum Einsatz in Beschichtungsvorrichtungen geeignet, bei denen direkt auf der Papierbahn dosiert wird. Diese Beschichtungsvorrichtungen weisen eine Gegenwalze auf, um die die Papierbahn geführt ist. Im von der Papierbahn umschlungenen Bereich der Gegenwalze ist ein Auftragwerk, z.B. ein Walzenauftragwerk oder ein Düsenauftragwerk, angeordnet, das Beschichtungsmaterial im Überschuß auf die Papierbahn direkt aufträgt. In Bahnlaufrichtung hinter dem Auftragwerk folgt ein Dosiersystem, das von der Papierbahn das überschüssige Beschichtungsmaterial bis auf das gewünschte Strichgewicht abstreift. Als Dosiersysteme sind elastisch gelagerte glatte Rakelwellen bekannt, wie z.B. in der DE-PS 30 22 955 beschrieben. Anstelle dieser glatten Rakelwellen läßt sich vorteilhaft eine Rakelwelle nach der Erfindung einsetzen.

Claims (6)

1. Rakelwelle zum volumetrischen Dosieren von Beschichtungsmaterial, insbesondere auf laufende Papier- oder Kartonbahnen, die in Achsrichtung nebeneinander angeordnete, umlaufende Umfangsrillen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem zylinderförmigen und glatten Grundkörper (1) in Achsrichtung nebeneinander einzelne ringförmige Elemente (2, 3, 4) oder hülsenförmige Elemente (5) mit gerillter Außenfläche aufgezogen sind.

2. Rakelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ringförmigen Elemente (2) rechteckigen Querschnitt aufweisen und daß wechselweise Elemente mit größerem und kleinerem Außendurchmesser aufgezogen sind.

3. Rakelwelle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ringförmige Elemente (3) mit kreisförmigem Querschnitt.

4. Rakelwelle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ringförmige Elemente (4), deren Querschnitt im äußeren Bereich trapezförmig ist, wobei die beiden äußeren Längskanten jedes Elements (4) abgeschrägt sind.

5. Vorrichtung zum Beschichten laufender Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, mit zwei Preßwalzen, wobei an einer oder beiden Walzen ein Auftragwerk und in Walzendrehrichtung nachfolgend ein Dosiersystem angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Dosierelement eine Rakelwelle nach den Ansprüchen 1 bis 4 eingesetzt ist.

6. Vorrichtung zum Beschichten laufender Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, mit einer Gegenwalze, um die die Papierbahn geführt ist, mit einem Auftragwerk im von der Papierbahn umschlungenen Bereich der Gegenwalze und mit einem in Bahnlaufrichtung folgenden Dosiersystem, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosiersystem eine Rakelwelle nach den Ansprüchen 1 bis 4 als Dosierelement enthält.