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Die Erfindung betrifft eine bogenverarbeitende Maschine mit integriertem Strahlungstrockner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein aus der
DE 296 166 235 U1 bekannte Bogenausleger fördert die Bogen mit Hilfe von Greiferwagen, die an umlaufenden Ketten entlang eines Bogentransportwegs geführt werden. Die Greiferwagen klemmen jeweils die Vorderkanten der Bogen und ziehen sie auf dem Bogentransportweg auch an dem Strahlungstrockner vorbei.
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Da die Greiferwagen aus der Ebene, in der sie die Bogen fördern, in Richtung des Strahlungstrockners vorspringen, schirmen sie deren vorderen Randbereich gegen einen Teil der Trocknerstrahlung ab. Bereiche der Bogen, in denen die Abschirmung so intensiv ist, dass sie keine zufriedenstellende Trocknung der Druckfarbe erlaubt, sollten nicht bedruckt werden, da dort die Farbe nach dem Auslegen noch Verwischen oder auf andere Bogen übertragen werden kann.
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Die hierbei verschlechtere Trocknung kann sich in geringer Scheuer- und/oder Kratzfestigkeit bemerkbar machen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bogenverarbeitende Maschine mit Strahlungstrockner zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass der Reflektor einen Teil der Trocknerstrahlung, der in Abwesenheit des Reflektors vom Greiferwagen nutzlos absorbiert würde, auf den vorderen Rand eines von dem Greiferwagen geförderten Bogens umlenkt. Dadurch wird zwar nicht vermieden, dass der Greiferwagen vor Erreichen des Strahlungstrockners den Bogen vor dessen Strahlung abschirmt. Sobald jedoch der Greiferwagen den Strahlungstrockner passiert hat, lenkt der Reflektor Strahlung, die den Strahlungstrockner in Bogentransportrichtung verlassen hat und bei ungehinderter Ausbreitung nicht den Bogen treffen würde, auf diesen zurück, so dass dessen vorderer Rand, nachdem der Greiferwagen ihn nicht mehr abschirmt, umso intensiver bestrahlt wird.
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Um über die gesamte Breite der Bogen hinweg wirksam zu sein, sollte der Reflektor sich vorzugsweise kontinuierlich über die gesamte Breite des Bogentransportwegs erstrecken.
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Der Reflektor sollte vorzugsweise im Schnitt wenigstens in einer Längsrichtung des Greiferwagens verlaufenden Ebene, d. h. in einer zur Vorderkante des von dem Greiferwagen geförderten Bogens parallelen Ebene gerade sein, um eine Umverteilung der Strahlung quer zur Bogentransportrichtung zu vermeiden.
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In einer zu der Vorderkante orthogonalen Schnittebene kann der Reflektor ebenfalls gerade sein; hier kann aber auch eine konvex oder insbesondere konkav gekrümmte Querschnittsform nützlich sein, um die Strahlungsverteilung zu optimieren.
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Vorzugsweise ist das erste Segment in radialer Richtung beweglich geführt, z. B. mit Hilfe von sich in radialer Richtung erstreckenden Schienen.
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Eine besonders einfache Lösung, mit der sich eine gut homogene Verteilung der Strahlungsdosis in Transportrichtung des Bogens realisieren lässt, ist, den Reflektor senkrecht zur Bogentransportrichtung auszurichten.
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Die Reflektivität des Reflektors für die Strahlung des Strahlungstrockners sollte vorzugsweise wenigstens 60%, insbesondere wenigstens 75% betragen.
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Eine solche Reflektivität, insbesondere Reflektionsgrad ist im Ultravioletten (insbesondere Wellenlänge 200 mm bis 380 mm) insbesondere mit einer Aluminiumoberfläche erreichbar.
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Um die Aluminiumoberfläche oxidfrei zu halten, sollte sie mit einer Schutzschicht versehen sein. Eine sauerstoffundurchlässige und für UV-Strahlung des Trockners durchlässige Schutzschicht kann Silizium aufweisen, insbesondere aus Quarz bestehen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht eines Bogenauslegers mit integriertem Strahlungstrockner;
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2 einen schematischen Querschnitt eines Greiferwagens des Bogenauslegers beim Einlauf in den Strahlungstrockner;
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3 den Greiferwagen unmittelbar unter dem Strahlungstrockner;
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4 den Greiferwagen beim Passieren des Strahlungstrockners;
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5 eine Variante des Greiferwagens in einem schematischen Querschnitt.
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1 zeigt in einer Seitenansicht einen Bogenausleger 01 und Teile eines letzten Druckwerks 02 einer bogenverarbeitenden Maschine, z. B. einer Bogendruckmaschine, hier einer Bogenoffsetdruckmaschine. Ein Druckzylinder 11 des Druckwerks 02 übergibt einen Bogen, nachdem im Kontakt mit einem nicht dargestellten Gummizylinder eine letzte Druckfarbe auf den Bogen aufgetragen worden ist, an ein Bogenfördersystem 12 des Bogenauslegers 01. Das Bogenfördersystem 12 umfasst zwei endlose Ketten 13, die an Kettenrädern 14; 15 umgelenkt werden. Weitere, in der 1 nicht gezeigte Kettenräder führen ein unteres und ein oberes Trum 16; 17 der Ketten 13 jeweils auf einem gekrümmten, vom Kettenrad 14 zum Kettenrad 15 zunächst schräg ansteigenden und dann, über einem Auslagestapel 18 in die Horizontale übergehenden Weg. An den Ketten 13 sind in gleichmäßigen Abständen Haltewerkzeuge 19, insbesondere Greiferwagen 19 montiert. Die Greiferwagen 19 umfassen jeweils einen quer zur Bogentransportrichtung 29, d. h. der Laufrichtung der Ketten 13, langgestreckten und an beiden Ketten 13 befestigten Trägerbalken 20 (siehe z. B. 2) sowie entlang einer Kante des Trägerbalkens 20 verteilte bewegliche Greifer 21, die vorgesehen sind, um am Druckzylinder 11 die Vorderkante eines dort bedruckten Bogens 22 am Trägerbalken 20 festzuklemmen und den Bogen 22 entlang eines Bogentransportwegs 23, der hier dem Verlauf des unteren Trums 16 entspricht, zum Auslagestapel 18 zu ziehen und dort freizugeben.
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Wenn der Bogen 22 den Bogentransportweg 23 durchläuft, liegt seine auf dem Druckzylinder 11 bedruckte Seite oben. Dieser Seite zugewandt, ist zwischen den Trums 16; 17 ein Strahlungstrockner 24 angeordnet. Der Strahlungstrockner 24 umfasst wenigstens eine sich über die ganze Breite des Bogentransportwegs 23 von einer Kette 13 zur anderen erstreckende Strahlungsquelle 25; in 1 sind drei Strahlungsquellen 25 gezeigt; da für die Wirkung der Erfindung die Zahl der Strahlungsquellen ohne Bedeutung ist, ist in den 2 bis 4 der Einfachheit halber jeweils nur eine dargestellt.
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Alternativ zur Anordnung des Strahlungstrockners 25 im Bogenaufgang zur Härtung von Druckfarben, kann die Anordnung des Strahlungstrockners 25 in einer Auslageverlängerung angeordnet werden. Diese Auslageverlängerung kann dafür genutzt werden, um nach einem letzten Werk, beispielsweise ein Lackwerk, eine Lackverlaufsstrecke zu bilden. Die Reflektoren 27 (s.u.) am Greiferwagen 19 können beispielsweise auch für Lacke, insbesondere UV-Lacke, eingesetzt werden.
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Die Strahlungsquelle 25 liefert vorzugsweise UV-Strahlung, die in der Lage ist, in der auf den Bogen 22 gedruckten Farbe eine chemische Trocknungsreaktion herbeizuführen; für eine physikalische Trocknung kommt auch eine sichtbare oder infrarote oder Mikrowellen sendende Strahlungsquelle in Betracht.
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Die Strahlungsquelle 25, insbesondere die UV-Strahlungsquelle 25 kann insbesondere als Quecksilber-Entladungslampe in Form einer quer zur Bogentransportrichtung 29 der Ketten 13 langgestreckten Röhre oder als Anordnung von UV-LEDs auf einem sich quer zur Bogentransportrichtung 29 der Ketten 13 erstreckenden Träger ausgebildet sein. Die Quecksilber-Entladungslampe emittiert im Wesentlichen rings um ihre Achse nährungsweise in alle Richtungen mit gleicher Intensität und ist daher üblicherweise mit einem Reflektor kombiniert, der ihre Emission im Schnitt quer zur Achse auf einen Winkelbereich α einschränkt; die LEDs emittieren bauartbedingt nur in einen solchen begrenzten Winkelbereich α.
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Wenn sich wie in 2 gezeigt ein Greiferwagen 19 der Strahlungsquelle 25 nähert, beschattet er gleichzeitig einen vorderen Randbereich 26 des Bogens 22, den er hinter sich herzieht. Dieser Randbereich 26 wird umso schmaler, je näher der Greiferwagen 19 der Strahlungsquelle 25 kommt, gleichzeitig wird die Strahlungsintensität, der der Bogen 22 jenseits des abgeschatteten Randbereichs 26 ausgesetzt ist, immer höher. Die Gesamtstrahlungsdosis, die der Bogen 22 abbekommen hat, bis seine Vorderkante die in 3 gezeigte Stellung maximaler Annäherung an die Strahlungsquelle 25 erreicht hat, nimmt daher von hinten zur Vorderkante hin ab.
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Um diese Ungleichverteilung zu korrigieren, ist vorzugsweise an einer entgegen der Bogentransportrichtung 29 orientierten Flanke des Greiferwagens 19 ein Reflektor 27 angeordnet, insbesondere montiert. Der Reflektor 27 kann ein ebener Streifen sein, der sich entlang des Greiferwagens 19 vorzugsweise über die gesamte Länge der Strahlungsquelle 25 erstreckt. Der Reflektor 27 erstreckt sich vorzugsweise über mindestens 80% der Länge des Trägerbalkens 20 des Greiferwagens 19 und/oder über eine Länge der beiden außen liegenden Greifern 21 des Trägerbalkens 20 festgelegt wird. und/oder die maximale Breite eines zu verarbeitenden Bogens 22. Er kann durch ein spiegelnd poliertes Blech gebildet sein; vorzugsweise umfasst er eine auf ein ebenes Substrat aufgebrachte, insbesondere aufgedampfte, Metallschicht, insbesondere aus Aluminium, und eine die Metallschicht luftdicht überdeckende Schutzschicht aus Quarz. Ein solcher Reflektor 27 weist eine Reflektivität für die UV-Strahlung der Strahlungsquelle 25 von mindestens 40%, insbesondere 60%, vorzugsweise mindestens 75% auf.
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Eine Alternative sind noch (äquivalent der dichroitischen Reflektoren) aufgebrachte Schichtstapel auf Hafniumoxyd und Siliciumoxyd. Die Dicke der Schichten entsprechen einer Reflexion in einem bestimmten Wellenlängenbereicht. Je mehr Schichten einer bestimmten Dicke aufgebracht wurden, desto höher ist der Reflexionsgrad.
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Das Schichtsystem kann dann so aufgebaut werden, dass nicht nur UV-Strahlung und Licht (zur Härtung) reflektiert werden (wie dichroitischer Reflektor im UV-Modul), sondern dass auch IR-Strahlung reflektiert wird. Damit wird verhindert, dass sich der Greiferwagen 19 mit IR-Strahlung erhitzt. Es sind aber beide Varianten möglich.
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Als Reflektor 27 kann auch ein Teil des Greiferwagens 19, insbesondere Teil des Trägerbalkens 20 ausgebildet sein. Dabei ist beispielsweise eine Fläche des Greiferwagens 19 und/oder des Trägerbalkens 20 mit geringer Rauigkeit ausgeführt. Dies kann beispielsweise durch mechanische Bearbeitung und/oder Beschichtung erfolgen.
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Auch kann der Reflektor 27 als Klebeband, insbesondere als Aluminiumklebeband ausgebildet sein.
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Der Reflektor 27 kann sich einstückig oder in mehreren Teilen entlang des Trägerbalkens 20 erstrecken. Zu seiner Befestigung können Schraublöcher entlang des Reflektors 27 verteilt sein; weitere Öffnungen, die allerdings nur einen kleinen Teil der Reflektorfläche einnehmen sollten, können für Sensoren vorgesehen sein, die zum Überprüfen der korrekten Lage des Bogens 22 am Greiferwagen 19 dienen.
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Zur Befestigung kann der Reflektor 27 alternativ auch geklemmt werden.
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Der Reflektor 27 steht in der hier gezeigten Ausgestaltung senkrecht auf der Bogentransportrichtung 29, d. h. auf der Laufrichtung der Ketten 13. Abweichungen von dieser Orientierung sind möglich, sollten jedoch 30° nicht überschreiten.
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In dem Moment, in dem der Reflektor 27 die in 3 gezeigte Stellung maximaler Annäherung an die Strahlungsquelle 25 passiert hat, wird seine reflektierende Oberfläche von deren Strahlung getroffen. Der Anteil der Strahlung, der auf den Reflektor 27 trifft, hat die Strahlungsquelle 25 in Transportrichtung 29 des Bogens 22 verlassen und hätte, wenn er nicht reflektiert worden wäre, den Bogentransportweg 23 vor der Vorderkante des Bogens 22 passiert, wäre also nicht genutzt worden. Dieser Anteil steht dank des Reflektors 27 zusätzlich zur Verfügung und wird auf jene Bereiche des Bogens 22 reflektiert, die vorher abgeschattet gewesen sind, und zwar ist die so erhaltene Zusatzdosis am höchsten unmittelbar am Fuß des Reflektors 27, dort, wo der Bogen 22 zuvor am längsten und am intensivsten abgeschattet gewesen ist. So kann eine gleichmäßige Verteilung der Strahlung über nahezu die gesamte Länge des Bogens 22 erreicht werden, und der Bogen 22 kann bis unmittelbar an seine Vorderkante bedruckt werden, ohne eine unzureichende Trocknung befürchten zu müssen.
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Wenn die Reflektivität des Reflektors 27 100% betrüge, dann könnte dieser die Abschattung durch den Greiferwagen 19 exakt kompensieren. Um die Reflexionsverluste auszugleichen, wäre es denkbar, den Reflektor 27, wie in 5 skizziert, im Schnitt quer zur Längsrichtung des Greiferwagens 19 konkav gekrümmt auszuführen, um eine Bündelung der reflektierten Strahlung zu erreichen. Ferner kann durch eine Vorwärtsneigung des Reflektors 27, bei der eine Tangente 28 der Reflektoroberfläche mit dem Bogen 22 einen stumpfen Winkel β aufspannt, die Strahlung überwiegend in einen nicht unmittelbar an den Reflektor 27 angrenzenden Bereich des Bogens 22 reflektiert werden. So wird zwar keine bis an den Fuß des Reflektors 27 gleichmäßige Verteilung der Strahlungsdosis auf dem Bogen 22 erreicht, dennoch kann die Grenze, bis zu der eine ausreichende Trocknung erzielt wird, näher an den Greiferwagen 19 herangelegt und so der bedruckbare Bereich des Bogens 22 vergrößert werden.
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Auch könnte der Winkel β spitz ausgeführt werden. Dann würde die Strahlung mehr in Richtung des Bogenanfangs reflektiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Bogenausleger
- 02
- Druckwerk
- 03
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- 04
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- 05
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- 06
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- 07
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- 08
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- 09
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- 10
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- 11
- Druckzylinder
- 12
- Bogenfördersystem
- 13
- Kette
- 14
- Kettenrad
- 15
- Kettenrad
- 16
- Trum, unteres
- 17
- Trum, oberes
- 18
- Auslagestapel
- 19
- Haltewerkzeug, Greiferwagen
- 20
- Trägerbalken
- 21
- Greifer
- 22
- Bogen
- 23
- Bogentransportweg
- 24
- Strahlungstrockner
- 25
- UV-Strahlungsquelle, Strahlungsquelle
- 26
- Randbereich, vorderer
- 27
- Reflektor
- 28
- Tangente
- 29
- Bogentransportrichtung
- α
- Winkelbereich
- β
- Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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