EP0292471A2

EP0292471A2 - Streich- oder Rollrakelgerät mit einer Einrichtung zur Zuführung einer fliessfähigen Substanz

Info

Publication number: EP0292471A2
Application number: EP88890126A
Authority: EP
Inventors: Johannes Zimmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-05-18
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1988-11-23
Also published as: ATA125787A; EP0292471A3; AT387161B

Abstract

Beschrieben wird ein Streich- oder Rollrakelgerät mit einer Einrichtung zur Zuführung einer fließfähigen Substanz, mit einer parallel zur Rakel verlaufenden Druckkammer (2), in deren Innenraum die Substanz unter erhöhtem Druck steht, und aus der sie über Austrittsöffnungen (4) austritt, die sich über den überwiegenden Teil der Länge der Druckkammer (2) erstrecken.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Streich- oder Rollrakelgerät mit einer Einrichtung zur Zuführung einer fließfähigen Substanz.
Rakelgeräten zum Auftragen fließfähiger Substanzen werden die aufzutragenden Substanzen entweder von Hand aus vorgeschüttet oder durch ein Rohr, das entlang der Auftragsvorrichtung verläuft und mit Austrittsöffnungen versehen ist, mittels einer Pumpe zugeführt. Eine dritte Zuführmöglichkeit besteht aus einem System mehrerer über die Auftragungsbreite verteilt angeordneter Zuführungs-Rohr- oder Schlauch-Leitungen. Eine vor dem Rakelgerät angeordnete und parallel zu diesem mechanisch hin- und herbewegten Rohr- oder Schlauchmündung ist eine vierte, den derzeitigen Stand der Technik kennzeichnende Zuführungsmöglichkeit.
Vorbeschriebener Stand der Technik ist mit folgenden Nachteilen behaftet: bei Zuführung durch ein mit mehreren in Abständen angeordneten Austrittsöffnungen versehenes Rohr, entsteht in diesem Rohr ein mengen- bzw. viskositätsabhängiger Druckabfall. Durch diesen Druckabfall bedingt, entsteht die Gefahr einer ungleichmäßigen Substanzverteilung vor dem Rakelgerät. Dieser Gefahr kann nur begegnet werden, in dem ein dynamisches Gleichgewicht zwischen einem bestimmten Rohrquerschnitt, einer bestimmten Rohrlänge, einer bestimmten Zuführungsmenge, einem bestimmten Zuführungsdruck und einer bestimmten Anordnung und Dimensionierung der Austrittsöffnungen hergestellt wird. Veränderung der Menge, der Viskosität oder des Druckes bewirkt Ungleichmäßigwerden der Breitenverteilung.
Bei Verwendung mehrerer über die Länge des Rakelgerätes bzw. über die Auftragungsbreite verteilt angeordneten Zuführungsrohre kann zwar eine von Viskosität und Menge unabhängige Breitenverteilungs-Gleichmäßigkeit erzielt werden, jedoch besteht bei einer solchen Zuführungseinrichtung die Gefahr einer im Abstand der Zuführungsöffnungen im Auftragungsergebnis sichtbar werdenden Streifigkeit, z.B. bedingt durch Lufteinschlüsse, die beim Auftreffen der zulaufenden Substanz auf die vor dem Rakelgerät befindliche Substanz entstehen können. Bei schlecht fließfähigen Substanzen kann der vor dem Rakelgerät befindliche Substanzvorrat berg- und talförmige Ausformungen erhalten, die ebenfalls auch ein streifiges Auftragungsergebnis bewirken können.
Die Zuführung mittels eines entlang dem Rakelgerät quer hin- und herbewegten Schlauches oder Rohres erfordert hohen zusätzlichen Kostenaufwand und ist außerdem aufgrund eines zu hohen Raumbedarfes bei manchen Rakelgeräten - so z.B. im Rundschablonendruck - wegen Raummangel nicht anwendbar.
Die hiermit vorgelegte Erfindung schafft die neuartige Möglichkeit einer unabhängig von Viskosität, Druck und Menge der Auftragungssubstanz streifenfrei völlig homogen erfolgenden Substanzzuführung. Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch einen parallel oder annähernd parallel zum Rakelgerät verlaufenden Hohlraum, der als Druckkammer ausgebildet ist, mit mindestens einer Zuführungsöffnung und einem Austrittsbereich, der vorzugsweise schlitz- oder spaltförmig beschaffen und so ausgeformt und dimensioniert ist, daß durch diesen Austrittsbereich ein relativ hoher Strömungswiderstand erzeugt werden kann, der den Aufbau eines relativ hohen, quasi hydrostatischen Druckes in der Druckkammer ermöglicht und durch gleichmäßig wirkenden Druck ein über die gesamte Länge der Einrichtung bzw. des Rakelgerätes bzw. über die gesamte Auftragsbreite gleichmäßiges Ausfließen der Substanz bewirkt.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung mit einem Hohlraum vorgestellt, in welchem ein im Verhältnis zur ausfließenden Menge und im Verhältnis zur Länge des Hohlraumes sehr hoher Überdruck aufgebaut wird. Dieser hohe Überdruck wird ermöglicht durch einen schmalen, vorzugsweise schlitzförmigen, allenfalls durch Stege in nebeneinanderliegend angeordnete Strömungskanäle sehr kleinen Querschnittes aufgeteilten Austrittsbereich, der so eng dimensioniert ist, daß dadurch der Aufbau eines relativ hohen Überdruckes ermöglicht wird. Durch diesen vorbeschriebenen Überdruck wird gleichmäßiges Ausfließen über die gesamte Länge der Vorrichtung bewirkt.
Der Auftragungsprozeß kann dadurch in qualitativer Hinsicht verbessert werden.
Der Austrittsbereich ist vorzugsweise schlitz- oder spaltförmig ausgebildet, die im Spaltbereich allenfalls vorhandenen, eine Kanalbildung bewirkenden Stege haben die Doppelfunktion einer exakten Dimensionierung des Spaltbereiches, verbunden mit einer Vergrößerung des dem Substanzaustritt entgegenwirkenden Strömungswiderstandes.
Ein durchgehender Schlitz in der Druckkammer selbst kann bei entsprechender Dicke der Kammerwände bereits die gewünschte Kombination von hohem Strömungswiderstand und hinreichender Menge an insgesamt geförderter Auftragungssubstanz liefern. Die Erfindung ist jedoch auch bei dünnwandigen Druckkammern anwendbar, ohne daß diese siebartig durchbohrt werden müssen, was bei höherer Viskosität zur Verstopfung der Durchgangsöffnungen führen könnte. Zu diesem Zweck wird im Inneren der Druckkammer ein Dosierstab angeordnet, dessen Außenseite zusammen mit der Innenseite der Druckkammer den inneren Abschnitt der Durchtrittsöffnungen definiert. In der einfachsten konstruktiven Durchführung ist dieser Dosierstab ein mit Draht umwickeltes Rohr, wobei die aneinanderliegenden Drahtwicklungen Durchtrittskanäle für die Auftragssubstanz bilden.
Die vorbeschriebene Charakteristik ermöglicht - es stellt dies eine weitere vorteilhafte Eigenschaft dar - die Anordnung des Austrittsbereiches der breitenverteilend erfolgenden Zuführungseinrichtung unmittelbar vor dem Auftragungsbereich. Die Erfindung ermöglicht es, den Austrittsbereich der Auftragungssubstanz bis auf eine Entfernung von nur mehr wenigen mm an die Auftragungszone der Rakeleinrichtung heranzuführen. Diesem Konstruktionsgedanken folgend, kann die Substanzmenge vor dem Rakelgerät minimal gehalten werden, woraus weitere Funktionsvorteile für den Auftragungsvorgang entstehen, wie z.B. verbesserte Auftragungsgenauigkeit, Minimierung der nach Arbeitsbeendigung vor dem Rakelgerät verbleibenden Substanzvorratsmenge, Vermeidung von Alterungserscheinungen im Substanzvorrat usw.
Diese vorteilhaften Ausgestaltungsmöglichkeiten weiter fortsetzend, kann durch Hinzufügung einer Begrenzungsleiste - in Bewegungsrichtung gesehen vor dem Austrittsbereich angeordnet - ein nach außen hin zur Gänze oder zumindest annähernd geschlossener Austrittsbereich gebildet werden. Es kann dies auch gesehen werden als Ausformung der breitenverteilend erfolgenden Substanzzuführungs- bzw. Austritts-Schlitzes bis an die zu beauftragende Fläche bzw. Rund- oder Flachschablone heranreichend.
Ebenso wie vorstehend beschrieben die in Bewegungsrichtung gesehen vordere Schlitzbegrenzung kann auch die in Bewegungsrichtung gesehen rückwärtige Schlitzbegrenzung bis an die zu beauftragende Fläche bzw. an die Schablone herangeführt und diese quasi berührend, ähnlich oder gleich einer Rakel ausgebildet werden.
Die aufzutragende Substanz kann in dem Bereich zwischen Substanzaustritt aus der breitenverteilenden Zuführungseinrichtung und Rakelleiste einem Staudruck ausgesetzt werden, wenn der oberhalb der Substanz befindliche Raum geschlossen und die Abdeckung nahe an den Auftragungsbereich herangeführt wird.
Anschließend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt und erklärt.
In dieser zeigt Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Schnitt, Fig. 2 und 3 den Schnitt durch die erfindungswesentlichen Teile von zwei weiteren Ausführungsbeispielen.
In Fig. 1 ist ein Streichrakelgerät dargestellt, welches dazu dient, eine Fläche 11 mit einer fließfähigen Substanz 1 zu beschichten, wobei die Fläche 11 in Richtung des Pfeiles 17 gegenüber einer stillstehend gedachten Streichrakel 8 bewegt ist. Die Streichrakel 8 wird von einem Magnetbalken 12 angepreßt und drückt die Substanz 1 auf die bewegte Fläche 11. Anstatt die Warenbahn, welche die Fläche 11 aufweist, zu bewegen, könnte auch die Streichrakel über einen feststehenden Tisch 10 bewegt werden oder Streichrakel und Magnet könnten zusammen verschoben werden. In Verbindung mit der Streichrakel 8 ist die Einrichtung zur Zuführung fließfähiger Substanz 1 gezeigt, welche im wesentlichen aus einer Druckkammer 2 besteht. Es sei ausdrücklich betont, daß diese Druckkammer 2 abweichend von den Ausführungen nach Fig. 1 bis 3 auch von der jeweiligen Rakeleinrichtung distanziert sein könnte. Die Druckkammer 2 weist eine vordere Kammerwand 15 und eine hintere Kammerwand 16 auf, welche durch eine schlitzförmige, sich über die ganze Länge der Druckkammer 2 erstreckende Austrittsöffnung getrennt sind. Der Schlitz setzt sich in einzelne, um den Dosierstab 5 verlaufende gekrümmte Kanäle fort, welche mit dem Schlitz in der Druckkammer 2 eine funktionelle Einheit bilden. Diese Kanäle werden durch Stege 6 begrenzt, die beispielsweise durch die Windungen eines um den Dosierstab 5 gewickelten Drahtes gebildet sein könnten. Das Anliegen des Dosierstabes 5 an der Innenwand der Druckkammer 2 wird durch Anpreßschrauben 13 sichergestellt.
Die über mindestens eine Eintrittsöffnung 14 zugeführte fließfähige Substanz gelangt erfindungsgemäß in einen Hohlraum 3, in welchem ein praktisch konstanter Druck herrscht, da ein die Verteilungsgleichmäßigkeit störender partieller Druckabfall über die Länge des Hohlraumes 3 im Hinblick auf den hohen Strömungswiderstand in den durch die Stege 6 gebildeten Kanälen nicht auftreten kann.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die hintere Kammerwand 16 derart mit der Streichrakel 8 verbunden, daß sie einen vorderen Stauraum für die Substanz 1 definiert. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist insofern unterschiedlich, als dort eine magnetisch angepreßte Rollrakel 7 die Streichrakel 8 ersetzt und überdies durch die vordere Kammerwand 15 der Flüssigkeitsvorrat nach vorne begrenzt wird.
Fig. 3 zeigt eine Kombination der Maßnahmen nach Fig. 1 und 2, durch welche der Flüssigkeitsvorrat auf das geringstmögliche Ausmaß verkleinert ist. Der Druck, mit welchem die Flüssigkeit in die Unterlage gepreßt wird, ist auch bei dieser Ausführung wesentlich durch die mechanische oder magnetische Anpressung des Rakelgerätes bestimmt. Der Staudruck, welcher im Keilspalt zwischen der Streichrakel und der bewegten Fläche 11 entsteht, ist nicht zu verwechseln mit dem Druck, welcher im Hohlraum 3 besteht. Den Austritt der Substanz 1 nach vorne verhindert dabei eine Dichtlamelle 9.
Die Erfindung läßt eine große Zahl konstruktiver Varianten zu, insbesondere auch was die Zuführung der Substanz 1 zum Hohlraum 3 betrifft.
Um bei der dargestellten Einrichtung die Durchflußmenge zu erhöhen oder eine erhöhte Viskosität auszugleichen, genügt es an sich, den Druck im Hohlraum 3 der Druckkammer 2 zu erhöhen. Alternativ oder ergänzend hiezu ist es jedoch auch möglich, den Dosierstab 5 gegen einen anderen Stab mit geändertem Durchmesser oder anderer Bewicklung auszutauschen.

Claims

1. Streich- oder Rollrakelgerät mit einer Einrichtung zur Zuführung einer fließfähigen Substanz, gekennzeichnet durch einen parallel oder annähernd parallel zum Rakelgerät verlaufenden Hohlraum, der als Druckkammer ausgebildet ist, mit mindestens einer Zuführungsöffnung und einem Austrittsbereich, der vorzugsweise schlitz- oder spaltförmig beschaffen und so ausgeformt und dimensioniert ist, daß durch diesen Austrittsbereich ein relativ hoher Strömungswiderstand erzeugt werden kann, der den Aufbau eines relativ hohen, quasi hydrostatischen Druckes in der Druckkammer ermöglicht und durch gleichmäßig wirkenden Druck ein über die gesamte Länge der Einrichtung bzw. des Rakelgerätes bzw. über die gesamte Auftragsbreite gleichmäßiges Ausfließen der Substanz bewirkt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsbereich (4) sich ununterbrochen über die ganze Länge der Druckkammer (2) erstreckt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsbereich (4) durch Stege (6) in dicht aneinanderliegende enge Kanäle unterteilt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung von Kanälen mit hohem Durchflußwiderstand ein Dosierstab (5) mit annähernd in Umfangsrichtung verlaufenden Stegen (6) in der Druckkammer (2) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (6) durch die Windungen eines Drahtes gebildet sind, der um den Dosierstab (5) gewickelt ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Wand (16) der Druckkammer (2) als Streichrakel ausgebildet ist (Fig. 3) oder eine gesonderte Streichrakel (8) trägt (Fig. 1).

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Wand (15) der Druckkammer (2) bis an die mit der Substanz (1) zu beauftragende Fläche (11) heranreicht und gegebenenfalls dichtend daran anliegt (Fig. 2,3).

8. Einrichtung, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanz zwischen vorderer Wand (15) und mit der Substanz (1) zu beauftragender Fläche (11) durch eine Dichtlamelle (9) überbrückt ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die vordere Wand (15) wie die hintere Wand (16) der Druckkammer (2) bis zur zu beauftragenden Fläche (11) heranreichen oder verlängert sind, wobei das Ende der Austrittsöffnung (4) mit der Auftragungszone zusammenfällt und die Einrichtung als Auftragungsgerät wirkt (Fig. 3).

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Streichrakel (8) bzw. die Rollrakel (7) magnetisch angepreßt ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie um die Berührungslinie von Rakel (7,8) und zu beauftragender Fläche (11) schwenkbar ist.