DE4031313A1 - Rakelstange zum volumetrischen dosieren von beschichtungsmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rakelstange zum volumetrischen Dosieren von Beschichtungsmaterial, insbesondere auf laufende Papier- oder Kartonbahnen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Beschichten laufender Materialbahnen mit einer Rakelstange als Dosierelement.

Zum Beschichten von laufenden Papier- oder Kartonbahnen ist der Einsatz von mit Umfangsrillen versehenen Rakelstangen bekannt. Derartige Rakelstangen dienen dazu, auf die zu beschichtende Bahn einen dosierten Farb- oder Leimfilm aufzutragen, wobei die Menge des aufgetragenen Beschichtungsmaterials über den Rillenquerschnitt beeinflußt werden kann.

Der Einsatz der Rakelstange erfolgt entweder direkt an der Bahn, d. h. auf die Bahn wird mit einem vorgeschalteten Auftragwerk das Beschichtungsmaterial im Überschuß aufgetragen, anschließend wird mit der Rakelstange auf das gewünschte Auftragsgewicht dosiert, oder es wird zunächst auf eine Walze dosiert, die anschließend das Beschichtungsmaterial in einem Walzenspalt an die Bahn abgibt. Dazu wird die Bahn durch den Preßspalt zwischen zwei Walzen geführt, wobei an einer oder beiden Walzen im nicht von der Bahn umschlungenen Bereich ein Auftragwerk mit einem nachfolgenden Dosiersystem angeordnet ist, das eine Rakelstange als Dosierelement enthält.

Derartige Dosiersysteme können auch zum Vordosieren eingesetzt werden. Das Enddosieren auf das gewünschte Strichgewicht erfolgt dann mit einem weiteren Dosierelement, z. B. einer Rakel oder einem Luftmesser.

Gattungsgemäße Rakelstangen sind aus der DE-OS 37 35 889 und dem DE-GM 84 14 413 bekannt. Bei der in der ersten Schrift beschriebenen Streicheinrichtung liegt die Rakelstange direkt an der Papierbahn an, bei der letzteren dient sie zum Auftragen eines Films auf eine Walze, die anschließend in einem Walzenspalt das Beschichtungsmaterial an die Bahn abgibt. Die Rillen werden durch Umwickeln eines Stabes mit einem Runddraht hergestellt. Die mit Runddrähten umwickelten Rakelstäbe weisen jedoch aufgrund von Verschleiß unbefriedigende Standzeiten auf. Bricht ein verschlissener Draht, so kann es beim Dosieren auf gummibeschichtete Walzen zu Beschädigungen der Walzenoberfläche kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standzeiten bei den gattungsgemäßen Rakelstangen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Nach der Erfindung ist der an der zu beschichtenden Oberfläche der Materialbahn oder Walze anliegende Anteil des Drahtquerschnitts gegenüber einem Runddraht vergrößert, so daß die Außenfläche der Rakelstange teilweise in einer zylindrischen Hüllfläche liegt.

Dieser einem erhöhten Verschleiß unterliegende Teil gewährt somit längere Standzeiten. Darüber hinaus sind bei gleichbleibenden Dosiereigenschaften größere Querschnitte möglich, die die Bruchgefahr erheblich verringern. Bevorzugt beträgt der Anteil der in der zylindrischen Hüllfläche liegenden Außenfläche 30% bis 70% der gesamten Hüllfläche.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand von vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispielen.

Fig. 1 zeigt grob schematisch den Querschnitt durch eine Rakelstange mit verschieden gestalteten Drahtquerschnitten.

Fig. 2 zeigt eine Rakelstange, um die ein Band mit mehreren parallelen Längsrillen gewickelt ist.

Die ausschnittsweise gezeigte Rakelstange besteht aus einem zylindrischen Grundkörper 1 in Form einer glatten Stange, auf die durch Umwickeln mit Draht (Fig. 1) oder einem mit Rillen versehenen Band (Fig. 2) umfänglich umlaufende Rillen aufgebracht wurden. Die Stange weist einen Durchmesser von 6 mm bis 20 mm auf, ihre Länge entspricht der Arbeitsbreite einer Beschichtungsvor­ richtung, die bis zu 10 m betragen kann.

In Fig. 1 ist die Umwicklung mit Drähten unterschiedlichen Querschnitts dargestellt. In der Praxis wird die Rakelstange mit einem Draht einheitlichen Querschnitts umwickelt, für eine vereinfachte Darstellung sind die verschiedenen Querschnitte in Fig. 1 auf einer Rakelstange angeordnet. Die einzelnen Drahtprofile werden vor dem Aufwickeln entsprechend vorgeformt; z. B. gezogen, gewalzt oder spanabhebend hergestellt. Ebenso ist es möglich, zunächst Runddrähte aufzuwickeln und anschließend die Drähte zu dem gewünschten Querschnitt abzuschleifen.

Der Drahtquerschnitt 2 ist in etwa U-förmig, wobei die Öffnung nach außen weist. Dazu ist in Längsrichtung eines Drahtes mit rechteckigem Querschnitt eine Rille eingearbeitet. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Draht mit einem Querschnitt in Form eines außen abgeflachten Ovals. Die Oberfläche der umwickelten Rakelstange liegt somit in einer zylindrischen Hüllkurve. Die umfänglichen Rillen entstehend beim Umwickeln jeweils zwischen zwei Drähten. Ebenso ist ein Querschnitt in Form eines Halbovals möglich, d. h. ein Rechteckquerschnitt mit abgerundeten äußeren Kanten, zwischen denen sich die Rillen bilden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Draht 4 T-förmigen Querschnitt auf. Der Draht wird so aufgewickelt, daß die Querstege nebeneinander auf der Oberfläche der Stange 1 liegen und sich so Rillen zwischen den senkrechten Stegen bilden. Die senkrechten Stege sind in etwa rechteckförmig, so daß ihre äußeren Basisflächen in einer zylindrischen Hüllfläche liegen. Um die mit der beschichteten Oberfläche in Kontakt tretende Fläche weiter zu vergrößern, weist der Draht 5 einen Querschnitt in Form eines Doppel-T auf. Der radial außen verlaufende Quersteg ist weniger breit als der Quersteg, der an der Stange 1 anliegt. So entstehen zwischen zwei Drähten 4 Rillen, durch die Beschichtungsmaterial durchtreten kann.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind die Rillen 6 in Form einer mehrgängigen Wendel angeordnet. Dazu wird ein Band 7, das an einer Seite zwei bis sieben in Längsrichtung parallel verlaufende Rillen 6 aufweist, um die Stange 1 gewickelt. Die in das Band 7 eingearbeiteten Rillen 6 sind durch Ziehen oder Walzen so geformt, daß die Erhebungen 8 keinen Querschnitt in der Form eines Kreissegments, sondern Querschnitte in den vorstehend zu Fig. 1 beschriebenen Formen haben, damit ihre Oberfläche in etwa in einer zylindrischen Hüllfläche liegt. Somit liegt die Rakelstange beim Beschichten mit einer größeren Fläche an der zu beschichtenden Oberfläche an, so daß weniger Verschleiß auftritt und die Standzeiten verlängert werden. Die Umwicklung mit Bändern 7 hat den Vorteil, daß eine höhere Festigkeit erreicht wird und die Herstellung der Rakelstangen durch Umwickeln vereinfacht und schneller möglich ist.

An allen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß die durch Umwicklung erzeugte Außenfläche der Rakelstange teilweise in einer zylindrischen Hüllfläche liegt, sich somit die Oberflächen der Erhebungen zwischen den Rillen flächig an die zu beschichtende Oberfläche anlegen. Die Summe der Oberflächen der Erhebungen beträgt 30% bis 70% der gesamten zylindrischen Hüllfläche.

Um die Verschleißfestigkeit der Rakelstangen weiter zu erhöhen, können sie nach der Umwicklung mit dem Draht oder dem Band zusätzlich verchromt, mit einer Keramik beschichtet oder gehärtet werden.

Bevorzugtes Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Rakelstange sind Beschichtungsvorrichtungen, die Leim oder Pigmentfarben indirekt über eine Walze auf eine Papierbahn auftragen. Diese Beschichtungsvorrichtungen weisen zwei Preßwalzen auf, durch deren Spalt die Papierbahn geführt ist. An einer oder beiden Walzen ist ein bekanntes Auftragwerk, z. B. ein Düsen- oder Walzenauftragwerk mit einem in Drehrichtung nachfolgenden Dosiersystem angeordnet, das als Dosierelement eine erfindungsgemäße Rakelstange enthält. Die Rakelstange ist in einer elastischen Halterung gelagert und gegenläufig zur Preßwalze angetrieben. Derartige Beschichtungsvorrichtungen sind ausführlich in dem DE-GM 84 14 413 beschrieben. Eine besonders vorteilhafte Halterung für die Rakelstange beschreibt die DE-PS 30 22 955.

Ebenso sind die erfindungsgemäßen Rakelstangen zum Einsatz in Beschichtungsvorrichtungen geeignet, bei denen direkt auf der Papier- oder Kartonbahn dosiert wird. Diese Beschichtungsvorrichtungen weisen eine Gegenwalze auf, um die die Papier- oder Kartonbahn geführt ist. Im umschlungenen Bereich der Gegenwalze ist ein Auftragwerk, z. B. ein Walzen- oder Düsenauftragwerk, angeordnet, das Beschichtungsmaterial im Überschuß auf die Bahn direkt aufträgt. In Bahnlaufrichtung hinter dem Auftragwerk folgt ein Dosiersystem mit einem Dosierelement, das von der Bahn das überschüssige Beschichtungsmaterial bis auf das gewünschte Strichgewicht abrakelt. Als Dosierelemente sind elastisch gelagerte glatte Rakelstangen bekannt, wie z. B. in der DE-PS 30 22 955 beschrieben. Anstelle dieser glatten Rakelstangen wird vorteilhaft eine Rakelstange nach der Erfindung eingesetzt. Die erfindungsgemäßen Rakelstangen können auch vorteilhaft zum Vordosieren eingesetzt werden. Das Enddosieren auf das gewünschte Strichgewicht erfolgt dann mit einem weiteren Dosierelement, z. B. einer Rakel oder einem Luftmesser.

Claims (8)

1. Rakelstange zum volumetrischen Dosieren von Beschichtungsmaterial, insbesondere auf laufende Papier- oder Kartonbahnen, deren Mantelfläche umfänglich umlaufende Rillen aufweist, die durch Umwickeln mit einem Draht erzeugt wurden, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwicklungsdrähte einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweisen, wobei der an der zu beschichtenden Oberfläche anliegende Anteil des Drahtquerschnitts vergrößert ist, so daß die Außenfläche der Rakelstange teilweise in einer zylindrischen Hüllfläche liegt.

2. Rakelstange nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der sich an die zu beschichtende Oberfläche anlegende Anteil der Außenfläche der umwickelten Rakelstange 30% bis 70% der gesamten zylindrischen Hüllfläche beträgt.

3. Rakelstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Umwicklungsdraht (3) U-förmigen Querschnitt aufweist.

4. Rakelstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Querschnitt der Umwicklungsdrähte (3) die Form eines außen abgeflachten Ovals oder Halbovals aufweist.

5. Rakelstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Umwicklungsdraht (4 bzw. 5) einen T-förmigen oder Doppel-T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei die radial außen verlaufenden Flächen der Drähte (4 bzw. 5) in einer zylindrischen Hüllfläche liegen.

6. Rakelstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine zylindrische Stange (1) mit einem Band (7) umwickelt ist, das an der Außenseite zwei bis sieben in Längsrichtung parallel verlaufende Rillen (6) aufweist.

7. Vorrichtung zum Beschichten laufender Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, mit zwei Preßwalzen, wobei an einer oder beiden Walzen ein Auftragwerk und in Walzendrehrichtung nachfolgend ein Dosiersystem angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosiersystem als Dosierelement eine Rakelstange nach den Ansprüchen 1 bis 5 enthält.

8. Vorrichtung zum Beschichten laufender Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, mit einer Gegenwalze, um die die Materialbahn geführt ist, mit einem Auftragwerk im von der Materialbahn umschlungenen Bereich der Gegenwalze und mit einem in Bahnlaufrichtung folgenden Dosiersystem, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosiersystem eine Rakelstange nach den Ansprüchen 1 bis 6 als Dosierelement enthält.