DE102015205025A1

DE102015205025A1 - Verfahren zum Erzeugen der optimalen Anpresskraft einer Rakel an ein Drucksieb und eine hierfür geeignete Rotationssiebdruckmaschine

Info

Publication number: DE102015205025A1
Application number: DE102015205025.4A
Authority: DE
Inventors: Uwe Müller; Hartmut Nickell
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2015-10-01
Anticipated expiration: 2035-03-20
Also published as: DE102015205025B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen der optimalen Anpresskraft einer Rakel an ein Drucksieb einer Rotationssiebdruckmaschine. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur flexiblen Einstellung der Anpresskraft einer Rakel zu entwickeln. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Rakel (7) in Richtung des Drucksiebs (4) geführt wird und der Gegendruckzylinder (1) rotativ so positioniert wird, dass die Rakel (7) auf das Drucksieb (4) in einen Bereich aufsetzt, wo der Sattel (3) das Drucksieb (4) kontaktiert, wobei die den Fortgang der Bewegung der Rakel (7) entgegenwirkende Kräfte ermittelt werden, derart, dass die Zustandsgrößen des die Bewegung der Rakel (7) generierenden Antriebs erfasst werden und an eine Steuerung übermittelt werden, dort auf dieser Grundlage in mindestens einen Bereich der Bewegung die aktuelle Anstellkraft der Rakel (7) an das Drucksieb (4) errechnet wird, wobei beim Erreichen eines vorgebbaren Sollwertes für die Anstellkraft der Fortgang der Bewegung der Rakel (7) unterbrochen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen der optimalen Anpresskraft einer Rakel an ein Drucksieb einer Rotationssiebdruckmaschine und eine hierfür geeignete Rotationssiebdruckmaschine nach den Oberbegriff des 1. und des 9. Anspruchs.
Derartige Anlagen sind allgemein bekannt und Stand der Technik. Der Bedruckstoff wird dabei zwischen einem runden Drucksieb und einem Druckzylinder durchgeführt. Der Auftrag der Druckfarbe auf den Bedruckstoff erfolgt durch Öffnungen im Drucksieb mit einer innenliegenden Rakel.
Aus der DE 41 052 92 A1 ist eine Lösung bekannt, bei der die Rakel zyklisch in Abhängigkeit von der Drehwinkelposition von der Innenumfangsfläche des Drucksiebes abgehoben wird. Dabei kommt eine mechanische Einrichtung zum Einsatz, durch die die Rakel abgehoben und wieder aufgesetzt wird, um z.B. die Längsnaht des Siebes oder den Gegendruckzylinderkanal mit einer nicht vorgespannten Rakel zu überqueren. Nachteilig ist hierbei, dass die Anpassung der Rakelhubbewegung an variable Bedruckstoffdicken, Siebstärken und Druckformatlängen kompliziert und zeitaufwändig ist.
Es sind weiterhin Lösungen bekannt, bei der sich die Anpresskraft der Rakel an die Druckschablone durch auf dem Druckzylinder angeordnete Elektromagnete erzeugen lässt.
Aus der DE 42 09 566 A1 ist ein derartiges Rakelgerät bekannt. Das Anpressen an die Druckschablone kann wahlweise mit Magnetkraft, Gewichtskraft und/oder durch Beaufschlagen mit einer mechanischen, z. B. pneumatisch oder hydraulisch aufgebrachten Kraft bewirkt werden. Durch die Einstellung der Schwenkposition der Rakel kann die Menge der aufgerakelten Substanz beeinflusst werden, wobei die gleichmäßige Verteilung der Anpresskraft auf die Rakelleiste über eine entsprechende Druckelastizität der Rakelleiste erfolgt.
Aus der WO 91/10567 A1 ist eine weitere magnetisch anpressbare Rakel mit voreingestelltem, d.h. konstruktionsmäßig vorgegebenem einstellbarem Rakelwinkel bekannt. Diese Rakel besteht aus einer Rakelleiste und aus einem in die Rakelleiste eingesetzten oder an die Rakelleiste angesetzten Rakelelement, das ganz oder teilweise aus magnetisierbarem Material besteht und in Verbindung mit einer magnetkrafterzeugenden Einrichtung die Rakelanstellkraft bewirkt.
Die Rakel liegt dabei frei und bewegbar auf der Siebdruckschablone auf und wird, bewirkt durch die Magnetkraft, angepresst. Die Lage der Rakel zur Siebdruckschablone wird durch Magnetkrafteinwirkung und damit durch die Anordnung der das Magnetfeld erzeugenden Einrichtung bestimmt.
Diese durch Magnetkrafteinwirkung selbsttätig gefundene Lage der Rakel ist durch mechanische Hilfsmittel feststellbar, so dass bei abgeschaltetem Magnetfeld, also außerhalb des Betriebszustandes, die durch Magnetkraft bewirkt eingestellte Position beibehalten wird und somit beim Wiedereinschalten des Magnetfeldes nicht wieder neu gesucht und eingestellt werden muss.
Nachteilig ist hierbei, dass das Anpressen durch die Magnetkraft nicht ausreichend flexibel ist, um eine Anpassung auf die verschieden Bedruckstoffstärken, Siebstärken und Druckformlängen zu erreichen.
Zur Kontrolle der Anpresskraft des Arbeitsrakels auf der Bedruckstoffoberfläche wird in der DE 38 05 363 A1 vorgeschlagen, mittels mehrerer Drucksensoren in den Ecken des Drucksiebes den summarischen Druck zu messen, welcher sich aus dem Anpresskraft des Arbeitsrakels, dem vom Bedruckstoff aufgenommenen Druck und der Sieb-spannung zusammensetzt. Damit soll die Anpresskraft des Rakels gesteuert werden.
Ähnliche Lösungen sind aus der DE 36 29 188 A1 und der US 5,893,325 bekannt. Dort werden durch geeignete Einrichtungen, beispielsweise durch Kraftmessdosen, die Auflagekräfte der Rakel auf dem Sieb gemessen. Das erfolgt während der Zustellung. Erreichen dann die Auflagekräfte einen vorgegebenen Sollwert, wird die Zustellung der Rakel beendet.
Nachteilig an dieser Lösung ist es, dass beim Nachlassen der Siebspannung trotz eines Nachregelns der Anpresskraft die Gefahr besteht, dass sich die Kontaktzone zwischen Siebunterseite und Bedruckstoffoberfläche vergrößert oder sich bei einer ungleichmäßigen Veränderung der Siebspannung die Kontaktzone inhomogen verändert, wodurch ein ungleichmäßiger Druck resultiert. Diese Lösungen sind auch für eine Flachdruckmaschine konzipiert und für einen Einsatz in einer Rotationssiebdruckmaschine nicht geeignet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur flexiblen Einstellung der Anpresskraft einer Rakel zu entwickeln.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des 1. bzw. des 8. Anspruchs gelöst.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass nunmehr eine exakte Einstellung der Rakelanpresskraft möglich ist. Eine Eingabe von Parametern, wie die Dicke des Bedruckstoffs oder die Dicke des Drucksiebes ist nicht mehr erforderlich.
Im Folgenden soll die Erfindung beispielhaft erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt schematisch die Anordnung einer Rakel innerhalb eines Drucksiebs einer Rotationssiebdruckmaschine.
Wie in der Figur zu erkennen, ist ein Gegendruckzylinder 1 vorgesehen, dem ein Druckzylinder 2 zugeordnet ist. Der Gegendruckzylinder 1 weist einen Sattel 3 auf. Unter dem Sattel 3 wird der Teil der Mantelfläche des Gegendruckzylinder 1 verstanden, auf dem der hier nicht dargestellte Druckbogen geführt wird.
Der Zylindermantel des Druckzylinders 2 ist zumindest teilweise als ein Drucksieb 4 ausgeführt. Dabei kann auch der komplette Zylindermantel als Drucksieb 4 ausgeführt sein. Dabei ist in vielen Fällen eine Längsnaht vorhanden, wobei auch nahtlose Rundsiebe eingesetzt werden.
Dem Druckzylinder 2 ist weiterhin eine gestellfeste Farbzuführung 5 zur Beschickung mit einer Druckfarbe 6 zugeordnet.
Im Innern des Druckzylinders 2 ist eine sich nahezu über die gesamte Breite des Drucksiebs 4 erstreckende Rakel 7 angebracht. Diese Rakel 7 ist so gestaltet, dass sie an die Innenseite des Drucksiebs 4 angestellt werden kann. Das bedeutet, dass die Rakel 7 in Richtung des in der Figur dargestellten Pfeils zum Zwecke des Anstellens bewegt werden kann. Dabei wird sie im Gestell 8 gehalten.
Das Anstellen der Rakel an das Drucksieb 4 wird im Ausführungsbeispiel durch einen Antrieb mit je einem beidseitig der Rakel 7 angeordneten Pneumatikzylinder 9 als Aktuatoren bewerkstelligt. Bei der Verwendung von zwei getrennt angeordneten Antrieben an beiden Rakelenden kann sich gleiche oder unterschiedliche Pressung über die Rakellänge einstellen. Als Aktuatoren können aber auch Hydraulikzylinder eingesetzt werden. Es ist auch möglich, als Aktuatoren für die Antriebe elektrische Servomotoren einzusetzen. Die Aktuatoren können als Linearantriebe oder als Schwenkantriebe ausgeführt sein. Als elektrische Linearantriebe sind beispielsweise direkt angetriebene Linearmotoren, Hubmagnete oder Kugel- bzw. Rollengewindetriebe mit integriertem oder angeflanschtem Motor denkbar.
Die Linearantriebe, also hier in diesem Fall die Pneumatikzylinder 9, können der Rakel 7 unmittelbar zugeordnet werden. Das heißt, auf die Zwischenschaltung eines Getriebes zum Beeinflussen der Anpresskraft wird in diesem Fall verzichtet.
Des Weiteren ist ein hier nicht dargestellter Aufnehmer für Zustandsgrößen der Antriebe vorgesehen. Eine dieser Zustandsgrößen ist zum Beispiel die aktuelle Stromstärke des Elektromotors oder der Fluiddruck des Hydraulik- oder Pneumatikaktuators.
Diese Zustandsgrößen sind in festlegbaren Zeitabständen einer hier ebenfalls nicht dargestellten Steuerung vermittelbar.
Mit dieser oben beschriebenen Einrichtung ist das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt realisierbar:
In Vorbereitung eines Druckauftrags wird der Gegendruckzylinder 1 so gedreht, dass die Rakel 7 in ihrer translatorischen Bewegung auf das Drucksieb in einen Bereich aufsetzen kann, in dem der Sattel 3 des Gegendruckzylinders 1 das Drucksieb 4 kontaktiert. Es ist auch zu beachten, dass die Rakel 7 nicht im Bereich einer eventuell vorhandenen, durch Herstellung des Drucksiebs technologisch bedingten Längsnaht, z.B. einer Schweißnaht, aufsetzt.
Die Bewegung der Rakel 7 erfolgt vorzugsweise geradlinig.
Bei dieser Bewegung werden fortlaufend Zustandsgrößen des Antriebs aufgenommen und an die Steuerung übermittelt. Diese Zustandsgrößen stehen für Kräfte, die der Bewegung der Rakel 7 entgegen wirken. So wird z.B. der Motorstrom ansteigen, sobald eine gegen die Bewegung der Rakel 7 gerichtete Kraft wirkt.
Aus diesen Daten können nunmehr durch die Steuerung die den Fortgang der Bewegung der Rakel 7 entgegenwirkende Kräfte ermittelt werden. So werden die während der Bewegung der Rakel 7 auftretende signifikante Veränderung der Zustandsgröße als der Kontakt der Rakel 7 mit dem Drucksieb 4 interpretiert. Zusätzlich kann der Abstand zwischen der Rakel 7 und dem Drucksieb 4 durch Messsysteme, wie zum Beispiel durch Encoder, Winkel- oder Linearmesssystem erfasst werden.
Ab dem Zeitpunkt des Kontaktes der Rakel 7 mit dem Drucksieb 4 wird dann jeder weiterer Anstieg der entgegenwirkenden Kräfte als Erhöhung der Anpresskraft der Rakel 7 an das Drucksieb 4 aufgefasst. Im Vergleich mit einem in der Steuerung hinterlegten Sollwert kann dann bei Erreichen einer jobspezifisch festgelegten Anpresskraft der Fortgang der Bewegung der Rakel 7 unterbrochen und die Rakel 7 in dieser Stellung fixiert werden.
Die aktuellen Zustandsgrößen und Sollwerte der Stromstärke oder des Fluiddrucks können für jeden Aktuator direkt oder auch umgerechnet in Anpresskraft am Bedienpult der Druckmaschine angezeigt werden. Des Weiteren kann auch der aktuelle, über Messsystem erfasste Rakelhub angezeigt werden.
Der Drucker wählt an Hand seiner Beurteilung des Druckergebnisses die Anpresskraft der Rakel 7 bzw. die Sollwerte der Stromstärke oder des Fluiddruckes aus und kann diese vor und während des Druckprozesses stufenlos oder in Stufen verstellen.
Die Sollwerte für Stromstärke, Fluiddruck und Anpresskraft können in der Steuerung gespeichert und bei Wiederholaufträgen erneut abgerufen werden.
Alternativ kann der mittels Messsystemen bei Erreichung der erforderlichen Anpresskraft eingestellte Abstand in der Steuerung gespeichert und als Sollwert für die zyklisch bei jedem Bogendurchgang einzustellende Endlage des Rakelhubs verwendet werden. Der Druckauftrag kann dann ohne automatische Einstellung der Anpresskraft mittels reiner Positionierung der Rakel abgearbeitet werden.
Bezugszeichenliste

1: Gegendruckzylinder
2: Druckzylinder
3: Sattel
4: Drucksieb
5: Farbzuführung
6: Druckfarbe
7: Rakel
8: Gestell
9: Pneumatikzylinder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4105292 A1 [0003]
DE 4209566 A1 [0005]
WO 91/10567 A1 [0006]
DE 3805363 A1 [0010]
DE 3629188 A1 [0011]
US 5893325 [0011]

Claims

Verfahren zum Erzeugen der optimalen Anpresskraft einer Rakel an ein Drucksieb einer Rotationssiebdruckmaschine, wobei eine im Gestell der Rotationssiebdruckmaschine gelagerte, im Innern eines mit einem Drucksieb (4) ausgestatteten Druckzylinders (2) angeordnete Rakel (7) verwendet wird und ein an das Drucksieb (4) anstellbarer Gegendruckzylinder (1) vorgesehen ist, derart, dass der Gegendruckzylinder (1) einen mit dem Drucksieb (4) in Kontakt kommenden Sattel (3) zum Führen eines Druckbogen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rakel (7) in Richtung des Drucksiebs (4) geführt wird und der Gegendruckzylinder (1) rotativ so positioniert wird, dass die Rakel (7) auf das Drucksieb (4) in einen Bereich aufsetzt, wo der Sattel (3) das Drucksieb (4) kontaktiert, wobei die den Fortgang der Bewegung der Rakel (7) entgegenwirkende Kräfte ermittelt werden, derart, dass die Zustandsgrößen des die Bewegung der Rakel (7) generierenden Antriebs erfasst werden und an eine Steuerung übermittelt werden, dort auf dieser Grundlage in mindestens einen Bereich der Bewegung die aktuelle Anstellkraft der Rakel (7) an das Drucksieb (4) errechnet wird, wobei beim Erreichen eines vorgebbaren Sollwertes für die Anstellkraft der Fortgang der Bewegung der Rakel (7) unterbrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Rakel (7) translatorisch erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksieb (4) rotativ so platziert wird, dass die Berührung einer durch Herstellung des Drucksiebs (4) technologisch bedingten Längsnaht durch die Rakel (7) ausgeschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine während der Bewegung der Rakel (7) auftretende signifikante Veränderung dieser Zustandsgröße als Kontakt der Rakel (7) mit dem Drucksieb (4) interpretiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese signifikante Veränderung mit einem in der Steuerung der Rotationssiebdruckmaschine hinterlegten Sollwert verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge der weiteren Bewegung der Rakel (7) aus den Zustandsgrößen fortlaufend die tatsächliche aktuelle Anpresskraft der Rakel (7) an das Drucksieb (4) errechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erreichen der jobspezifisch vorgegebenen Anpresskraft die Bewegung der Rakel (7) beendet und die Rakel (7) in dieser Stellung fixiert wird.
Rotationssiebdruckmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach den vorstehenden Ansprüchen, enthaltend einen Druckzylinder (2), dessen Zylindermantel zumindest teilweise durch ein Drucksieb (4) gebildet ist und in dessen Inneren eine im Gestell (8) der Rotationssiebdruckmaschine gelagerte Rakel (7) angeordnet ist, derart, dass die Rakel (7) in Richtung des Drucksiebs (4) bewegbar ist und diese Eigenschaft durch mindestens einen Antrieb bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Rakel (7) unmittelbar zugeordnet ist und Zustandsgrößen des Antriebs einer Steuerung zuführbar sind.
Rotationssiebdruckmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebe Servoantriebe verwendet werden.
Rotationssiebdruckmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Servoantriebe als Linearantriebe oder als Schwenkantriebe ausgeführt sind.
Rotationssiebdruckmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Aktuatoren für die Antriebe elektrische Servomotoren eingesetzt werden.
Rotationssiebdruckmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Aktuatoren für die Antriebe Hydraulikzylinder oder Pneumatikzylinder eingesetzt werden.