DE10008213A1

DE10008213A1 - Einrichtung zur thermischen Energieeinkopplung

Info

Publication number: DE10008213A1
Application number: DE10008213A
Authority: DE
Inventors: Harald Pecher; Horst Dauer
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2001-08-30
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: JP3442367B2; CA2338061C; DE10008213B4; CA2338061A1; US6452622B2; JP2001260305A; US20010022606A1

Abstract

Um für rotierende Druckformen, die aus einem Material, in das eine gute Energieeinkopplung möglich ist, d. h. das einen hohen Ohmschen Widerstand aufweist und magnetisch ist, bestehen, eine Einrichtung zur thermischen Energieeinrichtung zu schaffen, bei dem kein Heißgas verwendet werden muss und mittels dieser eine zeitlich sehr genau steuerbare Energieeinkopplung möglich ist, ist vorgesehen, den Fixiergang durch Mittel (3, 4 bzw. 5, 6 bzw. 7, 8 bzw. 9) zum induktiven Fixieren der Bildinformationen auf der rotierenden Druckform (1, 2) vorzunehmen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur thermischen Energieeinkopplung, insbesondere für mittels eines digitalen Bebilderungssystems, insbesondere durch ein laserinduziertes Thermo-Transfer-Verfahren bebilderte Druckformen.

Ein derartiges Bebilderungssystem für digital beschriebene und wieder löschbare Offset-Druckformen, bei dem eine Fixierung, d. h. homogene Erwärmung der Druckformoberflächen vorgenommen wird, ist aus der EP 0 693 371 B1 bekannt.

Die Bebilderungseinheit arbeitet im Außentrommelprinzip, wobei ein schmales Farbband, ähnlich einem Schreibmaschinen-Farbband am schnell rotierenden Druckzylinder vorbeigeführt wird, während ein Laserstrahl mittels Wärme die Schicht des Farbbandes auf den Druckzylinder überträgt. Dadurch entstehen die farbführenden Bildteile.

Nach der Bebilderung aus dem digitalen Datenbestand wird die Druckform zur besseren Haltbarkeit fixiert, d. h. die farbführenden Bildteile werden mit der Druckform verankert.

Nach dem Ausdrucken eines Auftrags werden die Gummitücher gewaschen und die Druckform mit Hilfe eines Vliesstoffes und speziellen Waschmitteln von Farbresten und der druckenden Schicht befreit. Dann steht wieder ein blanker Zylinder für die nächste Bebilderung zur Verfügung.

Der Fixierschritt besteht darin, dass die bebilderte Druckform von einem Trockner in Form eines Heißluftgebläses, das an die rotierende Druckform, insbesondere eine Druckformhülse, anstellbar und wieder von ihr abstellbar ist, auf eine Oberflächentemperatur zwischen 170°C und 210°C erwärmt wird.

Diese Fixierung per Heißgas ist zwar unabhängig vom Material der Druckform, jedoch ist eine derartige Einbringung heißer Gase in die Druckmaschine problematisch und unerwünscht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es somit, für rotierende Druckformen, die aus einem Material in das eine gute Energieeinbringung, d. h. das einen hohen Ohmschen Widerstand aufweist und magnetisch ist, innerhalb der Druckmaschine eine Einrichtung zur thermischen Energieeinkopplung zu schaffen, bei dem kein Heißgas verwendet werden muss und mittels dieser eine zeitlich sehr genau steuerbare Energieeinkopplung möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen und weitere Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen festgehalten.

Zusammen mit allen anderen Schritten, wie Hydrophilieren, Bebildern und Löschen, lässt sich selbstverständlich auch der Fixiervorgang innerhalb der Druckmaschine ohne Herausnahme des Formzylinders oder der Druckform ausführen.

Dadurch, dass der Fixiervorgang durch Mittel zum induktiven Fixieren der Bildinformationen auf der rotierenden Druckform aus einem für die Induktionserwärmung geeigneten Material, in besonders vorteilhafter Weise im Mittel-Frequenzbereich von 100-500 kHz vorgenommen wird, ist eine Zeitersparnis gegenüber dem im Stand der Technik beschriebenen Heißgas- Fixierverfahren bis zu 60% erreichbar.

Insbesondere durch vorteilhafte in den Unteransprüchen formulierten gezielten Ausführungen, wie beispielsweise der Vervielfältigung der Induktorschleifen lässt sich die Anzahl der Bereiche der Energieeinkopplung erhöhen und damit die aktive Zeit des Fixiervorganges reduzieren, was wiederum einen verglichen mit dem Heißgas-Fixiervorgang höheren Wirkungsgrad und somit eine deutliche Energieeinsparung zur Folge hat.

Bei der Energieeinkopplung durch Induktion wird durch Wechselstrom hoher Frequenz eine Erwärmung im Inneren des Materials, hier die Bildinformationen (Thermomaterial) hervorgerufen. Durch den sogenannten Skin-Effekt kann man bekanntlich die Erwärmung durch hohe Frequenzen entweder stark an die Oberfläche oder aber durch niedrigere Frequenzen weiter in das Innere des Materials legen. Die Energieeinkopplung wird hierbei punktuell beschränkt, was besonders, wie gesagt, im Hinblick auf den Energieverbrauch vorteilhaft ist.

Die Induktionserwärmung ist zwar materialabhängig, kann aber gezielt eingesetzt werden, da eine punktgenaue Wirkung unterhalb der Induktorschleifen erzielbar ist.

Für bestimmte Druckformen ist die erfindungsgemäße Einrichtung also nicht sehr gut geeignet (z. B. aus Kupfer, da sehr geringer Ohmscher Widerstand oder aus Aluminium), ist aber für eine große Zahl der üblicherweise verwendeten Druckformen mit einem hohen Wirkungsgrad verwendbar.

Geeignete Druckformen und ihre Materialien sind ebenfalls ausgiebig in der EP 0 693 371 B1 beschrieben.

Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In einer stark schematisierten Zeichnung zeigt:

Fig. 1: den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur thermischen Energieeinkopplung in Druckformoberflächen und

Fig. 2: die Ansicht eines Doppeldruckwerks ohne Gummituchzylinder, mit auseinander gefahrenen Druckformzylindern, an denen die Anordnungen zweier Einrichtungen zur thermischen Energieeinkopplung zu sehen sind.

In Fig. 1 sind in einem Ausführungsbeispiel die Mittel zum induktiven Fixieren der Bildinformation auf zwei rotierenden Druckformen 1, 2 aus einem für eine Induktionserwärmung geeignetem Material gezeigt. Der Aufbau des Induktionsgenerators umfasst mindestens eine Versorgungseinheit 3, die ortsfest in oder an der Druckmaschine angeordnet ist, und mittels hür Hochfrequenz geeignete Versorgungsleitungen (HF-Leitungen) 4, 5 an zwei Hochfrequenz (HF)- Teile 6, 7 angekoppelt ist. Jedes HF-Teil 6, 7 bildet eine Baueinheit mit je einem Duktor 8, 9 und bildet mit diesem je einen Schwingkreis aus. Jeder Induktor 8, 9 umfasst zwei Induktorschleifen 8a, b und 9a, b, die jeweils stirnseitig an einem HF- Teil 6, 7 angeordnet sind.

Alle Induktorschleifen 8a, b und 9a, b sind parallel zur Umfangsrichtung des jeweiligen Druckformzylinders 1, 2 ausgerichtet. Im Ausführungsbeispiel sind die Induktorschleifen 8a, b und 9a, b in etwa der Krümmung der jeweiligen Zylinderoberfläche nachgebildet, so dass sie relativ zum rotierenden Druckformzylinder 1, 2 eine koaxiale Schale beschreiben und ringförmig Wärme einbringen oder eben entsprechend der Induktorform, d. h. der Länge der Ausdehnung in Umfangsrichtung entsprechend einer Ein/Aus-Schaltung sehr zielgenau auf die jeweilige Zylinderoberfläche Wärme einbringen.

Die Induktorform ist in vorteilhafter Weise unabhängig von der Art der Druckform, bzw. davon ob beispielsweise in eine Platte oder eine Hülse Wärme eingekoppelt wird.

Die HF-Teile 6, 7 arbeiten in bevorzugter Weise im Mittelfrequenz-Bereich von 100 bis 500 kHz.

Natürlich ist auch denkbar, den Induktor, d. h. eine Induktorschleife in Form eines druckformbreiten Haarnadelinduktors (Zeileninduktors) auszubilden, im Sinne einer homogenen Wärmeeinbringung in die jeweilige Zylinderoberfläche.

Im vorliegenden Beispiel kann die Versorgungseinheit 3 wahlweise zwei HF-Teile 6, 7 gemeinsam oder getrennt betreiben, selbstverständlich ist im Sinne der Erfindung auch eine Anordnung mit separaten Versorgungseinheiten pro HF-Teil denkbar.

Die gezielte Anpassung, bzw. das Auffinden einer geeigneten Induktorform war ein wesentlicher Bestandteil vorliegender Erfindung.

Das gezeigte bevorzugte Ausführungsbeispiel eines Induktors 8 mit zwei Induktorschleifen 8a, b, die jeweils länglich parallel zur Umfangsrichtung der Zylinderoberfläche 1 ausgebildet sind, arbeitet am verlässlichsten in der Druckmaschine.

Andere Formen des Induktors bzw. Induktorschleifen sind jedoch für unterschiedliche Anwendungsfälle denkbar. So könnte die Induktorschleife eine Schrägstellung zur Umfangsrichtung des Druckformzylinders aufweisen, um eine Formatvariabilität der Druckform besser berücksichtigen zu können.

Um die gewünschte homogene oder punktuelle Erwärmung der Druckformoberflächen 1 und 2 zu erreichen, ist vorgesehen, den Induktor 8, 9 in Baueinheit mit dem HF-Teil 6, 7 in Achsrichtung der rotierenden Druckformen 1, 2 zu traversieren.

HF-Teil und Induktor müssen jedoch keine bauliche Einheit darstellen, es kann auch das HF-Teil ortsfest in der Druckmaschine angeordnet sein und über flexible Leitungen an den traversierbaren Induktor angekoppelt sein.

Es können auch eine Vielzahl von parallelen Energieeinkopplungszonen (Heizzonen) in Umfangsrichtung des Druckformzylinders 1, 2 dadurch erreicht werden (um eine Erwärmung der kompletten Druckoberfläche zu erreichen), indem ein länglicher (druckformbreiter), zum Druckformzylinder achsparallell angeordneter, spulen- oder spiralförmiger Induktor sich um seine zum Druckformzylinder parallelen Achse drehend über drehbare Anschlüsse an das oder die ortsfesten HF-Teile angekoppelt ist.

Bekanntlich sind in einer Druckmaschine viele, an den einzelnen Aggregaten notwendige Schutze, Fingerschutzstangen, Notstopp-Schalter usw. vorgesehen.

In einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, den Induktor im Fingerschutz in der Spaltzone zwischen einer Druckform auf einem Druckformzylinder und einem Gummituchzylinder zu integrieren, womit eine besonders platzsparende Variante ausführbar wäre.

Die vorliegende Einrichtung zur induktiven, thermischen Energieeinkopplung ist insbesondere für durch ein laserinduziertes Thermo-Transfer-Verfahren bebilderte Druckformen ausgeführt, es ist jedoch auch denkbar an anderer Stelle innerhalb der Druckmaschine, z. B. in Form eines induktiv beheizten Trockners, den Wärmebedarf zu decken.

Fig. 2 zeigt jedoch die bevorzugt vorgenommenen Anordnungsmöglichkeiten eines Induktionsgenerators im Druckwerk einer Rotationsdruckmaschine. In einem Doppeldruckwerk 10, das durch zwei Seitenwände 11a, b und einer darin liegenden Achse 12 für die Zylinderanordnungen angedeutet ist, sind zwei auseinandergefahrene Formzylinder 1, 2 zu sehen, die jeweils mit einem nicht gezeigten Gummituchzylinder zusammenarbeiten.

Es handelt sich bei dem gezeigten Druckwerk 10 um digital beschreibbare und auch wieder löschbare Offsetdruckzylinder 1, 2. Das Druckwerk 10 umfasst wie ein klassisches Druckwerk Druckformen 1, 2, Gummi- und Gegendruckzylinder, sowie Farb- und Feuchtwerke. Wie im eingangs beschriebenen Stand der Technik sind auch für jede Druckform 1, 2 Bebilderungseinheiten, Lösch- und Gummizylinder, Waschanlagen vorgesehen. Zu sehen ist die Fixiereinheit mit HF- Teil 6, 7 und Induktor 8, 9.

Bekanntlich ist die Bebilderungseinheit mittels einer speziellen Mechanik einerseits zur Druckform an- und abstellbar und andererseits wenn die Druckzylinder voneinander abstellbar sind, beispielsweise im Sinne der Beachtung einer Formatvariabilität der Druckform, ist selbstverständlich die Bebilderungseinheit entsprechend mitverfahrbar. Genauso ist der Induktor 8, 9 mitverfahrbar, wozu er in vorteilhafter Weise in Verbindung mit seinem HF-Teil 6, 7 fest der Bebilderungseinheit zugeordnet ist.

Bezugszeichenliste

1

Druckform

2

Druckform

3

Versorgungseinheit

4

HF-Leitung

5

HF-Leitung

6

HF-Teil

7

HF-Teil

8

Induktor

8

a und

8

b Induktorschleifen

9

Induktor

9

a und

9

b Induktorschleifen

10

Doppeldruckwerk

11

a und

11

b Seitenteile

12

Achse

Claims

1. Einrichtung zur thermischen Energieeinkopplung, insbesondere für mittels eines digitalen Bebilderungssystems, insbesondere durch ein laserinduziertes Thermo-Transfer-Verfahren bebilderte Druckformen (1, 2), die Mittel (3, 4 bzw. 5, 6 bzw. 7, 8 bzw. 9) zum induktiven Fixieren der Bildinformation auf der rotierenden Druckform (1, 2) aus einem für eine Induktionserwärmung geeigneten Material aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum induktiven Fixieren eine Energieeinkopplung in die Druckformoberflächen (1, 2) im Mittelfrequenzbereich von 100 bis 500 kHz bewirken.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum induktiven Fixieren in Form eines Induktionsgenerators einen Induktor (8 bzw. 9), ein Hochfrequenz (HF)-Teil (5, 6), das gemeinsam mit dem Induktor einen Schwingkreis bildet, und eine mittels für Hochfrequenz geeignete Versorgungsleitungen(HF-Leitungen) (4, 5) ankoppelbare, ortsfeste Versorgungseinheit (3) umfassen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (8, 9) mehrere, insbesondere zwei Induktorschleifen (8a, b und 9a, b) umfasst.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor in Form eines druckformbreiten Haarnadelinduktors (Zeileninduktors) ausgebildet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktorschleifen (8a, b und 9a, b) in länglicher Form parallel zur Umfangsrichtung des Druckformzylinders (1, 2) ausgerichtet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktorschleifen eine Schrägstellung zur Umfangsrichtung des Druckformzylinders aufweisen.

8. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur homogenen oder punktuellen Erwärmung der Druckformoberflächen (1, 2) der Induktor (8, 9) in Achsrichtung der rotierenden Druckform (1, 2) traversierbar ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das HF-Teil (6, 7) ortsfest in der Druckmaschine angeordnet ist und über flexible Leitungen an den Induktor (8, 9) anschließbar ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das HF-Teil (6, 7) mit dem Induktor (8, 9) eine bauliche Einheit bildet und ebenfalls in Achsrichtung der rotierenden Druckform (1, 2) traversierbar ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (3) wahlweise mehrere HF-Teile (6, 7) gemeinsam oder getrennt betreiben kann.

12. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor im Fingerschutz in der Spaltzone zwischen einem Druckformzylinder und einem Gummituchzylinder integriert ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor in Form einer langen (druckformbreiten), zum Druckformzylinder achsparallelen Spule oder Spirale ausgebildet ist, die um ihre zum Druckformzylinder parallelen Achse drehbar über drehbare Anschlüsse an ein HF-Teil angekoppelt ist.