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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von bogenförmigem Substrat, die gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 ausgebildet ist.
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Bei bogenverarbeitenden Maschinen zur Beschichtung von bogenförmigem Substrat, wie Druckmaschinen oder Lackiermaschinen, wird bogenförmiges Substrat von einem Stapel vereinzelt, entlang eines Substratförderweges einer Anzahl von Bearbeitungsstationen zugeführt und anschließend wieder auf einem Stapel abgelegt. Zum Transport des bogenförmigen Substrats sind Haltemittel vorgesehen, die das zu transportierende Substrat an den Vorderkanten fixieren und an Haltemittel übergeben, die stromabwärts im Substratförderweg ausgebildet sind. Die Haltemittel werden von Bogenführungszylindern oder Kettenfördersystemen geführt.
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Insbesondere bei hohen Laufgeschwindigkeiten derartiger Maschinen besteht die Gefahr, dass die in den Bearbeitungsstationen auf das bogenförmige Substrat aufgebrachten Druckfarben und/oder Lacke noch nicht getrocknet sind, wenn das bogenförmige Substrat beim Weitertransport in Kontakt mit Maschinenteilen oder anderen Substratbogen kommt. Die Folge hiervon ist ein Abschmieren oder Verschmieren der Druckfarbe und/oder Lacke. Beides stellt eine erhebliche und keineswegs tolerierbare Qualitätsminderung dar. In bogenverarbeitenden Maschinen wird dieser Problematik größtenteils dadurch begegnet, dass die bogentragenden Maschinenteile, insbesondere die Zylindermantelflächen der Bogenführungszylinder zwischen den einzelnen Druckwerken und die Zylindermantelflächen der Druckzylinder, aus einem farbabstoßenden Material gefertigt ist. Auch ist es bei bogenverarbeitenden Maschinen durchaus üblich, einen oder mehrere Trockner entlang des Substratförderweges anzuordnen, die die Druckfarben und/oder Lacke auf dem bogenförmigen Substrat vor der Ablage auf dem Stapel trocknen.
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Zur schnellen Trocknung und/oder Härtung von Druckfarbe und/oder Lack in bogenverarbeitenden Maschinen werden insbesondere Strahlungstrockner mit Excimer-Strahlern oder UV-Strahlern eingesetzt. Derartige Strahler senden eine elektromagnetische Strahlung aus, deren Wellenlänge auf Photoinitiatoren abgestimmt ist, die Bestandteil der verwendeten Druckfarben und/oder Lacke sind. Durch die energiereiche Strahlung werden die reaktiven Bestandteile der Druckfarben und/oder Lacke in Art einer Vernetzungsreaktion von einem niedermolekularen in einen hochmolekularen Zustand überführt.
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Die genannten Strahlungstrockner werden zumeist in Verbindung mit Inertgas (Stickstoff) betrieben. Das Inertgas wird in den Bereich zwischen der mit Druckfarbe und/oder Lack beschichteten Substratoberfläche und dem Strahlungstrockner eingebracht. Die Funktion des Inertgases besteht darin, die Umgebungsluft zu verdrängen und eine möglichst sauerstoffarme Trocknungsumgebung zu schaffen.
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Bei der Bogenführung auf Bogenführungszylindern strömt das Inertgas auf das Substrat und wird danach in einer Art Glocke aufgefangen, um den Kostenaufwand so gering wie möglich zu halten.
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Eine derartige Inertisierungseinrichtung ist aus der
DE 297 07 190 U1 bekannt. Ein Trockner ist einem bogenführenden Zylinder zugeordnet und weist eine Abdeckhaube (Glocke) auf, die über die Breite des Zylinders reicht und die quer in Bogenlaufrichtung zur Zylinderoberfläche beidseitig mit Dichtleisten abschließt, die in geringem Abstand zur bogenführenden Zylinderoberfläche einstellbar sind.
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Die
DE 198 57 984 A1 beschreibt eine Inertisierungseinrichtung, die für die Abdichtung der Glocke (Dichtspalt) zur Vermeidung von abströmenden Inertgas den Einlaufbereich eines oberen Bereiches der Glocke einem der Glocke vorgeordneten nichtbogenführenden Zylinder zuordnet.
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Die
DE 101 41 755 A1 offenbart ein Trocknungssystem zur Strahlungstrocknung von Farben und/oder Lacken und/oder Beschichtungen auf Substraten an Druck- und/oder Beschichtungsmaschinen, bestehend aus einem Strahlermodul und einer Inertisierungskammer. Die Inertisierungskammer besteht aus einem Grundkörper, einem Düsensystem, seitlichen Dichtungselementen sowie einem Einlauf- und einem Auslaufelement. Die seitlichen Dichtungselemente sowie das Einlauf- und das Auslaufelement dichten die Inertisierungskammer gegenüber der Umgebung ab. Am Grundkörper der Inertisierungskammer ist ein für die Trocknungsstrahlung durchlässiger Bereich ausgebildet.
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Die
EP 0 924 067 B1 beschreibt einen Gegendruckzylinder für eine Bogenrotationsdruckmaschine, mit einem im Gehäuse der Druckmaschine drehbar gelagerten Zylindergrundkörper, der mit einer eine Vielzahl von Öffnungen aufweisenden Folie überzogen ist.
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Aus der
DE 10 2014 003 711 A1 ist ein Zylinder zum Transport von Druckbogen entlang eines UV- oder Elektronenstrahltrockners bekannt, der Inertgas-Öffnungen aufweist, die im Betrieb zumindest zeitweise mit Inertgas beaufschlagt werden kann.
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Um bei Inertisierungseinrichtungen den Verbrauch von Inertgas zu verringern und Leckverluste weitestgehend zu vermeiden, sind die Seitenränder der Inertisierungseinrichtung so nah und dicht wie möglich an der Oberfläche des Bogenführungszylinders angeordnet. Für die Ausbildung des quer zur Laufrichtung des Substrats ausgerichteten Dichtsteges am Einlauf der Glocke besteht das Problem, dass dieser nur in einem Kompromissabstand zur Oberfläche des Bogenführungszylinders stehen kann. Das ergibt sich daraus, dass noch nicht getrocknetes bogenförmiges Substrat mit seiner Dicke ebenfalls unter dem Dichtsteg durch laufen muss, diesen jedoch nicht berühren darf. Verstärkt wird das Problem bei der Verarbeitung von biegesteifen Substraten, deren Hinterkanten stets von der Kreisfläche des Bogenführungszylinders abspreizen.
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Die Leckageverluste von Inertgas sind ausreichend gering, wenn der Abstand des Dichtsteges zur Oberfläche des Bogenführungszylinders kleiner als 1 bis 2 mm ist. Für die abschmierfreie Passage des Substrats Bogen und vor allem von dessen Hinterkante ist demgegenüber ein viel größerer Abstand erforderlich, der jedoch wieder zum verlustreichen Abströmen von wertvollem Inertgas führt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Behandlung von bogenförmigem Substrat zu schaffen, die den Verbrauch von Inertgas vermindert und/oder das Substrat abschmierfrei führt.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, bogenförmiges Substrat im Wirkbereich der Inertisierungseinrichtung, insbesondere bei minimierten Verlusten von Inertgas, zu bearbeiten und/oder das bogenförmige Substrat auf dem Bogenführungszylinder abschmierfrei zu fixieren.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist der Bogenführungszylinder einen Kanal auf, der die ersten Haltemittel aufnimmt.
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Es erweist sich als vorteilhaft am Bogenführungszylinder eine oder mehrere Austrittsöffnungen auszubilden, die mit einer Inertgasquelle verbunden sind. Vorteilhaft ist es ebenso, wenn die eine Austrittsöffnung oder die mehreren Austrittsöffnungen in den Kanal des Bogenführungszylinders münden. Dem Kanal kann weiterbildend eine Abdeckung zugeordnet sein.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind am Ende des Bogenführungszylinders Schmitzringe ausgebildet. Die Inertisierungseinrichtung erstreckt sich dabei bevorzugt in axialer Richtung des Bogenführungszylinders bis zu den Schmitzringen. Zwischen den Schmitzringen und der Inertisierungseinrichtung ist insbesondere eine Dichtung ausgebildet.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtung als Labyrinthdichtung ausgebildet. Die Labyrinthdichtung, auch als Spaltdichtung bezeichnet, ist eine Dichtung deren Dichtwirkung auf strömungstechnischen Effekten durch die Verlängerung des abzudichtenden Spaltes beruht. Sie ist vorzugsweise als berührungsfreie Dichtung ausgeführt. Die Verlängerung wird vorzugsweise durch ein Ineinandergreifen von Formelementen erreicht, die auf den gegeneinander anzudichtenden Bauteilen ausgebildet sind.
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Weiter bevorzugt umfasst die Inertisierungseinrichtung Seitenteile, wobei die den Schmitzringen zugewandten Bereiche der Seitenteile als Dichtung ausgebildet sind oder die Dichtung den Seitenteilen zugeordnet ist.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die zweiten Haltemittel innerhalb der Peripherie des Bogenführungszylinders angeordnet. Unter Peripherie des Bogenführungszylinders wird in diesem Sinn die Kreisbahn verstanden, die die ersten Haltemittel bei der Drehung des Bogenführungszylinders beschreiben. Die zweiten Haltemittel rotieren mit dem Bogenführungszylinder.
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Vorteilhafterweise sind die zweiten Haltemittel zum saugenden Fixieren des Substrats ausgebildet. In diesem Fall sind die Haltemittel der Mantelfläche des Bogenführungszylinders zugeordnet oder sind Bestandteil derselben.
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Die zweiten Haltemittel sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die dem Bogenführungszylinder zugewandte Seite des Substrats, die der Substratunterseite entspricht, gesamtflächig saugend fixieren. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die zweiten Haltemittel das Substrat nur in einem Teilbereich von dessen Unterseite fixieren. Insbesondere die Fixierung nur eines Teilbereichs der Unterseite des Substrats (teilflächige Fixierung) kann linienförmig erfolgen. Vorzugsweise erfolgt zumindest eine linienförmige Fixierung des Substrats im Bereich der Substrathinterkante.
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Zur Ausbildung der zweiten Haltemittel kann der Bogenführungszylinder vorzugsweise einen Kanäle aufweisenden Grundkörper und einen dem Grundkörper zuordenbaren Mantel umfassen. Der Mantel weist in diesem Fall Öffnungen auf, die zumindest mit einem der Kanäle in Strömungsverbindung stehen. Der Mantel ist dem Grundkörper vorzugsweise austauschbar zugeordnet. Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist der Bogenführungszylinder Fixiermittel zum lösbaren Fixieren, insbesondere zum Klemmen, des Mantels am Grundkörper auf.
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Sind die zweiten Haltemittel unter Verwendung eines Öffnungen ausweisenden Mantels gebildet, kann die Saugwirkung und damit die Wirkung der die Substratunterseite fixierenden Haltekraft besonders gut auf die Art, die Eigenschaften und/oder das Format des bogenförmigen Substrats abgestimmt werden. Das wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Form und/oder Größe der Öffnungen im Mantel, wie auch ihre Anzahl und/oder Verteilung mit Bezug auf das jeweilig zu verarbeitende Substrat festgelegt werden. Vorzugsweise sind mehrere Sätze von Mänteln vorgesehen, die unterschiedlich ausgebildet sind und von einem Bediener der Maschine substratbezogen dem Grundkörper zur Ausbildung der zweiten Haltemittel zugeordnet werden können. Die einzelnen Öffnungen sind derart im Mantel verteilt angeordnet, dass sie über die im Grundkörper des Bogenführungszylinders ausgebildeten Kanäle mit Saugluft versorgbar sind. Zur besseren Verteilung der Saugluft können auf der Oberfläche des Grundkörpers nutförmige Ausnehmungen vorgesehen sein, die einen Kanal mit mehreren Öffnungen eines jeweiligen Mantels verbinden. Die Öffnungen im Mantel stehen mit den nutförmigen Ausnehmungen in Strömungsverbindung. Der Querschnitt der Öffnungen ist vorzugsweise deutlich geringer als der Querschnitt der Kanäle bzw. der Querschnitt der nutförmigen Ausnehmungen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Mantel eine Oberflächenstruktur aufweisen, welche untereinander verbundene Vertiefungen umfasst, die eine flächige Verteilung der Saugluft unterhalb eines auf dem Mantel aufliegenden bogenförmigen Substrats ermöglichen. Der Mantel ist weiterhin vorzugsweise farbabweisend beschichtet.
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Im Grundkörper ist vorzugsweise eine oder sind mehrere Luftverteilerkammern ausgebildet, die ausgewählte Kanäle und/oder nutförmige Ausnehmungen miteinander verbinden. Die Luftverteilerkammern stellen sicher, dass eine Vergleichmäßigung des an den Öffnungen anliegenden Saugdruckes bewirkt wird.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens einem Fixiermittel eine Spanneinrichtung zugeordnet oder ist mindestens eines der Fixiermittel als Spanneinrichtung ausgebildet. Durch die Spanneinrichtung wird ein Verspannen des Mantels in Umfangsrichtung des Grundkörpers ermöglicht. Das Verspannen bewirkt eine gleichmäßige und feste Auflage des Mantels auf dem Grundkörper und sichert diesen insbesondere gegen eine Verschiebung in Umfangsrichtung.
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Vorzugsweise weist der Grundkörper eine Einhängeinrichtung und eine Spanneinrichtung auf. Die Einhängeinrichtung ist zur hängenden Aufnahme des einen Endes des Mantels ausgebildet. Das von der Einhängeinrichtung aufzunehmende Ende des Mantels weist vorzugsweise eine gebogene Kante oder mit einem Aufnahmesystem korrespondierende Ausnehmungen auf.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stehen die Kanäle mit einer Saugluftquelle in Verbindung.
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Alternativ zu einer austauschbaren Zuordnung kann der Mantel auch fest am Grundkörper des Zylinders befestigt, insbesondere aufgeklebt oder aufgeschweißt, sein. Ebenso kann der Bogenführungszylinder einschließlich der Mantelfläche aus einem Gussteil oder Schweißteil gebildet sein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform sind in der Mantelfläche des Bogenführungszylinders eine Vielzahl von Öffnungen ausgebildet und Mittel vorgesehen, mit denen die Öffnungen einzeln oder in Gruppen mit einer Saugluftquelle strömungstechnisch verbindbar oder von dieser strömungstechnisch trennbar sind. Die Mittel sind derart ausgebildet, dass mit ihnen einzelne Öffnungen verschließbar sind oder der Blasluftstrom in mindestens einem Kanal und/oder einer Luftverteilerkammer unterbrechbar ist.
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Zur Ausbildung des Bogenführungszylinders gemäß der vorliegenden Erfindung kommt es auf die konkrete Art der technischen Ausgestaltung der zweiten Haltemittel nicht an. Demgemäß können auch örtlich verlagerbare Öffnungen als Bestandteil des Bogenführungszylinders ausgebildet sein.
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Vorzugsweise fixieren die zweiten Haltemittel das Substrat ausschließlich in einem gegenüber dem rotierbaren Bogenführungszylinder feststehenden Winkelbereich. Dieser Winkelbereich erstreckt sich über den Bereich, in dem die gestellfeste Inertisierungseinrichtung auf das Substrat einwirkt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die vordere Grenze des Bereichs dem Ort entspricht, an dem eine Substratübergabe von einem dem Bogenführungszylinder vorgeordneten weiteren Bogenführungszylinder an den Bogenführungszylinder erfolgt. Die hintere Grenze des Bereichs liegt vorzugsweise in der Laufrichtung des Substrats betrachtet nach dem Auslaufspalt zwischen Inertisierungseinrichtung und Bogenführungszylinder. Durch die örtliche Begrenzung der Saugwirkung kann der Saugluftverbrauch verringert und das Ablösen des Substrats vom Bogenführungszylinder bei der nächsten Übergabe erleichtert werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist außerhalb der Peripherie des Bogenführungszylinders ein drittes Haltemittel angeordnet.
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Das dritte Haltemittel legt das bogenförmige Substrat und insbesondere dessen zum Abspreizen neigende Hinterkanten an den Bogenführungszylinder an. Das dritte Haltemittel wird vorzugsweise durch ein Blasrohr oder mehrere Blasrohre und/oder eine Luftpolsterglätteinrichtung und/oder einen Kammsauger und/oder eine dem Bogenführungszylinder vorgeordnete Trommelkappe gebildet. Es versteht sich von selbst, dass jedes der genannten Mittel für sich gesehen geeignet ist, die Hinterkante des Substrats an den Bogenführungszylinder anzulegen. Vorteilhafter Weise werden die vorgenannten Mittel einzeln oder in Kombination mit einem einzelnen oder weiteren Mitteln angeordnet, um deren Wirkungen zu ergänzen oder zu summieren und das dritte Haltemittel zu bilden.
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Jedem genannten, zur Ausbildung des dritten Haltemittels vorgesehenen Mittel ist unabhängig von seiner konkreten Ausbildung eigen, dass es eine Kraftwirkung auf die dem Bogenführungszylinder abgewandte Seite des Substrats ausübt. Die Wirkrichtung dieser Kraft verläuft zumindest annähernd in Richtung der Drehachse des Bogenführungszylinders. Die Kraft wirkt der Fliehkraft entgegen. Das dritte Haltemittel ist der Inertisierungseinrichtung in Laufrichtung des Substrates betrachtet vorgelagert, damit es auf das Substrat einwirkt, bevor dieses in den zwischen Bogenführungszylinder und Inertisierungseinrichtung gebildeten Spalt einläuft.
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Der Inertisierungseinrichtung ist vorzugsweise ein Trockner, weiter bevorzugt ein Strahlungstrockner, insbesondere ein UV-Trockner zugeordnet. Alternativ ist die Inertisierungseinrichtung Bestandteil eines Trockner, weiter bevorzugt eines Strahlungstrockners, insbesondere eines UV-Trockners.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Inertisierungseinrichtung eine Glocke, die einlaufseitig eine Einlaufdichtung und auslaufseitig eine Auslaufdichtung aufweist, wobei Mittel zur Verlagerung der Einlaufdichtung und/oder der Auslaufdichtung in Abhängigkeit von der Winkellage des Bogenführungszylinders vorgesehen sein können. Vorzugsweise wird die Einlaufdichtung im Takt der vom Bogenführungszylinder geförderten Substrate bewegt, so dass der Abstand zwischen Bogenführungszylinder und Einlaufdichtung beim Passieren der Substrathinterkante vergrößert ist.
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Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt:
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1: die schematische Darstellung des mittleren Bereichs einer Bogendruckmaschine,
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2: einen Bogenführungszylinder mit ersten und zweiten Haltemitteln und Inertisierungseinrichtung,
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3: einen Bogenführungszylinder mit vorgeordnetem Bogenführungszylinder und Blasrohr,
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4: einen Bogenführungszylinder mit vorgeordnetem Bogenführungszylinder und Luftpolsterglätteinrichtung,
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5: einen Bogenführungszylinder mit vorgeordnetem Bogenführungszylinder und Kammsauger,
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6: einen vergrößerten Ausschnitt aus 2 und
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7: eine schematische Schnittdarstellung des Bogenführungszylinders mit Schmitzring und Inertisierungseinrichtung.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einer Bogendruckmaschine erläutert. Die erfindungsgemäße Lösung ist jedoch immer dann realisierbar, wenn ein bogenförmiges Substrat in einer Inertgasatmosphäre zu bearbeiten ist.
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Die 1 zeigt in schematischer Darstellung den mittleren Teil einer Bogendruckmaschine, insbesondere einer Offsetbogendruckmaschine, die neben den dargestellten Elementen weitere Elemente wie einen nicht dargestellten Anleger und einen ebenfalls nicht dargestellten Ausleger umfasst. Die Bogendruckmaschine bearbeitet bogenförmige Substrate aus verschiedenen Materialien wie Papier, Pappe, Folie etc., die im Folgenden stellvertretend mit der Formulierung Bogen bezeichnet werden. Die Bogen werden der Bogendruckmaschine als Bogenstapel zugeführt und von dem Anleger vereinzelt. Der Anleger übergibt die vereinzelten Bogen an eine oder mehrere in Reihe geschaltete Bearbeitungsstationen. Die Bearbeitungsstationen umfassen Bogentransportmittel und sind beispielsweise als Druckwerke, Trockenwerke oder Lackierwerke ausgebildet.
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Als Bogentransportmittel einer ersten Bearbeitungsstationen ist ein Druckzylinder 6 ausgebildet, der zwei Greifersysteme umfasst, die die Bogen an ihren Vorderkanten fixieren. Dem Druckzylinder 6 ist ein (Lack-)Formzylinder 8 und dem (Lack-)Formzylinder 8 ein Lack- bzw. Farbwerk 9 zugeordnet. Der Formzylinder 8 trägt eine Druckplatte oder eine Lackplatte und wird von dem Farbwerk bzw. Lackwerk 9 eingefärbt. Die Druckfarbe bzw. der Lack enthält Photoinitiatoren, die mit energiereicher elektromagnetischer Strahlung z. B. im UV-Bereich härtbar sind. Das Farbwerk bzw. Lackwerk 9 färbt die Druckplatte (Form) entsprechend der auf dieser enthaltenen Bildinformation ein. Der Formzylinder 8 überträgt die Druckfarbe bzw. den Lack in dem zwischen Druckzylinder 6 und Formzylinder 8 gebildeten Druckspalt auf den Bogen. Die den Druckzylinder 6, den Formzylinder 8 und das Farbwerk bzw. Lackwerk 9 umfassende Bearbeitungsstation versteht sich als Beispiel für jede andere bekannte Bauform einer Bearbeitungsstation zur Farb- oder Lackübertragung und kann auch durch ein Offsetdruckwerk mit einem Gummituchzylinder und einem Plattenzylinder gebildet sein.
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Dem Druckzylinder 6 ist ein als Bogenführungstrommel ausgebildeter weiterer Bogenführungszylinder 5 nachgeordnet, der den Bogen vom Druckzylinder 6 übernimmt. Der weitere Bogenführungszylinder 5 weist zwei Greifersysteme auf. Unterhalb des weiteren Bogenführungszylinders 5 ist eine Bogenleiteinrichtung 16 angeordnet, die mit Blasluft beaufschlagt ist und den vom weiteren Bogenführungszylinder 5 geführten Bogen auf seiner Unterseite mit einem Luftpolster stützt. Dem weiteren Bogenführungszylinder 5 folgt der Bogenführungszylinder 2, der zwei erste Haltemittel 1 aufweist.
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An den Seiten des Bogenführungszylinders 2 sind zwei Dichtringe, insbesondere Schmitzringe 19, ausgebildet, von denen in 7 nur einer dargestellt ist. Die Schmitzringe 19 sind ca. 1 bis 2 cm breit. Schmitzringe 19 können z. B. auf der Fundamentschiene oder auf einem Schmitzring eines Gegenzylinders abrollen. Sie dienen z. B. zum Ausgleich von geringfügigen Lagerungenauigkeiten und können durch Friktionshemmung die registergenaue Abwicklung sicherstellen. Schmitzringe 19 können auch als mitlaufende Distanzringe benutzt werden.
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Der Bogenführungszylinder 2 ist als Saugzylinder, auch als Saugtrommel bezeichnet, ausgebildet. Die ersten Haltemittel 1 sind als Klemmgreifer ausgebildet. Der Bogenführungszylinder 2 übernimmt den Bogen vom weiteren Bogenführungszylinder 5. Auf der Oberseite des Bogenführungszylinders 2 ist eine Inertisierungseinrichtung 3 angeordnet. Die Inertisierungseinrichtung 3 erstreckt sich in axialer Richtung des Bogenführungszylinders 2 bis zu dessen Schmitzringen 19. Die Inertisierungseinrichtung 3 umfasst eine haubenförmige Glocke 18. Die Glocke 18 weist seitliche Dichtungen 20 auf, die bevorzugt der Kontur des Bogenführungszylinders 2 bzw. der Kontur der Schmitzringe 19 angepasst sind. Bevorzugt ist mindestens eine Dichtung 20 als Labyrinthdichtung ausgebildet. Die Labyrinthdichtung umfasst vorzugsweise ineinandergreifende Formelemente, die den Dichtspalt verlängern. Derartige Formelemente sind vorzugsweise an den Umfangsflächen und/oder Stirnflächen der Schmitzringe 19 ausgebildet.
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Vorzugsweise umfasst die Inertisierungseinrichtung 3 Seitenteile 25, wobei die den Schmitzringen 19 zugewandten Bereiche der Seitenteile 25 vorzugsweise als Dichtungen 20 ausgebildet sind oder die Dichtungen 20 den Seitenteilen 25 zugeordnet sind. Die Seitenteile 25 können einer Kammerabdeckung 24 der Inertisierungseinrichtung 3 fest oder lösbar fest zugeordnet sein.
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An der Glocke 18 ist einlaufseitig eine Einlaufdichtung und auslaufseitig eine Auslaufdichtung ausgebildet. Der Auslaufdichtung können drehbar gelagerte Rollen als Führungselemente zugeordnet sein. Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform sind Antriebsmittel vorgesehen, die die Einlaufdichtung im Takt der Bogenfolge relativ zum Bogenführungszylinder 2 verlagern.
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Im Inneren der Inertisierungseinrichtung 3 ist ein als UV-Trockner ausgebildeter Strahlungstrockner 4 angeordnet. Der Strahlungstrockner 4 ist Bestandteil eines Trocknermoduls, das lösbar mit der Inertisierungseinrichtung 3 verbunden ist. An der Inertisierungseinrichtung 3 ist ein Hebel angelenkt, mit dem die Inertisierungseinrichtung 3 einschließlich Strahlungstrockner 4 vom Bogenführungszylinders 2 zu Wartungszwecken abschwenkbar ist. Die Inertisierungseinrichtung 3 ist durch die seitlichen Dichtungen 20, die Einlaufdichtung und die Auslaufdichtung gegenüber dem Bogenführungszylinder 2 weitgehend abgedichtet.
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Zwischen Bogenführungszylinder 2 und Inertisierungseinrichtung 3 verbleibt lediglich ein technologisch zum Bogentransport erforderlicher Restspalt. Im Innenraum der Glocke 18 der Inertisierungseinrichtung 3 ist ein Düsensystem ausgebildet, dass mit einer Inertgasquelle verbunden ist. Die Inertgasquelle liefert Inertgas, das über das Düsensystem in der Glocke 18 verteilt wird. Als Inertgas wird Stickstoff verwendet. Das Inertgas nimmt den Raum zwischen dem vom Bogenführungszylinder 2 geförderten Bogen und dem Strahlungstrockner 4 ein, sodass in diesem Bereich eine sauerstoffarme, vorzugsweise eine sauerstofffreie, Gasatmosphäre herrscht. Der Druck des in die Glocke 18 einströmenden Inertgases ist so bemessen, dass sich im Inneren der Glocke 18 ein Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck einstellt. Eventuell eingangsseitig eingeschleppte Umgebungsluft wird verdrängt.
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Der Bogenführungszylinder 2 umfasst einen Grundkörper 10. Im Grundkörper 10 sind Kanäle 11 ausgebildet, die mit einer nicht dargestellten Saugluftquelle kommunizieren, d. h. in Strömungsverbindung stehen. Die Kanäle 11 erstrecken sich bis in den äußeren Umfangsbereich des Grundkörpers 10 und können in nutförmige Ausnehmungen münden, die in der Umfangsfläche des Grundkörpers 10 ausgebildet sind. Die nutförmigen Ausnehmungen erstrecken sich in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung des Grundkörpers 10. Dem Grundkörper 10 ist ein Mantel 12 zugeordnet. Der Mantel 12 weist Öffnungen auf, die zumindest mit einem der Kanäle 11 bzw. einer der nutförmigen Ausnehmungen in Strömungsverbindung stehen. Am Grundkörper 10 sind Fixiermittel zum lösbaren Fixieren des Mantels 12 ausgebildet. Der Mantel 12 ist austauschbar. Die im Mantel 12 ausgebildeten Öffnungen sind in ihrer flächigen Verteilung auf das Format des jeweils zu verarbeitenden Bogens abgestimmt. Mit anderen Worten weist der Mantel 12 nur in den Bereichen Öffnungen auf, in denen sich der vom Bogenführungszylinder 2 geförderte Bogen auf den Mantel 12 auflegt.
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Saugluftquelle, Kanäle 11 und Öffnungen bilden eine Ausführungsform des zweiten Haltemittels. Es versteht sich von selbst, dass das zweite Haltemittel auch durch andere Elemente gebildet sein kann. Nach einer alternativen Ausführungsform sind die zweiten Haltemittel durch einen auf die Hinterkante der Bogenformate einstellbaren Hinterkantensauger gebildet, wie er bei Speichertrommeln verwendet wird.
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Die zweiten Haltemittel üben auf die Unterseite des vom Bogenführungszylinder 2 geförderten Bogens eine Saugwirkung aus und halten diesen zuverlässig auf der Mantelfläche des Bogenführungszylinders 2. Vorzugsweise sind alle Öffnungen in der Mantelfläche bzw. im Hinterkantensauger in diesem Zustand vom jeweiligen Bogen abgedeckt. Das bewirkt die Verminderung des Saugluftverbrauchs und verhindert, dass Inertgas aus dem Innenraum der Glocke 18 abgesaugt wird. Die Saugwirkung und damit die Haltekraft der zweiten Haltemittel ist in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Bogenführungszylinders 2 derart gesteuert, dass der jeweilige Bogen zumindest im Wirkbereich der Inertisierungseinrichtung 3 auf der Mantelfläche des Bogenführungszylinders 2 gehalten wird. Insbesondere um das Wechseln des Mantels 12 zu erleichtern, sind am Grundkörper 10 eine Einhängeinrichtung und eine Spanneinrichtung ausgebildet, wobei die Einhängeinrichtung zur hängenden Aufnahme des einen Endes des Mantels 12 ausgebildet ist.
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Dem Bogenführungszylinder 2 sind dritte Haltemittel zugeordnet. Im Gegensatz zu den innerhalb der Peripherie des Bogenführungszylinders 2 angeordneten zweiten Haltemitteln sind sie außerhalb der Peripherie des Bogenführungszylinders 2 angeordnet und der Inertisierungseinrichtung 3 in Laufrichtung der Bogen betrachtet vorgelagert. Die dritten Haltemittel unterstützen das Anlegen der Hinterkanten der Bogen auf dem Mantel 12 des Bogenführungszylinders 2.
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Als drittes Haltemittel kann ein Blasrohr 13 ausgebildet sein. Das Blasrohr 13 ist unmittelbar vor dem Einlaufspalt zwischen Inertisierungseinrichtung 3 und Bogenführungszylinder 2 angeordnet. Es erzeugt eine sich quer zur Laufrichtung der Bogen erstreckende Linienkraft, die über die Breite des Bogenformats reicht. Unter ihrer Wirkung wird die Hinterkante eines jeden Bogens in den Wirkbereich der zweiten Haltemittel überführt und von diesen auf der Mantelfläche des Bogenführungszylinders 2 fixiert.
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Als drittes Haltemittel kann auch eine Luftpolsterglätteinrichtung 14 ausgebildet sein. Die Luftpolsterglätteinrichtung 14 ist unmittelbar vor dem Einlaufspalt zwischen Inertisierungseinrichtung 3 und Bogenführungszylinder 2 angeordnet. Sie erzeugt ein sich quer zur Laufrichtung der Bogen erstreckendes flächiges Luftpolster, welches über die Breite des Bogenformats reicht. In Laufrichtung der Bogen erhöht sich die Kraftwirkung des von der Luftpolsterglätteinrichtung 14 erzeugten Luftpolsters in dem Maß, in dem sich der Abstand zur Inertisierungseinrichtung 3 verringert. Die Kraftwirkung des Luftpolsters wird durch die Pfeile in 4 weiter verdeutlicht. Zur Erzeugung des Luftpolsters sind in der zum Bogenführungszylinder 2 gerichteten Fläche der Luftpolsterglätteinrichtung 14 eine Vielzahl von Düsen ausgebildet. Der Austrittswinkel der Düsen, die einen geringen Abstand zur Inertisierungseinrichtung 3 aufweisen, ist in Bezug auf eine Tangente zum Bogenführungszylinder 2 steiler (d. h. annähernd 90 Grad) als der Austrittswinkel der Düsen, die einen größeren Abstand zur Inertisierungseinrichtung 3 aufweisen. Die zunehmende Kraftwirkung kann ebenso durch Anordnung einer großen Anzahl von Düsen in einem geringen Abstand zur Inertisierungseinrichtung 3 und eine damit verglichen kleinere Anzahl von Düsen in einem größeren Abstand zur Inertisierungseinrichtung 3 erreicht werden. Unter der Wirkung der Luftpolsterglätteinrichtung 14 wird die Hinterkante eines jeden Bogens in den Wirkbereich der zweiten Haltemittel überführt und von diesen auf der Mantelfläche des Bogenführungszylinders 2 fixiert.
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Als drittes Haltemittel kann auch ein Kammsauger 15 ausgebildet sein. Der Kammsauger 15 ist unterhalb des zwischen Bogenführungszylinder 2 und weiterem Bogenführungszylinder 5 gebildeten Spaltes angeordnet. Der Kammsauger 15 weist eine kammförmige Struktur auf und saugt Luft aus dem Spalt oberhalb des vom weiteren Bogenführungszylinder 5 geförderten Bogens ab. Infolge der Saugwirkung des Kammsaugers 15 entsteht auf der dem weiteren Bogenführungszylinder 5 abgewandten Seite des Bogens ein Unterdruck, der den Bogen in Richtung der Mantelfläche des Bogenführungszylinders 2 zieht. Unter der Wirkung des Kammsaugers 15 wird die Hinterkante eines jeden Bogens in den Wirkbereich der zweiten Haltemittel überführt und von diesen auf der Mantelfläche des Bogenführungszylinders 2 fixiert.
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Als drittes Haltemittel können auch eine oder mehrere Trommelkappen 7 als Bestandteil des weiteren Bogenführungszylinders 5 ausgebildet sein. Unter der Wirkung der Trommelkappen 7 wird die Hinterkante eines jeden Bogens in den Wirkbereich der zweiten Haltemittel überführt und von diesen auf der Mantelfläche des Bogenführungszylinders 2 fixiert.
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6 zeigt einen Ausschnitt von 2. Im Bogenführungszylinder 2 ist ein Kanal 26 ausgebildet. Der Kanal 26 ist durch eine nutförmige Ausnehmung gebildet, die sich über die Länge, also in Axialrichtung, des Bogenführungszylinders 2 erstreckt. Im Kanal 26 sind die ersten Haltemittel 1, vorzugsweise Klemmgreifer, angeordnet. Wie in 6 dargestellt, können dabei die Klemmbacken der ersten Haltemittel 1 geringfügig über die Peripherie des Bogenführungszylinders 2 hinausragen. Alternativ können die ersten Haltemittel 1 des Bogenführungszylinders 2 auch vollständig innerhalb der Peripherie des Bogenführungszylinders 2 angeordnet sein.
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In den Kanal 26 münden Austrittsöffnungen 23 für Inertgas, die mit einer Inertgasquelle bzw. einer Inertgaseinspeisung 22 in Verbindung stehen. Die Austrittsöffnungen 23 können auch direkt in der Mantelfläche des Bogenführungszylinders 2 ausgebildet sein. Das aus den Austrittsöffnungen 23 austretende Inertgas wird unter der Glocke 18 der Inertisierungseinrichtung 3 gesammelt. Die Inertisierungseinrichtung 3 kann allein über die Austrittsöffnungen 23 mit Inertgas versorgt werden. Zusätzlich zu den Austrittsöffnungen 23 kann eine Versorgung über das im Innenraum der Glocke 18 der Inertisierungseinrichtung 3 ausgebildete Düsensystem temporär oder dauerhaft erfolgen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist dem Kanal 26 eine Abdeckung 21 zugeordnet. Die Abdeckung 21 überspannt den Kanal 26 und weist nur an den Stellen Öffnungen auf, die von Teilen der ersten Haltemittel 1, insbesondere den Klemmbacken, durchgriffen werden.
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Dem Bogenführungszylinder 2 ist ein weiterer Bogenführungszylinder 5 nachgeordnet, der die Bogen vom Bogenführungszylinder 2 übernimmt. Unterhalb des weiteren Bogenführungszylinders 5 ist eine Bogenleiteinrichtung 16 angeordnet.
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An den weiteren Bogenführungszylinder 5 schließt sich eine weitere Bearbeitungsstation an, die in ihrem Aufbau der zuerst beschriebenen Bearbeitungsstation gleicht. In der weiteren Bearbeitungsstation kann der vom Strahlungstrockner 4 unter Inertgasatmosphäre getrocknete Bogen mit einer weiteren Farbe bedruckt oder einem weiteren Lack beschichtet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erste Haltemittel
- 2
- Bogenführungszylinder
- 3
- Inertisierungseinrichtung
- 4
- Strahlungstrockner
- 5
- weiterer Bogenführungszylinder
- 6
- Druckzylinder
- 7
- Trommelkappe
- 8
- Formzylinder
- 9
- Farbwerk/Lackwerk
- 10
- Grundkörper
- 11
- Kanäle
- 12
- Mantel
- 13
- Blasrohr
- 14
- Luftpolsterglätteinrichtung
- 15
- Kammsauger
- 16
- Bogenleiteinrichtung
- 17
-
- 18
- Glocke
- 19
- Schmitzring
- 20
- Dichtung
- 21
- Abdeckung
- 22
- Inertgaseinspeisung
- 23
- Austrittsöffnung
- 24
- Kammerabdeckung
- 25
- Seitenteil
- 26
- Kanal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 29707190 U1 [0007]
- DE 19857984 A1 [0008]
- DE 10141755 A1 [0009]
- EP 0924067 B1 [0010]
- DE 102014003711 A1 [0011]
