DE19504652C2 - Vorrichtung zur Erzeugung eines strichförmigen Auftrags von Leim oder Softflüssigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines strichförmigen Auftrags von Leim oder Softflüssigkeit auf eine Bedruckstoffbahn mit einem Düsenkopf, der eine am Ende eines mit der Auftragflüssigkeit beaufschlagbaren Kanals angeordnete Düse trägt.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE 37 40 045 A1 bekannt. Die Strichbreite des auf dem Bedruckstoff erzeugten Auftrags soll erfahrungsgemäß möglichst schlank sein. In der Praxis kommt es jedoch vor, dass sich die Strichbreite aufgrund der Produktionsgeschwindigkeit oder der Papierqualität, die von Rolle zu Rolle unterschiedlich sein kann, ändert, was Ausgleichsmaßnahmen erfordert. Bei der bekannten Anordnung gemäß DE 37 40 045 A1 kann die Strichbreite des Auftrags aber nur verändert werden, indem eine andere Düse zum Einsatz gebracht wird. Um für eine bestimmte Produktion die gewünschte, schlanke Strichbreite zu erreichen, ist es daher erforderlich, aus einer bereitgehaltenen Serie von Düsen mit unterschiedlichen Austrittsdurchmessern die geeignete Düse auszuwählen und diese einzusetzen. Dies erfordert nicht nur einen nicht unbeträchtlichen Montageaufwand, sondern führt in besonders nachteiliger Weise auch dazu, dass die Produktion angehalten werden muss, was in Folge der Ausfallzeit und der beim Hochfahren der Maschine anfallenden Makulatur hohe Kosten verursacht. Dieser Nachteil wird dadurch noch verschärft, dass oft erst während der Produktion, insbesondere bei einer Veränderung der Produktionsgeschwindigkeit, der optimale Düsenaustritts­ durchmesser ermittelt werden muss.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art so zu verbessern, dass die Strichbreite des Leim- bzw. Softflüssigkeitsauftrags auf einfache Weise veränderbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Düse ein im Bereich ihrer Austrittsöffnung angeordnetes, ringförmiges, elastisches Element aufweist, das eine mit dem Kanal kommunizierende Durchgangsöffnung besitzt und das zwischen zwei Anpresselementen angeordnet ist, die zur Veränderung des Strahldurchmessers mittels einer maschinellen Stelleinrichtung relativ zueinander verstellbar sind.

Diese Maßnahmen stellen sicher, dass die Strichbreite des Leim- bzw. Softflüssigkeitsauftrags während des Betriebs stufenlos veränderbar ist, was auf einfache Weise eine exakte Anpassung der Strichbreite an die Verhältnisse des Einzelfalls ermöglicht. Betriebsunterbrechungen sind hierbei in vorteilhafter Weise nicht erforderlich. Ausserdem erübrigt sich die Auswechslung der Düsen und die Bereithaltung eines größeren Düsensortiments. Ein weiterer, ganz besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist darin zu sehen, dass die Düse durch entsprechendes Zusammenpressen des elastischen Elements völlig verschlossen werden kann, so dass ein sonst erforderliches Absperrventil entbehrlich ist. Bei einem völligen Verschluss der Düse durch entsprechendes Zusammenpressen des elastischen Elements kann eine Systemspülung durchgeführt werden, bei der der insbesondere in der Leitung vorhandene Leim bzw. die hier vorhandene Softflüssigkeit in einen zugeordneten Auffangbehälter etc. gespült werden können. Bei völlig geöffneter Düse kann diese wegen des vergleichsweise großen Austrittsquerschnitts in sehr kurzer Zeit zuverlässig gespült werden. Damit verringert sich die Spülmakulatur. Beim Herunterfahren der Druckmaschine kann die Spülung bereits während dessen durchgeführt werden. Hierdurch ist sichergestellt, dass die gesamte Spülflüssigkeit zuverlässig von der Bahn abtransportiert wird, womit eine Beschädigung und Verschmutzung von umliegenden Maschinenteilen vermieden wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben. So besteht das elastische Element vorzugsweise aus gummielastischem Material hoher Rückprallelastizität, da es damit nach einer elastischen Verformung wieder zuverlässig und schnell in seine ursprüngliche Position zurückkehrt und auch bei häufiger oder langandauernder Verformung eine hohe Standzeit erzielt. Als besonders geeignet hat sich dabei Material mit einem Shore-Härtegrad von 60 bis 80 erwiesen.

Nach einer bevorzugten Ausführung besteht das Material aus Polyurethan, da dies einen besonders präzise steuerbaren Flüssigkeitstrahl ermöglicht.

Vorteilhaft ist überdies, wenn zumindest eine Außenfläche des Rings an der Innenseite eines Anpresselements anliegt. Damit wird die Richtung, in die das Material bei elastischer Verformung ausweicht, genau festgelegt.

Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind als Anpresselemente ein starr im Düsenkopf angeordneter Druckbolzen und ein relativ zu diesem beweglicher, hohler Außenzylinder vorgesehen. Diese Anordnung ist einfach und raumsparend in einem Düsenkopf anbringbar und sehr präzise und zuverlässig bewegbar.

Zweckmäßig ist dabei der Außenzylinder mit einem sich nach innen erstreckenden, am elastischen Element anliegenden Bund versehen, sodass zwischen diesem und dem Druckbolzen das elastische Element zuverlässig und exakt deformierbar ist.

Außerdem ist vorzugsweise der hohle Außenzylinder über sich in axialer Richtung erstreckende Stellstangen mit einer Stelleinrichtung verbunden. Diese robuste Anordnung ermöglicht in einfacher Weise eine sehr exakte und verschleißarme Übertragung von der Steuereinrichtung auf die Anpresselemente.

Für diese verdrehsichere Ausbildung ist es überdies vorteilhaft, wenn die Stellstangen in am Gehäuse angebrachten Bohrungen angeordnet sind.

Zweckmäßig ist auch die Ausbildung der Stelleinrichtung als Stellkolben, weil dies einen verkantungssicheren, einfachen Verstellvorgang ermöglicht. Besonders verschleißarm und effizient ist dabei die einseitige Beaufschlagung des Stellkolbens mit Druckluft.

Vorzugsweise ist außerdem ein Anschlag vorgesehen, durch den einfach und zuverlässig die axiale Bewegung des Stellkolbens begrenzbar ist. Dabei ist der Anschlag zweckmäßig positionierbar, um durch Regelung des Deformationsbereiches des elastischen Elementes den Bereich einstellen zu können in welchem der Querschnitt der Durchschnittsöffnung veränderbar ist.

Um möglichst einfach und kostengünstig eine Rückstellung des beweglichen Anpresselements zu ermöglichen, ist zweckmäßig eine Rückstellfeder vorgesehen.

Nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen, in einer Druckmaschine angeordneten Leimauftragsvorrichtung,

Fig. 2 eine geschnittene Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Düsenkopfes mit einer Düse zur Erzeugung eines Flüssigkeitsstrahls,

Fig. 3 eine weitere Düse.

Fig. 1 zeigt eine über eine in einer Rollenrotationsdruckmaschine angeordnete Umlenkwalze 1 zu einem Paar Andruckwalzen 2 verlaufende Bedruckstoffbahn 3, auf welche von einer erfindungsgemäßen, einen Düsenkopf 5 mit einer Düse 6 aufweisenden Leim- und Softflüssigkeitsauftragsvorrichtung 4 eine Leim- bzw. Softflüssigkeitsspur 7 aufgebracht wird, in deren Bereich die Andruckwalzen 2 zur Vermeidung von Kontakt zwischen ihnen und der Leim- bzw. Flüssigkeitsspur 7 Umfangsnuten 8 aufweisen.

Der Leim- und Softflüssigkeitsauftragsvorrichtung 4 wird von hier je einem druckbeaufschlagten Leim-Vorratsbehälter 9 und Softflüssigkeits-Vorratsbehälter 10 wahlweise Leim 12 oder Softflüssigkeit 13 zugeführt.

Der Leim 12 bzw. die Softflüssigkeit 13 werden durch einen aus der Düse 6 austretenden Flüssigkeitsstrahl 14 einstellbaren Querschnitts berührungslos auf die Bedruckstoffbahn 3 aufgetragen.

Fig. 2 verdeutlicht den Aufbau des Düsenkopfes 5. Der im Düsenkopf 5 angeordneten Düse 6 wird Leim 12 bzw. Softflüssigkeit 13 über eine hier durch ein Absperrventil 15 verschließbare Zuleitung 16 zugeführt, worauf der Leim bzw. die Softflüssigkeit den Kanal 33 bis zur Austrittsöffnung 34 durchläuft, wo er bzw. sie die Anordnung als Flüssigkeitsstrahl 14 verläßt.

Zur Steuerung des Querschnittes, hier des Durchmessers D1 des Flüssigkeitstrahles 14 kann der Durchmesser D2 der hier etwas oberhalb der Austrittsöffnung 34 liegenden Durchgangsöffnung 17 verringert werden, indem das elastische, hier ringförmige Element 18 in axialer Richtung A-A durch zwei an ihm anliegende Anpreßelemente 19, 20 zusammengepreßt wird, so daß das Material in etwa radialer Richtung nach innen ausweicht und die hier als Ausnehmung des ringförmigen elastischen Elements 18 ausgebildete Durchgangsöffnung 17 verengt. Die Durchgangsöffnung 17 kann auch seitlich eines elastischen Elements, zwischen einem elastischen und einem festen Element oder zwischen mehreren Elementen gebildet werden.

Das elastische Element besteht aus gummielastischem Material hoher Rückprallelastizität, wie Polyurethan, Silikon o. dgl. mit einer Shore-Härte von vorzugsweise 60 bis 80. Es wird nur im elastischen Bereich verformt.

Zur Abdichtung gegen Austreten von Leim 12 oder Softflüssigkeit 13 ist hier ein Dichtring 30 vorgesehen.

Die starre, also unbewegliche Festlegung des Druckbolzens 20 im Düsenkopfgehäuse erfolgt hier durch eine in die Nut 31 eingreifende, gestrichelte Madenschraube 32.

Das Zusammenpressen des elastischen Elements 18 erfolgt durch eine aufeinanderzugerichtete Relativbewegung des Außenzylinders 19 zum darin angeordneten Druckbolzen 20. Dabei wird in der gezeigten Anordnung der bewegliche Außenzylinder 19 relativ zum starr im Düsenkopf 5 angeordneten Druckbolzen 20 bewegt. Alternativ ist ebenso die starre Anordnung des Außenzylinders 19 und die bewegliche Anordnung des Druckbolzens 20 möglich.

Der Außenzylinder 19 wird relativ zum Druckbolzen 20 über mehrere axial verlaufende Stellstangen 21 bewegt. Die Stellstangen 21 verlaufen in sich parallel zur Achse A-A in sich im Gehäuse des Düsenkopfes 5 erstreckenden Ausnehmungen, was die Anordnung verdrehsicher macht.

Die Stellstangen 21 sind über eine geeignete Stelleinrichtung, hier über einen mit ihnen verbundenen Stellkolben 22 bewegbar. Dessen Bewegung wird durch die Anschlagfläche 23 nach unten und durch den Anschlag 24 nach oben begrenzt, wobei hier der Anschlag 24 als Stellschraube und damit positionierbar ausgebildet ist.

Zur Rückstellung des Stellkolbens 22 und damit der das elastische Element 18 zusammenpressenden Anpreßelemente (Außenzylinder 19, Druckbolzen 20) ist hier eine Rückstellfeder 25 in Form einer Druckfeder vorgesehen.

Der Stellkolben 22 ist in einer Bohrung im Düsenkopfgehäuse angeordnet.

Die Bewegung des Stellkolbens 22 kann in verschiedener Weise, wie z. B. durch einen Solenoid etc. erfolgen. Hier ist der Stellkolben 22 durch Einführung von Druckluft in die Kammer 26 anhebbar, bis er gegen den Anschlag 24 stößt. Dabei wird über die Stellstangen 21 der Außenzylinder 19 angehoben und preßt das elastische Element unter Verengung des Querschnitts D2 der Durchgangsöffnung 17 gegen den Druckbolzen 20.

Die Zufuhr der Druckluft erfolgt über eine (auch in Fig. 1) angedeutete Druckluftzuleitung 27. Die Druckluft-Einstellung ist über ein Druckluftventil 28 möglich, dessen Ansteuerung z. B. von einem Leitstand oder einem Panel aus erfolgen kann. Der wesentliche Vorteil bei der Verwendung von Druckluft gegenüber der Verwendung von elektrisch betriebenen Stellelementen besteht darin, daß damit die Entzündung des Leims oder insbesondere von aus diesem austretenden Gasen nicht zu befürchten ist, was die Zuverlässigkeit der Anlage erheblich steigert.

Alternativ zur dargestellten und oben beschriebenen Ausgestaltung ist auch die gestrichelt (36) angedeutete Durchführung der Stellstangen durch die Wand möglich. Derart kann die Positionierung der Stellstangen und somit die Steuerung des Querschnitts der Durchgangsöffnung 17 durch eine Stelleinrichtung oder auch manuell erfolgen.

Anstatt des hier gezeigten, ringförmigen, elastischen Elements 18 etwa rechteckigen Querschnitts ist auch eine beliebige andere Ausbildung des elastischen Elements 18 möglich. Neben der ringförmigen Ausbildung ist insbesondere jede Ausführung vorteilhaft, bei welcher die Außenfläche des elastischen Elements 18 zumindest teilweise an der Innenfläche des Außenzylinders 19 anliegt.

Auch kann das elastische Element durchaus aus mehreren Einzelteilen bestehen und der Querschnitt der Durchgangs-Öffnung 17 kann anstatt wie hier symmetrisch radial, auch in anderer Weise verengt werden.

Fig. 3 zeigt eine im wesentlichen konische Ausbildung des elastischen Elements 18. Hier verläuft der Bund 35 des Außenzylinders 19, der gegen das elastische Element 18 drückt, schräg radial nach innen, während der Andruck des Druckbolzens 20 auf das elastische Element 18 auch hier in Richtung der Achse A-A erfolgt. Die Verengung der Durchgangsöffnung 17 ist dabei teilweise auf eine Verschiebung des elastischen Elements schräg radial nach innen, also parallel zur ebenfalls schräg radial nach innen verlaufenden Innenwandung des Bundes 35 des Außenzylinders 19 unter elastischer Deformation des elastischen Elementes 18 zurückzuführen.

Überdies können die Anpreßelemente 19, 20 anders als dargestellt ausgebildet sein. Z. B. ist die Verwendung von zwei relativ zueinander bewegbaren, das elastische Element 18 zwischen sich zusammenpreßenden Druckkolben in einem Außenzylinder möglich. Auch sind Ausbildungen möglich, bei welcher die Anpreßelemente nicht in einem gemeinsamen Außenzylinder verlaufen.

Claims (16)

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines strichförmigen Auftrags von Leim (12) oder Softflüssigkeit (13) auf eine Bedruckstoffbahn (3) mit einem Düsenkopf (5), der eine am Ende eines mit der Auftragsflüssigkeit beaufschlagbaren Kanals (33) angeordnete Düse (6) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (6) ein im Bereich ihrer Austrittsöffnung (34) angeordnetes, ringförmiges, elastisches Element (18) aufweist, das eine mit dem Kanal (33) kommunizierende Durchgangsöffnung (17) besitzt und das zwischen zwei Anpreßelementen (19, 20) angeordnet ist, die zur Veränderung des Strahldurchmessers mittels einer maschinellen Stelleinrichtung relativ zueinander verstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (18) aus gummielastischem Material hoher Rückprallelastizität besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (18) aus einem Material mit einem Shorehärtegrad von 60 bis 80 besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (18) aus Polyurethan besteht.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (18) ein Ring mit eckigem Querschnitt ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Außenfläche des Rings an der Innenseite eines Anpreßelements (19) anliegt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Anpresselemente ein starr im Düsenkopf (5) angeordneter Druckbolzen (20) und ein relativ zu diesem beweglicher, hohler Außenzylinder (19) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch (7), dadurch gekennzeichnet, daß der Außenzylinder (19) mit einem sich nach innen erstreckenden, am elastischen Element (18) anliegenden Bund (35) versehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Außenzylinder (19) über sich in axialer Richtung (A-A) erstreckende Stellstangen (21) mit einer Stelleinrichtung verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellstangen (21) in im Düsenkopf-Gehäuse angebrachten Bohrungen angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung als Stellkolben (22) ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (22) in einer im Düsenkopf (5) angebrachten Bohrung angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (22) durch einseitige Beaufschlagung mit Druckluft bewegbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bewegung (A-A) des Stellkolbens (22) durch einen Anschlag (24) begrenzt ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (24) positionierbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstellfeder (25) für die Rückstellung des beweglichen Anpress­ elementes (19) vorgesehen ist.