DE4207731A1 - Abstuetzleiste fuer eine beschichtungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstützleiste für ein Schabermesser in Vorrichtungen zum Beschichten von laufenden Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Beschichten einer laufenden Materialbahn gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.

Zum Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen sind Vorrichtungen bekannt, die ein Auftragwerk (Walzen- oder Düsenauftragwerk) aufweisen, mit dem das Beschichtungsmaterial, z. B. Streichfarbe, im Überschuß auf die Bahn aufgetragen wird. Ein im Anschluß an das Auftragwerk angeordnetes Dosiersystem mit einem Schabermesser als Dosierelement rakelt den Überschuß bis auf das gewünschte Strichgewicht ab, wobei sich die Höhe des Strichgewichts über den Anpreßdruck des Schabermessers an die Gegenwalze einstellen läßt. Unterhalb seiner Spitze wird das Schabermesser von einer anliegenden Abstützleiste abgestützt, dadurch läßt sich der Anpreßdruck durch Verschieben und/oder Verschwenken des eingeklemmten Schabermesserfußes variieren.

Beim Streichen von Papier- oder Kartonbahnen treten produktionsbedingte Schwankungen im Querprofil der Bahnen auf, die es erforderlich machen, den Anpreßdruck des Schabermessers über die Arbeitsbreite unterschiedlich einzustellen, um einen gleichmäßigen Strich zu erhalten. Dazu ist es aus der DE-PS 28 25 907 bekannt, eine in Grenzen biegsame Abstützleiste über Zug- und Druckschrauben entlang der Unterstützungslinie einzujustieren, je nachdem, ob das Strichgewicht an den entsprechenden Stellen zu hoch oder zu niedrig ist.

Die DE-OS 39 27 329 beschreibt eine gattungsgemäße Beschichtungsvorrichtung, bei der als Verstellelemente für die Abstützleiste Piezo-Translatoren eingesetzt sind. Nach einer Ausführungsform wirken Federn dem Anpressen der Abstützleiste mit den Piezo-Translatoren entgegen, wobei die Gegenkraft der Federn eingestellt werden kann.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß eine gezielte Verbiegung des Schabermessers über die Arbeitsbreite zur Einstellung eines gleichmäßigen Strichprofils bei hohen Bahngeschwindigkeiten sehr schwierig ist. Von der Bahn mit der Überschußmenge an Beschichtungsmaterial wirken von der Gegenwalze weg drückende Kräfte auf das Schabermesser, die abgestützt werden müssen, ohne daß das Strichgewicht ungleichmäßig wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Abstützleiste zu schaffen, die eine lokal unterschiedliche Einstellung des Anpreßdrucks des Schabermessers ermöglicht, ohne daß bei hohen Bahngeschwindigkeiten durch die auf das Schabermesser wirkenden Kräfte Störungen in der Gleichmäßigkeit der Beschichtung auftreten.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Abstützleiste ist einerseits so biegsam, daß eine feinfühlige Einstellung des Anpreßdrucks möglich ist, andererseits ist sie steif genug, um die auf das Schabermesser wirkenden Kräfte ohne Störungen im Strichgewicht aufzunehmen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Beschichtungsvorrichtung zu schaffen, bei der konstruktiv einfach der Anpreßdruck des Schabermessers über die Arbeitsbreite lokal unterschiedlich und sehr exakt eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 3 bzw. 4 gelöst.

Bei der Vorrichtung nach Anspruch 3 ist der Abstand der einzelnen Stellpunkte so gewählt, daß die Nachgiebigkeit der Abstützleiste in einem Bereich liegt, der sowohl eine feinfühlige Einstellung des Anpreßdrucks als auch eine ausreichende Stabilität gewährleistet.

Patentanspruch 4 enthält eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Verstellelemente, mit denen sich die Abstützleiste lokal unterschiedlich verbiegen läßt. Die Verstellelemente ermöglichen ohne großen konstruktiven Aufwand eine spielfreie Einstellung der Abstützleiste.

Die besonders vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 5 ermöglicht eine Grob- und eine Feineinstellung, letztere nach dem Differenzschrauben-Prinzip. Als weiterer Vorteil tritt hinzu, daß sich bei der Grobeinstellung ohne Differenzwirkung eine wieder auffindbare Referenzposition einstellen läßt, von der aus anschließend bei eingeschalteter Differenzwirkung feinpositioniert wird.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Abstützleiste mit den Verstellelementen nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht.

Die Beschichtungsvorrichtung weist eine angetriebene Gegenwalze 1 auf, von der die Materialbahn 2 - eine Papier- oder Kartonbahn von einer Breite von 8 m und mehr - umgelenkt wird. Auf die Materialbahn 1 wurde von einem nicht dargestellten Auftragwerk Beschichtungsmaterial im Überschuß aufgetragen, das von einem Dosiersystem mit einem elastisch verbiegbaren Schabermesser 3 als Dosierelement bis auf das gewünschte Strichgewicht abgerakelt wird. Das Schabermesser 3 ist mit seinem Fuß in einem in Richtung zur Gegenwalze 1 verschiebbaren Klemmbalken 4 festgeklemmt und wird an seiner der Gegenwalze 4 abgewandten Seite unterhalb der Schabermesserspitze von einer in Richtung zur Gegenwalze in Grenzen elastisch biegsamen Abstützleiste 5 abgestützt. Durch eine relative Verschiebung des Klemmbalkens 4 zu der sich über die gesamte Bahnbreite erstreckenden Abstützleiste 5 läßt sich der Anpreßdruck des Schabermessers 3 an die Gegenwalze 1 einstellen.

Die Abstützleiste 5 weist über ihre gesamte Länge - diese entspricht der maximalen Bahnbreite und somit der axialen Länge der Gegenwalze 1 - einen gleichmäßigen Querschnitt auf. Ihre sich an das Schabermesser 3 anlegende Kante ist spitz oder abgerundet mit einem Radius zwischen 1 mm und 3 mm, im Beispiel 2 mm. An der dem Schabermesser 3 abgewandten Seite ist der Querschnitt der Abstützleiste 5 rechteckig und einer zum Schabermesser 3 hin offenen Nut 6 ihres Halters 7 angepaßt, in der die Abstützleiste 5 radial zur Gegenwalze 1 bewegbar gelagert ist. Die tangential zur Gegenwalze 1 gemessene Höhe der Abstützleiste 5 beträgt ca. 20 mm, ihre radial gemessene Breite des im Querschnitt rechtwinkligen Teils ca. 10 mm. Vorzugsweise ist sie aus Chromnickelstahl gefertigt, alternativ kann sie z. B. aus kohlefaser­ verstärkten Kunststoffen hergestellt und/oder verschleißfest beschichtet sein. Die Führung in der Nut 6 des Halters 7 ermöglicht eine Verbiegung der Abstützleiste 5 in einer Verbiegungsebene, die in etwa radial zur Gegenwalze 1 verläuft. Um eine möglichst feine Einstellung der Anliegelinie an dem Schabermesser 3 ohne störende rückwirkende Kräfte zu ermöglichen, beträgt das senkrecht zur Verbiegungsebene gemessene Flächenträgheitsmoment I_x der Abstützleiste 5 zwischen 100 mm⁴ und 5000 mm⁴, vorzugsweise zwischen 800 mm⁴ und 1200 mm⁴; im vorliegenden Beispiel beträgt es 1000 mm⁴.

Damit die Abstützleiste 5 quer über die Arbeitsbreite zur Einstellung eines gewünschten Querprofils des Strichgewichts über einen lokal unterschiedlichen Anpreßdruck des Schabermessers 3 verbogen werden kann, sind über die gesamte Arbeitsbreite an ihrer Rückseite in regelmäßigen Abständen - im Beispiel alle 75 mm - Bohrungen angebracht, in denen jeweils das Ende einer Verstellstange 8 festgeschraubt ist. Die Verstellstangen 8 sind axial frei bewegbar in Bohrungen der Grundplatte 9 des Halters 7 geführt, die an ihrem dem Schabermesser 3 zugewandten Ende eine rechtwinklige Auskerbung aufweist, die zur Bildung der Nut 6 von einer an die Grundplatte 9 angeschraubten Deckplatte 10 nach oben abgedeckt wird.

Über das aus der Bohrung der Grundplatte 9 herausreichende Ende jeder Verstell­ stange 8 ist jeweils eine Hülse 11 gezogen, die sich mit einer wulstartigen Verbreiterung an der Grundplatte 9 abstützt. Über die Hülse 11 ist zumindest eine Tellerfeder 12 gezogen, die sich an einer Seite an dem Wulst, an der anderen Seite an einer Einstellmutter 13 abstützt, die auf das Ende der Verstellstange 8 aufgeschraubt ist. Die Einstellmutter 13 weist eine dem Durchmesser der Hülse 11 angepaßte Bohrung auf, damit sie über die Hülse 11 bewegt werden kann, um durch eine Drehung die Vorspannung der Tellerfeder 12 einstellen zu können. Die Tellerfeder 12 drückt die Verstellstange 8 mit der vorgewählten Vorspannung von der Gegenwalze 1 weg, sie zieht somit an der an der Abstützleiste 5, um den Anpreßdruck an dem Schabermesser 3 zu verringern.

Zum Verstellen der Stange 8 in Richtung zur Gegenwalze 1 und zurück dient eine Einstellschraube 14 mit einer Innenbohrung mit Gewinde und einem zusätzlichen Außengewinde, mit dem sie in ein Gewinde eines Halters 15 geschraubt ist, der an der Grundplatte 9 befestigt ist. In das durchgehende Innengewinde ist koaxial zur Verstellstange 8 eine weitere Schraube 16 eingepaßt, die durch Drehung gegen das Ende der Verstellstange 8 in Richtung zur Gegenwalze 1 bewegbar ist. An dem Ende der Schraube 16 ist eine Scheibe 17 mit polygonalem Querschnitt - im Beispiel ein Sechseck - befestigt, die über ein zentral an ihr befestigte Kugelkappe gegen das Ende der Verstellstange 8 drückt, um die Reibung beim Drehen der Schraube 16 möglichst gering zu halten. Ein an der Oberseite des Halters 15 festschraubbarer Deckel 18 reicht von diesem über die Scheibe 17, die Einstellmutter 13 und die Tellerfeder 12 bis an die Deckplatte 10, um die Verstellelemente an der Oberseite abzudichten. Zugleich ist seine Unterseite ebenflächig den Kanten der Scheibe 17 angepaßt und liegt an deren Umfang formschlüssig an, um ein Mitdrehen der Scheibe 17 und somit der Schraube 16 zu verhindern, wenn an der Einstellschraube 14 gedreht wird. Wie in Fig. 2 dargestellt, weist jedes Verstellelement einen eigenen, abschraub­ baren Deckel 18 auf, um zur Grobeinstellung durch Abnahme eines Deckels 18 ein Mitdrehen der Schraube 16 zu ermöglichen, wie nachfolgend näher beschrieben wird. Um nach dem Differenzschraubenprinzip eine möglichst feine Einstellung zu ermöglichen, weist das Außengewinde der Einstellschraube 14 eine geringere Steigung auf als ihr Innengewinde, das dem Außengewinde der Schraube 16 entspricht. Die Schraube 16 ist etwas länger als die Einstellschraube 14, in der sie gelagert ist. Ihre äußere Stirnfläche kann somit zur Festlegung eines Referenzpunktes mit der äußeren Stirnfläche der Einstellschraube 14 in Deckung gebracht werden.

Die Einstellung einer vorgewählten Krümmung der Abstützleiste 5 zur Vergleich­ mäßigung des Strichprofils der Beschichtung wird wie folgt durchgeführt:

Zunächst werden bei abgeschraubten Deckeln 18 die Einstellschrauben 13 auf den Verstellstangen 18 in eine axiale Position gedreht, bei der die gewünschte Vorspannung der Tellerfedern 12 vorliegt. In der Grundstellung sind die äußeren Stirnflächen der Schrauben 16 deckungsgleich mit den äußeren Stirnflächen der Einstellschrauben 14. Die Grobeinstellung erfolgt nun derart, daß bei abgeschraubten Deckeln 18 jeweils die Einstellschrauben 14 gedreht werden, bis eine Referenzposition erreicht ist. Dabei drücken die Scheiben 17 mit den Kugelkappen gegen die Federkraft der Tellerfedern 12 die Verstellstangen 8 in Richtung zur Gegenwalze 1. Die Schraube 16 dreht mit der Einstellschraube 14 mit, da die Reibung an der Kugelkappe der Scheibe 17 vernachlässigbar klein gegenüber der Reibung im gemeinsamen Gewinde mit der Einstellschraube 14 ist. Wenn die gewünschte Referenzposition erreicht ist, aus der die Feineinstellung vorgenommen wird, werden die Deckel 18 aufgelegt und festgeschraubt und verhindern von nun an ein Mitdrehen der Schrauben 16. Bei einer weiteren Drehung einer Einstellschraube 14 verändert fortan die zugeordnete Schraube 16 ihre axiale Position relativ zur Einstellschraube 14 in Abhängigkeit von der Steigung des gemeinsamen Gewindes. Gegen die Verstell­ stange 8 oder von ihr weg bewegt sich die Scheibe 17 nur noch mit der Differenz der Gewindesteigungen außen und innen an der Einstellschraube 14, wodurch eine sehr feine Einstellung der Abstützleiste 5 in den jeweiligen Bereichen möglich ist. Der Verstellmechanismus der Abstützleiste 5 ist spielfrei, da immer mit oder gegen die Federkraft der gespannten Tellerfedern 12 verstellt wird. Bei einem Wechsel der Verstellrichtung der Verstellstangen 8 wechselt anders als bei den bekannten Verstellschrauben der Kraftfluß nicht.

Darüber hinaus kann der bei der Grobeinstellung gewählte Referenzpunkt einfach wiedergefunden werden, indem die Einstellschraube 14 soweit gedreht wird, bis ihre Stirnfläche wieder deckungsgleich mit der Stirnfläche der Schraube 16 ist. Um den Referenzpunkt genauer festzulegen, können an den Stirnflächen beider Schrauben 14, 16 Markierungen angebracht werden, die zur Deckung gebracht werden.

Claims (7)

1. Abstützleiste für ein Schabermesser in Vorrichtungen zum Beschichten von laufenden Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, die zum Anlegen an das Schabermesser eine abgerundete oder spitze Kante aufweist und die zur Einstellung eines lokal unterschiedlichen Anpreßdrucks über ihre Länge elastisch verbiegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das senkrecht zur Verbiegungsebene gemessene Flächenträgheitsmoment I_x der Abstützleiste zwischen 100 mm⁴ und 5000 mm⁴, vorzugsweise zwischen 800 mm⁴ und 1200 mm⁴, beträgt.

2. Abstützleiste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an das Schabermesser anlegende Kante einen Radius zwischen 1 mm und 3 mm aufweist.

3. Vorrichtung zum Beschichten einer laufenden Materialbahn (2), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einer die Materialbahn umlenkenden Gegenwalze (1), mit einem an die Gegenwalze (2) anpreßbaren Schabermesser (3) und mit einer biegsamen, sich an das Schabermesser (3) unterhalb seiner Spitze anliegenden Abstützleiste (5), die das Schabermesser (3) abstützt, und mit einer über die Arbeitsbreite angeordneten Reihe von Verstellelementen, die zur Einstellung eines lokal unterschiedlichen Anpreßdrucks des Schabermessers (3) an der Abstützleiste (5) an der dem Schabermesser (3) abgewandten Seite (= Rückseite) angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützleiste (5) die Merkmale der Ansprüche 1 oder 2 aufweist und die Verstellelemente einen Abstand von 50 mm bis 200 mm, insbesondere 70 mm bis 120 mm, voneinander haben.

4. Vorrichtung zum Beschichten einer laufenden Materialbahn (2), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einer die Materialbahn umlenkenden Gegenwalze (1), mit einem an die Gegenwalze (2) anpreßbaren Schabermesser (3) und mit einer biegsamen, sich an das Schabermesser (3) unterhalb seiner Spitze anliegenden Abstützleiste (5), die das Schabermesser (3) abstützt, und mit einer über die Arbeitsbreite angeordneten Reihe von Verstellelementen, die zur Einstellung eines lokal unterschiedlichen Anpreßdrucks des Schabermessers (3) an der Abstützleiste (5) an der dem Schabermesser (3) abgewandten Seite (= Rückseite) angreifen, gekennzeichnet durch eine Reihe von Verstellelementen mit folgenden Merkmalen:

• a) Eine an der Rückseite der Abstützleiste (5) befestigte, axial verschiebbare Verstellstange (8), die durch einen Halter (7) geführt ist,
• b) über das Ende der Verstellstange (8) ist eine Druckfeder (12) geschoben, die sich einerseits an dem Halter (7) abstützt, andererseits von einer auf das Ende der Verstellstange (8) geschraubten Einstellmutter (13) gespannt wird,
• c) eine koaxial zur Verstellstange (8) angeordnete einstellbare Schraube (16), die gegen die Kraft der Feder (12) in Richtung zur Gegenwalze (1) drückt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (16) in ein Innengewinde einer weiteren koaxialen Schraube (Einstellschraube 14) geschraubt ist, wobei das Innengewinde der Einstell­ schraube (14) eine andere Steigung hat als ihr Außengewinde und die innere Schraube (16) durch lösbare Elemente Deckel (18) an einem Mitdrehen gehindert werden kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Abstützleiste mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 2.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Halter (7) an seiner der Gegenwalze (1) zugewandten Seite eine sich über die Arbeitsbreite erstreckende Führungsnut (6) für die Abstützleiste (5) aufweist.