DE3309731A1 - Vorrichtung zum gleichmaessigen auftragen bestimmbarer fluessigkeitsmengen - Google Patents

Vorrichtung zum gleichmaessigen auftragen bestimmbarer fluessigkeitsmengen

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Description

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Die Erfindung be.trifft eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Auftragen bestimmbarer, vorzugsweise geringer Flüssigkeitsmengen auf eine Walze bzw. eine flächenförmige Materialbahn beliebiger Breite, wobei zum Festlegen der aufzutragenden Schichtdicke ein die Flüssigkeit enthaltender Trog, eine Dosierralcel und in Bewegungsrichtung der Walze oder Materialbahn eine vor der Dosierwalze liegende Abstreifrakel vorgesehen sind.
In Flüssigkeiten eintauchende Übertragungswalzen sind bekannt» Auch das Antragen von Flüssigkeiten mittels Rakelvorrichtungen ist be-
j 10 kannt und ebenso sind auch gerillte Walzen, Leisten und dgl» bekannt., W'
um damit flüssige oder pastenförmige Substanzen dosiert aufzutragen.
So ist es bereits bekannt, eine Übertragungswalze in einem Behälter eintauchen zu lassen und zur Vergleichmäßigung der Schicht auf dieser Übertragungswalze eine Rollrakel vorzusehen. Die auf der Oberfläche der Übertragungswalze verbleibende Flüssigkeitsmenge wird nach der Übertragung auf die Warenbahn durch eine Streichrakel abgenommen. Hier müssen relativ große Flü&Lgkeitsmengen verwendet werden, die im Behälter unkontrolliert und unter LufteimdLrkung zirkulieren.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung;, eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Auftragen bestimmbarer Flüssigkeitsmengen zu schaffen? bei der die Flüssigkeitsmengen genau dosiert sinds stets frische Flüssigkeit auf eine Übertragungswalze aufgetragen xnrd und bei der in den Vorratsbehälter keine Luft eintreten kann5 so daß die Gefahr einer Schaumbildung völlig unterbunden ist. Erfindungsgemäß wird jetzt bei der eingangs erwähnten Vorrichtung vorgeschlagen, daß die Dosierrakel im Trog angeordnet ist, mit einer Seitenwand des Troges im wesentlichen dichtend verbunden ist und eine gerillte, genarbte, strukturierte oder poröse Oberfläche aufweist, und daß die Abstreifrakel mit der anderen Seitenwand des Troges verbunden ists wobei ein Austrittsspalt für die aufzutragende Flüssigkeit gebildet wird.
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Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher dargelegt. Die Fig. 1 bis 3 zeigen den Stand der Technik;die Fig. 4, 5, 6 und 7 zeigen anhand einer Ausführungsform der Erfindung verschiedene Übertragungsmöglichkeiten; Fig. 8 gibt eine andere Ausführungsform der Erfindung wieder; die Fig. 9 bis 15 zeigen Abänderungen im Rahmen der Erfindung.
Um die durch die vorliegende Erfindung bewirkten Vorteile zur Darstellung bringen zu können, werden in den Fig. 1 bis 3 zunächst einige schon bekannte Vorrichtungen dargestellt.
Die Vorrichtungen nach Fig. 1 und 2 erfordern relativ große Flüssigkeitsmengen, die in dem jeweils verwendeten Trog unkontrolliert und unter Lufteinwirkung zirkulieren. Die eintauchende Walze nimmt die an ihrer Oberfläche haftenden Luftschichten mit in die Flüssigkeit und beim Austreten aus der Flüssigkeit tritt erneut Luft hinzu. Die Überschußmenge strömt unkontrolliert und mit Luft noch mehr vermischt wieder zurück. Bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten entstehen unerwünschte bzw. den Auftragungsvorgang störende Schaumbildungen.
Die Vorrichtung gemäß Fig.3 hat zwar diesen Nachteil der Schaumbildung nicht "aufzuweisen, dafür aber den Nachteil, daß die genaue Spalteinstellung, insbesondere bei Arbeitsbreiten von mehr als 1 m, sehr problematisch ist. Außerdem wirkt auch die Schwerkraft unkontrolliert mit und bei Maschinenstillstand fließt weiterhin Flüssigkeit aus.
Es ist nun eine Vorrichtung gefunden worden, bei der nicht nur eine genaue Dosierung erfolgt, sondern auch die nötigen Flüssigkeitsmengen verringert und die Schaumbildung vermieden wird.
Fig.4 zeigt eine erfindungsgemäß gebaute, indirekt arbeitende Auftragungsvorrichtung, bestehend aus einer Übertragungswalze 1, einer gerillten Auftragswalze 2, einem sehr gering dimensionierten Trog 3 mit einer oder mehreren Zuleitungen 4 und einem eventuell dazwischengeschalteten Verteilungskanal 5, so daß die Flüssigkeit gleichmäßig in den ebenfalls gering dimensionierten Drosselbereich 6
zwischen Auftragswalze 2 und Trogwand 7 und von da weiter in den zwischen Übertragungswalze 1 und Auftragswalze 2 befindlichen keilförmigen Austrittsspalt 8 gelangt.
Die erfindungsgemäß angeordnete Rakel 9 entlüftet die Oberfläche der Übertragungswalze 1, trennt den Luftbereich vor und den Flüssigkeitsbereich nach der Rakel voneinander und dichtet den Flüssigkeitsbereich gegen außen ab. Außerdem ist die Rakel 9 auch gegen die Wand 7 abgedichtet. Der von der Auftragswalze 2 mittels deren gerillter oder anders strukturierter Oberfläche dosiert auf die Übertragungswalze 1 aufgetragene Flüssigkeitsfilm wird auf die Warenbahn 10 übertragen, die über die Walze 11 der Übertragungswalze 1 zugeleitet und von einer weiteren Wälze 12 von der Übertragungswalze 1 wieder abgenommen wird. Eine Anpreßwalze 13 bexiirkt, daß der Flüssigkeitsfilm vollständig auf die Warenbahn 10 übertragen wird.
Durch eine strichlierte Linie 14 ist dargestellt, daß mit dieser Vorrichtung auch eine direkte Auftragung möglich ist; diesfalls wird die Warenbahn über die Walze 12 auf die Übertragungswalze 1 und von dieser weiter der Walze 11 zugeleitet. Diese Variante der Auftragung ist nur für nicht saugendes Material bzw. für nicht unkontrolliert in das Material eindringende Auftragungsflussigkeit geeignet.
Während des Auftragungsvorganges liegt die Dosier-Auftragswalze 2 an der Seitenwand 15 des Troges 3 abdichtend an. Die Seitenwand kann mit einem Gleitbelag oder auch z.B. mit einer Bürstleiste, Filzleiste oder dgl. versehen sein. Dadurch wird die an der Auftragswalze 2 anhaftende Luft abgestreift und es gelangt somit die Auftragswalze 2 ebenso luftfrei mit der Flüssigkeit in Berührung, wie dies auch bei der Übertragungswalze 1 durch die Rakel 9 bedingt geschieht.
Die in den Trog 3 durch die Zuleitungen 4 einlaufende Flüssigkeit wird in der Drehrichtung 16 der Auftragswalze 2 dem Drosselbereich 6 bzw. dem Austrittsspalt 8 zugeführt.
Daraus ergibt sich die wichtige Tatsache, daß stets nur frische bzw. luftfreie Flüssigkeit in die Auftragungszone geleitet wird.
Die Zuführung der Auftragsflüssigkeit in den Trog 3 erfolgt durch die Zuleitungen 4 aus einem Zuführungsbehälter 17. Das Niveau 18 der darin befindlichen Flüssigkeit stimmt mit dem Niveau im Austrittsspalt 8 nach dem Prinzip der kommunizierenden Gefäße höhenmäßig überein, oder kann auch je nach Viskosität der aufzutragenden Flüssigkeit und Strömungswiderstand der Zuleitungen geringfügig höher angeordnet sein.
Bei Arbeitsende wird dieser Zuführungsbehälter 17 gesenkt, wodurch die im Trog 3 befindliche Flüssigkeit durch die Leitungen 4 in den Behälter 17 zurückfließt.
Der Zuführungsbehälter 17 wird aus einem in Fig.4 nicht dargestellten Behälter mittels einer Pumpe niveaugesteuert gespeist. Die Auftragswalze 2 kann achsgelagert und mittels zeichnerisch nicht dargestellten, mechanischen Hilfsmitteln oder mittels einem in der Walze 1 eingebauten Magnetsystem 19 an die Übertragungswalze 1 angepreßt werden.
In den Fig. 5, 6 und 7 ist dargestellt, daß die erfindungsgemäße f 20 Vorrichtung auch um 90, 180 oder 270° versehwenkt angeordnet werden kann, wobei dennoch das erfindungsgemäße Zuführungsprinzip mittels kommunizierendem Behälter gewahrt wird.
In Fig.8 wird dargestellt, daß der Erfindungsgedanke nicht nur mittels einer Auftragswalze 2, sondern ebensogut auch mit einer geri11-ten oder andersartig profilierten Dosierleiste 20 realisiert werden kann, wobei auch diese Dosierleiste 20 entweder durch nicht dargestellte mechanische Hilfsmittel oder analog Fig.4 magnetisch angepreßt werden kann.
Fig.9 zeigt eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung,bei der die übertragungswalze 1 als Zwischenwalze eingesetzt wird, die einer-
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seits an der Auftragswalze 2 und. andererseits an einer Gegenwalze 21 anliegt. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Warenbahn 10 geradlinig zwischen der Übertragungswalze 1 und der Gegenwalze 21 hindurchgeführt.
Außer der Vermeidung von Schaumbildungsgefahr - dies auch bei sehr hjhen Arbeitsgeschwindigkeiten - besteht ein weiterer anwendungstechnischer Vorteil der Erfindung in der besonderen Eignung für lösungsmittelhaltige Auftragsflüssigkeiten, da durch das allseitig geschlossene Zuführungs- und Auftragungssystem keine unerwünschte Verdunstung stattfinden kann.
In Fig.9 ist noch dargestellt, daß die Rakel 9 auch als flächig anliegende abdichtende Leiste ausgebildet sein kann.
Fig.10 zeigt als eine mögliche Ausführungsvariante, ein Detail aus Fig.4, und zwar je einen Teil der Übertragungswalze 1 und der Auftragswalze 2 mit der Trogwand 15 und einer damit verbundenen Bürstleiste 22, die nicht zur Gänze, sondern nur weitgehend abdichtend an der Auftragswalze 2 anliegt. Dadurch gelangt eine geringe Menge der Flüssigkeit durch den Berührungsbereich 23 in den Überlaufbereich 24.
Durch diese Ausführungsvariante ist es möglich, Verunreinigungen und ebenso auch eventuelle Luftbläschen, die durch die Bürstleiste 22 von der Oberfläche der Auftragswalze 2 abgenommen werden, zu beseitigen.
Diese Bürstleiste 22, die bedarfsweise in die erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung integriert werden kann, erfüllt somit die Funktion einer Reinigungsvorrichtung, was einen weiteren kennzeichnenden Er^ findungsvorteil darstellt.
Fig.11 zeigt, daß die erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung nicht nur in bezug auf die möglichen räumlichen Anordnungen sehr vielseitig einsetzbar ist, wie die Fig. 4-7 zeigen, sondern außerdem nicht
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nur in Verbindung mit einer Übertragungswalze·1, sondern ebensogut auch gegen ein Übertragungsband 25 arbeitend eingesetzt werden kann.
. Fig.12 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung, wobei die flächenförmige Warenbahn 10, auf welche die Auftragungsflüssigkeit aufgebracht wird, weder die Übertragungswalze 1 noch die Auftragswalze 2 berührt. Der durch die erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung auf die Übertragungswalze 1 aufgetragene Flüssigkeitsfilm wird durch eine Abstreifrakel 26 von der Übertragungswalze 1 abgenommen und,über die Abstreifrakel 26 fließend, auf die Materialbahn 10 aufgebracht.
Fig. 13 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung. Im Trog 3 befindet sich wiederum die Auftragswalze 2, die dichtend an der Seitenwand 15 anliegt. Die andere Seitenwand des Troges 3 besitzt einen Flansch 28, auf dem verschieblich das obere Ende 30 der Seitenwand gelagert ist. Die Seitenwand einschließlich der Abstreifrakel 9 können in die strichlierte Lage gebracht werden. Es ist auch möglich, noch eine Verschiebung in das Innere des Troges 3 zu bewirken►Durch die Verschiebung der Abstreifrakel 9 wird der Austrittsspalt 8 je nach Wunsch verändert.Es läßt sich sadieanwirkenle " Fläche des Auftragungsmittels auf die Warenbahn 10, die hier horizontal geführt wird und damit auch die Einwirkungszeit verändern. Es ist selbstverständlich, daß das verschiebliche Ende 30 der Seitenwand eine dichtende Verbindung mit den festen Wänden des Troges 3 ajufweisen muß. Dies ist jedoch einfach zu erreichen und kann z.B. über eine Manschette, einen Balg oder sonstige elastische Verbindungen, erfolgen. Es ist auch möglich, den Anstellwinkel der Abstreifrakel an der Warenbahn !0 zu verstellen. Dies kann z.B. so erfolgen, daß man das vom Trog abgewandte Ende des Halters für die Abstreifrakel anlenkt und an einem Punkt des Halters eine Verstelleinrichtung,z.B. eine Stellstange, eine Stellschraube oder dgl., vorsieht. Der Winkel der Abstreifrakel kann dann innerhalb eines vorgegebenen Bereiches beliebig gewählt werden. Auch bei dieser Ausführungsform ist es nicht
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notwendig, die Warenbahn 10 horizontal zu führen, sondern sie kann, wie bei den anderen Ausführungsbeispielen, aucis über eine Übertragungswalze geleitet werden.
'"ei der Ausführungsform gemäß Fig. 14 ist eine Seitenwand des Troges 3 hochgezoger. und an der Innenfläche dieser Seitenxiand ist dann die Abstreifrakel 29 fest angeordnet. Wie bei allen anderen Ausführungsbeispielen befindet sich im Trog 3 die Auftragswalze 2, die dichtend an der Seitenwand 15 anliegt. Zwischen dieser Auftragswalze 2 und der Warenbahn 10 befindet sich bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch noch eine weitere Walze 279 die vorzugsweise mit ihrem größten Durchmesser an der Abstreifrakel anliegt. Hier wird das Auftragsmedium über diese Walze 27 auf die Warenbahn 10 aufgebracht. Eine Abänderung dieser Ausführungsform zeigt Fig.l5s beider die Übertragungswalze als Magnetwalze 31 ausgebildet ist, welehe der Kraftwirkung eines Magnetsystems 19 ausgesetzt ist. Es ist dann jedoch günstig, den Durchmesser dieser Walze 31 gegenüber dem Durchmesser der Auftragswalze 2 kleiner zu wählen.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 14 und 15 kann die Auftragswalze 2 schwimmend im Trog 3 angeordnet sein, d.h., die Auftragswalze 2 ist nicht gelagert, sondern taucht nur aufgrund ihres Gewichtes und der durch die Walzen 1 und 27 bzw. 1 und 31 ausgeübten Mederhaltekraft in das Auftragsmedium ein. Gegebenenfalls kann die Auftragswalze 2 eine Hohlwalze sein, deren Gewicht durch Einbringen von Füllstoffen gegebenenfalls verändert werden kann. Normalerweise reicht der Flüssigkeitsdruck aus, um die Auftragswalze 2 gegen die Seitenwand 15 dichtend anzupressen. Man kann aber auch., wie dies in Fig.15 angedeutet ist, die Drehachsen der Walzen 2 und 31 in zwei parallelen, lotrechten Ebenen anordnen, so daß dann die Auftragswalze 2 noch eine zusätzliche Kraftkomponente gegen die Seitenwand 15 erhält.

Claims (14)

DIPL.-ING. P.-C. SROKA :."..: : "...". ·. on DR. H. FEDER ..%*..* ',.'V *..*·.,* J JUa /Ol DiPL.-PHYS. DR. W.-D. FEDER PATENTANWÄLTE KLAUS 0. WAfJFER RSGHTSAHWALT DomlnikanarsSf. 37. 4000 Düsaoldwf 11 Patentansprüche :
1.JVorrichtung zum gleichmäßigen Auftragen bestimmbarer, Vorzugspreise geringer Flussigkeitsmengen auf eine Walze bzw. eine flächenförmige Materialbahn beliebiger Breite, wobei zum Festlegen der aufzutragenden Schichtdicke ein die Flüssigkeit enthaltender Trog, eine Dosierrakel und in Bewegungsrichtung der Walze oder Materialbahn eine vor der Dosierwalze liegende Abstreifrakel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierrakel (2, 20) im Trog (3) angeordnet ist, mit einer Seitenwand (15) des /*"■- Troges (3) im wesentlichen dichtend verbunden ist und eine gerillte, genarbte, strukturierte oder poröse Oberfläche aufweist, und daß die Abstreifrakel (9) mit der anderen Seitenwand des Troges (3) verbunden ist, die gleichzeitig als Dichtrakel ausgebildet ist und zusammen mit der Dosierrakel (2, 20) einen nach außen abgedichteten Austrittsspalt bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifrakel (9) mit der Seitenwand des Troges (3) einen stumpfen Winkel einschließt und die Kante der Abstreifrakel (9) oberhalb des Troges (3) liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
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daß die Dosierrakel (2) durch eine Walze gebildet ist und die Seitenwand (15) des Troges (3) im Bereich ihrer Abdichtung mit der Dosierrakel (2) einen Gleitbelag, eine Bürstenleiste oder dgl. aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierrakel durch eine Leiste (20) gebildet wird, die an der einen Seitenwand des Troges (3) dichtend anliegt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in an' sich bekannter Weise die Flüssigkeitszufuhr zum Trog (3) über kommunizierende Gefäße (17) erfolgt.
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6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Dosierrakel (2) und der der Dichtung abgewandten Seitenwand des Troges (3) ein Drosselbereich' (6) für den Flüssigkeitsdurchtritt gebildet ist, wobei die Zufuhr
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der Flüssigkeit zu diesem Drosselbereich (6) gegebenenfalls über einen Verteilutigskanal (5) erfolgt.
7." Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die größte horizontale Abmessung der Dosierrakel (2) innerhalb des Troges (3) liegt.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszufuhr in Drehrichtung (16) der Dosierrakel (2) direkt in den Drosselbereich (6) erfolgt.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierrakel (2, 20) durch an sich bekannte mechanische oder magnetische Einrichtungen gegen die mit der Flüssigkeit zu versehene Walze bzw. Warenbahn gepreßt ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifrakel (9) verstellbar mit einer Seiten-
(, wand (15) des Troges (3) verbunden ist, gegebenenfalls sowohl ver-
schieb- als auch νerschwenkbar.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Seitenwände des Troges (3) einen Flansch (28) aufweist, auf dem das obere Ende (30) der Seitenwand verschieblich und fixierbar gelagert ist, welches Halter für die Abstreifrakel (9) trägt.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifrakel (29) an der Innenfläche der Seitenwand des Troges (3) befestigt ist und eine die Flüssigkeitsschidit aufnehmende Walze (27) vorzugsweise mit ihrem größten Durchmesser an der Abstreifrakel (29) anliegt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierrakel (2) schwimmend im Trog (3) angeordnet ist und durch die Übertragungswalze (1) und den Flüssigkeitsdruck dichtend gegen eine Seitenwand (15) des Troges gedrückt wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die die Flüssigkeisschicht aufnehmende Walze als Magnetwalze (31) ausgebildet ist, der ein Magnetsystem (19) zugeordnet ist.
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