DE29917981U1

DE29917981U1 - Rakelanordnung für eine Druckkammerrakel

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Publication number: DE29917981U1
Application number: DE29917981U
Authority: DE
Original assignee: KROENERT MAX MASCHF; Maschinenfabrik Max Kroenert GmbH and Co
Current assignee: KROENERT MAX MASCHF; Maschinenfabrik Max Kroenert GmbH and Co
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2000-01-27
Anticipated expiration: 2009-10-13

Description

Rakelanordnung für eine Druckkaramerrakel

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Rakelanordnung für eine Druckkammerrakel zum Auftragen eines Fluids auf eine rotierende Walze mit einer Rakel, die gleichgerichtet im spitzen Winkel zur Drehrichtung verläuft und über einen Rakelhalter an einem Druckkammerkopf gehalten ist.

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 5 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 0 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

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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 die Druckkammer gleichmäßig und gut abgedichtet ist, um ein unkontrolliertes Austreten des Mediums zu vermeiden.

0 Eine derartige Druckkammerrakel zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf eine rotierende Walze weist eine sich axial erstreckende Kammer auf, die jeweils von einer sich axial erstreckenden und an der Mantelfläche der Walze anliegenden Dosierrakel und Dichtrakel in 5 Umfangsrichtung begrenzt wird, so daß ein in der Kammer befindliches Medium die Mantelfläche der Walze benetzt.

Die Dosierrakel dient zum Abdichten des Druckraumes der Druckkammer und wird demnach mit einem hohen Druck beaufschlagt. Die Rakel ist in der Regel als dünner, elastischer Blechstreifen ausgebildet, dessen eine sich in axialer Richtung erstreckende Längsseite in dem Rakelhalter eingeklemmt ist und deren freie Längsseite mit der Längskante an der Walze anliegt. Es ist bekannt, 5 die Rakel in bezug auf die Drehrichtung entgegengesetzt

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auszurichten, derart, daß die freie Kante der Rakel entgegengesetzt zur Drehbewegung an der Walzenoberfläche anliegt. Diese Ausrichtung wird negative Anstellung genannt. Bei einer positiven Anstellung verläuft die Rakel gleichgerichtet in einem spitzen Winkel zur Drehrichtung. Die positive Anstellung bietet Vorteile bezüglich des Verschleißes und bei der Behandlung von seherempfindlichen Medien.

Es ist offensichtlich, daß insbesondere die Dosierrakel mit relativ hohem Druck gegen die Walze gehalten werden muß, um ein unerwünschtes Heraustreten der Flüssigkeit aus der Druckkammer zu vermeiden. Für größere Bahngeschwindigkeiten ist ein größerer Massefluß in den Rastervertiefungen erforderlich ist. Der Druck in der Druckkammer wird erhöht, so daß die Rakel noch stärker gegen die Walzenoberfläche gedrückt werden muß. Es hat sich gezeigt, daß bei herkömmlichen Rakelanordnungen die Rakel nicht immer mit ausreichendem Druck oder nicht gleichmäßig genug über die Walzenbreite bzw. Rakellänge angedrückt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rakelanordnung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß die Rakel, insbesondere die Dosierrakel, auch bei einem in der Druckkammer herrschenden hohen Druck ausreichend dichtend an der Walze anliegt.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß 0 am Rakelhalter weitere Andruckmittel für die Rakel vorhanden sind, die in Richtung auf die Walze wirken und die Rakel an die Walze drücken. Dies hat den Vorteil, daß eine zusätzliche Kraft auf die Rakel wirkt, wodurch eine gute und exakte Anpressung der Rakel erreicht werden 5 kann. Es wird eine Kraftkomponente im wesentlichen

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senkrecht zur Rakelflachseite erzeugt, so daß eine hohe Anpreßkraft der Rakel auf die Walzenmantelfläche bewirkt wird. Insbesondere kann dadurch die Anpreßkraft eingestellt werden.
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Durch die höhere Anpreßkraft kann in der Fluidkammer der Druckkammerrakel ein höherer Druck herrschen, ohne daß das Fluid in unkontrollierter Weise zwischen Rakel und Walze heraustritt. Es werden höhere Fließgeschwxndigkeiten des Mediums in den Rastervertiefungen und somit größere Masseflüsse möglich. Es können daher größere Auftragsgeschwindigkeiten gefahren werden.

Grundsätzlich ist die Anordnung bei einem Rakelhalter so getroffen, daß dieser die Rakel nur an deren unterem, der Walze abgekehrten Abschnitt hält. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Andruckmittel an dem freien Ende der Rakel angreifen. Hiermit wird in der Nähe des 0 Kontaktbereichs zwischen Rakelkante und Walze die Anpreßkraft in Richtung auf die Walze eingeleitet, so daß die Rakel besser dichtend anliegt.

Es kann vorgesehen werden, daß die Andruckmittel hydraulisch angetrieben werden. Auch kann es zweckmäßig sein, wenn die Andruckmittel mechanisch oder magnetisch angetrieben werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Andruckmittel pneumatisch angetrieben. Dadurch bleibt eine gewisse Elastizität der 0 Anordnung erhalten. Ferner kann die ohnehin bei solchen Maschinen und Anlagen zum Betrieb erforderliche Druckluft für die Andruckmittel verwendet werden.

Es ist in jedem Fall zweckmäßig, wenn die Andruckmittel 5 entlang der axialen Erstreckung der Rakel gleichmäßig

angreifen. Dabei ist es günstig, wenn die Andruckmittel großflächig entlang der axialer Erstreckung an der Rakel anliegen. Dadurch wird vermieden, daß die Rakel nur punktuell angedrückt wird und daß zwischen den Andruckpunkten das Fluid leichter hinaustreten kann. Vielmehr wird die Anpreßkraft gleichmäßig aufgebracht, so daß das ansonsten in dieser Richtung biegsame Rakel keine Verformungen erfährt und exakt anliegt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Andruckmittel wenigstens einen länglichen, elastischen und dehnbaren schlauchförmigen Andruckkörper umfassen, der zumindest abschnittsweise entlang der Längserstreckung der Rakel auf derer der Walze abgekehrten Seite angreift. Mit einem solchen Schlauchkörper kann die Andruckkraft in gewünschter Weise gleichmäßig und großflächig aufgebracht werden.

Vorzugsweise ist dieser Andruckkörper durch Druckluft 0 dehnbar. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn sich der Andruckkörper im wesentlichen über die gesamte axiale Länge der Rakel erstreckt. Dadurch wird zum einen erreicht, daß die gesamte Rakel gleichmäßig angedrückt wird. Zum anderen wird erreicht, daß sich die Zuführungen für die Druckluft lediglich an einer oder beiden Stirnseiten des Rakelhalters befinden, die in der Regel frei zugänglich sind. Der Andruckkörper ist vorzugsweise in einer Nut des Rakelhalters angeordnet.

0 Grundsätzlich kann sowohl die Dichtrakel auf der eintauchenden Seite der Walze als auch das Dosierrakel mit einem solchen zusätzlichen Andruckmittel versehen sein. In der Regel wird es jedoch ausreichend sein, nur das positiv angestellte Dosierrakel mit zusätzlichen Andruckmitteln zu versehen, da hier aufgrund der

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Geometrie der Fluiddruck die Rakel von der Walze wegdrückt. Bei der Dichtrakel wird die Rakel durch den Fluiddruck in der Regel gegen die Walze gedrückt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch eine Druckkammerrakel mit einer Rakelanordnung gemäß der Erfindung.

Die in der Zeichnung dargestellte Druckkammerrakel weist einen die einzelnen Bestandteile tragenden Druckkammerkopf 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 in der Regel als Rasterwalze ausgebildet, und das flüssige Medium wird durch den in der Druckkammerrakel herrschenden Druck in die Vertiefungen des Rasters gepreßt. Die Walze steht entweder im direkten Kontakt mit der zu beschichtenden Substratbahn oder im Kontakt mit einer weiteren Zwischenwalze. Diese sind in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.

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, 0 die in Umfangsdrehrichtung der Walze hinter der Druckkammer 13 angeordnet ist. Ferner sind nicht gezeigte seitliche Dichtelemente vorgesehen, die die Druckkammer entlang dem eintauchenden Bogenabschnitt der Walze gegenüber der Umgebung abdichten. Es wird somit eine 5 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. Die Walze 12 und die Druckkammerrakel sind so zueinander ausgerichtet, daß die Rakel 16, 18 dichtend an der Walzenmantelfläche 14 anliegen.

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.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Strömungsrichtung 23 des Fluids durch den Spalt zu der Drehrichtung 17 der Walze entgegengerichtet. Es ist aber auch möglich, daß die Strömungsrichtung gleichgerichtet zu der Drehrichtung verläuft. In diesem Fall wären der Druckraum 20, der Ablaufraum 21 mit den Abläufen 24 sowie der Verdrängungskörper 19 spiegelbildlich angeordnet.

Die Dosierrakel 18 wird durch einen Rakelhalter 25 am Druckkammerkopf 11 gehalten und dichtet den Druckraum 2 0 ab. Im einzelnen ist die Anordnung so getroffen, das die Rakel 18 mit ihrem von der Walze 12 abgekehrten Bereich 26 zwischen zwei Klemmleisten 27, 28 eingespannt ist. Die obere Klemmleiste 28 ist über nicht näher dargestellte pneumatische Kolben-Zylindereinheiten 29 gegen die untere Klemmleiste 27 verschwenkbar, wodurch die erwünschte Spannkraft erzielt wird. Der freie Abschnitt 32 der Rakel 18 besitzt eine gewisse Elastizität, wodurch die

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gewünschte und erforderliche Abdichtung der Druckkammer 13 gegenüber der Umgebung erreicht wird.

Zur Erhöhung der Andruckkraft ist ein Andruckmittel vorgesehen, das einen schlauchförmigen, dehnbaren Körper 3 0 aufweist, der in einer Nut 31 der oberen Klemmleiste 28 eingesetzt ist. Die Anordnung ist hier so getroffen, daß der Körper am oberen, der Walze zugekehrten freien Abschnitt 32 der Rakel an deren Flachseite anliegt. Der Körper kann mit Druckluft beaufschlagt werden, wodurch er sich ausdehnt. Der Körper 30 wirkt dann auf die der Druckkammer 13 abgekehrten Flachseite 3 3 der Rakel derart, daß eine Kraft in Richtung des Pfeiles 34 erzeugt wird. Die Rakel wird gegen die Walze 12 gedrückt, und die Anpreßkraft des Rakels an die Walzenfläche wird erhöht. Durch die Verwendung eines solchen pneumatischen Andruckmittels bleibt die gewünschte Elastizität der Rakelanordnung erhalten.

0 Der Andruckkörper 3 0 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Rakel senkrecht zur Zeichenebene. Dadurch wird die Anpreßkraft gleichmäßig auf die Rakelflachseite 33 aufgebracht, so daß Verformungen oder nur ein punktuelles Andrücken vermieden werden. Die Rakel liegt über die gesamte axiale Erstreckung optimal dichtend an der Walzenfläche an, so daß ein unerwünschtes Austreten des Fluids auch bei hohem Kammerdruck zuverlässig vermieden wird.

0 Die Druckluft wird stirnseitig an einer oder an beiden Seiten des schlauchförmigen Druckkörpers eingeleitet. Diese Enden sind frei zugänglich, so daß die erforderlichen Anschlußstücke ohne weiteres montiert werden können. Solche Anschlußstücke sind allgemein bekannt und daher in der Zeichnung nicht dargestellt.

Da der Anpreßdruck des Rakels gleichmäßig über die gesamte axiale Erstreckung erhöht wird, kann der Druck des Fluids in der Druckkammer ebenfalls erhöht werden. Durch einen erhöhten Druck werden höhere Fließgeschwindigkeiten des Mediums in den Rastervertiefungen erzeugt, und ein höhere Massefluß ist möglich. Insgesamt führt dies dazu, daß die Transportgeschwindigkeit der beschichtenden Bahn bei gleichbleibender Auftragsqualität erhöht werden kann. Dennoch wird eine Leckage an der Dosierrakel zuverlässig vermieden.

Claims

1. Rakelanordnung für eine Druckkammerrakel zum Auftragen eines Fluids auf eine rotierende Walze (12) mit einer Rakel (18), die gleichgerichtet im spitzen Winkel zur Drehrichtung (17) verläuft und über einen Rakelhalter (25) an einem Druckkammerkopf gehalten ist und dichtend an der Walzenmantelfläche (14) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß am Rakelhalter Andruckmittel (30) für die Rakel vorhanden sind, die in Richtung (34) auf die Walze wirken und die Rakel an die Walze drücken.

2. Rakelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rakelhalter (25) die Rakel nur an deren unterem, der Walze abgekehrten Abschnitt (26) hält und die Andruckmittel an dem freien Abschnitt (32) der Rakel (18) angreifen.

3. Rakelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckmittel hydraulisch angetrieben werden.

4. Rakelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckmittel mechanisch oder magnetisch angetrieben werden.

5. Rakelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckmittel (30) pneumatisch angetrieben werden.

6. Rakelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckmittel entlang der axialen Erstreckung der Rakel (18) gleichmäßig angreifen.

7. Rakelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckmittel (30) großflächig entlang der axialer Erstreckung an der Rakel (8) anliegen.

8. Rakelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckmittel wenigstens einen länglichen, elastischen und dehnbaren schlauchförmigen Andruckkörper (30) umfassen, der zumindest abschnittsweise entlang der Längserstreckung der Rakel (18) auf derer der Walze (12) abgekehrten Seite (33) angreift.

9. Rakelanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Andruckkörper (18) durch Druckluft dehnbar ist.

10. Rakelanordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Andruckkörper (30) im wesentlichen über die gesamte Länge der Rakel erstreckt.

11. Rakelanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Andruckkörper (30) in einer Nut (31) des Rakelhalters angeordnet ist.

12. Rakelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rakel die Dosierrakel ist.