-
Die
Erfindung betrifft eine Trockenstation zum Trocknen von bedruckten
Bogen und ein Verfahren, das bei einer derartigen Trockenstation
eingesetzt werden kann.
-
Bei
Druckprozessen ist es in der Regel wünschenswert, die auf den Bedruckstoff
aufgebrachte Druckfarbe möglichst
schnell zu trocken, um ein Verwischen zu vermeiden. In diesem Zusammenhang
ist es bereits bekannt, den Trocknungsprozeß durch Bestrahlung insbesondere
mit UV-Licht zu beschleunigen. Obwohl diese Vorgehensweise im Hinblick
auf die Trocknung sehr gute Ergebnisse liefert, ist sie insbesondere
beim Bedrucken von Bogen auch mit Nachteilen verbunden. Die Bogen
werden beispielsweise mit einem Transportband an der Bestrahlungseinrichtung,
wie einem UV-Strahler vorbei gefördert. Dies
führt dazu,
dass das Transportband im Rahmen des Trocknungsprozesses einer Bestrahlung
mit UV-Licht ausgesetzt ist, da die Bogen das Transportband nicht
vollständig
abdecken. Die Einwirkung der UV-Strahlung bewirkt beim Kunststoffmaterial,
aus dem das Transportband in der Regel gefertigt ist eine beschleunigte
Alterung, d. h. die Lebensdauer des Transportbandes wird reduziert,
so dass das Transportband vorzeitig ausgetauscht werden muß. Infolge der
verkürzten
Zeitintervalle bis zum Austausch des Transportbandes fallen höhere Wartungskosten
an und es erhöht
sich die Zahl der Maschinenstillstände.
-
Um
die UV-Belastung des Transportbandes zu reduzieren, könnte versucht
werden, die Bestrahlungseinrichtung getaktet zu betreiben, so dass
eine Bestrahlung nur dann durchgeführt wird, wenn gerade ein Bogen
an der Bestrahlungseinrichtung vorbei geführt wird. Wenn dagegen die
zwischen aufeinanderfolgenden Bogen vorhandenen Lücken die
Bestrahlungseinrichtung passieren, wird die Bestrahlungseinrichtung
ausgeschaltet. Diese Vorgehensweise hat jedoch den Nachteil, dass
das An- und Abschalten der Bestrahlungseinrichtung technisch sehr kompliziert
ist und sehr präzise
mit dem Bogentransport synchronisiert werden müßte. Des weiteren müßte die Bestrahlungseinrichtung
parallel zur Bewegungsrichtung des Transportbandes sehr genau fokussiert
werden um einerseits eine vollständige
Bestrahlung des bedruckten Bereichs der Bogen sicherzustellen und
andererseits eine unerwünschte
Bestrahlung des Transportbandes möglichst vollständig zu
verhindern.
-
Prinzipiell
ist es auch möglich,
das Transportband aus einem Material zu fertigen, das durch die
UV-Strahlung nicht oder lediglich in einem tolerierbaren Umfang
beeinträchtigt
wird. Beispielsweise könnte
ein Metallgewebe zum Einsatz kommen. Dies hat allerdings den Nachteil,
dass der Einsatz derartiger Materialien mit sehr hohen Kosten verbunden
ist und/oder die Eigenschaften der Kunststoffe, die durch diese
Materialien ersetzt werden sollen nur unzureichend nachgebildet
werden können.
-
Aus
dem Stand der Technik ist zur Verhinderung einer Flatterbewegung
von transportierten Bogen die
DE 44 42 557 A1 bekannt. Darin wird vorgeschlagen,
die Transportvorrichtung zumindest im Bereich des Trockners als
Saugband auszubilden.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, den Einsatz von Bestrahlungstechniken
zur Beschleunigung der Trocknung bei Bogen, die mittels eines Transportbandes
befördert
werden mit vertretbarem Aufwand zu ermöglichen.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 bzw. 13 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch
14 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der
abhängigen
Ansprüche.
-
Die
erfindungsgemäße Trockenstation
zum Trocknen von bedruckten Bogen, die mittels eines Transportbandes
transportiert werden weist eine Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen
der Bogen auf. Im Bereich der Bestrahlungseinrichtung ist eine Umlenkstrecke
angeordnet, die das Transportband von der Bestrahlungseinrichtung
wegführt.
Zwischen dem Transportband und der Bestrahlungseinrichtung ist eine
Abschirmvorrichtung angeordnet, die das Transportband gegen die
Strahlung der Bestrahlungseinrichtung abschirmt, ohne die Bogen
abzuschirmen.
-
Diese
Anordnung hat den Vorteil, dass die Bestrahlung auf die Bogen einwirkt
und dadurch die auf die Bogen aufgebrachte Druckfarbe sehr schnell trocknet.
Gleichzeitig wird verhindert, dass das Transportband ebenfalls der
Bestrahlung ausgesetzt wird und somit unerwünschte Alterungseffekte ausgelöst werden.
Dadurch wird es ermöglicht,
beim Transportband auf ein bewährtes
Kunststoffband zurückzugreifen
und trotzdem die Vorteile einer Trocknungsbeschleunigung durch Bestrahlung
zu nutzen.
-
Die
Umlenkstrecke ist vorteilhafterweise so dimensioniert, daß die Bogen – infolge
ihrer Steilheit – zu
Beginn der Umlenkstrecke wenigstens bereichsweise vom Transportband
abheben. Eine separate Einrichtung zum Trennen der Bogen vom Transportband
ist somit nicht erforderlich.
-
Um
den Übergang
der Bogen vom Transportband auf die Abschirmvorrichtung zu erleichtern, ist
es von Vorteil, wenn die Abschirmvorrichtung in dem Bereich, in
dem die Bogen auf die Abschirmvorrichtung treffen eine Anfasung
aufweist.
-
Auf
eine separate Einrichtung zur Führung und
zum Transport der Bogen im Bereich der Bestrahlungseinrichtung kann
verzichtet werden, da diese Funktion von der Abschirmvorrichtung
mit übernommen
wird.
-
Die
Führung
und der Transport der Bogen erfolgen im Bereich der Abschirmvorrichtung
mittels Blasdüsen.
Diese sind mit wenig Aufwand zu realisieren und arbeiten sehr zuverlässig, da
keine beweglichen Teile vorhanden sind. Es ist lediglich ein Druckluftanschluß erforderlich.
Innerhalb der Abschirmvorrichtung erfolgt die Luftzufuhr zu den
Blasdüsen über Luftkanäle.
-
Neben
den Luftkanälen
weist die Abschirmvorrichtung auch Kühlkanäle auf, die von einem Kühlmittel
durchströmt
werden, so dass eine gleichbleibende Temperatur der Abschirmvorrichtung
sichergestellt ist. Dies hat den Vorteil, dass die Abschirmvorrichtung
zusätzlich
zu ihrer Abschirmfunktion auch ein unzulässiges Aufheizen der Bogen
und des Transportbandes verhindert. Dadurch kann eine Bestrahlungseinrichtung
mit einer hohen Leistungsdichte eingesetzt werden, die einen hohen
Durchsatz ermöglicht.
-
In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
die Abschirmvorrichtung plattenförmig
ausgebildet und weist drei Lagen auf, wobei eine erste Lage, die der Bestrahlungseinrichtung
zugewandt ist die Blasdüsen
und die Kühlkanäle beinhaltet.
Eine darauffolgende zweite Lage dient als Verschlußplatte
für die zur
zweiten Lage offenen Kühlkanäle. Eine
dritte Lage beinhaltet die zur zweiten Lage offenen Luftkanäle. Weiterhin
weist die zweite Lage Bohrungen auf, durch die die Luft von den
Luftkanälen
der dritten Lage zu den Blasdüsen
der ersten Lage gelangt. Dieser Aufbau hat den Vorteil, daß er sich
mit vertretbarem Aufwand fertigen läßt und – falls die einzelnen Lagen
trennbar zusammengefügt
sind – die
Luft- und die Kühlkanäle für Wartungsarbeiten
sehr gut zugänglich
sind.
-
In
der bevorzugten Ausführungsform
weist die Umlenkstrecke drei Umlenkrollen auf. Je nach den Gegebenheiten
der jeweiligen Anwendung können
es jedoch auch mehr sein.
-
Die
Bestrahlungsquelle ist bevorzugt als UV-Strahler ausgebildet, da
ein breites Spektrum an UV-härtenden
Druckfarben verfügbar
ist und die Trocknung sehr schnell erfolgt.
-
Beim
erfindungsgemäßen Verfahren
zum Trocknen von bedruckten Bogen werden die Bogen mittels eines
Transportbandes in die Nähe
einer Bestrahlungseinrichtung transportiert. Bevor die Bogen an
der Bestrahlungseinrichtung vorbei geführt werden, werden sie wenigstens
bereichsweise vom Transportband getrennt. Das Transportband und
die Bogen werden getrennt voneinander an der Bestrahlungseinrichtung
vorbei geführt
und es werden lediglich die Bogen, nicht aber das Transportband
der Bestrahlung ausgesetzt.
-
Das
separate Handling der Bogen hat den Vorteil, dass das Transportband
sehr zuverlässig
vor der Einwirkung der Bestrahlung geschützt werden kann.
-
Im
Bereich der Bestrahlungseinrichtung wird das Transportband über eine
Umlenkstrecke geführt. Dies
hat den Vorteil, dass das Transportband in einer größeren Entfernung
als die Bogen an der Bestrahlungsquelle vorbei geführt wird
und dass Raum für die
Montage weiterer Komponenten geschaffen wird.
-
Da
das Transportband und die Bogen nach Passieren der Bestrahlungseinrichtung
wieder zusammengeführt
werden, kommt es trotz des separaten Handlings der Bogen im Bereich
der Bestrahlungseinrichtung nicht zu einer Unterbrechung des Prozeßflusses.
-
Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele erläutert.
-
Es
zeigen:
-
1 die
erfindungsgemäße Trockenstation in
Schnittdarstellung,
-
2 die
erfindungsgemäße Trockenstation in
Schnittdarstellung, wobei die Schnittebene relativ zu 1 parallel
verschoben ist,
-
3 einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 1,
-
4 die
erfindungsgemäße Trockenstation in
Draufsicht, wobei die Ansichtsebene relativ zu den 1 bis 3 um
90° gedreht
ist,
-
5 die
erfindungsgemäße Trockenstation in
einer ähnlichen
Darstellung wie in 4, wobei die Luftkanäle eingezeichnet
sind und
-
6 die
erfindungsgemäße Trockenstation in
einer ähnlichen
Darstellung wie in 4, wobei die Kühlmittelkanäle eingezeichnet
sind.
-
Allen
Figuren ist gemeinsam, dass jeweils das gleiche Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Trockenstation
dargestellt ist. Die einzelnen Figuren unterscheiden sich insofern
lediglich in der Art der jeweils gewählten Darstellung.
-
Der
prinzipielle Aufbau der Erfindung ist insbesondere aus den 1, 2 und 3 ersichtlich,
die die erfindungsgemäße Trockenstation
in Schnittdarstellung zeigen. Wie diesen Figuren zu entnehmen ist,
verläuft
quer durch die Trockenstation ein für sich bekanntes Transportband 1,
das aus Kunststoff gefertigt sein kann. Auf dem Transportband 1 sind
bedruckte Bogen 2 angeordnet, die der Trockenstation zum
Trocknen zugeführt
werden. Oberhalb des Transportbandes 1 ist eine Bestrahlungseinrichtung 3 zum
Bestrahlen der Bogen 2 angeordnet. Im Bereich der Bestrahlungseinrichtung 3 wird
das Transportband über
drei Umlenkrollen 4, 5 und 6 geführt, die
zusammen eine Umlenkstrecke bilden, durch die der Abstand des Transportbandes 1 zur
Bestrahlungseinrichtung 3 vergrößert wird. Weiterhin ist im
Bereich der Bestrahlungseinrichtung 3 zwischen dem Transportband 1 und
der Bestrahlungseinrichtung 3 eine Kühlplatte 7 angeordnet.
-
Des
weiteren sind den 1 bis 3 auch eine
Reihe von Details zum Aufbau der Kühlplatte 7 entnehmbar.
Die Kühlplatte 7 weist
im Bereich ihrer Oberfläche,
die der Bestrahlungseinrichtung 3 zugewandt ist eine Anfasung 8 auf
und setzt sich aus drei horizontal verlaufenden Lagen 9, 10 und 11 zusammen.
Die der Bestrahlungseinrichtung 3 zugewandte oberste Lage 9 weist
im Bereich ihrer Oberfläche
angeordnete Blasdüsen 12 auf.
Die mittlere Lage 10 weist im Bereich der Blasdüsen 12 Bohrungen 13 auf.
In der unteren Lage 11 sind Luftkanäle 14 angeordnet,
die mit den Bohrungen 13 und dadurch auch mit den Blasdüsen 12 in
Verbindung stehen.
-
Wie
insbesondere der 2 entnehmbar ist, beinhaltet
die oberste Lage 9 der Kühlplatte 7 neben den
Blasdüsen 12 auch
eine Reihe von Kühlkanälen 15,
die von einem Kühlmittel
durchströmt
werden können.
Die Versorgung der Kühlplatte 7 mit
Kühlmittel
und mit Druckluft erfolgt über
seitliche Anschlüsse 16 und 17,
die gleichzeitig als Halterung zur Fixierung der Kühlplatte 7 dienen
können.
-
Die
laterale Verteilung der Blasdüsen 12 auf der
Kühlplatte 7 geht
im einzelnen aus 4 hervor. Die Schnittebene ist
bei dieser Figur so gelegt, dass der Blick von oben auf die Kühlplatte 7 und
das darunter verlaufende Transportband 1 freigegeben wird. Beim dargestellten
Ausführungsbeispiel
weist die Kühlplatte 7 insgesamt
8 Blasdüsen 12 auf,
die jeweils paarweise gruppiert sind, so dass quer zur Bewegungsrichtung
des Transportbandes 1 auf der Kühlplatte 7 vier Paare
von Blasdüsen 12 angeordnet sind.
Beiderseits des Transportbandes 1 ist jeweils eine Seitenwand 18 angeordnet,
durch die die Anschlüsse 16 und 17 für die Druckluft
und das Kühlmittel
geführt
sind und in denen die Umlenkrollen 4, 5 und 6 gelagert
sind.
-
Die
Anbindung der Blasdüsen
an die Druckluftversorgung mittels der Luftkanäle 14 ist in 5 dargestellt.
Wie aus 5 ersichtlich sind jeweils vier Blasdüsen 12 durch
Luftkanäle 14 miteinander
verbunden und über
einen gemeinsamen Luftkanal 14 an die Anschlüsse 16 für die Druckluft
angekoppelt.
-
Die
laterale Anordnung der Kühlkanäle 15 ist in 6 dargestellt.
Die Kühlkanäle 15 durchziehen die
oberste Lage 9 der Kühlplatte 7 mäanderförmig und
münden
seitlich in die Anschlüsse 17 für das Kühlmittel.
Durch diese Geometrie ist eine effiziente Abführung der Wärme von der gesamten Fläche der Kühlplatte 7 möglich. Da
sämtliche
Kanalabschnitte beim dargestellten Ausführungsbeispiel hintereinander
geschaltet sind, könnte
man auch von einem einzigen Kühlkanal 15 sprechen.
Je nach den Anforderungen an die Kühlleistung und den Eigenschaften des
Kühlmittels
können
jedoch auch mehrere durchgehende Kühlkanäle 15 parallel zueinander
angeordnet werden. Als Kühlmittel
eignet sich beispielsweise Wasser.
-
Zur
Funktionsweise der erfindungsgemäßen Trockenstation
läßt sich
ausführen,
dass das Transportband 1 die Zeichenebene jeweils von rechts
nach links durchläuft,
wie dies durch den Richtungspfeil 19 dargestellt ist. An
der unmittelbar vor der Kühlplatte 7 angeordneten
ersten Umlenkrolle 4 wird das Transportband 1 nach
unten abgelenkt. Der Ablenkwinkel ist so gewählt, dass die auf dem Transportband 1 angeordneten
Bogen 2 infolge ihrer Steifheit die Umlenkbewegung nicht
nachvollziehen und dadurch sukzessive vom Transportband 1 abheben.
Da die Bogen 2 einstweilen vom Transportband 1 weiter transportiert
werden, treffen sie mit ihren Vorderkanten auf die Kühlplatte 7,
d. h. die Kühlplatte 7 übernimmt
die Bogen 2 vom Transportband 1. Um den Übergang
der Bogen 2 vom Transportband 1 auf die Kühlplatte 7 zu
erleichtern, weist die Kühlplatte 7 in dem
Bereich, in dem die Bogen 2 auf die Kühlplatte 7 treffen
die Anfasung 8 auf. Mit Hilfe der Blasdüsen 12 werden die
Bogen 2 auf der Kühlplatte 7 geführt und weiterbewegt
und sind dabei der Bestrahlung durch die Bestrahlungseinrichtung 3 ausgesetzt.
-
Die
Bestrahlungseinrichtung 3 wird im Dauerbetrieb betrieben,
so dass die Bestrahlung kontinuierlich auf die Oberfläche der
Bogen 2 einwirkt, wobei jeweils ein durch die Optik der
Bestrahlungseinrichtung 3 vorgegebener Bereich der Bogen 2 bestrahlt wird.
Der bestrahlte Bereich der Bogen 2 hat in der Regel die
Form eines sich quer zur Bewegungsrichtung der Bogen 2 erstreckenden
schmalen Streifens. Die Länge
des Streifens muß wenigstens
so groß gewählt sein,
dass auf den Bogen 2 die volle Druckbreite quer zur Bewegungsrichtung
der Bogen 2 bestrahlt wird. Üblicherweise wird die Länge des
Streifens so eingestellt, dass eine Bestrahlung über die gesamte Breite des
Transportbandes 1 erfolgt.
-
Die
Breite des bestrahlten Streifens darf die entsprechenden Abmessungen
der Kühlplatte 7 nicht überschreiten,
damit eine zuverlässige
Abschirmung des Transportbandes 1 vor der Bestrahlung sichergestellt
ist. Ansonsten ist die Breite des bestrahlten Streifens wenig kritisch,
da die Bogen 2 parallel zur Breitseite des Streifens bewegt
werden und somit eine vollständige
Bestrahlung der Bogen 2 unabhängig von der Breite des bestrahlten
Streifens sichergestellt ist.
-
Beim
Auftreffen der von der Bestrahlungseinrichtung 3 emittierten
Strahlung auf die Druckfarbe, die auf die Oberfläche der Bogen 2 aufgebracht
ist wird eine chemische Reaktion, insbesondere eine Vernetzung hervorgerufen
bzw. stark beschleunigt, so dass die flüssige oder pastöse Druckfarbe
binnen kürzester
Zeit erhärtet.
Die bei der Bestrahlung entstehende Wärme wird von der Kühlplatte 7 abgeführt. Dadurch
ist es möglich,
eine Bestrahlungseinrichtung 3 mit einer hohen Leistungsdichte
einzusetzen. Mit einer derartigen Bestrahlungseinrichtung 3 läßt sich eine
hohe Trocknungsleistung erzielen, so dass ein hoher Bogendurchsatz
ermöglicht
wird.
-
Während die
Bogen 2 über
die Kühlplatte 7 bewegt
werden, wird das Transportband 1 um die zweite Umlenkrolle 5 herumgeführt, die
unterhalb der Kühlplatte 7 angeordnet
ist. Schließlich
wird das Transportband 1 noch durch die in Bandlaufrichtung gesehen
unmittelbar nach der Kühlplatte 7 angeordnete
dritte Umlenkrolle 6 geführt und verläuft dann wieder
ungefähr
in der gleichen Bewegungsrichtung wie vor der Umlenkstrecke. Im
Bereich dieser dritten Umlenkrolle 6 werden das Transportband 1 und
die Bogen 2 wieder zusammengeführt, so dass die Bogen 2 mit
Hilfe des Transportbandes 1 weiteren Prozessen zugeführt werden
können.
-
Während des
gesamten Durchlaufs durch die Umlenkstrecke ist das Transportband 1 keiner oder
allenfalls einer geringen Bestrahlung durch die Bestrahlungsquelle 2 ausgesetzt,
da die Kühlplatte 7 als
Strahlungsabschirmung wirkt. Des weiteren ist das Transportband 1 auch
vor den mit derartigen Bestrahlungsprozessen häufig einhergehenden Temperaturerhöhungen geschützt, da
die bei der Bestrahlung entstehende Wärme von der Kühlplatte 7 abgeführt wird.
Auch ein indirekter Wärmeübergang über die
Bogen 2 kann weitgehend vermieden werden, da die Bogen 2 währen der
Bestrahlung auf der Kühlplatte 7 aufliegen
und somit eine übermäßige Erwärmung der
Bogen 2 verhindert wird.
-
- 1
- Transportband
- 2
- Bogen
- 3
- Bestrahlungseinrichtung
- 4
- erste
Umlenkrolle
- 5
- zweite
Umlenkrolle
- 6
- dritte
Umlenkrolle
- 7
- Kühlplatte
- 8
- Anphasung
- 9
- oberste
Lage (Kühlplatte)
- 10
- mittlere
Lage (Kühlplatte)
- 11
- untere
Lage (Kühlplatte)
- 12
- Blasdüse
- 13
- Bohrung
- 14
- Luftkanal
- 15
- Kühlkanal
- 16
- Druckluftanschluß
- 17
- Kühlmittelanschluß
- 18
- Seitenwand
- 19
- Richtungspfeil