DE19949100A1

DE19949100A1 - Doctor blade for applying fluid medium to rotating roller of screen printer has gap for flow of fluid narrowing in section and with compression body having outflow channel opening into pressure chamber to improve flow of medium

Info

Publication number: DE19949100A1
Application number: DE1999149100
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Neumann
Original assignee: Maschinenfabrik Max Kroenert GmbH and Co
Current assignee: KROENERT GMBH & CO KG, DE
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2001-05-17
Anticipated expiration: 2019-10-13
Also published as: DE19949100B4

Abstract

The doctor blade has an axially extending chamber (13) defined circumferentially by an axially extending dosing blade (18) adjoining the sleeve face of the roller, and by a sealing blade (16). The gap through which the fluid medium flows through to wet the sleeve face of the roller narrows over a least one section (33) in the flow direction of the medium. The axially extending compression body (19) in the chamber has at least one outflow channel (30) opening into the pressure chamber through which part of the fluid medium can flow out of the chamber.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckkammerrakel zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf eine rotierende Walze, welche Druckkammerrakel eine sich axial erstreckende Kammer aufweist, die jeweils von einer sich axial erstreckenden und an der Mantelfläche der Walze anliegenden Dosierrakel und Dichtrakel in Umfangsrichtung begrenzt wird, so daß ein in der Kammer befindliches Medium die Mantelfläche der Walze benetzt, und in welcher Kammer ein sich axial erstreckender Verdrängungskörper unter Bildung eines Druckraums und eines Ablaufraums und unter Belassung eines diese verbindenden Spaltes zur Mantelfläche der Walze angeordnet ist, der von dem flüssigen Medium zur Benetzung der Mantelfläche durchströmt wird.The invention relates to a pressure chamber doctor blade Apply a liquid medium to a rotating one Roller, which pressure chamber doctor blade an axially extending chamber, each of one axially extending and on the outer surface of the roller adjacent doctor blade and sealing blade in the circumferential direction is limited so that one in the chamber Medium wetted the outer surface of the roller, and in which Chamber an axially extending displacement body with the formation of a pressure chamber and an outlet chamber and leaving a gap connecting them Shell surface of the roller is arranged by the liquid medium for wetting the outer surface is flowed through.

Solche Druckkammerrakel sind für die Verwendung bei Auftragsverfahren für flüssige Medien auf eine Materialbahn bekannt. Damit ist es möglich, eine Rasterwalze bei hoher Geschwindigkeit mit einem flüssigen Medium zu benetzen beziehungsweise deren Rastervertiefungen zu füllen. Im einzelnen wird die Flüssigkeit durch den Kammerdruck in die Rasterkanäle oder -vertiefungen gedrückt, wobei ein gleichmäßiger Auftrag dann erreicht wird, wenn die Fließgeschwindigkeit des Mediums in den Rasterkanälen oder -vertiefungen größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Rasterwalze. Durch die damit erzeugte Überfüllung der Rasterkanäle oder -vertiefungen wird ein gleichmäßiger Masseüberschuß des Mediums erzielt. In der Druckkammerakel wird im einzelnen eine Benetzung der Rastererhebungen und eine Be- und Überfüllung der Rastervertiefungen bewirkt. Im folgenden wird jedoch überwiegend von einer Benetzung der Mantelfläche mit dem Medium gesprochen, worunter jedoch beide Effekte zu verstehen sind.Such pressure chamber doctor blades are for use with Application procedure for liquid media on a Material web known. This makes it possible to have a Anilox roller at high speed with a liquid To wet medium or their Fill grid wells. In detail, the Liquid through the chamber pressure into the raster channels depressions or depressions, with an even Order is reached when the flow rate the medium in the grid channels or recesses is greater than the peripheral speed of the Anilox roller. Due to the overcrowding it creates Grid channels or recesses become more even Mass excess of the medium achieved. In the Pressure chamber doctor is a wetting of the Grid surveys and a filling and overfilling of the Grid depressions causes. The following, however predominantly from wetting the outer surface with the Medium spoken, but including both effects are understand.

Die Rasterwalze kann beispielsweise als Linienrasterwalze mit einem 45°-Linienraster ausgebildet sein, dessen einzelnen Rasterkanäle auf der Mantelfläche in einem 45°- Winkel zur Drehachse verlaufen. Das Raster kann aber auch als Näpfchenraster ausgebildet sein, bei dem das Raster sich aus einer Vielzahl von napfförmigen Vertiefungen zusammensetzt.The anilox roller can be used, for example, as a line anilox roller be formed with a 45 ° line grid, the individual grid channels on the lateral surface in a 45 ° - Angle to the axis of rotation. The grid can also be designed as a cup grid, in which the grid made up of a variety of cup-shaped depressions put together.

Es ist offensichtlich, daß für höhere Umfangsgeschwindigkeiten bei gleichbleibender Benetzung bzw. Überfüllung des Rasters größere Masseflüsse des Mediums erforderlich sind. Der erzielbare Massefluß in den Rasterkanälen hängt vom Kammerdruck ab derart, daß bei höherem Kammerdruck eine höhere Fließgeschwindigkeit in den Rasterkanälen und somit ein höherer Massefluß erreicht wird. Für einen gleichmäßigen Auftrag muß zudem gewährleistet werden, daß über der gesamten Breite der Druckkammerrakel stets ausreichend Medium vorhanden ist, das in die Rasterkanäle gepreßt werden kann. Ein gleichmäßiger Auftrag hängt jedoch nicht nur von der gleichmäßigen Verteilung des Mediums in der Druckkammer und im Spalt ab, sondern auch von den erzielbaren Masseströmen des Mediums im Spalt. Ferner hat die Viskosität des Mediums einen Einfluß auf das Fließ- und Benetzungsverhalten. It is obvious that for higher ones Circumferential speeds with constant wetting or overfilling the grid larger mass flows of Medium are required. The achievable mass flow in the raster channels depends on the chamber pressure in such a way that at higher chamber pressure a higher flow rate in the grid channels and thus a higher mass flow is achieved. For an even order you must also to ensure that across the entire width of the Pressure chamber doctor blade always has sufficient medium, that can be pressed into the grid channels. On even application depends not only on the even distribution of the medium in the pressure chamber and in the gap, but also from the achievable Mass flows of the medium in the gap. Furthermore, the Viscosity of the medium has an influence on the flow and Wetting behavior.

Im Zuge der gewünschten immer größer werdenden Transportgeschwindigkeiten der zu beschichtenden Materialbahnen und der somit größer werdenden Masseflüssen sind herkömmlichen Druckkammerrakeln häufig Grenzen gesetzt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Druckkammerrakel und insbesondere den darin befindlichen Verdrängungskörper so auszubilden, daß für größere Bahngeschwindigkeiten eine gleichmäßige Be- und Überfüllung der Rastervertiefungen der Walze möglich wird.In the course of the desired growing Transport speeds of the to be coated Material webs and thus the growing Mass flows are common with conventional pressure chamber doctor blades Set limits. The invention is therefore the object based on a pressure chamber doctor blade and in particular the to form displacer therein so that for higher web speeds, even loading and overfilling of the grid depressions of the roller possible becomes.

Die Aufgabe wird gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, daß sich der Spalt zwischen der Walze und dem Verdrängungskörper in Strömungsrichtung des flüssigen Mediums zumindest über einen Abschnitt verengt. Dies hat den Vorteil, daß sich das flüssige Medium vor dem Durchfluß durch den Spalt aufstaut, so daß das Medium stets für die Benetzung der Mantelfläche im Bereich des Flüssigkeitsstaus vorhanden ist. Ein Abreißen des Flüssigkeitsfilms ist somit auch bei höheren Geschwindigkeiten nicht zu befürchten. Ferner wird erreicht, daß sich das Medium in dem Flüssigkeitsstau über die gesamte Breite der Kammer verteilt, so daß ein Eintauchen der Mantelfläche in das Medium über die gesamte Beschichtungsbreite gewährleistet wird.The object is achieved according to a first embodiment of the Invention solved in that the gap between the Roller and the displacer in the flow direction of the liquid medium narrowed at least over a section. This has the advantage that the liquid medium is in front the flow through the gap, so that the medium always for wetting the outer surface in the area of There is fluid congestion. A tear off the Liquid film is therefore also at higher Speeds not to be feared. Furthermore, achieved that the medium in the liquid jam distributed over the entire width of the chamber, so that a Immerse the lateral surface in the medium over the entire coating width is guaranteed.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Verdrängungskörper wenigstens einen in den Druckraum mündenden Abflußkanal aufweist, durch den ein Teilstrom des flüssigen Mediums aus dem Druckraum abfließt. Dies hat den Vorteil, daß der Massestrom des Mediums so groß gewählt werden kann, daß auf der Druckseite des Verdrängungskörper stets ausreichend Medium vorgehalten werden kann. Das überschüssige Medium fließt durch die Abflußkanäle ab, während ein gleichmäßiger Teilstrom durch den Spalt fließt und die Mantelfläche benetzt.According to another embodiment of the invention the task solved in that the displacement body at least one drain channel opening into the pressure chamber has, through which a partial flow of the liquid medium flows out of the pressure chamber. This has the advantage that the Mass flow of the medium can be chosen so large that always on the pressure side of the sinker sufficient medium can be kept available. The excess medium flows through the drainage channels, while an even partial flow through the gap flows and wets the outer surface.

Vorteilhaft ist es, wenn der Abflußkanal in dem sich verengenden Abschnitt des Spaltes in den Druckraum mündet. Dadurch wird eine besonders gleichmäßige Strömung des Mediums vor und in dem Spalt zwischen Verdrängungskörper und Mantelfläche erreicht. Dies wirkt sich unmittelbar auf die Gleichmäßigkeit des Auftrages auf die Mantelfläche aus.It is advantageous if the drain channel in the narrowing section of the gap in the pressure chamber flows. This creates a particularly even flow of the medium in front of and in the gap between Displacement body and outer surface reached. This works directly on the uniformity of the order on the outer surface.

Grundsätzlich kann der Abflußkanal mit einem separaten Ablauf verbunden sein, um das überschüssige Medium abzuführen. Der Abflußkanal kann in einfacher Weise auch den Druckraum mit dem Ablaufraum verbinden. Der Abflußkanal kann dann im Verdrängungskörper angeordnet sein. Ein solcher Verdrängungskörper kann auch nachträglich in einen herkömmlichen Rakelkopf eingebaut werden.Basically, the drain canal with a separate Drain connected to the excess medium dissipate. The drain channel can also in a simple manner connect the pressure chamber to the drain chamber. The Drain channel can then be arranged in the displacement body his. Such a displacement body can also subsequently installed in a conventional doctor head become.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Abstand zwischen dem Verdrängungskörper und der Mantelfläche zur Veränderung des Spaltes durch wenigstens ein Stellmittel einstellbar ist. Das Stellmittel kann beispielsweise Stellschrauben umfassen, die mit axialem Abstand an den Verdrängungskörper angreifen. Dies hat zum einen den Vorteil, daß der Verdrängungskörper exakt parallel zu der Mantelfläche ausgerichtet werden kann. So können beispielsweise Durchbiegungen des Rakelkopfes oder nur des Verdrängungskörpers ausgeglichen werden. Zum anderen besteht ein Vorteil darin, daß die Spaltweite an das Fließverhalten des Mediums angepaßt werden kann. Auch damit wird eine größere Auftragsgeschwindigkeit möglich, ohne daß die Gefahr besteht, daß der Flüssigkeitsfilm im Spalt abreißt und somit Lücken im Mediumauftrag entstehen.According to another embodiment it is provided that the distance between the sinker and the Lateral surface to change the gap by at least an adjusting means is adjustable. The actuating device can For example, include set screws with axial Attack clearance on the displacement body. This has to one the advantage that the displacement body exactly can be aligned parallel to the lateral surface. So can, for example, deflections of the doctor head or only the displacer can be balanced. To the another advantage is that the gap width increases the flow behavior of the medium can be adjusted. Also this enables a higher order speed, without the risk that the liquid film in the Gap tears off and thus gaps in the medium application arise.

Es kann weiterhin zweckmäßig sein, wenn sich an den sich verengenden Abschnitt des Spaltes ein Abschnitt des Spaltes anschließt, in dem der Verdrängungskörper einen im wesentlichen gleichen Abstand zur Mantelfläche aufweist. Dadurch wird ein inniger Kontakt des Mediums zur Mantelfläche bei gleichbleibenden Bedingungen über einen größeren Bogenabschnitt der Mantelfläche bewirkt, so daß sich das Medium gleichmäßig in die Vertiefungen des Rasters verteilt.It can also be useful if you look at the narrowing section of the gap a section of the Gap connects in which the displacer one essentially the same distance from the lateral surface having. This creates an intimate contact of the medium to the outer surface under constant conditions causes a larger arc section of the lateral surface, so that the medium is evenly in the wells of the grid.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Verdrängungskörper wenigstens eine Zuführung und wenigstens einen ersten seitlichen Ausströmkanal besitzt, der mit der Zuführung in Verbindung steht und in den Druckraum derart mündet, daß das flüssige Medium im wesentlichen tangential zur Mantelfläche in den Druckraum der Kammer strömt. Dies hat den Vorteil, daß das Medium nicht unmittelbar auf die Mantelfläche strömt, wodurch sich Druckunterschiede entlang der Auftragsbreite bilden können, die ein gleichmäßiges Auftragen verhindern. Das in den Druckraum tangential einströmende Medium beeinflußt nicht oder nicht wesentlich das vor dem Spalt anstehende Medium.According to an expedient embodiment of the invention provided that the displacement body at least one Feeder and at least a first side Outflow channel that has the supply in Connection is established and opens into the pressure chamber in such a way that the liquid medium essentially tangential to Shell surface flows into the pressure chamber of the chamber. this has the advantage that the medium is not directly on the The outer surface flows, causing pressure differences along the order width that can form a Prevent even application. That in the pressure room medium flowing in tangentially does not influence or not essentially the medium in front of the gap.

Es kann weiterhin zweckmäßig sein, wenn der Verdrängungskörper wenigstens einen zweiten Ausströmkanal aufweist, der mit der Zuführung in Verbindung steht und in den Ablaufraum mündet und von einem Teilstrom des zugeführten Mediums durchströmt wird. Dies hat den Vorteil, daß in dem Ablaufraum keine Toträume entstehen, in denen sich das Medium sammeln könnte. Es kann zweckmäßig und ausreichend sein, wenn diese zweiten Ausströmkanäle lediglich an den axialen Endbereichen in den Ablaufraum münden. Die Reinigung des Rakelkopfes beispielsweise bei einem Wechsel des Mediums wird dadurch wesentlich erleichtert.It may also be useful if the Displacement body at least one second outflow channel has, which is connected to the feeder and flows into the outlet and from a partial flow of supplied medium is flowed through. This has the Advantage that there are no dead spaces in the drainage space in which the medium could collect. It can be appropriate and sufficient if these second Outflow channels only at the axial end regions in the outlet room open. Cleaning the squeegee head for example when changing the medium much easier.

Der Verdrängungskörper kann einen sich axial erstreckenden Hohlraum umfassen, in den die Zuführung mündet und von dem die Ausströmkanäle ausgehen. Dies hat den Vorteil, daß der Verdrängungskörper auch nachträglich in einen herkömmlichen Rakelkopf eingesetzt werden kann. Insbesondere kann aber vorgesehen werden, daß eine zentrale oder nur eine begrenzte Anzahl von Zuführungen vorgesehen ist, die in den Hohlraum münden. Eine Vermischung des Mediums und auch eine gleichmäßige Verteilung des Mediums wird dabei noch vor dem Austritt in den Druckraum erreicht, so daß der gleichmäßige Auftrag des Mediums möglich ist. Dennoch bleibt der Rakelkopf relativ einfach aufgebaut.The displacement body can axially extending cavity into which the feed flows out and from which the outflow channels start. this has the advantage that the displacement body can also be added later can be used in a conventional doctor head. In particular, it can be provided that a central or only a limited number of feeders is provided, which open into the cavity. A Mixing of the medium and also an even one Distribution of the medium is done before the exit reached in the pressure chamber, so that the even Application of the medium is possible. Nevertheless, the remains Doctor blade head relatively simple.

Die Ausströmkanäle können beispielsweise als Schlitze und/oder runde Öffnungen ausgebildet sein, die von dem Hohlraum ausgehen. Damit wirken die Ausströmkanäle als Drossel für die Fluidströmung, und eine gute Verteilung des flüssigen Mediums bereits innerhalb des Hohlraumes kann bewirkt werden. Das Medium fließt gleichförmig durch die Auströmkanäle, und eine gleichmäßige Verteilung des Mediums in dem Druckraum kann erzielt werden. Ein besonders gleichmäßiges Benetzen der Mantelfläche wird damit unterstützt.The outflow channels can be, for example, slots and / or round openings formed by the Go out of cavity. The outflow channels thus act as Throttle for fluid flow, and good distribution of the liquid medium already inside the cavity can be effected. The medium flows through uniformly the discharge channels, and an even distribution of the Medium in the pressure room can be achieved. On particularly uniform wetting of the outer surface thereby supported.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Verdrängungskörper aus einem Werkstoff besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient an den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Rakelkopfes angepaßt ist. Dies hat den Vorteil, daß sich Temperaturschwankungen nicht oder nur unwesentlich auf die Spaltgeometrie, die wesentlich für die Benetzung ist, auswirken können. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der Rakelkopf temperierbar ist. Eine solche Anpassung kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, daß Rakelkopf und Verdrängungskörper aus dem gleichen Material gefertigt sind.According to another embodiment of the invention provided that the displacement body from a Material exists, the coefficient of thermal expansion the coefficient of thermal expansion of the doctor head is adjusted. This has the advantage that Temperature fluctuations do not occur or only insignificantly the gap geometry, which is essential for wetting, can impact. This is particularly useful if the doctor head can be tempered. Such Adaptation can be done in a simple manner in that Doctor blade head and displacement body from the same Material are made.

Die Dosierrakel, die sich an der Stelle befindet, an der die benetzte Walze die Druckkammer verläßt, ist in der Regel kammerseitig mit einem stumpfen Winkel zur Mantelfläche angestellt. Die Kante der Rakel ist somit negativ zur Umfangsbewegung ausgerichtet. Es ist aber auch möglich, das die Dosierrakel kammerseitig mit einem spitzen Winkel zur Mantelfläche angestellt ist. Dadurch können zum einen scherempfindliche Medien besser verarbeitet werden. Zum anderen kann der Verschleiß reduziert werden.The metering knife, which is located at the point at which the wetted roller leaves the pressure chamber is in the Usually on the chamber side at an obtuse angle Lateral surface employed. The edge of the squeegee is thus negatively aligned with the circumferential movement. But it is also possible that the metering knife on the chamber side with a is an acute angle to the lateral surface. Thereby can, on the one hand, do better media sensitive to shear are processed. Secondly, the wear be reduced.

Es kann weiterhin vorgesehen werden, daß der die Kammer, den Verdrängungskörper und die Rakel tragende Rakelkopf in axialer Richtung oszillierend bewegbar ist. Dies hat den Vorteil, daß sich im Laufe der Zeit die Rakelkante gleichmäßig abnutzt und sich nicht linienförmig in die Mantelfläche einarbeiten kann. Dadurch werden Streifen in der Beschichtung und auch Schwingungen der Rakel während des Betriebes vermieden.It can also be provided that the chamber, the displacement body and the doctor blade-carrying doctor head is oscillating in the axial direction. this has the advantage that the squeegee edge changes over time evenly worn and not linear in the Can incorporate the outer surface. This will strip in the coating and also vibrations of the doctor blade during of operation avoided.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Auftragen eines flüssigen Mediums auf eine rotierende Walze mit einer Druckkammerrakel, die eine sich axial erstreckende Kammer aufweist, die jeweils von einer sich axial erstreckenden und an der Mantelfläche der Walze anliegenden Dosierrakel und Dichtrakel in Umfangsrichtung begrenzt wird, so daß ein in der Kammer befindliches Medium die Mantelfläche der Walze benetzt, und in welcher Kammer ein sich axial erstreckender Verdrängungskörper unter Bildung eines Druckraums und eines Ablaufraums und unter Belassung eines Spaltes zur Mantelfläche der Walze angeordnet ist, der von dem flüssigen Medium zur Benetzung der Mantelfläche in einer Strömungsrichtung relativ zur Umfangsdrehrichtung der Walze durchströmt wird. Es ist bekannt, daß die Umfangsdrehrichtung entgegengesetzt zu der Strömung im Spalt ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Medium hier hohen Scherkräften ausgesetzt sein kann.The invention also relates to a method for application of a liquid medium on a rotating roller a pressure chamber doctor blade that has an axially extending Has chamber, each axially extending and on the outer surface of the roller adjacent doctor blade and sealing blade in the circumferential direction is limited so that one in the chamber Medium wetted the outer surface of the roller, and in which Chamber an axially extending displacement body with the formation of a pressure chamber and an outlet chamber and leaving a gap to the outer surface of the roller is arranged from the liquid medium to Wetting the outer surface in one direction of flow flows through relative to the circumferential direction of rotation of the roller becomes. It is known that the circumferential direction of rotation is opposite to the flow in the gap. It has however, the medium shown here is high shear may be exposed.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Strömungsrichtung des flüssigen Mediums in dem Spalt gleichgerichtet zu der Umfangsdrehrichtung der Walze ist. Dies hat den Vorteil, daß das Medium bereits die richtige Strömungsrichtung hat, um mit hoher Geschwindigkeit in die Rastervertiefungen zu gelangen. Es sind somit hohe Fließgeschwindigkeiten und hohe Masseflüsse für größere Beschichtungsgeschwindigkeiten möglich. Dies ist auch unter der Verwendung eines Verdrängungskörpers der oben erläuterten Art möglich.According to the invention it is proposed that the Flow direction of the liquid medium in the gap is rectified to the circumferential direction of rotation of the roller. This has the advantage that the medium is already the right one Flow direction has to in at high speed to get the grid depressions. So they are high Flow speeds and high mass flows for larger ones Coating speeds possible. It is also using a sinker of the above explained type possible.

Es ist zweckmäßig, wenn das flüssige Medium durch einen sich in Strömungsrichtung verengenden Spalt zwischen Mantelfläche und Verdrängungskörper strömt. Es wird ein Flüssigkeitsstau erzeugt, durch den erreicht wird, daß das Medium gleichmäßig in die Vertiefungen des Rasters gelangt.It is useful if the liquid medium through a narrowing gap in the direction of flow between The outer surface and the displacement body flow. It will be a Liquid build-up is generated by which is achieved the medium evenly into the recesses of the grid reached.

Weiterhin kann vorgesehen werden, daß ein Teilstrom des flüssigen Mediums aus dem Druckraum durch wenigstens einen Abflußkanal abgeleitet wird. Dadurch wird eine gleichmäßige Strömung im Spalt in Umfangsdrehrichtung der Walze erzielt. Hohe Scherkräfte, die zu Entmischungen und zum Abreißen des Films führen können, werden somit vermieden.Furthermore, it can be provided that a partial stream of liquid medium from the pressure chamber through at least a drain channel is derived. This will make one uniform flow in the gap in the circumferential direction of rotation Roller achieved. High shear forces leading to segregation and can lead to the film being torn off avoided.

Weiterhin kann vorgesehen werden, daß ein Teilstrom des zugeführten flüssigen Mediums unmittelbar in den Ablaufraum strömt. Dadurch wird, wie im Zusammenhang mit der Ausbildung des Verdrängungskörpers beschrieben, eine Ansammlung des Mediums in Toträumen des Ablaufraumes vermieden.Furthermore, it can be provided that a partial stream of supplied liquid medium directly in the Drainage space flows. This will, as related to described the formation of the sinker, a Accumulation of the medium in dead spaces in the drainage room avoided.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the schematic Drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Druckkammerrakel gemäß der Erfindung, Fig. 1 shows a cross section through a pressure chamber doctor blade according to the invention,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Druckkammerrakel gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung und Fig. 2 shows a cross section through a pressure chamber doctor blade according to another embodiment of the invention and

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Druckkammerrakel gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Fig. 3 shows a cross section through a pressure chamber doctor blade according to a further embodiment of the invention.

Die in der Zeichnung dargestellte Druckkammerrakel weist einen die einzelnen Bestandteile tragenden Rakelkopf 11 auf, der in 6-Uhr-Position relativ zu einer Rasterwalze 12 angeordnet ist und sich axial zur Walze erstreckt. Die Druckkammerrakel umfaßt eine Druckkammer 13, in der die Mantelfläche 14 der Walze 12 mit einem flüssigen Medium 15 benetzt wird. Die Walze ist als Rasterwalze ausgebildet, und das flüssige Medium wird durch den in der Druckkammer herrschenden Druck in die Vertiefungen des Rasters gepreßt. Es wird eine Überfüllung der Rastervertiefungen bewirkt, wodurch ein gleichmäßiger Materialauftrag erreicht werden kann. Die Walze 12 steht entweder im direkten Kontakt mit der zu beschichtenden Substratbahn oder im Kontakt mit einer weiteren Zwischenwalze. Diese sind jeweils in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. In den Figuren sind gleiche und gleichwirkende Teile jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.The pressure chamber doctor blade shown in the drawing has a doctor head 11 which carries the individual components, which is arranged in the 6 o'clock position relative to an anilox roller 12 and extends axially to the roller. The pressure chamber doctor blade comprises a pressure chamber 13 in which the lateral surface 14 of the roller 12 is wetted with a liquid medium 15 . The roller is designed as an anilox roller, and the liquid medium is pressed into the recesses of the raster by the pressure prevailing in the pressure chamber. The grid recesses are overfilled, which means that an even application of material can be achieved. The roller 12 is either in direct contact with the substrate web to be coated or in contact with another intermediate roller. These are not shown in the drawing for the sake of clarity. In the figures, the same and equivalent parts are provided with the same reference numerals.

Im einzelnen weist die Druckkammerrakel eine sich axial erstreckende Dichtrakel 16 auf, die in Umfangsdrehrichtung 17 der Walze vor dem Eintauchen der Mantelfläche in die Druckkammer 13 angeordnet ist. Es ist eine sich axiale erstreckende Dosierrakel 18 vorgesehen, die in Umfangsdrehrichtung der Walze hinter der Druckkammer 13 angeordnet ist. Bei den in der Fig. 1 und 3 dargestellten Ausführungsformen ist die Dosierrakel 18 negativ zur Umfangsdrehrichtung 17 angestellt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist eine positive Anstellung der Dosierrakel 35 vorgesehen. Ansonsten stimmen die Anordnungen in Fig. 1 und Fig. 2 überein. Ferner sind nicht gezeigte seitliche Dichtelemente vorgesehen, die die Druckkammer entlang dem eintauchenden Bogenabschnitt der Walze gegenüber der Umgebung abdichten. Es wird somit eine abgeschlossene Druckkammer gebildet, die sich über einen großen Abschnitt der Breite der Walze erstreckt und in die ein Teilabschnitt der Mantelfläche der Walze eintaucht und mit dem Medium benetzt werden kann.In particular, the pressure chamber doctor blade has an axially extending sealing doctor blade 16 which is arranged in the circumferential direction of rotation 17 of the roller before the outer surface is immersed in the pressure chamber 13 . An axially extending metering doctor 18 is provided, which is arranged behind the pressure chamber 13 in the circumferential direction of rotation of the roller. In the embodiments shown in FIGS . 1 and 3, the metering doctor 18 is set negative to the circumferential direction of rotation 17 . In the embodiment according to FIG. 2, a positive adjustment of the metering doctor 35 is provided. Otherwise tune the arrangements in Fig. 1 and Fig. 2 match. Furthermore, lateral sealing elements (not shown) are provided, which seal the pressure chamber from the environment along the immersed arc section of the roller. A closed pressure chamber is thus formed which extends over a large section of the width of the roll and into which a partial section of the lateral surface of the roll is immersed and can be wetted with the medium.

Es ist weiterhin ein sich axial erstreckender Verdrängungskörper 19 vorgesehen, der die Druckkammer 13 in einen Druckraum 20 und einen Ablaufraum 21 unterteilt. Der Verdrängungskörper 19 weist einen definierten Abstand zur Mantelfläche 14 der Walze 12 auf, und es wird ein Spalt 22 gebildet, durch den das flüssige Medium während des Betriebes fließt. Insoweit ist eine Druckkammerrakel bekannt und bedarf keiner weiteren Erläuterung.Furthermore, an axially extending displacement body 19 is provided, which divides the pressure chamber 13 into a pressure chamber 20 and an outlet chamber 21 . The displacement body 19 is at a defined distance from the lateral surface 14 of the roller 12 , and a gap 22 is formed through which the liquid medium flows during operation. In this respect, a pressure chamber doctor blade is known and requires no further explanation.

Der Verdrängungskörper 19 ist hohl ausgebildet. In dem gebildeten Hohlraum 23 münden zum einen Zuführungen 24 für das flüssige Medium. Die Zuführungen münden bei den gezeigten Ausführungsbeispielen von unten in den Hohlraum 23 des Verdrängungskörpers. Es sind zum anderen seitliche erste Ausströmkanäle 25 vorgesehen, die sich von dem Hohlraum in den Druckraum 20 erstrecken. Im einzelnen ist die Anordnung so getroffen, daß die Ausströmkanäle derart ausgerichtet sind, daß das Medium im wesentlichen tangential zur Mantelfläche in den Druckraum eintritt. Dadurch werden Druckunterschiede, wie sie beim radialen Auftreffen des Mediums auf die Mantelfläche auftreten können, vermieden. Grundsätzlich sind auch andere Ausströmwinkel als tangential, beispielsweise bis zu 60°, denkbar. Die Ausströmkanäle 25 können als Schlitze oder runde Öffnungen ausgebildet sein.The displacement body 19 is hollow. On the one hand, feeds 24 for the liquid medium open into the cavity 23 formed. In the exemplary embodiments shown, the feeds open from below into the cavity 23 of the displacement body. On the other hand, lateral first outflow channels 25 are provided, which extend from the cavity into the pressure chamber 20 . In detail, the arrangement is such that the outflow channels are aligned in such a way that the medium enters the pressure space essentially tangentially to the lateral surface. This avoids pressure differences that can occur when the medium strikes the outer surface radially. In principle, outflow angles other than tangential, for example up to 60 °, are also conceivable. The outflow channels 25 can be designed as slots or round openings.

Das flüssige Medium wird bei einer solchen Ausbildung des Verdrängungskörpers 19 bereits vor dem Austreten in den Druckraum 20 innerhalb des Hohlraumes 23 gemischt und gleichmäßig verteilt. Es kann daher vorgesehen werden, daß nur eine zentrale Zuführung oder nur zwei oder drei Zuführung entlang der axialen Erstreckung des Verdängungskörpers 19 vorgesehen sind. Dadurch wird die Ausbildung, die Montage und auch die Reinigung des Rakelkopfes 11 erleichtert.With such a design of the displacement body 19 , the liquid medium is mixed and evenly distributed within the cavity 23 before it emerges into the pressure chamber 20 . It can therefore be provided that only one central feed or only two or three feeds are provided along the axial extension of the displacement body 19 . This facilitates the training, assembly and cleaning of the doctor head 11 .

Das flüssige Medium tritt in den Druckraum 20 ein und durchströmt den Spalt 22, wobei ein Teil des Mediums die Mantelfläche der Walze benetzt. Der andere, zunächst ungenutzte Teilstrom fließt in den Ablaufraum 21 und wird durch Ableitungen 26 abgeführt und beispielsweise im Kreislauf gefahren.The liquid medium enters the pressure chamber 20 and flows through the gap 22 , a part of the medium wetting the outer surface of the roller. The other, initially unused partial flow flows into the outlet space 21 and is discharged through discharge lines 26 and, for example, is circulated.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zusätzlich im Verdrängungskörper 19 zweite Ausströmkanäle 27 vorgesehen, die sich zwischen den Hohlraum 23 und den Ablaufraum 21 erstrecken. Dadurch wird ein geringer Teilstrom 28 unmittelbar in den Ablaufraum geleitet, so daß sich dort definierte Strömungen in Richtung auf die Mündungen der Ableitungen 26 einstellen. Es sind vorzugsweise nur wenige, beispielsweise nur ein oder zwei, Ausströmkanäle 27 vorhanden, die mit Abstand zu den Ableitungen 26 in den Ablaufraum münden. Eine Ansammlungen des Mediums in den ansonsten dort vorhandenen endständigen Toträumen bei beispielsweise nur einer Ableitung wird damit zuverlässig vermieden.In the embodiment shown in FIG. 2, second outflow channels 27 are additionally provided in the displacement body 19 and extend between the cavity 23 and the outlet space 21 . As a result, a small partial flow 28 is conducted directly into the outlet space, so that defined flows set in the direction of the mouths of the discharge lines 26 . There are preferably only a few, for example only one or two outflow passages 27 are provided, which open at a distance from the leads 26 into the drain space. Accumulation of the medium in the terminal dead spaces otherwise present there, for example with only one discharge, is thus reliably avoided.

Es ist offensichtlich, daß die Geometrie des Verdrängungskörpers maßgeblich die Strömungsbedingungen des Mediums vor und im Spalt und somit die Benetzung der Mantelfläche beeinflußt. Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen weist die der Walze zugekehrte Oberfläche des Verdrängungskörpers eine geneigten Abschnitt 29 auf derart, daß vor dem Spaltabschnitt 22 ein sich in Strömungsrichtung 38 des Mediums verengender Abschnitt 33 des Spaltes gebildet wird, in dem sich das Medium staut. Dieser geneigte Abschnitt 29 kann sich, ausgehend von der Druckraum 21, über etwa 30-75% und bei dem gezeigten Beispiels in etwa bis zur Hälfte der Breite des Verdrängungskörpers 19 erstrecken. Die Verengung bezieht sich auf den Querschnitt des Spaltabschnitts 33, während in axialer Richtung die Oberfläche 29 parallel zur Mantelfläche 14 verläuft. Dadurch wird eine gleichmäßige Benetzung der Walzenmantelfläche erreicht. It is obvious that the geometry of the displacement body significantly influences the flow conditions of the medium in front of and in the gap and thus the wetting of the outer surface. In the exemplary embodiments shown in FIGS . 1 and 2, the surface of the displacement body facing the roller has an inclined section 29 such that a section 33 of the gap narrowing in the direction of flow 38 of the medium is formed in front of the gap section 22 , in which the Medium jams. Starting from the pressure chamber 21 , this inclined section 29 can extend over approximately 30-75% and in the example shown approximately up to half the width of the displacer 19 . The narrowing relates to the cross section of the gap section 33 , while in the axial direction the surface 29 runs parallel to the lateral surface 14 . This ensures uniform wetting of the roll surface.

Weiterhin ist vorgesehen, daß in Strömungsrichtung des Mediums vor dem Spaltabschnitt 22 wenigstens ein Abflußkanal 30 vorgesehen ist, durch den ein Teilstrom 31 des zugeführten Mediums vor dem Spalt 22 aus dem Druckraum 20 abgeführt werden kann. Dadurch werden besonders gleichförmige Strömungsbedingungen vor und in dem Spalt 22 geschaffen, was sich auf die Gleichmäßigkeit der Benetzung auswirkt. Die Abflußkanäle münden dabei im Bereich des geneigten Abschnitts 29 in den Druckraum. Die Mündung 32 ist vorzugsweise auf dem dem Spaltabschnitt 22 zugekehrten Bereich des Spaltabschnitts 33 in unmittelbarer Nähe des Spaltabschnitts 22 angeordnet. Die Abflußkanäle sind dabei vorzugsweise gleichmäßig entlang der axialen Erstreckung des Verdrängungskörpers verteilt und können als einfache runde Öffnungen, wie Bohrungen, oder als Schlitze ausgebildet sein. Auch ist es grundsätzlich möglich, im Querschnitt mehrere in den Druckraum 20 parallel mündende Ablaufkanäle oder eine versetzte Anordnung derselben vorzusehen.Furthermore, it is provided that at least one outflow channel 30 is provided in the flow direction of the medium in front of the gap section 22 , through which a partial flow 31 of the supplied medium can be discharged from the pressure chamber 20 in front of the gap 22 . This creates particularly uniform flow conditions in front of and in the gap 22 , which has an effect on the uniformity of the wetting. The drainage channels open into the pressure chamber in the region of the inclined section 29 . The mouth 32 is preferably arranged on the area of the gap section 33 facing the gap section 22 in the immediate vicinity of the gap section 22 . The drainage channels are preferably evenly distributed along the axial extent of the displacement body and can be designed as simple round openings, such as bores, or as slots. In principle, it is also possible to provide a plurality of outlet channels opening in parallel into the pressure chamber 20 or an offset arrangement thereof.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Verdrängungskörper 19 in dem sich an den sich verengenden Spaltabschnitt 33 anschließenden Spaltabschnitt 22 einen im wesentlichen gleichen Abstand zur Mantelfläche auf. Die der Walze dort zugekehrte Oberfläche 34 des Verdrängungskörpers kann entsprechend gekrümmt ausgebildet sein.In the exemplary embodiment shown, the displacement body 19 in the gap section 22 adjoining the narrowing gap section 33 has an essentially equal distance from the lateral surface. The surface 34 of the displacement body facing the roller there can be designed to be correspondingly curved.

Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen verläuft die Strömungsrichtung 38 des Mediums im Spalt 22, 33 gleichgerichtet zur Umfangsdrehrichtung 17 der Walze. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch die Scherkräfte, die auf das Medium wirken, verringert werden können. Grundsätzlich kann aber auch eine gegenläufige Ausrichtung vorgesehen werden. Eine solche Möglichkeit ist in Fig. 3 gezeigt.In the exemplary embodiments shown in FIGS . 1 and 2, the flow direction 38 of the medium in the gap 22 , 33 runs in the same direction as the circumferential direction of rotation 17 of the roller. It has been shown that this can reduce the shear forces acting on the medium. In principle, however, an opposing orientation can also be provided. Such a possibility is shown in Fig. 3.

Weiterhin ist vorgesehen, daß der Verdrängungskörper 19 in bezug auf die Walze einstellbar ist. Diese Ausführungsform ist in Fig. 3 mit einem herkömmlichen Verdrängerkörper 19' dargestellt. Selbstverständlich kann hier auch ein Verdrängungskörper gemäß Fig. 1 oder 2 eingesetzt werden. Es sind Stellmittel 36 vorgesehen, durch die der Abstand des Verdrängungskörpers 19' zur Walze 12 veränderbar ist. Im einzelnen ist der Verdrängungskörper 19' über Schrauben 39 mit einem drehbaren Bolzen 40 verbunden, der axial in einer Gewindehülse 41 fixiert ist. Die Gewindehülse 41 ist drehbar über eine Mutter 42 mit dem Rakelkopf 11 verbunden. Dadurch kann die Weite des Spaltes 22 variiert werden, so daß die Druckkammerrakel flexibel auf unterschiedliche Medien und Betriebsbedingungen einstellbar ist. Es ist entlang dem Verdrängungskörper eine Vielzahl derartiger Stellschrauben vorgesehen, so daß eine exakt parallele Ausrichtung des Verdrängungskörpers zur Mantelfläche möglich ist. Insbesondere können bei größeren axialen Erstreckungen Durchbiegungen vermieden beziehungsweise ausgeglichen werden.It is further provided that the displacement body 19 is adjustable with respect to the roller. This embodiment is shown in FIG. 3 with a conventional displacement body 19 '. Of course, a displacement body according to FIG. 1 or 2 can also be used here. Adjustment means 36 are provided, by means of which the distance between the displacement body 19 'and the roller 12 can be changed. In detail, the displacement body 19 'is connected via screws 39 to a rotatable bolt 40 which is axially fixed in a threaded sleeve 41 . The threaded sleeve 41 is rotatably connected to the doctor head 11 via a nut 42 . This allows the width of the gap 22 to be varied so that the pressure chamber doctor blade can be flexibly adjusted to different media and operating conditions. A large number of such adjusting screws are provided along the displacement body, so that an exactly parallel alignment of the displacement body to the lateral surface is possible. In particular, deflections can be avoided or compensated for in the case of larger axial extensions.

Weiterhin ist vorgesehen, daß der Rakelkopf temperierbar ausgebildet ist. Es sind hierfür Kanäle 37 vorgesehen, durch die ein entsprechendes Wärmeübertragungsmedium fließen kann. Es kann vorgesehen werden, daß der Rakelkopf gekühlt oder erwärmt wird. Dadurch ist eine weitere flexible Anpassung der Druckkammerrakel an unterschiedliche Medien und Betriebsbedingungen möglich.It is also provided that the doctor head is designed to be temperable. Channels 37 are provided for this purpose, through which a corresponding heat transfer medium can flow. It can be provided that the doctor head is cooled or heated. This allows a further flexible adaptation of the pressure chamber doctor blade to different media and operating conditions.

Claims

1. pressure chamber doctor blade for applying a liquid medium to a rotating roller ( 12 ), which pressure chamber doctor blade has an axially extending chamber ( 13 ), each of an axially extending and on the lateral surface ( 14 ) of the roller metering doctor blade ( 18 , 35 ) and sealing knife ( 16 ) is limited in the circumferential direction, so that a medium in the chamber wets the outer surface of the roller, and in which chamber an axially extending displacement body ( 19 ) forms a pressure chamber ( 20 ) and an outlet chamber ( 21 ) and leaving a gap ( 22 , 33 ) to the lateral surface of the roller through which the liquid medium flows for wetting the lateral surface, characterized in that the gap narrows at least over a section ( 33 ) in the direction of flow of the liquid medium.

2. Pressure chamber doctor blade for applying a liquid medium to a rotating roller ( 12 ), which pressure chamber doctor blade has an axially extending chamber ( 13 ), each of which has an axially extending metering doctor blade ( 18 , 35 ) resting on the lateral surface ( 14 ) of the roller ) and sealing knife ( 16 ) is limited in the circumferential direction, so that a medium in the chamber wets the outer surface of the roller, and in which chamber an axially extending displacement body ( 19 ) forms a pressure chamber ( 20 ) and an outlet chamber ( 21 ) and is left with a gap to the outer surface of the roller through which the liquid medium for wetting the outer surface flows, characterized in that the displacement body ( 19 ) has at least one discharge channel ( 30 ) opening into the pressure chamber through which a partial flow of the liquid medium flows out of the pressure chamber ( 20 ).

3. Pressure chamber doctor blade according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drain channel ( 30 ) connects the pressure chamber ( 20 ) with the outlet chamber ( 21 ).

4. Pressure chamber doctor blade according to claim 3, characterized in that the drain channel ( 30 ) extends within the displacement body.

5. Pressure chamber doctor blade according to one of claims 1 to 4, characterized in that the drain channel ( 30 ) in the narrowing section ( 33 ) of the gap opens into the pressure chamber ( 20 ).

6. Pressure chamber doctor blade according to one of claims 1 to 5, characterized in that a section ( 22 ) adjoins the narrowing section ( 33 ) of the gap in which the displacement body is at substantially the same distance from the lateral surface.

7. Pressure chamber doctor blade according to one of claims 1 to 6, characterized in that the distance between the displacement body ( 19 ') and the lateral surface ( 14 ) for changing the gap ( 22 , 33 ) is adjustable.

8. Pressure chamber doctor blade according to one of claims 1 to 7, characterized in that the displacement body ( 19 ) has at least one feed ( 24 ) and at least a first lateral outflow channel ( 25 ) which is connected to the feed and in the pressure chamber ( 20 ) opens out in such a way that the liquid medium flows into the pressure chamber of the chamber essentially tangentially to the lateral surface.

9. Pressure chamber doctor blade according to one of claims 1 to 8, characterized in that the displacement body ( 19 ) has at least one second outflow channel ( 27 ) which is connected to the feeder ( 24 ) and in the outlet space ( 21 ) at a distance from the outlet ( 26 ) opens and a partial flow ( 28 ) of the medium supplied flows through it.

10. Pressure chamber doctor blade according to one of claims 1 to 9, characterized in that the displacement body ( 19 ) comprises an axially extending cavity ( 23 ) into which the feed ( 24 ) opens and from which the outflow channels ( 25 , 27 ) extend.

11. Pressure chamber doctor blade according to one of claims 1 to 10, characterized in that the first or second outflow channels ( 25 , 26 ) and / or the outflow channels ( 30 ) are designed as slots and / or round openings.

12. Pressure chamber doctor blade according to one of claims 1 to 11, characterized in that at least the first outflow channels ( 25 ) are designed as a throttle for the fluid flow in order to ensure a good distribution of the liquid medium within the cavity ( 23 ) and the pressure chamber ( 20 ) cause.

13. Pressure chamber doctor blade according to one of claims 1 to 12, characterized in that the displacement body ( 19 ) consists of a material whose coefficient of thermal expansion is adapted to the thermal expansion coefficient of the doctor head ( 11 ).

14. Pressure chamber doctor blade according to one of claims 1 to 13, characterized in that the metering doctor blade ( 35 ) is set on the chamber side at an acute angle to the lateral surface ( 14 ).

15. Pressure chamber doctor blade according to one of claims 1 to 14, characterized in that the chamber ( 13 ), the displacement body ( 19 ) and the doctor blade ( 16 , 18 , 35 ) doctor blade head ( 11 ) is oscillating in the axial direction.

16. Pressure chamber doctor blade according to one of claims 1 to 15, characterized in that the doctor blade head ( 11 ) is heatable.

17. A method for applying a liquid medium to a rotating roller ( 12 ) with a pressure chamber doctor blade which has an axially extending chamber ( 13 ), each of which has an axially extending metering doctor blade ( 18 , 35 ) which bears against the outer surface of the roller. and sealing knife ( 16 ) is limited in the circumferential direction so that a medium in the chamber wets the outer surface ( 14 ) of the roller, and in which chamber an axially extending displacement body ( 19 ) forms a pressure chamber ( 20 ) and an outlet chamber ( 21 ) and leaving a gap ( 22 , 33 ) to the outer surface of the roller, which is flowed through by the liquid medium for wetting the outer surface in a flow direction relative to the circumferential direction of rotation of the roller, characterized in that the flow direction ( 24 ) of the liquid Medium in the gap ( 22 , 33 ) is aligned with the circumferential direction of rotation ( 17 ) of the roller.

18. The method according to claim 17, characterized in that the liquid medium flows through a narrowing in the flow direction ( 24 ) gap ( 33 ) between the outer surface and the displacement body.

19. The method according to claim 17 or 16, characterized in that a partial flow of the liquid medium is derived from the pressure chamber through at least one drain channel ( 30 ).

20. The method according to claim 19, characterized in that a partial flow of the supplied liquid medium flows through the at least one drain channel ( 30 ) directly into the outlet space ( 21 ).