CH695333A5 - Vorrichtung zum Dosieren und zur Vergleichmässigung einer Farbschicht auf der Oberfläche einer Druckmaschinenwalze. - Google Patents

Description

CH 695 333 A5

Beschreibung Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Dosieren und zur Vergleichmässigung einer Farbschicht auf der Oberfläche einer Druckmaschinenwalze gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

[0002] Derartige, beispielsweise aus der DE 3 225 982 A1 bekannte Dosiervorrichtungen werden insbesondere bei Farbauftragswalzen in Farbwerken von Offset-Druckmaschinen verwendet, wobei die Oberfläche einer solcher Farbauftragswalze in der Regel elastisch ausgebildet ist, da der mit der Farbauftragswalze zusammenwirkende Plattenzylindern eine harte Oberfläche aufweist. Zum Einstellen einer dünnen und gleichmässigen Farbschichtdicke auf der Farbauftragswalze ist es notwendig, einen Teil der auf der Walzenoberfläche befindlichen Farbschicht zu entfernen, um unerwünschtes Schablonieren einzuschränken oder völlig zu verhindern. Wenn die Bildabschnitte des Plattenzylinders Farbe unmittelbar auf Papier übertragen, so können kleine Papierfasern auf der Oberfläche des Plattenzylinders anhaften, welche dann auf die Farbauftragswalze übertragen werden.

[0003] Es sind in der Vergangenheit Versuche unternommen worden, Abstreifklingen als Dosiermittel für die Druckfarbe auf der Oberfläche von Farbauftragswalzen zu verwenden, jedoch wurde teilweise deren weiche, elastische Oberfläche beschädigt. Andererseits sammeln sich die vom Plattenzylinder auf die Farbauftragswalze übertragenen Partikel und darüber hinaus auch das auf der Farbauftragswalze befindliche Feuchtmittel an der mit der Walze zusammenwirkenden Kante der Abstreifklinge an, was zur Bildung von unerwünschten Streifen und Schlieren auf der Walzenoberfläche führen kann.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit welcher auf der Walzenoberfläche eine gleichmässige Farbschicht erzielt wird, ohne dass es dort zur Bildung von Schlieren und Streifen kommt.

[0005] Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

[0006] Durch die vordere, stumpfe Rakel wird zunächst eine Abspaltung von Feuchtmittel erzielt, in welchem ein Grossteil der störenden Schmutzpartikel aufgenommen ist. Infolgedessen können sich solche Partikel nicht an der hinteren Rakel aufstauen. Schmutzpartikel, welche dennoch die vordere Rakel passieren haben, werden zusammen mit der durch die hintere Rakel abgerakelten Farbe abtransportiert. Durch diese Massnahmen wird Schlieren- und Streifenbildung zuverlässig vorgebeugt. Die hintere Rakel sorgt mit ihrem wesentlich kleineren Rakelkantenradius dafür, dass bis auf eine Restfarbschicht definierter Dicke und Dosierung der überschüssige Farbanteil abgerakelt wird, wodurch ein hoher Grad an Vergleichmässigung der Restfarbschicht erreichbar ist. Der jeweilige Anstelldruck der beiden Rakeln an die Walzenoberfläche, welcher unter anderem von den Druckparametern, wie z.B. der Druckgeschwindigkeit abhängt, ist dabei so einzustellen, dass die vorangehend beschriebenen Effekte eintreten können.

[0007] Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung möglich.

[0008] Die Rückführung von abgerakelter Farbe wird üblicherweise durch eine Pumpe mit Antriebsmotor realisiert, was sich negativ auf den Platzbedarf des Farbwerks und die Fertigungskosten auswirkt.

[0009] Demgegenüber beinhaltet die Dosiervorrichtung gemäss einer besonders zu bevorzugenden Massnahme der Erfindung eine Kammer, welche in Umfangsrichtung der Walze durch die vordere Rakel und die hintere Rakel, in Radialrichtung der Walze durch einen Kammerboden und die Walzenoberfläche und in Axialrichtung der Walze durch zwei Seitenwände begrenzt ist, wobei die von der nachgeordneten Rakel abgerakelte Farbe in der Kammer zurückhaltbar und dort einen Überdruck erzeugend über eine oder mehrere Kammeröffnungen nach aussen ableitbar ist. Durch den Überdruck in der Kammer kann die Farbe ohne Einsatz zusätzlicher Energie von der Walzenoberfläche abgeführt werden. Da sich somit die für eine Pumpeneinrichtung notwendigen Bauteile erübrigen, erhält man eine platzsparende und kostengünstige Lösung, die zudem weniger störanfällig ist.

[0010] Bei gegebener Geometrie, Oberflächenbeschaffenheit und Material von Rakel und Walze und insbesondere der Umfangsgeschwindigkeit der Walze wird die Farbschichtdicke im Allgemeinen abhängig vom Anpressdruck der Rakel an die Walzenoberfläche eingestellt.

[0011] Gemäss einer weiteren besonders zu bevorzugenden Massnahme steht jedoch die Kammer vorzugsweise über die Kammeröffnungen, welche durch Durchgangsbohrungen im Kammerboden gebildet sind, mit einer Druckquelle in Verbindung, um abhängig von dem jeweils in der Kammer herrschenden Druck eine Restfarbschicht bestimmter Dicke zu erzeugen. Hiermit ist die Steuerung der Schichtdicke durch Einstellen eines definierten Drucks in der Kammer auf einfache Weise möglich, ohne dass der Anpressdruck der Rakel an der Walzenoberfläche verändert werden müsste.

[0012] Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Dosiervorrichtung einen sich vorzugsweise parallel und mit Radialabstand zur Kammer erstreckenden Kanal, welcher einen Abschnitt eines Farbkreislaufs bildet, in welcher unter Druck stehende Farbe förderbar ist, wobei der Kanal mittels der Durchgangsbohrungen im Kammerboden mit der Kammer ständig in Verbindung steht. Der im Kanal und in der Kammer anstehende Druck ist dann durch eine in Strömungsrichtung gesehen dem Kanal vorzugsweise nachgeordnete und bezüglich ihres Strömungsquerschnitts einstellbare Drossel Steuer- oder regelbar. Mit einer solchen steuerbaren Drossel im Rücklauf lässt sich ein stationärer Druck in

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der Kammer erzeugen, wodurch sich eine gleichmässige Farbschicht definierter Dicke ergibt. Wird der Kammer Farbe mit geregeltem Druck zugeführt, so kann mit der Dosiervorrichtung auf die Walze direkt Farbe aufgetragen werden, so dass man ein äusserst kurzes Farbwerk mit geringer Rüstzeit und hoher Dynamik erhält.

[0013] Eine weitere Massnahme sieht vor, dass die vordere und/oder die hintere Rakel mit einer farbabweisenden Be-schichtung oder mit einer Kombination aus einer farbabweisenden und einer farbfreundlichen Beschichtung versehen ist, wodurch eine Benetzung der Rakelkanten mit Farbe weitgehend vermieden wird. Neben der günstigen Verhinderung von Streifenbildung wird hierdurch der Reinigungsaufwand reduziert.

[0014] Die Dosiervorrichtung hat vorzugsweise eine geringere Länge als die Walze und ist relativ zu dieser bewegbar ausgebildet, vorzugsweise in Form von parallel zur Walzenachse verlaufenden, changierenden, oszillierenden oder schwingenden Bewegungen. Dies trägt zur Vergleichmässigung der Farbe in Walzenlängsrichtung und zur Vermeidung von Schlieren bei.

Zeichnungen

[0015] Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine stark schematisierte Querschnittsdarstellung einer Dosiervorrichtung gemäss der Erfindung in bevorzugter Ausführungsform, welche an einer Walze einer Druckmaschine angestellt ist;

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie II-II von Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0016] Die in Fig.1 insgesamt mit 1 bezeichnete bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Dosiervorrichtung ist an eine Walze 2 im Farbwerk einer Druckmaschine angestellt. Auf der Walzenoberfläche 4 der Walze 2 liegen Schichten von schraffiert dargestellter Farbe 6 und Feuchtmittel oder Wasser 8, welche in Fig. 1 der Anschaulichkeit halber als zwei voneinander getrennte Schichten gezeigt sind.

[0017] Die Dosiervorrichtung 1 beinhaltet in Drehrichtung der Walze 2 gesehen vorzugsweise zwei hintereinander angeordnete, an die Walzenoberfläche 4 angestellte Rakeln, von welchen eine vordere Rakel - im Folgenden Schliessra-kel 10 genannt - an einem Einlauf der Walze 2 in die Dosiervorrichtung 1 angeordnet ist. Diese Schliessrakel 10 ist stumpf ausgebildet und weist einen Kantenradius von vorzugsweise 2 bis 10 mm auf. Mit vorzugsweise geringem Um-fangsabstand hinter der Schliessrakel 10 ist eine hintere Rakel - im Folgenden Arbeitsrakel 14 genannt - vorgesehen, die deutlich scharfkantiger als die Schliessrakel 10 ist und beispielsweise einen Kantenradius von 0,1 bis 0,8 mm aufweist.

[0018] In Umfangsrichtung der Walze 2 gesehen wird eine Kammer 16 zwischen der Schliessrakel 10 und der Arbeitsrakel 14 gebildet, deren Längserstreckung etwa parallel zur Walzenachse 18 verläuft, wie am besten anhand von Fig. 2 zu sehen ist. Die beiden Rakeln 10,14 laufen nach radial aussen hin konvergierend in einen etwa zur Walzenoberfläche 4 parallelen Kammerboden 20 ein, nach radial innen ist die Kammer 16 durch die Walzenoberfläche 4 begrenzt, wie Fig. 1 zeigt.

[0019] In Richtung der Walzenachse 18 gesehen wird die Kammer 16 durch je eine Seitenwand 22 begrenzt, die in Ebenen senkrecht zur Walzenachse 18 angeordnet sind und sich in radialer Richtung gesehen von einem Boden 24 der Dosiervorrichtung 1 bis an die Walzenoberfläche 4 erstrecken. Im Boden 24 der Dosiervorrichtung 1 ist ein Kanal 26 vorgesehen, welcher durch vorzugsweise radiale Duchgangsbohrungen 28 im Kammerboden 20 mit der Kammer 16 in Verbindung steht. Zusätzlich können in den Seitenwänden 22 Abiaufbohrungen 30 vorgesehen sein, welche die Kammer 16 mit der Umgebung verbinden.

[0020] Der Kanal 26 ist beispielsweise Teil eines geschlossenen Farbkreislaufs 32 und ist zuströmseitig an einen Vorlauf 34 und abströmseitig an einen Rücklauf 36 des Farbkreislaufs 32 angeschlossen, durch welchen unter Druck stehende Farbe gepumpt wird. In den Rücklauf 36 des Farbkreislaufs 32 ist eine einstellbare Drossel 38 integriert, die durch Steuersignale einer Steuer- und Regeleinrichtung 40 ansteuerbar ist, um ihren Strömungsquerschnitt und damit den die Drossel passierenden Farb-Massenstrom einstellen bzw. einregeln zu können.

[0021] Bei sich drehender Walze 2 mit auf der Walzenoberfläche 4 haftenden Schichten von Farbe 6 und Feuchtmittel 8 ist die Funktion der erfindungsgemässen Dosiervorrichtung 1 wie folgt:

[0022] An der stumpfen Schliessrakel 10 wird im Wesentlichen nur Feuchtmittel 8 von der Walzenoberfläche 4 abgerakelt, welches gemäss Fig. 1 an einer von der Kammer 16 weg weisenden Aussenfläche 42 der Schliessrakel 10 abläuft, um es beispielsweise in einem Auffangbehälter zu sammeln. Der Anpressdruck der Schliessrakel 10 an die Walzenoberfläche 4 bzw. ein vorderer Rakelspalt 46 zwischen ihnen ist dabei so eingestellt, dass hauptsächlich das Feuchtmittel 8 abgerakelt wird. Hingegen kann im Wesentlichen die gesamte an der Walzenoberfläche 4 haftende Farbe 6 den zwischen der Walzenoberfläche 4 und der Schliessrakel 10 vorhandenen vorderen Rakelspalt 46 passieren. Da die Arbeitsrakel 14 bedingt durch ihren kleineren Kantenradius wesentlich scharfkantiger ausgebildet ist als die Schliessrakel 10, wird durch die Arbeitsrakel 14 zumindest ein Teil 47 der an der Walzenoberfläche 4 haftenden Farbe 6 abgerakelt, so dass eine Restfarbschicht 48 nach Passieren eines hinteren, zwischen der Arbeitsrakel 14 und der Walzenoberfläche 4 ausgebildeten Rakelspalts 50 haften bleibt.

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[0023] Da sich die Walze 2 in den vorderen Rakelspalt 46 zwischen der Schliessrakel 10 und der Walzenoberfläche 4 hineindreht, wird verhindert, dass die von der Arbeitsrakel 14 abgerakelte und sich in der Kammer 16 sammelnde Farbe durch den vorderen Rakelspalt 46 hindurch aus der Kammer 16 austritt. Darüber hinaus sorgt die scharfe Arbeitsrakel 14 nach Art einer Schneidendichtung für eine auslaufseitige Abdichtung der Kammer 16. Die Seitenwände 22 dichten die Kammer 16 in seitlicher Richtung gegenüber der Umgebung ab.

[0024] Infolgedessen staut sich die von der Arbeitsrakel 14 abgerakelte Farbe 47 in der Kammer 16, wodurch sich dort mit der Zeit ein Überdruck gegenüber der Umgebung aufbaut. Aufgrund der Drucksteigerung in der Kammer 16 wird die abgerakelte Farbe 47 durch die radialen Duchgangsbohrungen 28 hindurch in den bodenseitigen Kanal 26 der Dosiervorrichtung 1 gedrückt. Je nach Stellung der Drossel 38 im Rücklauf 36 des Farbkreislaufs 32 wird im Kanal 26 ein Gegendruck erzeugt, welcher über die Durchgangsbohrungen 28 auch in der Kammer 16 ansteht. Je kleiner dieser Druck ist, d.h. je grösser der jeweils eingestellte Strömungsquerschnitt der Drossel 38 ist, desto mehr abgerakelte Farbe 47 kann aus der Kammer 16 heraus durch die Durchgangsbohrungen 28 hindurch gefördert werden und desto dünner ist die verbleibende Restfarbschicht 48 auf dem Abschnitt der Walzenoberfläche 4, der bereits den hinteren Rakelspalt 50 passiert hat. Wird hingegen durch eine entsprechende Drosseleinstellung in der Kammer 16 ein grösserer Druck erzeugt, so nimmt die Dicke der Restfarbschicht 48 auf der Walzenoberfläche 4 zu. Mittels entsprechender Ansteuerung der Drossel 38 ist somit die Dicke der Restfarbschicht 48 auf der Walze 2 gezielt Steuer- oder regelbar.

[0025] Um über die beschriebene Drucksteuerung oder Druckregelung des Farbdrucks in der Kammer 16 hinaus die Schichtdicke der Farbe 6 auf der Walzenoberfläche 4 einzustellen zu können, kann zusätzlich eine Anpressvorrichtung zur Erzeugung eines definierten Anpressdrucks der Rakeln 10, 14 auf der Walzenoberfläche 4 vorgesehen sein. Diese kann so ausgebildet sein, dass je Rakel 10, 14 ein individueller Anpressdruck einstellbar ist.

[0026] In bevorzugter Ausführungsform ist die Dosiervorrichtung 1 relativ zur Walze 2 bewegbar und kann beispielsweise in einer Richtung parallel zur Walzenachse 18 und entlang deren Oberfläche 4 hin und her changieren oder schwingen, wie durch den Pfeil in Fig. 2 verdeutlicht wird.

[0027] Um zu verhindern, dass sich aufgrund von an den Rakeln 10, 14 anhaftender Farbe auslaufseitig Streifen auf der Walzenoberfläche 4 bilden, können beide Rakeln 10, 14 oder auch nur eine der beiden, vorzugsweise die Arbeitsrakel 14, mit einer farbabweisenden Beschichtung versehen sein. Auch eine Kombination aus farbfreundlichen und farbabweisenden Beschichtungen kann eine Benetzung der Rakeln 10,14 mit Farbe verhindern. Zusätzlich können den beiden Rakeln 10, 14 in Drehrichtung der Walze gesehen nachgeordnete Streichrakel 52 vorgesehen sein, um die auslaufende Restfarbschicht 48 zu glätten. Diese Wirkung kann durch Bewegungen der Streichrakel 52, z.B. durch Changieren oder Schwingen relativ zur Walzenoberfläche 4 unterstützt werden.

[0028] Gemäss einer weiteren Ausführungsform kann die Dosiervorrichtung 1 auch mehr als zwei in Umfangsrichtung der Walze 2 gesehen hintereinander angeordnete Rakeln 10, 14 aufweisen, welche mindestens eine Schliessrakel 10 und eine Arbeitsrakel 14 umfassen, wobei zwischen je zwei solcher Rakeln jeweils eine Kammer 16 ausgebildet ist. Durch diese Massnahme wird die gewünschte Farbschichtdicke stufenweise erzeugt, so dass hohe Druckgradienten an den Rakeln 10,14 mit Neigung zu strömungsmechanischer Instabilität vermieden werden.

Claims (10)

Patentansprüche

1. Vorrichtung (1) zum Dosieren und zur Vergleichmässigung einer Farbschicht (6) auf der Oberfläche (4) einer Druckmaschinenwalze (2), insbesondere auf der Oberfläche einer Farbauftragswalze in einem Farbwerk einer Druckmaschine, wobei die Oberfläche (4) zusätzlich mit Feuchtmittel (8) benetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei in Drehrichtung der Walze (2) in Abstand hintereinander angeordnete und unter Druck an der Oberfläche (4) der Walze (2) anliegende Rakeln (10, 14) beinhaltet, von welchen eine bezogen auf die Drehrichtung der Walze (2) vordere Rakel (10) einen derart grossen Rakelkantenradius aufweist, dass durch sie im Wesentlichen nur das Feuchtmittel (8) nicht aber die Farbschicht (6) von der Oberfläche (4) der Walze (2) abrakelbar ist, während eine bezogen auf die Drehrichtung der Walze (2) hintere Rakel (14) einen demgegenüber derart kleineren Rakelkantenradius aufweist, dass wenigstens ein Teil (47) der auf der Oberfläche (4) der Walze (2) verbliebenen Farbschicht (6) abrakelbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kammer (16) beinhaltet, welche in Umfangsrichtung der Walze (2) durch die vordere Rakel (10) und die hintere Rakel (14), in Radialrichtung der Walze (2) durch einen Kammerboden (20) und die Walzenoberfläche (4) und in Axialrichtung der Walze (2) durch zwei Seitenwände (22) begrenzt ist, wobei die von der hinteren Rakel (14) abgerakelte Farbe (47) in der Kammer (16) zurückhaltbar und dort einen Überdruck erzeugend über eine oder mehrere Kammeröffnungen (28, 30) nach aussen ableitbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (16) vorzugsweise über die Kammeröffnungen, welche durch Durchgangsbohrungen (28) im Kammerboden (20) gebildet sind, mit einer Druckquelle (26, 32, 34, 36) in Verbindung steht, um abhängig von dem jeweils in der Kammer (16) herrschenden Druck eine Restfarbschicht (48) bestimmter Dicke zu erzeugen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen sich vorzugsweise parallel und mit Radialabstand zur Kammer (16) erstreckenden Kanal (26) umfasst, welcher einen Abschnitt eines Farbkreislaufs (32) bildet, in welchem unter Druck stehende Farbe umwälzbar ist, wobei der Kanal (26) mittels der Durchgangsbohrungen (28) im Kammerboden (20) mit der Kammer (16) ständig in Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der im Kanal (26) und in der Kammer (16) anstehende

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Druck durch eine in Strömungsrichtung gesehen dem Kanal (26) vorzugsweise nachgeordnete und bezüglich ihres Strömungsquerschnitts einstellbare Drossel (38) Steuer- oder regelbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (26) zuströmseitig mit einem Vorlauf (34) und abströmseitig mit einem die einstellbare Drossel (38) beinhaltenden Rücklauf (36) des Farbkreislaufs (32) in Verbindung steht.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Rakel (10) einen Rakelkantenradius von 2 mm bis 10 mm und die hintere Rakel (14) einen Rakelkantenradius von 0,1 mm bis 0,8 mm aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Rakel (10) und/ oder die hintere Rakel (14) mit einer farbabweisenden Beschichtung oder mit einer Kombination aus einer farbabweisenden und einer farbfreundlichen Beschichtung versehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine geringere Länge aufweist als die Walze (2) und relativ zu dieser bewegbar ausgebildet ist, vorzugsweise in Form von parallel zur Walzenachse (18) verlaufenden, changierenden, oszillierenden oder schwingenden Bewegungen.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens ein den beiden Rakeln (10, 14) nachgeordnetes Streichrakel (52) zur Glättung der auf der Walzenoberfläche verbleibenden Restfarbschicht (48) umfasst, welches vorzugsweise in an die Walze (2) angestelltem Zustand relativ zu dieser bewegbar ausgebildet ist, vorzugsweise in Form changierenden, oszillierenden oder schwingenden Bewegungen,

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