DE19740952A1

DE19740952A1 - Auftragwerk zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn

Info

Publication number: DE19740952A1
Application number: DE1997140952
Authority: DE
Inventors: Manfred Ueberschaer
Original assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Current assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Priority date: 1997-09-17
Filing date: 1997-09-17
Publication date: 1999-03-18

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Auftragwerk zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton.

Ein gattungsgemäßes Auftragwerk ist aus der DE 196 20 261 der Anmelderin bekannt und umfaßt einen Tragbalken, der sich in seiner Längsrichtung im wesentlichen über die gesamte Breite der Materialbahn erstreckt, eine dem Tragbalken gegenüberliegende Gegenwalze, ein über eine Halteeinrichtung an dem Tragbalken lösbar fixiertes und sich im wesentlichen über die gesamte Breite der Gegenwalze erstreckendes Rakelelement, und ein an dem Tragbalken angeordnetes und direkt und/oder indirekt von einer Andrückeinrichtung mit einer Andrückkraft beaufschlagtes Andrückelement, mit dem das Rakelelement im Bereich seines der Gegenwalze zugeordneten Rakelelementendes mit einem vorbestimmten Druck an die Gegenwalze andrückbar ist. Das Andrückelement ist bei Betrachtung im Querschnitt als ein Parallelogrammkörper ausgebildet, der in einer Ausführungsform mindestens drei gelenkig miteinander verbundene Einzelteile umfaßt und im wesentlichen parallel zu dem Rakelelement verläuft. Zwei der Einzelteile sind mit ihrem jeweils unteren Ende in einer Halterung am Tragbalken gelenkig gelagert, so daß der so ausgestaltete Parallelogrammkörper ein in sich bewegliches Gebilde darstellt. Nach einer weiteren Ausführungsform dieses bekannten Standes der Technik besitzt der Parallelogrammkörper, bei Betrachtung im Querschnitt, einen sandwichartigen Aufbau mit zwei im Abstand zueinander und parallel verlaufenden Platten und wenigstens zwei zwischen den Platten angeordneten und in Vertikalrichtung des Parallelogrammkörpers voneinander beabstandeten und mit den Platten verbundenen Flachstücken. Da diese Konstruktion des Andrückelementes stets aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt ist und die Einzelteile jeweils separat gefertigt und anschließend miteinander verbunden werden, ist es wünschenswert, die Konstruktion für bestimmte Anwendungsfälle weiter zu vereinfachen und zu optimieren. Darüber hinaus kann eine gewünschte Flexibilität des aus mehreren Teilen zusammengesetzten Parallelogrammkörpers häufig nur durch den Einbau von Stabilisierungselemente erzielt werden.

Ein weiteres Auftragwerk, das mit dem vorhergehend geschilderten Stand der Technik vergleichbar ist, ergibt sich aus der WO 93/05887. Bei dieser bekannten Ausführungsvariante ist eine Rakelklinge im Bereich ihrer der Gegenwalze zugeordneten Rakelklingenspitze mit einem vorbestimmten Druck über ein von einer Andrückeinrichtung mit einer Andrückkraft beaufschlagtes Andrückelement an die Gegenwalze andrückbar. Als Andrückelement dient dabei ein von dem oberen Ende eines zweiarmigen Hebelmechanismus abgewinkelter dünner Schenkel, der die Kraft der als Druckschlauch ausgebildeten und am unteren Ende des Hebelmechanismus angeordneten Andrückeinrichtung überträgt und sich bei Betrachtung des Auftragwerks im Querschnitt im wesentlichen rechtwinklig zur Rakelklinge erstreckt. Diese Konstruktion führt jedoch zu diversen Nachteilen bei der Einstellung der Rakelklinge bzw. des Längsprofils, d. h. der Schichtdicke des aufgetragenen flüssigen oder pastösen Mediums. So kommt es aufgrund der durch den Hebelmechanismus bedingten steifen Ausgestaltungsweise des in sich starren Andrückelementes bei höheren Anpreßdrücken oftmals zu einer Deformation des Andrückelementes und damit zu einer Änderung des von der Andrückeinrichtung ausgehenden Kraftvektors und einem dadurch verursachten Einstellfehler bei der Rakelklinge. Ferner ist infolge der für eine Änderung des Anpreßdrucks erforderlichen Stellbewegung des Hebemechanismus auch eine nicht unerhebliche Abweichung der Position des Kontaktpunktes zwischen Andrückelement und Rakelklinge zu verzeichnen. Dies wiederum führt zu einer unerwünschten Rakelklingendurchbiegung bzw. -deformation, Erhöhung bzw. Erniedrigung des Anpreßdrucks sowie zu einer Änderung des Streichwinkels der Rakelklinge und damit zu einer Beeinträchtigung der Strichqualität des Auftrags. Die üblicherweise nicht lineare Abhängigkeit von Rakelklingenbelastung und Streichwinkel verursacht demnach bei jeder mittels dem Andrückelement vorgenommenen Rakelklingenverstellung ein sich änderndes Auftragsgewicht und somit schwankende Strichqualitäten. Des weiteren resultiert aus der Verlagerung des Kontaktpunktes zwischen Andrückelement und Rakelklinge eine relativ große Reibung zwischen diesen beiden Teilen, was vergleichsweise große Stellkräfte bedingt.

Ferner ist aus der WO 93/17795 ein gattungsgemäßes Auftragwerk bekannt, bei dem ein in Form einer Rakelklinge ausgebildetes und an einem Andrückelement anliegendes Rakelelement eingesetzt wird, um den Anpreßdruck der Rakelklinge an der Gegenwalze einzustellen. Dabei sind Stellelemente für das Andrückelement mit einer durch einen Halter geführten axial verschiebbaren Verstellstange vorgesehen, über deren einem Ende eine vorgespannte Druckfeder geschoben ist. Eine koaxial zur Verstellstange angeordnete Einstellschraube drückt gegen die Kraft der Feder das Andrückelement in Richtung zur Bahn. Diese Lösung führt jedoch aufgrund der steifen Ausgestaltung des Andrückelements zu einer sehr starken Durchbiegung der Rakelklinge und damit bei einer Erhöhung des Anpreßdrucks gleichzeitig zu einer unerwünschten Veränderung des Streichwinkels der Rakelklinge und hohen Reibungskräften zwischen Andrückelement und Rakelklinge. Ferner ist die gesamte in dem Andrückelement integrierte Verstelleinrichtung zur Einstellung des Anpreßdrucks der Rakelklinge sehr aufwendig zu gestalten und daher auch verschmutzungsempfindlich und aufwendig in der Reinigung und Wartung.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Auftragwerk der eingangs erläuterten Art zu schaffen, das die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile möglichst weitgehend vermeidet, eine sehr genaue Einstellung des Strichprofils des aufgetragenen flüssigen oder pastösen Mediums ermöglicht und konstruktiv einfach und kostengünstig zu gestalten ist.

Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Auftragwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Dieses Auftragwerk zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, umfaßt einen Tragbalken, der sich in seiner Längsrichtung im wesentlichen über die gesamte Breite der Materialbahn erstreckt, eine dem Tragbalken gegenüberliegende Gegenwalze, ein an dem Tragbalken befestigtes und sich im wesentlichen über die gesamte Breite der Gegenwalze erstreckendes Rakelelement und ein an dem Tragbalken, im wesentlichen parallel zu dem Rakelelement angeordnetes Andrückelement, das eine von einer Andrückeinrichtung erzeugte Andrückkraft auf das Rakelelement überträgt. Als Gegenwalze dient entweder eine die laufende Materialbahn tragende Walze, wobei das flüssige oder pastöse Medium direkt auf die laufende Materialbahn aufgetragen wird, oder eine Auftragwalze, auf die das flüssige oder pastöse Medium zur Herstellung eines indirekten Auftrags aufgebracht wird. Bei dem Rakelelement kann es sich prinzipiell um jedes an die Gegenwalze andrückbare Rakelelement handeln, beispielsweise um eine Rakelklinge, eine Rakelleiste oder eine Rollrakel mit einem Rakelbett und/oder Halterung und dergleichen mehr. Hierbei können auch geeignete Aufsätze, beispielsweise in Form eines Rollrakelbettes mit einer Rollrakel, an einer blattfederartigen Halterung angebracht sein.

Das Andrückelement ist im wesentlichen als elastisch deformierbarer Vollquerschnittskörper ausgebildet, der aus mindestens einem flexiblen Werkstoff hergestellt sowie an seinem Fußbereich direkt oder indirekt an dem Tragbalken ungelenkig fixiert ist. Dabei weist der Vollquerschnittskörper ein vollkommen geschlossenes Querschnittsprofil auf. Jedoch kann der Vollquerschnittskörper im Sinne der Erfindung auch mit einem Querschnittsprofil ausgestaltet sein, das im Vergleich zu einer Gesamtquerschnittsfläche des Vollquerschnittskörpers kleine Hohlräume aufweist. An einem oberen freien Endabschnitt des Vollquerschnittskörpers ist ein Kontaktelement zur Übertragung der Andrückkraft auf das Rakelelement vorgesehen, so daß das Rakelelement über das Kontaktelement mit einem vorbestimmten Druck an die Gegenwalze andrückbar ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Auftragwerk ist auf einfache und effektive Art und Weise ein präzises Einstellen des Rakelelementes und damit des Strichprofils des auf die Gegenwalze bzw. auf die auf der Gegenwalze laufenden Materialbahn aufgetragenen flüssigen oder pastösen Mediums möglich. Somit kann ein exaktes Auftragsprofil erzielt und die Qualität des erzeugten Endproduktes weiter gesteigert werden. Die Konstruktion des gesamten Andrückmechanismus, insbesondere des Andrückelementes, ist dabei sehr einfach und damit kostengünstig ausgeführt. Dies wird durch die besondere Ausgestaltungsweise des Andrückelementes als Vollquerschnittskörper erreicht, die es gestattet, das Andrückelement auch aus einem einzigen Werkstoff als einstückiges Bauteil herzustellen. Ein aufwendiges Zusammensetzen des Andrückelementes aus vielen Einzelteilen, die miteinander verklebt, verlötet, verschweißt oder auf andere geeignete Weise miteinander verbunden oder ineinandergesetzt werden, kann somit entfallen. Ferner gewährleistet die Verwendung des flexiblen Werkstoffs für das Andrückelement sowie die ungelenkige Fixierung des Andrückelementes, daß dieses als elastisch deformierbarer Vollquerschnittskörper mit einer hohen Flexibilität ausgestaltet ist. Die Andrückeinrichtung kann daher gegen die Rückstellkraft des elastisch deformierbaren Vollquerschnittskörpers, ausgehend von seiner Neutralstellung, bei ihrer Aktivierung direkt oder indirekt wirken, wobei der elastische Vollquerschnittskörper bei Deaktivierung der Andrückeinrichtung durch seine Rückstellkraft in die Neutralstellung zurückkehrt. Auf diese Weise ist zur Rückführung des Vollquerschnittskörpers in seine Neutralstellung und damit für seine Entlastung des Rakelelementes keine zusätzliche Stellbewegung der Andrückeinrichtung erforderlich und die Andrückeinrichtung kann dementsprechend unkompliziert und als einfach wirkende Andrückeinrichtung ausgestaltet werden. Des weiteren gewährleistet die spezielle Ausgestaltung des Andrückelementes als Vollquerschnittskörper, daß die von der Andrückeinrichtung ausgehende und auf das Rakelelement geleitete Andrückkraft ohne eine wesentliche Änderung der Richtung ihres Kraftvektors parallel bzw. linear auf das Rakelelement übertragen wird. Die bei herkömmlichen Auftragwerken auftretende beträchtliche Verschiebung der Position des Kontaktpunktes Andrückelement- Rakelelement und die dadurch bedingten unerwünschten Änderungen des Anpreßdrucks und des Streichwinkels sowie unvorteilhafte Verformungen des Rakelelementes können somit wirksam vermieden werden, was wiederum die Qualität des Auftrags positiv beeinflußt. Das als Vollquerschnittskörper ausgebildete Andrückelement ist zudem durch seine kompakte Bauweise besonders verschmutzungsunempfindlich sowie leicht zu reinigen und zu warten.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante der Erfindung sieht vor, daß das Andrückelement eine im wesentlichen rechtwinklige bzw. rechteckige Querschnittsform mit einem sich im wesentlichen parallel zu einer Vertikalrichtung des Rakelelementes oder einer Rakelelementhalterung erstreckenden ersten Schenkel und einem sich daran im wesentlichen rechtwinklig anschließenden zweiten Schenkel aufweist, wobei der zweite Schenkel zu dem Rakelelement hin gerichtet ist. Hierbei wird ein Abstand zwischen dem Rakelelement und dem Andrückelement durch den zweiten Schenkel überbrückt, der indirekt oder direkt mit dem Rakelelement kontaktierbar ist und die von der Andrückeinrichtung ausgehenden Andrückkräfte auf das Rakelelement überträgt. Der zweite Schenkel ermöglicht es, das gesamte Andrückelement, d. h. den sich im wesentlichen parallel zu der Vertikalrichtung des Rakelelementes bzw. der Rakelelementhalterung erstreckenden ersten Schenkel, weiter von dem Rakelelement bzw. der Rakelelementhalterung und der Gegenwalze entfernt anzuordnen und gleichzeitig den für die Kontaktierung vorgesehenen Bereich zwischen Rakelelement und Andrückelement minimal zu gestalten, so daß eine Verschiebung des Kontaktpunktes vermieden und dadurch die Strichqualität des Auftrags, wie oben bereits erwähnt, verbessert wird. Ferner läßt sich so aufgrund der rechtwinkligen Konstruktion auf einfache und effektive Art und Weise eine materialsparende und daher leichte und kostengünstige Konstruktion erzielen.

Des weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß sich der zweite Schenkel zu seinem dem Rakelelement zugeordneten Ende hin symmetrisch oder asymmetrisch verjüngt. Hierbei kann eine derartige Verjüngung stetig oder unstetig an Profilabschnitten des freien Endes des zweiten Schenkels verlaufen. Beispielsweise wird die Verjüngung durch eine auf der Oberseite oder Unterseite, d. h. der der Gegenwalze zugewandten oder abgewandten Seite des zweiten Schenkels, angebrachte Abschrägung realisiert. Durch das Vorsehen dieser Abschrägung ist es möglich, den zweiten Schenkel des Andrückelementes nahe der Gegenwalze anzuordnen und somit auch den für die Kontaktierung vorgesehenen Bereich zwischen Andrückelement und Rakelelement gering zu halten. Bei einem geringen Abstand zwischen Andrückelement und Rakelelement können auch schon sehr kleine von der Andrückeinrichtung erzeugte Andrückkräfte über das elastisch deformierbare Andrückelement auf das Rakelelement übertragen werden.

Überdies hat es sich als günstig erwiesen, das Kontaktelement an einem dem Rakelelement zugewandten Endbereich des zweiten Schenkels anzuordnen. Dies ermöglicht eine Übertragung der Andrückkraft von dem Kontaktelement auf das Rakelelement, bei der die von der Andrückeinrichtung ausgehende und auf das Rakelelement geleitete Andrückkraft ohne eine wesentliche Änderung der Richtung ihres Kraftvektors parallel bzw. linear auf das Rakelelement übertragen wird. So erhält die auf das Rakelelement einwirkende Andrückkraft keine von der beabsichtigten Kraftwirkung abweichende Komponente, die die Rakelelementeinstellung und somit die zu erzielende Strichqualität des Auftrags negativ beeinflussen könnte. Auf diese Weise wird also ein konstruktiv günstiger linearer Kraftfluß von der Andrückeinrichtung durch das Andrückelement über das Kontaktelement auf das Rakelelement erreicht.

Für die Herstellung des Vollquerschnittskörpers ist es zudem vorteilhaft, das Kontaktelement und das Andrückelement einstückig auszubilden. Diese Konstruktion ermöglicht eine besonders einfache Fertigung, da Kontaktelement und Andrückelement aus einem Bauteil und somit auch aus demselben Werkstoff formbar sind. Zur Kraftübertragung auf das Rakelelement ist das Kontaktelement an dem oberen freien Endabschnitt des Andrückelementes vorzugsweise in Form einer scharfkantigen Anpreßkante gestaltet, so daß eine kleine Kontaktfläche ausgebildet ist. Ferner kann die Andrückkraft exakt auf das Rakelelement übertragen werden.

Gemäß einem anderen vorteilhaften Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung ist jedoch auch vorgesehen, daß das Kontaktelement als ein separates Bauteil ausgebildet ist, das in den oberen freien Endabschnitt des Vollquerschnittskörpers einsetzbar und fixierbar ist. Diese Fixierung ist zweckmäßigerweise so ausgestaltet, daß das Kontaktelement einfach von dem oberen freien Endabschnitt lösbar ist. Auf diese Weise kann das Kontaktelement, beispielsweise bei einer Beschädigung oder Verschleiß, einfach ausgewechselt werden, ohne daß das gesamte Andrückelement aus der Vorrichtungsstruktur aus- und wieder eingebaut werden muß. Ferner bildet das einsetzbare Kontaktelement, das vorzugsweise in Form einer Klinge ausgestaltet ist, eine vorspannungsfreie Anpreßkante, die exakt an einem gewünschten Abschnitt des Rakelelementes oder der Rakelelementhalterung plaziert werden kann.

Das Kontaktelement ist grundsätzlich aus jedem geeigneten Werkstoff herstellbar. Da zwischen Kontakt und Rakelelement jedoch Reibung auftritt, hat es sich bei Verwendung relativ weicher Werkstoffe, wie z. B. Kunststoff, als vorteilhaft erwiesen, das Kontaktelement mit einer verschleißfesten Kontaktfläche zur Kontaktierung des Rakelelementes zu versehen. Auf diese Art und Weise wird die Lebensdauer des Kontaktelementes effektiv erhöht, so daß die Austauschhäufigkeit für das Kontaktelement verringert wird.

Gemäß einer positiven Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist das an dem oberen freien Endabschnitt vorgesehene Kontaktelement als Metallprofil ausgestaltet. Dieses Metallprofil kann beispielsweise aus rostfreiem Federstahl oder jedem anderen geeigneten Metallwerkstoff hergestellt sein. Dies schafft eine verschleißfeste Kontaktfläche.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der Erfindung sieht vor, daß sich das Kontaktelement durchgehend, d. h. ungeteilt, über im wesentlichen die gesamte Bahnbreite des Auftragwerks erstreckt. So kann die Andrückkraft vom Kontaktelement gleichmäßig über die gesamte Breite des Rakelelementes auf das Rakelelement übertragen werden. Dies gestattet es, einen über die Bahnbreite des Auftragwerks gleich dicken Auftrag des flüssigen oder pastösen Mediums zur Herstellung eines sehr regelmäßigen und qualitativ hochwertigen Auftrags zu erzielen.

Im Hinblick auf die Einstellung eines Querprofils des aufgetragenen flüssigen oder pastösen Mediums ist das Andrückelement über seine Längserstreckung entlang der Bahnbreite vorteilhafterweise segmentartig unterteilt. Dabei erstreckt sich das Kontaktelement vorzugsweise durchgehend über im wesentlichen die gesamte Bahnbreite des Auftragwerks. Die segmentartige Unterteilung ist beispielsweise durch eine oder mehrere, seitlich voneinander beabstandete und im wesentlichen vertikal verlaufende Trennfugen im Andrückelement gebildet. Diese Trennfugen können dabei auch als Teileinschnitte in einem oberen Abschnitt des Andrückelementes ausgestaltet sein, wobei diese Teileinschnitte bei Bedarf mit durchgehenden Trennfugen kombiniert werden können. Die segmentartige Unterteilung gestattet ein zonenweises Verformen des elastisch deformierbaren Vollquerschnittskörpers, so daß die Einstellung eines gewünschten Querprofils erleichtert wird. Das Einstellen eines Querprofils des aufgetragenen flüssigen oder pastösen Mediums erfolgt dabei durch zonenweises Verstellen mittels der Andrückeinrichtung, die einen gleichmäßigen oder über verschiedene Andrückelementabschnitte unterschiedlichen und jeweils örtlich begrenzten Anpreßdruck auf den Vollquerschnittskörper ausübt.

Zur leichteren Montage und Demontage ist es von Vorteil, daß die Andrückeinrichtung an der dem Rakelelement abgewandten Rückseite des Andrückelementes vorgesehen ist. Dies ist technisch besonders leicht dadurch umzusetzen, daß die dem Rakelelement abgewandte Rückseite des Andrückelementes einen geeigneten Adapter zur Herstellung einer Verbindung mit der Andrückeinrichtung umfaßt. Dieser Adapter ist vorzugsweise so ausgestaltet, daß die Andrückeinrichtung leicht von dem Andrückelement lösbar ist. Als Andrückeinrichtung hat sich insbesondere ein pneumatisch zu betätigender Druckschlauch und/oder Druckkissen bewährt. Prinzipiell können jedoch auch beliebige andere geeignete Andrückeinrichtungen eingesetzt werden, beispielsweise mechanische, hydraulische, elektrische, magnetische, piezostriktive Andrückeinrichtungen und dergleichen mehr.

Für bestimmte Anwendungsfälle und Werkstoffkombinationen hat es sich als günstig erwiesen, daß gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung das Andrückelement und der Tragbalken aus Werkstoffen mit gleichen oder im wesentlichen gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellt sind. Auf diese Weise ist das Wärmeausdehnungs- und somit das Längenausdehnungsverhalten des Tragbalkens an das des Andrückelementes anpaßbar, so daß durch Wärmedehnung hervorgerufene Spannungen zwischen den beiden Teilen wirksam vermieden werden. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß das Andrückelement und der Tragbalken grundsätzlich auch Werkstoffe mit sehr unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen können, ohne daß sich dies negativ auf das Wärmedehnungsverhalten dieser beiden Komponenten auswirkt.

Ferner ist nach einem anderen vorteilhaften Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung das Andrückelement aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt. Derartige Werkstoffe haben sich aufgrund ihres neutralen Temperatur- und Längenausdehnungsverhaltens sowie ihres geringen Gewichtes bewährt. Des weiteren gewährleisten ihre elastischen Eigenschaften die gewünschte erforderliche Flexibilität bei einer bestimmten gewünschten Biegesteifigkeit des Andrückelementes.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemaßen Auftragwerks,

Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Auftragwerks, und

Fig. 3 eine schematische Querschnittsdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Auftragwerks.

In der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren werden zur Vermeidung von Wiederholungen gleiche Bauteile und Komponenten auch mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, sofern keine weitere Differenzierung erforderlich ist.

In der Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Auftragwerks zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, gezeigt. Das Auftragwerk umfaßt einen Tragbalken 2, der sich in seiner Längsrichtung im wesentlichen über die gesamte Breite der Materialbahn erstreckt, sowie eine dem Tragbalken 2 gegenüberliegende Gegenwalze 4, deren Drehrichtung durch einen Pfeil P angedeutet ist. Bei dieser Gegenwalze 4 kann es sich sowohl um eine Auftragwalze zum Herstellen eines indirekten Auftrags als auch um eine die Materialbahn tragende Walze handeln, wobei im letzteren Fall das flüssige oder pastöse Medium direkt auf die laufende Materialbahn aufgetragen wird. Ein sich im wesentlichen über die gesamte Breite der Gegenwalze 4 erstreckendes Rakelelement 6 ist an der der Gegenwalze 4 zugewandten Seite des Tragbalkens 2 befestigt. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Rakelelement 6 um eine Rakelklinge 6, die lösbar an dem Tragbalken 2 fixiert ist. Ferner umfaßt das Auftragwerk ein an dem Tragbalken 2 angeordnetes und von einer nicht gezeigten Andrückeinrichtung mit einer Andrückkraft F beaufschlagtes Andrückelement 8, mit dem die Rakelklinge 6 im Bereich ihrer der Gegenwalze 4 zugeordneten Rakelklingenspitze mit einem vorbestimmten Druck an die Gegenwalze 4 andrückbar ist, um auf diese Weise die Schichtdicke bzw. ein Längs- oder Querprofil des aufgetragenen flüssigen oder pastösen Mediums einzustellen.

Die in der Fig. 1 zu erkennen, ist das Andrückelement als ein Vollquerschnittskörper 10 mit einem vollkommen geschlossenem Querschnittsprofil ausgebildet, der an seinem Fußbereich 11, d. h. unteren Ende, in einer Halterung 12, die im vorliegenden all eine Ausnehmung im Tragbalken 2 ist, direkt ungelenkig befestigt ist. Der Vollquerschnittskörper 10 ist als einstückiges Bauteil hergestellt und verläuft in einer Neutralstellung der Rakelklinge 6, d. h. in einer Stellung, in der die Rakelklinge 6 nicht durch das Andrückelement 8 belastet ist, in einem vorbestimmten Abstand und im wesentlichen parallel zu der Rakelklinge 6. Ferner weist der Vollquerschnittskörper 10 eine im wesentlichen rechtwinklige Querschnittsform mit einem sich parallel zu einer Vertikalrichtung der Rakelklinge 6 erstreckenden ersten Schenkel 16 und einem sich an einem oberen Endabschnitt des ersten Schenkels 16 rechtwinklig anschließenden zweiten Schenkel 18, wobei der zweite Schenkel 18 zu der Rakelklinge 6 hin gerichtet ist. Der zweite Schenkel 18 verjüngt sich zu seinem der Rakelklinge 6 zugeordneten Ende hin asymmetrisch, wobei die Verjüngung als eine auf der Oberseite, d. h. der der Gegenwalze zugewandten Seite des zweiten Schenkels 18 angebrachte Abschrägung 20 zu erkennen ist. Das Kontaktelement 14 ist ein aus einem rostfreien Stahl hergestelltes Metallprofil, das in dem der Rakelklinge 6 zugewandten oberen freien Endabschnitt 21 des zweiten Schenkels 18 eingesetzt ist und darin lösbar fixiert ist. Als Material für das Andrückelement wird ein flexibler Werkstoff, im vorliegenden Fall ein faserverstärkter Kunststoff, verwendet. Der Tragbalken 2 besteht aus einem Werkstoff, der annähernd den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie das Andrückelement 8 aufweist.

Der Vollquerschnittskörper 10 ist somit als elastisch deformierbares einstückiges Bauteil ausgestaltet, gegen dessen Rückstellkraft die nicht gezeigte, an der dem Rakelelement 6 abgewandten Rückseite des Andrückelementes vorgesehene Andrückeinrichtung bei ihrer Aktivierung ausgehend von der in der Fig. 1 gezeigten Neutralstellung des Vollprofilkörpers des Andrückelementes 8 direkt wirkt und das bei Deaktivierung der Andrückeinrichtung durch seine Rückstellkraft in die Neutralstellung zurückkehrt. In der in Fig. 1 dargestellten Neutralstellung des Andrückelementes 8 besteht ein geringer Abstand A zwischen der Spitze des Kontaktelementes 14 und der Rakelklinge 6. Bei Aktivierung der Andrückeinrichtung wird das Andrückelement 8 auf die Rakelklinge 6 zu bewegt, so daß das am zweiten Schenkel 18 angeordnete Kontaktelement 14 mit seinem freien Ende das Rakelelement 6 kontaktiert und die von der Andrückeinrichtung ausgehende Andrückkraft F direkt auf das Rakelelement 6 überträgt. Auf diese Weise wird das Rakelelement 6 mit einem vorbestimmten Druck an die Gegenwalze 4 gedrückt.

Des weiteren ist bei der Ausführungsform nach Fig. 1 das Andrückelement 8 über seine Längserstreckung entlang der Bahnbreite segmentartig unterteilt, was in der Zeichnung jedoch nicht zu erkennen ist. Bei Aktivierung der Andrückeinrichtung kann somit eine auf das Andrückelement 8 einwirkende und abschnittsweise örtlich begrenzte Andrückkraft F ausgeübt werden, die sich über die Spitze des Kontaktelementes 14 auf das Rakelelement 6 überträgt. Dies gestattet sowohl eine Einstellung eines gewünschten Längsprofils als auch eines gewünschten Querprofils des aufgetragenen flüssigen oder pastösen Mediums.

Der erste und der zweite Schenkel des rechtwinkligen Vollquerschnittskörpers 10, das Kontaktelement 14 sowie die Rakelklinge 6 sind so zueinander angeordnet, daß der Vektor der von der Andrückeinrichtung ausgehenden Andrückkraft F durch den Kontaktpunkt K Kontaktelement-Rakelelement und somit im wesentlichen entlang der in Fig. 1 gezeigten horizontalen strichpunktierten Linie verläuft. Auf diese Weise verläuft der Kraftfluß von der Andrückeinrichtung ausgehend linear durch den zweiten Schenkel 18 des Vollquerschnittskörpers 10 über den Kontaktpunkt K zum Rakelelement 6. Somit erfährt die Richtung des Kraftvektors keine Richtungsänderung, sondern wird allenfalls minimal bei Aktivierung der Andrückeinrichtung in vertikaler Richtung parallel verschoben, wobei eine daraus resultierende in Vertikalrichtung wirkende Kraftkomponente im Gegensatz zum Stand der Technik minimal und vernachlässigbar ist.

Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Auftragwerks. Diese Variante entspricht im Grundaufbau im wesentlichen der nach Fig. 1. Im Gegensatz dazu ist jedoch das Kontaktelement 14 und das Andrückelement 8 einstückig ausgebildet. Wie in der Fig. 2 des weiteren zu erkennen, ist die der Gegenwalze 4 abgewandte Unterseite des zweiten Schenkels 18 mit einer Abschrägung 20 versehen, so daß sich der zweite Schenkel 18 zu seinem der Rakelklinge 6 zugeordneten Ende hin asymmetrisch verjüngt und dadurch eine scharfkantige Anpreßkante 22 zur Kraftübertragung auf die Rakelklinge 6 bildet. Die Anpreßkante 22 ist mit einer verschleißfesten Kontaktfläche 24 zur Kontaktierung der Rakelklinge 6 versehen.

Des weiteren erstreckt sich das Andrückelement 8, im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, im wesentlichen durchgehend über die gesamte Bahnbreite. Somit wird die Andrückkraft F über die Anpreßkante 22 gleichmäßig aber die gesamte Breite der Rakelklinge 6 verteilt, so daß insbesondere ein gleichmäßiges Längsprofil des aufgetragenen flüssigen oder pastösen Mediums eingestellt werden kann.

Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Auftragwerks, das im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Variante entspricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt das Rakelelement 6 jedoch eine Rakelelementhalterung 26 mit einem Rakelbett 28 für einen Rakelstab 30. Der Rakelstab 30 ist hierbei in dem Rakelbett 28 als Rollrakel drehbar gelagert und kontaktiert im laufenden Betrieb die Gegenwalze 4. Bei Aktivierung der Andrückeinrichtung wird die erzeugte Andrückkraft F auf das im wesentlichen parallel zu der Rakelelementhalterung 26 angeordnete Andrückelement 8 übertragen. Das in dem oberen freien Endabschnitt 21 des zweiten Schenkels 18 des rechtwinkligen Vollquerschnittskörpers 10 eingesetzte, als Metallprofil ausgestaltete Kontaktelement 14 überträgt die Andrückkraft F auf die Rakelelementhalterung 26, so daß der im Rakelbett 28 gelagerte Rakelstab 30 mit einem vorbestimmten Druck an die Gegenwalze andrückbar ist.

Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele, die lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dienen, beschränkt. Im Rahmen des Schutzumfangs dann das erfindungsgemäße Auftragwerk vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Das Auftragwerk kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen. Insbesondere kann der Vollquerschnittskörper andere Querschnittsformen als die gezeigte rechtwinklige annehmen, beispielsweise runde, ovale, langgestreckte oder gedrungene Querschnittsformen. Überdies kann das erfindungsgemäße Auftragwerk eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum kontrollierten Einstellen der Andrückkräfte der Andrückeinrichtung zum Längs- und/oder Querprofilieren des aufgetragenen flüssigen oder pastösen Mediums umfassen.

Bezugszeichen in den Patentansprüchen in den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.

Bezugszeichenliste

2

Tragbalken

4

Gegenwalze

6

Rakelelement/Rakelklinge

8

Andrückelement

10

Vollquerschnittskörper

11

Fußbereich

12

Halterung

14

Kontaktelement

16

erster Schenkel

18

zweiter Schenkel

20

Abschrägung

21

oberer freier Endabschnitt

22

Anpreßkante

24

verschleißfeste Kontaktfläche

26

Rakelelementhalterung

28

Rakelbett

30

Rakelstab
P Drehrichtung der Gegenwalze
F Andrückkraft
K Kontaktpunkt
A Abstand

Claims

1. Auftragwerk zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, mit

- einem Tragbalken (2), der sich in seiner Längsrichtung im wesentlichen über die gesamte Breite der Materialbahn erstreckt,
- einer dem Tragbalken (2) gegenüberliegenden Gegenwalze (4),
- einem an dem Tragbalken (2) befestigten und sich im wesentlichen über die gesamte Breite der Gegenwalze (4) erstreckenden Rakelelement (6),
- einem an dem Tragbalken (2), im wesentlichen parallel zu dem Rakelelement (6) angeordneten und von einer Andrückeinrichtung mit einer Andrückkraft (F) beaufschlagten Andrückelement (8),
- das im wesentlichen als elastisch deformierbarer Vollquerschnittskörper (10) ausgebildet und aus mindestens einem flexiblen Werkstoff hergestellt sowie an seinem Fußbereich (11) direkt oder indirekt an dem Tragbalken (2) ungelenkig fixiert ist, wobei
- an einem oberen freien Endabschnitt (21) des Vollquerschnittskörpers (10) ein Kontaktelement (14) vorgesehen ist, das die Andrückkraft (F) auf das Rakelelement (6) überträgt, so daß das Rakelelement (6) mit einem vorbestimmten Druck an die Gegenwalze (4) andrückbar ist.

2. Auftragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrückelement (8) eine im wesentlichen rechtwinklige Querschnittsform mit einem sich im wesentlichen parallel zu einer Vertikalrichtung des Rakelelementes (6) oder einer Rakelelementhalterung (26) erstreckenden ersten Schenkel (16) und einem sich daran im wesentlichen rechtwinklig anschließenden zweiten Schenkel (18) aufweist, wobei der zweite Schenkel (18) zu dem Rakelelement (6) hin gerichtet ist.

3. Auftragwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zweite Schenkel (18) zu seinem dem Rakelelement (6) zugeordneten Ende hin symmetrisch oder asymmetrisch verjüngt.

4. Auftragwerk nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (14) an einem dem Rakelelement (6) zugewandten Endbereich des zweiten Schenkels (18) angeordnet ist.

5. Auftragwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (14) und das Andrückelement (8) einstückig ausgebildet sind.

6. Auftragwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (14) als ein separates Bauteil ausgebildet ist, das in den oberen freien Endabschnitt (21) des Vollquerschnittskörpers (10) einsetzbar und fixierbar ist.

7. Auftragwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (14) mit einer verschleißfesten Kontaktfläche (24) zur Kontaktierung des Rakelelementes (6) versehen ist.

8. Auftragwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das an dem oberen freien Endabschnitt (21) vorgesehene Kontaktelement (14) als Metallprofil ausgestaltet ist.

9. Auftragwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Kontaktelement (14) durchgehend über im wesentlichen die gesamte Bahnbreite erstreckt.

10. Auftragwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrückelement (8) über seine Längserstreckung entlang der Bahnbreite segmentartig unterteilt ist.

11. Auftragwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückeinrichtung an der dem Rakelelement (6) abgewandte Rückseite des Andrückelementes (8) vorgesehen ist.

12. Auftragwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrückelement (8) und der Tragbalken (2) aus Werkstoffen mit gleichen oder im wesentlichen gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellt sind.

13. Auftragwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, das Andrückelement (8) aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt ist.