CH695726A5

CH695726A5 - Rollrakeleinrichtung.

Info

Publication number: CH695726A5
Application number: CH00902/01A
Authority: CH
Inventors: Harald Lesti
Original assignee: Roland Man Druckmasch
Priority date: 2000-06-08
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2006-08-15
Also published as: CA2349971C; CA2349971A1; US20010050008A1; DE10028494A1; JP2002001919A; US6571705B2

Description


  Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Rollrakeleinrichtung zum dosierten Beschichten einer Druckmaschinenwalze mit einem flüssigen Auftragmittel, insbesondere zum Beschichten einer Farbauftragswalze mit Druckfarbe gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

[0002] Eine solche Rollrakeleinrichtung ist aus der EP 0 546 454 B1 bekannt, bei welcher die Farbauftragswalze über einen Nip mit einer Übertragwalze in Verbindung steht, deren Oberfläche in einen mit Auftragmittel gefüllten Behälter eintaucht. Der Behälter ist gegenüber der Übertragwalze durch ein Sperrrakel und eine Rollrakel abgedichtet. Die Rollrakel führt zu keiner vollständigen Abdichtung des Behälters, da sie eine Gravur aufweist, durch die eine dosierte Menge des Auftragsmittels hindurchtreten kann, welche auf der Oberfläche der Übertragwalze verbleibt.

   Diese durch die jeweilige Gravur definierte Menge des Auftragmittels wird dann von der Übertragwalze auf die Auftragwalze übertragen.

[0003] Zur Veränderung der Dosierung muss eine andere Rollrakel mit entsprechend angepasster Gravur verwendet werden, was angesichts des damit verbundenen Herstell- und Bevorratungsaufwands nachteilig ist.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Rollrakeleinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit welcher eine selbstregelnde Versorgung der Druckmaschinenwalze mit Auftragmittel sowie eine rasche Anpassung an veränderte Dosierungsbedingungen möglich ist.

   Darüber hinaus soll die erfindungsgemässe Rollrakeleinrichtung kostengünstig herstellbar sein.

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

Vorteile der Erfindung

[0006] Die Dosierung von Auftragmittel auf der Druckmaschinenwalze, insbesondere von Druckfarbe auf einer Farbauftragswalze, erfolgt mittels der erfindungsgemässen Rollrakeleinheit selbstregelnd, d.h. wenn beispielsweise der Bedarf an Druckfarbe auf der Farbauftragswalze gerade gering ist, weil diese einen hohen Anteil an farbabweisenden Flächen aufweist, bleibt von dem von der Rollrakel transportierten Auftragmittel nur ein geringer Teil auf der Farbauftragswalze haften, während der Rest in den Spalt zurückbefördert wird, in welchem sich dann ein höherer Druck einstellt.

   Dieser Druck steht am Druckregelventil ausgangsseitig an, welches daraufhin den weiteren Zulauf von Druckfarbe einschränkt, um den Druck im Spalt zu senken. Aufgrund der Gleitlagerung der Rollrakel durch die im Spalt einen hydrodynamischen Schmierfilm bildende Druckfarbe ergibt sich eine Art Verbrauchsschmierung, bei weicher überschüssige Druckfarbe durch die Rollrakel automatisch in den Spalt zurückgefördert wird. Somit ergibt sich ein geschlossenes System mit verlustfreiem Farbumlauf und geringem Lösungsmitteleinsatz.

   Aufbringen, Dosieren und Glätten der Farbe auf der Farbauftragswalze erfolgt in vorteilhafter Weise durch eine einzige Einheit.

[0007] Bedingt durch die Doppelfunktion des Spalts, durch welchen einerseits eine Gleitlagerung für die Rollrakel und andererseits ein Transportkanal für die Druckfarbe verwirklicht ist, baut die erfindungsgemässe Rollrakeleinrichtung äusserst kompakt. Infolgedessen ergibt sich eine kurze Einfärbestrecke, wodurch sich der Reinigungsaufwand reduziert. Aufgrund des aus Druckfarbe bestehenden Gleitfilms im Spalt ergibt sich eine gewisse Elastizität der Lagerung der Rollrakel, so dass in der Praxis unvermeidbare Achsfehler zwischen Rollrakel und Farbauftragswalze ausgeglichen werden können. Somit kann in vorteilhafter Weise ein über die Breite konstanter Flächendruck zwischen Rollrakel und Farbauftragswalze erzielt werden.

   Schliesslich ist die erfindungsgemässe Rollrakeleinrichtung für unterschiedliche Umfange und Arten von Druckmaschinenwalzen einsetzbar.

[0008] Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung möglich. Unter dem in Anspruch 7 genannten Nipverhältnis wird die Bogenlänge der Kontaktfläche im Nip zwischen der Wirkfläche der Rollrakel und der Oberfläche der Farbauftragswalze verstanden.

[0009] Gemäss besonders zu bevorzugender Massnahmen ist die Rollrakel endseitig mit spiralwendelförmigen Föderrillen versehen, deren Drehsinn derart ausgerichtet ist, dass bei Antrieb der Rollrakel an den seitlichen Enden des Spalts befindliche Druckfarbe zur Mitte des Rollrakels förderbar ist.

   Hierdurch wird ein seitliches Austreten von Auftragmittel aus dem Spalt verhindert.

Zeichnungen

[0010] Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
<tb>Fig. 1<sep>eine Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer an eine Farbauftragswalze einer Druckmaschine angestellten Rollrakeleinrichtung gemäss der Erfindung;


  <tb>Fig. 2<sep>eine vergrösserte Querschnittsdarstellung eines Ausschnitts von Fig. 1;


  <tb>Fig. 3<sep>eine Draufsicht der Rollrakeleinrichtung von Fig. 1;


  <tb>Fig. 4<sep>eine Vorderansicht der Rollrakeleinrichtung von Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0011] Die in Fig.1 insgesamt mit 1 bezeichnete bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Rollrakeleinrichtung beinhaltet eine Rollrakel 2, welche von einem Rakelbett 4 getragen und mit ihrer Wirkfläche 6 durch einen Nip 8 an eine Farbauftragswalze 10 im Farbwerk einer Druckmaschine angestellt ist. Die Farbauftragswalze 10 färbt ihrerseits eine aus Massstabsgründen nicht dargestellte, auf einem Formzylinder aufgespannte Druckform ein. Um eine definierte Anstellkraft der Rollrakel 2 an der Oberfläche 12 der Farbauftragswalze 10 zu erzielen, wird das Rakelbett 4 mittels eines oder mehrerer Membran-Luftzylinder 14 in Richtung auf die Farbauftragswalze 10 vorgespannt.

   Der Rollrakel 2 ist ein hier nicht dargestellter Antrieb zugeordnet, mit dem sie in einstellbarer Geschwindigkeit und einstellbarem Drehsinn relativ zur Farbauftragswalze 10 in Drehbewegung versetzbar ist.

[0012] Die Rollrakel 2 ist an ihrer Wirkfläche 6 durch eine zylindrische, im Rakelbett 4 ausgebildete Gleitfläche 16 gelagert und steht mit der Oberfläche 12 der Farbauftragswalze 10 in Kontakt, indem sie eine in der Gleitfläche 16 ausgebildete, zur Farbauftragswalze 10 weisende und sich parallel zu dieser erstreckende etwa rechteckförmige Öffnung 18 radial überragt. Auf der gegenüberliegenden, von der Farbauftragswalze 10 abgewandten Seite weist die Gleitfläche 16 bezogen auf die Breite des Rakelbetts 4 mit Abstand zueinander angeordnete Farbbohrungen 20 auf, in welche je ein von einem zentralen Farbverteilerrohr 22 abzweigendes Farbrohr 24 mündet, wie Fig. 3 zeigt.

   In das zentrale Farbverteilerrohr 22 wird mittels einer Pumpe 26 unter Druck stehende Druckfarbe gepumpt, welche über die Farbrohre 24 und die Farbbohrungen 20 in einen zwischen der Gleitfläche 16 und der Wirkfläche 6 der Rollrakel 2 vorhandenen Spalt 28 gelangt. Im Farbverteilerrohr 22 ist ferner ein Druckregelventil 30 angeordnet, welches den Druck im nachgeordneten Spalt 28 unabhängig vom von der Pumpe 26 erzeugten Förderdruck durch Drosseln oder Öffnen des Zulaufs konstant hält.

[0013] Wenn sich die Rollrakel 2 in der durch den Pfeil gekennzeichneten Richtung relativ zur Gleitfläche 16 dreht, wird die durch die Farbbohrungen 20 eingespülte Druckfarbe aufgrund ihrer adhäsiven und viskosen Eigenschaften mitgerissen und in den Spalt 28 gepresst, in welchem sich ein tragender hydrodynamischer Schmierdruck ausbildet,

   durch welchen die Rollrakel 2 innerhalb der Gleitfläche 16 des Rakelbetts 4 gleitgelagert ist.

[0014] Die sich aus der halben Durchmesserdifferenz zwischen dem Aussendurchmesser der Rollrakel 2 und dem Innendurchmesser der Gleitfläche 16 ergebende Spalthöhe ist dabei derart gross, dass der Spalt 28 einen Transportkanal für die Druckfarbe auf dem Weg zwischen den Farbbohrungen 20 und der zur Farbauftragswalze 10 gerichteten Öffnung 18 bilden kann. Wegen der Adhäsion an der Wirkfläche 6 der Rollrakel 2 wird dann die sich im Spalt 28 befindliche Druckfarbe zur Öffnung 18 hin transportiert und gelangt im Nip 8 schliesslich als dünner Farbfilm auf die Oberfläche 12 der Farbauftragswalze 10, welche im Nip 8 eine zur Rollrakel 2 gleichsinnige Umfangsbewegung ausführt, wie am besten anhand der vergrösserten Ansicht von Fig. 2 zu sehen ist.

   Der Spalt 28 ist somit einerseits ein Zwischenraum, indem sich der für die Gleitlagerung des Rollrakels 2 notwendige hydrodynamische Tragdruck ausbilden kann und zum anderen bildet er den Transportkanal zur Farbver- und Entsorgung der Farbauftragswalze 10. Da der Spalt 28 stets ein gewisses Farbvolumen enthält, stellt er ausserdem ein dem Druckregelventil 30 nachgeschaltetes, kammerartiges Reservoir für die Druckfarbe dar.

[0015] Wenn beispielsweise der Farbbedarf auf der Farbauftragswalze 10 gering ist, weil auf dieser ein hoher Anteil an farbabweisenden Flächen vorhanden ist, bleibt von der von der Rollrakel 2 transportierten Druckfarbe nur ein geringer Teil auf der Oberfläche 12 der Farbauftragswalze 10 haften, während der Rest in den Spalt 28 zurückbefördert wird, in welchem sich dann ein höherer Druck einstellt.

   Dieser Druck wirkt dem von der Pumpe 26 erzeugten Förderdruck im Farbverteilerrohr 22 entgegen und steht am Druckregelventil 30 ausgangsseitig an, welches daraufhin den weiteren Zulauf von Druckfarbe drosselt, um den Druck im Spalt 28 zu senken.

[0016] Damit die auf der Rollrakel 2 befindliche und nach Passieren der Öffnung in den Spalt 28 zurücklaufende Farbschicht nicht an einem Einlauf 32 des Rakelbetts 4 abgestriffen wird, verengt sich der Spalt 28 am Einlauf in Drehrichtung der Rollrakel 2 gesehen nicht abrupt, sondern trichterförmig.

[0017] Falls an der Farbauftragswalze 10 ein grösserer Farbbedarf vorhanden ist, wird am Nip 8 mehr Druckfarbe von der Rollrakel 2 auf die Farbauftragswalze 10 übertragen und der Druck im Spalt 28 sinkt.

   Entsprechend wird das vorgeschaltete Druckregelventil 30 mit einer Erweiterung seines Strömungsquerschnitts reagieren, um mehr Druckfarbe nachströmen zu lassen und den Druck im Spalt 28 zu erhöhen.

[0018] Je nach Farbbedarf wird die Menge der auf die Oberfläche 12 der Farbauftragswalze 10 übertragenen Druckfarbe daher automatisch angepasst, ohne dass weitere Einstellungen vorgenommen werden müssten. Wenn beispielsweise die Farbauftragswalze 10 die auf dem Formzylinder aufgespannte Druckform einfärbt, bleibt ein Restrelief auf der Farbauftragswalze 10 mit Farblücken zurück. Infolgedessen ist ein Nachtransport von Druckfarbe notwendig, um die Farblücken neu einzufärben.

   Den sich aufgrund des Farbbedarfs an der Farbauftragswalze 10 einstellenden Druckverhältnissen im Spalt 28 entsprechend stellt das Druckregelventil 30 dann die nachzufordernde Farbmenge ein.

[0019] Bei Änderung der Nipverhältnisse, wenn beispielsweise durch Druckerhöhung in den Membran-Luftzylindern 14 eine grössere Anstellkraft des Rollrakels 2 an der Farbauftragswalze 10 erzeugt wird, gibt die schwimmende Lagerung der Rollrakel 2 elastisch nach und der Druck im Spalt 28 erhöht sich zunächst, woraufhin das Druckregelventil 30 jedoch durch Reduzierung des Farbförderstromes den Druck im Spalt 28 herabsetzt.

   Infolgedessen wird die Druckfarbe aufgrund des sich einstellenden Kräfte-Gleichgewichts zwischen der Anpresskraft, mit welcher die Rollrakel 2 an die Farbauftragswalze 10 gedrückt ist, und der hierzu entgegenwirkenden Lagerkraft, welche sich durch den im Spalt 28 herrschenden Farbdruck einstellt, dosiert.

[0020] Die Dosierung des Farbfilms auf der Farbauftragswalze 10 beeinflusst ausserdem unter anderem folgende Parameter:

   Die Relativgeschwindigkeit zwischen der Rollrakel 2 und der Farbauftragswalze 10 im Nip 8, das Nipverhältnis (Bogenlänge der Kontaktflächen im Nip 8 zwischen der Wirkfläche 6 der Rollrakel 2 und der Oberfläche 12 der Farbauftragswalze 10), der Anpressdruck der Rollrakel 2 an die Farbauftragswalze 10, die aufgrund der jeweiligen Spalthöhe vorliegende Kapillarwirkung, die Geometrie und Beschaffenheit der Oberflächen 6, 12 der Farbauftragswalze 10 und der Rollrakel 2 sowie die Reynoldszahl der Strömung im Spalt 28. Der Einfluss der genannten Grössen auf das Farbangebot an der Farbauftragswalze 10 kann empirisch ermittelt und durch entsprechende Prozesskennlinen dargestellt werden.

   Grossen Einfluss auf die Dicke des Farbfilms auf der Farbauftragswalze 10 übt das Volumen des Spalts 28 und insbesondere dessen lichte Höhe aus, da bei grösserem Spalt 28 auch ein grösseres Farbvolumen durch ihn hindurch förderbar ist.

[0021] Wie Fig. 4 zeigt, ist die Rollrakel 2 jeweils endseitig mit spiralwendelförmigen Förderrillen 34 versehen, deren Drehsinn derart ausgerichtet ist, dass bei Antrieb der Rollrakel 2 in die in Fig. 2 durch den Pfeil angedeuteten Richtung an den seitlichen Enden des Spalts 28 befindliche Druckfarbe zur Mitte des Rollrakels 2 gefördert wird.

   Hierdurch wird verhindert, dass Druckfarbe seitlich aus dem Spalt 28 austreten kann und sich der Druck im Spalt 28 dadurch verringert.

[0022] In Umkehrung des vorangehend beschriebenen Prozesses kann die erfindungsgemässe Rollrakeleinrichtung 1 auch dazu eingesetzt werden, um Schablonen auf der Farbauftragswalze 10 zu entfernen. Dies wird dadurch erreicht, dass der Drehsinn der Rollrakel 2 umgekehrt wird, so dass die Umfangsgeschwindigkeiten von Rollrakel 2 und Farbauftragswalze 10 im Nip 8 gegensinnig zueinander sind. In diesem Fall wird die für die Schabloneneffekte verantwortliche Farbschicht aufgrund der gegenläufigen Drehbewegung der Rollrakel 2 von der Farbauftragswalze 10 abgerakelt und mit der Rollrakel 2 in den Spalt 28 befördert, von wo sie aufgrund der Wirkung der nun saugenden Pumpe 26 abgepumpt werden kann.

   Durch die ständig gegen die Laufrichtung der Farbauftragswalze 10 angetriebene Rollrakel 2 tritt dann eine Selbstreinigung ein. Ebenso kann die Rollrakeleinrichtung 1 zur Glättung und Egalisierung der auf der Farbauftragswalze 10 vorhandenen Farbschicht dienen.

[0023] Durch eine Serienschaltung mehrerer Rollrakel 2 wird die Anzahl der farbübertragenden Nips 8 erhöht, was zu einer besseren Verteilung und Homogenisierung der Druckfarbe führt. Schliesslich kann die erfindungsgemässe Rollrakeleinrichtung 1 changierend ausgebildet sein, d.h., dass sie in oszillierender Weise entlang der Oberfläche 12 der Farbauftragswalze 10 und parallel zu dieser hin- und herbewegbar ist.

Claims

1. Rollrakeleinrichtung (1) zum dosierten Beschichten einer Druckmaschinenwalze mit einem flüssigen Auftragmittel, insbesondere zum dosierten Beschichten einer Farbauftragswalze (10) mit Druckfarbe, beinhaltend wenigstens eine mit ihrer Wirkfläche (6) an die Druckmaschinenwalze (10) anstellbare, von einem Rakelbett (4) getragene Rollrakel (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Rollrakel (2) an ihrer Wirkfläche (6) durch wenigstens eine am Rakelbett (4) ausgebildete Gleitfläche (16) gleitgelagert ist, wobei das Auftragmittel durch einen zwischen der Gleitfläche (16) und der Wirkfläche (6) der Rollrakel (2) vorhandenen Spalt (28) hindurch mittels der Drehbewegung der Rollrakel (2) der Oberfläche (12) der Druckmaschinenwalze (10) zu- oder von ihr abführbar ist und wobei zwischen einer Druckquelle (26) für das Auftragmittel und dem Spalt (28) ein druckregelbares Ventil (30)

angeordnet ist, zur Regelung des im Spalt (28) herrschendes Drucks.

2. Rollrakeleinrichtung nach Anspruch 1, zum dosierten Beschichten einer Farbauftragswalze (10) mit Druckfarbe, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollrakel (2) eine in der Gleitfläche (16) ausgebildete, etwa rechteckförmige Öffnung (18), welche zur Farbauftragswalze (10) weisend und sich parallel zu dieser erstreckend anordenbar ist, radial überragt und die Gleitfläche (16) auf der gegenüberliegenden Seite, welche zur Anordnung von der Farbauftragswalze (10) abgewandt vorgesehen ist, bezogen auf die Breite des Rakelbetts (4) mit Abstand zueinander angeordnete Farbbohrungen (20) aufweist, in welche je ein von einem zentralen Farbverteilerrohr (22) abzweigendes Farbrohr (24) mündet.

3. Rollrakeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in das zentrale Farbverteilerrohr (22) mittels einer Pumpe (26) unter Druck stehende Druckfarbe pumpbar und über das druckregelbare Ventil (30), das Farbverteilerrohr (22) und die Farbbohrungen (20) in den zwischen der Gleitfläche (16) und der Wirkfläche (6) der Rollrakel (2) vorhandenen Spalt (28) transportierbar ist.

4. Rollrakeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das druckregelbare Ventil durch ein im Farbverteilerrohr (22) angeordnetes Druckregelventil (30) gebildet wird, durch welches der Farbdruck im nachgeordneten Spalt (28) unabhängig vom von der Pumpe (26) erzeugten Förderdruck regelbar ist.

5. Rollrakeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die sich aus der halben Durchmesserdifferenz zwischen dem Aussendurchmesser der Rollrakel (2) und dem Innendurchmesser der Gleitfläche (16) ergebende Höhe des Spalts (28) derart gross ist, dass der Spalt (28) einen Transportkanal für die Druckfarbe auf dem Weg zwischen den Farbbohrungen (20) und der zur Farbauftragswalze (10) zu richtenden Öffnung (18) bildet.

6. Rollrakeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum dosierten Beschichten einer Farbauftragswalze (10) mit Druckfarbe, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollrakel (2) ein Antrieb zugeordnet, mit dem sie in einstellbarer Geschwindigkeit und einstellbarem Drehsinn relativ zur zu beschichtenden Farbauftragswalze (10) in Drehbewegung versetzbar ist, wodurch abhängig von Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung der Rollrakel (2) relativ zur zu beschichtenden Farbauftragswalze (10) die übertragbare Menge an Druckfarbe dosierbar ist.

7. Rollrakeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum dosierten Beschichten einer Farbauftragswalze (10) mit Druckfarbe, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Nipverhältnis, vom Anpressdruck der Rollrakel (2) an die zu beschichtende Farbauftragswalze (10), von der aufgrund der jeweiligen Spalthöhe vorliegenden Kapillarwirkung, von der Geometrie und Beschaffenheit der Oberflächen (6, 12) der Farbauftragswalze (10) und der Rollrakel (2) sowie in Abhängigkeit von der Reynoldszahl der Strömung im Spalt (28) die übertragene Menge an Druckfarbe dosierbar ist.

8. Rollrakeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum dosierten Beschichten einer Farbauftragswalze (10) mit Druckfarbe, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollrakel (2) zusammen mit dem Rakelbett (4) aufgrund der Wirkung der durch wenigstens einen Membran-Luftzylinder (14) erzeugten Anstellkraft an die zu beschichtende Farbauftragswalze (10) anstellbar ist.

9. Rollrakeleinrichtung nach einem, der vorhergehenden Ansprüche, zum dosierten Beschichten einer Farbauftragswalze (10) mit Druckfarbe, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollrakel (2) endseitig mit spiralwendelförmigen Förderrillen (34) versehen, deren Drehsinn derart ausgerichtet ist, dass bei Antrieb der Rollrakel (2) an den seitlichen Enden des Spalts befindliche Druckfarbe zur Mitte der Rollrakel (2) förderbar ist.

10. Rollrakeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum dosierten Beschichten einer Farbauftragswalze (10) mit Druckfarbe, dadurch gekennzeichnet, dass sie in oszillierender Weise entlang der Oberfläche (12) der Farbauftragswalze (10) und parallel zu dieser hin- und herbewegbar ist.

11. Rollrakeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Serienschaltung mehrerer Rollrakel (2) umfasst.

12. Rollrakeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlauf (32) der Rollrakel (2) in den Spalt (28) in Drehrichtung der Rollrakel (2) gesehen trichterförmig verengt ist.