DE19949100A1 - Druckkammerrakel und Verfahren zum Auftragen eines Mediums auf eine Walze - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckkammerrakel zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf eine rotierende Walze, welche Druckkammerrakel eine sich axial erstreckende Kammer aufweist, die jeweils von einer sich axial erstreckenden und an der Mantelfläche der Walze anliegenden Dosierrakel und Dichtrakel in Umfangsrichtung begrenzt wird, so daß ein in der Kammer befindliches Medium die Mantelfläche der Walze benetzt, und in welcher Kammer ein sich axial erstreckender Verdrängungskörper unter Bildung eines Druckraums und eines Ablaufraums und unter Belassung eines Spaltes zur Mantelfläche der Walze angeordnet ist, der von dem flüssigen Medium zur Benetzung der Mantelfläche durchströmt wird. Gemäß der Erfindung wird unter anderem vorgeschlagen, daß der Verdrängungskörper wenigstens einen in den Druckraum mündenden Abflußkanal aufweist, durch den ein Teilstrom des flüssigen Mediums aus dem Druckraum abfließt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckkammerrakel zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf eine rotierende Walze, welche Druckkammerrakel eine sich axial erstreckende Kammer aufweist, die jeweils von einer sich axial erstreckenden und an der Mantelfläche der Walze anliegenden Dosierrakel und Dichtrakel in Umfangsrichtung begrenzt wird, so daß ein in der Kammer befindliches Medium die Mantelfläche der Walze benetzt, und in welcher Kammer ein sich axial erstreckender Verdrängungskörper unter Bildung eines Druckraums und eines Ablaufraums und unter Belassung eines diese verbindenden Spaltes zur Mantelfläche der Walze angeordnet ist, der von dem flüssigen Medium zur Benetzung der Mantelfläche durchströmt wird.

Solche Druckkammerrakel sind für die Verwendung bei Auftragsverfahren für flüssige Medien auf eine Materialbahn bekannt. Damit ist es möglich, eine Rasterwalze bei hoher Geschwindigkeit mit einem flüssigen Medium zu benetzen beziehungsweise deren Rastervertiefungen zu füllen. Im einzelnen wird die Flüssigkeit durch den Kammerdruck in die Rasterkanäle oder -vertiefungen gedrückt, wobei ein gleichmäßiger Auftrag dann erreicht wird, wenn die Fließgeschwindigkeit des Mediums in den Rasterkanälen oder -vertiefungen größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Rasterwalze. Durch die damit erzeugte Überfüllung der Rasterkanäle oder -vertiefungen wird ein gleichmäßiger Masseüberschuß des Mediums erzielt. In der Druckkammerakel wird im einzelnen eine Benetzung der Rastererhebungen und eine Be- und Überfüllung der Rastervertiefungen bewirkt. Im folgenden wird jedoch überwiegend von einer Benetzung der Mantelfläche mit dem Medium gesprochen, worunter jedoch beide Effekte zu verstehen sind.

Die Rasterwalze kann beispielsweise als Linienrasterwalze mit einem 45°-Linienraster ausgebildet sein, dessen einzelnen Rasterkanäle auf der Mantelfläche in einem 45°- Winkel zur Drehachse verlaufen. Das Raster kann aber auch als Näpfchenraster ausgebildet sein, bei dem das Raster sich aus einer Vielzahl von napfförmigen Vertiefungen zusammensetzt.

Es ist offensichtlich, daß für höhere Umfangsgeschwindigkeiten bei gleichbleibender Benetzung bzw. Überfüllung des Rasters größere Masseflüsse des Mediums erforderlich sind. Der erzielbare Massefluß in den Rasterkanälen hängt vom Kammerdruck ab derart, daß bei höherem Kammerdruck eine höhere Fließgeschwindigkeit in den Rasterkanälen und somit ein höherer Massefluß erreicht wird. Für einen gleichmäßigen Auftrag muß zudem gewährleistet werden, daß über der gesamten Breite der Druckkammerrakel stets ausreichend Medium vorhanden ist, das in die Rasterkanäle gepreßt werden kann. Ein gleichmäßiger Auftrag hängt jedoch nicht nur von der gleichmäßigen Verteilung des Mediums in der Druckkammer und im Spalt ab, sondern auch von den erzielbaren Masseströmen des Mediums im Spalt. Ferner hat die Viskosität des Mediums einen Einfluß auf das Fließ- und Benetzungsverhalten.

Im Zuge der gewünschten immer größer werdenden Transportgeschwindigkeiten der zu beschichtenden Materialbahnen und der somit größer werdenden Masseflüssen sind herkömmlichen Druckkammerrakeln häufig Grenzen gesetzt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Druckkammerrakel und insbesondere den darin befindlichen Verdrängungskörper so auszubilden, daß für größere Bahngeschwindigkeiten eine gleichmäßige Be- und Überfüllung der Rastervertiefungen der Walze möglich wird.

Die Aufgabe wird gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, daß sich der Spalt zwischen der Walze und dem Verdrängungskörper in Strömungsrichtung des flüssigen Mediums zumindest über einen Abschnitt verengt. Dies hat den Vorteil, daß sich das flüssige Medium vor dem Durchfluß durch den Spalt aufstaut, so daß das Medium stets für die Benetzung der Mantelfläche im Bereich des Flüssigkeitsstaus vorhanden ist. Ein Abreißen des Flüssigkeitsfilms ist somit auch bei höheren Geschwindigkeiten nicht zu befürchten. Ferner wird erreicht, daß sich das Medium in dem Flüssigkeitsstau über die gesamte Breite der Kammer verteilt, so daß ein Eintauchen der Mantelfläche in das Medium über die gesamte Beschichtungsbreite gewährleistet wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Verdrängungskörper wenigstens einen in den Druckraum mündenden Abflußkanal aufweist, durch den ein Teilstrom des flüssigen Mediums aus dem Druckraum abfließt. Dies hat den Vorteil, daß der Massestrom des Mediums so groß gewählt werden kann, daß auf der Druckseite des Verdrängungskörper stets ausreichend Medium vorgehalten werden kann. Das überschüssige Medium fließt durch die Abflußkanäle ab, während ein gleichmäßiger Teilstrom durch den Spalt fließt und die Mantelfläche benetzt.

Vorteilhaft ist es, wenn der Abflußkanal in dem sich verengenden Abschnitt des Spaltes in den Druckraum mündet. Dadurch wird eine besonders gleichmäßige Strömung des Mediums vor und in dem Spalt zwischen Verdrängungskörper und Mantelfläche erreicht. Dies wirkt sich unmittelbar auf die Gleichmäßigkeit des Auftrages auf die Mantelfläche aus.

Grundsätzlich kann der Abflußkanal mit einem separaten Ablauf verbunden sein, um das überschüssige Medium abzuführen. Der Abflußkanal kann in einfacher Weise auch den Druckraum mit dem Ablaufraum verbinden. Der Abflußkanal kann dann im Verdrängungskörper angeordnet sein. Ein solcher Verdrängungskörper kann auch nachträglich in einen herkömmlichen Rakelkopf eingebaut werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Abstand zwischen dem Verdrängungskörper und der Mantelfläche zur Veränderung des Spaltes durch wenigstens ein Stellmittel einstellbar ist. Das Stellmittel kann beispielsweise Stellschrauben umfassen, die mit axialem Abstand an den Verdrängungskörper angreifen. Dies hat zum einen den Vorteil, daß der Verdrängungskörper exakt parallel zu der Mantelfläche ausgerichtet werden kann. So können beispielsweise Durchbiegungen des Rakelkopfes oder nur des Verdrängungskörpers ausgeglichen werden. Zum anderen besteht ein Vorteil darin, daß die Spaltweite an das Fließverhalten des Mediums angepaßt werden kann. Auch damit wird eine größere Auftragsgeschwindigkeit möglich, ohne daß die Gefahr besteht, daß der Flüssigkeitsfilm im Spalt abreißt und somit Lücken im Mediumauftrag entstehen.

Es kann weiterhin zweckmäßig sein, wenn sich an den sich verengenden Abschnitt des Spaltes ein Abschnitt des Spaltes anschließt, in dem der Verdrängungskörper einen im wesentlichen gleichen Abstand zur Mantelfläche aufweist. Dadurch wird ein inniger Kontakt des Mediums zur Mantelfläche bei gleichbleibenden Bedingungen über einen größeren Bogenabschnitt der Mantelfläche bewirkt, so daß sich das Medium gleichmäßig in die Vertiefungen des Rasters verteilt.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Verdrängungskörper wenigstens eine Zuführung und wenigstens einen ersten seitlichen Ausströmkanal besitzt, der mit der Zuführung in Verbindung steht und in den Druckraum derart mündet, daß das flüssige Medium im wesentlichen tangential zur Mantelfläche in den Druckraum der Kammer strömt. Dies hat den Vorteil, daß das Medium nicht unmittelbar auf die Mantelfläche strömt, wodurch sich Druckunterschiede entlang der Auftragsbreite bilden können, die ein gleichmäßiges Auftragen verhindern. Das in den Druckraum tangential einströmende Medium beeinflußt nicht oder nicht wesentlich das vor dem Spalt anstehende Medium.

Es kann weiterhin zweckmäßig sein, wenn der Verdrängungskörper wenigstens einen zweiten Ausströmkanal aufweist, der mit der Zuführung in Verbindung steht und in den Ablaufraum mündet und von einem Teilstrom des zugeführten Mediums durchströmt wird. Dies hat den Vorteil, daß in dem Ablaufraum keine Toträume entstehen, in denen sich das Medium sammeln könnte. Es kann zweckmäßig und ausreichend sein, wenn diese zweiten Ausströmkanäle lediglich an den axialen Endbereichen in den Ablaufraum münden. Die Reinigung des Rakelkopfes beispielsweise bei einem Wechsel des Mediums wird dadurch wesentlich erleichtert.

Der Verdrängungskörper kann einen sich axial erstreckenden Hohlraum umfassen, in den die Zuführung mündet und von dem die Ausströmkanäle ausgehen. Dies hat den Vorteil, daß der Verdrängungskörper auch nachträglich in einen herkömmlichen Rakelkopf eingesetzt werden kann. Insbesondere kann aber vorgesehen werden, daß eine zentrale oder nur eine begrenzte Anzahl von Zuführungen vorgesehen ist, die in den Hohlraum münden. Eine Vermischung des Mediums und auch eine gleichmäßige Verteilung des Mediums wird dabei noch vor dem Austritt in den Druckraum erreicht, so daß der gleichmäßige Auftrag des Mediums möglich ist. Dennoch bleibt der Rakelkopf relativ einfach aufgebaut.

Die Ausströmkanäle können beispielsweise als Schlitze und/oder runde Öffnungen ausgebildet sein, die von dem Hohlraum ausgehen. Damit wirken die Ausströmkanäle als Drossel für die Fluidströmung, und eine gute Verteilung des flüssigen Mediums bereits innerhalb des Hohlraumes kann bewirkt werden. Das Medium fließt gleichförmig durch die Auströmkanäle, und eine gleichmäßige Verteilung des Mediums in dem Druckraum kann erzielt werden. Ein besonders gleichmäßiges Benetzen der Mantelfläche wird damit unterstützt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Verdrängungskörper aus einem Werkstoff besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient an den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Rakelkopfes angepaßt ist. Dies hat den Vorteil, daß sich Temperaturschwankungen nicht oder nur unwesentlich auf die Spaltgeometrie, die wesentlich für die Benetzung ist, auswirken können. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der Rakelkopf temperierbar ist. Eine solche Anpassung kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, daß Rakelkopf und Verdrängungskörper aus dem gleichen Material gefertigt sind.

Die Dosierrakel, die sich an der Stelle befindet, an der die benetzte Walze die Druckkammer verläßt, ist in der Regel kammerseitig mit einem stumpfen Winkel zur Mantelfläche angestellt. Die Kante der Rakel ist somit negativ zur Umfangsbewegung ausgerichtet. Es ist aber auch möglich, das die Dosierrakel kammerseitig mit einem spitzen Winkel zur Mantelfläche angestellt ist. Dadurch können zum einen scherempfindliche Medien besser verarbeitet werden. Zum anderen kann der Verschleiß reduziert werden.

Es kann weiterhin vorgesehen werden, daß der die Kammer, den Verdrängungskörper und die Rakel tragende Rakelkopf in axialer Richtung oszillierend bewegbar ist. Dies hat den Vorteil, daß sich im Laufe der Zeit die Rakelkante gleichmäßig abnutzt und sich nicht linienförmig in die Mantelfläche einarbeiten kann. Dadurch werden Streifen in der Beschichtung und auch Schwingungen der Rakel während des Betriebes vermieden.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf eine rotierende Walze mit einer Druckkammerrakel, die eine sich axial erstreckende Kammer aufweist, die jeweils von einer sich axial erstreckenden und an der Mantelfläche der Walze anliegenden Dosierrakel und Dichtrakel in Umfangsrichtung begrenzt wird, so daß ein in der Kammer befindliches Medium die Mantelfläche der Walze benetzt, und in welcher Kammer ein sich axial erstreckender Verdrängungskörper unter Bildung eines Druckraums und eines Ablaufraums und unter Belassung eines Spaltes zur Mantelfläche der Walze angeordnet ist, der von dem flüssigen Medium zur Benetzung der Mantelfläche in einer Strömungsrichtung relativ zur Umfangsdrehrichtung der Walze durchströmt wird. Es ist bekannt, daß die Umfangsdrehrichtung entgegengesetzt zu der Strömung im Spalt ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Medium hier hohen Scherkräften ausgesetzt sein kann.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Strömungsrichtung des flüssigen Mediums in dem Spalt gleichgerichtet zu der Umfangsdrehrichtung der Walze ist. Dies hat den Vorteil, daß das Medium bereits die richtige Strömungsrichtung hat, um mit hoher Geschwindigkeit in die Rastervertiefungen zu gelangen. Es sind somit hohe Fließgeschwindigkeiten und hohe Masseflüsse für größere Beschichtungsgeschwindigkeiten möglich. Dies ist auch unter der Verwendung eines Verdrängungskörpers der oben erläuterten Art möglich.

Es ist zweckmäßig, wenn das flüssige Medium durch einen sich in Strömungsrichtung verengenden Spalt zwischen Mantelfläche und Verdrängungskörper strömt. Es wird ein Flüssigkeitsstau erzeugt, durch den erreicht wird, daß das Medium gleichmäßig in die Vertiefungen des Rasters gelangt.

Weiterhin kann vorgesehen werden, daß ein Teilstrom des flüssigen Mediums aus dem Druckraum durch wenigstens einen Abflußkanal abgeleitet wird. Dadurch wird eine gleichmäßige Strömung im Spalt in Umfangsdrehrichtung der Walze erzielt. Hohe Scherkräfte, die zu Entmischungen und zum Abreißen des Films führen können, werden somit vermieden.

Weiterhin kann vorgesehen werden, daß ein Teilstrom des zugeführten flüssigen Mediums unmittelbar in den Ablaufraum strömt. Dadurch wird, wie im Zusammenhang mit der Ausbildung des Verdrängungskörpers beschrieben, eine Ansammlung des Mediums in Toträumen des Ablaufraumes vermieden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Druckkammerrakel gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Druckkammerrakel gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Druckkammerrakel gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die in der Zeichnung dargestellte Druckkammerrakel weist einen die einzelnen Bestandteile tragenden Rakelkopf 11 auf, der in 6-Uhr-Position relativ zu einer Rasterwalze 12 angeordnet ist und sich axial zur Walze erstreckt. Die Druckkammerrakel umfaßt eine Druckkammer 13, in der die Mantelfläche 14 der Walze 12 mit einem flüssigen Medium 15 benetzt wird. Die Walze ist als Rasterwalze ausgebildet, und das flüssige Medium wird durch den in der Druckkammer herrschenden Druck in die Vertiefungen des Rasters gepreßt. Es wird eine Überfüllung der Rastervertiefungen bewirkt, wodurch ein gleichmäßiger Materialauftrag erreicht werden kann. Die Walze 12 steht entweder im direkten Kontakt mit der zu beschichtenden Substratbahn oder im Kontakt mit einer weiteren Zwischenwalze. Diese sind jeweils in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. In den Figuren sind gleiche und gleichwirkende Teile jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Im einzelnen weist die Druckkammerrakel eine sich axial erstreckende Dichtrakel 16 auf, die in Umfangsdrehrichtung 17 der Walze vor dem Eintauchen der Mantelfläche in die Druckkammer 13 angeordnet ist. Es ist eine sich axiale erstreckende Dosierrakel 18 vorgesehen, die in Umfangsdrehrichtung der Walze hinter der Druckkammer 13 angeordnet ist. Bei den in der Fig. 1 und 3 dargestellten Ausführungsformen ist die Dosierrakel 18 negativ zur Umfangsdrehrichtung 17 angestellt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist eine positive Anstellung der Dosierrakel 35 vorgesehen. Ansonsten stimmen die Anordnungen in Fig. 1 und Fig. 2 überein. Ferner sind nicht gezeigte seitliche Dichtelemente vorgesehen, die die Druckkammer entlang dem eintauchenden Bogenabschnitt der Walze gegenüber der Umgebung abdichten. Es wird somit eine abgeschlossene Druckkammer gebildet, die sich über einen großen Abschnitt der Breite der Walze erstreckt und in die ein Teilabschnitt der Mantelfläche der Walze eintaucht und mit dem Medium benetzt werden kann.

Es ist weiterhin ein sich axial erstreckender Verdrängungskörper 19 vorgesehen, der die Druckkammer 13 in einen Druckraum 20 und einen Ablaufraum 21 unterteilt. Der Verdrängungskörper 19 weist einen definierten Abstand zur Mantelfläche 14 der Walze 12 auf, und es wird ein Spalt 22 gebildet, durch den das flüssige Medium während des Betriebes fließt. Insoweit ist eine Druckkammerrakel bekannt und bedarf keiner weiteren Erläuterung.

Der Verdrängungskörper 19 ist hohl ausgebildet. In dem gebildeten Hohlraum 23 münden zum einen Zuführungen 24 für das flüssige Medium. Die Zuführungen münden bei den gezeigten Ausführungsbeispielen von unten in den Hohlraum 23 des Verdrängungskörpers. Es sind zum anderen seitliche erste Ausströmkanäle 25 vorgesehen, die sich von dem Hohlraum in den Druckraum 20 erstrecken. Im einzelnen ist die Anordnung so getroffen, daß die Ausströmkanäle derart ausgerichtet sind, daß das Medium im wesentlichen tangential zur Mantelfläche in den Druckraum eintritt. Dadurch werden Druckunterschiede, wie sie beim radialen Auftreffen des Mediums auf die Mantelfläche auftreten können, vermieden. Grundsätzlich sind auch andere Ausströmwinkel als tangential, beispielsweise bis zu 60°, denkbar. Die Ausströmkanäle 25 können als Schlitze oder runde Öffnungen ausgebildet sein.

Das flüssige Medium wird bei einer solchen Ausbildung des Verdrängungskörpers 19 bereits vor dem Austreten in den Druckraum 20 innerhalb des Hohlraumes 23 gemischt und gleichmäßig verteilt. Es kann daher vorgesehen werden, daß nur eine zentrale Zuführung oder nur zwei oder drei Zuführung entlang der axialen Erstreckung des Verdängungskörpers 19 vorgesehen sind. Dadurch wird die Ausbildung, die Montage und auch die Reinigung des Rakelkopfes 11 erleichtert.

Das flüssige Medium tritt in den Druckraum 20 ein und durchströmt den Spalt 22, wobei ein Teil des Mediums die Mantelfläche der Walze benetzt. Der andere, zunächst ungenutzte Teilstrom fließt in den Ablaufraum 21 und wird durch Ableitungen 26 abgeführt und beispielsweise im Kreislauf gefahren.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zusätzlich im Verdrängungskörper 19 zweite Ausströmkanäle 27 vorgesehen, die sich zwischen den Hohlraum 23 und den Ablaufraum 21 erstrecken. Dadurch wird ein geringer Teilstrom 28 unmittelbar in den Ablaufraum geleitet, so daß sich dort definierte Strömungen in Richtung auf die Mündungen der Ableitungen 26 einstellen. Es sind vorzugsweise nur wenige, beispielsweise nur ein oder zwei, Ausströmkanäle 27 vorhanden, die mit Abstand zu den Ableitungen 26 in den Ablaufraum münden. Eine Ansammlungen des Mediums in den ansonsten dort vorhandenen endständigen Toträumen bei beispielsweise nur einer Ableitung wird damit zuverlässig vermieden.

Es ist offensichtlich, daß die Geometrie des Verdrängungskörpers maßgeblich die Strömungsbedingungen des Mediums vor und im Spalt und somit die Benetzung der Mantelfläche beeinflußt. Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen weist die der Walze zugekehrte Oberfläche des Verdrängungskörpers eine geneigten Abschnitt 29 auf derart, daß vor dem Spaltabschnitt 22 ein sich in Strömungsrichtung 38 des Mediums verengender Abschnitt 33 des Spaltes gebildet wird, in dem sich das Medium staut. Dieser geneigte Abschnitt 29 kann sich, ausgehend von der Druckraum 21, über etwa 30-75% und bei dem gezeigten Beispiels in etwa bis zur Hälfte der Breite des Verdrängungskörpers 19 erstrecken. Die Verengung bezieht sich auf den Querschnitt des Spaltabschnitts 33, während in axialer Richtung die Oberfläche 29 parallel zur Mantelfläche 14 verläuft. Dadurch wird eine gleichmäßige Benetzung der Walzenmantelfläche erreicht.

Weiterhin ist vorgesehen, daß in Strömungsrichtung des Mediums vor dem Spaltabschnitt 22 wenigstens ein Abflußkanal 30 vorgesehen ist, durch den ein Teilstrom 31 des zugeführten Mediums vor dem Spalt 22 aus dem Druckraum 20 abgeführt werden kann. Dadurch werden besonders gleichförmige Strömungsbedingungen vor und in dem Spalt 22 geschaffen, was sich auf die Gleichmäßigkeit der Benetzung auswirkt. Die Abflußkanäle münden dabei im Bereich des geneigten Abschnitts 29 in den Druckraum. Die Mündung 32 ist vorzugsweise auf dem dem Spaltabschnitt 22 zugekehrten Bereich des Spaltabschnitts 33 in unmittelbarer Nähe des Spaltabschnitts 22 angeordnet. Die Abflußkanäle sind dabei vorzugsweise gleichmäßig entlang der axialen Erstreckung des Verdrängungskörpers verteilt und können als einfache runde Öffnungen, wie Bohrungen, oder als Schlitze ausgebildet sein. Auch ist es grundsätzlich möglich, im Querschnitt mehrere in den Druckraum 20 parallel mündende Ablaufkanäle oder eine versetzte Anordnung derselben vorzusehen.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Verdrängungskörper 19 in dem sich an den sich verengenden Spaltabschnitt 33 anschließenden Spaltabschnitt 22 einen im wesentlichen gleichen Abstand zur Mantelfläche auf. Die der Walze dort zugekehrte Oberfläche 34 des Verdrängungskörpers kann entsprechend gekrümmt ausgebildet sein.

Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen verläuft die Strömungsrichtung 38 des Mediums im Spalt 22, 33 gleichgerichtet zur Umfangsdrehrichtung 17 der Walze. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch die Scherkräfte, die auf das Medium wirken, verringert werden können. Grundsätzlich kann aber auch eine gegenläufige Ausrichtung vorgesehen werden. Eine solche Möglichkeit ist in Fig. 3 gezeigt.

Weiterhin ist vorgesehen, daß der Verdrängungskörper 19 in bezug auf die Walze einstellbar ist. Diese Ausführungsform ist in Fig. 3 mit einem herkömmlichen Verdrängerkörper 19' dargestellt. Selbstverständlich kann hier auch ein Verdrängungskörper gemäß Fig. 1 oder 2 eingesetzt werden. Es sind Stellmittel 36 vorgesehen, durch die der Abstand des Verdrängungskörpers 19' zur Walze 12 veränderbar ist. Im einzelnen ist der Verdrängungskörper 19' über Schrauben 39 mit einem drehbaren Bolzen 40 verbunden, der axial in einer Gewindehülse 41 fixiert ist. Die Gewindehülse 41 ist drehbar über eine Mutter 42 mit dem Rakelkopf 11 verbunden. Dadurch kann die Weite des Spaltes 22 variiert werden, so daß die Druckkammerrakel flexibel auf unterschiedliche Medien und Betriebsbedingungen einstellbar ist. Es ist entlang dem Verdrängungskörper eine Vielzahl derartiger Stellschrauben vorgesehen, so daß eine exakt parallele Ausrichtung des Verdrängungskörpers zur Mantelfläche möglich ist. Insbesondere können bei größeren axialen Erstreckungen Durchbiegungen vermieden beziehungsweise ausgeglichen werden.

Weiterhin ist vorgesehen, daß der Rakelkopf temperierbar ausgebildet ist. Es sind hierfür Kanäle 37 vorgesehen, durch die ein entsprechendes Wärmeübertragungsmedium fließen kann. Es kann vorgesehen werden, daß der Rakelkopf gekühlt oder erwärmt wird. Dadurch ist eine weitere flexible Anpassung der Druckkammerrakel an unterschiedliche Medien und Betriebsbedingungen möglich.

Claims (20)

1. Druckkammerrakel zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf eine rotierende Walze (12), welche Druckkammerrakel eine sich axial erstreckende Kammer (13) aufweist, die jeweils von einer sich axial erstreckenden und an der Mantelfläche (14) der Walze anliegenden Dosierrakel (18, 35) und Dichtrakel (16) in Umfangsrichtung begrenzt wird, so daß ein in der Kammer befindliches Medium die Mantelfläche der Walze benetzt, und in welcher Kammer ein sich axial erstreckender Verdrängungskörper (19) unter Bildung eines Druckraums (20) und eines Ablaufraums (21) und unter Belassung eines Spaltes (22, 33) zur Mantelfläche der Walze angeordnet ist, der von dem flüssigen Medium zur Benetzung der Mantelfläche durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt sich in Strömungsrichtung des flüssigen Mediums zumindest über einen Abschnitt (33) verengt.

2. Druckkammerrakel zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf eine rotierende Walze (12), welche Druckkammerrakel eine sich axial erstreckende Kammer (13) aufweist, die jeweils von einer sich axial erstreckenden und an der Mantelfläche (14) der Walze anliegenden Dosierrakel (18, 35) und Dichtrakel (16) in Umfangsrichtung begrenzt wird, so daß ein in der Kammer befindliches Medium die Mantelfläche der Walze benetzt, und in welcher Kammer ein sich axial erstreckender Verdrängungskörper (19) unter Bildung eines Druckraums (20) und eines Ablaufraums (21) und unter Belassung eines Spaltes zur Mantelfläche der Walze angeordnet ist, der von dem flüssigen Medium zur Benetzung der Mantelfläche durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (19) wenigstens einen in den Druckraum mündenden Abflußkanal (30) aufweist, durch den ein Teilstrom des flüssigen Mediums aus dem Druckraum (20) abfließt.

3. Druckkammerrakel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablußkanal (30) den Druckraum (20) mit dem Ablaufraum (21) verbindet.

4. Druckkammerrakel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abflußkanal (30) innerhalb der Verdrängungskörpers verläuft.

5. Druckkammerrakel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abflußkanal (30) in dem sich verengenden Abschnitt (33) des Spaltes in den Druckraum (20) mündet.

6. Druckkammerrakel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den sich verengenden Abschnitt (33) des Spaltes ein Abschnitt (22) anschließt, in dem der Verdrängungskörper einen im wesentlichen gleichen Abstand zur Mantelfläche aufweist.

7. Druckkammerrakel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Verdrängungskörper (19') und der Mantelfläche (14) zur Veränderung des Spaltes (22, 33) einstellbar ist.

8. Druckkammerrakel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (19) wenigstens eine Zuführung (24) und wenigstens einen ersten seitlichen Ausströmkanal (25) besitzt, der mit der Zuführung in Verbindung steht und in den Druckraum (20) derart mündet, daß das flüssige Medium im wesentlichen tangential zur Mantelfläche in den Druckraum der Kammer strömt.

9. Druckkammerrakel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (19) wenigstens einen zweiten Ausströmkanal (27) aufweist, der mit der Zuführung (24) in Verbindung steht und in den Ablaufraum (21) mit Abstand zum Ablauf (26) mündet und von einem Teilstrom (28) des zugeführten Mediums durchströmt wird.

10. Druckkammerrakel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (19) einen sich axial erstreckenden Hohlraum (23) umfaßt, in den die Zuführung (24) mündet und von dem die Ausströmkanäle (25, 27) ausgehen.

11. Druckkammerrakel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten oder zweiten Ausströmkanäle (25, 26) und/oder die Abflußkanäle (30) als Schlitze und/oder runde Öffnungen ausgebildet sind.

12. Druckkammerrakel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die ersten Ausströmkanäle (25) als Drossel für die Fluidströmung ausgebildet sind, um eine gute Verteilung des flüssigen Mediums innerhalb des Hohlraumes (23) und des Druckraums (20) zu bewirken.

13. Druckkammerrakel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (19) aus einem Werkstoff besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient an den Wärmeausdehnungs­ koeffizienten des Rakelkopfes (11) angepaßt ist.

14. Druckkammerrakel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierrakel (35) kammerseitig mit einem spitzen Winkel zur Mantelfläche (14) angestellt ist.

15. Druckkammerrakel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kammer (13), den Verdrängungskörper (19) und die Rakel (16, 18, 35) aufweisende Rakelkopf (11) in axialer Richtung oszillierend bewegbar ist.

16. Druckkammerrakel nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Rakelkopf (11) temperierbar ist.

17. Verfahren zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf eine rotierende Walze (12) mit einer Druckkammerrakel, die eine sich axial erstreckende Kammer (13) aufweist, die jeweils von einer sich axial erstreckenden und an der Mantelfläche der Walze anliegenden Dosierrakel (18, 35) und Dichtrakel (16) in Umfangsrichtung begrenzt wird, so daß ein in der Kammer befindliches Medium die Mantelfläche (14) der Walze benetzt, und in welcher Kammer ein sich axial erstreckender Verdrängungskörper (19) unter Bildung eines Druckraums (20) und eines Ablaufraums (21) und unter Belassung eines Spaltes (22, 33) zur Mantelfläche der Walze angeordnet ist, der von dem flüssigen Medium zur Benetzung der Mantelfläche in einer Strömungsrichtung relativ zur Umfangsdrehrichtung der Walze durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung (24) des flüssigen Mediums in dem Spalt (22, 33) gleichgerichtet zu der Umfangsdrehrichtung (17) der Walze ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Medium durch einen sich in Strömungsrichtung (24) verengenden Spalt (33) zwischen Mantelfläche und Verdrängungskörper strömt.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom des flüssigen Mediums aus dem Druckraum durch wenigstens einen Abflußkanal (30) abgeleitet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom des zugeführten flüssigen Mediums durch den wenigstens einen Abflußkanal (30) unmittelbar in den Ablaufraum (21) strömt.