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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Tragen eines Bedruckstoffbogens auf einem Luftpolster.
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In
EP 0 695 707 B1 ist
eine Vorrichtung mit relativ zur Bogenlaufrichtung quer blasenden
Blasdüsen
beschrieben. Die seitlich blasenden Düsen sind in der Lage, den Bogen
auf einem bestimmten Abstand zur Düsenfläche zu halten, da die Blasluftströmungen der
Blasdüsen
auf den Bogen eine anziehende Kraft ausüben, wenn sich der Bogen aus
seiner Gleichgewichtslage von der Düsenfläche weg bewegt, und auf den
Bogen eine abstoßende
Kraft ausüben,
wenn sich der Bogen der Düsenfläche nähert. In
der Praxis sind äußere Störkräfte unvermeidlich, die
auf den getragenen Bogen wirken und letzteren dadurch wellenförmig verformen. Überschreitet
eine Amplitude der Bogenwellen ein bestimmtes Maß, dann kommt der Bogen im
Bereich der Wellentäler mit
der Düsenfläche in einen
unerwünschten
Kontakt, der die Gefahr des Abschmierens in sich birgt.
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Zur
Lösung
dieses Problems können
die
DE 101 41 415
A1 und
EP
1 184 175 A1 , worin Vorrichtungen mit Drosseldüsen beschrieben
sind, keinen wirklich hilfreichen Beitrag leisten.
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Deshalb
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum mit Sicherheit berührungslosen und abschmierfreien Tragen
eines gewellten Bedruckstoffbogens anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Tragen eines Bedruckstoffbogens auf einem Luftpolster, wird
das Luftpolster mittels Blasdüsen
erzeugt, indem mittels der Blasdüsen relativ
zur Bogenlaufrichtung des Bedruckstoffbogens quer geblasen wird,
und werden die Wellentäler
des Bedruckstoffbogens mittels von den Blasdüsen verschiedenen blasenden
Drosseldüsen
lokal abgestützt.
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Weiterbildungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
beinhalten, dass als die Blasdüsen Schlitzdüsen verwendet
werden, von denen sich jede über
mehrere der Drosseldüsen
längserstreckt,
und dass als die Drosseldüsen
Labyrinthdrosseldüsen verwendet
werden, deren Luftdrosseln Lochplattenlabyrinthe sind.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Tragen eines Bedruckstoffbogens auf einem Luftpolster sind in
eine Düsenfläche das
Luftpolster erzeugende und relativ zur Bogenlaufrichtung des Bedruckstoffbogens
quer blasende Blasdüsen
eingebracht und sind in die Düsenfläche von
den Blasdüsen
verschiedene, blasende Drosseldüsen
zur lokalen Abstützung
von Wellentälern
des Bedruckstoffbogens eingebracht.
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Gemäß einer
Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind die Blasdüsen
als Schlitzdüsen
ausgebildet und ist die Schlitzlänge
jeder der Schlitzdüsen
größer als
mehrere der Drosseldüsen.
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Gemäß einer
weiteren Weiterbildung sind die Drosseldüsen als Lochplattenlabyrinth-Drosseldüsen ausgebildet.
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Gemäß einer
weiteren Weiterbildung weisen die Drosseldüsen jeweils eine Düsenöffnung mit
einem Abmaß auf
und weisen die Drosseldüsen
in Bogenlaufrichtung gesehen von Drosseldüsen zu benachbarter Drosseldüse einen
Mittenabstand auf, welcher relativ zu dem Abmaß in folgender Maßrelation
steht: Der Mittenabstand ist größer als
das 0,25-fache des Abmaßes
und ist kleiner als das 5-fache des Abmaßes.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung sind die Blasdüsen mit einem zwischen 0,01
Millibar und 20 Millibar liegenden Druck blasluftbeaufschlagt.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung sind die Drosseldüsen mit einem zwischen 5 Millibar
und 200 Millibar liegenden Druck blasluftbeaufschlagt.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung sind die Drosseldüsen mit einem wertmäßig anderen
Druck als die Blasdüsen
blasluftbeaufschlagt.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung sind die Drosseldüsen in Pfeilformationen angeordnet.
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Zur
Erfindung gehört
auch eine Druckmaschine, die mit der erfindungsgemäßen oder
einer der Weiterbildungen entsprechend ausgebildeten Vorrichtung
ausgestattet ist. Dabei kann die die Drosseldüsen und die Blasdüsen umfassende
Düsenfläche die
Umfangsoberfläche
einer Bogentransporttrommel der Druckmaschine sein oder die Leitfläche einer
Bogenleiteinrichtung sein, die einer Bogentransporttrommel oder
einem Kettenförderer
zum Leiten der von der Bogentransporttrommel bzw. dem Kettenförderer transportierten
Bedruckstoffbogen beigeordnet ist.
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Weitere
funktionell und konstruktiv vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
und der dazugehörigen
Zeichnung.
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In
dieser zeigt:
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1 eine
Bogendruckmaschine für
den Schön-
und Wiederdruck,
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2 eine
Bogenleiteinrichtung der Bogendruckmaschine aus 1,
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3 die
Luftversorgung der Bogenleiteinrichtung aus 2,
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4 eine
Modifikation der Bogenleiteinrichtung aus 2,
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5 und 6 die
Anordnung von Drosseldüsen
innerhalb eines Düsenfeldes
der Bogenleiteinrichtung aus 2 oder 4,
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7 und 8 die
Wirkung der Drosseldüsen
aus 6 auf Wellentäler
des Bedruckstoffbogens und
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9 und 10 Modifikationen
der in 5 dargestellten Düsenfläche.
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In
den 1 bis 10 sind einander entsprechende
Bauteile und Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt
eine Druckmaschine 1 zum Bedrucken von Bogen 2.
Die Druckmaschine 1 ist ein Perfektor zum beidseitigen
Bedrucken der Bogen 2. Die Druckmaschine 1 umfasst
eine Wendeeinrichtung 3 zum Wenden der Bogen 2 und
Druckwerke 4 für
den Offsetdruck. Zwischen Gegendruckzylindern 5 der Druckwerke 4 sind
Trommeln 6 zum Transportieren der Bogen 2 angeordnet.
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Unterhalb
der Trommeln 6 sind Leiteinrichtungen 7 zum Leiten
der von den Trommeln 6 transportierten Bogen angeordnet.
Die Leiteinrichtungen 7 sind im Wesentlichen schalenförmig. Die
Leiteinrichtungen 7 der der Wendeeinrichtung 3 in
Bogenlaufrichtung folgenden Trommeln 6, welche die Bogen 2 in
deren beidseitig bedrucktem Zustand transportieren, sind als Blasluftkästen ausgebildet.
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2 und 3 zeigen
ein Ausführungsbeispiel
der Blasluftkästen
aus 1 anhand einer Abwicklung, in der eine konkave
Düsenfläche 8 der
Leiteinrichtung 7 der Einfachheit halber eben dargestellt ist.
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In 2 ist
eine zur Bogenlaufrichtung 9 parallele Symmetrieachse 10 der
Düsenfläche 8 angegeben.
Fluchtend mit der Symmetrieachse 10 längserstreckt sich ein inneres
Düsenfeld 11.
Beiderseits des inneren Düsenfeldes 11 sind äußere Düsenfelder 12 angeordnet.
Das innere Düsenfeld 11 und
die äußeren Düsenfelder 12 umfassen
jeweils Drosseldüsen.
Diese Drosseldüsen
sind mit labyrinthartigen Luftdrosseln ausgestattete Blasdüsen, die
in der Düsenfläche 8 münden. Die
Luftdrosseln können
z. B. Lochplattenlabyrinthe sein. In 2 sind die
Drosseldüsen
durch Schraffur der Düsenfelder 11, 12 lediglich
symbolisch angegeben.
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Zwischen
dem inneren Düsenfeld 11 und
den äußeren Düsenfeldern 12 befindet
sich jeweils eine Blasdüsenanordnung.
Diese Blasdüsenanordnungen
könnten
jeweils eine Düsenreihe
sein und sind beim gezeigten Ausführungsbeispiel spezielle Schlitzdüsen 13,
sogenannte Langschlitzdüsen.
Die Schlitzdüsen 13 erstrecken
sich jeweils parallel zur Bogenlaufrichtung 9 und über eine
Vielzahl der Drosseldüsen
hinweg. Im Wesentlichen erstreckt sich jede Schlitzdüse 13 über die
gesamte Länge
der Düsenfläche 8.
Die Schlitzdüsen 13 geben
jeweils eine Blasluftströmung 14 ab,
die unter einen rechten Winkel quer zur Bogenlaufrichtung 9 gerichtet
ist. Die Blasluftströmungen 14 können auch
unter einem nicht-rechten Winkel in Querrichtung abgestrahlt werden.
Auf jeden Fall ist die eine Blasluftströmung 14 zu der einen
Seitenkante des pneumatisch geleiteten Bogens hin gerichtet und
die andere Blasluftströmung 14 zu
der anderen Seitenkante hin. Die Blasluftströmungen 14 legen sich
an die Düsenfläche 8 eng
an und streichen dabei über
die äußeren Düsenfelder 12 hinweg.
In 2 ist jede Blasluftströmung 14 mit mehreren
Pfeilen symbolisch dargestellt. Würden die Blasluftdüsenanordnungen
in alternative Ausbildung anstatt aus den Schlitzdüsen 13 aus
jeweils einer Düsenreihe
mit Blasdüsen
bestehen, dann wären
deren Blasluftströmungen
genauso ausgerichtet wie die der dargestellten Schlitzdüsen 13.
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3 zeigt,
dass die Düsenfläche 8,
die aus einem oder mehreren Blechen bestehen kann, eine innere Luftkammer 15 des
inneren Düsenfeldes 11, äußere Luftkammern 16 der äußeren Düsenfelder 12 und
zwischengeordnete Luftkammern 17 der Schlitzdüsen 13 (oder
der alternativen Düsenreihen)
bedeckt. In den äußeren Luftkammern 16 und
der inneren Luftkammer 15 herrscht ein zwischen 5 Millibar und
200 Millibar, vorzugsweise zwischen 10 Millibar und 90 Millibar
liegender Druck pDD, der von einem an diese
Luftkammern 15, 16 angeschlossenen, ersten Lüfter 18 erzeugt
wird und der an den Drosseldüsen anliegt.
In den zwischengeordneten Luftkammern 17 herrscht ein zwischen
0,01 Millibar und 20 Millibar, vorzugsweise zwischen 0,1 Millibar
und 7 Millibar liegender Druck pSD, der
von einem an diese Luftkammern 17 angeschlossenen, zweiten
Lüfter 19 erzeugt wird
und der an den Schlitzdüsen 13 (oder
den alternativen Düsenreihen)
anliegt. Der die Düsenfelder 11, 12 mit
den Drosseldüsen
beaufschlagende Druck pDD ist also mehrfach
größer als
der die zwischen den Düsenfeldern 11, 12 liegenden
Blasdüsenanordnungen
(Schlitzdüsen 13 oder
alternative Düsenreihen) beaufschlagende
Druck pSD.
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In
bestimmten Anwendungsfällen
kann auf das Vorhandensein des inneren Düsenfeldes 11 und der
inneren Luftkammer 15 verzichtet werden. In diesen Fällen können die
beiden zwischengeordneten Luftkammern 17 zu einer einzigen
zwischengeordneten Luftkammer zusammengefasst sein. Unabhängig davon,
ob die zwischengeordneten Luftkammern 17 zusammengefasst
sind oder nicht, liegen die zwischengeordneten Luftkammern 17 oder
liegt die einzige zwischengeordnete Luftkammer außerhalb
des Bereiches der äußeren Düsenfelder 12.
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4 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Blasluftkästen
in 1 anhand einer Abwicklung der Düsenfläche 8.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind
zwischen den beiden äußeren Düsenfeldern 12 zwei
innere Düsenfelder 11 angeordnet.
Die inneren und äußeren Düsenfelder 11, 12 sind
mit Drosseldüsen
versehen, die Blasluft ausstoßen.
Solche Drosseldüsen
sind auch in einem vorderen Düsenfeld 20 und
in einem hinteren Düsenfeld 21 vorgesehen,
die sich quer zur Bogenlaufrichtung 9 erstreckende Randstreifen
der Düsenfläche 8 bilden,
und sind in Zinken 22 der kammförmigen Ränder der Leiteinrichtung 7 angeordnet.
Zwischen den beiden inneren Düsenfeldern 11 sind
bezüglich
der Düsenfläche 8 im Wesentlichen
senkrecht strahlende und als sogenannte Impulsdüsen 23 ausgebildete
Blasdüsen
angeordnet. Die Impulsdüsen 23 sind
in einer oder vorzugsweise mehreren Reihen angeordnet. Zwischen dem
einen inneren Düsenfeld 11 und
dem nächstliegenden äußeren Düsenfeld 12 sind
als sogenannte Venturi-Düsen
ausgebildete Blasdüsen
in einer ersten Düsenreihe 24 angeordnet.
Zwischen dem anderen inneren Düsenfeld 11 und
dem nächstliegenden äußeren Düsenfeld 12 sind
ebenfalls als sogenannte Venturi-Düsen ausgebildete Blasdüsen in einer
zweiten Düsenreihe 25 angeordnet.
Eine dritte Düsenreihe 26 und
eine vierte Düsenreihe 27 mit
solchen als Venturi-Düsen
ausgebildeten Blasdüsen
sind in die äußeren Düsenfelder 12 integriert,
d. h. die Venturi-Düsen
dieser Düsenreihen 26, 27 befinden
sich zwischen den Drosseldüsen
besagter Düsenfelder 12.
Die Venturi-Düsen,
welche innerhalb der äußeren Düsenfelder 12 angeordnet
sind, sind von den Drosseldüsen
dieser Düsenfelder 12 verschieden
ausgebildete Blasdüsen.
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Die
Blasluftströmungen 14 der
Blasdüsen der
ersten Düsenreihe 24 und
der zweiten Düsenreihe 25 sind
unter einem rechten oder schrägen
Winkel relativ zur Bogenlaufrichtung 9 orientiert – im Prinzip genauso
wie die Blasluftströmungen
der in 2 dargestellten Schlitzdüsen – und schmiegen sich beim Überstreichen
der äußeren Düsenfelder 12 an die
Düsenfläche 8 eng
an. Die Blasluftströmungen 14 der
Blasdüsen
der dritten Düsenreihe 26 und
der vierten Düsenreihe 27 sind
ebenfalls unter einem rechten oder schrägen Winkel bezüglich der
Bogenlaufrichtung 9 in Querrichtung orientiert und sie überstreichen
Teilbereiche der äußeren Düsenfelder 12.
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5 zeigt
die bereits erwähnten
Drosseldüsen 28 der
Düsenfelder 11, 12.
Die Drosseldüsen 28 des
jeweiligen Düsenfeldes
sind in Pfeilformationen 29 angeordnet, wobei die Spitzen
der Pfeilformationen 29 in Bogenlaufrichtung 9 zeigen.
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6 zeigt
die Vergrößerung eines
Ausschnittes aus 5. Die Drosseldüsen 28 haben
jeweils eine Düsenöffnung 30,
deren in Bogenlaufrichtung 9 zu messendes Abmaß D 0,5
Millimeter bis 5 Millimeter und vorzugsweise 1 Millimeter bis 3
Millimeter beträgt.
Da die Düsenöffnungen 30 kreisrund konturiert
sind, ist das Abmaß D
ein Durchmesser. Ein von Drosseldüse 28 zu benachbarter
Drosseldüse 28 der
jeweiligen Pfeilformation 29 in Bogenlaufrichtung 9 zu
messender Mittenabstand LT ist derart dimensioniert, dass er in
folgendem Verhältnis
zum Abmaß D
steht: 0,25 D < LT < 5 D, vorzugsweise
0,5 D < LT < 2 D, optimalerweise
0,5 D < LT < D. Der derart bemessene
Mittenabstand LT besteht nicht nur zwischen innerhalb der jeweiligen
Pfeilformation 29 benachbarten Drosseldüsen 28, sondern auch
zwischen der in Bogenlaufrichtung 9 gesehen hinteren Drosseldüse 28 der
jeweils vorgeordneten Pfeilformation 29 und der vordersten
Drosseldüse 28 der nachgeordneten
Pfeilformation 29.
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7 zeigt
die vorteilhafte Wirkung der Drosseldüsen 28 anhand eines
Vergleichs. Mit Volllinie ist die wellenförmige Verformung des Bogens 2 gezeichnet,
welcher der Bogen 2 unterliegen würde, wenn die Drosseldüsen 28 der
Düsenfelder 11, 12 (vgl. 2 bis 4)
nicht vorhanden wären
und der Bogen 2 nur durch die Schlitzdüsen 13 bzw. nur durch
die Düsenreihen 24 bis 27 auf
einem Luftkissen getragen werden würde. Mit Phantomlinie ist eine
sogenannte Gleichgewichts-Schwebehöhe 31 des Bogens 2 eingezeichnet,
die maßlich
auf die Düsenfläche 8 bezogen
ist. In dieser Gleichgewichts-Schwebehöhe 31 wird der Bogen 2 von
den Schlitzdüsen 13 bzw.
Düsenreihen 24 bis 27 gehalten,
wenn sich zwischen deren Blaskräften
und Sogkräften
(aerodynamisches Paradoxon) ein Gleichgewichtszustand eingestellt
hat.
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Dabei
lassen sich im Wesentlichen sinusförmige Längswellen im Bogen 2 nicht
vermeiden, die insbesondere dann auftreten, wenn der Bogen 2 aus dünnem Papier
besteht. Falls eine Amplitude 32 der Längswellen größer als
die Gleichgewichts-Schwebehöhe 31 ist,
besteht die Gefahr, dass die Wellentäler der Längswelle mit der Düsenfläche 8 in
Kontakt kommen und dabei die auf die der Düsenfläche 8 zugewandte Bogenrückseite
frisch aufgedruckte Druckfarbe abschmiert.
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Dieser
Gefahr wird durch die Drosseldüsen 28 begegnet,
welche im Wesentlichen nur in ihrem unmittelbaren Nahbereich wirksam
sind und deren Fernwirkung vernachlässigbar ist, so dass sie die Gleichgewichts-Schwebehöhe 31 nicht
beeinträchtigen.
Da sich die Wellentäler
im unmittelbaren Nahbereich der Drosseldüsen 28 befinden, heben
letztere die Wellentäler
von der Düsenfläche 8 ab.
Die Drosseldüsen 8 üben also
mittels ihrer Blasluft eine lokal begrenzte Wirkung auf den Bogen 2 aus,
nämlich
nur auf besagte Wellentäler.
Das durch die Drosseldüsen 8 erfolgende
gezielte Anheben der Wellentäler
ist in der 7 mit Pfeilen P symbolisch dargestellt.
Durch besagtes Anheben wird der Bogen 2 in Längsrichtung
etwas gestrafft und in eine Form gezwungen, die in 7 mit
unterbrochener Linie dargestellt ist.
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Um
die Relativlage zwischen den Drosseldüsen 28 und den Wellentälern zu
verdeutlichen, ist in 8 der Bogen 2 nicht
in seiner tatsächlichen,
zur Düsenfläche 8 parallelen
Lage dargestellt, sondern in einer imaginären, zur Düsenfläche 18 senkrechten Lage.
Imaginäre
Balken B dienen dazu, jene begrenzte Wirkbereiche der Düsenfläche 8 zu
markieren, in denen die Drosseldüsen 28 die
Wellentäler des
Bogens 2 anheben. Die Balken B und die Pfeile P (vgl. 7)
sind im Prinzip identisch. 8 verdeutlicht,
dass die Drosseldüsen 28 bezüglich ihres Mittenabstandes
LT (vgl. 6) so eng beieinander platziert
sind, dass jedes Wellental von mindestens zwei Drosseldüsen 28 des
jeweiligen Schenkels der jeweiligen Pfeilformation 29 pneumatisch
abgestützt wird.
Da jede Pfeilformation 29 zwei Schenkel hat, wird jedes
Wellental von mindestens vier Drosseldüsen 28 der jeweiligen
Pfeilformation 29 auf Abstand zur Düsenfläche 8 gehalten.
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9 zeigt
am Beispiel der Düsenfläche 8 des
inneren Düsenfeldes 11 aus 2,
dass beidseitig neben diesem Düsenfeld 11 schlitzförmige Öffnungen 3 in
die Düsenfläche 8 eingebracht
sind, durch welche Öffnungen 33 hindurch
die von den Drosseldüsen 28 des
Düsenfeldes 11 ausgestoßene Luft
abströmen
kann oder abgesaugt wird. Die schlitzförmigen Öffnungen 33 längserstrecken
sich parallel zur Bogenlaufrichtung 9.
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10 zeigt
eine Modifikation, bei welcher die schlitzförmigen Öffnungen 33 aus 9 durch funktionsgleiche
Reihen von Öffnungen 33 ersetzt sind.
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Den
in den 9 und 10 dargestellten Öffnungen 33 entsprechende Öffnungen
zum Abströmen
oder Absaugen der von den Drosseldüsen ausgestoßenen Luft
können
auch den inneren Düsenfeldern 11 aus 4 und
den äußeren Düsenfeldern 12 aus
den 2 und 4 beigeordnet sein. Die Öffnungen 33 sind
in den 2 bis 4 aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit
nicht mit dargestellt.
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- 1
- Druckmaschine
- 2
- Bogen
- 3
- Wendeeinrichtung
- 4
- Druckwerk
- 5
- Gegendruckzylinder
- 6
- Trommel
- 7
- Leiteinrichtung
- 8
- Düsenfläche
- 9
- Bogenlaufrichtung
- 10
- Symmetrieachse
- 11
- inneres
Düsenfeld
- 12
- äußeres Düsenfeld
- 13
- Schlitzdüse
- 14
- Blasluftströmung
- 15
- innere
Luftkammer
- 16
- äußere Luftkammer
- 17
- zwischengeordnete
Luftkammer
- 18
- erster
Lüfter
- 19
- zweiter
Lüfter
- 20
- vorderes
Düsenfeld
- 21
- hinteres
Düsenfeld
- 22
- Zinken
- 23
- Impulsdüse
- 24
- erste
Düsenreihe
- 25
- zweite
Düsenreihe
- 26
- dritte
Düsenreihe
- 27
- vierte
Düsenreihe
- 28
- Drosseldüse
- 29
- Pfeilformation
- 30
- Düsenöffnung
- 31
- Gleichgewichtsschwebehöhe
- 32
- Amplitude
- 33
- Öffnung
- B
- Balken
- D
- Abmaß
- LT
- Mittenabstand
- P
- Pfeil
- pDD
- Druck
- pSD
- Druck