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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschichtung eines flächigen Trägerelements mit einem fließfähigen Material, wobei zur Homogenisierung der auf dem Trägerelement aufzubringenden Materialschicht ein von einer Bedeckungseinrichtung gespeister Auftragszylinder vorgesehen ist, welcher eine Abgabe des fließfähigen Materials an das Trägerelement vermittelt.
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Ein Auftragen bzw. Beschichten von flächigen Trägerelementen wird zu unterschiedlichen Zwecken mit einer Vielzahl von fließfähigen Materialien eingesetzt. Insbesondere werden fließfähige Materialien zur Veredelung von Trägerelementen etwa in der Möbelindustrie eingesetzt. Dabei können die fließfähigen Materialien Farbstoffe enthalten, mit welchen den Trägerelementen ein besonderes Aussehen vermittelt wird. Als fließfähige Materialien können auch Lacke zur Erzeugung eines besonderen Glanzgrades von Oberflächen von Trägerelementen verwendet werden. Ebenso werden die eingangs genannten Vorrichtungen beim Bedrucken von flächigen Materialien eingesetzt. Hier sind die fließfähigen Materialien dann gewöhnliche Druckfarben, die nach vorgegebenen Mustern separiert in Form von graphischen Elementen oder in Form von Schrift aufgebracht werden.
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Ferner ist auch eine Beschichtung von bei der Herstellung elektronischer Bauelemente eingesetzter elektrischer Leiterplatten mit den genannten Vorrichtungen möglich. Die Vorrichtungen werden auch zum Auftragen bzw. Beschichten oder Umhüllen von Trägerelementen nach Art eines Laminierungsprozesses eingesetzt. Dabei können die Trägermaterialien aus ganz unterschiedlichen Materialien wie Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoffen, Metallen oder metallenen Legierungen, faserartigen Stoffen, Verbundmaterialien sowie Textilien gebildet sein.
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Die Vorrichtungen können neben einem Aufbringen der genannten Flüssigkeiten aber auch zum Auftragen von fließfähigen Materialien im weitesten Sinne wie etwa widerstandsfähigen oder gehärteten einem Oberflächenschutz dienenden Materialien benutzt werden.
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Bei einer Beschichtung der genannten Trägerelemente ist eine homogene Beschichtung in der Regel erforderlich, um das gewünschte Erscheinungsbild der Oberflächen der Trägerelemente hervorzurufen. Es kann aber insbesondere an Berandungen der Trägerelemente zu Ungleichmäßigkeiten beim Auftrag bzw. bei der Abnahme der fließfähigen Materialien durch diese kommen. Solche Ungleichmäßigkeiten können sich aber bei einem kontinuierlichen, gegeneinander ablaufende Zylinder bzw. Walzen enthaltenden Beschichtungsvorgang in Richtung der Zufuhr des fließfähigen Materials ausdehnen und sich dadurch auf nachfolgende Beschichtungsvorgänge auswirken.
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Im Bereich der Bedruckung von bahnartigen Bedruckstoffen wie Papier ist der Einsatz von Walzen zum Justieren bzw. zur Einstellung der aufzutragenden Schichtdicke der Farbe oder dgl. hinlänglich bekannt. So ist in der
DE 195 11 049 C2 eine Vorrichtung beschrieben, bei der eine sogenannte Dosierwalze mit einer Beschichtungswalze einen Feindosierspalt bildet, um auf der Beschichtungswalze so einen dünnen Streichfarbefilm zu erzeugen, der dann auf eine zu beschichtende Papierbahn übertragen wird.
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Ferner ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 16 52 366 A eine Einrichtung und ein Verfahren zum Beschichten von Blättern mit hochviskosem Material bekannt. Die Vorrichtung weist eine gegenüber einem Dosierzylinder mit einem fest eingestellten Spalt vorgesehene Walze auf. Der Spalt gibt die Auftragsdicke des Materials auf dem Dosierzylinder und entsprechend dann auf den Blättern vor. Im Bereich der Walze nimmt eine Rakel zusätzlich Beschichtungsmaterial ab und führt es zurück in eine einer Bereitstellung des Materials dienenden Wanne. Somit übernimmt die Walze eine Änderung des von einer Schöpfwalze bewirkten Auftrags auf dem Dosierzylinder.
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Mit den Vorrichtungen wird Material dem zu beschichtenden Stoff kontinuierlich zugeführt und kontinuierlich von diesem abgenommen. Eine Rückwirkung infolge ungleichmäßiger Abnahme des Materials durch den Stoff tritt nicht auf. Im Fall von nicht-bahnartig vorliegenden Bedruckstoffen aber kann eine solche Rückwirkung durch ungleichmäßige Abnahme deutlich sichtbare Auswirkungen auf die Beschichtung haben.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Rückwirkung einer inhomogenen Materialaufnahme durch das Trägerelement weitestgehend auszuschließen.
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Die Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung durch Vorsehen wenigstens einer Reiterwalze zur Verteilung von Ungleichmäßigkeiten des fließfähigen Materials entlang des Mantels des Auftragszylinders gelöst, die durch kontinuierliche Materialzufuhr an den Auftragszylinder und unterbrochene Materialabnahme von dem Auftragszylinder entstehen. Dabei ist die wenigstens eine Reiterwalze in einer radialen Richtung zur Drehachse des Auftragszylinders verschiebbar vorgesehen und drückt mit einer durch ihre Eigenmasse hervorgerufenen Gewichtskraft an den Mantel des Auftragszylinders oder wird über eine U-förmige Aufnahme gehalten.
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Erfindungsgemäß wird sichergestellt, dass an den Trägerelementen auftretende Inhomogenitäten in der Auftragung bzw. Beschichtung mit dem fließfähigen Material sich nicht rückwirkend auf eine nachfolgende Beschichtung weiterer Trägerelemente auswirken. Dies wird durch eine Vermeidung von Inhomogenitäten der Materialbelegung an dem Auftragszylinder sichergestellt, der die Beschichtung der Trägerelemente direkt oder indirekt einleitet.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass zwischen einzelnen Beschichtungsvorgängen keine separate Entfernung von ungleichmäßigen Ablagerungen der fließfähigen Materialien auf dem Auftragszylinder durchgeführt zu werden braucht. Folglich kann ein dadurch bedingter Maschinenstillstand vermieden werden.
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In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wechselwirkt die wenigstens eine Reiterwalze mit dem Auftragszylinder entlang einer Berührungslinie parallel zur Zylinderachse. Die wenigstens eine Reiterwalze kann auch mit einer durch eine Federkraft erzeugten Andruckkraft an dem Mantel des Auftragszylinders anliegen. Besonders vorteilhaft ist dies auch als einfache und kostengünstige Nachrüstvariante an Druckmaschinen. Bevorzugt liegt die wenigstens eine Reiterwalze dann auch mit voreinstellbarer Andruckkraft an dem Mantel des Auftragszylinders an. Diese kann mittels einer Feder erreicht werden. Denkbar ist aber auch eine Anpassung der Andruckkraft an die jeweiligen Anpressdrücke von Flüssigkeitstauchwalze und Auftragszylinder.
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Bevorzugt ist die wenigstens eine Reiterwalze über bezüglich des Auftragszylinders feststehende Halteschenkel für an Druckmaschinen üblicherweise angebrachte stirnseitige Abstreifer festlegbar. Weiter ist es auch denkbar, die wenigstens eine Reiterwalze über zusätzliche, an der Vorrichtung feststehende, gesonderte Halteschenkel festzulegen.
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Mit der erfindungemäßen Vorrichtung kann als fließfähiges Medium Lack, etwa als Schutz- und/oder Glanzlack wie in der Druckindustrie im Sinne einer Oberflächenversiegelung bzw. Oberflächenbeschichtung üblich verwendet werden. Ferner kann als fließfähiges Medium auch mit Partikeln zur Erzielung eines Metallic-Effektes versehener Lack wie auch ein zur Rutschhemmung von Unterlagen gewöhnlich verwendeter Lack aufgebracht werden. Die Vorrichtung ist dann für ein Lackwerk in einer Rotationsdruckmaschine bestimmt. Ebenso kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch Farbe, insbesondere Druckfarbe, etwa um einen entsprechend farbigen Hintergrund auf einem Bedruckstoff einzustellen, aufgebracht werden. In einem solchen Fall ist die Vorrichtung in einem Druckwerk einer Rotationsmaschine angeordnet.
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Die Drehachse der wenigstens einen Reiterwalze ist bevorzugt in Bezug auf Halteschenkel der U-förmigen Aufnahme verschiebbar. Besonders bevorzugt sind wenigstens zwei Reiterwalzen.
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Im Sinne der Erfindung umfasst der Begriff fließfähiges Material Flüssigkeiten, Pasten, Klebstoffe, Abdeck- und Beschichtungsmaterialien, einer Härtung dienende Lacke, Druckfarben, Abdichtmassen, Versiegelungsmaterialien d. h. solch fließfähigen Materialien die mittels Walzen von einem Träger auf einen anderen übertragen werden können.
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Entsprechend kann die Vorrichtung auch zum Aufbringen einer Paste auf einem Trägerkörper ausgebildet sein. Ferner kann die Vorrichtung in bevorzugter Ausführung auch eine Trocknungseinheit zur Trocknung des auf dem Trägerelement aufgebrachten fließfähigen Materials enthalten. Ebenso ist es denkbar, dass die Vorrichtung eine Erwärmungseinheit zur Härtung des auf dem Trägerelement aufgebrachten fließfähigen Materials enthält.
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Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung zur Beschichtung von plattenartigen Trägerelementen ausgebildet. Weiter bevorzugt weist die Vorrichtung dann eine Vorschub- und/oder Zufuhrelemente umfassende Transporteinrichtung für die Trägerelemente auf.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In der stark vereinfachten Zeichnung ist der Übersichtlichkeit halber auf eine Darstellung von üblichen Antriebseinheiten von Walzen bzw. Zylindern in Lackierungseinheiten verzichtet worden. Es zeigt:
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1 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
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Nachfolgend wird die Erfindung an Hand einer Lackierungseinheit zur Lackierung von zweidimensionalen plattenartigen Elementen dargestellt. Bei dem erfindungsgemäßen fließfähigen Material handelt es sich um einen Lack. Wie in 1 verdeutlicht, steht ein als Auftragszylinder dienender Dosierzylinder 1 in Kontakt mit einer als Lacktauchwalze 2 ausgebildeten Bedeckungseinrichtung, deren Drehachse 3 seitlich versetzt und unterhalb der Drehachse 4 des Auftragszylinders 1 angeordnet ist. Wie durch Pfeil i in 1 veranschaulicht, ist die gegensinnig zu dem Auftragszylinder 1 drehbare Lacktauchwalze 2 oberhalb einer Lackwanne 5 angeordnet. Bei ihrer Drehbewegung gemäß Pfeil i tritt die Lacktauchwalze 2 in ein in der Lackwanne 5 befindliches Dispersionslackbad 6 derart ein, dass ihr jeweilig unten befindlicher Abschnitt des Umfanges 2a unterhalb des Lackspiegels 6a angeordnet ist. Dadurch nimmt die Lacktauchwalze 2 bei jeder Drehbewegung Lack aus dem Lackbad 6 der Lackwanne 5 auf und überträgt den an ihrem Umfang 2a befindlichen Lack auf den Außenmantel 1a des Auftragszylinders 1. Über einen Zulaufschlauch kann die Lackwanne 5 mit Hilfe einer Lackpumpe mit in einem Lackbehälter befindlichen Lack gespeist werden. Entsprechend ist ein Rücklaufschlauch zur Entleerung der Lackwanne 5 in den Lackbehälter vorgesehen. An die Pumpe kann über eine nicht gezeigte Ventilsteuerung eine Sauggarnitur für eine Spülmittellösung angeschlossen sein.
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An dem vorzugsweise aus Chrom gebildeten Auftragszylinder 1 sind erfindungsgemäß zwei Reiterwalzen 20, 21 angebracht. Diese sind jeweils über zwei entlang der Stirnseiten 1c des Auftragszylinders 1 geführte und fest an einem Rahmen der Lackiervorrichtung bzw. der Rotationsdruckmaschine angebrachte Halteschenkel 22, 23 gehalten. Erfindungsgemäß sind die Durchmesser der Reiterwalzen kleiner als die Durchmesser des Auftragszylinders 1, 8. Besonders bevorzugt sind die Durchmesser auch kleiner als der Durchmesser der Lacktauchwalze 2. Jede der Reiterwalzen 20, 21 enthält einen Stahlkern, auf den ein Gummimantel 24 aufvulkanisiert ist, wobei deren Oberfläche zu einer einstellbaren Körnung geschliffen ist. Die Halteschenkel 22, 23 weisen an ihren von dem Rahmen wegweisenden Enden im Wesentlichen U-förmige Aufnahmen 25, 26 auf. Die Halteschenkel 22, 23 können so am Rahmen angebracht sein, dass sie lotrecht nach oben stehen. Die U-förmigen Enden ermöglichen eine Verschiebung der Reiterwalzen 20, 21 in radialer Richtung relativ zu dem Auftragszylinder 1. Die Länge der Halteschenkel 22, 23 ist erfindungsgemäß dabei so bemessen, dass die mit ihren jeweiligen Achsen 27, 28 von den U-förmigen Aufnahmen 25, 26 aufgenommenen Reiterwalzen 20, 21 mit Mantelflächen 20a, 21a auf der Mantelfläche 1a des Auftragszylinders 1 aufliegen. Dabei sind die Abstände so eingestellt, dass die Reiterwalzen 20, 21 lediglich über ihr Eigengewicht an den Auftragszylinder 1 angedrückt werden. Die erfindungsgemäße Lackiervorrichtung 1 ist nach 1 mit einer nicht gezeigten angelenkten Haube nach oben abdeckbar.
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Der Einsatz der erfindungsgemäßen Lackiervorrichtung 1 wird nachfolgend beschrieben. Dabei wird zunächst von der Anordnung ohne die Reiterwalzen 20, 21 ausgegangen. Wenn der Lackiervorrichtung 1 ein zu lackierendes Trägerelement 10 zugeführt wird, wird der in einem Ruhezustand von einer Zufuhreinrichtung 11 der Trägerelemente 10 befindliche Auftragszylinder 1 durch eine Bewegung um die Drehachse 3 der Lacktauchwalze 2 in Berührung mit dem zu belackenden Trägerelement 10 gebracht. Bei dieser Bewegung bleibt die jeweilige Anlage von Auftragszylinder 1, Reiterwalze 20, 21 bzw. Lacktauchwalze 2 erhalten. Die Bewegung des Auftragszylinder 1 und der Zufuhreinrichtung 11 sind zueinander synchronisiert.
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Der auf dem Außenmantel 1a des Auftragszylinders 1 befindliche Lackfilm wird durch die bei den Drehbewegungen herrschende Berührung von Auftragszylinder 1 und dem jeweiligen Trägerelement 10 übertragen. Die auf der Zufuhreinrichtung 11 befindlichen Trägerelemente 10 werden durch eine Bewegung der Zufuhreinrichtung in Richtung des Pfeils v zum Auftragszylinder geführt. Das jeweils mit dem Auftragszylinder in Berührung stehende Trägerelement 10 nimmt von dem Auftragszylinder Lack ab. Da die in Reihe zugeführten Trägerelemente 10 auf der Zufuhreinrichtung 11 unter Bildung von Aussparungen 12 in der Oberfläche beabstandet sind, wird an Stellen dieser Beabstandungsaussparungen 12 von dem Auftragszylinder 1 kein Lack abgenommen. Dadurch verbleibt auf dem Auftragszylinder 1 ein dem Abstand der Trägerelemente 10 bzw. Aussparungen 12 in der Zufuhreinrichtung 11 entsprechendes Muster an Lack zurück.
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Der Lackfilmrückstand wird bei fortgeführter Drehbewegung durch erneuten Lackauftrag der Lacktauchwalze 2 auf den Auftragszylinder 1 aber nicht ausgeglichen, sondern bleibt zumindest als in radialer Richtung erkennbarer Vorsprung bestehen und noch durch erneuten Lackauftrag verstärkt. Vielmehr befindet sich auf dem Auftragszylinder 1 an den Stellen, die den zwischen den Trägerelementen 10 vorhandenen Aussparungen 12 entsprechen, bei erneutem Lackauftrag noch mehr Lack. Diese ungleichmäßige Lackbelegung aber trifft bei nachfolgender Lackierung weiterer Trägerelemente 10 nicht automatisch mit den Aussparungen 12 zwischen den Trägerelementen 10 zusammen. Es wird vielmehr auf Trägerelementen 10 entsprechend der erhöhten Lackbelegung des Auftragszylinders 1 teilweise deutlich mehr Lack auf die Trägerelemente 10 gebracht. Das Ergebnis sind über die Trägerelemente 10 verlaufender Streifen bzw. Balken mit einem im Vergleich zu dem Rest abweichenden Glanzgrad.
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Sofern die erfindungsgemäßen Reiterwalzen 20, 21 mit ihren jeweiligen Mantelflächen auf den Auftragszylinder 1 aufgesetzt werden, erfolgt durch deren bevorzugt über die Eigengewichtskraft ausgeübten Anpressdruck eine Verteilung bzw. Abtragung der auf dem Mantel 8a des Auftragszylinders 1 vorhandenen Lackberge. Bei zwei Reiterwalzen 20, 21 wird eine so gute Reduzierung der Lackberge erreicht, dass auf den Trägerelementen 10 kaum noch Streifen unterschiedlichen Glanzgrades sichtbar sind.
