EP3041680A2

EP3041680A2 - Dosierwerk mit flüssigkeitsrücknahmestation

Info

Publication number: EP3041680A2
Application number: EP14747627.9A
Authority: EP
Inventors: Martin Krümpelmann; Frank Gunschera
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2016-07-13
Also published as: DE102013215267A1; WO2015014994A3; WO2015014994A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dosierwerk und ein Verfahren zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff. Um den Wartungsaufwand der insbesondere aus dem Flexodruckbereich bekannten Farbwerke weiter zu reduzieren, ohne hierbei Einbußen hinsichtlich der Druckqualität hinnehmen zu müssen, ist ein Dosierwerk zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff, vorgesehen mit einer abgebenden Oberfläche, die mit einem Flüssigkeitsfilm zum dosierten Abgeben der Flüssigkeit benetzt ist, mit einem Düsenkopf zum Aufbringen des Flüssigkeitsfilms, mit einem Antrieb, der zwischen dem Düsenkopf und der abgebenden Oberfläche eine Relativbewegung bewirkt, mit einer Flüssigkeitsübertragungsstation, die dem Düsenkopf in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet ist und bei der die Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsfilm zumindest teilweise auf eine aufnehmende Oberfläche übertragbar ist, und mit einer Flüssigkeitsrücknahmestation, die der Flüssigkeitsübertragungsstation in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und dem Düsenkopf vorgeschaltet ist und bei der Flüssigkeit von zumindest einem Teil der abgebenden Oberfläche entnommen wird.

Description

Dosierwerk

Die Erfindung betrifft ein Dosierwerk und ein Verfahren zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff. Eine bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Dosierwerks und des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Einsatz in einem Flexod ruckwerk.

Im Bereich des Flexodrucks sind verschiedene Dosierwerke bzw. Farbwerkstypen bekannt.

Das ursprüngliche System ist das Tauchwalzenfarbwerk (3-Walzen-Farbwerk), das beispielsweise aus der DE 29 42 521 C2 bekannt ist. Die Farbdosierung erfolgt über das Abquetschen der überflüssigen Farbe in dem Walzenspalt zwischen Tauchwalze und Rasterwalze. Die Einstellung der optimalen Farbmenge bewegt sich allerdings nur in einem sehr schmalen Bereich des Anpressdrucks zwischen Tauchwalze und Rasterwalze, sodass dieser Bereich des Anpressdrucks schwierig zu ermitteln und einzustellen ist. Ist der Anpressdruck zu hoch, dann wird zu wenig Farbe übertragen, sodass die komplette Einfärbung des Formatzylinders nicht mehr gewährleistet ist. Ist der Anpressdruck dagegen zu gering, dann wird zu viel Farbe übertragen, sodass sich die Zwischenräume zwischen den Rasterpunkten zusetzen und das Druckbild verschmiert. Hiervon ausgehend sind im Flexodruck zur Verbesserung der Dosierbarkeit weitere Farbkwerkstypen entwickelt worden. So ist es beispielsweise aus der DE 196 19 998 C2 bekannt, die Einfärbung des Formatzylinders über ein mit Farbe getränktes Druckband vorzunehmen. Zur Abgabe der Farbe wird das Druckband zwischen einer Presseurwalze und dem Formatzylinder komprimiert, wodurch eine gute und einfache Dosierung der zu übertragenden Farbe möglich ist.

Aus der JP 2007-069559 A ist es bekannt, Dünnfilmbeschichtungen von Flüssigkristallanzeigen mit einem Flexodruckwerk vorzunehmen, wobei bei dieser speziellen Anwendung die Rasterwalze vorzugsweise nach dem Verfahren des Slide-Bead-Coating, des Curtain-Coating oder des Spray- Coating eingefärbt wird.

Aus "Der Verpackungsdruck: Flexodruck 2.0 - Refurbishment bestehender Anlagen durch neuartiges Farbauftragssystem für effizientere und wirtschaftlichere Produktionsprozesse.", Heft Nr. 1 aus 2013, Erscheinungstermin 27.02.2013, ist außerdem ein Flexodruckfarbwerk bekannt, bei dem an Stelle einer Rasterwalze eine Glattwalze verwendet wird, die mit einer Schlitzdüse eingefärbt wird. Mit der zunehmenden Bedeutung des Rasterdrucks wurden immer höhere Anforderungen an die Druckqualität gestellt, die sich durch die vorgenannten Farbwerkstypen allesamt nicht erfüllen lassen. Als weiterer Farbwerkstyp hat sich daher neben den vorgenannten Farbwerkstypen vor allem das Rakelkammersystem etabliert, das den Vorteil einer sehr gut dosierbaren Farbübertragung bei gleichzeitig beliebiger Wiederholbarkeit bietet. Beim Rakelkammersystem unterscheidet man wiederum zwischen dem offenen und dem geschlossenen System, wobei sich das geschlossene System inzwischen weitestgehend durchgesetzt hat, da hiermit auch eine automatische Reinigung der Rasterwalzen und aller farbführenden Teile und damit schnelle und automatisierbare Auftrags- und Farbwechsel möglich ist.

Ein geschlossenes Rakelkammersystem nach dem Stand der Technik ist beispielsweise aus der EP1 302 315 B1 bekannt. Ein verbleibendes Problem eines derartigen Rakelkammersystems ist allerdings die Tatsache, dass zur Gewährleistung der Dichtigkeit verschiedene Maßnahmen ergriffen müssen, die einen ständigen und nicht zu vernachlässigen Wartungsaufwand nach sich ziehen. So müssen beispielsweise die in der EP1 302 315 B1 erwähnten stirnseitigen Dichtungen regelmäßig ausgetauscht und erneuert werden, um die Dichtigkeit des geschlossenen Rakelkammersystems sicherzustellen. Als erschwerend kommt in diesem Zusammenhang hinzu, dass das geschlossene Rakelkammersystem gemäß der EP1 302 315 B1 in der Regel in einer Zentralzylinderdruckmaschine zum Einsatz kommt, wie diese beispielsweise aus der WO 2009/144016 A1 bekannt ist. Dies bedeutet, dass typischerweise 8 geschlossene Rakelkammersysteme um den Zentralzylinder herum angeordnet sind. Um den notwendigen gleichmäßigen Druck im Druckspalt zu halten, muss der Zentralzylinder mit hoher Rundlaufgenauigkeit gefertigt und mit einer möglichst geringen Temperaturtoleranz temperiert werden. Damit bildet der Zentralzylinder ein empfindliches Herzstück in jeder Zentralzylinderdruckmaschine, in dessen Nähe Wartungsarbeiten an den Rakelkammersystemen nur mit äußerster Vorsicht und nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden können. Dies erhöht wiederum die Kosten für jegliche Wartungsarbeiten an den Rakelkammersystemen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Wartungsaufwand der insbesondere aus dem Flexodruckbereich bekannten Farbwerke weiter zu reduzieren, ohne hierbei Einbußen hinsichtlich der Druckqualität hinnehmen zu müssen, die im Flexodruck mit dem geschlossenen Rakel kammersystem bereits erreichbar ist. Diese Aufgabe wird durch ein Dosierwerk nach dem Patentanspruch 1 bzw. durch ein Flexodruckfarbwerk nach dem Patentanspruch 10 sowie durch ein Verfahren zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit nach dem Patentanspruch 1 1 bzw. durch ein Verfahren zum Betreiben eines Flexodruckfarbwerks nach dem Patentansprüch 20 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Dosierwerk handelt es sich um ein Dosierwerk zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff, mit einer abgebenden Oberfläche, die mit einem Flüssigkeitsfilm zum dosierten Abgeben der Flüssigkeit benetzt ist, mit einem Düsenkopf zum Aufbringen des Flüssigkeitsfilms, mit einem Antrieb, der zwischen dem Düsenkopf und der abgebenden Oberfläche eine Relativbewegung bewirkt, mit einer Flüssigkeitsübertragungsstation, die dem Düsenkopf in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet ist und bei der die Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsfilm zumindest teilweise auf eine aufnehmende Oberfläche übertragbar ist, und mit einer Flüssigkeitsrücknahmestation, die der Flüssigkeitsübertragungsstation in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und dem Düsenkopf vorgeschaltet ist und bei der Flüssigkeit von zumindest einem Teil der abgebenden Oberfläche entnommen wird.

Insbesondere ein Flexodruckfarbwerk lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Dosierwerk besonders vorteilhaft betreiben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein Verfahren zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt ein Düsenkopf über eine abgebende Oberfläche bewegt wird, um die abgebende Oberfläche mit einem Flüssigkeitsfilm zu benetzen, bei dem in einem zweiten Verfahrensschritt die Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsfilm zumindest teilweise auf eine aufnehmende Oberfläche übertragen wird, und bei dem in einem dritten Verfahrensschritt die Flüssigkeit von zumindest einem Teil der abgebenden Oberfläche entnommen wird.

Mit den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten lässt sich insbesondere ein Flexodruckfarbwerk mit einer Glattwalze besonders vorteilhaft betreiben, bei dem die Glattwalze die Funktion der herkömmlichen Rasterwalze übernimmt.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt das Einfärben der Glattwalze mit einem Düsenkopf. Ein derartiger Düsenkopf kann beispielsweise so ausgebildet sein, wie dieser bei in der JP 2007-069559 A erwähnten Verfahren des Slide- Bead-Coating, des Curtain-Coating oder des Spray-Coating zum Einsatz kommt. Die konkrete Ausgestaltung des Düsenkopfes kann dabei beispielsweise so erfolgen, wie dies in der JP 2005-296797 A oder JP 2006- 281 103 A gezeigt ist. Eine wesentliche Erkenntnis der Erfindung beruht auf der Flüssigkeitsrücknahmestation, die aus der JP 2007-069559 A, aus der JP 2005- 296797 A oder aus der JP 2006-281 103 A nicht bekannt ist. Die Flüssigkeitsrücknahmestation ist der Flüssigkeitsübertragungsstation in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und dem Düsenkopf vorgeschaltet. In der Flüssigkeitsrücknahmestation wird somit vor der Einfärbung durch den Düsenkopf zusätzlich noch Flüssigkeit aus denjenigen Bereichen der Glattwalze entnommen, bei denen in der Flüssigkeitsübertragungsstation keine Flüssigkeitsübertragung stattfand. Es hat sich nämlich gezeigt, dass das Einfärben der Glattwalze mit einem Düsenkopf erst dann zu qualitativ hochwertigen Druckergebnissen innerhalb einer Flexodruckmaschine führt, wenn die gesamte abgebende Oberfläche vor der erneuten Einfärbung durch den Düsenkopf auch tatsächlich von dem Flüssigkeitsfilm befreit ist. Dies wird durch die Flüssigkeitsrücknahmestation erreicht, indem spätestens dort auch diejenigen Bereiche von dem Flüssigkeitsfilm befreit werden, die zuvor in der Flüssigkeitsübertragungsstation unangetastet geblieben sind. Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist die Tatsache, dass im Gegensatz zu einer Einfärbung mit einem Kammerrakelsystem keine seitlichen Dichtungen mehr an den Stirnseiten der Glattwalze benötigt werden. Vorteilhafterweise kann vielmehr die Einfärbung der Glattwalze mit dem Düsenkopf etwas breiter als die Druckbreite des Formatzylinders erfolgen, sodass auf den Formatzylinder über dessen gesamte Breite zuverlässig und gleichmäßig Farbe übertragen werden kann. Darüber hinaus kann die Flüssigkeitsrücknahmestation wiederum vorteilhafterweise breiter als der Einfärbebereich der Glattwalze ausgelegt werden, sodass nach der Flüssigkeitsübertragungsstation nicht abgenommene Flüssigkeits- bzw. Farbflächen zuverlässsig von Farbe befreit und damit quasi laufend gereinigt werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich die Tatsache, dass sich die Breite der Einfärbung auf der abgebenden Oberfläche mit einem Düsenkopf im Vergleich zu einer Rakelkammer wesentlich leichter variieren lässt. Bei einem Rakelkammersystem ist eine Veränderung der Einfärbebreite immer sehr aufwendig, da der Austausch einer Rakelkammer mit einem erheblichen Montageaufwand verbunden ist. Demgegenüber lässt sich bei allen möglichen Varianten einer Einfärbung durch einen Düsenkopf die Breite der Einfärbung wesentlich leichter realisieren.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Rakelmesser zum Abrakeln überschüssiger Flüssigkeit gegen die abgebende Oberfläche anstellbar ist, wobei das Rakelmesser dem Düsenkopf in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und der Flüssigkeitsübertragungsstation vorgeschaltet ist. Ein derartiges Rakelmesser ist nicht wie bei einer Rasterwalze mit einem schleifenden Kontakt gegenüber der Glattwalze angestellt, sondern vielmehr mit einem minimalen Arbeitsabstand, sodass sich der Flüssigkeitsfilm auf eine geringere Filmdicke abrakeln lässt.

Mit der Erfindung ist es aber grundsätzlich auch möglich, dass die Glattwalze mit einem Flüssigkeitsfilm direkt benetzt wird, wie dieser in der nachgeschalteten Flüssigkeitsübertragungsstation benötigt wird. Als Düsenkopf hat sich hierbei insbesondere ein Düsenkopf als vorteilhaft erwiesen, wie dieser in der JP 2006-281 103 A gezeigt ist.

Es ist gemäß der Erfindung möglich, dass vor Druckbeginn bzw. zwischen einzelnen Druckaufträgen der Einfärbeprozess der Glattwalze mit dem Düsenkopf solange optimiert wird, bis ein Flüssigkeitsfilm erzielt worden ist, wie dieser in der nachgeschalteten Flüssigkeitsübertragungsstation benötigt wird. Die zu optimierenden Prozessparameter sind hierbei insbesondere der aus dem Düsenkopf austretende Volumenstrom, der Arbeitsabstand zwischen Düsenkopf und abgebender Oberfläche und der Arbeitswinkel des Düsenkopfes quer zur Richtung der Relativbewegung.

Der aus dem Düsenkopf austretende Volumenstrom ergibt sich grundsätzlich aus dem Schöpfvolumen der abgebenden Oberfläche sowie der Vorschubbewebung der Relativbewebung. Aus diesen beiden Parametern kann der theoretische Volumenstrom berechnet und im Voraus eingestellt werden. Mit einer Kamera bzw. mit einem geeigneten Sensor kann nunmehr überprüft werden, ob der von der nachgeschalteten Flüssigkeitsübertragungsstation benötigte Flüssigkeitspegel bereits erreicht ist. Ist dies nicht der Fall, so wird der aus dem Düsenkopf austretende Volumenstrom entsprechend nachgeregelt. Zusätzlich werden der Arbeitsabstand und der Arbeitswinkel des Düsenkopfes derart optimiert, dass sich nach der Einfärbung durch den Düsenkopf gerade ein Flüssigkeitsfilm mit der benötigten Schichtdicke ausbildet. Die Optimierung des Einfärbeprozesses kann in der gleichen Weise selbstverständlich auch laufend während des Drucks selber erfolgen. Hierzu kann beispielsweise das Druckbild über eine Druckbildkamera laufend überwacht und als Messgröße für die Optimierung der entsprechenden Parameter herangezogen werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jenseits des Düsenkopfes am Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der abgebenden Oberfläche eine Luftströmung erzeugbar. Insbesondere lässt sich mit der Luftströmung bzw. mit einer Steuerung des Luftdrucks der genaue Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der abgebenden Oberfläche stabilisieren und somit die Druckqualität weiter erhöhen. Soweit die Flüssigkeit zwischen Düsenkopf und Auftreffpunkt eine Art Vorhang bildet, ist zusätzlich zwischen der in Richtung der Relativbewegung nachgeschalteten Seite des Düsenkopfes und der in Richtung der Relativbewegung vorgeschalteten Seite des Düsenkopfes zu unterscheiden. Auf der in Richtung der Relativbewegung nachgeschalteten Seite des Düsenkopfes ist somit eine erste Luftströmung erzeugbar, und auf der in Richtung der Relativbewegung vorgeschalteten Seite des Düsenkopfes ist eine zweite Luftströmung erzeugbar. Die einzelne Luftströmung oder auch die beiden Luftströmungen können gleichgerichtet oder auch entgegengesetzt strömen, und sie können getaktet oder auch kontinuierlich strömen, und zwar dies in Abhängigkeit davon, in welcher Weise die Stelle des Auftreffpunktes beeinflusst werden soll. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird mit der oben beschriebenen Luftströmungssteuerung zumindest näherungsweise der unterschiedliche Einfluss der Schwerkraft kompensiert, der bei mehreren Farbwerken einer Zentralzylindermaschine dadurch entsteht, dass die verschiedenen Farbwerke mit Bezug auf den Schwerkraftvektor einen unterschiedlichen Anstellwinkel aufweisen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Düsenkopf als Schlitzdüse ausgebildet, die sich quer zur Richtung der Relativbewegung über die abgebende Oberfläche erstreckt, so wie dies beispielsweise in der JP 2006- 281 103 A gezeigt ist. Eine Schlitzdüse erweist sich insbesondere in Kombination mit der oben beschriebenen Luftströmungssteuerung als vorteilhaft, denn bei einer Schlitzdüse bildet sich zwischen der Düse und dem Auftreffpunkt ein charakteristischer Flüssigkeitswulst heraus, dessen Form mithilfe der Luftströmungssteuerung geregelt und stabilisiert werden kann. So ist es beispielsweise möglich, dass die Form des Flüssigkeitswulstes mit einer Kamera automatisch beobachtet und als Messgröße der Luftströmungssteuerung zugeführt wird. Bei der Ausgestaltung der Schlitzdüse ist darauf zu achten, dass die Querverteilung des austretenden Volumenstroms möglichst homogen ist, damit sich auch tatsächlich ein gleichmäßiger Flüssigkeitswulst herausbilden kann. Um dies zu erreichen, könnte eine Maßnahme zum Beispiel darin bestehen, innerhalb der Schlitzdüse fächerförmige Längskanäle vorzusehen. Durch die Längskanäle können Querströmungen innerhalb der Schlitzdüse und damit auch das Auftreten turbulenter Strömungen weitgehend unterdrückt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, aktiv die Strömungsverteilung innerhalb der Schlitzdüse so zu steuern, dass eine homogene Querverteilung des austretenden Volumenstroms unterstützt wird. Beispielsweise könnte jeder Teil- Volumenstrom innerhalb eines Längskanals der Schlitzdüse durch Ventile und/oder Pumpen gesteuert werden. In entsprechender Weise könnte jeder Teil-Volumenstrom innerhalb eines Längskanals der Schlitzdüse auch durch veränderliche Querschnitte gesteuert werden, wobei die veränderlichen Querschnitte durch elastische Gummiwandungen realisiert werden können, die pneumatisch beaufschlagt werden. Auch ein geschlossener Regelkreis zur aktiven Steuerung der Strömungsverteilung innerhalb der Schlitzdüse ist möglich, indem beispielsweise der Flüssigkeitswulst an mehreren Stellen quer zur Relativbewegung mit entsprechenden Kameras beobachtet wird, und jedes einzelne Kamerasignal als Messsignal für einen bestimmten Teilvolumenstrom herangezogen wird.

Die vorteilhafte Ausgestaltung der Flüssigkeitsrücknahmestation hängt schließlich maßgeblich von den Merkmalen und Eigenschaften der abgebenden Oberfläche ab. Beispielsweise kann in der Flüssigkeitsrücknahmestation eine Gummiwalze vorgesehen sein, die gegen die Glattwalze anstellbar ist, wobei die rückgenommene Flüssigkeit von der Gummiwalze abgerakelt wird. Vorzugsweise besteht die Oberfläche der Gummiwalze aus dem gleichen Material wie das Material des Klischees des Formatzylinders. Auf diese Weise herrschen mit Bezug auf die Oberfläche der Glattwalze in der Flüssigkeitsübertragungsstation annähernd die gleichen Verhältnisse.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Dosierwerk innerhalb einer Flexodruck-

Zentralzylindermaschine nach einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 weitere Details zum erfindungsgemäßen Dosierwerk gemäß Fig. 1 , Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Dosierwerk innerhalb einer Flexodruck- Zentralzylindermaschine nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, und

Fig. 4 weitere Details zum erfindungsgemäßen Dosierwerk gemäß Fig. 3.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Dosierwerk innerhalb einer Flexodruck- Zentralzylindermaschine nach einem ersten Ausführungsbeispiel. Bei der Zentralzylindermaschine kann es sich beispielsweise um eine 8- Farbendruckmaschine handeln, bei der 8 Druckwerke um einen Gegendruckzylinder herum angeordnet sind. Hinter jedem Druckwerk ist jeweils eine Trockenvorrichtung angeordnet. Die von der Vorzugseinrichtung kommende Materialbahn wird durch eine gummierte Anpresswalze fest auf den Gegendruckzylinder gedrückt, sodass keine Luft zwischen dem Gegendruckzylinder und der Materialbahn geraten kann und die Materialbahn fest auf dem Gegendruckzylinder aufliegt. Die Materialbahn wird so unverschiebbar fest an den 8 Druckwerken vorbeigeführt, sodass keine Registerschwankungen auftreten. Um dabei die Rundlaufgenauigkeit des Gegendruckzylinders sicherzustellen, ist der Gegendruckzylinder von innen mit Wasser auf eine konstante Temperatur temperiert. Gezeigt ist in Fig. 1 eines von den 8 an dem Gegendruckzylinder 101 angeordneten Druckwerken (ohne Trockenvorrichtung). Der Gegendruckzylinder 101 hat typischerweise einen Durchmesser von 2000 mm und lässt typischerweise Druckbreiten bis zu 1500 mm zu. Die Drucklänge ist durch die Gruppierung der 8 Druckwerke sowie durch den Durchmesser des Gegendruckzylinders 101 vorgegeben und beträgt typischerweise 1200 mm.

An dem Gegendruckzylinder 101 angestellt ist ein Formatzylinder 102 mit einem darauf aufgeklebten Druckklischee. Vor dem Formatzylinder 102 befindet sich dann das erfindungsgemäße Dosierwerk mit einer Glattwalze 103, einer Schlitzdüse 104, einer Gummiwalze 105 und einer Rakel 106.

Mit der Schlitzdüse 104 wird die Glattwalze 103 eingefärbt. Der Arbeitsabstand zwischen Schlitzdüse 104 und Glattwalze 103 ist dabei in Richtung der Achse Y durch eine Steuereinheit einstellbar. Ebenfalls durch eine Steuereinheit gesteuert wird der Arbeitswinkel der Schlitzdüse, wozu die Schlitzdüse um die Achse Z verschwenkbar gelagert ist. Durch eine exakte Steuerung des Farbvolumenstroms und der Positionierparameter der Schlitzdüse ist es möglich, die Glattwalze mit dem optimal benötigten Flüssigkeitsfilm einzufärben. Weitere Details zum Einfärbeprozess werden anhand von Fig. 2 erläutert.

Der Flüssigkeitsfilm auf der Glattwalze 103 wird teilweise auf das Druckklischee des Formatzylinders 102 übertragen. Trifft der Flüssigkeitsfilm auf Vertiefungen in dem Druckklischee, so sind diese Bereiche des Flüssigkeitsfilms an der Farbübertragung nicht beteiligt. Die in Drehrichtung dem Formatzylinder 102 nachgeschaltete Seite der Glattwalze 103 weist somit Bereiche auf, die noch mit einem Flüssigkeitsfilm benetzt sind. Würde man die in dieser Weise teilweise noch benetzte Oberfläche der Glattwalze 103 der Einfärbung durch die Schlitzdüse 104 direkt wieder zurühren, dann würde dies zu einer ungleichmäßigen Farbmengenverteilung nach dem Einfärbevorgang führen, denn der aus der Schlitzdüse austretende Farbmengenwulst ist nicht in der Lage, stark variierende Farbmengenverteilungen direkt auszugleichen.

Um dieses Problem der ungleichmäßigen Farbmengenverteilung zu beseitigen, befindet sich vor der Schlitzdüse 104 eine Gummiwalze 105, die den Farbfilm in denjenigen Bereichen der Glattwalze 103 abnimmt, die vorher nicht an der Farbübertragung auf den Formatzylinder 102 beteiligt waren. Die abgenommene Farbe wird dann von der Rakel 106 von der Gummiwalze abgerakelt und dem Farbkreislauf der Einfärbung wieder zugeführt.

Fig. 2 zeigt weitere Details zum erfindungsgemäßen Dosierwerk gemäß Fig. 1 . Gezeigt sind die Glattwalze 103 und die Schlitzdüse 104 aus Fig. 1 , die in Fig. 2 jetzt mit den Bezugsziffern 203 und 204 gekennzeichnet sind. Wie bereits erwähnt, ist die Schlitzdüse 204 entlang der Achse Y verfahrbar und um die Achse Z schwenkbar gelagert. Auf der Oberseite der Schlitzdüse befinden sich eine Vielzahl von Ansatzstutzen 205, in die Farbzuführschläuche (nicht gezeigt) münden. Der insgesamt durch alle Farbzuführschläuche zugeführte Farbvolumenstrom entspricht der Schöpfvolumenrate, die sich aus dem Schöpfvolumen und der Drehzahl der Glattwalze 203 berechnen lässt. Für jeden einzelnen Farbzuführschlauch ist der Farbvolumenstrom allerdings auch individuell steuerbar, und zwar in Abhängigkeit von der Querverteilung (d.h. in Richtung Z-Achse) des an der Schlitzdüse austretenden Farbmengenwulstes 201 und 202. Auf der in Drehrichtung der Glattwalze 203 nachgeschalteten Seite der Schlitzdüse 204 befindet sich der Einfärbebereich 201 des Farbmengenwulstes, während sich auf der in Drehrichtung der Glattwalze 203 vorgeschalteten Seite der Schlitzdüse 204 ein charakteristischer Meniskus 202 ausbildet, der eine Messung der Querverteilung erlaubt. Zur Messung der Querverteilung ist dabei ein entsprechendes Kamerasystem (nicht gezeigt) installiert, das die Messsignale an eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Farbzuführschläuche weiterleitet. Eine weitere Möglichkeit zur Stabilisierung des Meniskus 202 besteht darin, dass auf der in Drehrichtung der Glattwalze 203 vorgeschalteten Seite der Schlitzdüse 204 eine Luftströmungsdüse 206 installiert ist, die vor dem Meniskus 202 entlang der Z-Achse eine Saugluftströmung erzeugt. Falls nun beispielsweise die Schlitzdüse 204 zur Erhöhung des Arbeitsabstandes entlang der Y-Achse verstellt und der Meniskus 202 dabei in Drehrichtung der Glattwalze 203 abzureißen droht, so kann dieser Vorgang durch das Kamerasystem ebenfalls detektiert und die Luftströmdüse 206 derart angesteuert werden, dass der Meniskus 202 entgegen der Drehrichtung der Glattwalze 203 wieder zurückgeholt und stabilisiert wird.

Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Dosierwerk innerhalb einer Flexodruck- Zentralzylindermaschine nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Im Prinzip finden sich die in Fig. 1 gezeigten Komponenten auch in Fig. 3 wieder, wobei Übereinstimmungen in der letzten Ziffer der jeweiligen Bezugszeichen einander entsprechende Teile kennzeichnen. Auf die Beschreibung gemäß Fig. 1 kann somit zunächst analog verwiesen werden.

Der wesentliche Unterschied des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 besteht darin, dass der Formatzylinder 302 nunmehr auf der gegenüberliegenden Seite des Gegendruckzylinders 301 angeordnet ist, was dazu führt, dass die Anordnung der Schlitzdüse 304 und der Gummiwalze 305 gegenüber der Anordnung der Schlitzdüse 104 und der Gummiwalze 105 gerade vertauscht ist. Damit ist es mit der Schlitzdüse 304 erforderlich, die Glattwalze 303 entgegen der Schwerkraft einzufärben, wodurch weitere Details bei der Einfärbung zu beachten sind, die anhand von Fig. 4 weiter erläutert sind.

Fig. 4 zeigt weitere Details zum erfindungsgemäßen Dosierwerk gemäß Fig. 3. Im Prinzip finden sich wiederum die in Fig. 2 gezeigten Komponenten auch in Fig. 4 wieder, wobei Übereinstimmungen in der letzten Ziffer der jeweiligen Bezugszeichen erneut einander entsprechende Teile kennzeichnen. Auf die Beschreibung gemäß Fig. 2 kann somit zunächst analog verwiesen werden. Als wesentlicher Unterschied gegenüber Fig. 2 erfolgt nun die Einfärbung mit der Schlitzdüse 403 entgegen der Schwerkraft. Die Auswirkungen der gegenüber Fig. 2 entgegengesetzten Schwerkraft machen sich vor allem im Einfärbebereich 401 bemerkbar. Um diese Auswirkungen zu kompensieren, ist daher zusätzlich eine zweite Luftströmdüse 407 installiert. Im Gegensatz zur Luftströmdüse 406 erzeugt die Luftströmdüse 407 allerdings keine Saugluftströmung, sondern vielmehr eine Druckluftströmung an der Oberfläche des Einfärbebereichs 401 . Die Stärke der Druckluftströmung wird dabei gerade so eingestellt, dass die Auswirkungen der Schwerkraft kompensiert werden und der Einfärbebereich 401 des Farbmengenwulstes damit quasi entgegen der Schwerkraft an die Glattwalze 403 gedrückt wird.

Bezugszeichenliste

1

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8

9

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Claims

Patentansprüche Dosierwerk zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff, mit einer abgebenden Oberfläche, die mit einem Flüssigkeitsfilm zum dosierten Abgeben der Flüssigkeit benetzt ist, mit einem Düsenkopf zum Aufbringen des Flüssigkeitsfilms, mit einem Antrieb, der zwischen dem Düsenkopf und der abgebenden Oberfläche eine Relativbewegung bewirkt, mit einer Flüssigkeitsübertragungsstation, die dem Düsenkopf in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet ist und bei der die Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsfilm zumindest teilweise auf eine aufnehmende Oberfläche übertragbar ist, und mit einer Flüssigkeitsrücknahmestation, die der Flüssigkeitsübertragungsstation in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und dem Düsenkopf vorgeschaltet ist und bei der Flüssigkeit von zumindest einem Teil der abgebenden Oberfläche entnommen wird.

2. Dosierwerk nach Anspruch 1 , wobei ein Rakelmesser zum Abrakeln überschüssiger Flüssigkeit gegen die abgebende Oberfläche anstellbar ist, wobei das Rakelmesser dem Düsenkopf in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und der Flüssigkeitsübertragungsstation vorgeschaltet ist.

3. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 2, wobei der Düsenkopf mit Bezug auf die abgebende Oberfläche auf einen vorbestimmten Arbeitsabstand positionierbar ist.

4. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 3, wobei der Düsenkopf quer zur Richtung der Relativbewegung um einen Arbeitswinkel verschwenkbar ist.

5. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 4, wobei auf der abgebenden Oberfläche am Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der in Richtung der Relativbewegung nachgeschalteten Seite des Düsenkopfes eine erste Luftströmung erzeugbar ist.

6. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 5, wobei auf der abgebenden Oberfläche am Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der in Richtung der Relativbewegung vorgeschalteten Seite des Düsenkopfes eine zweite Luftströmung erzeugbar ist.

7. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 6, wobei der Düsenkopf als Schlitzdüse ausgebildet ist, die sich quer zur Richtung der Relativbewegung über die abgebende Oberfläche erstreckt.

8. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 7, wobei die abgebende Oberfläche die Oberfläche einer Glattwalze ist.

9. Dosierwerk nach Anspruch 8, wobei in der Flüssigkeitsrücknahmestation eine Gummiwalze vorgesehen ist, die gegen die Glattwalze anstellbar ist, wobei die rückgenommene Flüssigkeit von der Gummiwalze abgerakelt wird.

10. Flexodruckfarbwerk mit einem Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 9.

1 1 Verfahren zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt ein Düsenkopf über eine abgebende Oberfläche bewegt wird, um die abgebende Oberfläche mit einem Flüssigkeitsfilm zu benetzen, bei dem in einem zweiten Verfahrensschritt die Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsfilm zumindest teilweise auf eine aufnehmende Oberfläche übertragen wird, und bei dem in einem dritten Verfahrensschritt die Flüssigkeit von zumindest einem Teil der abgebenden Oberfläche entnommen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei nach Durchführung des ersten Verfahrensschritts und vor Durchführung des zweiten Verfahrensschritts ein Rakelmesser zum Abrakeln überschüssiger Flüssigkeit gegen die abgebende Oberfläche angestellt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 - 12, wobei der Düsenkopf mit Bezug auf die abgebende Oberfläche auf einen vorbestimmten Arbeitsabstand positioniert wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 - 13, wobei der Düsenkopf quer zur Richtung der Relativbewegung um einen Arbeitswinkel verschwenkt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 - 14, wobei auf der abgebenden Oberfläche am Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der in Richtung der Relativbewegung nachgeschalteten Seite des Düsenkopfes eine erste Luftströmung erzeugt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 - 15, wobei auf der abgebenden Oberfläche am Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der in Richtung der Relativbewegung vorgeschalteten Seite des Düsenkopfes eine zweite Luftströmung erzeugt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 - 16, wobei der Düsenkopf als Schlitzdüse betrieben wird, die sich quer zur Richtung der Relativbewegung über die abgebende Oberfläche erstreckt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 - 17, wobei als abgebende Oberfläche die Oberfläche einer Glattwalze verwendet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei zur Durchführung des dritten Verfahrensschritts eine Gummiwalze verwendet wird, die gegen die Glattwalze angestellt wird und von der die rückgenommene Flüssigkeit abgerakelt wird.

20. Verfahren zum Betreiben eines Flexodruckfarbwerks mit den Verfahrensschritten nach einem der Ansprüche 1 1 - 19.