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Die Erfindung betrifft eine Leiteinrichtung für flächige Bedruckstoffe in Druckmaschinen im Wirkungsbereich von Trocknern, die eine Leitfläche mit hoher thermischer Belastbarkeit aufweist.
In Druckmaschinen werden zur Gleit- oder Schwebeführung von flächigen Bedruckstoffen (Papier-, Karton-, Kunststoffbogen oder Papierbahnen) ebene oder gekrümmte Leitflächen verwendet, die Luftdurchtrittsöffnungen für die Blas- oder Saugluftführung des Bedruckstoffes aufweisen können. Die Leitflächen sind zur Erzielung einer ausreichenden Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit sowie zur Gewährleistung sauberer Bedruckstoffoberflächen i.a. aus Edelstahl hergestellt.
Beim Offsetdruck werden Druckfarben und Lacke verwendet, deren Trocknung/Härtung zur Erzielung von hohen Fortdruckgeschwindigkeiten und kurzen Verweilzeiten in der Trocknungszone durch Warmluft, IR- oder UV-Strahlung beschleunigt werden muss. Dazu dienen Trockner, die mit IR- oder UV-Strahlern großer Leistung ausgestattet sind. Die hohen Wärmeleistungen werden jedoch nicht vollständig vom Bedruckstoff aufgenommen. Ein Teil der Wärmemenge gelangt unvermeidbar auf die Leitflächen, die zur Führung der Bedruckstoffe im Trocknerbereich den Wärmestrahlern gegenüberliegend angeordnet sind. Da die bekannten Leitflächen zumindest in den Randzonen mit einer kastenförmigen Tragkonstruktion verschweißt, verschraubt oder in Klemmschienen geführt sind, führt die Erwärmung der Leitflächen dazu, dass diese sich infolge der Wärmedehnung und mangels beweglicher Lagerung der Leitflächenrandzonen aufwölben. Zur Vermeidung einer unzulässigen Verformung werden thermisch belastete Leitflächen deshalb zwangsgekühlt. Dazu werden auf der Leitflächenunterseite kühlmitteldurchströmte Kanäle (z.B.
DE 298 16 734 U1 ) oder Kühlmittelwannen (z.B.
DE 198 10 387 C1 ) in Form von aufwändigen Schweißkonstruktionen angeordnet. Als Kühlmittel wird i.a. Wasser eingesetzt. Die Dichtungsprobleme aufgrund der unterschiedlichen Wärmedehnung der aneinander grenzenden Bleche sind schwer beh errsch bar.
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Alternativ sind aus der
DE 198 42 740 A1 auch Leitflächen aus verformungssteifen Strangpressprofilen mit integrierten Kühlmittelkanälen bekannt, die jedoch kostenintensiv sind und die Anordnung von Blas- oder Saugluftöffnungen beschränken auf eng begrenzte Teilflächen zwischen den Kühlmittelkanälen, so dass eine pneumatisch optimale Bedruckstoffführung wegen der ungleichmäßig verteilten Luftströme nicht möglich ist.
Da die Leitflächen lokal unterschiedlich durch die vagabundierende Wärmestrahlung der Trockner aufgeheizt werden und die Wärmebelastung der Leitflächen auch vom Bedruckstoffformat und der veränderbaren Trocknerleistung abhängt, erfordert eine Temperaturregelung des Kühlmittelkreislaufes für die gleichmäßige Temperierung der Leitflächen einen erheblichen messtechnischen und regelungstechnischen Aufwand.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den hohen Aufwand zur Vermeidung von thermisch bedingten Verformungen der Leitflächen, die sich im Wirkungsbereich von Trocknern befinden, ohne Einschränkung der Leitflächenfunktionalität zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Leiteinrichtung mit den Merkmalen des ersten Anspruchs gelöst.
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Die vorgeschlagene Lösung geht von der Tatsache aus, dass nicht in jedem Falle eine Zwangskühlung der Leitflächen aus drucktechnologischer Sicht notwendig ist. Eine Leitflächenkühlung wird nur dann erforderlich, wenn thermisch sensible Bedruckstoffe (Kunststofffolien) mit Oberflächenkontakt zu den Leitflächen geführt werden oder der Bedruckstoff mit der frisch bedruckten Seite im Reibungskontakt mit der Leitfläche, z.B. durch Saugluft, geführt wird. Dagegen ist im Falle einer Luftpolster- bzw. Schwebeführung von Bedruckstoffbogen oder -bahnen ohne Kontakt zur Leitfläche bzw. bei einer Saugluftführung von einseitig bedruckten Bedruckstoffen (Schöndruck), wobei die unbedruckte Seite auf der Leitfläche gleitet, eine Zwangskühlung entbehrlich. Für diese Anwendungsfälle ist die erfindungsgemäße Lösung besonders geeignet.
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Durch die Zusammensetzung der Leitflächen aus kleinformatigen Leitflächenmodulen, zwischen denen Dehnungsfugen vorgesehen sind, und durch die Vermeidung einer statischen Überbestimmtheit bei der Lagerung der Leitflächenmodule wird die Wärmedehnung der Leitfläche konstruktiv berücksichtigt, so dass Verwerfungen der Leitfläche verhindert werden. Die erfindungsgemäße Leiteinrichtung hat den weiteren Vorteil, dass bei der Verwendung von Leitflächenmodulen mit hohen Wärmeleitwerten lokal eingetragene Trocknerwärme schnell auf die umgebenden Leitflächenzonen verteilt und dadurch Verwerfungen infolge von Temperaturgradienten innerhalb der Leitflächenmodule reduziert werden. Weiterhin ermöglicht das Fehlen von Kühlmittelkanälen eine hohe Flexibilität bei der Anordnung von Luftöffnungen bzw. Düsen für eine optimale pneumatische Bedruckstoffführung.
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Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen haben folgende Bedeutung:
- 1 schematische Darstellung einer Leiteinrichtung von oben
- 2 Darstellung eines Querschnittes der Leiteinrichtung
- 3 Detaildarstellung der Schubgelenk-Lagerung der Leitfläche
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Erfindungsgemäße Leiteinrichtungen sind beispielsweise in Bogendruckmaschinen zur abschmierfreien Führung von bedruckten Bogen nach dem letzten Druck-/Lackwerk entlang der Bogenbahn im Auslagekreis im Wirkungsbereich von IR- oder UV-Trocknern angeordnet.
Die Leiteinrichtung umfasst im Wesentlichen eine Leitfläche, die ein- oder zweiseitig bedruckte Bogen gleitend oder schwebend auf einer vorgegebenen Transportbahn in definiertem Abstand vom Trockner führt und von leisten-, rahmen- und/oder wannenförmigen Leitflächentragelementen gestützt wird, die zusammen mit der Leitfläche einen geschlossenen und luftbeaufschlagbaren Kasten bilden, auf dessen der Bogenbahn zugewandten Seite die Leitfläche angeordnet ist und der in bekannter Weise in mehrere Blas- oder Saugluftkammern für die pneumatische Bogenführung unterteilt sein kann.
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Die Leitfläche ist gemäß der Erfindung (1) aus mehreren Leitflächenmodulen 1 zusammengesetzt. Die Abmessungen der einzelnen Leitflächenmodule 1 richten sich nach dem Bedruckstoffformat und der Biegesteifigkeit der Leitflächenmodule 1. Die Leitflächenmodule 1 erstrecken sich vorzugsweise über die gesamte Breite der Bedruckstoffbahn, wobei je nach der zu realisierenden Länge der Leitfläche mehrere Leitflächenmodule 1 in Bogentransportrichtung hintereinander angeordnet sind. In Relation zu ihrer Breite ist die Länge der Leitflächenmodule 1 relativ gering und beträgt vorzugsweise etwa ein Zehntel bis ein Fünftel ihrer Breite. Es ist ebenso möglich, größere Leitflächen aus Leitflächenmodulen 1, die sowohl hintereinander als auch nebeneinander angeordnet sind, rasterartig zusammenzusetzen. Dies kann bei Formatbreiten über einem Meter zur Vermeidung von Durchbiegung oder zur Realisierung von differenzierten Luftströmungen zur pneumatischen Bogenführung (z.B. symmetrisch auf die Seitenkanten gerichtete Blasluftströme zur Bogenstraffung) vorteilhaft sein.
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Zwischen den Leitflächenmodulen 1 befinden sich Dehnungsfugen 11 zur Kompensation von Wärmedehnungen 12 der Leitflächenmodule 1 . Die Dehnungsfugen 11 werden durch ineinander greifende Randprofile gebildet, wie z.B. überlappende Randzonen der Leitflächenmodule 1 mit halber Wandstärke oder spielbehaftete Nut-Feder-Verbindungen, wobei eine annähernde Dichtheit gegenüber Blas- oder Saugluft besteht (2). Die bewegliche Verbindung der Leitflächenmodule 1 untereinander über Nut-Feder-Verbindungen wird realisiert, indem das Spaltmaß der Nut um ca. 1/10 mm größer als die Federdicke ist. Die Kanten der Leitflächenmodule 1 entlang der Dehnungsfugen 11, die in Kontakt zum Bedruckstoff gelangen können, sind mit Rundungsradien versehen, um Beschädigungen des Bedruckstoffes zu vermeiden. Die Leitflächenmodule 1 können ebenso durch separate Verbindungselemente (nicht dargestellt), wie z.B. lose Federn, verbunden werden, wobei die Leitflächenmodule 1 Nuten aufweisen und die Federn die Dehnungsfugen 11 überdecken.
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Die Leitflächenmodule 1 weisen eine Querschnittshöhe von beispielsweise 3 mm auf, wobei für Nut-Feder-Verbindungen größere Querschnittshöhen von mindestens 5 mm geeignet sind.
Die Leitflächenmodule 1 besitzen bevorzugt einen mehrfach höheren Wärmeleitwert im Vergleich zu Stahl, der mindestens 80 W/mK beträgt und von Aluminium- oder Kupferlegierungen erreicht wird. Zur Erzielung der erforderlichen Verschleißfestigkeit gegenüber Abrieb durch den gleitend geführten Bedruckstoff ist Aluminium mit entsprechenden Zusätzen legiert oder durch anodische Oxidation an seiner Oberfläche gehärtet.
Die Leitflächenmodule 1 können aus Blechen oder aus flächigen Strangpressprofilen hergestellt sein, wobei Strangpressprofile Vorteile in Bezug auf hohe Biegesteifigkeiten und geringe Verwerfungen besitzen, insbesondere dann, wenn die Strangpressprofile Querschnittsverstärkungen aufweisen, die die Biegesteifigkeit der Leitflächenmodule 1 erhöhen. Zur Anpassung an ebene oder gekrümmte Bogentransportbahnen sind die Leitflächenmodule 1 eben oder mit dazu korrespondierenden Krümmungen ausgestattet, wobei bei großen Krümmungsradien aufgrund der geringen Breite der Leitflächenmodule 1 das Spiel an den Dehnungsfugen 11 zwischen den Leitflächenmodulen 1 zur krümmungsbildenden Neigung der Leitflächenmodule zueinander genutzt werden kann. Vorteilhaft können zur kostengünstigen Realisierung von Leitflächen mit ebenen und gekrümmten Leitflächenabschnitten gebogene Bleche mit ebenen Strangpressprofilen kombiniert werden, wobei die Bleche zur Erzielung einer durchgehenden Leitfläche ohne Höhendifferenzen gekröpfte Randstreifen aufweisen müssen, die vergleichbar mit einer Nut-Feder-Verbindung in damit korrespondierende Nuten in den Strangpressprofilen eingreifen.
Zur pneumatischen Bogenführung können sich Luftöffnungen 10 im Leitflächenmodul 1 befinden, die dem Blas- oder Saugluftdurchtritt für die pneumatische Bogenführung dienen. Die Leitflächenmodule 1 sind in Abhängigkeit vom Material für unterschiedliche Düsenarten geeignet. Bei der Verwendung von Blechen können beispielsweise Blasluft-Schlitzdüsen für die straffe Bogenführung nach dem Prinzip des aerodynamischen Paradoxons kostengünstig durch Prägen oder Stanzen eingebracht werden. Strangpressprofile können dagegen auf einfache Weise mit senkrechten Bohrungen für den Aufbau von weitreichenden Stützluftpolstern ausgestattet werden. Da die Anordnung der Luftöffnungen 10 nicht durch auszusparende Kühlmittelkanäle eingeschränkt wird, ist jede gewünschte Verteilung der Luftöffnungen 10 und damit eine optimale Anpassung der pneumatischen Bogenführung realisierbar.
Die Leitflächenmodule 1 sind auf gestellfesten Leitflächentragelementen 2, 3, 8 jeweils mit einer festen Aufnahme 4 und Wärmedehnungen zulassenden weiteren Aufnahmen 5 gelagert.
Bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten Leiteinrichtung (1) besteht die Leitfläche aus zwei Leitflächenmodulen 1, die beispielsweise aus Strangpressprofilen hergestellt werden und Lochdüsen 10 aufweisen. Die Seitenkanten quer zur Transportrichtung sind wechselseitig abgestuft und gerundet und greifen überlappend ineinander, wobei die Leitflächenmodule 1 beabstandet angeordnet werden, um Dehnungsfugen 11 zu erhalten, die die Wärmedehnung 12 der benachbarten Leitflächenmodule 1 kompensieren (2). Die Leitflächenmodule 1 sind auf einem wannenförmigen Leitflächentragelement 2 gelagert, dessen Seitenwände den Luftraum unter der Leitfläche quer zur Transportrichtung nach beiden Seiten abschließen. In Transportrichtung sind drei Stege 3, 8 - an den beiden Außenseiten und in der Mitte - mit dem wannenförmigen Leitflächentragelement 2 beispielsweise durch Verschraubungen verbunden, wobei die äußeren Stege 8 den Luftraum unter der Leitfläche an den Außenseiten abschließen. Es ist ebenso möglich, ein Leitflächentragelement 2 mit 3 integrierten Stegen, die in Bogentransportrichtung verlaufen, zu verwenden und den Luftraum unter der Leitfläche quer zur Transportrichtung durch Bleche abzuschließen.
Die Leitflächenmodule 1 erstrecken sich quer zur Bogentransportrichtung über das maximale Bogenformat hinaus.
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Die feste Aufnahme 4 der Leitflächenmodule 1 jeweils in einem Punkt, bevorzugt im mittleren Bereich der Leitflächenmodule 1 , dient der örtlichen Fixierung der einzelnen Leitflächenmodule 1. Eine feste Aufnahme kann eine Einspannung oder ein gestellfestes Drehgelenk sein. Die Einspannungen der Leitflächenmodule 1 werden zweckmäßig durch Schraubverbindungen 4 gebildet, wobei dazu eine im Leitflächenmodul 1 versenkte Schraube die feste Verbindung zu dem mittleren Steg 3 herstellt. Alle weiteren Lagerpunkte zur Abstützung der Leitflächenmodule 1 sind als Loslager, insbesondere als Schubgelenke oder lose Drehgelenke, ausgestaltet, um die Wärmedehnung 12 der Leitflächenmodule 1 infolge der Trocknereinwirkung ohne Verspannungen der Leitfläche ausgleichen zu können. Die Loslager der Leitflächenmodule 1 werden durch die ineinandergreifenden Randprofile der Leitflächenmodule 1 mit Dehnungsfugen 11 und an den Außenseiten der Leiteinrichtung außerhalb des maximalen Bogenformates durch Abdeckschienen 5 gebildet, die durch Anordnung von Abstandhülsen 7 an den Schraubverbindungen 6, deren Höhe ca. 1/10 mm größer ist als die Höhe der Leitflächenmodule 1 , Schubgelenke für die Aufnahme der Leitflächenmodule 1 bilden (3). Die Leitflächenmodule 1 werden zwischen den Abdeckschienen 5 und den äußeren Stegen 8 fixiert, wobei das Spaltmaß eine eindimensionale Beweglichkeit der Leitflächenmodule 1 bei Wärmedehnung 12 gewährleistet. Die Leitflächenmodule 1 besitzen im Bereich der Abstandhülsen 7 langlochartige Aussparungen 9. Die Abdeckschienen 5 können sich über die gesamte Länge der Leitfläche erstrecken oder zur Kompensation von Wärmedehnungen 12 aus mehreren Teilen mit Dehnungsfugen 11 zusammengesetzt sein.
Damit ist in Wärmedehnungsrichtung der Leitflächenmodule 1 eine statisch bestimmte Lagerung mit einem Festlager im mittleren Bereich des Leitflächenmoduls und peripheren Loslagern gewährleistet, die verhindert, dass sich Leitflächenmodule 1 bei Erwärmung aufwölben oder verwerfen, wie es bei bekannten mehrfachen Festlagerungen pro Leitfläche der Fall wäre.
Es ist insbesondere bei geringen Formatbreiten auch möglich, eine Festlagerung (z.B. Schraubverbindung) an einer Außenseite der Leitflächenmodule 1 und ein Schubgelenk (Gleitlagerung zwischen Abdeckschiene 5 und Steg 8) auf der entgegengesetzten Außenseite unter Verzicht auf eine mittige Lagerung vorzusehen.
Im Falle großer Formatbreiten (über einem Meter) kann es aus wirtschaftlichen Erwägungen, aufgrund der zunehmenden Durchbiegung oder zur Vereinfachung der Montage vorteilhaft sein, jeweils zwei Leitflächenmodule 1 mit jeweils der halben Formatbreite nebeneinander anzuordnen, wobei beide Leitflächenmodule 1 mit ihren aneinandergrenzenden Enden auf dem mittleren Steg 3 verschraubt sind und an ihren anderen Enden eindimensional beweglich auf den äußeren Stegen 8 gelagert sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leitflächenmodul
- 2
- Leitflächentragelement
- 3
- Leitflächentragelement, mittlerer Steg
- 4
- feste Aufnahme, Schraubverbindung
- 5
- Wärmedehnungen zulassende Aufnahme, Abdeckschiene
- 6
- Schraubverbindung der Abdeckschiene
- 7
- Abstandhülse
- 8
- Leitflächentragelement, äußerer Steg
- 9
- Aussparung in der Leitfläche
- 10
- Luftöffnung im Leitflächenmodul
- 11
- Dehnungsfuge
- 12
- Wärmedehnung
