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Die
Erfindung betrifft eine Rotationsflachdruckmaschine mit einem Farbwerk,
das mehrere Farbwerkswalzen besitzt, und mit einer Feuchtmittelwalze,
aus deren poröser Oberfläche das Feuchtmittel
austritt.
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Rotationsflachdruckmaschinen,
also beispielsweise Rollen- oder Bogenoffsetdruckmaschinen, besitzen üblicherweise
in jedem Druckwerk ein Farbwerk mit mehreren Farbwerkswalzen, die
den Farbfluss vom Farbreservoir, dem Farbkasten, zur Offsetdruckplatte
auf den Plattenzylinder leiten, hierbei vergleichmäßigen,
gegebenenfalls seitlich verreiben etc. Zusätzlich ist beim
sogenannten Nassoffset ein Feuchtwerk erforderlich, das die Offsetdruckplatte
an den hydrophilen Stellen der Druckplatte benetzt und dafür
sorgt, dass die Druckplatte dort keine Farbe annimmt. Derartige
Feuchtwerke sind üblicherweise nach dem Schöpfprinzip
aufgebaut, d. h. eine sogenannte Tauchwalze taucht teilweise in
einen Wasserkasten ein und von ihrer Oberfläche wird durch
weitere Walzen der Wasserfilm zu der an der Plattenoberfläche
anliegenden Feuchtauftragswalze transportiert.
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Daneben
sind auch sogenannte Sprühfeuchtwerke bekannt, bei denen
anstelle des Wasserkastens und der Tauchwalze ein Sprühbalken
verwendet wird, mit dem auf die Oberfläche auf einer oder
mehrerer Feuchtwerkswalzen ein Wasserfilm aufgesprüht wird.
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Des
Weiteren ist es aus der
JP
05-064872 A sowie der
WO
2006/047997 bekannt, im Feuchtwerk sogenannte Membranwalzen
einzusetzen, d. h. Feuchtmittelwalzen, aus deren poröser
Oberfläche das Feuchtmittel austritt. Diese porösen
Feuchtmittelwalzen sind nach dem Stand der Technik direkt an die
Feuchtauftragswalze angestellt u. a. deswegen, weil diese einen
elastischen Walzenmantel besitzt, während die poröse
Membranwalze aus Sintermetall besteht und sich auf diese Weise ein
für den Abtransport des Feuchtmittels gut einstellbarer
Spalt zwischen den Walzen ergibt, was bei einem Kontakt zweier harter
Walzen nicht gegeben wäre.
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Bei
dieser Anordnung lassen sich Inhomogenitäten des Feuchtmittels
auf der Walzenoberfläche aufgrund des kurzen Übertragungsweges
zur Druckplatte schlecht ausgleichen. Schließlich besteht
noch das Problem, dass die Feuchtauftragswalze in einem gewissen
Maße auch Farbe von der Druckplatte auf die poröse
Feuchtmittelwalze zurücküberträgt, so dass
diese verschmutzt und die Poren mit Farbe verstopft werden. Dieses
Problem ist auch in der o. g.
JP 05-064872 angesprochen.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die beim Einsatz von
porösen Feuchtmittelwalzen einhergehenden Probleme zu verringern
oder zu vermeiden.
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Diese
Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Gemäß der
Erfindung sind zwischen der porösen Feuchtmittelwalze und
dem Plattenzylinder mindestens zwei weitere Walzen angeordnet.
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In
einer ersten Ausführungsform ist die poröse Feuchtmittelwalze über
mindestens eine weitere im Feuchtmittelfluss zwischengeschaltete
Walze an die mit Farbe kontaminierte Auftragswalze des Feuchtwerks
angestellt. Dadurch ist es möglich, diese zwischengeschaltete(n)
Walze(n) mit einer zumindest im Betrieb, d. h. im gefeuchteten Zustand
farbabweisenden Oberfläche zu versehen. Auf dem Wege kann
der Rücktransport von Farbe aus dem Farbwerk auf die Oberfläche
der porösen Feuchtmittelwalze verringert oder unterbunden
werden. Es ist natürlich auch möglich und zweckmäßig,
die poröse Feuchtmittelwalze selbst mit einer zumindest
im Betrieb farbabweisenden Oberfläche zu versehen.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die poröse
Feuchtmittelwalze dem Farbwerk zugeordnet und zumindest während
des Druckens entweder direkt oder über eine oder mehrere
Zwischenwalzen an eine oder mehrere der Farbwerkswalzen angestellt.
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In
dieser Anordnung kann das sonst erforderliche, separate Feuchtwerk
ganz entfallen, so dass an der Peripherie des Plattenzylinders zusätzlicher
Platz frei wird, der beispielsweise genutzt werden kann, um dort
eine Wascheinrichtung für den Plattenzylinder zu integrieren.
Dennoch wird die Funktion des Feuchtwerks sichergestellt, da das Feuchtwasser
in die vom Farbwerk transportierte Farbe einemulgiert und so auf
diesem Wege zum Plattenzylinder bzw. der Druckplatte gelangt.
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Zweckmäßig
ist es, die poröse Feuchtmittelwalze an die oder eine der
Farbauftragswalzen des Farbwerks gegebenenfalls über eine
Zwischenwalze anzustellen, bei Farbwerken mit drei bis vier Auftragswalzen
am besten an die vom Druckspalt aus gesehen in Drehrichtung des
Plattenzylinders erste der Farbauftragswalzen. Damit wird erreicht,
dass die Platte bereits ausreichend gefeuchtet ist, wenn die anderen
Farbauftragswalzen „zum Zuge kommen". Entsprechend wird
ein Tonen der nichtdruckenden Bereiche der Offsetplatte vermieden.
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Es
ist jedoch auch möglich, die poröse Feuchtmittelwalze
direkt oder indirekt an eine Walze im Farbfluss des Farbwerks anzustellen.
Dann lässt sich das Feuchtmittel homogener in die Farbe
emulgieren.
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Die
beste Position für das Einbringen des Feuchtwassers in
das Farbwerk ist abhängig vom Typ des Farbwerks und seinem
speziellen Aufbau und kann durch entsprechende Drucktests herausgefunden
werden.
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Bei
sogenannten Kurzfarbwerken (Anilox-Farbwerken), bei denen die Farbe
mit einer Rakel und einer Rasterwalze dosiert wird, ist üblicherweise
nur eine einzige Farbauftragswalze vorgesehen. Hier ist es zweckmäßig,
die poröse Feuchtmittelwalze gegebenenfalls über
eine oder zwei Zwischenwalzen an die Farbauftragswalze anzustellen. Gerade
in Verbindung mit Anilox-Farbwerken lassen sich die Vorteile der
porösen Feuchtmittelwalze im Hinblick auf möglichst
optimale Ausnutzung des Bauraums im Druckwerk besonders gut nutzen.
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Der
Volumenstrom des Feuchtwassers, der aus einer porösen Feuchtmittelwalze
austritt, ist zwar abhängig vom Innendruck in der porösen
Feuchtmittelwalze, ansonsten aber zeitinvariant, d. h. konstant, unabhängig
davon, wie schnell gerade gedruckt wird, d. h. wieviele Platten
pro Zeiteinheit gefeuchtet werden müssen. Es ist deshalb
zweckmäßig, Schalt- und/oder Stellelemente vorzusehen,
mit deren Hilfe der Druck des Feuchtmittels im Inneren der porösen Feuchtmittelwalze
einstellbar ist. Vorteile bietet auch eine Temperierung des Feuchtwassers,
das der porösen Feuchtmittelwalze zugeführt wird.
Denn es hat sich herausgestellt, dass die Temperatur des der Platte
zugeführten Feuchtmittels nicht zu hoch sein sollte, eher
unterhalb der Maschinentemperatur liegen sollte, um stabile Fortdruckbedingungen
zu erhalten. Besonders wichtig wird das für den Fall, dass mit
möglichst wenig oder gar keinem Alkohol im Feuchtwasser
gedruckt werden soll, wo also der Kühleffekt des ansonsten
verdunstenden Isopropylalkohols geringer wird oder wegfällt.
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Des
Weiteren bietet die poröse Feuchtmittelwalze die Möglichkeit,
das Feuchtwasser zonenweise zu dosieren, d. h. in axialer Richtung
in unterschiedlicher Menge aus dem Walzenmantel austreten zu lassen.
Damit wird es möglich, auch schwierige Druckjobs mit einer
sehr inhomogenen Verteilung der Sujets auf den Druckplatten stabil
zu drucken. Erreicht wird das damit, dass der Innenraum der porösen
Feuchtmittelwalze aus einzelnen Segmenten besteht und der Druck
in den Segmenten unabhängig anstellbar ist.
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Wenn
sich trotz der eingangs beschriebenen Gegenmaßnahmen Druckfarbe
auf der Oberfläche der porösen Feuchtmittelwalze
anlagert, führt das dazu, dass der Wasseraustritt an den
mit Farbe bedeckten Stellen partiell unterbunden ist. Darüber
hinaus tritt aber auch in den Nachbarbereichen aus der porösen
Feuchtmittelwalze verstärkt Feuchtmittel aus, was zu einer Überfeuchtung
der Druckplatte an den Nichtbildstellen führt. Dieser Effekt
wird durch einen Feuchtwasserstrom in axialer Richtung innerhalb des
porösen Trägermaterials der Feuchtmittelwalze hervorgerufen.
Um dies zu vermeiden ist es deshalb zweckmäßig,
dem porösen Trägermaterial der Feuchtmittelwalze
eine anisotrope Struktur zu geben, die einen Feuchtwasserstrom parallel
zur Walzenoberfläche unterbindet.
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Die
gleiche Wirkung tritt ein, wenn die Membran mit den engeren Poren,
die den primären Strömungswiderstand im Vergleich
zum porösen Trägermaterial der Walze darstellt,
nicht innen, sondern außen auf das hohlzylindrische Trägermaterial
der Walze aufgebracht ist. Bei einer derartigen Ausbildung lässt
sich die Oberfläche der porösen Feuchtmittelwalze
außerdem besser von Farbresten befreien, indem z. B. in
Waschzyklen die Feuchtmittelwalze mit erhöhtem Innendruck
beaufschlagt wird.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen anhand der 1 bis 12 der beigefügten Zeichnungen.
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1 zeigt
eine Vierfarben-Bogenoffsetdruckmaschine, die mit konventionellen
Filmfeuchtwerken ausgerüstet ist.
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2 zeigt
einen Schnitt durch das Farbwerk 8a im Druckwerk 7a (Walzenschema)
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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3 zeigt
ein im Vergleich zu 2 leicht abgewandeltes Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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4 zeigt
das Walzenschema eines Ausführungsbeispiels der Erfindung
für ein Anilox-Farbwerk.
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5 zeigt
eine Prinzipskizze des Feuchtwasserkreislaufs für die Versorgung
von porösen Walzen, z. B. Walze 34 in 2.
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6 zeigt
ein alternatives Ausführungsbeispiel für den Feuchtwasserkreislauf
nach 5.
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7 zeigt
einen Schnitt durch das Farbwerk 8a im Druckwerk 7a (Walzenschema)
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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8 zeigt
ein alternatives Ausführungsbeispiel für das Farbwerk
nach 2, ebenfalls im Schnitt.
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9 zeigt
das Walzenschema eines weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung für ein Anilox-Farbwerk.
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10a zeigt eine für die Ausführungsbeispiele
nach 2 bis 9 geeignete poröse Feuchtmittelwalze
(Membranwalze) im Schnitt.
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10b + c zeigen den Aufbau des porösen Walzenmantels
der Walze aus Figur 10a in zwei leicht unterschiedlichen
Varianten in vergrößertem Maßstabe.
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11a zeigt eine im Vergleich zu 10a unterschiedlich aufgebaute poröse
Feuchtmittelwalze.
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11b zeigt den Aufbau des Walzenmantels der Walze
aus 11a in vergrößertem
Maßstabe.
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12a ist eine Prinzipskizze einer segmentierten
porösen Feuchtmittelwalze.
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12b zeigt die Walze aus 12a im
Teilschnitt in einer die Walzenachse enthaltenden Ebene.
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Die
in 1 gezeigte Bogenoffsetdruckmaschine 1 in
Reihenbauweise besitzt einen Anleger 2, in dem sich der
unbedruckte Papierstapel 3 befindet, sowie vier Druckwerke 7a–d
für die vier Grundfarben Schwarz, Gelb, Magenta und Cyan.
Auf das vierte Druckwerk 7d folgt der Ausleger 12 der
Druckmaschine. Darin laufen Greiferbrücken mittels einer
Kettenführung um. Diese Greiferbrücken übernehmen den
bedruckten Bogen und führen ihn dem Bogenstapel zu, wo
er abgelegt wird.
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Das
Druckwerk 7a besitzt einen Gegendruckzylinder 4a,
einen Gummituchzylinder 5a sowie einen Plattenzylinder 6a,
auf den die jeweilige Druckplatte aufgespannt ist. Entsprechendes
gilt für die drei anderen Druckwerke 7b–d.
Eingefärbt werden die Druckplatten mit Farbwerken 8a–d,
deren Walzen einen großen Teil des Zylinderumfangs des
Plattenzylinders abdecken. An das jeweilige Farbwerk, z. B. 8a,
schließen sich die vier Walzen des Feuchtwerks 9a an,
von denen die Tauchwalze das Feuchtwasser aus einem Wasserkasten 10a fördert.
Mit 11a ist die Tuchwascheinrichtung für den Gummituchzylinder 5a des
Druckwerks 7a bezeichnet.
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Das
in 2 dargestellte kombinierte Farb-Feuchtwerk gemäß der
Erfindung besteht aus einem Messerfarbkasten 13, einer
Duktorwalze 14, vier Farbauftragswalzen 28, 29, 30 und 31,
mit denen die Druckplatte auf dem Zylinder 6a eingefärbt
wird, und einer Reihe weiterer Walzen 15 bis 27,
von denen die Farbe vom Duktor 14 abgenommen, verteilt und
verrieben und sodann den Auftragswalzen zugeführt wird.
Mit 15 ist der taktweise zwischen dem Duktor 14 und
der Walze 21 pendelnde Farbheber bezeichnet. Bei den Walzen 21, 22, 23 und 24 handelt es
sich um traversierende Reiberwalzen, wobei die Reiber 23 und 24 gekühlt
sind. Der Duktor 15 sowie die Walzen 16, 17, 18, 19, 20 sind
ebenso wie die vier Farbauftragswalzen 28 bis 31 mit
einem Gummimantel versehen, während die Walzen 27, 26 und 25 Stahlwalzen
sind.
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An
die Feuchtmittelauftragswalze 37 ist eine verchromte Reiberwalze 36 angestellt.
Diese dient dazu, den Feuchtwasserfilm der Auftragswalze 37 zu vergleichmäßigen.
Die raue Chromschicht ist hydrophil, neigt aber auch dazu, Farbe
anzunehmen, wenn sich kein Wasserfilm auf der Oberfläche
der Reiberwalze 36 befindet.
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An
die Feuchtmittelauftragswalze
37 ist außerdem
indirekt über eine Zwischenwalze
35 eine poröse
Feuchtmittelwalze
34 angestellt. Diese Feuchtmittelwalze
34 ist,
wie durch die Zuleitung
66a und die Rückleitung
86a angedeutet,
mithilfe nicht näher dargestellter Anschlüsse
an den Lagerzapfen der Walze
34 an einen Feuchtmittelkreislauf
angeschlossen. Das über die Leitung
66a zugeführte
Feuchtmittel flutet den Innenraum der Walze
34 und tritt
bei entsprechendem Überdruck durch den porösen
Walzenmantel hindurch, gelangt auf die Zwischenwalze
35 und
wird von dieser zur Feuchtmittelauftragswalze
32 befördert.
Der Aufbau der porösen Feuchtmittelwalze
34 kann
so sein wie in der eingangs genannten
WO 2006/047997 beschrieben, d.
h. die poröse Feuchtmittelwalze
34 kann einen
zweiteiligen Aufbau besitzen mit einer innen an dem porösen
Walzenkörper
34 anliegenden Membran, die Poren
mit geringerem Durchmesser besitzt als die Poren des porösen
Walzenmantels selbst. Es ist jedoch auch möglich, eine poröse
Schicht mit relativ engen Poren außen auf die aus porösem
Sintermetall bestehende Walze
34 aufzubringen.
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Die
Zwischenwalze 35 und die poröse Feuchtmittelwalze 34 besitzen
eine farbabweisende Oberfläche um zu verhindern, dass Farbe
von der auf dem Plattenzylinder 6a aufgespannten Druckplatte zur
porösen Feuchtmittelwalze 34 zurück transportiert
wird und dort die Poren verstopft, durch die das Feuchtwasser hindurchtreten
soll. Hierzu ist die Walze 35 an ihrer Oberfläche
mit einer Fluorelastomerschicht oder siliziumorganische Schicht
versehen, die eine geringe Oberflächenenergie besitzen.
Als Material dazu eignet sich beispielsweise Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Vinylidenfluoridcopolymer. Alternativ
dazu kann die Walze 35 auch z. B. rau verchromt sein oder
mit einer anderen hydrophilen Metall- oder Keramikschicht versehen
sein, die dann, wenn sie mit Wasser benetzt ist, farbabweisende
Eigenschaften besitzt. Die Walze 34 hingegen ist mit einer
elastischen, wasserdurchlässigen Schicht versehen. Das
kann z. B. eine aufgeschrumpfte Kunststoffmembran aus Polysulfan
oder eine dünne Schicht aus einem anderen wasserdurchlässigen,
elastischen Kunststoff sein.
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Zusätzlich
ist auch die Walze 35 über eine Aktorik 69 von
der Feuchtauftragswalze 37 abstellbar und ist die Walze 37 über
eine Aktorik 68 vom Plattenzylinder 6a abstellbar.
Damit wird erreicht, dass nach jeder Druckunterbrechung bzw. vor
jeder Wiederaufnahme des Druckbetriebs die harte, z. B. verchromte
Walze 35 erst einmal in Kontakt mit der porösen
Feuchtmittelwalze ist bzw. gebracht werden kann und sich so ein
Feuchtmittelfilm auf ihrer Oberfläche aufbaut, bevor sie
mit der möglicherweise durch Farbe kontaminierten Feuchtauftragswalze 37 in
Berührung kommt. Die Aktorik 68, mit der die Feuchtauftragswalze 37 an
die Druckplatte auf dem Plattenzylinder 6a angestellt wird,
sorgt dafür, dass die Feuchtmittelzufuhr zur Druckplatte
zu den Zeitpunkten erfolgt, zu denen die Druckplatte vor Beginn des
Druckprozesses gefeuchtet werden muss.
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Nicht
näher dargestellt ist der Antrieb für die beiden
Walzen 34 und 35, mit dem die Drehzahl der beiden
Walzen unabhängig von den Walzen des Farbwerks eingestellt
werden kann. Hierdurch ist es möglich, zwischen den Walzen 35 und 37 einen Schlupf
zu generieren, mit dessen Hilfe das von der Walze 35 zugeführte
Feuchtwasser in die Farbschicht auf der Feuchtauftragswalze 37 effektiv
einemulgiert wird, die sich durch den Kontakt mit der Walze 37 mit
der eingefärbten Druckplatte bildet.
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In
dem leicht abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung
nach 3 ist die poröse Feuchtmittelwalze 34 über
zwei Zwischenwalzen 35a und 35b mit der Feuchtmittelauftragswalze 37 verbunden.
Während die erste Zwischenwalze 35a einen Gummimantel
trägt, der mit einem Material geringerer Oberflächenenergie
wie z. B. einem Fluorelastomer oder einer siliciumorganischen Verbindung
beschichtet ist, besitzt die zweite Zwischenwalze 35b eine
Keramik- oder Metalloberfläche, beispielsweise eine Chromoberfläche.
Die Kombination dieser beiden Zwischenwalzen eignet sich sehr gut
dazu, den Rücktransport von Farbe von der Feuchtmittelauftragswalze 37 auf
die poröse Feuchtmittelwalze 34 zu verhindern.
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Zum
Trennen des Feuchtmittelwalzenzuges kann die Zwischenwalze 35a über
die Aktorik 67 von den beiden Walzen 34 und 35b abgehoben
werden. Alternativ dazu kann die Walze 35a auch im Kontakt mit
der porösen Feuchtmittelwalze 34 bleiben und über
eine Schwenkbewegung um die Achse der Walze 34 von der
Zwischenwalze 35b getrennt werden. Die Abstellung des Feuchtwerks
vom Plattenzylinder erfolgt wie in der Figur dargestellt durch eine Schwenkbewegung
der Walze 37 um die Drehachse der Walze 36 mit
Hilfe des Aktors 68, während die harte Walze 35 mit
einem Aktor 69 um die Drehachse der Walze 35a geschwenkt
werden kann.
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In
der 4 ist ein Druckwerk 402 für
den Offsetdruck mit einem Kurzfarbwerk dargestellt. Das Druckwerk
besitzt einen Druckformzylinder 433, einen Gummituchzylinder 434 sowie
ein sogenanntes „Anilox"-Farbwerk 403. Das Anilox-Farbwerk 403 umfasst
eine Rasterwalze 406 und eine Farbauftragswalze 407,
die beide mit dem Druckformzylinder 433 durchmessergleich
sind. Außerdem umfasst das Anilox- Farbwerk 403 zwei
an der Rasterwalze anliegende Walzen 408 und 409 und
eine Walze 410, wobei die dritte Walze 410 ihrerseits
brückenförmig an beiden Walzen 408 und 409 anliegt.
Die Farbauftragswalze 407 besitzt den gleichen Durchmesser wie
die Rasterwalze 406 und der Druckformzylinder 433.
Sie ist jedoch mit einer Spanneinrichtung 411 zum Aufspannen
eines Gummituchs 412 versehen, mit dem der Farbübertrag
von der Rasterwalze 406 auf den Druckformzylinder 433 bzw.
die darauf aufgespannte Druckplatte erfolgt. Mit 415 ist
ein Farbrakel bezeichnet, das an der Rasterwalze 406 anliegt
und einen Druckfarbevorrat 416 aufnimmt.
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Bei
dieser Bogenoffsetdruckmaschine mit Anilox-Farbwerk besitzt das
in der Figur gezeichnete Feuchtwerk eine Feuchtauftragswalze 420,
eine Übertragungswalze 419 und eine Chromreiberwalze 421.
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An
die Übertragungswalze 419, die eine farbabweisende
Beschichtung trägt, ist eine poröse Feuchtmittelwalze 434 angestellt.
Diese Walze 434 entspricht der Walze 34 nach 2 und
kann ebenso wie diese über einen Aktor 467 von
der Walze 419 abgestellt werden und wird wie diese über
Leitungen 466a und 466b an den Feuchtmittelkreislauf
angeschlossen.
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Die
harte, hydrophile Walze 419 wiederum kann über
einen zweiten Aktor 469 durch Verschwenken um die Achse
der Walze 434 von der Walze 420 abgestellt werden,
während die Feuchtmittelzufuhr zur Druckplatte durch einen
Aktor 468 unterbrochen werden kann, der die Walze 420 um
die Achse der Walze 421 verschwenkt.
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Das
in 7 dargestellte kombinierte Farb-Feuchtwerk gemäß der
Erfindung besteht aus einem Messerfarbkasten 713, einer
Duktorwalze 714, vier Farbauftragswalzen 728, 729, 730 und 731, mit
denen die Druckplatte auf dem Zylinder 706a eingefärbt
wird, und einer Reihe weiterer Walzen 715 bis 727,
von denen die Farbe vom Duktor 714 abgenommen, verteilt
und verrieben und sodann den Auftragswalzen zugeführt wird.
Mit 715 ist der taktweise zwischen dem Duktor 714 und
der Walze 721 pendelnde Farbheber bezeichnet. Bei den Walzen 721, 722, 723 und 724 handelt
es sich um traversierende Reiberwalzen, wobei die Reiber 723 und 724 gekühlt
sind. Der Duktor 715 sowie die Walzen 716, 717, 718, 719, 720 sind
ebenso wie die vier Farbauftragswalzen 728 bis 731 mit
einem Gummimantel versehen, während die Walzen 727, 726 und 725 Stahlwalzen
sind.
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An
die erste Farbauftragswalze
728 ist indirekt über
eine Zwischenwalze
735 eine poröse Feuchtmittelwalze
734 angestellt.
Diese Feuchtmittelwalze
734 ist, wie durch die Zuleitung
766a und
die Rückleitung
786a angedeutet, mithilfe nicht
näher dargestellter Anschlüsse an den Lagerzapfen
der Walze
734 an einen Feuchtmittelkreislauf angeschlossen.
Das über die Leitung
766a zugeführte Feuchtmittel
flutet den Innenraum der Walze
734 und tritt bei entsprechendem Überdruck
durch den porösen Walzenmantel hindurch, gelangt auf die
Zwischenwalze
735 und wird von dieser zur Farbauftragswalze
728 befördert.
Der Aufbau der porösen Feuchtmittelwalze
734 kann
so sein wie in der eingangs genannten
WO 2006/047997 beschrieben, d. h.
die poröse Feuchtmittelwalze
734 kann einen zweiteiligen
Aufbau besitzen mit einer innen an dem porösen Walzenkörper
734 anliegenden
Membran, die Poren mit geringerem Durchmesser besitzt als die Poren
des porösen Walzenmantels selbst. Es ist jedoch auch möglich,
eine poröse Schicht mit relativ engen Poren außen
auf die aus porösem Sintermetall bestehende Walze
734 aufzubringen.
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Die
Zwischenwalze 735 und die poröse Feuchtmittelwalze 734 besitzen
eine farbabweisende Oberfläche um zu verhindern, dass Farbe
von der Farbauftragswalze 728 zur Feuchtmittelwalze 734 zurück
transportiert wird und dort die Poren verstopft, durch die das Feuchtwasser
hindurchtreten soll. Hierzu ist die Walze 735 an ihrer
Oberfläche mit einer Fluorelastomerschicht oder siliziumorganische Schicht
versehen, die eine geringe Oberflächenenergie besitzen.
Als Material dazu eignet sich beispielsweise Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Vinylidenfluoridcopolymer.
Alternativ dazu kann die Walze 735 auch z. B. rau verchromt
sein oder mit einer anderen hydrophilen Metall- oder Keramikschicht
versehen sein, die dann, wenn sie mit Wasser benetzt ist, farbabweisende
Eigenschaften besitzt. Die Walze 734 hingegen ist mit einer
elastischen, wasserdurchlässigen Schicht versehen. Das
kann z. B. eine aufgeschrumpfte Kunststoffmembran aus Polysulfan oder
eine dünne Schicht aus einem anderen wasserdurchlässigen,
elastischen Kunststoff sein.
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Des
Weiteren ist die Feuchtmittelwalze 734 über eine
Aktorik 767 von der Zwischenwalze 735 abstellbar.
Die Aktorik 767 ist mit der Steuerung der Druckmaschine
verbunden, die sicherstellt, dass die Feuchtmittelwalze 734 erst
dann an den Walzenzug angestellt wird, wenn Feuchtmittel aus der
Oberfläche der Walze austritt und die Oberfläche
benetzt, damit ein Anheften von Farbe vermieden wird.
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Eine
weitere Aktorik 768 sorgt dafür, dass die Walze 735 um
die Achse der Walze 734 verschwenkt und so mit der Walze 734 zusammen
von der Farbauftragswalze 728 abgestellt werden kann. So
ist es möglich, die Walze 735 erst zu befeuchten
und damit farbabweisend zu machen, bevor sie mit der Farbauftragswalze 728 in
Kontakt kommt.
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Nicht
näher dargestellt ist der Antrieb für die beiden
Walzen 734 und 735, mit dem die Drehzahl der beiden
Walzen unabhängig von den Walzen des Farbwerks eingestellt
werden kann. Hierdurch ist es möglich, zwischen den Walzen 735 und 728 einen Schlupf
zu generieren, mit dessen Hilfe das von der Walze 735 zugeführte
Feuchtwasser in die Farbschicht auf der Farbauftragswalze 728 effektiv
einemulgiert wird.
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In
der 8 ist das gemäß der Erfindung modifizierte
Farbwerk einer anderen Bogenoffset-Druckmaschine dargestellt. Zylinder
und Walzen mit ähnlicher Funktion im Vergleich zum Ausführungsbeispiel
nach 7 besitzen eine um 600 niedrigere Bezugsziffer
und werden deshalb nicht in jedem Falle noch einmal erläutert.
Auch dieses Farbwerk besitzt vier Farbauftragswalzen 128 bis 131,
die zur Einfärbung der Druckplatte 103 auf dem
Plattenzylinder 106 dienen. Mit 105 ist der Gummituchzylinder
der Druckmaschine bezeichnet.
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Herkömmlicherweise
wird die Druckplatte 103 durch ein Filmfeuchtwerk mit Feuchtwasser
benetzt, wie das im Bereich H mit den gestrichelt gezeichneten Walzen
dargestellt ist. Gemäß der Erfindung entfällt
dieses jedoch. Stattdessen ist eine poröse Feuchtmittelwalze 134 mittelbar über
eine Zwischenwalze 135 im Kontakt mit der Oberfläche
der Reiberwalze 140 des Farbwerks. Die Walze 140 nimmt
eine zentrale Position im Farbwerk ein, insofern als über
sie der gesamte Farbfluss geleitet wird, den der Farbheber 115 von
der Duktorwalze 114 abnimmt. Somit wird hier an zentraler
Stelle Feuchtmittel in die von der Walze 140 transportierte
Farbschicht einemulgiert. Diese Farb-Wasser-Emulsion verteilt sich
dann über zwei weitere Walzen 119 und 142 und
die Walzen 122 und 123 sowie weitere Walzen 116, 118, 120, 124 und 127 auf
die vier Farbauftragswalzen. Die Druckplatte 103 nimmt
an ihren hydrophilen Nichtbildstellen den Feuchtanteil der Emulsion
an, während die Bildstellen mit Farbe eingefärbt werden.
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Auch
in diesem Ausführungsbeispiel ist die Feuchtwalze 134 von
der Zwischenwalze 135 abstellbar und diese wiederum kann über
den Aktor 168 von der Walze 140 abgeschwenkt werden.
Selbstverständlich können auch hier beide Walzen
mit einer farbabweisenden Beschichtung versehen sein. Die Beschichtung
der Walze 135 ist in diesem Falle elastisch, besteht also
z. B. aus einem mit einem Fluorelastomer beschichteten Gummi, während
die Oberfläche der porösen Feuchtmittelwalze 134 hart
ist und aus Sintermetall oder Keramik besteht.
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Des
Weiteren ist es auch möglich, die Zwischenwalze 135 nicht
nur in Kontakt mit der Walze 140, sondern auch mit der
Walze 141 des Farbwerks laufen zu lassen, wenn letztere
vom Durchmesser her an die Walze 140 angepasst wird. Auf
diese Weise lässt sich ein noch besseres Einemulgieren
des Feuchtmittels in die Farbe erreichen.
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Die
poröse Feuchtmittelwalze 134 ist in den 10a bis c näher dargestellt. Sie besteht
aus einer porösen Trägerhülse 134a aus
Sintermetall mit einer Dicke von mehreren Millimetern. Außen
auf die Trägerhülse 134a ist eine poröse
Keramikschicht 134b aus beispielsweise Titandioxid in einer
Stärke von wenigen Zehntelmillimetern aufgebracht. Diese Schicht 134b hat
sich im Zuge des Sinterns des Titandioxid-Pulvers, aus der sie entstanden
ist, fest mit der Trägerhülse 134a verbunden.
Die Poren in dieser Kerankschicht 134b sind sehr viel kleiner
als die Poren in der Trägerhülse 134a aus
Sintermetall. Beispielsweise liegt die Porengröße
im Sintermetall bei ca. 1 Mikrometer und die Porengröße
in der Keramikschicht 134b bei 0,1 Mikrometer.
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Das
sind jedoch nur beispielhafte Angaben. Die Porengröße
lässt sich durch Wahl der Körnung des zu sinternden
Keramik- oder Metallpulvers und die Verfahrensführung beim
Sintern in weiten Bereichen variieren und somit an die Bedürfnisse
im Einzelfall so anpassen, dass bei gegebenem Druckbereich für
das Feuchtmittel und den Abmessungen der Walze 134 sich
der gewünschte Feuchtwasser-Volumenstrom einstellt.
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Daneben
ist es auch möglich, die äußere Membranschicht 46 herzustellen,
indem auf die Trägerhülse 34a eine Schicht
aufgebracht wird, die anschließend durch Elektronenstrahlen,
Laserstrahlen oder durch Ätzen perforiert wird.
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Soweit
die hydrophilen Eigenschaften der Keramikschicht 134b bzw.
ihre lipophoben Eigenschaften nicht ausreichend sind, ist die Oberfläche der
Keramkschicht 134b zusätzlich noch mit einer lipophoben
Schicht 134c bedampft, wie das in 4b dargestellt
ist und zwar in einer Dicke von einigen Nanometern um sicherzustellen,
dass durch die zusätzlich aufgedampfte Schicht 134c die
Poren in der z. B. porösen Titandioxidschicht 134b nicht
zugesetzt werden.
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Diese
Schicht kann wie im leicht abgewandelten Ausführungsbeispiel
nach 10c dargestellt entfallen, wenn
das Keramikmaterial der Schicht 234b selbst genügend
hydrophil ist oder die Oberflächen der Körner,
aus denen die Keramikschicht 234b besteht, schon vor dem
Sintern hydrophil bzw. lipophob beschichtet sind.
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Ein
alternatives Ausführungsbeispiel für die Walze 134 nach 10a bis c ist in den 11a bis b
dargestellt. Hier kann es sich beispielsweise um die Feuchtmittelwalze 34 aus
der 2 handeln. Diese Walze besitzt eine mehrere Millimeter
dicke Trägerhülse 34a aus Metall, die
mit einer Vielzahl von kapillarförmigen Bohrungen 34c versehen
ist. Die Kapillaren haben einen Durchmesser von mehreren Mikrometern
und können z. B. mechanisch durch Elektronenstrahlen, durch
Laserstrahlen oder durch Ätzen, etc. in die Trägerhülse
eingebracht worden sein. Innen an der Hülse 34a liegt
eine wasserdurchlässige Kunststoffmembran 34b z.
B. aus Polysulfan an. Alternativ kann die Membranschicht 34b auch
aus einer Sinterkeramik oder einem Sintermetall bestehen, wobei
die Poren der Sinterkeramik oder des Sintermetalls mit mehreren
Zehntel Mikrometern klein im Vergleich zum Durchmesser der Bohrungen 34c sind.
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Beim
Material der Metallhülse 34a kann es sich beispielsweise
um Aluminium oder Stahl handeln. Die Oberfläche der Walze 34 wird
vorzugsweise rau ausgeführt und kann zusätzlich
wie durch das Bezugszeichen 34e angedeutet mit einer Chromschicht versehen
sein, die sich teilweise auch in das Innere der Kapillaren 34c hineinzieht.
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Die
Membranschicht 34b stellt den größten Strömungswiderstand
für das Feuchtwasser 34d im Inneren der Feuchtmittelwalze 34 dar.
Das hier durchgetretene Feuchtwasser gelangt in die Kapillaren 34c und
kann dann nur noch radial nach Außen austreten. Es hat
insbesondere keine Möglichkeit mehr, einen Oberflächenstrom
parallel zur Walzenoberfläche auszubilden, wenn einzelne
Kapillaren beispielsweise durch rücktransportierte Farbe
verstopft worden sind. Das Gleiche gilt für die Walze 134 in 4.
Dort stellt die äußere Schicht 134b den
größten Strömungswiderstand dar. Ein
Zusetzen der Poren dieser Schicht mag zwar im Extremfall ein Ansteigen
des Walzeninnendrucks insgesamt bewirken, jedoch führen
zugeschmierte einzelne Bereiche an der Oberfläche der Schicht 134b nicht
dazu, dass Feuchtwasser verstärkt in Bereichen neben den
mit Farbe zugeschmierten Stellen auf der Oberfläche der Walze 134b austritt,
wenn der Innendruck des Feuchtmittels 34d konstant gehalten
wird.
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In
den 12a bis c ist detaillierter
das Ausführungsbeispiel einer weiteren porösen
Feuchtmittelwalze zu sehen. Diese Walze 534 ist in fünf
einzeln mit Feuchtwasser versorgte Segmente 536, 537, 538...
aufgeteilt. Versorgt werden diese Segmente durch Zuführungsrohre 546, 547...
von den entsprechenden Zuleitungen an einer Drehdurchführung 541 am
Zapfen 531 der Walze 534.
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Die
einzelnen Teilsegmente 536, 537, 538... sind,
was den Walzenmantel anbetrifft, ähnlich aufgebaut wie
die Walze 134 in 10a bis
c, nämlich aus gesinterten Edelstahltraghülsen 536a,
die in diesem Ausführungsbeispiel durch scheibenförmige Wandstücke 536c stirnseitig
gegeneinander abgeschlossen sind. Außen auf die aus den
Segmenthülsen bestehende Tragstruktur ist dann eine dünne Sinterkeramikschicht 536b aufgebracht,
die sich über die gesamte Länge der Walze 534 erstreckt
(von der stirnseitigen Wandung 532 und den Zapfen 530/531 einmal
abgesehen).
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Durch
Steuerung des Drucks des Feuchtmittels im Inneren der Segmente 536, 537, 538...
lässt sich der Austritt des Feuchtwassers aus der porösen Oberfläche
der Walze zonenweise steuern. Es ist deshalb möglich, durch
den Einsatz einer derartigen Walze der Druckplatte örtlich
unterschiedliche Mengen an Feuchtmittel zuzuführen. Hierdurch
wird bei bestimmten Sujets der Fortdruck stabiler bzw. hat der Drucker
bei spotförmigen Sujets einen größeren Spielraum
für die Einstellung der Feuchtwasserbalance.
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Von
Vorteil kann es weiterhin sein, wenn dem Feuchtwasser ein Gummierungsmittel
z. B. Carboxy-Methyl-Cellulose (CMC) beigegeben wird. Diese Substanz
bildet auf der Oberfläche der in den 4 bis 6 beschriebenen
Feuchtmittelwalzen einen hydrophilen Film aus, der das Zusetzen
der porösen Oberfläche mit rückgeförderter
Druckfarbe weitgehend verhindert.
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In 9 ist
ein Druckwerk 902 für den Offsetdruck mit einem
Kurzfarbwerk dargestellt. Das Druckwerk besitzt einen Druckformzylinder 933,
einen Gummituchzylinder 934 sowie ein sogenanntes „Anilox"-Farbwerk 903.
Das Anilox-Farbwerk 903 umfasst eine Rasterwalze 906 und
eine Farbauftragswalze 907, die beide mit dem Druckformzylinder 933 durchmessergleich
sind. Außerdem umfasst das Anilox-Farbwerk 903 zwei
an der Rasterwalze anliegende Walzen 908 und 909 und
eine Walze 910, wobei die dritte Walze 910 ihrerseits
brückenförmig an beiden Walzen 908 und 909 anliegt.
Die Farbauftragswalze 907 besitzt den gleichen Durchmesser wie
die Rasterwalze 906 und der Druckformzylinder 933.
Sie ist jedoch mit einer Spanneinrichtung 911 zum Aufspannen
eines Gummituchs 912 versehen, mit dem der Farbübertrag
von der Rasterwalze 906 auf den Druckformzylinder 933 bzw.
die darauf aufgespannte Druckplatte erfolgt. Mit 915 ist
ein Farbrakel bezeichnet, das an der Rasterwalze 906 anliegt
und einen Druckfarbevorrat 916 aufnimmt.
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Bei
einer bekannten, von der Anmelderin vertriebenen Bogenoffsetdruckmaschine
mit Anilox-Farbwerk ist das in der Figur gestrichelt gezeichnete
Feuchtwerk bestehend aus dem Wasserkasten, der Tauchwalze, einer Übertragungswalze, der
Feuchtauftragswalze und einer Chromreiberwalze enthalten. Gemäß der
Erfindung kann dieses Feuchtwerk entfallen, wodurch Platz geschaffen
wird für andere Hilfsaggregate wie z. B. eine Wascheinrichtung.
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Stattdessen
ist an die verbleibende Brückenwalze 922, die
eine farbabweisende Beschichtung trägt, eine poröse
Feuchtmittelwalze 934 angestellt. Diese Walze 934 entspricht
den Walzen 34 und 134 nach 2 und 3 und
kann ebenso wie diese über einen Aktor 967 von
der Walze 922 abgestellt werden und wird wie diese über
Leitungen 966a und 966b an den Feuchtmittelkreislauf
angeschlossen. Gleichfalls kann die Walze 922 über
den Aktor 968 um die Achse der Walze 934 von dem
Gummituch 912 abgeschwenkt werden.
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In
der Prinzipskizze nach 5 ist der Feuchtmittelkreislauf
zur Versorgung der in den Ausführungsbeispielen dargestellten
Membranwalzen für zwei Druckwerke dargestellt. Hier befindet
sich in einem Vorratsbehälter 45 das aufbereitete
und gegebenenfalls mit Zusatzstoffen versetzte und über
nicht weiter dargestellte Einrichtungen temperierte Feuchtwasser
zur Versorgung aller Druckwerke der Druckmaschine. Eine Pumpe 47 fördert
durch die Leitung 46 das Feuchtwasser in den Zulauf 66a und 66b für die
beiden dargestellten porösen Feuchtmittelwalzen 34a und 34b,
wo das Feuchtwasser über Drehdurchführungen an
den Lagerzapfen 44a bzw. 44b in das Innere der
Walzen 34a und 34b gelangt. Zwischen der Pumpe 47 und
den Zuleitungen 66a und 66b befinden sich je ein
Druckminderer 48a und 48b sowie je ein Mehrwegeventil 49a und 49b.
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Über
die Druckminderer 48a, 48b lässt sich der
Innendruck in der Membranwalze für jedes Druckwerk separat
einstellen und zwar auf den während des Druckbetriebs abhängig
von der Druckgeschwindigkeit erforderlichen Wert, um sicherzustellen,
dass die Druckplatte auch bei höheren Druckgeschwindigkeiten
ausreichend mit Feuchtmittel versorgt wird. Das ist durch den entsprechenden
Pfeil symbolisiert. Dazu sind die Druckminderer 48a, 48b mit
der Steuerung der Druckmaschine (hier nicht dargestellt) verbunden.
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Die
Mehrwegeventile 49a, 49b erlauben es, den Innendruck
der Membranwalzen schnell von dem über die Druckminderer 48a, 48b vorgegebenen Betriebsdruck
(das ist die gezeichnete Schaltstellung) auf einen Wert zurückzuschalten,
bei dem kein Feuchtwasser aus der Membranwalze austritt. In diesem
Falle, wenn die Feuchtung unterbrochen werden soll (Druck-ab), wird
die Leitung 66a vom Zufluss abgesperrt und gleichzeitig
mit einem Ausgleichsgefäß 52 verbunden,
so dass sich der Überdruck in der Walze 34 auf
diesem Wege schnell entspannen kann. Wenige Zehntelsekunden danach
wird dann auf die dritte Stellung weitergeschaltet, bei der die
Membranwalzen auch vom Ausgleichsgefäß 52 getrennt sind.
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Mit 51a und 51b sind
Absperrventile in den Rückflussleitungen 86a und 86b bezeichnet.
Diese Ventile können in größeren zeitlichen
Abständen geöffnet werden, um den Walzeninnenraum
durchzuspülen und so von Ablagerungen unter der porösen Membran
der Walzen 34a, b zu befreien.
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Vom
Vorratsbehälter 45 geht ein zweiter Kreislauf
aus, in dem über eine Pumpe 147 und die Zuleitung 166 ein
sehr viel höherer Volumenstrom zwecks Temperierung der
Walzen 34a, b durch diese hindurch gepumpt wird. Dieser
Kreislauf ist im Inneren der Walzen 34a, b durch eine dünne,
gut wärmeleitende Hülse von dem eigentlichen Feuchtwasserstrom
getrennt. Im Rücklauf 186 des Temperierkreislaufs
befindet sich ein Kühl- bzw. Heizvorrichtung 88, die
von einem Temperatursensor im Vorratsgefäß 45 angesteuert
wird.
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Im
Ausführungsbeispiel nach 6 ist ein gegenüber 5 modifiziertes
Ausführungsbeispiel für den Feuchtmittelkreislauf
dargestellt. Hier wird das Innere der Feuchtmittelwalzen 334a und 334b nur
von einer Seite über den jeweiligen Lagerzapfen und eine
daran angeschlossene mehrkanalige Drehdurchführung 355a bzw. 355b an
den Feuchtmittelkreislauf angeschlossen. Mit Hilfe von separaten Pumpen 357a bzw.
b wird permanent temperiertes Feuchtmittel durch das Innere der
Feuchtmittelwalzen 334a, b der jeweiligen Druckwerke zirkuliert,
wobei Kühlelemente 353a, b in Verbindung mit Mischeinheiten 354a,
b das zirkulierende Feuchtmittel für die Walzen 334a,
b separat temperieren und auf der für das jeweilige Druckwerk
gewünschten Temperatur halten.
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Umschaltventile 350a und 350b ermöglichen es,
die Walzen 334a und 334b in den jeweiligen geschlossenen,
vorgespannten Feuchtmittelkreisläufen im Bedarfsfalle schnell
drucklos zu stellen.
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Versorgt
werden die Kreisläufe über Rückschlagventile 356a und 356b aus
einem Feuchtmittelvorratsgefäß 345, wobei
hier eine Pumpe 347 in der Zuführleitung 346 in
Verbindung mit jeweils einem Druckminderer 348a und 348b dafür
sorgen, dass in den geschlossenen Temperierkreisläufen
für die jeweilige Walze 334a und 334b der
gewünschte Druck aufrecht erhalten wird.
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Eine
schnelle Absenkung des Druckniveaus im geschlossenen temperierten
Feuchtmittelkreislauf lässt sich durch Umschaltventile 349a und 349b erreichen.
Diese trennen dann die vorgespannten kombinierten Feuchtwasserversorgungs-
und Temperierkreisläufe für die Walzen 354a und
b von der Feuchtwasserzuführung, während gleichzeitig
die Schaltventile 350a und 350b den Druck aus
dem Inneren der Walzen 334a und b in das Ausgleichsgefäß 352 ablassen.
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Bevor
die in den 2/3 bzw. 4 dargestellte
Druckmaschine nach einer Unterbrechung oder beim erstmaligen Drucken
eines neuen Druckjobs wieder auf „Druck an" geht, wird
in allen Druckwerken der Wasserdruck in den Feuchtmittelwalzen eingeschaltet
und die jeweilige poröse Feuchtmittelwalze 34/434 über
den ersten Aktor 67 bzw. 467 an die zugehörige
Zwischenwalze 35 bzw. 419 angestellt. Wenige Sekunden
danach, wenn die Walzen 35 bis 37 des Feuchtwerks
mit einem Feuchtmittelfilm versehen sind, werden sie dann über
den zweiten Aktor 38 bzw. 438 an die Druckplatten
auf den Plattenzylindern 6a bis 6d in den jeweiligen Druckwerken 7a bis 7d angestellt.
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Oberfläche
der rauen Chromreiberwalzen 36 bzw. 421 einen
Feuchtwasserfilm erhalten, bevor sie aufgrund des Kontaktes der
Feuchtmittelauftragswalze 37 bzw. 420 mit der Druckplatte
Farbe annehmen können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 05-064872
A [0004]
- - WO 2006/047997 [0004, 0040, 0051]
- - JP 05-064872 [0005]