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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachstellen einer Kammerrakel
an einer Rasterwalze für
Flexodruck.
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Insbesondere
befaßt
sich die Erfindung mit einem Flexodruckprozeß, bei dem relativ hochviskose,
lösungsmittelfreie
Druckfarben auf Polymerbasis, beispielsweise sogenannte UniQure® Farben,
mit verschiedenen Farbwerken naß-in-naß, ohne
Zwischentrocknung, gedruckt werden. Erst nach dem Drucken des letzten
Farbauszugsbildes im letzten Farbwerk werden dann die einander überlagerten
Bilder in einer nachgeschalteten Trocknerstation mit Hilfe eines
leistungsstarken Elektronenstrahltrockners getrocknet. Dieses Druckverfahren
ist als Alternative für
das herkömmliche
Drucken mit UV-härtenden Druckfarben
vorgeschlagen worden.
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Die
Druckfarbe wird mit Hilfe eines Umwälzsystems zu der Kammerrakel
zugefüht,
ein Teil der Druckfarbe wird von der Rasterwalze aufgenommen und
zur Einfärbung
eines Druckzylinders verwendet, und der Überschuß wird aus der Kammerrakel
wieder zum Umwälzsystem
zurückgeleitet.
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Aus
DE 100 44 092 A1 ist
eine herkömmliche Kammerrakel
bekannt, bei der an der Kammerrakel oder im inneren der Kammerrakel
eine Arbeitsrakel angeordnet ist, die mit Nachstellschrauben relativ
zu der ortsfesten Kammerrakel nachgestellt werden kann. Eine Verstellung
der Kammerrakel insgesamt wird nicht beschrieben.
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Bei
einer bekannten Flexodruckmaschine wird die Kammerrakel mit Hilfe
von hydraulisch gedämpften
Pneumatikzylindern gegen die Rasterwalze vorgespannt, so daß das Rakelmesser
und die Dichtungen, die die Kammerrakel an den Enden abschließen, mit
geeignetem Druck an der Umfangsfläche der Rasterwalze anliegen.
Wenn es aufgrund der Reibung zwischen der Rasterwalze und dem Rakelmesser
zu Verschleiß am
Rakelmesser kommt, so sorgt die Vorspannung der Kammerrakel dafür, daß das Rakelmesser
automatisch wieder nachgestellt wird.
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Bei
einem Flexodruckverfahren der eingangs beschriebenen Art erweist
es sich aufgrund der hohen Viskosität der Druckfarben als schwierig,
den Druck in der Kammerrakel zu kontrollieren. Wenn es bei geringem
Farbverbrauch und dementsprechend hohem Rückfluß aus der Kammerrakel zu einer
Zunahme des Druckes in der Kammerrakel kommt, so kann die Situation
eintreten, daß die
pneumatische Vorspannung der Kammerrakel nicht mehr ausreicht, das
Rakelmesser und die Dichtungen in der gewünschten Weise gegen die Umfangsfläche der
Rasterwalze anzudrücken.
Dies kann zu einer Beeinträchtigung
der Druckqualität
sowie zu Leckagen an der Kammerrakel führen. Wird andererseits die
Vorspannung der Kammerrakel erhöht,
damit sie dem höheren
Innendruck standhalten kann, so führt dies in Betriebsphasen,
in denen der Druck in der Kammerrakel niedriger ist, zu einem erhöhten Verschleiß des Rakelmessers
und der Dichtungen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zum Nachstellen einer
Kammerrakel zu schaffen, das besonders für Flexodruckfarben mit hoher
Viskosität
geeignet ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Die Kammerrakel wird während
des größten Teils
der Dauer des Druckprozesses mechanisch in ihrer Position verriegelt
gehalten, und die Verriegelung wird nur in gewissen Zeitabständen für kurze
Perioden, in denen die Kammerrakel gegen die Rasterwalze vorgespannt ist,
gelöst,
um eine Nachstellung zu ermöglichen.
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Durch
die mechanische Verriegelung der Kammerrakel ist sichergestellt,
daß diese
auch dann, wenn in der Kammerrakel ein besonders hoher Druck herrscht,
nicht von der Rasterwalze weg gerückt wird. Der Ausgleich des
Verschleißes
erfolgt bei diesem Verfahren nicht kontinuierlich, sondern intervallweise,
jeweils in den kurzen Perioden, in denen die Verriegelung aufgehoben
ist, so daß das
Rakelmesser aufgrund der Vorspannung wieder gegen den Umfang der
Rasterwalze angedrückt
wird, bevor die Kammerrakel erneut verriegelt wird.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Kraft, mit der die Kammerrakel gegen die Rasterwalze vorgespannt
wird und mit der sie während
der Perioden, in denen die Verriegelung gelöst ist, wieder gegen die Rasterwalze
angestellt wird, kann während
des gesamten Druckprozesses konstant aufrechterhalten werden. Außerdem kann
diese Kraft so hoch gewählt
werden, daß sie
den Innendruck in der Kammerrakel auch während der Druckspitzen überwindet.
So läßt sich
sicherstellen, daß die
Kammerrakel auch dann wieder dicht an die Rasterwalze angestellt
wird, um den Verschleiß des
Rakelmessers auszugleichen, wenn in der Phase, in der die Verriegelung
gelöst
ist, gerade ein besonders hoher Druck herrscht.
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Da
andererseits die Kammerrakel die meiste Zeit über mechanisch verriegelt ist,
führt diese
hohe Vorspannung nicht zu einem erhöhten Verschleiß.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist es jedoch auch möglich,
den pneumatischen Druck, mit dem die Kammerrakel vorgespannt wird,
während der
Phasen, in denen die Kammerrakel mechanisch verriegelt ist, abzuschalten
oder zumindest zu reduzieren.
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Wenn
zur Vorspannung der Kammerrakel hydraulisch gedämpfte Pneumatikzylinder verwendet werden,
so läßt sich
die mechanische Verriegelung einfach dadurch bewirken, daß der hydraulische Dämpfungskreis
unterbrochen und somit der Kolben des Pneumatikzylinders in seiner
Position blockiert wird.
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Im
folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand
der Zeichnung näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
schematischen Schnitt durch eine Rasterwalze und eine Kammerrakel
mit einem zugehörigen
Nachstellsystem;
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2 die
Anordnung nach 1 in einer schematischen Ansicht
von oben; und
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3 ein
Zeitdiagramm zur Illustration des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Wie
aus 1 und 2 hervorgeht, ist eine Kammerrakel 10 einer
Flexodruckmaschine mit Hilfe von zwei hydraulisch gedämpften Pneumatikzylindern 12 gegen
den Umfang einer Rasterwalze 14 anstellbar. Die Kammerrakel 10 bildet
im Inneren eine Kammer 16, die durch einen Teil der Umfangsfläche der
Rasterwalze 14 und durch Rakelmesser 18 begrenzt
wird, die die Umfangsfläche
der Rasterwalze abrakeln. An den axialen Enden ist die Kammer 16 durch
Dichtungen 20 verschlossen.
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Über einen
nicht gezeigten Farbzulauf wird während des Druckbetriebs Druckfarbe
in die Kammer 16 eingeleitet, und ein Teil dieser Druckfarbe wird von
der Rasterwalze 14 aufgenommen und durch diese auf einen
nicht gezeigten Druckzylinder übertragen,
während überschüssige Druckfarbe über einen
nicht gezeigten Rücklauf
wieder aus der Kammer 16 abgeleitet wird. Auf diese Weise
wird die Druckfarbe mit Hilfe eines nicht gezeigten Umwälzsystems
ständig
durch die Kammer 16 umgewälzt. Außerdem wird die Druckfarbe
innerhalb der Kammer 16 mit Hilfe eines nicht gezeigten
Temperiersystems der Kammerrakel 10 auf einer bestimmten
Temperatur gehalten, bei der die Druckfarbe die gewünschte Viskosität aufweist.
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Der
in der Kammer 16 herrschende Druck der Druckfarbe hat die
Tendenz, die Kammerrakel 10 von der Umfangsfläche der
Rasterwalze 14 weg zu drücken. Die Pneumatikzylinder 12 müssen deshalb so
beschaffen sein, daß sie
die durch den Druck der Farbe erzeugte Kraft überwinden und die Kammerrakel 10 ständig in
einer Position halten, in der sie an der Umfangsfläche der
Rasterwalze anliegt.
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Außerdem kommt
es während
des Betriebs der Druckmaschine aufgrund der Rotation der Rasterwalze 14 zu
einem Verschleiß an
den Rakelmessern 18. Die Pneumatikzylinder 12 haben
deshalb auch die Funktion, die Kammerrakel 10 nachzustellen,
um diesen Verschleiß auszugleichen.
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Im
folgenden soll der Aufbau des hydraulisch gedämpften Pneumatikzylinders 12 näher beschrieben
werden. Die Kammerrakel 10 ist an einer Kolbenstange eines
Doppelkolbens 22 gehalten, der im Inneren des Pneumatikzylinders 12 eine
Arbeitskammer 24 und eine Rückstellkammer 26 begrenzt. Wenn
Druckluft über
einen Pneumatik-Einlaß 28 in die
Arbeitskammer 24 eingeleitet wird und gleichzeitig die
Rückstellkammer 26 über einen
Auslaß 30 entlüftet ist,
so bewegt sich der Doppelkolben 22 nach links in 1,
und die Schneiden der Rakelmesser 18 werden gegen den Umfang
der Rasterwalze 14 angedrückt. Die Position der Schneiden
der Rakelmesser ist in 1 mit X bezeichnet.
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Wenn
die Kammerrakel 10 von der Rasterwalze abgestellt werden
soll, so wird die Rückstellkammer 26 unter
Druck gesetzt und die Arbeitskammer 24 druckentlastet.
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Durch
den Doppelkolben 22 und eine innere Trennwand 32 werden
im Inneren des Pneumatikzylinders zwei Hydraulikkammern 34 begrenzt,
die über einen
Dämpfungskreis 36 und
ein steuerbares Ventil 38 miteinander in Verbindung stehen.
Das Ventil 38 bildet im geöffneten Zustand eine Drosselstelle,
die den Fluidaustausch zwischen den Hydraulikkammern 34 so
begrenzt, daß die
Stellbewegungen und Vibrationen des Doppelkolbens 22 gedämpft werden. Wenn
das Ventil 38 ganz geschlossen wird, so ist das Hydraulikfluid
in den beiden dann getrennten Hydraulikkammern 34 eingeschlossen,
so daß der
Doppelkolben 22 in seiner Position blockiert wird.
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Wie 2 zeigt,
ist jedes Ende der Kammerrakel 10 durch einen Pneumatikzylinder 12 gehalten, so
daß die
Kammerrakel auf ihrer gesamten Länge gleichmäßig an den
Umfang der Rasterwalze 14 angedrückt werden kann.
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Ein
Verfahren zum An- und Abstellen der Kammerrakel 10 und
zum Nachstellen der Kammerrakel, zum Ausgleich des Verschleißes der
Rakelmesser 18, soll nun anhand eines Zeitdiagramms erläutert werden,
das in 3 dargestellt ist. In diesem Zeitdiagramm gibt
eine Kurve 40 den Zustand des Pneumatiksystems an. Der
Zustand ”ein” bedeutet, daß die Arbeitskammer 24 unter
Druck gehalten wird und die Rückstellkammer 26 druckentlastet
ist. Für den
Zustand ”aus” gilt das
umgekehrte.
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Eine
Kurve 42 in 3 gibt den Zustand des Ventils 38 in 1 an.
Der Zustand ”frei” bedeutet hier,
daß das
Ventil geöffnet
ist, so daß die
Position des Doppelkolbens 22 durch den pneumatischen Druck
bestimmt wird, und der Zustand ”blockiert” bedeutet,
daß das
Ventil 38 geschlossen ist und somit der Doppelkolben in
seiner jeweiligen Position blockiert wird.
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Eine
Kurve 44 in 3 gibt die Position X der Schneide
des Rakelmessers 18 in Bezug auf die Umfangsfläche 46 Rasterwalze
an.
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Zu
einem Zeitpunkt t0 (unten in 3) zu Beginn
des Druckvorgangs ist das Hydrauliksystem entriegelt (”frei”), das
Pneumatiksystem ist ausgeschaltet, und die Kammerrakel 10 wird
folglich nach einer von der Rasterwalze abgestellten Position gehalten.
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Zum
Zeitpunkt t1 wird das Pneumatiksystem eingeschaltet, und die Kammerrakel
fährt gegen
die Rasterwalze 14 und erreicht diese zum Zeitpunkt t2. Zu
diesem Zeitpunkt wird der Doppelkolben hydraulisch blockiert. Die
Schneide der Rakelmesser 18 wird deshalb unabhängig von
dem in der Kammer herrschenden Druck fest in der einmal erreichten
Position gehalten.
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In
dem Zeitintervall zwischen t2 bis t3 rotiert die Rasterwalze 14 und
verursacht einen gewissen Verschleiß an der Schneide des Rakelmessers,
so daß die
durch die Kurve 44 angegebene Position dieser Schneide
allmählich
von der Umfangsfläche 46 der
Rasterwalze zurückweicht.
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Um
diesen Verschleiß auszugleichen,
wird zum Zeitpunkt t3 das Hydrauliksystem kurzzeitig entriegelt,
so daß die
Kammerrakel unter dem in der Arbeitskammer 24 herrschenden
pneumatischen Druck wieder gegen die Umfangsfläche 46 der Rasterwalze angedrückt wird.
Zum Zeitpunkt t4 wird das Hydrauliksystem wieder verriegelt, und
es beginnt ein neuer Zyklus von Verschleiß und Nachstellen.
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Beieiner
anderen Verfahrensvariante wird der Schließdruck in der Arbeitskammer 24 auf
einem niedrigeren Wert gehalten, der nicht ausreicht, die Druckspitzen
der Druckfarbe in der Kammer 16 zu überwinden. Statt dessen wird
in jedem Zyklus zum Zeitpunkt t3 die Zufuhr von Druckfarbe in die
Kammer 16 abgeschaltet, so daß die verbrauchte oder über den
Rücklauf
abgeleitete Farbe nicht ersetzt wird und folglich der Druck in der
Kammer 16 sinkt. Dieser Druck wird mit einem Drucksensor 48 (1) überwacht,
und erst wenn der Druck weit genug abgenommen hat, so daß er von
dem Druck in der Arbeitskammer 24 überwunden werden kann, wird
das Hydrauliksystem entriegelt und die Kammerrakel nachgestellt.
Nach erneuter Verriegelung, zum Zeitpunkt 14, wird dann
Farbzufuhr wieder eingeschaltet. Da die Nachstellung nur wenig Zeit
erfordert, führt
die kurzzeitige Unterbrechung der Farbzufuhr nicht zu einer Beeinträchtigung
der Druckqualität.