DE10028477A1 - Vorrichtung zum Dosieren und zur Vergleichmäßigung einer Farbschicht auf der Oberfläche einer Druckmaschinenwalze - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Dosieren und zur Vergleichmäßigung einer Farbschicht (6) auf der Oberfläche (4) einer Druckmaschinenwalze (2), insbesondere auf der Oberfläche einer Farbauftragswalze im Farbwerk einer Druckmaschine, wobei die Oberfläche (4) zusätzlich mit Feuchtmittel (8) benetzt ist. DOLLAR A Die Erfindung sieht vor, daß sie wenigstens zwei in Drehrichtung der Walze (2) in vorzugsweise geringem 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.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Dosieren und zur Vergleichmäßigung einer Farbschicht auf der Oberfläche ei­ ner Druckmaschinenwalze gemäß der Gattung von Patentanspruch 1.

Derartige, beispielsweise aus der DE 32 25 982 A1 bekannte Dosiervorrichtungen werden insbesondere bei Farbauftragswalzen in Farbwerken von Offset-Druckmaschinen verwendet, wobei die Ober­ fläche einer solcher Farbauftragswalze in der Regel elastisch ausge­ bildet ist, da der mit der Farbauftragswalze zusammenwirkende Plat­ tenzylindern eine harte Oberfläche aufweist. Zum Einstellen einer dünnen und gleichmäßigen Farbschichtdicke auf der Farbauftragswal­ ze ist es notwendig, einen Teil der auf der Walzenoberfläche befindli­ chen Farbschicht zu entfernen, um unerwünschtes Schablonieren einzuschränken oder völlig zu verhindern. Wenn die Bildabschnitte des Plattenzylinders Farbe unmittelbar auf Papier übertragen, so kön­ nen kleine Papierfasern auf der Oberfläche des Plattenzylinders an­ haften, welche dann auf die Farbauftragswalze übertragen werden.

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 Parti­ kel 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.

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.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnen­ den Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Durch die vordere, stumpfe Rakel wird zunächst eine Abspal­ tung von Feuchtmittel erzielt, in welchem ein Großteil der störenden Schmutzpartikel aufgenommen ist. Infolgedessen können sich solche Partikel nicht an der hinteren Rakel aufstauen. Schmutzpartikel, wel­ che dennoch die vordere Rakel passieren haben, werden zusammen mit der durch die hintere Rakel abgerakelten Farbe abtransportiert. Durch diese Maßnahmen wird Schlieren- und Streifenbildung zuver­ lässig vorgebeugt. Die hintere Rakel sorgt mit ihrem wesentlich kleineren Rakelkantenradius dafür, daß bis auf eine Restfarbschicht defi­ nierter Dicke und Dosierung der überschüssige Farbanteil abgerakelt wird, wodurch ein hoher Grad an Vergleichmäßigung der Rest­ farbschicht erreichbar ist. Der jeweilige Anstelldruck der beiden Ra­ keln an die Walzenoberfläche, welcher unter anderem von den Druck­ parametern, wie z. B. der Druckgeschwindigkeit abhängt, ist dabei so einzustellen, daß die vorangehend beschriebenen Effekte eintreten können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patent­ anspruch 1 angegebenen Erfindung möglich.

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.

Demgegenüber beinhaltet die Dosiervorrichtung gemäß einer besonders zu bevorzugenden Maßnahme der Erfindung eine Kam­ mer, welche in Umfangsrichtung der Walze durch die vordere Rakel und die hintere Rakel, in Radialrichtung der Walze durch einen Kam­ merboden und die Walzenoberfläche und in Axialrichtung der Walze durch zwei Seitenwände begrenzt ist, wobei die von der nachgeord­ neten Rakel abgerakelte Farbe in der Kammer zurückhaltbar und dort einen Überdruck erzeugend über eine oder mehrere Kammeröffnun­ gen nach außen ableitbar ist. Durch den Überdruck in der Kammer kann die Farbe ohne Einsatz zusätzlicher Energie von der Wal­ zenoberfläche abgeführt werden. Da sich somit die für eine Pum­ peneinrichtung notwendigen Bauteile erübrigen, erhält man eine platzsparende und kostengünstige Lösung, die zudem weniger störanfällig ist.

Bei gegebener Geometrie, Oberflächenbeschaffenheit und Material von Rakel und Walze und insbesondere der Umfangsge­ schwindigkeit der Walze wird die Farbschichtdicke im allgemeinen ab­ hängig vom Anpreßdruck der Rakel an die Walzenoberfläche einge­ stellt.

Gemäß einer weiteren besonders zu bevorzugenden Maßnah­ me steht jedoch die Kammer vorzugsweise über die Kammeröffnun­ gen, welche durch Durchgangsbohrungen im Kammerboden gebildet sind, mit einer Druckquelle in Verbindung, um abhängig von dem jeweils in der Kammer herrschenden Druck eine Restfarbschicht be­ stimmter Dicke zu erzeugen. Hiermit ist die Steuerung der Schichtdicke durch Einstellen eines definierten Drucks in der Kammer auf einfa­ che Weise möglich, ohne daß der Anpreßdruck der Rakel an der Wal­ zenoberfläche verändert werden müßte.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfaßt die Dosier­ vorrichtung 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 Kammerbo­ den mit der Kammer ständig in Verbindung steht. Der im Kanal und in der Kammer anstehende Druck ist dann durch eine in Strömungs­ richtung gesehen dem Kanal vorzugsweise nachgeordnete und be­ züglich ihres Strömungsquerschnitts einstellbare Drossel steuer- oder regelbar. Mit einer solchen steuerbaren Drossel im Rücklauf läßt sich ein stationärer Druck in der Kammer erzeugen, wodurch sich eine gleichmäßige Farbschicht definierter Dicke ergibt. Wird der Kammer Farbe mit geregeltem Druck zugeführt, so kann mit der Dosiervor­ richtung auf die Walze direkt Farbe aufgetragen werden, so daß man ein äußerst kurzes Farbwerk mit geringer Rüstzeit und hoher Dynamik erhält.

Eine weitere Maßnahme sieht vor, daß die vordere und/oder die hintere Rakel mit einer farbabweisenden Beschichtung oder mit einer Kombination aus einer farbabweisenden und einer farbfreundli­ chen Beschichtung versehen ist, wodurch eine Benetzung der Ra­ kelkanten mit Farbe weitgehend vermieden wird. Neben der günstigen Verhinderung von Streifenbildung wird hierdurch der Reinigungsauf­ wand reduziert.

Die Dosiervorrichtung hat vorzugsweise eine geringere Länge als die Walze und ist relativ zu dieser bewegbar ausgebildet, vor­ zugsweise in Form von parallel zur Walzenachse verlaufenden, chan­ gierenden, oszillierenden oder schwingenden Bewegungen. Dies trägt zur Vergleichmäßigung der Farbe in Walzenlängsrichtung und zur Vermeidung von Schlieren bei.

Zeichnungen

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung nä­ her erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine stark schematisierte Querschnittsdarstellung einer Dosier­ vorrichtung gemäß der Erfindung in bevorzugter Ausführungs­ form, welche an eine Walze einer Druckmaschine angestellt ist;

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

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete bevorzugte Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung ist an eine Walze 2 im Farbwerk einer Druckmaschine angestellt. Auf der Wal­ zenoberfläche 4 der Walze 2 liegen Schichten von schraffiert darge­ stellter Farbe 6 und Feuchtmittel oder Wasser 8, welche in Fig. 1 der Anschaulichkeit halber als zwei voneinander getrennte Schichten ge­ zeigt sind.

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 Schließrakel 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 vor­ zugsweise 2 bis 10 mm auf. Mit vorzugsweise geringem Umfangsab­ stand 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.

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 in­ nen ist die Kammer 16 durch die Walzenoberfläche 4 begrenzt, wie Fig. 1 zeigt.

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 ge­ sehen von einem Boden 24 der Dosiervorrichtung 1 bis an die Wal­ zenoberfläche 4 erstrecken. Im Boden 24 der Dosiervorrichtung 1 ist ein Kanal 26 vorgesehen, welcher durch vorzugsweise radiale Duch­ gangsbohrungen 28 im Kammerboden 20 mit der Kammer 16 in Ver­ bindung steht. Zusätzlich können in den Seitenwänden 22 Ablauf­ bohrungen 30 vorgesehen sein, welche die Kammer 16 mit der Um­ gebung verbinden.

Der Kanal 26 ist beispielsweise Teil eines geschlossenen Farbkreislaufs 32 und ist zuströmseitig an einen Vorlauf 34 und ab­ strömseitig an einen Rücklauf 36 des Farbkreislaufs 32 angeschlos­ sen, 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 Regelein­ richtung 40 ansteuerbar ist, um ihren Strömungsquerschnitt und da­ mit den die Drossel passierenden Farb-Massenstrom einstellen bzw. einregeln zu können.

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:
An der stumpfen Schließrakel 10 wird im wesentlichen nur Feuchtmittel 8 von der Walzenoberfläche 4 abgerakelt, welches ge­ mäß Fig. 1 an einer von der Kammer 16 weg weisenden Außenfläche 42 der Schließrakel 10 abläuft, um es beispielsweise in einem Auf­ fangbehälter 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 Wal­ zenoberfläche 4 und der Schließrakel 10 vorhandenen, vorderen Ra­ kelspalt 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, zwi­ schen der Arbeitsrakel 14 und der Walzenoberfläche 4 ausgebildeten Rakelspalts 50 haften bleibt.

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 Umge­ bung ab.

Infolgedessen staut sich die von der Arbeitsrakel 14 abgera­ kelte Farbe 47 in der Kammer 16, wodurch sich dort mit der Zeit ein Überdruck gegenüber der Umgebung aufbaut. Aufgrund der Druck­ steigerung 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 her­ aus 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 Ra­ kelspalt 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 re­ gelbar.

Um über die beschriebene Drucksteuerung oder Druckrege­ lung 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 vorge­ sehen sein. Diese kann so ausgebildet sein, daß je Rakel 10, 14 ein individueller Anpreßdruck einstellbar ist.

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

Um zu verhindern, daß sich aufgrund von an den Rakeln 10, 14 anhaftender Farbe auslaufseitig Streifen auf der Walzenober­ fläche 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 farbfreund­ lichen und farbabweisenden Beschichtungen kann eine Benetzung der Rakeln 10, 14 mit Farbe verhindern. Zusätzlich können den bei­ den Rakeln 10, 14 in Drehrichtung der Walze gesehen nachgeord­ nete Streichrakel 52 vorgesehen sein, um die auslaufende Rest­ farbschicht 48 zu glätten. Diese Wirkung kann durch Bewegungen der Streichrakel 52, z. B. durch Changieren oder Schwingen relativ zur Walzenoberfläche 4 unterstützt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Dosiervor­ richtung 1 auch mehr als zwei in Umfangsrichtung der Walze 2 ge­ sehen 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 aus­ gebildet ist. Durch diese Maßnahme wird die gewünschte Farbschichtdicke stufenweise erzeugt, so daß hohe Druckgradienten an den Rakeln 10, 14 mit Neigung zu strömungsmechanischer Insta­ bilität vermieden werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung (1) zum Dosieren und zur Vergleichmäßigung einer Farbschicht (6) auf der Oberfläche (4) einer Druckmaschinenwalze (2), insbesondere auf der Oberfläche einer Farbauftragswalze im Farbwerk einer Druckmaschine, wobei die Oberfläche (4) zusätzlich mit Feucht­ mittel (8) benetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei in Drehrichtung der Walze (2) in vorzugsweise geringem Abstand hinter­ einander 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 Ra­ kelkantenradius aufweist, daß wenigstens ein Teil (47) der auf der Ober­ fläche (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 Kam­ mer (16) vorzugsweise über die Kammeröffnungen, welche durch Durchgangsbohrungen (28) im Kammerboden (20) gebildet sind, mit ei­ ner Druckquelle (26, 32, 34, 36) in Verbindung steht, um abhängig von dem jeweils in der Kammer (16) herrschenden Druck eine Rest­ farbschicht (48) bestimmter Dicke zu erzeugen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen sich vorzugsweise parallel und mit Radialabstand zur Kammer (16) er­ streckenden Kanal (26) umfaßt, welcher einen Abschnitt eines Farb­ kreislaufs (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 Druck durch eine in Strömungsrichtung gesehen dem Kanal (16) vorzugsweise nachgeord­ nete 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 Farbkreis­ laufs (32) in Verbindung steht.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Rakel (10) einen Rakelkantenradius von vorzugsweise 2 bis 10 mm und die hintere Rakel (14) einen Ra­ kelkantenradius von vorzugsweise 0,1 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 ver­ sehen 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, oszillie­ renden 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 Walzenober­ fläche 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.