DE19603455A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Übertragungsflächen in einer Druckmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Rei­ nigen von Übertragungsflächen in einer Druckmaschine nach dem Oberbegriff des ersten Verfahrensanspruchs und des zur Durchfüh­ rung des Verfahrens angegebenen Vorrichtungsanspruchs.

Eine derartige verfahrensmäßige und vorrichtungsmäßige Maßnahme, bei der eine berührungslose Reinigung der Übertragungsfläche auf einem Zylinder in einer Druckmaschine angewendet wird, ist aus der DE 42 41 575 A1 bekannt. Im Gegensatz zu den die Übertragungsflä­ che bei der Reinigung berührenden Reinigungsmaßnahmen, wie eine davon z. B. aus der DE 30 05 469 A1 in Form eines an einen Zylinder einer Druckmaschine angestellten Waschbalkens bekannt ist, arbei­ tet die Maßnahme gemäß DE 42 41 575 A1 ohne reibenden und auftra­ genden Kontakt, vielmehr wird dabei flächenelementweise Energie eingesetzt. Diese, von einem Laser kommende Energie führt zu einer mit Abschmelzung und Absprengung verbundenen Erwärmung und auch zu einer chemisch thermischen Zerstörung der anhaftenden Teilchen.

Bei dieser berührungslosen Reinigungsbearbeitung ist es nachtei­ lig, daß die Übertragungsfläche in einem gesonderten Reinigungs­ prozeß bearbeitet wird, wobei der Fortdruck unterbrochen ist.

Es besteht deshalb die Aufgabe, die Reinigung der Übertragungsflä­ chen ohne nennenswerte Störung der Farbübertragung und des Drucks während der Produktion durchzuführen.

Die verfahrenstechnische Lösung umfaßt die im ersten Verfahrensan­ spruch angegebenen Merkmale, die apparative Lösung besteht aus den in dem zur Durchführung des Verfahrens angegebenen Vorrichtungsan­ spruch aufgeführten Merkmalen.

Das erfindungsgemäße Vorgehen ermöglicht eine den Druckprozeß be­ gleitende "weiche" Reinigung der Übertragungsflächen. Direkte Rei­ nigungsphasen, die in den Fortdruck fallen und eine Unterbrechung des kontinuierlichen Drucks bedingen, entfallen hierbei. Die Stand­ zeit des Einsatzmaterials, z. B. des Gummituchs auf dem Gummituch­ zylinder, kann erhöht werden, weil der Streß auf die Oberfläche beim berührenden Reinigungsvorgang wegfällt.

Da bei dem Reinigen punktuell und selektiv vorgegangen wird, kann die gesamte Prozeßübertragungsfläche nach einem bestimmten Pro­ gramm angesteuert werden. Reinigungsstellen konzentrieren sich auf die Stellen gehäufter Schmutzansammlung, weniger belastete Stellen werden weniger häufig oder nicht beaufschlagt. Für das Programm wird der digital vorliegende oder mit einem Scanner gewonnene Bilddatensatz der Druckform mit der zugehörigen Information über die Farbe, Dichte bzw. Schichtdicke der Bildstellen bzw. Bildele­ mente koordinatenmäßig genutzt.

Die Kontrolle der Reinigung erfolgt simultan an Ort und Stelle des Auftreffens des Reinigungsmediums oder, örtlich/zeitlich phasenver­ schoben gegenüber dem Reinigungspunkt oder auch selektiv außer­ halb der Übertragungsfläche anhand der Abbildung auf dem Druckpro­ dukt, jeweils mittels opto-elektronischer Methoden. Die Einwirkung des Reinigungsmediums wird hinsichtlich seiner Konzentration (stofflich), Energiedichte (elektromagnetische oder Korpuskel­ strahlung) in Abhängigkeit der Verschmutzungsdichte dosiert. Ein Übertragungsflächenelement wird bei höherer Verschmutzungsdichte häufiger bis zur wesentlichen Beseitigung der bestrahlt, ange­ zielt, weniger verschmutzte Stellen werden weniger intensiv, z. B. nur einmalig, beaufschlagt. Vorzug besitzen einheitlich vorgegebe­ ne Pulsfrequenz, Pulsdauer und Energiedichte. Diese Parameter sind jedoch auch auf prozeßoptimierte Werte änderbar.

Die Mantelfläche der die Stoffschicht übertragenden Walze oder des Zylinders wird bei dieser dosierten Bearbeitung nicht in Mitlei­ denschaft gezogen. Derartige Mantelflächen bestehen aus einem Gum­ mibezug bei Farbwerk- und Feuchtwerkwalzen, aus Bezügen wie Ril­ san, Kupfer oder Chrom bei Reibern, aus Plattenmaterial bei Plat­ tenzylindern und aus Keramik bei Rasterwalzen und Feuchtwerkwal­ zen. Der Gummituchzylinder ist mit einem Gummituch bezogen. Der Einfluß des Mantelflächenmaterials auf die Verschmutzung, der zu verarbeitende Bedruckstoff, die eingesetzte Druckfarbe, die Zusam­ mensetzung des Feuchtmittels aus Wasser und Alkohol einschließlich Zusätzen, die Art der Druckform hinsichtlich Naß- oder Troc­ kenoffset, Drehfrequenz und Umdrehungssumme des Zylinders werden für den Steuervorgang parametrisch berücksichtigt und bedarfsweise gespeichert.

Die erfindungsgemäße Reinigung bezieht sich vorzugsweise auf die Mantelfläche des Plattenzylinders und die Mantelfläche des Gum­ mituchzylinders, zumal mit diesen aktiven Flächen die Bebilderung vorgenommen wird und Störungen auf diesen Flächen abbildungswirk­ sam sind. Nach den Farbspaltungsgesetzen ist die Vorlaufseite des jeweiligen Zylinders mit einer größeren Farbschichtdicke behaftet, die Rücklaufseite ist um den Betrag der übertragenen Farbschicht vermindert. Die selektive Reinigung auf der Rücklaufseite des Gum­ mituchzylinders trifft infolgedessen auf weniger Farbe und mit we­ niger Farbe bedeckten Schmutz. Dabei bildet sich der Reinigungs­ eingriff weniger auf den Bedruckstoff ab als auf der Vorlaufseite, darauf die Rücklaufseite des Gummituchzylinders eine farbübertra­ gende Überrollung durch den Druckformzylinder folgt. Die Reini­ gungsstelle wird neu mit Farbe überdeckt.

Bei systematischem Vorschub des berührungslos arbeitenden Wirk­ strahls der Reinigungseinrichtung entsteht zwangsläufig das ent­ sprechende Ablaufmuster auf der Übertragungsfläche und wiederum auf dem entsprechend abgewickelten Bedruckstoff. Bei der Reinigung bietet sich diese Fahrweise an, wenn mit geringer Dosierung gear­ beitet wird und die Druckflächenanteile relativ gleichmäßig ver­ teilt angeordnet sind, wie dies z. B. bei einer Schriftseite der Fall ist. Geeignet ist auch eine Fahrweise, die nach dem Random-Prinzip abläuft, wobei die Eingriffspunkte nach der statistischen Verteilung des "weisen Rauschens" angezielt werden. Diese Fahrwei­ se hat den Vorteil, daß die Eingriffspunkte der Reinigung ver­ streut liegen und in der Abwicklung auf dem Druckprodukt mit dem örtlich zufälligen Auftreten weniger auffällig sind.

Für den berührungslos arbeitenden Reinigungsstrahl wird bevorzugt die Radialrichtung eingesetzt. Nachdem jedoch Partikelanhäufungen räumlich sind, wie dies insbes. beim Aufbauen der Druckfarbe auf dem Gummituch bekannt ist, wird der Strahl gegenüber dem Flä­ chenelement der Übertragungsfläche geneigt.

Die Neigung z. B. längs eines Kegelmantels verschiedener Kegelwin­ kel zur Normalen kann variiert werden. Durch diese Variierung kommt bei einem selektiv angezielten Flächenelement ein Strahl wechselnder Richtung zustande, der der Körperstruktur der Ver­ schmutzung angepaßt ist und weniger Auswirkung auf den Untergrund hat.

Die bei Anwendung eines Energiestrahls entstehenden flüchtigen Produkte werden vorzugsweise durch Absaugung abtransportiert. Die Strahleinrichtung besitzt dazu ein sie umschließendes Gehäuse mit den Reinigungsfleck strömungsmäßig schließenden Rändern. Unkon­ trolliert zwischen den Rändern und der Reinigungsfläche strömende Fremdluft läßt sich durch kontrollierte Zuleitung von Luft, In­ nertgas oder Arbeitsgas einstellen. Die Ableitung erfolgt zweck­ mäßig in den Trockner oder in die Nachverbrennung der Druckmaschi­ nenanlage. Der Ableitung zuordenbar sind weiterhin Filter,- Abscheideeinrichtungen. Der verfügbare Feuchtmittelkreislauf an einer Offsetdruckmaschine ermöglicht das Auswaschen des Absaug­ stroms, wobei die ausgewaschenen Bestandteile dem Rückstand der Wasseraufbereitung des Feuchtmittelkreislaufs zugeführt werden. Neben dem Filtrieren ist auch Zyklonieren möglich.

Der Erfolg der Reinigungsprozedur ist, wenn außerhalb der empiri­ schen Anwendung mit einer Kontrollmaßnahme vorgegangen wird, über die Bildverarbeitung (aufgezeigt z. B. in DE 43 22 870 C1) fest­ stellbar. Die Bildverarbeitung erstreckt sich on-line auf den Rei­ nigungsfleck oder auf die der Reinigungsstelle abwicklungsmäßig entsprechende Druckbildstelle. Ein zur Reinigung eingesetzter La­ ser gibt nebenher die auswertbare optische Information hinsicht­ lich der Lasergranulation (aufgezeigt z. B. in "Physik in unserer Zeit", 23. Jahrgang 1992, Nr. 2, S. 59 bis 66).

Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer Figur.

Die einzige Figur zeigt schematisch vier Zylinder 1a, 1b; 2a, 2b eines nicht näher dargestellten Druckwerks einer Druckmaschine. Zwischen den Gummituchzylindern 2a, 2b des Schön-, -Widerdruck-Druckwerks wird der Bedruckstoff 3 (Bogen oder Bahn) abgewickelt. Die das Druckbild tragenden Formzylinder 1a, 1b werden jeweils von einem durch seine Auftragwalzen dargestellten Farbwerk 4a, 4b ein­ gefärbt, die Feuchtmittelbenetzung der Formzylinder 1a, 1b wird durch entsprechende Feuchtwerke 5a, 5b vorgenommen. Das entspre­ chende Feuchtmittel wird von einer Feuchtmittelversorgung 6 be­ reitgestellt.

Anhand der Drehrichtung der Gummituchzylinder 2a, 2b ergibt sich auf den Gummituchzylindern 2a, 2b die farbzuführende, in den Druck eingehende Vorlaufseite 8 und die zur Einfärbung durch den Formzy­ linder 1a zurückkehrende Rücklaufseite 9. Gegenüber der Rücklauf­ seite 9 ist eine Strahleinrichtung 10 angeordnet, die in axialer Richtung längs des Gummituchzylinders 2a verfahrbar ist, so daß die Strahleinrichtung 10 in Verbindung mit der Drehbewegung des Gummituchzylinders 2a jeden Mantelpunkt koordinatenmäßig erreichen kann. Gleichmäßiger radialer Abstand der Strahleinrichtung 10 zur Mantelfläche als Übertragungsfläche 11 des Gummituchzylinders 2a ist konstruktiv gewährleistet.

Die Strahleinrichtung 10 wird gespeist durch eine Fluid- oder Energiequelle 12, die mit einer Strahlsteuerung 13 verknüpft ist. Die Strahlsteuerung 13 übernimmt die mengenmäßige und zeitmäßige Quantisierung des Fluids oder der Energie, zusätzlich gibt sie die Fahrschritte der Strahleinrichtung 10 längs des Gummituchzylinders 2a vor. Die Strahlsteuerung 13 steht mit dem Rechner 14 der Druck­ maschine, der die Druckprozeßdaten hinsichtlich Druckbild ein­ schließlich Einfärbung sowie Feuchtung, Bedruckstoffgeschwindig­ keit bzw. Zylinderdrehzahl und Einsatzstoffparameter enthält, in Verbindung. Im Rechner 14 sind entsprechende Programme abgelegt, mit denen die Strahlsteuerung 13 auftragsspezifisch und fortdruck­ spezifisch generiert wird.

An der Strahlsteuerung 13 liegt der Ausgang eines Bildaufnehmers 15, dessen Signale Aufschluß über die Veränderung der Übertra­ gungsfläche vor/nach dem Reinigen und somit des Bedruckens auf dem Bedruckstoff 3 vor/nach dem Reinigen wiedergeben. Der Bildaufneh­ mer 15 ist auch als simultan messender Bildaufnehmer 15 mit der Strahleinrichtung 10 zur zeitgleichen Abtastung der Reinigung un­ ter dem Strahl der Strahleinrichtung 10 anordenbar. Ein mit dem Gummituchzylinder 2a direkt oder indirekt gekoppelter Inkremental­ geber liefert die Winkel- und Zeitpulse zur Synchronisierung des am Umfang des Gummituchzylinders 2a zur Strahleinrichtung 10 ver­ setzt angeordneten Bildaufnehmers 15.

Zur Reinigung wird die Strahleinrichtung 10 nach verschiedenen Programmen längs axial der Übertragungsflächen 11 des Gummituchzy­ linders 2a verfahren. Bei einem Programm erfolgt die Koordinierung des Strahls mit der Zylinderumdrehung systematisch fortlaufend Punkt für Punkt bei gleichmäßiger Gewichtung jedes Übertragungs­ flächenelementes. Bei einem zweiten Programm sind die Elemente an­ hand der Prozeß- und Bilddaten gewichtet, so daß die Verteilung der Fluid- oder Energierate veränderlich erfolgt, um dem Ver­ schmutzungsgrad von Element zu Element Rechnung zu tragen.

Ein weiteres Programm beinhaltet das Reinigen das nach dem Random-Verfahren vorgenommene Auswählen von Flächenelementen auf der Übertragungsfläche 11 des Gummituchzylinders 2a. Hierbei wird ebenso eine fortlaufende Reinigung der Übertragungsfläche vorge­ nommen, das Endresultat der Reinigung jedoch durch die Subsummie­ rung der sich zufällig ergebenden Reinigungspunkte gewonnen. Die Reinigung wird nach den Kriterien gestaltet, daß sich der Eingriff gering innerhalb der Bildstörungstoleranz auswirkt, daß der Reini­ gungseingriff die Schmutz-, -Fehleinfärbungsstellen beseitigt auch das Anwachsen der Verunreinigung im Gleichgewicht hält.

Die Strahleinrichtung 10 ist umgeben durch eine Absaugeinrichtung 16, deren Ableitung 17 in den thermischen Trockner der Druckma­ schine, die technische Nachverbrennungsanlage der Druckmaschine oder sonstige Ablufteinrichtungen der Druckerei geleitet wird. In der Ableitung 17 sind ggf. Einrichtungen zum Filtern oder Abschei­ den belastender Nebenprodukte eingerichtet. Hilfe hierbei bietet das Zyklonieren oder das Auswaschen des Absaugstroms in Verbindung mit der Feuchtmittelversorgung 6.

Die Absaugeinrichtung 16 ist mit installierten Strömungseinrich­ tungen der Druckmaschine für den Bogentransport kombinierbar.

Bei Verwendung eines Energiestrahls für die Strahleinrichtung 10 werden die Verunreinigungen selektiv geschmolzen und/oder zer­ stört. Bei Verwendung von Wasser oder Lösemittel in dosierter Tröpfchenform werden die Verunreinigungen, die sich im Laufe des Prozesses aufbauen und verfestigen, angelöst und im Spaltungspro­ zeß hin zum Bedruckstoff oder hin zu den angestellten Zylindern oder Walzen abtransportiert. Der Reinigungsprozeß erfolgt kontinu­ ierlich, parallel zum Druckprozeß.

Die Reinigung ist auch auf Bahnleitwalzen und auf einen Falztrich­ ter anwendbar. Da Wasser für Laserstrahlen bestimmter Wellenlängen weitgehend transparent ist, ist das Flächenelement thermisch mit­ tels Feuchtmittelauftrag schützbar.

In der Ableitung 17 ist eine Analyseeinrichtung einbaubar.

Claims (7)

1. Verfahren zum Reinigen von Übertragungsflächen in Druckwerken, bei dem ein steuerbarer Strahl aus einer zur Übertragungsfläche beabstandet angeordneten Strahleinrichtung auf ein Flächenele­ ment gerichtet wird und der Strahl beim Auftreffen in Wechsel­ wirkung mit auf dem Flächenelement haftenden Teilchen tritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl während des Druckens auf das mit Fortdruckge­ schwindigkeit bewegte Flächenelement der Übertragungsfläche ge­ richtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl auf die Rücklaufseite eines Gummituchzylinders gerichtet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl ein Energiestrahl in Form eines Laserstrahls ist oder aus Wasser und/oder Lösemittel besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl auf die einzelnen Flächenelemente der Übertra­ gungsfläche nacheinander nach einem Random-Verfahren gerichtet wird oder systematisch von Flächenelement zu Flächenelement fährt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung des Flächenelements elektro-optisch direkt am Flächenelement oder am dem Flächenelement entsprechenden Bild­ element des abgewickelten, bedruckten Bedruckstoffs kontrol­ liert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Reinigung freigesetzten Produkte abgeführt wer­ den, daß die Produkte abgesaugt und in eine der in der Druckma­ schinenlinie bestehenden Absaug- oder Ablufteinrichtungen ein­ geleitet werden.

7. Vorrichtung zum Reinigen von Übertragungsflächen in Druckwerken zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Strahleinrichtung, die gegenüber einer Mantelfläche einer Walze oder eines Zylinders präzis beabstandet in axialer Richtung verfahrbar ist und einen Strahl auf ein Flächenelement der Übertragungsfläche richtet, mit einer einen Vorschub der Strah­ leinrichtung und die Strahldosierung vorgegebenden Steuereinrich­ tung, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahleinrichtung (10) gegenüber einer Rücklaufseite der Übertragungsfläche (11) angeordnet ist, daß die zu bestrah­ lenden Flächenelemente der Übertragungsfläche (11) mittels von einem Zufallsgenerator kommender Koordinaten anwählbar sind oder die Flächenelemente der Übertragungsfläche (11) in syste­ matischer Spur abfahrbar sind, daß eine an der Strahleinrich­ tung (10) angeordnete Absaugeinrichtung über eine Ableitung (17) mit einer Entsorgungseinrichtung der Druckmaschine verbun­ den ist und daß der Reinigungseingriff anhand eines Bildaufneh­ mers (15), der die Reinigungsstelle auf der Übertragungsfläche (11) oder an der der Reinigungsstelle zuordenbaren Stelle auf dem abgewickelten Bedruckstoff (3) betrachtet, kontrollierbar ist.