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Die Erfindung betrifft eine Bogenverarbeitende Druckmaschine mit einem Bogenführungszylinder und einer dem Bogenführungszylinder zugeordneten Trocknereinrichtung.
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Alterungserscheinungen bei UV-Lampen sowie die Sicherstellung der benötigten UV-Dosis zur Trocknung von UV-Farbfilmen und von UV-Lacken stellen ein großes Problem in Druckereien dar.
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Aus der
DE 103 33 664 A1 ist eine Vorrichtung zum Härten von Substanzen bekannt. Die beschriebenen Trocknungsstrahler enthalten Sicherheitseinrichtungen, wie Datenübertragungseinrichtungen oder Temperaturfühler, mittels denen die Trocknungsstrahler angesteuert bzw. überwacht werden. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass eine Alterung der UV-Lampen mit den genannten Vorrichtungen nicht erkannt werden kann. Auch die benötigte UV-Dosis kann auf diese Weise nicht genügend genau eingestellt werden.
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Aus der
DE 10 2006 015 277 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Druckmaschine bekannt, welches ein Qualitätskontrollverfahren beschreibt, bei dem der Polymerisationsgrad einer strahlenhärtenden Druckfarbe oder eines Lackes bestimmt wird. Aus den gewonnenen Messdaten werden Daten und Vorgaben für die Druckmaschinensteuerung, die Strahlersteuerung und die Markierungseinrichtungen gewonnen. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass hierbei das von vielen Parametern bestimmte Zwischen- oder Endprodukt ausgemessen wird, was für eine reproduzierbare und normierte Strahlereinstellung nur unzureichend ist.
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Aus der
DE 10 2007 040 139 A1 ist eine Druckmaschine bekannt, wobei ein Trockner Strahlungserzeuger zur Trocknung der Druckbogen umfasst und die Strahlungserzeuger derart in einer Trommel integriert sind, dass die Strahlungserzeuger mit der Trommel rotieren. Es kann ein Sensor vorgesehen sein, der die durch den Trockner bewirkte Erwärmung des Druckbogens misst.
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Aus der
DE 10 2008 033 656 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Substratbehandlung in einer Druckmaschine bekannt, wobei Einzelbögen als Substrat durch an einer Bogenkante angreifende Greifer einer Transporteinrichtung hintereinander beabstandet transportiert werden und wobei die Strahlung einer Strahlungsquelle in einem Zwischenbereich zwischen aufeinanderfolgenden Einzelbögen mittels mindestens eines Sensors erfasst wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Überwachung von Trocknereinrichtungen in bogenverarbeitenden Maschinen zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des 1. Anspruchs gelöst.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass die als Zwischentrockner in einer Druckmaschine eingesetzten Trocknungsstrahler exakt überwacht werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform erhält der Bediener qualitativ hochwertige Zustandsinformationen seiner UV-Strahler, so dass die Lampen der Strahler so lange verwendet werden können, bis die Messwerte eine festgelegte Toleranzgrenze unterschreiten. Dies führt zu einer längeren Nutzung der Lampen und damit zur Kosteneinsparung. Durch diese exakte Kontrolle der Strahlungsintensität der Zwischentrockner wird auch ein rechtzeitiger Wechsel von gealterten Lampen sichergestellt. Es können weiterhin genauere Aussagen über den Verschmutzungsgrad der Lampen getroffen werden, wodurch sich Reinigungs- und Wartungsarbeiten besser koordinieren lassen. Durch die erzielbare hohe Prozesssicherheit wird ein vollständiges Aushärten der UV-Farben und Lacke gewährleistet. Auf Grund dieser verbesserten Prozessführung wird eine erhebliche Makulaturreduzierung erreicht. Vorteilhafter Weise wird anhand der Messwerte eine Fehlerabschätzung vereinfacht und ein schnelleres Auffinden von Ursachen bei einer Störung ermöglicht. Es wird dem Anwender somit ein wichtiges Tool für das Qualitätsmanagement und zur Kostenreduzierung angeboten.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht vorteilhafter Weise, dass die Zwischentrockner mit minimalem Energieverbrauch arbeiten können, bei dem noch eine ausreichende Trocknung der Bogen stattfindet. Hierdurch kann Energie eingespart werden, was zu geringeren Betriebskosten führt. Nebenbei wird dadurch die thermische Belastung der Bauteile in der Druckmaschine gesenkt. Für bestimmte Bedruckstoffe, wie etwa für Nahrungsmittelverpackungen, kann ein gefordertes Energieniveau der Trocknungsstrahlung exakt eingestellt und genau überwacht werden. Vorzugsweise wird die Trocknerüberwachung zusätzlich zur Messung der Trocknungseigenschaften der Bogen vorgenommen. Dem Drucker ist es somit möglich, die Druckmaschine und die Trocknereinrichtungen optimal zu steuern.
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Im Folgenden soll die Erfindung beispielhaft erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung stellt dabei schematisch dar:
- Figur: Druckzylinder einer Bogenrotationsdruckmaschine mit zugeordnetem Zwischentrockner, wobei das Sensorsystem im Greiferkanal des Druckzylinders angeordnet ist.
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Die einzige Fig. zeigt in einer ersten Ausführungsform der Erfindung einen Bogenführungszylinder mit zugeordneter Trocknereinrichtung. Der Bogenführungszylinder ist Teil eines nicht weiter dargestellten Druckwerkes einer Bogenoffsetrotationsdruckmaschine. Das Druckwerk umfasst weitere nicht dargestellte Elemente, die zur Einfärbung der durch die Druckmaschine geführten Bogen 4 (Bedruckstoffe) dienen. Die Bogen 4 können Papier, Karton, Folien und andere Materialien umfassen. Das Druckwerk enthält unter anderem einen Platten- und Gummizylinder und weitere Walzen eines Farbwerkes, dem ein Feuchtwerk zugeordnet sein kann. Es können auch Kurzfarbwerke eingesetzt werden. Statt in einem Druckwerk kann der Bogenführungszylinder auch in einem Bearbeitungs- oder Lackwerk angeordnet sein, in welchem die Bedruckstoffe mit einem Schutzlack und/oder Glanzlack versehen werden. Vorzugsweise werden in den Druckwerken UV-Farben und in den Lackwerken UV-Lacke verwendet.
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Der in der Fig. dargestellte Bogenführungszylinder ist als Bogen 4 führender Druckzylinder 3 und die zugeordnete Trocknereinrichtung als Zwischentrockner 1 ausgebildet. Alternativ könnte der Bogenführungszylinder auch als Übertragungszylinder oder -trommel ausgebildet sein. Solche Übertragungszylinder übergeben die Bogen 4 zwischen den Druckwerken. Alternativ kann der Bogenführungszylinder auch als Zylinder oder Trommel einer Wendeeinrichtung oder als Auslagetrommel ausgebildet sein. Neben dem Zwischentrockner 1 können dem Druckwerk weitere Zusatzeinrichtungen, wie Bogenleit-, Inspektions-, Markierungs- und/oder Bearbeitungseinrichtungen zugeordnet sein.
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Der Druckzylinder 3 weist mindestens einen Greiferkanal 3.1 auf, in dem ein als Greifersystem 3.2 ausgebildetes Bogenfixiersystem angeordnet ist. Vorzugsweise wird der Druckzylinder 3 doppelt groß mit zwei Greiferkanälen 3.1 ausgebildet. Der Umfang doppelt großer Zylinder entspricht annähernd zwei maximal zu verarbeitenden Bogenlängen. Es können aber auch andere Zylindergrößen eingesetzt werden. Die Greiferkanäle 3.1 des Druckzylinders 3 sind parallel zur Rotationsachse angeordnet und im Bereich der Zylinderperipherie offen ausgebildet. Die Greifersysteme 3.2 sind vorzugsweise als Klemmgreifer ausgebildet, die mit Greiferauflagen zusammenwirkende Greiferfinger aufweisen. Durch eine Greifbewegung der Greiferfinger werden die zu transportierenden Bogen 4 an der Bogenvorderkante auf den Greiferauflagen fixiert. Für eine Übergabe der Bogen 4 werden die Bogenvorderkanten vom Druckzylinder 3 an ein nachgeordnetes Bogenfördersystem, beispielsweise eine Übergabetrommel, übergeben.
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Auf dem Bogenförderweg werden die Bogen 4 vom Druckzylinder 3 am Zwischentrockner 1 vorbeigeführt. Der Zwischentrockner 1 weist eine UV-Lampe 1.1 auf, deren UV-Strahlung direkt oder über Reflektoren 1.2 auf die Oberfläche der Bogen 4 gerichtet ist. Durch diese auf die Bogen 4 wirkende UV-Strahlung wird die UV-Farbe bzw. der UV-Lack getrocknet bzw. ausgehärtet. Der Zwischentrockner 1 wird zwischen den Druckwerken zum Trocknen von einer oder mehreren Farben oder Lacken verwendet, was vor allem vor Wendeeinrichtungen sinnvoll ist. Der Zwischentrockner 1 wird beispielsweise mittels Einschubschächten austauschbar ausgeführt. Somit ist ein Wechsel von gealterten bzw. verschlissenen UV-Lampen 1.1 möglich. Vorzugsweise werden in den Zwischentrocknern 1 Quecksilberdampflampen eingesetzt. Es sind aber auch andere Strahlungsquellen, wie etwa Elektronenstrahl-Strahlungsquellen, Laser, Dioden o. ä. einsetzbar. In anderen Ausführungsformen können auch Strahler mit anderen Wellenlängen, wie z. B. Infrarottrockner, zur Trocknung eingesetzt werden, solange eine Abstimmung mit den Druckfarben bzw. Lacken erfolgt.
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Erfindungsgemäß ist im Greiferkanal 3.1 des Druckzylinders 3 ein Sensorsystem 2 zur Überwachung des Zwischentrockners 1 angeordnet. Das Sensorsystem 2 wird entsprechend dem verwendeten Zwischentrockner 1 ausgewählt. Vorzugsweise umfasst dieses Sensorsystem 2 einen Detektor 2.1, mit dem die vom Zwischentrockner 1 abgegebne UV-Strahlungsintensität messbar ist. In bevorzugter Ausführungsform wird dieser Detektor 2.1 auf einer Traverse oder Schiene angeordnet, damit dieser in Maschinenbreite beliebig platziert werden kann. Hierfür kann ein Antrieb, etwa ein Einzelantrieb, vorgesehen sein. Dem Detektor 2.1 ist eine Datenübertragung 2.2 zugeordnet, über die die Messwerte einer Rechnereinrichtung zugeführt werden können. Die Übertragung der Messwerte aus dem Druckzylinder 3 kann über bekannte Drehübertrager erfolgen. Es ist auch eine drahtlose Übertragung denkbar. Weiterhin kann das Sensorsystem 2 einen Filter für die auszumessende Strahlung aufweisen. Der speziell als UV-Sensor ausgebildete Detektor 2.1 ist vorzugsweise der Peripherie des Druckzylinders 3 angepasst, das heißt, seine Abmessungen folgen dem Radiusverlauf des Druckzylinders 3. Der Detektor 2.1 könnte als integrierend messender Sensor oder als Spektrometer ausgebildet sein. In anderen nicht dargestellten Ausführungsformen kann der Bogenführungszylinder auch ohne Zylinderkanal ausgeführt sein, wobei das Sensorsystem derart in der Peripherie des Bogenführungszylinder angeordnet ist, dass dieses zwischen der Bogenhinterkante des maximalen Bogenformates und der Bogenvorderkante des nachfolgenden Bogens angeordnet ist.
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In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung enthält das Sensorsystem 2 mindestens ein Strahlungsleitkabel, dessen Strahlungseintrittsöffnung im Greiferkanal 3.1 des Bogenführungszylinders angeordnet und der Trocknereinrichtung zugewandt ist. Diese Eingangsoptik des Strahlungsleitkabels wird vorzugsweise mit einem Filter versehen, der insbesondere als Bandpass für die ausgestrahlte UV-Strahlung wirkt. Vorzugsweise wird die Eingangsoptik motorisch verfahrbar ausgebildet, wodurch diese auf die gewünschte Stelle der Trocknereinrichtung gestellt werden kann. Durch einen zusätzlichen Knickschutz kann das Strahlungsleitkabel stabilisiert sein. Es können auch Bündel von Strahlungsleitkabeln verwendet werden. Über eine optische Kopplung kann die vom Strahlungsleitkabel geleitete Strahlung auch aus dem rotierenden Zylinder geführt werden. Das Strahlungsleitkabel ist an der Strahlungsaustrittsöffnung mit einem Detektor 2.1, vorzugsweise einem UV-Spektrometer, verbunden. Dieser Detektor 2.1 kann direkt in der Druckmaschine oder im Leitstand angeordnet sein. Vorzugsweise werden Glasfaserkabel als Strahlungsleitkabel eingesetzt. Die Strahlungsleitkabel sind dabei als optische Leiter für die typischen Wellenlängen der UV-Strahlung ausgelegt, so dass ein verlustarmer Transport gewährleistet ist. Je nach Anwendung ist eine Auslegung der Lichtleiter bzw. Lichtwellenleiter auch für andere Wellenlängenbereiche wie z. B. Infrarot- oder sichtbares Licht möglich, wenn eine Trocknung mit diesen Wellenlängen erfolgt. Werden mehrere Strahlungsleitkabel von unterschiedlichen Zwischentrocknern 1 an einem einzigen Detektor 2.1 angeschlossen, erfolgt die Kontrolle der Parameter der UV-Lampen 1.1 über eine optische Weiche nacheinander.
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Zur Wirkungsweise: Der Detektor 2.1 bzw. die Eingangsoptik des Strahlungsleitkabels wird im Greiferkanal 3.1 des Druckzylinders 3 auf die gewünschte Position zum Zwischentrockner 1 gebracht. In dieser Position ist eine Fixierung möglich. Für die Messwertermittlung wird die aktuelle Drehwinkellage des Druckzylinders 3 berücksichtigt. So kann eine Messung nur in der zum Zwischentrockner 1 ausgerichteten Position des Detektors 2.1 bzw. Strahlungsleitkabels erfolgen. Es kann alternativ dazu auch eine permanente Messung erfolgen, bei der nur die Messwerte im entsprechenden Drehwinkelbereich benutzt werden oder bei der die in anderen Drehwinkelpositionen gemessenen Fremdlichtanteile herausgerechnet werden. Der Messvorgang kann während einer Umdrehung des Druckzylinders 3 erfolgen oder über mehrere Umdrehungen gemittelt werden. Die Messung kann bei voller Druckgeschwindigkeit während des Betriebes der Druckmaschine ohne Einschränkung des Druckbetriebes erfolgen.
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Die Messung der Parameter des Zwischentrockners 1 erfolgt durch eine Software-Routine, die bei der Messung einen Messzyklus startet, welcher dem Drucker Informationen über eingestrahlte UV-Leistung und den Alterungsgrad der UV-Lampe 1.1 zeigt. Die vom Sensorsystem 2 ermittelten Messwerte werden an die Rechnereinrichtung übertragen, die mit dem Leitstand verbunden sein kann. Sollte vom Sensorsystem 2 eine zu geringe Strahlungsintensität gemessen werden, muss eine Fehlermeldung erfolgen. Die Anzeige wird vorzugsweise über eine rote Lampe und/oder ein akustisches Signal gegeben. Hierbei kann die Produktion automatisch gestoppt und der Maschinenlauf blockiert werden. Mittels der Rechnereinrichtung ist eine Steuerung oder Regelung des Zwischentrockners 1 und eventuell weiterer Trockner möglich. Mittels der Rechnereinrichtung besteht weiterhin die Möglichkeit, die Messdaten auftragsspezifisch abzuspeichern. Die Daten können somit für das Qualitätsmanagement und für Nachweisprotokolle benutzt werden. Es können auch weitere Parameter, wie Druckgeschwindigkeit, Makulaturkennzeichnung etc. von der Rechnereinrichtung gesteuert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zwischentrockner
- 1.1
- UV-Lampe
- 1.2
- Reflektoren
- 2
- Sensorsystem
- 2.1
- Detektor
- 2.2
- Datenübertragung
- 3
- Druckzylinder
- 3.1
- Greiferkanal
- 3.2
- Greifersystem
- 4
- Bogen
