EP2105211B1 - Verfahren zum Beschichten einer Klinge - Google Patents
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- EP2105211B1 EP2105211B1 EP09154168A EP09154168A EP2105211B1 EP 2105211 B1 EP2105211 B1 EP 2105211B1 EP 09154168 A EP09154168 A EP 09154168A EP 09154168 A EP09154168 A EP 09154168A EP 2105211 B1 EP2105211 B1 EP 2105211B1
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Definitions
- the invention relates to a method for coating a blade.
- Blades are used today for a variety of uses. For example, it is known to use blades in paper machines. Here, the blade is placed and contacted immediately adjacent to a moving surface, in particular a rotating roller or drum, for example, to remove water from the surface of a roller, to set a coating thickness, to remove an excess of coating To keep the surface of a roll of foreign matter or to detach a layer or a fabric or the like from a roll or drum.
- a moving surface in particular a rotating roller or drum
- a coating thickness to remove an excess of coating
- Such blades are used in the form of doctor blades, doctor blades or scrapers at various locations, e.g. in the forming, pressing or drying section as well as in calenders.
- the blades are in direct contact with a moving surface, such as a roller surface, in a paper machine, for example, the blades are subject to high wear over time. Depending on the purpose, the durability or life of a blade can be a few hours to several months.
- a coating of the blade material is expedient.
- Known coating methods for example, lead a strip-shaped body linearly past an application nozzle with which a corresponding coating material is applied. Disadvantage of such known methods, however, is in particular the irregular thickness of the applied coating. This leads to various problems when using a blade coated in this way: for example, the blade which is in direct contact with the roll surface can no longer guarantee a uniform cleaning of a surface, the service life is shortened, since the fluctuating coating thickness has a disadvantageous effect on the properties of the blade material.
- Quality loss of the product produced is also to be feared.
- an uneven coating can adversely affect the blade holder, which may not ensure a secure grip. A possible spalling of the coating is thereby more likely.
- the present invention is therefore based on the object of specifying a method for coating a blade, which reduces the disadvantages described, with a uniform coating to be obtained in a simple manner without high effort in a rational manner.
- the object of the invention is achieved by a method for coating a blade according to claim 1, wherein the blade has a blade body with a blade top and a blade bottom, with the steps of the spiral Winding the blade body to be coated on a cylindrical base body with the blade side to be coated to the outside, coating a blade side of the wound blade body with a coating material, after curing of the coating material performing a cut through the coating, which is placed under a slope which the slope of the on the cylindrical base body spirally wound blade body corresponds, and unwinding of the coated blade of the cylindrical base body.
- the blade body is wound spirally on a cylindrical base body for carrying out the method according to the invention.
- the blade body has a suitable elasticity or flexibility in order to be wound up accordingly.
- the cylindrical base body is, for example, a roller or drum rotatable about its center axis, onto the shell of which the blade body is wound in such a way that the wound-up blade body comes to lie so that its surface can be coated on one side.
- the thus wound up blade body can be suitably fastened to the cylinder at the respective ends by fixing or holding means, as known from the prior art.
- the blade body may be either a single blade or a blade body from which several individual blades are cut after coating.
- the cylindrically wound blade body is then coated accordingly.
- a casting, Rotationsg bank- or extrusion process is preferably used.
- the coating material is applied to the outside of the surface to be coated, while the surface to be coated rotates.
- the coating can be applied in one or more layers. Unlike the conventional rotary molding or rotational molding according to the invention, not the inner surface of a rotating molding coated, but the outside of a quasi wound as a molding blade body, which rotates during the coating together with the cylindrical body.
- the coating can also be carried out using an extruder.
- the coating according to the invention with rotation of the cylindrical body and axial displacement of the application nozzle of the coating material or performed the cylindrical body.
- the speed of rotation of the cylindrical body as well as the feed rate are coordinated so that a coating thickness of the desired thickness is continuously generated over the area to be coated.
- the material of the coating according to the invention is not particularly limited, any coating material can be used.
- existing blade properties may be varied or modified by the coating.
- the coating material may for example be selected from one or more polymers.
- prepolymers which are subsequently processed further into the polymer.
- prepolymer is meant mostly oligomeric, but in some cases even already polymeric compounds which serve as a precursor or intermediate for the synthesis of high molecular weight compounds.
- reaction polymers or resins are so-called reaction polymers or resins.
- Reaction polymers or resins are used for example in the form of prepolymers, which cure without the elimination of volatile components by polymerization or polyaddition to give anomer.
- reaction polymers are epoxy resins, phenolic resins such as phenol-formaldehyde resins (novolaks and resoles), melamine-formaldehyde resins, and saturated and unsaturated polyester resins.
- thermoplastics are acrylonitrile butadiene styrene, polyamide, polycarbonate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, and the like.
- the coating material may, if necessary, be admixed with functional fillers in order to modify the properties of the coating accordingly. These properties may be, for example, greater or lesser hardness, greater or lesser strength, increase or decrease in lubricity, or the like.
- the coating material may also contain suitable fibers, in particular reinforcing fibers.
- the reinforcing fibers in the coating according to the invention may have an orientation or be distributed randomly.
- an after-treatment of the coating obtained may optionally be carried out.
- This may be a thermal and / or mechanical aftertreatment.
- a heat treatment of the coating can be carried out. Machining may also be performed, such as grinding or polishing the coating or treatment using suitable tools such as knives, disc cutters or the like.
- part of the coating obtained is removed.
- a cut is made through the applied coating, which is placed under a pitch that corresponds to the pitch of the wound on the cylindrical body blade body.
- a uniform coating which according to the invention is preferably in the range of 0.1 mm to 2 mm.
- a thickness of the coating measured perpendicular to the direction of extension of the blade deviates by less than 5%, preferably by less than 1%, from the average layer thickness over the extent of the coating.
- the finished coated blade body can be unwound. It goes without saying that the method according to the invention can also be used to coat the other not yet coated blade side by repeating the steps described above.
- the blade side of the blade body to be coated may be pretreated prior to coating.
- any method can preferably be used for roughening the blade side to be coated, which can serve, for example, to improve the adhesion of the coating. Suitable pretreatments are sandblasting, grinding or brushing the surface to be coated.
- an adhesive coating can be applied before coating.
- the coated blade body obtained according to the invention can be used as a single blade; It can also be cut through cuts several blades of endless material.
- FIG. 1 shows in a simplified schematic representation of an exemplary embodiment of a coated blade 10.
- the blade has a blade tip or edge 12 which is chamfered, for example, to find use as a doctor blade 20 use.
- the blade 10 has opposite to the blade tip or edge 12 a rear portion 14 which can be inserted into a corresponding holder (not shown).
- the blade body 30, in particular the blade upper side 32 of the blade body 30, is in the example shown provided with a coating 15 over its entire surface.
- the coating material is not particularly limited and may be selected, for example, from one or more of the group consisting of epoxy resins, melamine-formaldehyde resins, saturated and unsaturated polyester resins, rubber, polyurethanes, polyureas, epoxy resins, phenolic resins such as phenol-formaldehyde resins, thermoplastics such as acrylonitrile-butadiene-styrene , Polyamide, polycarbonate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, or mixtures thereof, optionally with the addition of functional fillers and / or corresponding reinforcing fibers.
- Polyurethanes are plastics or synthetic resins, which arise from the polyaddition reaction of diols or polyols with polyisocyanates.
- Suitable isocyanate components are, for example, diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymeric diphenylmethane diisocyanate (PMDI), toluene diisocyanate (TDI), naphthylene diisocyanate (NDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI) and the like.
- exemplary polyols are polyester polyols or polyether polyols.
- Polyureas are elastomers prepared by polyaddition of diisocyanates and diamines.
- Epoxy resins consist of polymers which, depending on the reaction conditions, with the addition of suitable hardeners, give a thermosetting plastic of great strength and chemical resistance.
- Phenolic resins result from the synthesis of phenols with aldehydes.
- Rubber is understood according to the invention vulcanized rubber, in particular synthetic rubber, for example prepared based on styrene, butadiene, acrylate, and / or vinyl acetate.
- the material from which the blade 10 is constructed is also not limited, as long as it can be wound on a rotatable cylindrical base body for coating according to the inventive method.
- any metal, metal alloy, plastic or fiber reinforced plastic can be used as long as the blade material is sufficiently suitable for the intended purpose.
- the blade 10 can be executed in one or more layers.
- the applied coating 15 has a thickness in the mm range, in particular between 0.1 and 5 mm.
- the blade body 30 may be coated on the blade top 32 and / or the blade bottom 34 of the blade 10; preferably only one side is coated. If both sides of the blade 10 are coated, the coatings may be selected from the same or different coating material and may be the same or different thicknesses on the blade upper and lower sides 32, 34.
- FIG. 2 Illustrates in simplified manner an example of a coated blade 10, for example a doctor blade 20, which is inserted into a blade holder 100.
- the blade 10 can also be used in a coater or other device.
- the surface of a roller 50 rotating in the direction of the arrow A is scraped with the blade 10 inserted into the blade holder 100 belonging to the blade 10.
- the applied to the blade 10 coating 15 is located flat on the entire blade top 32 of the blade body 30.
- the blade bottom 34 may be coated.
- the applied coating 15 is applied in such a way that the most uniform possible thickness is obtained in order to avoid the disadvantageous effects resulting from non-uniform layer thicknesses.
- the properties of the blade 10 can be modified accordingly and adjusted in the desired manner.
- FIG. 3 illustrates in simplified manner an exemplary embodiment of a device 200 for coating a blade 10 while carrying out the method according to the invention.
- a blade 10 to be coated of suitable dimensions from which either a single blade can be obtained or later several individual blades can be cut, is used.
- the blade material can be arbitrary provided that it meets the required requirements for the intended use.
- the surface to be coated can be roughened by suitable measures, such as sandblasting, grinding, brushing or the like. It can also be applied an adhesive coat.
- the blade 10 to be coated is wound onto a cylindrical base body 60, for example onto a roller or drum. This takes place spirally, ie the respective side of the blade 32 or 34 to be coated is offset with the side 32 or 34 to be coated to the outside, so that the entire surface can be coated.
- the thus wound blade body 30 is then coated on the outward side of the roller 60 side 32 or 34, for example, using a casting or Rotationsg cord- or extrusion device 110.
- the roller 60 rotates in the direction of arrow B about its central axis.
- the coating is carried out with rotation of the roller 60 and with simultaneous axial displacement of an applicator device 120 for the coating material, such as a nozzle, or at the same time axial Moving the cylindrical body 60 in the direction of the arrow R of FIG. 3 , preferably continuous, applied.
- an applicator device 120 for the coating material such as a nozzle
- the polymeric coating material may be selected according to the desired coating 15.
- polyurethane is used as a coating material.
- the coating material consists in the example of component 1 and component 2.
- component 1 a polyurethane prepolymer is used here.
- a reaction product is preferably used, which is preferably first vacuum degassed and is composed of a polyol and a diisocyanate.
- the processing temperature for component 1 is 50 to 150 ° C.
- a hardener mixture can be used, which may be composed of 1-99% polyols or polyol mixtures, 1-99% diamines or diamine mixtures and 0-1% catalyst.
- the processing temperature of component 2 is 50-150 ° C.
- the mixing ratio of component 1 and component 2 is in the example chosen corresponding to 80-120% of the stoichiometry.
- the processing of the component 1 and component 2 in the casting device 110 takes place, for example, flow-controlled. It can be used an additional mixing device, which is arbitrary selectable.
- the device and process parameters are selectable depending on the coating material, desired coating thickness, blade material, intended use of the blade, and the like. By way of example, the parameters are listed as follows: caster: flow controlled 2k medium pressure casting machine Mixing head: Dynamic mixing chamber according to the rotor-stator principle Total emissions: 100 to 10,000 g / min, Peripheral speed: 15-80 m / min, feed: 5-100 mm / rev, Application thickness: 0.1-2 mm
- an after-treatment of the coating 15 can optionally be carried out. This may be a thermal and / or mechanical aftertreatment of the coating 15, such as grinding, milling and / or polishing.
- cutting is performed using a suitable cutting device 130.
- the cutting device 130 in the form of a suitable cutting tool may, for example, represent a knife, a jet cutting device such as a water jet or the like.
- the cutting device 130 for performing the cut is in this case preferably arranged and controllable relative to the cylindrical base body 60 such that the cut can be placed under a pitch which corresponds to the pitch of the spirally wound blade body 30.
- FIGS. 1 to 3 illustrate only exemplary embodiments possible. These are not meant to be limiting, but merely represent examples of possible embodiments FIGS. 1 to 3 are not exhaustive and thus not restrictive with regard to the scope of protection according to the invention. Other dimensions and shapes and other than the described polymers for coatings are conceivable depending on the desired property profile.
Landscapes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Paper (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten einer Klinge.
- Klingen werden heutzutage für eine Vielzahl von Verwendungen eingesetzt. Beispielsweise ist es bekannt, Klingen in Papiermaschinen zu verwenden. Hierbei wird, die Klinge unmittelbar neben einer sich bewegenden Fläche, insbesondere einer rotierenden Walze oder Trommel, angeordnet und mit dieser in Berührung gebracht, beispielsweise um Wasser von der Oberfläche einer Walze zu entfernen, eine Beschichtungsdicke einzustellen, einen Überschuß an Beschichtung zu entfernen, die Oberfläche einer Walze von Fremdstoffen freizuhalten oder eine Lage oder ein Gewebe oder dergleichen von einer Walze oder Trommel abzulösen. Bei der Papierherstellung kommen derartige Klingen in Form von Abstreichmessern, Rakeln oder Schabern an verschiedenen Stellen zum Einsatz, z.B. in der Formier-, Pressen- oder Trockenpartie sowie in Kalandern.
- Es sind eine Vielzahl verschiedener Klingentypen mit unterschiedlichen Dimensionen und aus verschiedenen Materialien auf dem Markt erhältlich, So beschreibt beispielsweise die
EP 1 123 751 A1 Verbundklingen sowie ein Verfahren zur deren Herstellung. DokumentUS 2007/0042205 A zeigt die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1. - Es versteht sich, dass an Klingen hohe Anforderungen gestellt werden, da eine unzureichende Entfernung von Fremdstoffen/Lagenmaterial/Wasser oder dergleichen fatale Auswirkungen mit sich bringt, zu Störungen im Betriebsablauf führt und generell besonders nachteilige Auswirkungen auf die Qualität des zu erzeugenden Produktes hat.
- Da die Klingen, beispielsweise in einer Papiermaschine, in direktem Kontakt mit einer sich bewegenden Oberfläche, wie einer Walzenoberfläche, stehen, unterliegen die Klingen im Laufe der Zeit einem hohen Verschleiß. Abhängig vom Einsatzzweck kann die Haltbarkeit oder Standzeit einer Klinge wenige Stunden bis mehrere Monate betragen.
- Um die Eigenschaften des Klingenmaterials in gezielter Weise modifizieren zu können, beispielsweise um die Festigkeit der Klinge oder die Verschleißfestigkeit für höhere Gebrauchsdauer zu erhöhen und damit die Standzeiten zu vergrößern, ist eine Beschichtung des Klingenmaterials zweckmäßig. Bekannte Beschichtungsverfahren führen beispielsweise einen bandförmigen Körper linear an einer Auftragsdüse vorbei, mit der ein entsprechendes Beschichtungsmaterial aufgebracht wird. Nachteil derartiger bekannter Verfahren ist jedoch insbesondere die unregelmäßige Dicke der aufgetragenen Beschichtung. Dies führt zu diversen Problemen beim Einsatz einer derart beschichteten Klinge: so kann die in unmittelbarem Kontakt mit der Walzenoberfläche stehende Klinge beispielsweise keine gleichmäßige Reinigung einer Oberfläche mehr gewährleisten, die Standzeit verkürzt sich, da sich die schwankende Beschichtungsdicke nachteilig auf die Eigenschaften des Klingenmaterials auswirkt. Ein. Qualitätsverlust des erzeugten Produkts ist ebenfalls zu befürchten. Auch kann sich eine ungleichmäßige Beschichtung nachteilig auf den Klingenhalter auswirken, der möglicherweise keinen sicheren Halt mehr gewährleistet. Ein mögliches Abplatzen der Beschichtung wird hierdurch wahrscheinlicher.
- Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschichten einer Klinge anzugeben, welches die geschilderten Nachteile vermindert, wobei eine gleichmäßige Beschichtung in einfacher Weise ohne hohen Aufwand in rationeller Art und Weise erhalten werden soll.
- Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Beschichten einer Klinge gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei die Klinge einen Klingenkörper mit einer Klingenoberseite und einer Klingenunterseite aufweist, mit den Schritten des spiraligen Aufwickelns des zu beschichtenden Klingenkörpers auf einen zylindrischen Grundkörper mit der zu beschichtenden Klingenseite nach außen, Beschichten einer Klingenseite des aufgewickelten Klingenkörpers mit einem Beschichtungsmaterial, nach dem Aushärten des Beschichtungsmaterials Durchführen eines Schnitts durch die Beschichtung, welcher unter einer Steigung gesetzt wird, welche der Steigung des auf dem zylindrischen Grundkörper spiralig aufgewickelten Klingenkörpers entspricht, und Abwickeln der beschichteten Klinge von dem zylindrischen Grundkörper.
- Der Klingenkörper wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens spiralig auf einen zylindrischen Grundkörper aufgewickelt. Hierzu ist es zweckmäßig, wenn der Klingenkörper über eine geeignete Elastizität bzw. Biegsamkeit verfügt, um entsprechend aufgewickelt zu werden. Bei dem zylindrischen Grundkörper handelt es sich beispielsweise um eine um ihre Mittelachse drehbare Walze oder Trommel, auf deren Mantel der Klingenkörper derart aufgewickelt wird, dass der aufgewickelte Klingenkörper so zu liegen kommt, dass dessen Oberfläche auf einer Seite beschichtet werden kann. Der so aufgewickelte Klingenkörper kann in geeigneter Weise durch Befestigungs- oder Haltemittel, wie diese aus dem Stand der Technik bekannt sind, an den jeweiligen Enden auf dem Zylinder befestigt werden. Der Klingenkörper kann entweder eine Einzelklinge sein oder aber ein Klingenkörper, aus dem nach der Beschichtung mehrere Einzelklingen geschnitten werden.
- Der zylindrisch aufgewickelte Klingenkörper wird anschließend entsprechend beschichtet. Hierzu wird vorzugsweise ein Gieß-, Rotationsgieß- oder Extrusionsverfahren verwendet. Hierbei wird das Beschichtungsmaterial außen auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht, während sich die zu beschichtende Oberfläche dreht. Die Beschichtung kann in einer oder mehreren Lagen aufgebracht werden. Anders als beim klassischen Rotationsformen oder Rotationsgießen wird erfindungsgemäß nicht die Innenfläche eines rotierenden Formteils beschichtet, sondern die Außenseite eines quasi als Formteil aufgewickelten Klingenkörpers, der sich während der Beschichtung zusammen mit dem zylindrischen Grundkörper dreht.
- Die Beschichtung kann auch unter Verwendung eines Extruders durchgeführt werden. Die Beschichtung wird erfindungsgemäß unter Drehen der zylindrischen Grundkörpers und axialem Verschieben der Auftragsdüse des Beschichtungsmaterials oder des zylindrischen Grundkörpers durchgeführt. Die Geschwindigkeit der Drehung des zylindrischen Körpers sowie die Vorschubgeschwindigkeit werden so aufeinander abgestimmt, dass eine Beschichtungsdicke in der gewünschten Stärke kontinuierlich über die zu beschichtende Fläche erzeugt wird.
- Das Material der Beschichtung ist erfindungsgemäß nicht besonders beschränkt, es kann jedes beliebige Beschichtungsmaterial zum Einsatz kommen. Beispielsweise können vorhandene Eigenschaften der Klinge durch die Beschichtung variiert oder modifiziert werden. Das Beschichtungsmaterial kann beispielsweise aus einem oder mehreren Polymeren ausgewählt werden. Erfindungsgemäß können auch Präpolymere verwendet werden, welche anschließend zum Polymeren weiterverarbeitet werden. Unter "Präpolymer" versteht man meist oligomere, teilweise aber auch selbst bereits polymere Verbindungen, die als Vor- oder Zwischenprodukt zur Synthese der hochmolekularen Verbindungen dienen.
- Bevorzugte Polymere sind sogenannte Reaktionspolymere oder -harze. Reaktionspolymere oder -harze kommen beispielsweise in Form von Präpolymeren zum Einsatz, die ohne die Abspaltung flüchtiger Komponenten durch Polymerisation oder Polyaddition zu Duomeren aushärten. Beispiele für Reaktionspolymere sind Epoxidharze, Phenolharze, wie Phenol-Formaldehydharze (Novolacke und Resole), Melaminformaldehydharze sowie gesättigte und ungesättigte Polyesterharze.
- Weiterhin kommen als Beschichtungsmaterialien vorzugsweise Gummi, Polyurethane, Polyharnstoffe, Thermoplaste oder Mischungen derselben in Frage. Beispielhafte Thermoplaste sind Acrylnitrilbutadienstyrol, Polyamid, Polycarbonat, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid und dergleichen.
- Dem Beschichtungsmaterial können, wenn erforderlich, gegebenenfalls funktionelle Füllstoffe zugemischt werden, um die Eigenschaften der Beschichtung entsprechend zu modifizieren. Diese Eigenschaften können beispielsweise größere oder geringere Härte, größere oder geringere Festigkeit, Erhöhung oder Verringerung der Gleitfähigkeit oder ähnliches sein.
- Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Beschichtungsmaterial auch geeignete Fasern, insbesondere Verstärkungsfasern enthalten. Die Verstärkungsfasern in der erfindungsgemäßen Beschichtung können eine Orientierung aufweisen oder statistisch verteilt vorliegen.
- Nach dem vollständigen Aushärten, beispielsweise Vulkanisieren, des Beschichtungsmaterials kann gegebenenfalls eine Nachbehandlung der erhaltenen Beschichtung durchgeführt werden. Hierbei kann es sich um eine thermische und/oder mechanische Nachbehandlung handeln. Beispielsweise kann eine Wärmebehandlung der Beschichtung durchgeführt werden. Es kann auch eine mechanische Bearbeitung durchgeführt werden, wie ein Schleifen oder Polieren der Beschichtung oder eine Behandlung unter Einsatz geeigneter Werkzeuge, wie Messer, Scheibenfräser oder dergleichen.
- Im erfindungsgemäßen Verfahren wird nach dem Aushärten des Beschichtungsmaterials ein Teil der erhaltenen Beschichtung entfernt. Hierzu wird ein Schnitt durch die aufgebrachte Beschichtung durchgeführt, welcher unter einer Steigung gesetzt wird, die der Steigung des auf den zylindrischen Grundkörper aufgewickelten Klingenkörpers entspricht. Hierdurch gelingt es, eine gleichmäßige Beschichtung zu erhalten, die erfindungsgemäß vorzugsweise im Bereich von 0,1 mm bis 2 mm liegt. Besonders bevorzugt weicht eine senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Klinge gemessene Dicke der Beschichtung über die Ausdehnung der Beschichtung um weniger als 5%, bevorzugt um weniger als 1 % von einer mittleren Schichtdicke ab.
- Im Anschluss daran kann der fertig beschichtete Klingenkörper abgewickelt werden. Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Beschichtung der anderen noch nicht beschichteten Klingenseite unter Wiederholung der oben dargestellten Schritte eingesetzt werden kann.
- Optional kann die zu beschichtende Klingenseite des Klingenkörpers vor der Beschichtung einer Vorbehandlung unterzogen werden. Als Vorbehandlung kann ein beliebiges Verfahren vorzugsweise zum Aufrauen der zu beschichtenden Klingenseite eingesetzt werden, welches beispielsweise zur Verbesserung der Haftung der Beschichtung dienen kann. Geeignete Vorbehandlungen sind Sandstrahlen, Schleifen oder Bürsten der zu beschichtenden Oberfläche. Weiterhin kann beispielsweise ein Haftanstrich vor dem Beschichten aufgebracht werden.
- Der erfindungsgemäß erhaltene beschichtete Klingenkörper kann als Einzelklinge Verwendung finden; es können auch durch Schnitte mehrere Klingen aus Endlosmaterial geschnitten werden.
- Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Figuren erläutert, welche die erfindungsgemäße Lehre veranschaulichen, aber nicht beschränken sollen. Hierin zeigen
- Figur 1
- in schematisiert vereinfachter Darstellung beispielhaft eine erfindungs- gemäß hergestellte Ausführungsform einer Klinge mit einer aufgebrachten Be- schichtung;
- Figur 2
- in schematisiert vereinfachter Darstellung beispielhaft eine erfindungs- gemäß hergestellte Ausführungsform einer beschichteten Klinge eingesetzt in ei- nen Klingenhalter; und
- Figur 3
- in schematisiert vereinfachter Darstellung beispielhaft eine Vorrichtung zur Durchführung des er- findungsgemäßen Verfahrens.
-
Figur 1 zeigt in einer vereinfachten schematischen Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer beschichteten Klinge 10. Die Klinge weist eine Klingenspitze oder -kante 12, die abgeschrägt ist, auf, um beispielsweise als Schaberklinge 20 Verwendung zu finden. Die Klinge 10 weist entgegengesetzt zur Klingenspitze oder -kante 12 einen rückwärtigen Bereich 14 auf, der in eine entsprechende Halterung (nicht gezeigt) eingesetzt werden kann. Der Klingenkörper 30, insbesondere die Klingenoberseite 32 des Klingenkörpers 30, ist im gezeigten Beispielfall mit einer Beschichtung 15 vollflächig versehen. Das Beschichtungsmaterial ist nicht besonders beschränkt und kann beispielweise ausgewählt werden aus ein oder mehreren Polymeren aus der Gruppe, bestehend aus Epoxidharzen, Melaminformaldehydharzen, gesättigten und ungesättigten Polyesterharzen, Gummi, Polyurethanen, Polyharnstoffen, Epoxidharzen, Phenolharzen, wie Phenol-Formaldehydharzen, Thermoplasten, wie Acrylnitrilbutadienstyrol, Polyamid, Polycarbonat, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, oder Mischungen dieser, gegebenenfalls unter Zusatz funktioneller Füllstoffe und/oder entsprechender Verstärkungsfasern. - Nachfolgend seien einige Stoffklassen von bevorzugten Polymeren kurz erläutert, ohne dass das Beschichtungsmaterial hierauf beschränkt sein soll:
- Polyurethane sind Kunststoffe oder Kunstharze, welche aus der Polyadditionsreaktion von Diolen bzw. Polyolen mit Polyisocyanaten entstehen. Geeignete Isocyanatkomponenten sind beispielsweise Diphenylmethandiisocyanat (MDI), polymeres Diphenylmethandiisocyanat (PMDI), Toluylendiisocyanat (TDI), Naphthylendiisocyanat (NDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI) und dergleichen. Beispielhafte Polyole sind Polyesterpolyole oder Polyetherpolyole.
- Polyharnstoffe sind Elastomere, die durch Polyaddition von Diisocyanaten und Diaminen hergestellt werden.
- Epoxidharze bestehen aus Polymeren, die je nach Reaktionsführung unter Zugabe geeigneter Härter einen duroplastischen Kunststoff großer Festigkeit und chemischer Beständigkeit ergeben.
- Phenolharze resultieren aus der Synthese von Phenolen mit Aldehyden.
- Unter Gummi wird erfindungsgemäß vulkanisierter Kautschuk verstanden, insbesondere synthetischer Kautschuk, beispielsweise hergestellt auf Basis von Styrol, Butadien, Acrylat, und/oder Vinylacetat.
- Das Material, aus welchem die Klinge 10 aufgebaut ist, ist ebenfalls nicht weiter beschränkt, sofern es sich zur Beschichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auf einen drehbaren zylindrischen Grundkörper aufwickeln lässt. So kann jedes Metall, jede Metalllegierung, jeder Kunststoff oder faserverstärkter Kunststoff zum Einsatz kommen, solange das Klingenmaterials für den beabsichtigten Zweck in ausreichendem Maße geeignet ist. Die Klinge 10 kann dabei ein- oder mehrlagig ausgeführt sein.
- Die aufgebrachte Beschichtung 15 weist im gezeigten Beispiel eine Dicke im mm-Bereich auf, insbesondere zwischen 0,1 und 5 mm.
- Der Klingenkörper 30 kann auf der Klingenoberseite 32 und/oder der Klingenunterseite 34 der Klinge 10 beschichtet sein; bevorzugt ist nur eine Seite beschichtet. Sind beide Seiten der Klinge 10 beschichtet, können die Beschichtungen aus demselben oder aus unterschiedlichem Beschichtungsmaterial ausgewählt und auf Klingenober- und -unterseite 32, 34 gleich oder verschieden dick sein.
-
Figur 2 veranschaulicht in vereinfachter Art und Weise beispielhaft eine Ausführungsform einer beschichteten Klinge 10, beispielsweise eine Schaberklinge 20, die in einen Klingenhalter 100 eingesetzt ist. Außer in einen Schaber kann die Klinge 10 zum Beispiel auch in einer Streichvorrichtung oder anderen Vorrichtungen eingesetzt werden. Im gezeigten Beispielfall inFigur 2 wird die Oberfläche einer Walze 50, die sich in Richtung des Pfeils A dreht, mit der Klinge 10, die in den zur Klinge 10 gehörenden Klingenhalter 100 eingesetzt ist, beschabt. Die auf die Klinge 10 aufgebrachte Beschichtung 15 befindet sich flächig auf der gesamten Klingenoberseite 32 des Klingenkörpers 30. Im gezeigten Beispielfall ist nur eine Oberfläche des Klingenkörpers 30, d.h. die Klingenoberseite 32 des Klingenkörpers 30, beschichtet. Selbstverständlich kann auch die Klingenunterseite 34 beschichtet sein. Die eingesetzte Beschichtung 15 wird so aufgebracht, dass eine möglichst gleichmäßige Dicke erhalten wird, damit die aus ungleichmäßigen Schichtdicken resultierenden nachteiligen Effekte vermieden werden. Durch Aufbringen einer entsprechenden Beschichtung 15 können die Eigenschaften der Klinge 10 entsprechend modifiziert und in gewünschter Weise eingestellt werden. -
Figur 3 veranschaulicht in vereinfachter Art und Weise eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung 200 zur Beschichtung einer Klinge 10 unter Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. - Zunächst wird eine zu beschichtende Klinge 10 mit geeigneten Abmessungen, aus der entweder eine Einzelklinge erhalten werden kann oder später mehrere Einzelklingen geschnitten werden können, herangezogen. Das Klingenmaterial kann beliebig sein, sofern es die geforderten Voraussetzungen an die geplante Verwendung erfüllt. Vor der eigentlichen Beschichtung kann es vorteilhaft sein, die Oberfläche der zu beschichtenden Klinge 10, insbesondere die Klingenoberseite 32 und/oder Klingenunterseite 34 des Klingenkörpers 30, einer entsprechenden Vorbehandlung zu unterziehen. Beispielsweise kann die zu beschichtende Oberfläche durch geeignete Maßnahmen aufgerauht werden, wie Sandstrahlen, Schleifen, Bürsten oder dergleichen. Es kann auch ein Haftanstrich aufgebracht werden.
- Zur Aufbringung des Beschichtungsmaterials wird die zu beschichtende Klinge 10 auf einen zylindrischen Grundkörper 60, zum Beispiel auf eine Walze oder Trommel, aufgewickelt. Dies erfolgt spiralig, d.h. die jeweilige zu beschichtende Klingenseite 32 oder 34 liegt versetzt mit der zu beschichtenden Seite 32 oder 34 nach außen, so dass die gesamte Fläche beschichtet werden kann. Der so aufgewickelte Klingenkörper 30 wird dann an der nach außen auf der Walze 60 liegenden Seite 32 oder 34 beispielsweise unter Verwendung einer Gieß- bzw. Rotationsgieß- oder Extrusionsvorrichtung 110 beschichtet. Während der Beschichtung dreht sich die Walze 60 in Richtung des Pfeils B um ihre Mittelachse. Die Beschichtung wird unter Drehung der Walze 60 und unter gleichzeitigem axialem Verschieben einer Auftragsvorrichtung 120 für das Beschichtungsmaterial, wie einer Düse, oder unter gleichzeitigem axialem Verschieben des zylindrischen Grundkörpers 60 in Richtung des Pfeils R von
Figur 3 , vorzugsweise kontinuierlich, aufgetragen. - Das polymere Beschichtungsmaterial kann entsprechend der gewünschten Beschichtung 15 ausgewählt werden. Im Beispielfall von
Figur 3 wird Polyurethan als Beschichtungsmaterial eingesetzt. Das Beschichtungsmaterial besteht im Beispielfall aus Komponente 1 und Komponente 2. Als Komponente 1 kommt hier ein Polyurethan-Präpolymer zum Einsatz. Hierbei wird bevorzugt ein Reaktionsprodukt verwendet, das vorzugsweise zunächst vakuumentgast wird und aus einem Polyol und einem Diisocyanat zusammengesetzt ist. Die Verarbeitungstemperatur für Komponente 1 beträgt 50 bis 150°C. Als Komponente 2 kann beispielsweise eine Härtermischung zum Einsatz kommen, die aufgebaut sein kann aus 1-99% Polyolen oder Polyolgemischen, 1-99% Diaminen oder Diamingemischen und 0-1% Katalysator. Die Verarbeitungstemperatur von Komponente 2 beträgt 50-150°C. Das Mischungsverhältnis von Komponente 1 und Komponente 2 beträgt im gewählten Beispielfall entsprechend 80-120% der Stöchiometrie. - Die Verarbeitung der Komponente 1 und Komponente 2 in der Gießvorrichtung 110 erfolgt beispielsweise durchflussgeregelt. Es kann ein zusätzliche Mischvorrichtung eingesetzt werden, die beliebig auswählbar ist. Die Vorrichtungs- und Verfahrensparameter sind je nach Beschichtungsmaterial, gewünschter Beschichtungsdicke, Klingenmaterial, Verwendungszweck der Klinge und dergleichen auswählbar. Beispielhaft seien die Parameter wie folgt aufgeführt:
Gießvorrichtung: durchflußgeregelte 2k-Mitteldruckgießmaschine Mischkopf: dynamische Mischkammer nach dem Rotor-Stator- Prinzip Gesamtausstoß: 100 bis 10.000 g/min, Umfangsgeschwindigkeit: 15-80 m/min, Vorschub: 5-100 mm/U, Auftragsstärke: 0,1-2 mm - Die Parameter kann ein Fachmann aus dem Stand der Technik durch einige wenige orientierende Versuche anhand seines Fachwissens, basierend auf den obigen Erläuterungen einstellen.
- Nach dem vollständigen Aushärten der Beschichtung 15 kann gegebenenfalls eine Nachbehandlung der Beschichtung 15 durchgeführt werden. Dies kann eine thermische und/oder mechanische Nachbehandlung der Beschichtung 15 sein, wie beispielsweise Schleifen, Fräsen und/oder Polieren. Nach der optionalen Nachbehandlung wird unter Verwendung einer geeigneten Schneidvorrichtung 130 geschnitten. Die Schneidvorrichtung 130 in Form eines geeigneten Schneidwerkzeugs kann beispielsweise ein Messer, eine Strahlschneidevorrichtung wie beispielsweise ein Wasserstrahl oder dergleichen darstellen. Die Schneidvorrichtung 130 zur Durchführung des Schnitts ist hierbei vorzugsweise relativ zum zylindrischen Grundkörper 60 so angeordnet und steuerbar, dass der Schnitt unter einer Steigung setzbar ist, welche der Steigung des spiralig aufgewickelten Klingenkörpers 30 entspricht.
- Hierdurch gelingt es erfindungsgemäß, eine Klinge 10 mit einer Beschichtung 15 bereitzustellen, welche eine gleichmäßige Stärke über die gesamte beschichtete Klingenfläche zeigt, so dass eine senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Klinge 10 gemessene Dicke der Beschichtung 15 über die Ausdehnung der Beschichtung 15 um weniger als 5%, bevorzugt um weniger als 1%, von einer mittleren Schichtdicke abweicht.
- Die
Figuren 1 bis 3 verdeutlichen nur beispielhaft mögliche Ausgestaltungen. Diese sind nicht beschränkend zu verstehen, sondern stellen lediglich Beispiele möglicher Ausführungsformen dar. DieFiguren 1 bis 3 sind nicht abschließend und damit auch nicht beschränkend im Hinblick auf den Schutzbereich erfindungsgemäß ausgeführter Klingen. Andere Abmessungen und Formen sowie andere als die beschriebenen Polymere für Beschichtungen sind je nach gewünschtem Eigenschaftsprofil denkbar. -
- 10
- Klinge
- 12
- Klingenspitze oder abgeschrägte Klingenkante
- 14
- rückwärtiger Bereich der Klinge
- 15
- Beschichtung
- 20
- Schaber
- 30
- Klingenkörper
- 32
- Klingenoberseite
- 34
- Klingenunterseite
- 50
- Walze
- 60
- zylindrischer Grundkörper
- 100
- Klingenhalter
- 110
- Gieß- oder Extrusionsvorrichtung
- 120
- Auftragsvorrichtung
- 130
- Schneidvorrichtung
- 200
- erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung
- A
- Drehrichtung der Walze 50
- B
- Drehrichtung des zylindrischen Grundkörpers 60
- R
- Vorschubrichtung
Claims (10)
- Verfahren zum Beschichten einer Klinge (10), wobei die Klinge (10) einen Klingenkörper (30) mit einer Klingenoberseite (32) und einer Klingenunterseite (34) aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:- spiraliges Aufwickeln des zu beschichtenden Klingenkörpers (30) auf einen zylindrischen Grundkörper (60) mit der zu beschichtenden Klingenseite (32, 34) nach außen,- Beschichten einer Klingenseite (32, 34) des aufgewickelten Klingenkörpers (30) mit einem Beschichtungsmaterial,- nach dem Aushärten des Beschichtungsmaterials Durchführen eines Schnitts durch die Beschichtung (15), welcher unter einer Steigung gesetzt wird, welche der Steigung des auf dem zylindrischen Grundkörper (60) spiralig aufgewickelten Klingenkörpers (30) entspricht, und- Abwickeln der beschichteten Klinge (10) von dem zylindrischen Grundkörper (60).
- Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren nach Anspruch 1 unter Beschichtung der anderen Klingenseite (32, 34) wiederholt wird. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtung unter Drehen der zylindrischen Grundkörpers (60) und axiales Verschieben des Auftrags des Beschichtungsmaterials oder des zylindrischen Grundkörpers (60) durchgeführt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zu beschichtende Klingenseite (32, 34) vor der Beschichtung einer Vorbehandlung unterzogen wird. - Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Vorbehandlung ein Verfahren zum Aufrauen der zu beschichtenden Klingenseite (32, 34) eingesetzt wird. - Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren zum Aufrauen ausgewählt wird aus Sandstrahlen, Schleifen oder Bürsten der zu beschichtenden Klingenseite (32, 34). - Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf die zu beschichtende Klingenseite (32, 34) vor dem Beschichten ein Haftanstrich aufgebracht wird. - Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtung (15) nach dem Aushärten einer Nachbehandlung unterzogen wird. - Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Nachbehandlung eine thermische und/oder mechanische Nachbehandlung eingesetzt wird. - Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mechanische Nachbehandlung ausgewählt wird aus Fräsen, Schleifen oder Polieren.
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