DE3703834A1

DE3703834A1 - Rollschaberauftragwerk zum auftragen von beschichtungen auf materialbahnen

Info

Publication number: DE3703834A1
Application number: DE19873703834
Authority: DE
Inventors: Herbert Sommer
Original assignee: Jagenberg AG
Current assignee: Jagenberg AG
Priority date: 1987-02-07
Filing date: 1987-02-07
Publication date: 1988-08-18
Also published as: DE3860821D1; EP0301061B1; EP0301061A1; FI884637A; WO1988005698A1; FI884637A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Rollschaberauftragwerk zum direk ten oder indirekten Auftragen von Beschichtungen auf Mate rialbahnen mit einer in einem Halter drehbar gelagerten, auf der Materialbahn oder auf einer die Materialbahn führen den Walze aufliegenden Rakelstange.

Derartige Rollschaberauftragwerke dienen dazu, Vor- und Deckstriche direkt oder indirekt auf Karton und Papier aufzutragen. Auch andere nicht pigmentierte Auftragmedien, beispielsweise zum Oberflächenleimen, zum Beschichten oder Vorbehandeln technischer Papiere und Folie kommen in Frage. Abhängig von der Laufgeschwindigkeit der Materialbahn, ih ren Materialeigenschaften sowie der Zusammensetzung und dem rheologischen Verhalten der Auftragmedien strebt man Trockenauftraggewichte von 0,5 bis 20 g/m² bei möglichst glatter Oberfläche, d.h. bei gutem Querprofil ohne Streifen bildung an.

Die Dicke der Beschichtung stellt sich aufgrund eines Kräf tegleichgewichts zwischen elastischer Anpressung und dem im keilförmigen Spalt zwischen der Materialbahn oder der die Materialbahn führenden Walze und der Rakelstange entstehen den hydrodynamischen Flüssigkeitsdruck des Auftragsmediums ein. Drehbare Rakelstangen aus Stahl-Vollmaterial sind zum dosierten Aufbringen von Pigmentstrichen auf Papier gut geeignet, so daß sich ein gewünschter Strichgewichtsbereich bei gutem Querprofil weitestgehend abdecken läßt.

Demgegenüber sind diese Rakelstangen weniger gut geeignet, wenn ein pigmentiertes Auftragmedium indirekt zunächst auf eine gummierte Walze oder direkt auf eine sehr glatte, geschlossene Warenbahnoberfläche, beispielsweise eine Fo lie, aufgetragen werden soll.

In diesen Fällen ergibt sich häufig ein so niedriger hydro dynamischer Flüssigkeitsdruck daß sich der Anpreßdruck nicht so weit herabsetzen läßt wie das erforderlich wäre, ohne daß sich Ungleichmäßigkeiten im Querprofil, d.h. Strei fen mit geringerem und höherem Auftrag ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Rollschaber auftragwerk so zu verbessern, daß sich ein weiter Strich gewichtsbereich bei gutem Querprofil auf unterschiedlichen Bahnmaterialien und mit den verschiedensten Beschichtungs materialien ergibt.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß bei einem Rollscha berauftragwerk der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß die Rakelstange aus einem Kern und einer Ummantelung mit unterschiedlich großem Elastizitätsmodul besteht. Auf diese Weise läßt sich die bei einer Rakelstange aus Vollmaterial im Verhältnis zur Anpressung relativ hohe Steifigkeit ver ringern, so daß sich die Rakelstange gleichmäßig an die Materialbahn anlegt bzw. Oberfläche einer Gegenwalze aus richtet.

Die erfindungsgemäße Rakelstange aus einem Kern und einer Ummantelung mit unterschiedlich großem Elastizitätsmodul be ruht auf der Erkenntnis, daß eine Verringerung des Rakel stangendurchmessers allein zwar deren Steifigkeit verrin gert, jedoch keine Lösung des Problems ergibt, da mit der Verringerung des Rakelstangendurchmessers auch der hydrody namische Flüssigkeitsdruck aufgrund der geometrischen Ände rung in der Dosierzone, d.h. mit der damit einhergehenden Vergrößerung des Keilwinkels, schneller absinkt, als sich die Steifigkeit der Rakelstange verringert. Umgekehrt führt eine Vergrößerung des Rakelstangendurchmessers zwar zu ei ner Erhöhung des hydrodynamischen Flüssigkeitsdrucks in der Dosierzone, jedoch steigt der Flüssigkeitsdruck langsamer an als sich die Steifigkeit der Rakelstange mit zunehmendem Durchmesser vergrößert.

Vorzugsweise ist der Elastizitätsmodul der Ummantelung klei ner als der des Kerns, was sich vorteilhafterweise dadurch erreichen läßt, daß die Ummantelung aus Kunststoff, bei spielsweise PTFE oder PVC, und der Kern aus Stahl besteht. Der Kern nimmt hierbei das in der Rakelstange auftretende Torsionsmoment auf, während die flexible Kunststoffummante lung den Außendurchmesser auf den Wert bringt, der für ein optimales Beschichten erforderlich ist.

Der Durchmesser des Stahlkerns liegt vorzugsweise bei 6 bis 10 mm und der Außendurchmesser der Kunststoffumman telung bei 10 bis 20 mm.

Um ein Versetzen oder Verrutschen des Kunststoffmantels gegenüber dem Stahlkern zu verhindern, kann die Oberfläche des Kerns strukturiert, z.B. unrund und die beispielweise komplementäre Innenfläche der Ummantelung formschlüssig mit der Oberfläche des Kerns verbunden sein.

Des weiteren kann zusätzlich eine dünnwandige verschleiß feste Hülle um die Ummantelung herumgelegt sein, die aus einem etwa 0,3 mm dicken Stahlmantel besteht. Die Rakelstan ge ist angetrieben, vorzugsweise gegensinnig zur Material bahnbewegung bzw. zur die Materialbahn führenden Walze, und mittels eines Rakelbetts aus einem druckluftbeaufschlagten Schlauch im Halter gelagert, so daß sich der Anpressdruck durch Änderung der Druckluftbeaufschlagung des Schlauchs verändern läßt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläu tert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 das Rollschaberauftragwerk nur ausschnittweise mit Bezug auf die Erfindung und

Fig. 2 ein Rollschaberauftragwerk zum beiderseitigen in direkten Beschichten einer Materialbahn.

Um eine Gegenwalze 1, von der nur ein Segment dargestellt ist, läuft eine Materialbahn 2 und wird mit einer Beschich tung 3 vorgegebenen Quadratmetergewichts versehen. Um die ses Quadratmetergewicht zu erreichen, wird überschüssiges Beschichtungsmaterial mittels einer in einem Halter 4 dreh bar gelagerten Rakelstange 5 entfernt.

Diese Rakelstange 5 ist entgegen der durch einen Pfeil angegebenen Bewegungsrichtung der Materialbahn 2 angetrie ben und verdrängt das überflüssige Beschichtungsmaterial nach unten, wo es in eine nicht dargestellte Wanne ab tropft. Die Rakelstange 5 besteht aus einem Kern 6 aus Stahl, auf den das Antriebsmoment wirkt. Der Kern 6 ist mit einer Ummantelung 7 aus Kunststoff, beispielsweise PTFE oder PVC versehen und weist zusätzlich eine verschleißfeste Hülle 8 auf, die wiederum aus Stahl besteht. Diese ver schleißfeste Hülle 8 ist dann erforderlich, wenn das Be schichtungsmaterial und die Materialbahn 2 zu einem erhöh ten Abrieb der Rakelstange 5 führen.

Die Rakelstange 5 ist in einem Rakelbett 9 gehalten, das aus einem mit Druckluft beaufschlagten Gummischlauch mit einer Hohlkammer 10 besteht. Durch eine Änderung des Luft drucks in der Hohlkammer 10 läßt sich der Anpreßdruck der Materialbahn 2 und dem Beschichtungsmaterial anpassen, so daß der Strichauftrag eine einwandfreie Oberfläche aufweist und sich sein Quadratmetergewicht in weiten Grenzen vari ieren läßt.

Da der Elastizitätsmodul von PTFE ungefähr 400 N/mm² und der von Stahl etwa 210 000 N/mm² beträgt, ergibt sich für den Biegewiderstand einer Rakelstange mit 12 mm Durchmesser aus Stahlvollmaterial E×I=2,2×10⁸ N/mm², während sich der Biegewiderstand für eine erfindungsgemäße Rakelstange mit einem Kerndurchmesser von 8 mm und einem Außendurchmes ser von 12 mm, deren Kern aus Stahl und deren Ummantelung aus PTFE besteht, E×I=0,43×10⁸ N/mm² ergibt. Der Bie gewiderstand der erfindungsgemäßen Rakelstange beträgt so mit nur etwa ein Fünftel desjenigen einer Rakelstange aus Stahlvollmaterial. Auch wenn zusätzlich noch eine dünnwandi ge verschleißfeste Hülle aus Stahl mit einer Wanddicke von 0,3 mm um die Ummantelung aus PTFE herumgelegt ist, erhöht sich der Biegewiderstand mit E×1=0,85×10⁸ N/mm² nur auf das Doppelte; er liegt immer noch erheblich unter dem Biegewiderstand einer Rakelstange gleichen Durchmessers aus Stahlvollmaterial.

Die Beschichtung 3 läßt sich auch indirekt auftragen. In diesem Fall wird die Materialbahn 2 erst dann an die Walze herangeführt, wenn die Beschichtung 3 in der beschriebenen Weise dosiert auf die Walzenoberfläche statt auf die Ma terialbahn aufgetragen ist. Die Beschichtung wird dann von der an die Walze 1 heran- und herumgeführten Materialbahn übernommen.

Claims

1. Rollschaberauftragwerk zum direkten oder indirekten Auftragen von Beschichtungen auf Materialbahnen mit einer drehbar gelagerten, auf der Materialbahn oder auf einer die Materialbahn führenden Walze aufliegen den Rakelstange, dadurch gekennzeichnet, daß die Rakel stange (5) aus einem Kern (6) und einer Ummantelung (7) mit unterschiedlichem Elastizitätsmodul besteht.

2. Rollschaberauftragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Elastizitätsmodul der Ummantelung (7) kleiner als der des Kerns (6) ist.

3. Rollschaberauftragwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (7) aus Kunst stoff, der Kern (6) aus Stahl besteht.

4. Rollschaberauftragwerk nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Durchmesser des Stahlkerns (6) 6 bis 10 mm und der Außendurchmesser der Kunststoffum mantelung (7) 10 bis 20 mm beträgt.

5. Rollschaberauftragwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Kerns (6) strukturiert und die Innen fläche der Ummantelung (7) formschlüssig mit der Ober fläche des Kerns verbunden ist.

6. Rollschaberauftragwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine dünnwandige, verschleißfeste Hülle (8) die Ummantelung (7) umgibt.

7. Rollschaberauftragwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rakelstange (5) angetrieben ist.

8. Rollschaberauftragwerk nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rakelstange (5) gegensinnig zur Ma terialbahnbewegung bzw. der die Materialbahn führenden Walze angetrieben ist.

9. Rollschaberauftragwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rakelstange (5) mittels eines Rakelbetts (9) aus einem mit Druckluft beaufschlagten Schlauch im Halter (4) gelagert ist.