Die Erfindung bezieht sich auf eine Rakelvorrichtung mit einer Rakelrolle zum Auftragen einer fliessfähiger Masse auf eine zu behandelnde Fläche.
Mit Hilfe der bisher bekannten Rakelvorrichtungen ist es nicht möglich, grössere Mengen an fliessfähiger Masse auf das zu behandelnde Gut aufzubringen. Beim Schablonendruck auf Textilien kann sich dies in einer zu geringen Durchdringung der textilen Ware mit Farbstoff auswirken. Die Ursache dieses Mangels liegt darin, dass der unter einer Streich- oder Rollrakel in dem dort vorhandenen Keilspalt zwischen Rakelrolle und zu behandelnder Fläche sich vollziehende Druckaufbau in der aufzutragenden Masse zu gering ist, um einen stärkeren Auftrag und eine stärkere Penetration der Ware zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Mangel zu beheben und eine Rakelvorrichtung mit einer Rakelrolle und einer vor dem sich in Richtung zur behandelnden Fläche bewegenden Bereich der Rakelrolle angeordneten Leitwand, deren konkave Seite der Rakelrolle zugewandt ist, zu schaffen, durch die die aufzutragende Masse in grösserer Menge, als dies bei den bisher bekannten Rakelvorrichtungen der Fall war, auf die zu behandelnde Fläche gebracht wird und mit welcher darüber hinaus bei schnell laufenden Maschinen eine Beruhigung der Strömung in der aufzutragenden fliessfähigen Masse erzielbar ist.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die untere Kante der Leitwand in den mit der fliessfähigen Masse gefüllten Spalt unter der Rakelrolle ragt, in dem der hydrodynamische Druckaufbau zwischen Rakelrolle und Druckschablone erfolgt, und so mindestens einen Spalt bildet, durch den die fliessfähige Masse der zu behandelnden Fläche im Bereich unter der Rakelrolle zugeführt wird.
Durch diese Massnahme wird der dem hydrodynamischen Druckaufbau dienende Keilspalt zwischen Rakelrolle und zu behandelnder Fläche durch den mit Hilfe der Leitwand gebildeten Spalt im Auftrag-Bereich verlängert und es kann sich in der aufzutragenden fliessfähigen Masse ein höherer Druck aufbauen, so dass durch die Rakelvorrichtung eine grössere Masse auf das zu behandelnde Gut aufgebracht werden kann.
Durch den verlängerten Spalt wird ferner bei Rakelvorrichtungen in schnell laufenden Maschinen eine schädliche Turbulenz in der aufzutragenden Masse verhindert.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen durch Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein.
Fig. 1 zeigt im Vertikalschnitt und Fig. 2 im Schnitt nach ll-ll der Fig. 1 eine Druckstation einer Rotationsschablonendruckmaschine.
Fig. 3 ist eine vergrösserte Vertikalschnittdarstellung der zu Fig. 1 und 2 gehörenden Rakelvorrichtung.
Fig. 4 zeigt in Draufsicht und Fig. 5 im Schnitt nach V-V der Fig. 4 eine Detailvariante des stirnseitigen Endbereiches der Rakelvorrichtung.
Fig. 6 zeigt in Draufsicht und Fig. 7 im Schnitt nach VIl-VIl der Fig. 6 eine andere Detailvariante des stirnseitigen Endbereiches der Rakelvorrichtung.
Die Fig. 8 bis 13 zeigen weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemässer Rakelvorrichtungen, jeweils im Vertikalschnitt.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 zeigt eine Rakel vorrichtung für eine Rotationsschablonendruckmaschine. In der Rundschablone 1, welche mit ihren stirnseitigen End stücken 2 in Schablonenlagern 3, die mit dem Maschinengestell 4 verbunden sind, drehbar gelagert ist, befindet sich eine Rakelrolle 5. Die Rakelrolle 5 besteht aus magnetisierbarem Material und wird von einem an die Druckunterlage 6 angeschlossenen Magnetkörper, bestehend aus einer Reihe von stehend angeordneten Magnetkernen 7 und diese umschliessenden Spulen 8, angezogen. Zwischen der Rundschablone 1 und der Druckunterlage 6 wird die zu bedrukkende Warenbahn 9 mit Hilfe eines umlaufenden Drucktuches 10 hindurchbewegt.
Während sich die Warenbahn 9 und das Drucktuch 10 in Richtung des Pfeiles 11 bewegt, rotiert die Rundschablone 1 im Sinne des Pfeiles 12 und die Rakelrolle 5 wälzt sich an der Schabloneninnenwandung im Sinne des Pfeiles 13 ab. Die Farbzufuhr erfolgt in der üblichen Weise durch ein mit Auslassöffnungen versehenen Farbrohr 14, von welchem aus der vor der Rakelrolle 5 liegende Farbsumpf 15 gespeist wird. Die Rakelrolle 5 drückt bei ihrer Abwälzung an der Schabloneninnenwandung die Farbmasse aus dem Farbsumpf 15 durch die Sieböffnungen der Rundschablone 1 hindurch auf die Warenbahn 9.
Vor der Rakelrolle 5, d. h. vor dem sich in Richtung zur Rundschablone 1 bewegenden Bereich der Rakelrolle 5, ist eine Leitwand 16 angeordnet, die sich parallel zur Achse der Rakelrolle 5 über die ganze Arbeitsbreite der Rakelvorrichtung erstreckt. Die Leitwand 16 ist mit Hilfe von Armen 17 am Farbrohr 14 befestigt. Die Leitwand 16 weist ein Tropfen- profil auf, dessen konkave Seite der Rakelrolle 5 zugewandt ist und dessen spitze Kante im Spalt zwischen Rakelrolle 5 und Rundschablone 1 liegt. Zwischen der Leitwand 16 und der Rakelrolle 5 ist ein sich nach unten verengender Spalt 18 ausgebildet, durch den die Druckfarbe dem Bereich 19 unter der Rakelrolle 5 zuströmt. Ein weiterer Spalt 20, durch den Farbmasse dem Bereich 19 zuströmt, wird zwischen der Leitwand 16 und der Rundschablone 1 gebildet.
Während bei bekannten Rakelvorrichtungen sich der Druckaufbau in der Farbmasse, welcher für die Menge der durch die Sieböffnungen der Rundschablone geförderten Menge an Farbmasse entscheidend ist, etwa im Bereich 19 vollzieht, wird bei einer Rakelvorrichtung nach Fig. 1 bis 3 in erster Linie durch den Spalt 18 die Zone des wirksamen Druckaufbaues in der Farbmasse um die Spaltlänge verlängert. Da der für den Farbdurchtritt massgebliche Druck in der Farbmasse etwa proportional der Spaltlänge ist, längs der der Druckaufbau erfolgt, kann mit einer Rakelvorrichtung gemäss Fig. 1 bis 3 in der Farbmasse ein Druck aufgebaut werden, der etwa vierfach so gross ist, wie jener Druck, welcher sich ohne Leitwand 16 bloss im Bereich 19 aufbauen würde.
Auch im weiteren Spalt 20 erfolgt ein Druckaufbau in der Farbmasse, der jedoch in den von der Berührungszone zwischen Rundschablone 1 und Warenbahn 9 weiter entfernt liegenden Bereichen der Rundschablone 1 nicht zu stark sein soll, damit die Farbmasse nicht vorzeitig durch die Sieböffnungen der Rundschablone 1 durchdringt.
Die Leitwand 16 wird durch an ihr aufgebildete Nasen 21 gegenüber der Rakelrolle 1 in Distanz gehalten. Die Lage der Leitwand 16 und somit der Verlauf der Spalte 18 und 20 kann durch Verstellen des Farbrohres 14, mit dem die Leitwand 16 über die Arme 17 verbunden ist, den geforderten Druck- und Penetrationsverhältnissen entsprechend eingestellt werden.
In der einfachen Ausführung gemäss Fig. 2 ist der zwischen Rakelrolle 5 und Leitwand 16 gebildete Spalt 18 an den beiden Längsenden offen, so dass dort ein gewisser Druckabfall erfolgen könnte. Dies kann mit Hilfe einer Rakelrolle, deren stirnseitigen Endbereiche gemäss Fig. 4 und 5 bzw.
gemäss Fig. 6 und 7 ausgebildet sind, wirksam verhindert werden. Gemäss Fig. 4 und 5 ist auf einem stirnseitigen Zapfen 22 der Rakelrolle 5 ein elastischer, poröser Ring 23 angeordnet, z. B. aufgeklebt. Der Ring 23 liegt an der Stirnfläche 24 der Leitwand 16 an und dichtet so den Spalt 18 stirnseitig ab.
In der Berührungszone zwischen Ring 23 und Rundschablone
1 wird der Ring 23, wie aus Fig. 5 ersichtlich, komprimiert.
Dabei dichtet der Ring 23 auch gegen die Rundschablone 1 ab. Dieselbe Funktion wie der Ring 23 haben die Dichtlippenringe 25 gemäss Fig. 6 und 7, welche auf dem stirnseitigen Zapfen 22 der Rakelrolle 5 angeordnet sind. Durch die Dichtlippenringe 25, von denen einer an der Stirnfläche der Leitwand 16 anliegt, wird der Spalt 18 stirnseitig abgedichtet. Um die scharfe Kante 26 zwischen Rakelrolle 5 und Zapfen 22 unschädlich zu machen, ist den Dichtlippenringen 25 ein Ring 27 vorgeschaltet, der aus einem elastomeren Material relativ hoher Shorehärte besteht.
Weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemässer Rakelvorrichtungen zeigen die Fig. 8 bis 10, wobei es sich auch hier (wie bei Fig. 1 bis 3) um Rakelvorrichtungen handelt, die in Rundschablonen 1 von Rotationsschablonendruckmaschinen angeordnet sind.
Gemäss Fig. 8 ist die Rakelrolle 5 in einem Rakelkasten angeordnet, dessen eine Wand 28 unten in eine Leitwand 16 übergeht, zwischen welcher und der Rakelrolle 5 ein Spalt 18 vorhanden ist, durch den die Farbmasse aus dem über der Rakelrolle 5 befindlichen Farbvorrat 15', der aus dem Farbrohr 14 gespeist wird, dem Bereich 19 unter der Rakelrolle 5 zuströmt, wobei im Spalt 18 ein Druckaufbau in der Farbmasse erfolgt. Die Leitwand 16 ist gegen die Rundschablone
1 durch einen flexiblen Dichtungsstreifen 29 abgedichtet, der mit Hilfe einer Leiste 30 an der Leitwand 16 befesstigt ist.
Dadurch ist - im Gegensatz zu Fig. 1 bis 3 - nur ein Spalt 18 vorhanden. Die Wand 31 des Rakelkastens trägt unten einen gleitfähigen Belag 32, an dem sich die Rakelrolle 5 dichtend abstützt. Der Rakelkasten, der ausser den zur Achse der Rakelrolle 5 parallelen Wänden 28 und 31 noch stirnseitige
Wände aufweist, ist über Halter 33 am Farbrohr 14 aufge hängt. Wird der Rakelkasten in Richtung des Pfeiles 34 ange hoben, so wird der Spalt 18 verengt und der Druckaufbau in diesem Spalt verändert. Der Druckaufbau im Spalt 18 ist am stärksten, wenn der Spalt 18 nicht zu eng und nicht zu weit ist, also eine mittlere Spaltweite. Bei weiterem Anheben des Rakelkastens kommt schliesslich die Leitwand 16 zur Anlage an der Rakelrolle 5 und der Spalt 18 wird verschlossen.
Auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 befindet sich die Rakelrolle 5 in einem Rakelkasten. Die den Druckaufbau Spalt 18 bildende Leitwand 16 erstreckt sich in diesem Fall praktisch über den halben Umfang der Rakelrolle 5. Der Druckaufbau-Spalt 18 ist daher länger als bei den bisherigen Ausführungsbeispielen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 ist wiederum in einem Rakelkasten eine Rakelrolle 5 angeordnet und ein Druckaufbau-Spalt 18 zwischen Rakelrolle 5 und Leitwand 16 ausgebildet. Ausserdem ist im Rakelkasten eine Walze 35 mit einem fächerartigen Belag drehbar angeordnet. Im Rakel kasten besitzt der Farbvorrat 15' das Niveau 37. Ein durch zwei Fächerzähne 38 gebildeter Hohlraum 39 ist nun unterhalb des Niveaus 37 mit Farbmasse gefüllt. Bewegt sich die Rakelrolle 5 in Pfeilrichtung 13 und die Walze 35 in Pfeil richtung 40, so wird diese Farbmasse zu dem Spaltanfang 41 transportiert. Der Hohlraum 39 wird durch die Nase 42 am oberen Ende der Leitwand 16 ausgequetscht und der Druck aufbau-Spalt 18 wird in dieser Weise mit Farbmasse be schickt.
Innerhalb dieses Spaltes 18 erfolgt eine weitere
Drucksteigerung zufolge der Rotation der Rakelrolle 5 und der damit verbundenen Mitnahme der Farbmasse in dem sich verengenden Spalt 18. Bei dieser Ausführung wird einerseits ein sehr hoher Druck erzeugt, und anderseits findet im zeitlichen Verlauf eine Vergleichmässigung des Druckaufbaues statt.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 ist der Spalt, dessen Unterkante in den Auftragbereich ragt, durch Anordnung von zwei Walzen verlängert, wodurch eine weitere Druckerhöhung in der Auftragsmasse erzielt wird. Im Innern der Rundschablone 1 befindet sich die Rakelvorrichtung. In einem Rakelkasten 43 sind zwei Walzen angeordnet, eine obere Walze 44, welche im Sinne des Pfeiles 60 rotiert, und eine untere Walze als Rakelrolle 5, deren Drehsinn mit 13 bezeichnet ist. Über der Walze 44 befindet sich ein mit flüssiger Farbe angefüllter trogförmiger Hohlraum 15, der aus einem Farbrohr 14 (Fig. 12) gespeist wird. Aus diesem Hohlraum 15 fliesst die Farbe in den Spalt 18' zwischen der sich nach unten bewegenden Seite der Walze 44 und dem Rakelkasten 43. Durch die Bewegung der Oberfläche der Walze 44 erfährt die Farbe in dem Spalt 18' eine Druckerhöhung.
Im Bereich 45 tritt die Farbe aus dem Spalt 18' aus und fliesst in den Spalt 18, der zwischen der nach unten bewegenden Seite der Rakelrolle 5 und dem Rakelkasten 43 ausgebildet ist. In diesem Spalt 18 erfolgt eine weitere Druckerhöhung in der Farbe, welche schliesslich in den unter der Rakelrolle 5 befindlichen Bereich 59 gelangt und in der Zone 19 durch die Sieböffnungen der Rundschablone 1 gepresst wird und in die Warenbahn 9 eindringt. Die Nasen 21, welche als normal zu den Achsen der Walze 44 und der Rakelrolle 5 liegende Rippenwände ausgebildet sind, dienen zur exakten Zentrierung und Führung der Walze 44 und der Rakelrolle 5 im Rakelkasten 43. Ein kleiner Hohlraum 47, der sich oberhalb der Rakelrolle 5 parallel zur Rakelachse erstreckt, dient dazu, einen Druckausgleich der Rakelrolle 5 sicherzustellen.
Es ist nämlich so, dass durch die Druckerhöhung im Spalt 18 im unteren Bereich der Rakelrolle 5 höhere spezifische Drucke auf diese einwirken als im oberen Bereich. Da sich die gesamte Krafteinwirkung auf die Rakelrolle 5 aus dem spezifischen Druck und aus der druckausgesetzten Oberfläche ergibt, wird die dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzte Oberfläche der Rakelrolle 5 in ihrem oberen Umfang durch den Hohlraum 47 vergrössert. Die Abdichtung des unter Druck stehenden Farbstoffes im Bereich 59 wird in Umfangsrichtung der Rundschablone 1 einerseits durch die die Rundschablone berührende Rakelrolle 5 und anderseits durch eine parallel zur Achse der Rakelrolle 5 liegende Dichtungslippe 53 bewirkt. Es können auch mehrere Dichtungslippen vorhanden sein. Als Material hiefür kann Polytetrafluoräthylen verwendet werden.
Durch Veränderung der Drehzahl der Walze 44, die die Rundschablone 1 nicht berührt, kann der Druckaufbau in der Farbe beeinflusst und den speziellen Gegebenheiten angepasst werden. Für einen intensiven Farbauftrag auf der zu bedruk kenden Warenbahn ist eine höhere Drehzahl der Walze 44 als jene der Rakelwalze 5 erforderlich. Dabei ist es auch zweckmässig - als Variante zum dargestellten Ausführungsbeispiel - Spalt 18' enger auszubilden als den Spalt 18. Die
Rakelrolle 5, welche die Rundschablone 1 berührt, wird ent weder von der Rundschablone einfach mitgenommen oder ist angetrieben, dann aber so, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Rakelrolle 5 konstant gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Rundschablone 1 ist, so dass praktisch keine Verschleiss beanspruchungen zwischen Rakelrolle 5 und Rundschablone 1 auftreten.
Die Verschleissbeanspruchung der Rundschablone 1 durch die Dichtungslippe 53 ist gering, vor allem dann, wenn für die Dichtungslippe 53 ein Material mit geringem Reibungs beiwert in bezug auf das Schablonenmaterial (vorzugsweise
Nickel) verwendet wird. Dies trifft bei Polytetrafluoräthylen in besonderem Masse zu.
Ein Beispiel für den Antrieb der Rakelrolle 5 und der
Walze 44 ist aus Fig. 12 ersichtlich. Die Rakelrolle 5 weist an ihrem stirnseitigen Ende einen aus diesem hervorragenden
Zapfen 22 auf, der das Zahnrad 48 trägt. Dieses Zahnrad 48 kämmt mit dem Rapportrad 49, welches auch zum Antrieb des am Ende der Rundschablone 1 befestigten Zahnrades 50 dient. Der Teilkreisdurchmesser des Zahnrades 48 stimmt mit dem Durchmesser der Rakelrolle 5 überein, und der Teil kreisdurchmesser des Zahnrades 50 mit dem Durchmesser der Rundschablone 1. Dadurch weisen die Rundschablone 1 und die Rakelrolle 5 die gleiche Umfangsgeschwindigkeit auf.
Die Walze 44 wird über die mit ihrem Ende festverbundene Antriebswelle 51 von einer Antriebseinrichtung 52 in Rotation versetzt. Die Antriebseinrichtung 52 kann ein stufenloses Getriebe sein, welches seine Antriebsbewegung aus dem Rapportiergetriebekasten erhält, aus welchem auch die Bewegung für das Zahnrad 49 abgeleitet wird. Diese Antriebseinrichtung 52 kann aber auch ein drehzahlvariabler Motor sein, der durch eine elektrische Schaltung im einstellbaren Übersetzungsverhältnis zu dem Hauptantrieb der Maschine und damit auch zur Drehzahl der Rundschablone 1 steht.
Die Elektromagnete 8 im Drucktisch 6 haben die Aufgabe, die Rakelrolle 5 gegen die Schablonenwandung zu drücken und eine Verlagerung des Rakelkastens 43 nach oben und damit u. a. ein Abheben der Dichtungslippe 53 von der Schabloneninnenwandung zu verhindern. Zu diesem Zweck besteht die Rakelrolle 5 mindestens teilweise aus magnetisierbarem (ferromagnetischem) Material.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 steht die Walze 44' nicht mit der Rundschablone 1 in direktem Kontakt, es ist vielmehr ein unterer Farbraum 61 vorgesehen. Durch diese Massnahme wird erreicht, dass der Verschleiss vor allem an der Rundschablone 1, die bei der heute üblichen Herstellung auf galvannoplastischem Wege nur wenige Zehntelmillimeter beträgt, auch dann vermieden wird, wenn die Walze 44' mit höherer Umfangsgeschwindigkeit als die Rundschablone 1 zum Zwecke des intensiveren Farbauftrages angetrieben wird.
Über den Drucktisch 6 bewegt sich die Druckdecke 10 mit der Warenbahn 9 in Richtung des Pfeiles 11. Die Rundschablone 1 dreht sich dabei im Sinne des Pfeiles 12. Im Inneren der Rundschablone 1 ist der Rakelkasten 43 angeordnet, dessen trogförmiger Hohlraum 15 mit Farbe aus dem Farbrohr 14 gespeist wird.
Gemäss Fig. 13 befindet sich jedoch im Rakelkasten 43 der Rakelvorrichtung nur eine Walze 44', die sich in Richtung des Pfeiles 13 dreht. Die Walze 44' ist durch eine ausserhalb der Rundschablone 1 angeordnete Antriebseinrichtung antreibbar, und zwar derart, dass die Drehzahl einstellbar ist. Je nach der Drehzahl der Walze 44' erfolgt ein entsprechender Druckaufbau in der durch den Spalt 18' fliessenden Farbe. Der Flüssigkeitsdruck in der Farbe in dem unter der Walze 44' befindlichen Bereich 61 ist für den Farbdurchtritt durch die Sieböffnungen der Rundschablone 1 im Bereich der Zone 19 zwischen den Dichtungslippen 53, 54, die aus Polytetrafluoräthylen bestehen können, bestimmend.
Es ist unerheblich, ob die Walze 44' relativ zur Rundschablone 1 gleichsinnig oder gegensinnig (wie dargestellt) rotiert. Wesentlich ist, dass die Walze 44' die Rundschablone 1 nicht berührt, was durch eine entsprechende Lagerung der Walze 44' im Rakelkasten 43 erzielt wird. Die Abdichtung des Rakelkastens 43 gegenüber der Rundschablone 1 besorgen die Dichtungslippen 53, 54, welche dadurch an die Schablonenwandung gepresst werden, dass am unteren Ende des Rakelkastens Leisten 62 aus magnetisierbarem Material angeordnet sind, die unter der Wirkung des Magnetfeldes der Elektromagnete 8 angezogen werden, wodurch der Rakelkasten 43 und die Dichtungslippen 53, 54 in Richtung zur Rundschablone 1 gezogen werden.
Farbstoff, der demnach die Dichtungslippe 54 passiert, wird von den Rakeln 55 und 56 abgestreift. An die Rakel 55, welche die Schablonenreinigung innen besorgt, ist eine Leitfläche 57 angeschlossen, über die die abgestreifte Farbe dem trogförmigen Hohlraum 15 des Rakelkastens 43 zugeführt wird. Die von der Rakel 56 von der Schablone aussen abgestreifte Farbe wird über eine Rinne 58 abgeführt.
Erfindungsgemässe Rakelvorrichtungen allgemein sowie die dargestellten Ausführungsbeispiele im speziellen sind nicht auf die Anwendung in Rundschablonen von Rotationsschablonendruckmaschinen beschränkt. Derartige Rakelvorrichtungen können auch bei flachen Schablonen angewendet werden.