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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Flüssigkeitsmischung einer ersten
Flüssigkeit
und wenigstens einer zweiten Flüssigkeit
auf einen bahnförmigen
Bedruckstoff gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Weiterhin betrifft die vorliegende
Endung eine Verfahren zum Aufbringen einer Flüssigkeitsmischung einer ersten
Flüssigkeit
und wenigstens einer zweiten Flüssigkeit
auf einen bahnförmigen
Bedruckstoff gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 8.
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In Rollenoffsetdruckmaschinen wird üblicherweise
eine Papierbahn von einer Vorratsrolle abgewickelt und durch eine
Anzahl von Druckwerken geführt,
welche die Bahn meist beidseitig und mehrfarbig im Feuchtoffset-Verfahren
bedrucken. Zum Trocknen der Bahn und der frischen Druckfarbe wird die
Bahn durch einen Heißlufttrockner
geführt,
in welchem Wasser und flüchtige
Lösungsmittel
der Druckfarbe verdampfen. Anschließend wird die Bahn zum Aushärten der
flüssigen
Farbe über
Kühlwalzen
eines Kühlwalzenstandes
geführt,
welche von einem Kühlmedium
durchspült
werden. Schließlich
wird zur Erzeugung der fertigen Druckprodukte die Bahn zu einem
Falzapparat geführt,
welcher die Bahn in verschiedenen Konfigurationen falzen und schneiden kann.
Oftmals werden die fertigen Produkte dann einem Versandraum zugeführt.
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Um ein Ablegen von Druckfarbe auf
Führungselementen
für die
Bahn zu verhindern wird in bekannten Vorrichtungen Silikonölemulsion
auf die getrocknete Bahn aufgebracht. Der Wassergehalt der Emulsion
führt dabei
gleichzeitig zu einer gewünschten
Rückfeuchtung
der Bahn nach dem Trockenprozess.
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Aus der
US 4,637,341 ist bereits eine solche Vorrichtung
zum Auftragen einer Silikonölemulsion auf
eine Papierbahn bekannt. Die Vorrichtung weist einen Puffer- und
Mischbehälter
auf, der über
eine Versorgungsleitung mit einem Vorratsbehälter für Silikonölkonzentrat in Verbindung steht.
Der Puffer- und Mischbehälter
dient unter anderem zum Puffern von Silikonölemulsion, da der Vorratsbehälter vor
Erreichen eines niedrigsten Füllstandes
gegen einen weiteren Vorratsbehälter
ausgetauscht wird, so dass für
einen gewissen Zeitraum des Austauschs keine Versorgung mit Silikonölkonzentrat
möglich
ist. Der Puffer- und Mischbehälter
steht ferner mit einer Wasserversorgung in Verbindung, so dass der
Behälter nicht
nur zum Puffern, sondern auch zum Mischen einer gewünschten
Silikonölemulsion
eingesetzt werden kann. Die erzeugte Mischung wird über einen Wärmetauscher
zum Erwärmen
der Mischung zu einer jeweiligen Wanne einer jeweiligen Auftragswalze geleitet,
aus welcher Wanne die Mischung mittels der Auftragswalze geschöpft und
auf eine Papierbahn übertragen
wird.
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Eine Steuereinheit steht mit einem
oberen und einem unteren Sensor in Verbindung, welche den Füllstand
des Puffer- und Mischbehälter überwachen.
Erreicht der Füllstand
die Höhe
des unteren Sensors, so öffnet
die Steuereinheit ein Ventil in der Wasserversorgung bis der Füllstand
die Höhe
des oberen Sensors erreicht, so dann schließt die Steuereinheit das Ventil
wieder. Gleichzeitig wird eine gewünschte Menge Silikonölkonzentrat
aus dem Vorratsbehälter
in den Puffer- und Mischbehälter
gefördert,
so dass eine Silikonölemulsion
in gewünschtem Mischungsverhältnis entsteht.
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Mit der bekannten Vorrichtung gehen
einige Nachteile einher. So wird zum Beispiel nicht Silikonölkonzentrat
sondern Silikonölemulsion
eines gewünschten
Mischungsverhältnisses
gepuffert. Es kann dabei vorkommen, dass der Füllstand des Puffer- und Mischbehälter den
niedrigsten Stand erreicht, wobei ein Nachfüllen von Silikonölkonzentrat nicht
sofort möglich
ist, da gleichzeitig auch der Vorratsbehälter seinen niedrigsten Füllstand
erreicht haben kann. Des Weiteren muss der Puffer- und Mischbehälter sehr
groß dimensioniert
werden, da die Emulsion sehr viel schneller verbraucht wird als
das Konzentrat.
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Weiterhin ist es mit der bekannten
Vorrichtung aufgrund der großen
Dimensionierung des Puffer- und Mischbehälters nicht möglich, mit
kurzer Reaktionszeit das Mischungsverhältnis im Puffer- und Mischbehälter zu ändern, um
dieses zum Beispiel an einen neuen Druckauftrag anzupassen.
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Auch erlaubt die bekannte Vorrichtung
nicht den Auftrag von Silikonölemulsion
unterschiedlichen Mischungsverhältnisses
auf den beiden Seiten der Papierbahn. Hierzu müsste die bekannte Vorrichtung separat
auf beiden Seiten eingesetzt werden, so dass auch für beide
Seiten ein jeweiliges Puffergefäß vorhanden
wäre.
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Schließlich kann der Bediener auch
nicht den Wasser- und Silikonölanteil
der Mischung in gewünschtem
Verhältnis,
insbesondere für
beide Seiten der Bahn separat, vorgeben.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Vorrichtung und eine Verfahren zum Aufbringen einer
Flüssigkeitsmischung
auf einen bahnförmigen
Bedruckstoff zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwinden.
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Es ist eine weitere oder alternative
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und eine Verfahren
zum Aufbringen einer Flüssigkeitsmischung
auf einen bahnförmigen
Bedruckstoff zu schaffen, welche mit einfachen Mitteln und bei geringen
Kosten eine unterbrechungsfreie Versorgung der Flüssigkeitsmischung
ermöglichen.
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Es ist eine weitere oder alternative
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und eine Verfahren
zum Aufbringen einer Flüssigkeitsmischung
auf einen bahnförmigen
Bedruckstoff zu schaffen, welche mit einfachen Mitteln und bei geringen
Kosten eine kontinuierliche oder quasi-kontinuierliche oder intermittierende
Versorgung der ersten Flüssigkeit,
zweiten Flüssigkeit
und/oder der Flüssigkeitsmischung
ermöglichen.
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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß mit einer
Vorrichtung gemäß der Merkmal
des Anspruchs 1 und mit einem Verfahren gemäß der Merkmal des Anspruchs
8 gelöst.
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Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen
enthalten.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Aufbringen einer Flüssigkeitsmischung,
zum Beispiel einer Silikonölemulsion,
einer ersten Flüssigkeit,
zum Beispiel Silikonölkonzentrat,
und wenigstens einer zweiten Flüssigkeit,
zum Beispiel Wasser, auf einen bahnförmigen Bedruckstoff, zum Beispiel
eine Papierbahn, mit einem Vorratsbehälter für die erste Flüssigkeit,
einer Versorgungseinrichtung für
die zweite Flüssigkeit,
einem Mischbehälter
für die
erste Flüssigkeit
und die zweite Flüssigkeit,
einer Auftragseinrichtung zum Übertragen
der Flüssigkeitsmischung
auf den Bedruckstoff, welche wenigstens einen Behälter für die Flüssigkeitsmischung
aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass ein von dem Mischbehälter separierten
Pufferbehälter
für die
erste Flüssigkeit
vorgesehen ist.
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Der Begriff "separiert" soll im Folgenden so verstanden werden,
dass der Mischbehälter
und der Pufferbehälter
zwei getrennte Behälter
bzw. Gefäße darstellen,
die jeweils einen Raum aufweisen, in dem die betreffende Flüssigkeit
aufgenommen wird. Die Behälter
können
räumlich
voneinander entfernt oder direkt beieinander oder benachbart angeordnet
sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die beiden Behälter ein
gemeinsames Gefäß bilden,
welches durch wenigstens eine Trennwand in die beiden Behälter unterteilt
ist.
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Die erfindungsgemäße Trennung bzw. Separierung
des Mischgefäßes und
des Puffergefäßes erlaubt
in vorteilhafter Weise, die Versorgung der Auftragseinrichtung mit
Flüssigkeitsmischung
unterbrechungsfrei zu gewährleisten.
Der Bauraum des Pufferbehälters
kann mit Vorteil verringert werden, ebenso der Bauraum des Mischbehälters.
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Ferner kann die Vorrichtung eine
Versorgungsleitung von dem Pufferbehälter zu dem Mischbehälter mit
einem Ventil aufweisen, welches von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung
derart betätigt wird,
dass ein kontinuierlicher oder quasi-kontinuierlicher oder intermittierender
Fluss der ersten Flüssigkeit
erzeugt wird.
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Hierbei sollen im Folgenden die Begriffe "kontinuierlich", "quasi-kontinuierlich" und "intermittierend" wie folgt verstanden
werden:
- – kontinuierlich:
der Fluss der Flüssigkeit
oder der Flüssigkeitsmischung
erfolgt ohne Unterbrechung, kann jedoch in seiner Stärke variieren;
- – quasi-kontinuierlich:
der Fluss der Flüssigkeit oder
der Flüssigkeitsmischung
erfolgt im Wesentlichen kontinuierlich, gegebenenfalls mit kurzen Unterbrechungen;
- – intermittierend:
der Fluss der Flüssigkeit
oder der Flüssigkeitsmischung
erfolgt in Abständen, zum
Beispiel mit periodischen oder nicht-periodischen Unterbrechungen.
Dabei können
sowohl die Zeitintervalle mit Fluss als auch ohne Fluss in ihrer
Dauer variieren.
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In vorteilhafter Weise kann die prozentualen Zusammensetzung
der Flüssigkeitsmischung
variabel sein, d. h. beeinflusst werden, wobei aufgrund der geringen
Baugröße der Gefäße eine
sehr kurze Reaktionszeit erreicht werden kann, so dass zum Beispiel
auch während
des Betriebs eine Anpassung an geänderte Parameter des aktuellen
Druckjobs möglich
werden.
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Weiterhin kann die Steuer- und/oder
Regeleinrichtung ein jeweiliges Ventil in einer Versorgungsleitung
von der Versorgungseinrichtung für
die zweite Flüssigkeit
zu einem ersten und einem zweiten Mischbehälter derart betätigen, dass
ein kontinuierlicher oder quasikontinuierlicher oder intermittierender Fluss
der zweiten Flüssigkeit
erzeugt wird.
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Die Versorgung der zweiten Flüssigkeit,
welche vorzugsweise den prozentual größeren Anteil an der Flüssigkeitsmischung
ausmacht, erfolgt mit Vorteil von einer Versorgungseinrichtung direkt
zum Mischbehälter,
d. h. ohne Pufferung. Dabei hat die Versorgungseinrichtung die Eigenschaft,
quasi endlos die zweite Flüssigkeit
liefern zu können,
zum Beispiel aus einem Versorgungsnetz.
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Es ist darüber hinaus möglich, dass
die Auftragseinrichtung ein Schwimmerelement oder einen Füllstandssensor
aufweist, der mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Signal-
und/oder Datenübermittlung,
insbesondere des Füllstandes,
in Verbindung steht.
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Durch die Überwachung der Füllhöhe im Behälter der
Auftragseinrichtung kann mit Vorteil die Versorgung des Mischbehälters mit
den beiden Flüssigkeiten
gesteuert oder geregelt werden, so dass ein kontinuierlicher oder
quasi-kontinuierlicher oder intermittierender Fluss der beiden Flüssigkeiten
entsteht, was eine Verringerung des Baugröße der betreffenden Behälter erlaubt.
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In einer weiteren Ausführungsform
ist der Behälter
der Auftragseinrichtung als eine Wanne ausgebildet und eine Auftragswalze
schöpft
die Flüssigkeitsmischung
aus der Wanne und überträgt sie auf
den Bedruckstoff.
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Die Auftragswalze kann von einem
Motor angetrieben sein, welcher insbesondere von der Steuer- und/oder
Regeleinrichtung derart gesteuert und/oder geregelt wird, dass die
Drehzahl der Auftragswalze veränderbar
ist.
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Bei gegebener prozentualer Zusammensetzung
der Flüssigkeitsmischung
kann durch eine Drehzahländerung
der Walze die Menge an übertragener
Flüssigkeitsmischung
beeinflusst werden.
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In einer Ausführungsform der Erfindung weist
der Mischbehälter
ein geringeres Fassungsvermögen
als der Pufferbehälter
auf. Das Fassungsvermögen
des Mischbehälters
kann zum Beispiel in etwa 1 Liter und das Fassungsvermögen des
Pufferbehälters
kann zum Beispiel in etwa 10 Liter betragen.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Aufbringen
einer Flüssigkeitsmischung
einer ersten Flüssigkeit
und wenigstens einer zweiten Flüssigkeit auf
einen bahnförmigen
Bedruckstoff, wobei ein Vorratsbehälter die erste Flüssigkeit
aufnimmt, eine Versorgungseinrichtung die zweite Flüssigkeit
liefert, ein Mischbehälter
die erste Flüssigkeit
und die zweite Flüssigkeit
aufnimmt und mischt, eine Auftragseinrichtung, welche wenigstens
einen Behälter
für die Flüssigkeitsmischung
aufweist, die Flüssigkeitsmischung
auf den Bedruckstoff überträgt, zeichnet
sich durch die folgenden Verfahrensschritte aus:
- – Aufnehmen
der ersten Flüssigkeit
in einem von dem Mischbehälter
separierten Pufferbehälter
für die
erste Flüssigkeit,
- – Gesteuertes
und/oder geregeltes Zuleiten der ersten Flüssigkeit von dem Pufferbehälter zu
dem Mischbehälter.
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Weiterhin kann eine Steuer- und/oder
Regeleinrichtung wenigstens ein Ventil derart betätigen, dass
ein kontinuierlicher oder quasi-kontinuierlicher oder intermittierender
Fluss der ersten Flüssigkeit und/oder
der zweiten Flüssigkeit
zu dem Mischbehälter
erzeugt wird.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Feuchten
einer Bedruckstoffbahn, wobei eine Wasser-Silikonölkonzentrat-Mischung auf die
Bahn aufgebracht wird, zeichnet sich dadurch aus, dass der Wasseranteil
und der Silikonölkonzentratanteil – z. B. an
die Bahngeschwindigkeit und/oder die Bahnbreite anpassbar – separat
wählbar
sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit
Bezug auf die Zeichnung 1 beschrieben.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Aufbringen einer Flüssigkeitsmischung
einer ersten und wenigstens einer zweiten Flüssigkeit auf einen bahnförmigen Bedruckstoff.
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Eine Warenbahn 24, insbesondere
eine Bedruckstoffbahn 24, zum Beispiel aus Papier, wird nach dem
Abwickeln und Bedrucken in Druckwerken durch einen Heißlufttrockner 84 und
anschließend zur
Abkühlung über mit
Kühlmittel
durchspülte
Kühlwalzen 86, 88 und 90 in
Bewegungsrichtung 92 geführt.
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Der Bahn 24 wird im Trockner 84 durch
die Heißluft,
welche Lösungsmittel
der Druckfarbe zur Verdampfung bringen soll, auch Feuchtigkeit 94 entzogen,
so dass es notwendig sein kann, die Bahn 24 anschließend zumindest
teilweise wieder rückzufeuchten.
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Das Abkühlen der Bahn 24 hat
ein Aushärten der
Druckfarbe zu Folge, jedoch kann es trotzdem zum Ablegen von Druckfarbe
auf Führungswalzen oder
-flächen
in nachfolgenden Maschinenteilen, zum Beispiel im Falzapparat, kommen.
Diesem Ablegen von Farbe kann man mit dem Aufbringen von Silikonöl auf die
Bahn 24 entgegenwirken.
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Die erste Flüssigkeit 1, in diesem
Fall Silikonölkonzentrat 1,
ist in einem Vorratsbehälter 2 aufgenommen.
Dieser Behälter 2 kann
zum Beispiel eine genügende
Menge an Silikonölkonzentrat
für wenigstens
einen kompletten Druckjob aufnehmen, so dass ein Auswechseln des
Behälters 2 nur
sehr selten, zum Beispiel erst nach mehreren Druckjobs, notwendig
wird. Der Behälter
kann zum Beispiel als Fass ausgeführt sein. Es ist vorteilhaft,
das Silikonölkonzentrat
zu bevorraten, anstatt eine Silikonölmischung, da kleinere Behälter verwendet
werden können.
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Der Behälter 2 steht mit einem
Pufferbehälter 4 für die erste
Flüssigkeit 1,
im Folgenden beispielhaft aber nicht festlegend als Silikonölkonzentrat 1 angenommen, über eine
Versorgungsleitung 6 in Verbindung. Die Leitung 6 weist
dabei eine Pumpe 8 auf, welche das Silikonölkonzentrat 1 von
dem Vorratsbehälter 2 zu
dem Pufferbehälter 4 in
gewünschter
Menge fördert.
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Des Weiteren steht der Pufferbehälter 4 mit dem
Vorratsbehälter 2 über eine Überlaufleitung 10 in Verbindung,
so dass zu viel in den Pufferbehälter
gefördertes
Silikonölkonzentrat 1 wieder
zurück
in den Vorratsbehälter
fließen
kann. Hierdurch wird ein konstanter Füllstand im Pufferbehälter 4 aufrecht
erhalten, solange im Vorratsbehälter 2 genügend Silikonölkonzentrat 1 aufgenommen
ist und kontinuierlich, quasi-kontinuierlich oder intermittierend
mittels der Pumpe 8 gefördert
wird.
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Ein anstehender Austausch des Vorratsbehälter 2 kann
dem Bediener zum Beispiel durch eine sensorgesteuerte Warneinrichtung 40 angezeigt
werden, welche den Füllstand
des Vorratsbehälter 2 auf Erreichen
eines niedrigsten Füllstandes überwacht. Es
kann auch automatisch auf einen zweiten, nicht dargestellten Vorratsbehälter bei
Erreichen des niedrigsten Füllstandes
umgeschaltet werden.
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Weiterhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
einen Mischbehälter 12 und
einen Mischbehälter 14 auf,
in welchen Silikonölkonzentrat 1 mit
der zweiten Flüssigkeit
16, im Folgenden beispielhaft aber nicht festlegend als Wasser 16 angenommen, zu
einer Flüssigkeitsmischung 18,
in diesem Fall Silikonölemulsion,
gemischt wird.
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Das Wasser 16 wird über eine
Versorgungsleitung 30 von einer Versorgungseinrichtung 32 zu den
Mischbehältern 12 und 14 geleitet,
wobei zunächst
ein Drucksteuerventil 34 den Druck des Wassers 16 der
Versorgungseinrichtung 32 verändert, zum Beispiel reduziert,
und nachfolgend ein jeweiliges kalibriertes Ventil 36 und 38 den
Fluss von Wasser 16 zu den beiden Mischbehältern 12 und 14 durch Öffnen und
Schließen
steuert. Durch den kombinierten Einsatz eines Drucksteuerventils 34 und
eines kalibrierten Ventils 36 oder 38 ist der
Fluss des Wassers (Menge pro Zeit) steuer- oder regelbar und somit
einstellbar.
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Der Wasserdruck wird durch das Drucksteuerventil 34 konstant
gehalten, so dass an der Eingangseite der Ventile 36, 38 ein
konstanter Druck ansteht. Dabei können die Ventile 36 und 38 elektrisch angesteuert
werden und als Magnetventile mit einer Aktuatorspule ausgeführt sein,
so dass sie proportional zum elektrischen Steuersignal den Fluss
des Wassers 16 erhöhen,
verringern oder unterbrechen.
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Das Silikonölkonzentrat 1 wird
den Mischbehältern 12, 14 über Versorgungsleitungen 66, 68 zugeführt, welche
jeweils einen Durchflussbegrenzer 70, 72 und ein
elektrisch ansteuerbares Ventil 74, 76, zum Beispiel Magnetventile
mit einer Aktuatorspule, aufweisen. Ein gesteuertes Öffnen eines
Ventils 74 oder 76 lässt jeweils eine bestimmte
Menge bzw. einen bestimmten Fluss von Silikonölkonzentrat 1 in den
Mischbehälter 12 oder 14 fließen.
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Der Durchflussbegrenzer 70, 72 erlaubt
bei gegebener Einstellung einen konstanten und damit bekannten Fluss
von Silikonölkonzentrat,
wobei der Fluss im Wesentlichen unabhängig von der Viskosität der Emulsion
ist.
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Wie im Beispiel der 1 gezeigt, der Fluss des Silikonölkonzentrat 1 allein
aufgrund der Schwerkraft erfolgen, also zum Beispiel auf den Einsatz
einer jeweiligen Pumpe verzichtet werden, wenn der Pufferbehälter 4 höher als
die Mischbehälter 12, 14 angeordnet
wird. Die gewählte,
konstante Fallhöhe und
der Öffnungsgrad
der Durchflussbegrenzer 70, 72 und gegebenenfalls
der Ventile 74, 76 bestimmen dann den jeweiligen
Fluss in den Versorgungsleitungen 66, 68. An den
Ventilen 74, 76 steht somit auf der Eingangsseite
ein konstanter Druck an.
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Sowohl die Ventile 36, 38 als
auch die Ventile 74,76 können periodisch mit wählbarer
Periode und Öffnungsdauer
gesteuert werden, so dass der Fluss präzise einstellbar ist.
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Der Mischbehälter 12 versorgt eine
Auftragseinrichtung 20, welche die Flüssigkeitsmischung 18 auf
eine erste Seite der Bahn 24 aufträgt, über eine Versorgungsleitung 26 und
der Mischbehälter 14 eine
Auftragseinrichtung 22, welche die Flüssigkeitsmischung 18 auf
eine zweite Seite der Bahn 24 aufträgt, über eine Versorgungsleitung 28.
Die Mischbehälter
sind von geringem Volumen, so dass Konzentrations-Variationen, verursacht
durch Öffnen
und Schließen
der Ventile 34, 36, 74, 76 schnell
gedämpft werden.
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Der Druck des zugeführten Wassers
kann genutzt werden, um im Mischbehälter 12, 14 eine Durchmischung
des Wassers mit dem Silikonölkonzentrat
ohne weitere Mittel, wie z. B. Rührer,
zu erreichen.
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Das Zusammenwirken von bekannter,
konstanter Fallhöhe
des Konzentrats, bekanntem Öffnungsgrad
des Durchflussbegrenzers 70, 72 und der bekannten
Ansteuerung der Ventile 74, 76, 34, 36 bezüglich Periode
und Öffnungsdauer
ermöglicht
auf einfache Weise die Steuerung oder Regelung der zugeführten Menge
an Konzentrat. Pumpen sind somit z. B. nicht notwendig und ebenso
keine Messvorrichtung zur Messung des Durchflusses.
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Im Folgenden soll exemplarisch nur
der Auftrag auf die erste, zum Beispiel untere Seite der Bahn 24 beschrieben
werden, wobei angenommen werden kann, dass Gleiches auch für die zweite
Seite der Bahn 24 gilt, insbesondere dass nicht dargestellte Elemente
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bezüglich
des Auftrag auf die zweite, gegenüberliegende und zum Beispiel
obere Seite ebenfalls als vorhanden angenommen werden sollen.
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Die Auftragseinrichtung 20 umfasst
einen Behälter 44,
zum Beispiel eine Wanne 44, welche die Flüssigkeitsmischung 18 aufnimmt,
und aus welcher eine Auftragswalze 46 die Flüssigkeitsmischung 18 schöpft und
auf die entsprechende Seite der Bahn 24 aufträgt. Hierzu
ist die Auftragswalze 46 mit einem Motor 48 antriebstechnisch
verbunden, welcher die Drehzahl der Auftragswalze 46 und
somit die übertragene
und aufgetragene Menge an Flüssigkeitsmischung 18 auf
die Bahn 24 bestimmt. Bei höherer Drehzahl wird mehr, bei
niedrigerer Drehzahl weniger Flüssigkeitsmischung 18 übertragen.
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Die Wanne 44 weist zwei
Abschnitte 44a und 44b auf, wobei die Zuleitung
der Flüssigkeitsmischung 18 in
den Abschnitt 44a erfolgt, von wo aus die Flüssigkeitsmischung 18 eine
Trennwand zwischen den beiden Abschnitten gleichmäßig überströmt und in
den Abschnitt 44b gelangt. Die Auftragswalze 46 taucht
in den Abschnitt 44b ein und nimmt dort die Flüssigkeitsmischung 18 auf.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Walze 46 über ihre
axiale Erstreckung gleichmäßig Flüssigkeitsmischung 18 aufnimmt
und überträgt, da der
Abschnitt 44b in axialer Erstreckung immer gleichmäßig befüllt wird,
während
der Abschnitt 44a an einer oder mehreren Stellen über die
Versorgungsleitung 26 befüllt wird.
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Eine Regel- und/oder Steuereinheit 42,
im Folgenden vereinfachend als Controller 42 bezeichnet, überwacht
den Füllstand
der Flüssigkeitsmischung 18 in
der Wanne 46 der Auftragseinrichtung 20. Dabei
steht die Wanne 44 mit einen Messgefäß 50 über eine
kommunizierende Leitung 52 in Verbindung, in welchem Gefäß 50 sich
ein Schwimmerelement 54 befindet, das den aktuellen Füllstand
in der Wanne 44 in Form eines Signals und/oder in Form
eines Datenstromes über
eine Signal- und /oder Datenleitung 56 an den Controller 42,
zum Beispiel kontinuierlich oder in Abständen weitergibt.
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Der Controller 42 umfasst
eine Speichereinheit 58, in welcher folgende Daten abgelegt
sind:
- – die
Konzentration K (zum Beispiel 30%) des Silikonölkonzentrats im Vorratsbehälter 2;
- – die
aktuelle Bahngeschwindigkeit V (zum Beispiel 10,5 m/s) der Bahn 24;
- – die
Bahnbreite W (zum Beispiel 1905 mm) der aktuell verarbeiteten Bahn 24;
- – den
Sollwert für
den Wasserauftrag WA1 (zum Beispiel 1900 mg/m^2) auf die
erste Seite der Bahn 24;
- – den
Sollwert für
den Wasserauftrag WA2 (zum Beispiel 1900 mg/m^2) auf die
zweite Seite der Bahn 24;
- – den
Sollwert für
den Silikonölauftrag
SA1 (zum Beispiel 25 mg/m^2) auf die erste Seite der Bahn 24;
- – den
Sollwert für
den Silikonölauftrag
SA2 (zum Beispiel 60 mg/m^2) auf die zweite Seite der Bahn 24.
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Die Werte WA1, WA2, SA1 und SA2 können zum
Beispiel empirisch ermittelt worden sein, wobei für bestimmte
Druckjobs (beispielsweise Parameter für Bedruckstoff, Druckfarben,
Feuchtmittel, Flächendeckung,
Trockenprozess, Bahntemperatur) die besten Werte für WA1, WA2,
SA1 und SA2 zum Beispiel manuell ermittelt wurden und zum Beispiel
zusammen mit der Druckjobnummer zur späteren Voreinstellung in der
Speichereinheit 58 gespeichert wurden. Es ist jedoch auch
möglich,
dass eine Recheneinheit 60 des Controller 42 mittels
eines Algorithmus bei vorgegebenem Druckjob (beispielsweise Parameter
für Bedruckstoff,
Druckfarben, Feuchtmittel, Flächendeckung,
Trockenprozess, Bahntemperatur) bestmögliche Werte für WA1, WA2,
SA1 und SA2 ermittelt und in der Speichereinheit 58 ablegt.
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Aus den Werten für WA1, WA2, SA1 und SA2 kann
die Recheneinheit 60 bei Kenntnis der Werte von K, V und
W zum Beispiel anhand eines Algorithmus oder einer Tabelle (LUT)
bestimmen, mit welcher Drehzahl die Auftragswalze 46 angetrieben werden
muss und/oder welche Menge bzw. welcher Fluss von Silikonölkonzentrat 1 und
Wasser 16 durch Schaltung der Ventile 36, 38 und 74,
76 dem Mischgefäß kontinuierlich,
quasi-kontinuierliche oder intermittierend zugeführt werden muss.
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Falls in der Speichereinheit 58 ferner
der jeweilige Fluss durch die Ventile 36, 38, 74 und 76 bei vollständiger Öffnung derselben
abgelegt ist, so kann der Algorithmus die notwendigen Öffnungszeiten oder Öffnungsintervalle
der Ventile bestimmen.
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Falls in der Speichereinheit 58 der
jeweilige Fluss durch die Ventile 36, 38, 74 und 76 bei
gegebenem Öffnungsgrad
derselben abgelegt ist, so kann der Algorithmus den notwendigen Öffnungsgrad
der Ventile für
bestimmte Zeitintervalle bestimmen.
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Die Ventile 36, 38, 74 und 76 sind üblicherweise
kalibriert, so dass der Fluss durch die Ventile bekannt ist, zum
Beispiel einem Datenblatt zu den Ventilen entnommen werden kann.
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Die Ventile 74, 76 werden
vorzugsweise intermittierend betätigt,
also zum Beispiel in Abfolge vollständig geöffnet und wieder geschlossen,
wobei die Frequenz und/oder die Öffnungsdauer
variabel sein kann. Die Ventile 36, 38 werden
vorzugsweise kontinuierlich oder quasikontinuierlich mit variablen Öffnungsgrad
betätigt.
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Der Controller 42 steht
zum Öffnen
und Schließen
der Ventile 36 und 74 mit diesen über jeweilige
Signal- und /oder Datenleitung 78 und 80 in Verbindung.
Den Motor 48 steuert der Controller 42 über eine
Signal- und /oder Datenleitung 82.
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Die Werte von SA1 und SA2 in dem
oben angegebenen Beispiel sind erkennbar unterschiedlich, was sich
zum Beispiel ergeben kann, falls die beiden Seiten der Bahn 24 unterschiedliche
Flächendeckungen
von Farbe aufweisen oder falls die Bahn 24 mit einer Seite mehr
Führungswalzen
oder -flächen,
zum Beispiel einen Falztrichter, berührt als mit der anderen Seite.
In beiden Fällen
kann es sinnvoll sein, die entsprechende Seite der Bahn 24 mit
mehr Silikonöl zu
versehen, jedoch die Menge an Wasser für beide Seiten konstant zu
halten. In einem solchen Fall erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung
in vorteilhafter Weise sowohl den Silikonölanteil als auch den Wasseranteil
der gemischten Emulsion für
beide Seiten separat zu steuern oder zu regeln. Dabei wird nur Silikonölkonzentrat 1 in
kleiner aber für
einen Austausch des Vorratsbehälter 2 genügenden Menge – und nicht
Silikonölemulsion
in großer
Menge – gepuffert,
wobei erfindungsgemäß auch nur
ein einziges Puffergefäß notwendig
ist.
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Es ist ein besonderer Vorteil der
Erfindung, dass vermittels der Vorrichtung oder der Durchführung des
Verfahrens der Anteil an Wasser und der Anteil an Silikonöl bzw. Silikonölkonzentrat
in der Flüssigkeitsmischung
separat voneinander und für jede
Bahnseite gezielt entsprechend den Druckjob-Parametern eingestellt
werden kann. Somit kann die Bahn präzise gefeuchtet werden und
auch genügend
Silikon aufgebracht werden.
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Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird
es des Weiteren möglich,
mit kurzer Reaktionszeit die prozentuale Zusammensetzung der Flüssigkeitsmischung 18 entsprechen
den Druckerfordernissen zu ändern,
da die Mischbehälter – bedingt
durch den kontinuierlichen, quasikontinuierlichen oder intermittierenden
Zufluss von Wasser und Silikonölkonzentrat – mit einem
sehr kleinen Volumen bzw. Fassungsvermögen, zum Beispiel etwa 1 Liter,
im Vergleich zum Pufferbehälter,
zum Beispiel etwa 10 Liter, ausgestattet werden können.
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Die beiden Mischbehälter 12, 14 sind
zum Beispiel während
des Betriebs immer im Wesentlichen gefüllt, da der Controller 42 in
Abhängigkeit
des Signal des Schwimmerelementes 54 im Wesentlichen kontinuierlich
ein Nachfüllen
der Mischbehälter 12, 14 und
der Wannen 44, 45 steuert bzw. regelt.
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Da der Wasseranteil in der Flüssigkeitsmischung 18 den
größten Teil
ausmacht, in den meisten Fällen
mehr als zum Beispiel in etwa 95%, kann das Schwimmerelement 52 bei
Absinken das Öffnen
des Ventils 36 auch direkt betätigen bzw. triggern, so dass
der Controller 42 zusätzlich
lediglich den entsprechenden Fluss an Silikonölkonzentrat gewährleistet,
so dass die gewünschte
Mischung entsteht.
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Die beiden Mischbehälter 12, 14 können derart
konstruiert sein, dass allein auf Grund ihrer Bauweise ein ausreichendes
Durchmischen der beiden Flüssigkeiten
erfolgt, in dem zum Beispiel beide Flüssigkeiten am Boden des Behälters zugeführt werden und
sich mischen, während
der Ablauf und somit die Versorgung der Wannen 44, 45 mittels
eines Überlaufs
geschieht. Es kann jedoch auch vorgehen sein, dass in wenigstens
einem der beiden Mischbehälter 12, 14 auch
ein Mischelement, zum Beispiel ein Rührer, vorgesehen ist.
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Der Fluss der Flüssigkeitsmischung zu den Wannen 44, 45 kann
aufgrund der Schwerkraft oder mittels nichtdargestellter Pumpen
geschehen.
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Obwohl in 1 nicht dargestellt, wird der Fachmann
erkennen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
auch wenigstens eine Temperiereinreichung (oder eine für jeder
Seite der Bahn) für
die Flüssigkeitsmischung 18 aufweisen
kann. Hierzu bieten sich konventionelle Wärmetauscher oder Heizeinrichtungen
an.
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Aufgrund des im Wesentlichen kontinuierlichen
und gesteuerten und/oder geregelten Flusses von Flüssigkeitsmischung 18 zu
den beiden Wannen 44, 45 kann mit Vorteil bei
der erfindungsgemäßen Ausführung auf
Rückführungen
von den Wannen 44, 45 zu dem Mischbehältern 12, 14 verzichtet
werden und somit die Vorrichtung einen weniger komplexen Aufbau
aufweisen. Auch der Zufluss von Silikonölkonzentrat 1 aus
dem Vorratsbehälter 2 zu
dem Pufferbehälter 4 kann
von dem Controller 42 im Wesentlichen kontinuierlich (quasikontinuierlich)
gesteuert und/oder geregelt werden, so dass mit Vorteil auch auf
die Überlaufleitung 10 verzichtet
werden kann. Jedoch wird durch die Überlaufleitung 10 und
die Rückführung des
Silikonölkonzentrats 1 auch
eine gute Durchmischung bzw. Homogenisierung des Konzentrats gewährleistet,
so dass es auch von Vorteil sein kann, eine Überlaufleitung 10 beizubehalten.
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Gemäß der Erfindung kann der Controller 42 auch
Teil der Maschinensteuerung sein und zum Beispiel im zentralen Steuersystem
der Druckmaschine, eines Trockners mit integriertem Kühlwalzenstand oder
des Kühlwalzenstandes
integriert werden, so dass auf einen separaten Controller 42 – also einen Rechner
oder Prozessor mit Speicher – unter
Kosteneinsparung verzichtet werden kann.
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Weiterhin kann gemäß einer
Ausführungsform
vorgesehen sein, dass der Bediener die Möglichkeit hat, manuell die
Sollwerte für
WA1, WA2, SA1 und SA2 des aktuellen Druckjobs anzupassen und dass
diese verbesserten Werte in der Speichereinheit 58 für künftige Druckjobs
zur Voreinstellung abgelegt werden können.
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Aufgrund der geringen Baugröße (Fassungsvermögen) des
Pufferbehälter 4 und
der Mischbehälter 12, 14 können diese
auch in den Kühlwalzenstand integriert
werden, so dass weiterer Bauraum und Kosten eingespart werden können.
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Die Versorgungseinrichtung 32 kann
in Form eines üblichen
Wasseranschlusses verwirklicht sein.
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- 1
- erste
Flüssigkeit/Silikonölkonzentrat
- 2
- Vorratsbehälter
- 4
- Pufferbehälter
- 6
- Versorgungsleitung
- 8
- Pumpe
- 10
- Überlaufleitung
- 12
- Mischbehälter
- 14
- Mischbehälter
- 16
- zweite
Flüssigkeit/Wasser
- 18
- Flüssigkeitsmischung
- 20
- Auftragseinrichtung
- 22
- Auftragseinrichtung
- 24
- Warenbahn/Bedruckstoffbahn
- 26
- Versorgungsleitung
- 28
- Versorgungsleitung
- 30
- Versorgungsleitung
- 32
- Versorgungseinrichtung
- 34
- Drucksteuerventil
- 36
- Ventil
- 38
- Ventil
- 40
- Warneinrichtung
- 42
- Regel-
und/oder Steuereinheit/Controller
- 44
- Behälter/Wanne
- 44a
- Abschnitt
- 44b
- Abschnitt
- 45
- Behälter/Wanne
- 46
- Auftragswalze
- 48
- Motor
- 50
- Messgefäß
- 52
- kommunizierende
Leitung
- 54
- Schwimmerelement
- 56
- Signal-
und /oder Datenleitung
- 58
- Speichereinheit
- 60
- Recheneinheit
- 66
- Versorgungsleitung
- 68
- Versorgungsleitung
- 70
- Durchflussbegrenzer
- 72
- Durchflussbegrenzer
- 74
- Ventil
- 76
- Ventil
- 78
- Signal-
und /oder Datenleitung
- 80
- Signal-
und /oder Datenleitung
- 82
- Signal-
und /oder Datenleitung
- 84
- Heißlufttrockner
- 86
- Kühlwalze
- 88
- Kühlwalze
- 90
- Kühlwalze
- 92
- Bewegungsrichtung
- 94
- Feuchtigkeit