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Die
Erfindung betrifft ein Rakelbett zur Aufnahme eines kreiszylinderförmigen Rakelstabes,
mit einem in seinem Querschnitt senkrecht zur Zylinderlängsachse
des Rakelstabes aus einem homogenen Werkstoff ausgeführten, eine
den Rakelstab um mindestens 180° formgenau
umfassende, kreiszylindrische Ausnehmung aufweisenden Gehäuse, wobei die
Ausnehmung eine Eintritts und eine Austrittskante aufweist.
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Ein
bekanntes Verfahren zur Veredelung von Materialbahnen, insbesondere
aus Papier, Karton, Folie oder Kombinationen aus diesen Materialien sieht
vor, ein flüssiges
oder pastöses
Beschichtungsmaterial direkt oder über ein Übertragungselement, beispielsweise
eine Walze, indirekt an einer eine laufende Materialbahn bearbeitenden
Maschine auf die Materialbahn aufzutragen. Hierzu muss das Beschichtungsmaterial
gleichmäßig über die
Breite der Materialbahn auf dieser oder dem Übertragungselement dosiert
(auf das gewünschte
Strichgewicht gebracht)und/oder nur verteilt werden. Eine sehr gute Qualität einer
derartigen Veredelung wird erreicht, wenn die Dosierung und/oder
Verteilung des Beschichtungsmaterials mittels einem entgegen der Laufrichtung
der Materialbahn oder dem Übertragungselement,
auf die das Beschichtungsmaterial zunächst aufgetragen wird, rotierenden,
kreiszylindrischen Rakelstabs erfolgt. Der rotierende Rakelstab wird
dabei in dem Bereich, der nicht mit der Materialbahn oder dem Übertragungselement
in Berührung steht,
von einem Rakelbett umschlossen, wobei das Rakelbett neben der Lagerung
des Rakelstabes auch dazu dient, das Beschichtungsmaterial von dem
Rakelstab an der in Rotationsrichtung betrachteten Eintrittskante
in das Rakelbett abzuschaben. Dadurch wird die Oberfläche des
Rakelstabes vor dem Überstreichen
des Beschichtungsmaterials von eventuellen Krümeln, Fasern, Klumpen und dergleichen
gereinigt. Aufgrund der Doppelfunktion des Rakelbetts – einerseits
die Lagerung des Rakelstabs und andererseits dessen permanente Reinigung – ist dessen Einsatzdauer
stark beschränkt,
wobei eine Verbesserung der Haltbarkeit bei gleich bleibender Qualität der Reinigung
des Rakelstabes bei gleichzeitig gleich bleibender Qualität der Lagerung
des Rakelstabes eine starke Verringerung der Kosten bei der Herstellung
von mittels einer Beschichtung veredelter Materialbahnen zur Folge
hätte.
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Ein
bekanntes Rakelbett weist heute bevorzugt ein Gehäuse aus
einem homogenen Werkstoff auf, das in seinem Querschnitt senkrecht
zur Zylinderlängsachse
des Rakelstabes einteilig ausgeführt ist,
und welches eine den Rakelstab um mindestens 180° formgenau umfassende, kreiszylindrische
Ausnehmung aufweist, in welcher der Rakelstab in einem Presssitz
gelagert ist. Dabei können
in Querrichtung der Materialbahn zu dem Rakelbett gehörende Teile, wie
beispielsweise ein Damm oder Anschlussvorrichtungen zur Spülung des
Rakelstabes an dem einteiligen Gehäuse angeordnet sein. Ein derartiges
Gehäuse
besteht beispielsweise aus PE, PU oder Gummi, wobei die Eintritts-
und die Austrittskante gegenüber
dem rotierenden Rakelstab aus dem selben Werkstoff besteht. Der
Presssitz zwischen Rakelstab und Gehäuse gewährleistet einerseits eine zuverlässige Lagerung
des Rakelstabes im Gehäuse,
sowie eine zuverlässige
Abschabung des Beschichtungsmaterials vom Rakelstab und die Verhinderung
von Leckagen zwischen einem parallel zur Zylinderlängsachse
des Rakelstabes verlaufenden Spülkanal
und dem Bereich, in dem sich Beschichtungsmaterial befindet. Der
Presssitz bedarf aber andererseits einer hohen Antriebsleistung
des den Rakelstab antreibenden Motors und bewirkt zudem einen schnellen
Verschleiß des
Rakelbetts.
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Aus
der WO 97/04172 A1 ist ein Rakelbett, bestehend aus einem aus mehreren,
eine Ausnehmung zur Aufnahme eines kreiszylinderförmigen Rakelstabs
umschließenden
Teilen zusammengesetzten Gehäuse,
mit daran angeordneten und in die Ausnehmung ragenden Kontaktelementen
zur Halterung des Rakelstabes bekannt, bei dem die Kontaktelemente
in Richtung des Rakelstabes verstellbar angeordnet sind, um eine
Abdichtung zwischen den Kontaktelementen und dem Rakelstab bei fortschreitendem
Verschleiß der
Stabrakel durch Nachstellen der Kontaktelemente mittels Stellschrauben
sowie einer Federbelastung aufrecht zu erhalten.
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Nachteilig
an diesem Rakelbett ist, dass es einerseits aufgrund der vielen
Einzelteile des Gehäuses
kompliziert aufgebaut ist, wodurch die Gefahr einer fehlerhaften
Montage beim Zusammenbau einhergeht, sowie eine verringerte Betriebszuverlässigkeit
aufgrund der lösbaren
Verbindungen zwischen den einzelnen Teilen des Gehäuses, und
dass zum anderen aufgrund der Feineinstellung der Lagerung des Rakelstabs
mittels Schrauben ein sehr hoher Aufwand bei der Einstellung eines
derartigen Rakelbetts bei der Montage, Wartung und Instandhaltung an
einer Maschine zur Bearbeitung einer laufenden Materialbahn besteht,
verbunden mit der Gefahr einer ungenauen, Verspannungen verursachenden Einstellung
der Lagerung des Rakelstabes und des Lösens der Einstellung während des
Betriebs. Dabei verursacht ein durch Einstellungsarbeiten verursachter
Stillstand einer derartigen Maschine enorme Kosten, da die Produktion
hierfür
gestoppt werden muss.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Rakelbett zur Aufnahme
eines Rakelstabs zu entwickeln, welches eine zuverlässige Lagerung
des Rakelstabes bei gleichzeitig über einen langen Zeitraum gewährleisteter,
zuverlässiger
Abschabung des Beschichtungsmaterials von dem Rakelstab ermöglicht,
wobei eine einfache und schnelle Montage an einer eine laufende
Materialbahn behandelnden Maschine möglich sein muss, sowie eine einfache
Wartung und Instandhaltung.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Rakelbett nach Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist ein
Rakelbett zur Aufnahme eines kreiszylinderförmigen Rakelstabes, mit einem
in seinem Querschnitt senkrecht zur Zylinderlängsachse des Rakelstabes aus
einem homogenen Werkstoff, eine den Rakelstab um mindestens 180° formgenau
umfassende, kreiszylindrische Ausnehmung aufweisenden Gehäuse, zur
Anordnung an einer eine laufende Materialbahn bearbeitenden Maschine
vorgesehen, wobei an dem Gehäuse
im Bereich der Ausnehmung mindestens eine parallel zu der Zylinderlängsachse
des Rakelstabes verlaufende Nut angeordnet ist, in welcher eine
Abstreifleiste lösbar
zwischen Rakelstab und Rakelbett anordbar ist.
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Die
Erfindung weist gegenüber
dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass durch die mindestens
eine an dem Gehäuse
im Bereich der Ausnehmung angeordnete, parallel zu der Zylinderlängsachse
des Rakelstabes verlaufende Nut und der darin lösbar zwischen Rakelstab und
Rakelbett anordbaren Abstreifleiste ermöglicht wird, den Rakelstab
auf bekannte, zuverlässige
Weise in einem aus einem homogenen Werkstoff hergestellten, einteiligen
Gehäuse
zu lagern, und gleichzeitig die Einsatzdauer des Rakelbetts sowie
die Qualität
der mit Hilfe des Rakelbetts aufzubringenden Beschichtung zu verbessern
durch Verwendung eines gegenüber
dem Werkstoff für
das Gehäuse
gegen Verschleiß und
Beschädigung
widerstandsfähigeren
Materials für
die Abstreifleiste. Die Einsatzdauer des vorzugsweise einteilig
ausgeführten
Rakelbetts kann durch die in der Nut lösbar angeordnete Abstreifleiste
deutlich verlängert
werden, da ein Austausch der am stärksten dem Verschleiß ausgesetzten
Abstreifleiste möglich
ist. Die Länge
der Abstreifleiste entspricht dabei mindestens der Breite der Materialbahn,
wobei die Abstreifleiste eine nur geringe Kontaktfläche zum
Rakelstab aufweist und den Rakelstab nur über einen kleinen Teil dessen
Umfangs über
dessen ganzer Länge,
oder mindestens über
die Breite der Materialbahn hinweg berührt. Die Abstreifleiste kann
besonders einfach montiert werden, da sie weder die Qualität der Lagerung
des Rakelstabes nicht beeinträchtigt,
noch die Gleichmäßigkeit
der Auftragungsstärke des
Beschichtungsmaterials beeinflusst. Es kommt bei der Montage der
Abstreifleiste nur darauf an, dass diese den Rakelstab über die
gesamte Breite der Materialbahn berührt, so dass eine zuverlässige Abschabung
des Beschichtungsmaterials von dem Rakelstab gewährleistet ist. Hierdurch können Montage-,
Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten
wesentlich schneller, als bisher durchgeführt werden.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Nut
mindestens an der Eintritts- und/oder Austrittskante oder zumindest
in deren unmittelbarer Nähe
zwischen Rakelstab und Rakelbett angeordnet ist. Die Anordnung kann
alternierend oder zusätzlich
auch vor und oder nach einem vorhandenen der Schmierung und Spülung des
Rakelbettes bzw. des Rakelstabes dienenden Kanales getroffen sein.
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Die
Lebensdauer des Rakelbetts, welche bislang aufgrund des hohen Verschleißes an der
Eintritts- und Austrittskante beschränkt war, kann durch die an
der Eintritts- und/oder Austrittskante zwischen Rakelstab und Rakelbett
in der Nut anordbare Abstreifleiste deutlich verlängert werden,
da die Abstreifleiste aus einem gegenüber Abrieb widerstandsfähigeren
Material herstellbar ist. Darüber
hinaus ist ein Austausch der Abstreifleiste unabhängig von
den anderen Teilen des Rakelbetts möglich.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Rakelbett
und der Rakelstab in Rotationsrichtung des Rakelstabes vor einer
an der Eintrittskante angeordneten Abstreifleiste voneinander beabstandet
sind, so dass das von der Abstreifleiste von dem Rakelstab abgestreifte
Beschichtungsmaterial in einem sich vor der Abstreifleiste ausbildenden
Wirbel abströmen
und sich so über
die Breite der Materialbahn homogen verteilen kann.
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Eine
andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
am Grund der Nut zwischen Gehäuse
und Abstreifleiste eine Anpressvorrichtung zum federelastischen
Anpressen der Abstreifleiste gegen den Rakelstab angeordnet ist.
Die am Grund der Nut über
deren gesamter Länge
angeordnete federelastische Anpressvorrichtung kann beispielsweise
aus einem Moosgummistreifen, einer von mehreren Druckfedern in Richtung
dem Rakelstab federbelasteten Leiste, welche gegen die dem Rakelstab
abgewandten Seite der Abstreifleiste presst, oder aus einem mit
Druckluft beaufschlagbaren und sich dadurch in der Nut ausdehnenden,
elastischen Schlauch bestehen. Dabei gewährleistet die federelastische
Anpressung der Abstreifleiste gegen den Rakelstab eine über einen
langen Zeitraum gleich bleibende Qualität der Abstreifung des Beschichtungsmaterials
von dem Rakelstab.
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Eine
andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
die Abstreifleiste aus einem mindestens unter Druckbeanspruchung
elastisch verformbaren Material besteht, zum federelastischen Anpressen
der Abstreifleiste gegen den Rakelstab. Ein hierfür beispielsweise
geeignetes Material ist eine Materialmischung aus Gummi und Graphit.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
die Abstreifleiste aus einem formstabilen, abriebfesten und einen
geringen Reibungskoeffizienten gegenüber dem Material des Rakelstabes
aufweisenden Werkstoff, insbesondere einem Kunststoff, wie beispielsweise
einem Polymer, wie PU oder PA, einem Thermoplast, wie PE, hochmolekularem
PE oder Polyester besteht. Die Abstreifleiste kann darüber hinaus
beispielsweise aus einem in Gleitlagern verwendeten, über Notschmiereigenschaften
verfügenden
Material, wie beispielsweise Bronze, oder aus Keramik bestehen.
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Eine
zusätzliche,
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Abstreifleiste
den Rakelstab entlang genau einer Linie berührt.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Abstreifleiste
an ihrer dem Rakelstab zugewandten Seite vergleichbar mit einer Schaberklinge
spitz zuläuft.
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Eine
andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
die Abstreifleiste unabhängig
vom Rakelstab und/oder dem Rakelbett austauschbar ist, wobei Aus-
und Einbau seitlich am Rakelbett, beispielsweise durch Entfernen
eines seitlich am Rakelbett angeordneten Damms oder eines Teils davon,
und Einschieben der Abstreifleiste in die Nut von dieser Seite her
erfolgt. Der Aus- und Einbau kann dabei bei an der Maschine zur
Bearbeitung einer laufenden Materialbahn angeordnetem Rakelbett erfolgen.
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Eine
zusätzliche,
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in dem
Rakelbett ein parallel zur Zylinderlängsachse des Rakelstabes verlaufender
und über
seine gesamte Länge
mit der kreiszylindrischen Ausnehmung in Verbindung stehender Spülkanal angeordnet
ist, wobei in Rotationsrichtung des Rakelstabs vor und nach dem
Spülkanal mindestens
jeweils eine Nut zur Aufnahme jeweils einer Abstreifleiste angeordnet
ist. Durch den Spülkanal
ist ein Lösungsmittel
für das
zum Auftragen auf die Materialbahn vorgesehene und von dem Rakelstab
in seiner Dicke über
der Breite der Materialbahn gleichmäßig verteilte Beschichtungsmaterial
entlang eines Teils des Umfangs des Rakelstabes zu dessen Reinigung
leitbar. Um einen Kontakt zwischen dem Lösungsmittel (oder auch einem
Schmiermittel) und dem Beschichtungsmaterial zu verhindern, muss eine
zuverlässige
Abdichtung zwischen den mit den verschiedenen Substanzen in Verbindung
stehenden Bereichen des rotierenden Rakelstabes gewährleistet
werden. Die vor und/oder nach dem wenigstens einen Spülkanal angeordneten
Abstreifleisten, welche aus einem anderen, gegen Abrieb und Verschleiß widerstandsfähigeren
Material hergestellt sein können,
als dem homogenen Werkstoff des Gehäuses, erlauben eine zuverlässigere
Abdichtung dieser Bereiche gegeneinander und so die Verwendbarkeit
des Rakelbetts über
einen längeren
Zeitraum hinweg, als dies nach dem Stand der Technik möglich ist,
bei gleich bleibender Qualität
der Lagerung und Führung
des Rakelstabes in dem vorzugsweise einteiligen Gehäuse, im
Vergleich zu einem mehrteiligen Gehäuse.
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Die
Anordnung der Abstreifleisten neben dem wenigstens einen Spülkanal kann
zusätzlich oder
alternierend zu jener mindestens einen Abstreifleiste, die neben
der wenigsten einen Nut vorhanden ist, erfolgen.
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Weitere
Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen oder deren Unterkombinationen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Im
Einzelnen zeigt die schematische Darstellung in:
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1 einen
Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Rakelbett senkrecht zur
Zylinderlängsachse
eines in dem Rakelbett angeordneten Rakelstabes, mit zwei in einem
Winkel zueinander angeordneten Abstreifleisten,
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2 einen
Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Rakelbett senkrecht zur
Zylinderlängsachse
eines in dem Rakelbett angeordneten Rakelstabes, mit zwei parallel
zueinander angeordneten Abstreifleisten,
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3a bis
f verschiedene Klingenformen von in dem erfindungsgemäßen Rakelbett
anordbaren Abstreifleisten,
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4a bis
c verschiedene Anpressvorrichtungen für in einer glatten Nut im Gehäuse des
erfindungsgemäßen Rakelbetts
angeordnete Anpressleisten im Querschnitt, und
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5a bis
c verschiedene Anpressvorrichtungen für in einer eine Hintergreifung
aufweisenden Nut im Gehäuse
des erfindungsgemäßen Rakelbetts angeordnete
Anpressleisten im Querschnitt.
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Die
in der Figur gleichen Bezugsziffern bezeichnen gleiche oder gleich
wirkende Elemente.
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Ein
in den 1 und 2 dargestelltes Rakelbett 1 besteht
aus einem Gehäuse 2,
welches eine kreiszylindrische Ausnehmung zur Aufnahme eines kreiszylindrischen
Rakelstabes 3 aufweist. Die Ausnehmung umfasst den Rakelstab 3 um
mehr als 180°,
wobei ein Teil des Umfangs des Rakelstabes 3 frei bleibt.
Das Gehäuse 2 ist
dabei in dem dargestellten, senkrecht zur Zylinderlängsachse
des Rakelstabes 3 verlaufenden Querschnitt einteilig aus
einem homogenen Werkstoff hergestellt. Zur zuverlässigen Abstreifung
des von dem Rakelstab 3 gleichmäßig über der Breite einer nicht
dargestellten, laufenden Materialbahn zu verteilenden Beschichtungsmaterials
sind in dem Gehäuse 2 Abstreifleisten 4 in
parallel zu der Zylinderlängsachse
des Rakelstabes 3 verlaufenden Nuten 11 angeordnet.
In 1 ist eine Abstreifleiste direkt an der Eintrittskante 5 des
Rakelbetts 1 angeordnet, eine zweite, in einem Winkel zu der
ersten Abstreifleiste 4 angeordnete Abstreifleiste 4 ist
in Rotationsrichtung nach einem zwischen den beiden Abstreifleisten
am Außenumfang
des Rakelstabes angeordneten, und mit dem Rakelstab über dessen
Länge in
Kontakt stehenden Spülkanal 10 angeordnet.
Bei dem in 2 dargestellten Rakelbett sind
zwei Abstreifleisten parallel zueinander, ebenfalls beidseitig des
Spülkanals
angeordnet. Die Abstreifleisten berühren dabei den Rakelstab nur
entlang einer Linie. Dies hat den Vorteil, dass Undichtigkeiten
zwischen Rakelstab und Abstreifleiste, wie sie leicht bei einander
berührenden,
dreidimensional geformten Flächen
vorkommen, wirkungsvoll verhindert werden können. Die Abstreifleisten 4 weisen
hierfür auf
ihrer dem Rakelstab 3 zugewandten Seite jeweils eine geeignete
Klingenform auf. Derartige Klingenformen sind in 3 dargestellt,
wobei jeweils die obere Seite die dem Rakelstab zugewandte Seite
der Abstreifleiste 4 ist. In 3a) ist
eine spitze, asymmetrische Klinge dargestellt. 3b) zeigt
eine etwas stumpfer zulaufende, asymmetrische Klinge. 3c) zeigt eine symmetrische, spitz zulaufende Klinge, 3d) eine symmetrische, stumpf zulaufende
Klinge. 3e) zeigt eine Doppelklinge
mit symmetrischen Einzelklingen und 3f) zeigt
eine Doppelklinge mit asymmetrisch zulaufenden Einzelklingen.
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Die
Abstreifleisten 4 sind in dem Gehäuse 2, wie in den 4 und 5 dargestellt,
federbelastet in jeweils einer Nut 11 angeordnet. Die Nut
kann dabei wie in 4 dargestellt glatt, oder wie
in 5 dargestellt mit einer Hintergreifung 13 ausgeführt sein,
durch welche ein Herausfallen der Abstreifleiste 4 aus
der Nut 11 beim Auswechseln des Rakelstabes 3 verhindert
wird. In den 4a) und 5a) ist
eine in einer Nut 11 angeordnete, mittels einer Feder 8,
welche die Abstreifleiste 4 vom Grund 12 der Nut 11 abdrückt, federbelastete
Abstreifleiste 4 dargestellt. In den 4b) und 5b) ist anstelle einer Feder 8 ein über die
gesamte Länge
der Nut 11 verlaufender Moosgummi 7 zwischen dem
Grund 12 der Nut 11 und der Abstreifleiste 4 in
der Nut 11 angeordnet. In den 4c) und 5c) ist der Moosgummi 7 durch
einen mit Druckluft aufblasbaren Schlauch 9 ersetzt. Da bei
kann der Schlauch 9 durch das Einfüllen von Druckluft aufgeblasen
werden, so dass der Schlauch 9 die Nut 11 im Bereich
des Grundes 12 einnimmt, und die Abstreifleiste 4 gegen
den Rakelstab 3 vom Grund 12 abpresst.
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Nachzutragen
ist, dass das Rakelbett 1 bzw. Gehäuse 2 zumindest an
der Einlaufseite 5 vom Rakelstab 3 in einem nicht
in den Figuren dargestellten Abstand „s" zurückgesetzt
sein kann, damit das abgestreifte Beschichtungsmedium ungehindert
abführbar
ist.
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Die
Erfindung ist insbesondere in Maschinen zur Herstellung und/oder
Veredelung von Papier-, Karton oder anderen Faserstoffbahnen gewerblich anwendbar.
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- 1
- Rakelbett
- 2
- Gehäuse
- 3
- Rakelstab
- 4
- Abstreifleiste
- 5
- Eintrittskante
- 6
- Austrittskante
- 7
- Moosgummi
- 8
- Feder
- 9
- Schlauch
- 10
- Spülkanal
- 11
- Nut
- 12
- Grund
- 13
- Hintergreifung