DE102007042377A1

DE102007042377A1 - Einrichtung zur volumendosierten Entnahme von Farbe aus einem kübelförmigen Farbtankteil

Info

Publication number: DE102007042377A1
Application number: DE102007042377A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Nerger; Janine Stockmann
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2009-03-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur volumenmdosierten Entnahme von Farbe aus einem kübelförmigen Farbtankteil zur Farbversorgung eines Farbwerkes einer Druckmaschine. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine exakte Entnahme von Farbe aus einem Farbbehälter ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass als Ventilteil ein Hubschieberelement (22) eingesetzt wird, das mechanisch gekoppelt mit dem Kolbenhub in eine die Farbaustrittsöffnung (21) verschließende Stellung verschiebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur volumendosierten Entnahme von Farbe aus einem kübelförmigen Farbtankteil zur Farbversorgung eines Farbwerkes einer Druckmaschine.
Es sind Einrichtungen bekannt, mit denen Farbwerke von Druckmaschinen automatisch mit Farbe aus einem Farbreservoir befüllt werden. Solche Einrichtungen werden insbesondere für Druckaufträge mit sehr großen Mengen an Druckfarbe verwendet.
Für Druckaufträge, für die nur kleinere Mengen an Druckfarbe benötigt werden, sind aus dem Stand der Technik Auspressaggregate bekannt, bei denen die Farbe aus einem in das Auspressaggregat aufgenommenen Farbbehälter direkt in den Farbkasten ausgepresst wird.
Hierzu sind spezielle Farbbehälter – die so genannten Kartuschen – entwickelt worden. Diese Kartuschen weisen einen kolbenförmigen verschiebbaren Boden und gegenüberliegend eine Auspressmündungsöffnung auf. Mit Druckkraft wird nun der Zylinderboden eingerückt und dabei die Farbe aus der Auspressmündungsöffnung ausgepresst.
In DE 298 21 139 U1 ist beispielsweise vorgeschlagen worden, die Kartusche in einem druckluftdichten Aufnahmebehälter einzuspannen und den Boden mit Druckluft zu beaufschlagen. Ähnliche Vorrichtungen sind aus DE 295 22 134 U1 , G 94 20 159 U1 , DE 196 32 717 A1 bekannt.
Aus DE 102 12 882 A1 ist eine Vorrichtung zum Befüllen von Farbwerken mit Farben aus Farbdosen bekannt. Die Farbdose wird in einer Aufnahmevorrichtung angeordnet, welche diese derart aufnimmt, dass die Farbe durch eine im Boden der Farbdose eingestanzte Auslassöffnung in das Farbwerk fließt. Sie umfasst ferner ein Auspresseinrichtung zum Auspressen der Farbdose.
Aus DE 100 45 077 A1 ist eine Lösung bekannt, die ohne aufwändige Auspresseinrichtung auskommt. Dabei wird eine Farbkartusche druckdicht mit einer Farbdosierkammer verbunden. Die Farbdosierkammer wird zyklisch mit Unterdruck und anschließend mit Überdruck beaufschlagt, wobei bei Unterdruck eine diskrete Menge Farbe aus der Farbkartusche in die Farbdosierkammer gesaugt wird und bei Überdruck eine diskrete Menge Farbe zur Weiterverarbeitung aus der Dosierkammer gedrückt wird. Die Einrichtung besteht aus einem den Kartuschenaustragstutzen druckdicht umschließenden Ventilkopf, der aus einer zentralen Farbdosierkammer besteht, die mit einem auf Druckerhöhung öffnenden Ausströmventil verbunden ist und Mittel zum Erzeugen von Unter- und Über druck vorgesehen sind. Das Ausströmventil weist einen federbelasteten Ventilkolben auf, der eine Dosieröffnung verschließt.
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass eine sehr genaue Dosierung – wie sie insbesondere für Kurzfarbwerke erforderlich ist – mit einem federbelasteten Ventilkolben nicht erreichbar ist. Grund dafür ist, dass es beim Einsatz dieser Einrichtung zur Verschmutzung des federbelasteten Kolbens und zu einer Veränderung der Federkennlinie kommt. Die Folge ist ein verzögertes und nicht vollständiges Verschließen der Dosieröffnung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine exakte Entnahme von Farbe aus einem Farbbehälter ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des 1. Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass aufgrund des definierten Fördervolumens pro Hub eine hohe Dosiergenauigkeit erzielbar ist. Diese Dosiergenauigkeit bleibt auch bei längerem Einsatz der Einrichtung erhalten.
Durch den Einsatz eines Hubschieberelementes als Ventileinheit für den Verschluss der Farbaustrittsöffnung, das mechanisch gekoppelt mit dem Kolbenhub in eine die Farbaustrittsöffnung verschließende Stellung verschiebbar ist, muss nicht mehr gegen eine Feder gearbeitet werden.
Im Folgenden soll die Erfindung beispielhaft erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen stellen dabei dar:
1: Seitenansicht der Einrichtung zur Farbentnahme aus einer Farbdose
2: Schematische Darstellung der Einrichtung im Zustand des Kolbenhubes
3: Schematische Darstellung der Einrichtung im Zustand des Rückhubes
In 1 wird die Versorgung eines Druckwerks mit der erfindungsgemäßen Einrichtung 1 aus einer Farbdose 2 gezeigt. Die Farbdosen 2 können unterschiedlich groß sein. Sie haben beispielsweise ein Füllgewicht von 1, 2, 5 oder 5 kg Farbe. Ihr kreisrunder Boden wird auf eine Grundplatte 3 einer Aufnahmevorrichtung 5 aufgesetzt und mit Spannele menten 4 fixiert. Die erfindungsgemäße Einrichtung 1 ist aber nicht auf die Entnahme von Farbe aus einer Farbdose 2 beschränkt.
In der Grundplatte 3 sind ringförmige Dichtungen 6 vorgesehen, die den Dosenboden druckdicht mit der Grundplatte 3 verbinden. Der Farbdose 2 wird der Deckel entnommen und die Farboberfläche mit einer Platte 7 beschwert.
In 2 und 3 ist die erfindungsgemäße Einrichtung 1 im Detail und in unterschiedlichen Zuständen dargestellt.
In der Grundplatte 3 ist zentral eine Durchlassöffnung 8 vorgesehen, so dass die Farbe aus der auf der Grundplatte 3 druckdicht fixierten Farbdose 2 aus einer zentral in ihren Boden eingestanzten Auslassöffnung 9 ausfließen kann. Die Grundplatte 3 ist mit einem zylindrischen Gehäuse 10 verbunden. In dem Gehäuse 10 ist im Anschluss an die Durchlassöffnung 8 die Farbkammer 11 angeordnet. Weiterhin ist dem Gehäuse 10 ein Kolben 12 zugeordnet, der an der Stelle, an der er in die Farbkammer 11 eindringt, seitlich mit einem Dichtelement 13 abgedichtet wird. Der Kolben 12 ist als Stufenkolben ausgebildet, wobei der in der Farbdosierkammer 20 sich bewegende Kolbenteil 12.1 den kleineren Durchmesser aufweist. Der Kolbenteil 12.2 weist einen größeren Durchmesser auf. Dieser Teil wird in dem Dichtelement 13, das fest mit dem Gehäuse 10 verbunden ist, verschiebbar geführt. An der Stirnseite des Kolbens 12 ist ein Kolbenelement 14 fest angeordnet, das die Farbkammer 11 in zwei Kammern mit in Abhängigkeit vom Kolbenhub veränderbaren Kammervolumen trennt: in die Farbdosierkammer 20 und in eine Farbvorratskammer 19. Das Kolbenelement 14 umfasst ein Druckventil 15. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Kolbenelement 14 einschließlich Druckventil 15 gebildet aus einem scheibenförmigen Ventilsitz 16 mit einer Ventildurchlassöffnung 18 und einem Ventilschließkörper 17 kleineren Durchmessers. Der Ventilschließkörper 17 ist auf dem Kolben 12 axial verschiebbar angeordnet zum Freigeben bzw. Absperren der Ventildurchlassöffnung 18.
Die Farbdosierkammer 20 besitzt eine Farbaustrittsöffnung 21, der ein Hubschieberelement 22 zugeordnet ist. Dieses ist auf dem Kolben 12 und an der Innenseite der Farbdosierkammer 20 gleitend verschiebbar ausgestaltet. Das Hubschieberelement 22 ist als eine Hülse ausgebildet, die zwischen zwei Anschlägen verschiebbar ist. Die Anschläge werden gebildet aus dem Dichtelement 13 und der Kolbenstufe 23 des als Stufenkolben ausgebildeten Kolbens 12.
Zur Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung:
Um einen Farbkasten einer Druckmaschine mit Farbe aus zum Beispiel einer Farbdose 2 zu versorgen, wird diese – wie in 1 gezeigt – auf die Grundplatte 3 aufgesetzt und mit Spannelementen 4 mit der Grundplatte 3 verspannt. Zu Beginn des Farbdosiervorganges wird der Kolben 12 in die Farbkammer 11 verschoben. Durch die Hubbewegung des Kolbens 12 wird das Druckventil 15 geöffnet. Die Farbaustrittsöffnung 21 der Farbdosierkammer 20 ist durch das von der Kolbenstufe 23 des Kolbens 12 mitgeführte Hubschieberelement 22 verschlossen. Die Farbe läuft aus einer zentral in den Boden der Dose eingestanzten Auslassöffnung 9 durch die Durchlassöffnung 8 der Grundplatte 3 in die Farbvorratskammer 19 und durch das geöffnete Druckventil 15 in die Farbdosierkammer 20. Die Farbe fließt solange aus bis die Farbvorratskammer 19 und die Farbdosierkammer 20 vollständig mit Farbe gefüllt sind.
Zum Dosieren bzw. zur Entnahme von Farbe aus der Farbvorratskammer 19 wird der Kolben 12 zurückgezogen (siehe 3). Dadurch entsteht nun in der Farbdosierkammer 20 durch die Verringerung des Volumens ein erhöhter Druck und das Druckventil 15 wird geschlossen. Im Ausführungsbeispiel wird der scheibenförmige Ventilschließkörper 17 gegen den scheibenförmigen Ventilsitz 16 gedrückt. Gleichzeitig entsteht in der Farbvorratskammer 19 durch Vergrößerung des Volumens ein Unterdruck. Die Farbe aus der Farbdose 2 strömt in die Farbvorratskammer 19 ein. Ebenfalls gleichzeitig wird das Hubschieberelement 22 durch den Überdruck in der Farbdosierkammer 20 bis zu dem als Anschlag dienenden Dichtelement 13 verschoben. In dieser Stellung des Hubschieberelementes 22 ist die Farbaustrittsöffnung 21 freigegeben. Durch den weiter zurückfahrenden Kolben 12 wird eine diskrete Menge Farbe aus der Farbaustrittsöffnung 21 herausgepresst.
Als nächster Schritt wird der Kolben 12 wieder in seine Anfangslage geführt (siehe 2). Erreicht bei der Vorwärtsbewegung die Kolbenstufe 23 des Kolbens 12 die Innenseite des hülsenförmigen Hubschieberelementes 22 wird dieses verschoben und die Farbaustrittsöffnung 21 verschlossen. Gleichzeitig kommt es dabei zu einem Überdruck in der Farbvorratskammer 19. Das Druckventil 15 öffnet sich und in die sich mit dem Hub vergrößernde Farbdosierkammer 20 strömt Farbe ein. Nach erfolgtem Druckausgleich ist die Farbdosierkammer 20 wieder mit Farbe gefüllt.
Zur Realisierung des nächsten Dosierhubs beginnt der Bewegungsablauf wie bereits oben beschrieben. Diese Vorgänge wiederholen sich zyklisch.
Dadurch, dass mit dem Hub des Kolbens 12 das Hubschieberelement 22 mitgeführt wird, wird die noch in der Farbaustrittsöffnung 21 befindliche Farbmenge sauber abgeschnitten.
Die Menge der mit einem Kolbenhub dosierten Farbmenge ist durch die Größe der Farbdosierkammer 20 vorgegeben konstant. Die Menge der zugeführten Farbmenge kann durch eine Regelung der Kolbenhubfrequenz eingestellt werden.
Im Gegensatz zum federbelasteten Ventilkolben erfolgt durch die mechanische Kopplung des Hubschieberelementes 22 mit dem Kolbenhub ein Zwangverschluss in kürzester Zeit.
Das Volumen der dosierten Farbmenge eines Hubes wird durch die konstruktive Größengestaltung der Farbdosierkammer 20 bestimmt. Die Gesamtmenge der dosierten Farbe lässt sich durch Anzahl der Kolbenhübe pro Zeiteinheit variieren. Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann somit je nach Bedarf die Farbe gezielt dosiert werden.
Zur Regelung der Hubfrequenz des Kolbens 12 ist eine Regeleinrichtung vorgesehen.

1: Einrichtung
2: Farbtankteil, Farbdose
3: Grundplatte
4: Spannelement
5: Aufnahmevorrichtung
6: Dichtung
7: Platte
8: Durchlassöffnung
9: Auslassöffnung
10: Gehäuse
11: Farbkammer
12: Kolben
12.1: Kolbenteil
12.2: Kolbenteil
13: Dichtelement
14: Kolbenelement
15: Druckventil
16: Ventilsitz
17: Ventilschließkörper
18: Ventildurchlassöffnung
19: Farbvorratskammer
20: Farbdosierkammer
21: Farbaustrittsöffnung
22: Hubschieberelement
23: Kolbenstufe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 29821139 U1 [0005]
- DE 29522134 U1 [0005]
- DE 9420159 U1 [0005]
- DE 19632717 A1 [0005]
- DE 10212882 A1 [0006]
- DE 10045077 A1 [0007]

Claims

Einrichtung zur volumendosierten Entnahme von Farbe aus einem kübelförmigen Farbtankteil (2) mit einer Auslassöffnung (9), wobei die Farbauslassöffnung (9) druckdicht mit einer Farbkammer (11) verbindbar ist, diese Farbkammer (11) eine Farbdosierkammer (20) umfasst, die mit einer Farbaustrittsöffnung (21) versehen ist und einem in der Farbkammer (11) verschiebbaren Kolben (12), der zum Erzeugen von Unter- und Überdruck in der Farbkammer (11) durch ein Antriebsteil betrieben wird, sowie ein Ventilteil, mit dem die Farbaustrittsöffnung (21) der Farbdosierkammer (20) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Ventilteil ein Hubschieberelement (22) eingesetzt wird, das mechanisch gekoppelt mit dem Kolbenhub in eine die Farbaustrittsöffnung (21) verschließende Stellung verschiebbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (12) als ein im Durchmesser abgestufter Kolben mit einer Kolbenstufe (23) ausgebildet ist, wobei der in der Farbdosierkammer (20) sich bewegende Kolbenteil (12.1) einen kleineren Durchmesser aufweist und dass das Kolbenteil (12.2) größeren Durchmessers in einem die Farbdosierkammer (20) begrenzenden Dichtelement (13) verschiebbar angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubschieberelement (22) als eine Hülse ausgebildet wird, die auf dem Kolbenteil (12.1) kleineren Durchmessers und an der Innenwand der Farbkammer (11) gleitend verschiebbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubschieberelement (22) zwischen zwei Anschlägen verschiebbar ist und dass die Anschläge gebildet werden aus dem die Farbdosierkammer (20) begrenzenden Dichtelement (13) und der Kolbenstufe (23) des Kolbens (12).
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Kopf des in der Farbdosierkammer (20) sich bewegenden Kolbenteils (12.1) ein Kolbenelement (14) angeordnet, das die Farbkammer (11) in eine Farbvorratskammer (19) und in die Farbdosierkammer (20) mit veränderlichen Füllvolumen teilt und dass das Kolbenelement (14) ein Druckventil (15) aufweist zum Freigeben bzw. Absperren der Ventildurchlassöffnung (18).
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil (15) ein Rückschlagventil ist.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (14) mit Druckventil (15) gebildet wird aus einem scheibenförmigen Ventilsitz (16), der fest am Kolbenteil (12.1) angeordnet ist und mindestens eine Ventildurchlassöffnung (18) aufweist, sowie einem scheibenförmigen Ventilschließkörper (17) kleineren Durchmessers, der gegenüber dem Ventilsitz (16) auf dem Kolbenteil (12.1) verschiebbar angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regeleinrichtung zum Regeln der Kolbenhubfrequenz vorgesehen ist.