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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Zuführung einer Rakel, die an einer Rakelvorrichtung mit einem Rakelhalter zum Abrakeln einer Druckwalze angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Rakelvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Rakelvorrichtungen der vorgenannten Art sind insbesondere von Tiefdruckmaschinen bekannt, wie sie schematisch in den 1a, b dargestellt sind, wobei 1a eine Seitenansicht und 1 b eine Draufsicht auf eine Tiefdruckmaschine 1 zeigt. Beim Tiefdruckverfahren sind abzubildende Elemente als Vertiefungen (sog. Näpfe) in die Oberfläche einer Druckwalze 2 eingebracht, die innerhalb eines Farbbades 3 rotiert und dabei an der gesamten Oberfläche Farbe aufnimmt. Durch eine in Rotationsrichtung 10 anschließend angeordnete Rakelvorrichtung 4 mit einem Rakelhalter 5, einer darin gelagerten Rakel 6 und einer (optionalen) Stützrakel 7 wird die überschüssige Farbe von der Walzenoberfläche abgerakelt (oder abgewischt), so dass Farbe lediglich in den Vertiefungen der Druckwalze 2 verbleibt. Über einen Druckformzylinder 8 und eine zwischen dem Druckformzylinder 8 und der Druckwalze 2 angeordnete Papierbahnen 9 wird die Farbe aus den Vertiefungen auf die Papierbahn 9 übertragen. In Rotationsrichtung 10 der Druckwalze 2 gesehen, nimmt die Druckwalze 2 anschließend im Farbbad 3 wieder neue Farbe auf und es ergibt sich ein kontinuierlicher Druckprozess.
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Zur Durchführung eines solchen Tiefdruckverfahrens werden überwiegend Rakeln eingesetzt, die als messerartig geschliffenes Stahlband ausgebildet sind und innerhalb eines Rakelhalters (mit oder ohne Stützrakel) befestigt sind. Durch die schleifende Anlage der Rakel an der Druckwalze verschleißen die Rakeln mit zunehmender Standzeit und müssen ausgetauscht werden, um dauerhaft eine gute Druckqualität zu gewährleisten. Der Austausch einer Rakel ist nicht nur mit einem erheblichen Montageaufwand verbunden, sondern birgt auch ein Verletzungsrisiko, da sowohl neue als auch verschlissene Rakeln scharfe Kanten besitzen. Ferner muss der Druckprozess während des Rakelaustausches unterbrochen werden, womit der Rakelaustausch auch die Produktionsleistung der Druckmaschine verringert.
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Vergleichbare Rakelvorrichtungen werden auch im Flexodruck, Flachdruck und Siebdruck eingesetzt.
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Von bekannten Rakelvorrichtungen ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur automatisierten Zuführung einer Rakel und eine Rakelvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, mit dem der Montageaufwand beim Wechseln einer Rakel und das Verletzungsrisiko verringert wird. Ferner soll die Produktionsleistung eines Druckverfahrens, insbesondere eines Tiefdruckverfahrens, erhöht werden.
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und die Rakelvorrichtung nach Anspruch 7 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Rakel innerhalb einer Kassettenführung mit einer Spendeeinheit und einer Aufnahmeeinheit gelagert ist und hierzwischen entlang des Rakelhalters geführt wird bzw. führbar ist. Im Gegensatz zu nach dem Stand der Technik bekannten Rakelvorrichtungen ist die Rakel nicht vollständig und mithin entlang ihrer gesamten Länge an einem Rakelhalter befestigt, sondern die Rakel ist nachführbar innerhalb einer Spendeeinheit der Kassettenführung gelagert, so dass die Rakel nur mit einem Teilbereich am Rakelhalter befestigt ist. Sobald dieser Teilbereich der Rakel verschlissen und gegen einen neuen Teilbereich ausgetauscht werden muss, kann ein unverschlissener Abschnitt der Rakel aus der Spendeeinheit automatisch nach- bzw. zugeführt werden. Die Nachführung/Zuführung der Rakel kann dabei kontinuierlich oder abschnittsweise erfolgen. Bei einer kontinuierlichen Nachführung wird die Rakel mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit entlang des Rakelhalters geführt und verlagert sich dabei von der Spendeeinheit bis zur Aufnahmeeinheit. Beim abschnittsweisen Nachführen der Rakel wird die Rakel demgegenüber in periodischen Abständen für vorgebbare Längen nachgeführt. Der verschlissene Rakelabschnitt wird innerhalb einer Aufnahmeeinheit der Kassettenführung so lange gelagert, bis die Rakel vollständig von der Spendeeinheit zur Aufnahmeeinheit geführt wurde. Hiernach kann die Kassettenführung ausgetauscht werden, indem die Spendeeinheit und die Aufnahmeeinheit gegen eine neue Spendeeinheit mit einer unverschlissenen Rakel und eine (leere) Aufnahmeeinheit ersetzt werden. Alternativ ist auch vorgesehen, dass die leere Spendeeinheit als Aufnahmeeinheit für den nachfolgenden Druckvorgang verwendet werden kann, so dass lediglich die mit der verschlissenen Rakel bestückte Aufnahmeeinheit gegen eine (neue) Spendeeinheit mit einer unverschlissenen Rakel getauscht werden muss. Auch ein Austausch der vollständigen Rakelvorrichtung mit Spendeeinheit, Aufnahmeeinheit und Rakelhalter ist optional vorgesehen.
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Insgesamt wird hierdurch der Montageaufwand beim verschleißbedingten Austausch einer Rakel reduziert und die Verletzungsrisiken werden verringert. Gleichzeitig kann der Druckvorgang ohne Unterbrechung beim Rakelaustausch fortgeführt werden, was auch die Produktionsleistung einer Druckmaschine erhöht, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist und eine erfindungsgemäße Rakelvorrichtung aufweist.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend sowie in den Unteransprüchen angegeben.
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Nach einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rakel
- - innerhalb der Spendeeinheit zu einer Spenderolle aufgewickelt ist, die während der Zuführung der Rakel abgewickelt wird, und/oder
- - innerhalb der Aufnahmeeinheit zu einer Aufnahmerolle aufgewickelt ist, die während der Zuführung der Rakel aufgewickelt wird.
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In diesem Fall ist die Kassettenführung der Rakel als ein Rolle-Zu-Rolle-Transportsystem ausgestaltet, was eine bauraumsparende Lagerung der Rakel in Form einer Spenderolle mit einem unverschlissenen Rakelabschnitt bzw. in Form einer Aufnahmerolle mit einem verschlissenen Rakelabschnitt erlaubt.
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Zum Auf- und Abwickeln der Spenderolle und/oder der Aufnahmerolle sind Antriebsmotoren angeordnet, die vorzugsweise mittels einer geeigneten Steuereinheit ein synchrones Auf- und Abwickeln der Spenderolle und der Aufnahmerolle erlauben. Dabei sind die Antriebsmotoren nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mittelbar oder zumindest unmittelbar mit den Drehachsen der Spenderolle und/oder der Aufnahmerolle verbunden. Die Antriebsmotoren sind dabei so eingerichtet, dass sie die Rakel mit einer vorgebbaren Zugspannung beaufschlagen, die für das Abrakeln der Druckwalze erforderlich ist.
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Während des Rakelvorgangs führt die Rakel vorzugsweise eine Changier-Bewegung aus, d.h., dass die Rakel während des Rakelns oszillierend in Längsrichtung der Rakel bzw. parallel zur Druckwalzenoberfläche geführt wird, was ein konstantes Rakelergebnis begünstigt. Die Changier-Bewegung kann dabei durch eine oszillierende Bewegung der vollständigen Rakelvorrichtung erfolgen. Alternativ ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Changier-Bewegung der Rakel durch periodisches Auf- und Abwickeln der Spenderolle und der Aufnahmerolle erfolgt. Vorzugsweise wird während der Changier-Bewegung der Rakel die Aufnahmerolle mehr aufgewickelt als abgewickelt, so dass sich über mehrere Perioden der oszillierenden Chargier-Bewegung ein Transport der Rakel von der Spenderolle zur Aufnahmerolle ergibt, was ebenfalls einen quasi-kontinuierlichen Austausch der Rakel liefert.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spendeeinheit und/oder die Aufnahmeeinheit mit einer darin gelagerten Rakel als Transportbehälter ausgestaltet ist, der lösbar mit der Rakelvorrichtung verbindbar ist. Hierdurch wird nicht nur die Montage einer Austauschrakel deutlich vereinfacht, sondern die Rakel ist beim Transport sicher gelagert, so dass das Verletzungsrisiko weiter verringert werden kann. Dabei ist vorteilhafter Weise vorgesehen, dass eine leere Spenderolle nach einem verschleißbedingten Austausch der Rakel als Aufnahmerolle verwendbar ist, so dass sich der Montageaufwand auf die Montage eine neuen Spendeeinheit mit einer unverschlissenen Rakel reduziert.
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Um zu gewährleisten, dass die Rakel in einem konstanten Winkel in die Rakelhalterung eingeführt wird, ist vorzugsweise vorgesehen, dass zwischen der Spendeeinheit und dem Rakelhalter und/oder zwischen dem Rakelhalter und der Aufnahmeeinheit mindestens eine Umlenkrolle zur Führung der Rakel angeordnet ist.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen sowie eine konkrete Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1a, b schematische Ansichten einer Tiefdruckmaschine (Stand der Technik),
- 2a eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Rakelvorrichtung und
- 2b-d unterschiedliche Querschnittsansichten der erfindungsgemäßen Rakelvorrichtung.
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Die Funktionsweise einer nach dem Stand der Technik bekannten Tiefdruckmaschine 1 gemäß den 1a, b wurde bereits eingangs erläutert. 2a zeigt demgegenüber ein konkretes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rakelvorrichtung 11 mit einem Rakelhalter 12, einer Spendeeinheit 13 und einer Aufnahmeeinheit 14. In der Spendeeinheit 13 ist eine Rakel 15 in Form einer Spenderolle 16 aufgewickelt gelagert. Von dort aus wird die Rakel 15 über eine erste Umlenkrolle 17 in den Rakelhalter 12 geführt, der derart angeordnet ist, dass die Rakel 15 in Anlage mit einer (strichliniert dargestellten) Druckwalze 2 ist, um die überschüssig auf der Druckwalze 2 vorhandene Farbe abzurakeln. Auf der der Spendeeinheit 13 abgewandten Seite des Rakelhalters 12 wird die Rakel 15 über eine zweite Umlenkrolle 18 in die Aufnahmeeinheit 14 geführt, wo die Rakel 15 zu einer Aufnahmerolle 19 aufgewickelt wird. In der in 2a gezeigten Perspektive der Rakelvorrichtung 11 ist von der Rakel 15 nur die von der Druckwalze 2 abgewandte Rakelkante 22 erkennbar. Die Oberflächen der Rakel 15, die als messerartig geschnittenes Stahlband ausgebildet ist, erstrecken sich in 2a in die Zeichnungsebene hinein. Die Blickrichtung aus 2a ist zur Klarstellung in den Querschnittsansichten der 2b, c durch die Pfeile 23 nochmals verdeutlicht.
Während des Rakelvorgangs kann die Rakel 15 eine Changier-Bewegung in Pfeilrichtung 21 ausführen, womit die Rakel 15 während des Rakelns oszillierend in Längsrichtung der Rakel 15 bzw. parallel zur Oberfläche der Druckwalze 2 geführt wird. Die Changier-Bewegung kann dabei durch eine oszillierende Bewegung der vollständigen Rakelvorrichtung 11 erfolgen. Alternativ erfolgt die Changier-Bewegung der Rakel 15 durch periodisches Auf- und Abwickeln der Spenderolle 16 und der Aufnahmerolle 19. Vorzugsweise wird während der Changier-Bewegung der Rakel 15 die Aufnahmerolle 19 mehr aufgewickelt als abgewickelt, so dass sich über mehrere Perioden der oszillierenden Chargier-Bewegung ein Transport der Rakel 15 von der Spenderolle 16 zur Aufnahmerolle 19 ergibt.
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Durch die automatische Nachführbarkeit der zu einer Spenderolle 16 aufgewickelten Rakel 15 kann der Druckprozess im Vergleich zu herkömmlichen Druckverfahren deutlich länger aufrechtgehalten werden, was die Produktivität der Druckmaschine mit einer derartigen Rakelvorrichtung 11 deutlich erhöht. Erst wenn die Rakel 15 vollständig von der Spendeeinheit 13 zur Aufnahmeeinheit 14 geführt ist, erfolgt ein Austausch der gesamten Rakel 15, wozu sowohl die Spendeeinheit 13 als auch die Aufnahmeeinheit 14 lösbar mit der Rakelhalterung 12 verbunden sein kann. Die Spendeeinheit 13 und die Aufnahmeeinheit 14 werden anschließend durch neue Einheiten 13, 14 ersetzt, so dass das Druckverfahren anschließend fortgesetzt werden kann. Es ist auch vorgesehen, dass die leere Spendeeinheit 13 als Aufnahmeeinheit 14 für den nachfolgenden Druckvorgang verwendet werden kann, so dass lediglich die mit der verschlissenen Rakel 15 bestückte Aufnahmeeinheit 14 gegen eine Spendeeinheit 13 mit einer unverschlissenen Rakel 15 getauscht werden muss. Alternativ kann auch die vollständige Rakelvorrichtung 11 auswechselbar ausgestaltet sein.
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2b zeigt die Querschnittsansicht A-A aus 2a. Dargestellt ist ein Rakelhalter 12 mit einer hierin gelagerten Rakel 15 sowie einer optional vorgesehenen Stützrakel 20, wobei die Rakel 15 mit einer Rakelkante 24 schleifend in Eingriff mit der Druckwalze 2 ist. Ebenfalls gezeigt ist die der Druckwalze 2 abgewandte Kante 22 der Rakel 15. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Stützrakel 20 als Teil des Rakelhalters 12 ggf. durch eine Bewegung parallel zur Rakel 15 die Steifigkeit der Rakel 15 in vorgebbarer Weise beeinflussen kann. Die Beweglichkeit der Rakel 15 insbesondere in Vorschubrichtung bleibt dabei jedoch erhalten.
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2c zeigt den Querschnitt B-B aus 2a. Hierin ist eine Aufnahmeeinheit 14 dargestellt, in der eine Aufnahmerolle 19 gelagert ist, die die verschlissenen Abschnitte der Rakel 15 aufnimmt. Parallel hierzu und in Verlängerung zum Rakelhalter 12 ist die zweite Umlenkrolle 18 angeordnet, so dass die Rakel 15 stets mit einem konstanten Winkel aus dem Rakelhalter 12 herausgeführt wird. Dadurch, dass die Drehachsen der Spenderolle 16, der Aufnahmerolle 19 und der Umlenkrollen 17, 18 parallel zueinander ausgerichtet sind, kann die Rakel 15 ohne sich zu verwinden bzw. ohne zu tordieren in den Rakelhalter 12 hinein und aus dem Rakelhalter 12 herausgeführt werden.
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Schließlich zeigt 2d die Querschnittsdarstellung C-C aus 2a, worin ebenfalls der Rakelhalter 12 mit der darin gelagerten Rakel 15, die Umlenkrollen 17, 18 und die (strichliniert dargestellte) Druckwalze 2 gezeigt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tiefdruckmaschine
- 2
- Druckwalze
- 3
- Farbbad
- 4
- Rakelvorrichtung
- 5
- Rakelhalter
- 6
- Rakel
- 7
- Stützrakel
- 8
- Druckformzylinder
- 9
- Papierbahn
- 10
- Rotationsrichtung der Druckwalze
- 11
- Rakelvorrichtung
- 12
- Rakelhalter
- 13
- Spendeeinheit
- 14
- Aufnahmeeinheit
- 15
- Rakel
- 16
- Spenderolle
- 17
- (erste) Umlenkrolle
- 18
- (zweite) Umlenkrolle
- 19
- Aufnahmerolle
- 20
- Stützrakel
- 21
- Pfeilrichtung
- 22
- Rakelkante (von der Druckwalze abgewandt)
- 23
- Blickrichtung
- 24
- Rakelkante (der Druckwalze zugewandt)
