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Die
Erfindung betrifft eine verbesserte Fluidzuführ-Anordnung
für eine Druckmaschine, insbesondere eine Bogendruckmaschine.
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Fluidzuführ-Anordnungen
werden z. B. in Lackwerken von Bogendruckmaschinen zum Zuführen
von auf bedruckte Druckbogen aufzubringendem Lack eingesetzt.
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Aus
DE 102 36 781 A1 ist
eine Fluidzuführ-Anordnung für ein Lackwerk einer
Bogendruckmaschine bekannt, wobei ein Drucksensor zur Erfassung
eines stets in der Kammer einer Kammerrakel bereitzustellenden Überdruckes
in der Kammer angeordnet und schaltungstechnisch mit einer Maschinensteuerung
der Bogendruckmaschine gekoppelt ist. Die Maschinensteuerung ist
mit einer in einer Lackzuführleitung für die Kammer
angeordneten Förderpumpe gekoppelt, mittels deren der gewünschte Überdruck
des Lacks in der Kammer erzeugbar ist. Überschüssiger
Lack aus der Kammer ist mittels einer Lackrücklaufleitung
nach dem Schwerkraftprinzip in ein Reservoir zurückführbar.
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Gemäß dieser
Lösung wird stets ein Überdruck in der Kammer
der Kammerrakel aufrechterhalten, was hohe Anforderungen an die
Abdichtung der Kammer stellt, da es ansonsten zu Leckagen im Dichtungs-
und Rackelblattbereich kommen kann.
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Aus
DE 299 13 778 U1 ist
eine weitere Fluidzuführ-Anordnung für ein Lackwerk
einer Bogendruckmaschine bekannt, wobei sowohl in einer Lackzuführleitung
zum Zuführen von Lack in die Kammer einer Kammerrakel des
Lackwerks als auch in einer Lackrückführleitung
zum Rückführen überschüssigen
Lacks aus der Kammer in ein Reservoir eine Fluidpumpe vorgesehen
ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Fluidzuführ-Anordnung
für eine Druckmaschine, insbesondere für eine
Bogendruckmaschine, bereitzustellen.
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Dies
wird mit einer Fluidzuführ-Anordnung gemäß Anspruch
1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen definiert.
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Gemäß der
Erfindung weist eine Fluidzuführ-Anordnung für
eine Druckmaschine, insbesondere für eine Bogendruckmaschine,
auf: ein Fluidreservoir zum Speichern von der Druckmaschine zuzuführendem
Fluid, eine Fluidzuführeinrichtung mit einer Fluidkammer
und einem mit der Fluidkammer zusammenwirkenden Auftragelement zum
Auftragen des Fluids aus der Fluidkammer auf einen Arbeitszylinder
der Druckmaschine, einen eine Zuführleitung und eine Rückführleitung
aufweisenden Leitungskreislauf, der das Fluidreservoir mit der Fluidkammer verbindet,
zum Transportieren des Fluids zwischen Fluidreservoir und Fluidkammer,
Fördermittel, die im Leitungskreislauf zwischen Fluidreservoir
und Fluidkammer angeordnet sind, zum Fördern des Fluids, und
Drucksteuermittel zum Steuern des Fluiddrucks in der Fluidkammer,
so dass ein vorbestimmter Unterdruck-Grenzwert in der Fluidkammer
nicht überschritten wird.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung werden Beeinträchtigungen
des Betriebs der Fluidzuführ-Anordnung durch zu großen
Unterdruck in der Fluidkammer sicher vermieden. Auf ein besonders druckfestes
und damit kostenintensives Dichtungssystem kann somit erfindungsgemäß verzichtet
werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung weisen die Drucksteuermittel
eine Steuervorrichtung auf, die mit den Fördermitteln verbunden
ist, zum Steuern einer Förderrate der Fördermittel.
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Die
Steuerung der Förderrate, d. h. der Fördermenge
pro Zeiteinheit, stellt eine effektive und steuerungstechnisch günstige
Variante zum Steuern des Fluiddrucks in der Fluidkammer bereit.
Die Steuervorrichtung kann mit einer Maschinensteuerung der Druckmaschine
verbunden oder in diese integriert sein, so dass eine einfache Einbindung
der Fluidzuführ-Anordnung in die Steuerung der Druckmaschine
möglich ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung weisen die Fördermittel
eine erste Fördereinheit in der Zuführleitung
zum Zuführen von Fluid aus dem Fluidreservoir zu der Fluidkammer
und eine zweite Fördereinheit in der Rückführleitung
zum Abführen von Fluid aus der Fluidkammer in das Fluidreservoir
auf.
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Damit
kann die Förderrate bei steigendem oder sinkendem Fluidbedarf
angepasst werden und dennoch gewährleistet werden, dass
der Unterdruck-Grenzwert oder Überdruck-Grenzwert nicht überschritten
wird.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung weisen die Drucksteuermittel
einen Sensor auf, der mit der Steuervorrichtung verbunden ist, zum Messen
des Fluiddrucks und/oder des Fluidfüllstandes in der Fluidkammer.
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Durch
die Rückkopplung mittels des Sensors wird eine Regelung
des Fluiddrucks und/oder des Fluidfüllstandes ermöglicht,
was die erfindungsgemäße Fluidzuführ-Anordnung
noch besser an die jeweils vorgegebenen Betriebsbedingungen anpassbar
macht.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung ist die Steuervorrichtung
der Drucksteuermittel eingerichtet zum Steuern einer Förderrate
der ersten Fördereinheit und einer Förderrate
der zweiten Fördereinheit, so dass ein vorbestimmter Überdruck-Grenzwert
in der Fluidkammer nicht überschritten wird.
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Diese
Ausgestaltung der Erfindung verbessert die Betriebseigenschaften
der Fluidzuführ-Anordnung dahingehend, dass nun zusätzlich
zu dem Unterdruck-Grenzwert auch ein Überdruck-Grenzwert überwacht
wird, was die Fluidzuführ-Anordnung noch betriebssicherer
macht.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung ist die Steuervorrichtung
der Drucksteuermittel eingerichtet zum Steuern einer Förderrate
der ersten Fördereinheit und einer Förderrate
der zweiten Fördereinheit, so dass die Förderrate
der zweiten Fördereinheit um einen vorbestimmten Wert größer
als die Förderrate der ersten Fördereinheit ist,
wobei in der Rückführleitung zwischen Fluidkammer
und zweiter Fördereinheit eine Druckausgleicheinheit vorgesehen
ist, welche durch Zuführen von Luft in die Rückführleitung
den Abbau von Unterdruck in der Rückführleitung
und damit in der Kammer ermöglicht.
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Durch
das Vorsehen der Druckausgleicheinheit in der Rückführleitung
wird auf einfache und kostengünstige Weise sichergestellt,
dass der Unterdruck-Grenzwert in der Fluidkammer nicht überschritten
wird. Dadurch, dass die Förderrate der zweiten Fördereinheit
um einen vorbestimmten Wert größer als die Förderrate
der ersten Fördereinheit ist, wird auf einfache und kostengünstige
Weise sichergestellt, dass der Überdruck-Grenzwert in der
Fluidkammer nicht überschritten wird. Somit ist eine einfache
und kostengünstige Fluidzuführ-Anordnung mit verbesserter
Betriebssicherheit bereitgestellt.
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Bevorzugt
kann die Druckausgleicheinheit ein manuell oder automatisch betätigbares
Stellventil, ein auf Unterdruck ansprechendes Rückschlagventil
oder eine kleine Öffnung vorbestimmten Durchmessers in
der Rückführleitung aufweisen.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung weisen die Fördermittel
eine Fördereinheit in der Zuführleitung auf zum
Zuführen von Fluid aus dem Fluidreservoir zu der Fluidkammer,
wobei ein Durchflussquerschnitt der Rückführleitung
um ein vorbestimmtes Maß größer ausgebildet
ist als ein Durchflussquerschnitt der Zuführleitung, und
wobei die Rückführleitung an einem höchsten
Punkt der Fluidkammer mit dieser verbunden ist und zum Fluidreservoir
hin ein stetiges Gefälle aufweist, so dass das Fluid per
Schwerkraft aus der Fluidkammer in das Fluidreservoir strömen
kann.
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Diese
Ausgestaltung der Erfindung stellt eine besonders einfache und kostengünstige
Lösung bereit, da nur eine einzige Fördereinheit
vorgesehen ist. Durch die am höchsten Punkt der Kammer
(die Kammer ist im Betrieb immer mit Fluid gefüllt) angeschlossene
Rückführleitung wird sicher vermieden, dass der Überdruck-Grenzwert überschritten
wird. Ferner unterstützt der größere
Durchflussquerschnitt der Rückführleitung in vorteilhafter
Weise das Abfließen des Fluids und verhindert durch sein
damit größeres Volumen einen zu hohen Unterdruck
oder Überdruck in der Fluidkammer.
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Erfindungsgemäß ist
bevorzugt jede Fördereinheit von einer förderratensteuerbaren
Fluidpumpe gebildet. Gemäß einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung weist die Steuervorrichtung einen elektrischen
Umrichter auf zum Steuern der Drehzahl eines Antriebsmotors der
Fluidpumpe.
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Ein
solcher Umrichter lässt sich leicht in eine Maschinensteuerung
integrieren und stellt eine kostengünstige Lösung
zur Drehzahlsteuerung bzw. -regelung und damit Förderratenbeeinflussung
bereit.
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Erfindungsgemäß ist
das Fluid bevorzugt von einem fließfähigen Lack,
einer fließfähigen Druckfarbe oder einem fließfähigen
Reinigungsmittel gebildet.
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Ferner
ist erfindungsgemäß die Fluidzuführeinrichtung
bevorzugt von einer Kammerrakel gebildet, wobei das Auftragelement
von einer Auftragwalze, wie einer Rasterwalze, der Kammerrakel zum
Zusammenwirken mit einem Formzylinder eines Lackwerks der Druckmaschine
gebildet ist.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren anhand von Ausführungsformen beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische Ansicht einer Fluidzuführ-Anordnung gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung.
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2 zeigt
eine schematische Ansicht einer Fluidzuführ-Anordnung gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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3 zeigt
eine schematische Ansicht einer Fluidzuführ-Anordnung gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung.
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In 1 ist
gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung eine Fluidzuführ-Anordnung 10 eines
Lackwerks 1 einer Bogendruckmaschine (nicht vollständig
dargestellt) gezeigt.
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Das
Lackwerk 1 ist nach einem letzten Druckwerk (nicht gezeigt)
der Bogendruckmaschine angeordnet und weist die Fluidzuführ-Anordnung 10, einen
Formzylinder 20 und einen Druckzylinder 30 auf.
Das Lackwerk 1 dient der Inline-Veredelung von in den Druckwerken
bedruckten Druckbogen (nicht gezeigt).
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Die
Fluidzuführ-Anordnung 10 weist ein Fluidreservoir 11 zum
Speichern von der Bogendruckmaschine zuzuführendem Fluid
in Form von fließfähigem Lack und eine Fluidzuführeinrichtung
in Form einer Kammerrakel 12 auf.
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Die
Kammerrakel 12 weist eine Fluidkammer 121 und
ein mit der Fluidkammer 121 zusammenwirkendes Auftragelement
in Form einer gerasterten Auftragwalze bzw. Rasterwalze 122 zum
Auftragen des Fluids aus der Fluidkammer 121 auf den Formzylinder 20 des
Lackwerks 1 auf. Die Kammerrakel 12 ist mit einem
ersten und einem zweiten Rakelblatt (nicht bezeichnet) ausgebildet
und weist seitlich angeordnete Dichtungen auf, so dass die Kammer 121 für
die Aufnahme von Fluid, vorzugsweise Lack oder alternativ Reinigungsfluid,
und zur gleichzeitigen Benetzung der gerasterten Auftragwalze 122 (über
deren Breite) mit dem Fluid eingerichtet ist. Die beiden Rakelblätter
sind jeweils positiv bzw. negativ auf die Mantelfläche
der gerasterten Auftragwalze 122 angestellt.
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Die
Fluidzuführ-Anordnung 10 weist ferner einen eine
Zuführleitung 131 und eine Rückführleitung 132 aufweisenden
Leitungskreislauf 13, der das Fluidreservoir 11 mit
der Fluidkammer 121 verbindet, zum Transportieren des Fluids
zwischen Fluidreservoir 11 und Fluidkammer 121,
Fördermittel 14, die im Leitungskreislauf 13 zwischen
Fluidreservoir 11 und Fluidkammer 121 angeordnet
sind, zum Fördern des Fluids, und Drucksteuermittel 15 auf
zum Steuern des Fluiddrucks in der Fluidkammer 121.
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Die
Fördermittel 14 weisen eine erste förderratensteuerbare
Fluidpumpe 141 in der Zuführleitung 131 zum
Zuführen von Fluid aus dem Fluidreservoir 11 zu
der Fluidkammer 121 und eine zweite förderratensteuerbare
Fluidpumpe 142 in der Rückführleitung 132 zum
Abführen von Fluid aus der Fluidkammer 121 in
das Fluidreservoir 11 auf.
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Die
Drucksteuermittel 15 weisen eine Steuervorrichtung 151 auf,
die mit der ersten und der zweiten Fluidpumpe 141, 142 verbunden
ist und in die ein elektrischer Umrichter integriert ist zum Steuern
der Drehzahl jeweiliger elektrischer Antriebsmotoren (nicht gezeigt)
der ersten und der zweiten Fluidpumpe 141, 142 zum
Steuern einer jeweiligen Förderrate dieser.
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Die
Drucksteuermittel 15 weisen ferner einen Sensor 152 auf,
der mit der Steuervorrichtung 151 verbunden ist, zum Messen
des Fluiddrucks und/oder des Fluidfüllstandes in der Fluidkammer 121.
D. h., der Sensor 152 dient vorzugsweise der berührungslos
tastenden Erfassung der Druckverhältnisse in der Kammer 121 der
Kammerrakel 12 und kann zusätzlich oder alternativ
als tauchfähiger Sensor für die Pegelmessung in
der Kammer 121 ausgebildet sein. Die Signale des Sensors 152 sind von
der Steuervorrichtung 151 verarbeitbar und über diese
zur Steuerung der ersten und der zweiten Fluidpumpe 141, 142 nutzbar.
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Die
Steuervorrichtung 151 ist per Hardware und/oder Software
derart eingerichtet, dass sie die jeweiligen Förderraten
der ersten und der zweiten Fluidpumpe 141, 142 so
steuern bzw. regeln kann, dass ein vorbestimmter Überdruck-Grenzwert
in der Fluidkammer 121 und ein vorbestimmter Unterdruck-Grenzwert
in der Fluidkammer 121 nicht überschritten werden.
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Mit
anderen Worten sollte bei einem geschlossenen Lackumlauf, wie dem
hier beschriebenen, die zweite Fluidpumpe (Rückführpumpe) 142 etwas
schneller fördern, um überschüssigen
Lack aus der Kammer 121 der Kammerrakel 12 herauszufördern.
Dadurch könnte ein erhöhter Unterdruck in der Kammer 121 entstehen,
der sich dann durch Abheben der Rakelblätter von der Auftragwalze 122 ruckartig
abbauen würde, was sich durch ein Quietschgeräusch
bemerkbar machen würde.
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Durch
das Abheben der Rakelblätter kann das kontinuierliche Abrakeln
der Auftragswalze 122 gestört werden, was zu partiellem
Lacküberschuss auf deren Mantelfläche und damit
zu Störungen in der Inline-Veredelung der Druckbogen führt.
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Bei
zu geringer Förderrate der zweiten Fluidpumpe 142 könnte
sich in der Kammer 121 ein erhöhter Überdruck
aufbauen, was zum Austreten von Lack im Dichtungs- und Rakelblattbereich
führen würde. Hierbei kann die zweite Fluidpumpe 142 als Rückführpumpe
wie eine Drossel wirken.
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Durch
Regeln der jeweiligen Förderraten der ersten und der zweiten
Fluidpumpe 141, 142 mittels der Drucksteuermittel 15,
derart, dass ein vorbestimmter Überdruck-Grenzwert in der
Fluidkammer 121 und ein vorbestimmter Unterdruck- Grenzwert
in der Fluidkammer 121 nicht überschritten werden, kann
sichergestellt werden, dass in der Kammer 121 kein oder
nur ein bestimmter Unter- oder Überdruck vorhanden ist.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf 2 eine Fluidzuführ-Anordnung 10' gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Da die Fluidzuführ-Anordnung 10' gemäß der
zweiten Ausführungsform bis auf einige Unterschiede der
Fluidzuführ-Anordnung 10 gemäß der
ersten Ausführungsform gleicht, werden im Folgenden nur
die Unterschiede erläutert. In 2 bezeichnen
gleiche Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform
die gleichen Elemente.
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Die
Steuervorrichtung 151 ist gemäß der zweiten
Ausführungsform eingerichtet zum Steuern der Förderrate
der ersten Fluidpumpe 141 und der Förderrate der
zweiten Fluidpumpe 142, so dass die Förderrate
der zweiten Fluidpumpe 142 um einen vorbestimmten Wert
(z. B. 1% bis 5%) größer als die Förderrate
der ersten Fluidpumpe 141 ist.
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In
der Rückführleitung 132 ist zwischen
Fluidkammer 121 und zweiter Fluidpumpe 142 eine Druckausgleicheinheit
in Form eines Rückschlagventils 153 vorgesehen,
welches kurz vor Erreichen des Unterdruck-Grenzwertes öffnet
und dadurch Luft in die Rückführleitung 132 einströmen
lässt, wodurch der Unterdruck in der Rückführleitung 132 und
damit auch in der Kammer 121 abgebaut wird.
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Die
Druckausgleicheinheit kann auch in Form einer kleinen Öffnung
(z. B. Bohrung) in der Rückführleitung 132 oder
in Form eines Kugelhahns ausgebildet sein. Bei Einsatz eines Kugelhahns
kann angetrockneter Lack durch Betätigen des Kugelhahns
gebrochen werden und kann der Kugelhahn bei Bedarf z. B. zum Spülen
des Systems geschlossen werden.
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Durch
Vorsehen der Druckausgleicheinheit kann ein Überschreiten
des Unterdruck-Grenzwertes in der Kammer 121 vermieden
werden, wodurch ein unterdruckbasiertes Abheben der Rakelblätter
ausgeschlossen wird. Durch entsprechendes Regeln der Fluidpumpen 141 und 142 unter
Nutzung des Sensors 152 kann außerdem das Überschreiten
des Überdruck-Grenzwertes sicher vermieden werden. Der
Sensor ist nicht unbedingt notwendig. Beispielsweise kann in der
Ausbildung gemäß 2 in vorteilhafter
Weise auf den Sensor verzichtet werden.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf 3 eine Fluidzuführ-Anordnung 10'' gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Da die
Fluidzuführ-Anordnung 10'' gemäß der
dritten Ausführungsform bis auf einige Unterschiede der
Fluidzuführ-Anordnung 10 gemäß der
ersten Ausführungsform gleicht, werden im Folgenden nur
die Unterschiede erläutert. In 3 bezeichnen
gleiche Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform
die gleichen Elemente.
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Gemäß der
dritten Ausführungsform weisen die Fördermittel 14 nur
eine einzige eine Fluidpumpe 141 auf, die in der Zuführleitung 131 angeordnet
ist zum Zuführen von Fluid aus dem Fluidreservoir 11 zu der
Fluidkammer 121.
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Ferner
ist gemäß der dritten Ausführungsform
ein Durchflussquerschnitt bzw. Durchmesser der Rückführleitung 132 um
ein vorbestimmtes Maß (z. B. 10% bis 20%) größer
ausgebildet als ein Durchflussquerschnitt bzw. Durchmesser der Zuführleitung 131,
wobei die Rückführleitung 132 als Überlauf
an einem höchsten Punkt der Fluidkammer 121 mit
dieser verbunden ist und zum Fluidreservoir 11 hin ein stetiges
Gefälle aufweist, so dass das Fluid bzw. der Lack im Betrieb
per Schwerkraft aus der Fluidkammer 121 in das Fluidreservoir 11 strömen
kann.
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Eine
Entleerung der Kammer 121 der Kammerrakel 12 erfolgt
gemäß der dritten Ausführungsform durch
Drehrichtungsumkehr und damit Wirkungsumkehr der Fluidpumpe 141.
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Mit
dieser besonders einfachen Lösung können Kosten
gespart werden, da nur eine Fluidpumpe vorgesehen ist und auf den
Sensor verzichtet werden kann. Die Förderrate der Fluidpumpe 141 wird
hier z. B. empirisch so bestimmt, dass ein Überschreiten des Überdruck-Grenzwertes
und ein Leerlaufen der Kammer 121 sicher vermieden werden.
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Durch
Ausbilden der Rückführleitung 132 mit einem
größeren Durchflussquerschnitt bzw. Durchmesser
als jenem der Zuführleitung 131 kann ein Überschreiten
des Unterdruck-Grenzwertes oder des Überdruck-Grenzwertes,
beispielsweise durch Rückstau bei einer langen Leitung,
in der Kammer 121 sicher vermieden werden, wodurch ein
unterdruckbasiertes Abheben der Rakelblätter ausgeschlossen wird.
Bevorzugt sollte ein vollständig mit Fluid gefüllter
Querschnitt der Rückführleitung 132 vermieden werden.
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- 1
- Lackwerk
- 10
- Fluidzuführ-Anordnung
- 10
- Fluidzuführ-Anordnung
- 10''
- Fluidzuführ-Anordnung
- 11
- Fluidreservoir
- 12
- Fluidzuführeinrichtung
(Kammerrakel)
- 121
- Fluidkammer
- 122
- Auftragelement
(gerasterte Auftragwalze)
- 13
- Leitungskreislauf
- 131
- Zuführleitung
- 132
- Rückführleitung
- 14
- Fördermittel
- 141
- erste
Fördereinheit (Fluidpumpe)
- 142
- zweite
Fördereinheit (Fluidpumpe)
- 15
- Drucksteuermittel
- 151
- Steuervorrichtung
- 152
- Sensor
- 153
- Rückschlagventil
- 20
- Formzylinder
- 30
- Druckzylinder
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10236781
A1 [0003]
- - DE 29913778 U1 [0005]