DE19731601A1 - Anordnung zum Disponieren von hochviskosen Medien - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Dis­ pensieren von hochviskosen Medien, wie sie aus der DE 44 31 427 A1 in Verbindung mit der Verwendung für Lebensmittel und Waschpasten, also bezüglich der Reinheit und hygienischen Sauberkeit hochsensi­ ble Medien, bekannt ist.

Im Nachfolgenden wird für diese bekannte Anordnung eine neue Ver­ wendung vorgeschlagen, und zwar die Verwendung in Verbindung mit der Versorgung der Farbkästen (Farbvorratsbehälter) von Druckma­ schinen.

Druckfarben werden üblicherweise noch immer entweder per Hand in einen Farbkasten gefüllt, dies bei etwas weniger viskosen Zei­ tungsfarben, oder sie werden gespachtelt, dies bei sehr hochvisko­ sen Offsetfarben. Bei Offsetfarben gibt es auch die Möglichkeit diese Farben aus einem Schlauchbeutel (vergleiche INKCLIP® der Druckfarben Gebrüder Schmidt) oder einer Kartusche bis zu 2 kg Druckfarben einem Farbkasten automatisch zuzuführen. Ab 30 l gibt es auch die Möglichkeit Offsetfarben mittels einer Druckplatte auszupressen und auszupumpen. Tiefdruckfarben, Heatsetfarben und Coldsetfarben werden unter anderem aus Tanks oder 445 l- oder 1000 l-Containern automatisch einem Farbkasten zugeführt. Es gibt auch die Möglichkeit aus Metallkartuschen (GOSS-System) bis zu 10 kg Coldsetfarben in einen Farbkasten zu füllen. Diese aufwendigen Kartuschen sind nachfüllbar, aber immer nur für die gleiche Farbe verwendbar, da die Kartuschen bei einem Farbwechsel aufwendig ge­ reinigt werden müßten.

Dem Wunsch, jeden beliebigen Farbton in einem faltbaren Kunst­ stoffbehälter automatisch jedem beliebigen Farbkasten zuführen zu können - ohne Reinigung des Systems bei einem Farbwechsel - soll die vorliegende Erfindung nachkommen.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung liegt also primär dar­ in, die bekannte Anordnung zum Dispensieren von hochviskosen Medi­ en einer Verwendung zur Versorgung von Druckmaschinen gemäß An­ spruch 1 zuzuführen.

Besondere Ausgestaltungen beziehungsweise Modifikationen dieser Anordnung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Gesamt-Anordnung zur Erläuterung der einzelnen Kom­ ponenten und Funktionen zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel bezüglich der elastischen Platte für den Freiraum zwischen Kolben und Behälter.

In Fig. 1 ist eine Gesamtdarstellung zum Dispensieren von Druck­ farbe dargestellt.

Die zu dispensierende Druckfarbe befindet sich in einem kreiszy­ lindrischen Kunststoffbehälter 1, der im Zentrum der einen Stirn­ seite einen Schraubstutzen 2 aufweist. Dieser Kunststoffbehälter 1 ist in ein Druckgefäß 3 eingesetzt, das durch eine Kolben-/Zy­ linder-Einheit gebildet ist. Dazu weist das Druckgefäß 3 einen Zy­ linderboden 4 auf, an den - in Ruhe- beziehungsweise Ausgangsstel­ lung - ein mit einem Füllkörper 5 bestückter Arbeitskolben 6 - ge­ gebenenfalls mit einem Spiel W2 - anliegt. Dieser Arbeitskolben 6 bewegt sich axial (vergleiche Pfeil A) in einem Zylinderrohr 7, das an der zweiten Stirnseite über einen schwenkbar (vergleiche Bezugszeichen 8) angelenkten und insbesondere über einen Schraub­ verschluß 8' verriegelten Zylinderdeckel 9 dicht verschlossen ist.

Der Kunststoffbehälter 1 wird nun im gefüllten Zustand in den Zy­ linderraum zwischen dem Arbeitskolben 6 und dem Zylinderdeckel 9 eingelegt und über seinen Schraubstutzen 2 so durch den Zylinder­ deckel 9 nach außen geführt, daß zwischen dem Kunststoffbehälter 1 mit dem Schraubstutzen 2 und einer als Schlauch oder Rohr ausge­ führten Förderleitung 10 eine druckdichte Verbindung hergestellt werden kann. Aufgabengemäß kann nun der Kunststoffbehälter 1 mit seinem Inhalt durch Axialbewegung des Arbeitskolbens 6 zusammenge­ quetscht werden.

Der zugrundeliegenden Konzeption zufolge ist im Hinblick auf die Dimensionierung des Zylinderraums und damit des Kunststoffbehäl­ ters 1 vorgesehen, eine bestimmte Beziehung einzuhalten, womit er­ reicht wird, daß der Kunststoffbehälter 1 längs seiner Zylinder­ wandung sich wirklich gleichmäßig zusammenfaltet. Um nun den mit Annäherung an den Leerzustand des Kunststoffbehälters 1 entstehen­ den Faltenbalg (50 in Fig. 2) aufzunehmen und damit eine vollstän­ dige Entleerung des Kunststoffbehälters 1 zu erreichen, ist im Au­ ßenwandbereich zwischen den Stirnwänden des Kunststoffbehälters 1 und dem Zylinderdeckel 9 beziehungsweise der Arbeitsfläche des Ar­ beitskolbens 6 je ein kreisringförmiger Freiraum realisiert, in den sich im vollständig entleerten Zustand des Kunststoffbehälters 1 der Faltenbalg einlegen kann. Die genannte Dimensionierung ge­ währleistet dabei die wirklich harmonische Faltung der Zylinder­ wand, wobei gleichermaßen dem negativen Rückfederungseffekt auf­ grund der Faltenbildung Rechnung getragen ist. Vorzugsweise ist ferner folgende Beziehung einzuhalten: M2/M3 < 1,5; dabei be­ deuten (vergleiche Fig. 2) M2 das Spiel zwischen dem Durchmesser des Zylinderrohrs 7 und dem Arbeitskolben 6 und M3 die Wanddicke des Kunststoffbehälters 1. Ist diese Beziehung eingehalten, so ist das Risiko des Einklemmens des Kunststoffbehälters zwischen dem Arbeitskolben 6 und dem Zylinderrohr 7 minimiert.

Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der ge­ nannte Freiraum dadurch gebildet, daß am Zylinderdeckel 9 und am Arbeitskolben 6 je eine elastische Platte 11, 12, zum Beispiel ei­ ne Schaumstoffplatte, aufgelegt ist, deren Außendurchmesser klei­ ner ist als der Außendurchmesser des Kunststoffbehälters 1. Bezo­ gen auf Fig. 1 ist ohne weiteres ersichtlich, daß mit der Annähe­ rung des Arbeitskolbens 6 an den Zylinderdeckel 9 der Kunststoff­ behälter 1 axial zusammengequetscht wird und daß die umfangsseiti­ gen Falten sich in den Kreisringen zwischen den elastischen Plat­ ten 11, 12 und dem Zylinderrohr 7 einlegen können.

Zur Betätigung des Arbeitskolbens 7 ist im Zylinderboden 4 ein An­ schluß 13 für ein Druckmedium vorgesehen, der über einen Druck­ schalter 14 mit einem Druckgenerator (Kompressoren 15, 16) verbun­ den ist. Sobald der Druckschalter 14 betätigt wird, steht der Ar­ beitskolben 6 unter Druck und drückt den Kunststoffbehälter 1 zu­ sammen.

Gemäß der zeichnerischen Darstellung in Fig. 1 ist noch anzumer­ ken, daß der Arbeitskolben 6 mit einer axial nach außen abstehen­ den Kolbenstange 17 verbunden ist, die endseitig eine Nockenschei­ be 18 trägt. Über diese Nockenscheibe 18 werden Schalter, bei­ spielsweise Mikroschalter, betätigt, deren einer (19) der Ruhe- (beziehungsweise Ausgangs-) Stellung entspricht und deren zweiter (20) die gesamte Anordnung nach Erreichen des Maximalhubs des Ar­ beitskolbens 6, d. h. im Leerzustand des Kunststoffbehälters 1, ab­ schaltet. Darüber hinaus ist ein dritter Mikroschalter 21 vorgese­ hen, der beispielsweise dann aktiviert wird, wenn der Arbeitskol­ ben 6 den Kunststoffbehälter 1 so weit zusammengequetscht hat, daß nur noch (etwa) 10% Restmenge enthalten sind. Dieser dritte Mi­ kroschalter 21 kann zum Beispiel mit einem Warnhorn 22 und/oder einer Warnlampe 23 verbunden sein.

Zur Klarstellung bezüglich der einzelnen Positionen beziehungswei­ se Stationen des Arbeitskolbens 6 und damit der Kolbenstange 17 sind die Lagen X0 (Festanschlag des Arbeitskolbens 6), X1 (Ruhe­ stellung des Arbeitskolbens 6), X2 (10% Resthub beziehungsweise Restmenge), X3 (extreme Behälterfaltung) und X4 (Maximalhub des Arbeitskolbens 6) eingezeichnet.

Wie bereits mehrfach erwähnt, wird die aus dem Kunststoffbehälter 1 ausgedrückte Druckfarbe in die Förderleitung 10 gequetscht, die druckdicht mit dem Schraubstutzen 2 des Kunststoffbehälters 1 ver­ bunden ist, und zwar so, daß das Anschlußelement der Förderleitung 10 vollständig in den Schraubstutzen 2 eintaucht. Für die Verbin­ dung zwischen der Förderleitung 10 und dem Schraubstutzen 2 ist vorzugsweise eine Steckkupplung vorgesehen, wobei Förderleitung 10 und Kunststoffbehälter 1 zueinander komplementäre Kupplungselemen­ te aufweisen.

Über die Förderleitung 10 wird die Druckfarbe einem - zeichnerisch nicht dargestellten - Farbkasten zugeführt (Pfeil X) und zwar mit Hilfe eines auf die Förderleitung 10 aufgesetzten Schlauch­ quetschventils 30, das den Durchfluß der Druckfarbe regelt. Zur Steuerung selbst ist dem Farbkasten ein Sensorelement 31 zugeord­ net, das die Farbmenge im Farbkasten überwacht und bei Über- be­ ziehungsweise Unterschreiten vorgegebener Soll-Werte entsprechende Steuersignale generiert.

Die Druckfarbe steht in der Förderleitung 10 unter stets konstan­ tem Druck an und wird letztlich durch Betätigen des Schlauch­ quetschventils 30 dem Farbkasten zugefördert.

Bezugnehmend auf Fig. 1 soll ergänzend noch folgendes angemerkt werden:
Wie bereits erwähnt wird die Anordnung über den Druckschalter 14 aktiviert. Dieser Druckschalter 14 weist drei Schaltpunkte auf, über die wiederum drei Mikroschalter 141, 142, 143 betätigt wer­ den. Der Mikroschalter 141 entspricht dabei dem Mindestarbeits­ druck P1 der Anordnung, während die beiden anderen Mikroschalter 142 und 143 als Ausschalter für die zwei als Druckgenerator wir­ kenden Kompressoren 15 beziehungsweise 16 dienen.

Der Anschluß 13 für den Arbeitskolben 6 ist darüber hinaus mit ei­ nem Druckablaßventil 44 gekoppelt, das seinerseits über einen wei­ teren Schalter 45 betätigt wird und dann erforderlich ist, wenn zum Beispiel der Kunststoffbehälter 1 gewechselt werden soll.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel bezüglich der Verifizierung der Freiräume zum Einlegen der Faltenbälge 50 beim restlosen Zu­ sammenquetschen des Kunststoffbehälters 1 dargestellt. Fig. 2 zeigt das Zylinderrohr 7 der Kolben-/Zylinder-Einheit längs dem der Arbeitskolben 6 bewegt wird. Zur Abdichtung zwischen dem Druckraum des Druckmediums und dem Arbeitsraum mit dem Kunststoff­ behälter 1 ist dabei eine Ringdichtung 65 eingelegt. Das Spiel zwischen dem Arbeitskolben 6 und dem Zylinderrohr 7 entspricht dem eingezeichneten Maß M2 und dieses Spiel muß zur einwandfreien Funktion der gesamten Anordnung relativ zur Wanddicke M3 des Kunststoffbehälters 1 der Beziehung M2/M3 < 1,5 gehorchen.

Gemäß Fig. 2 wird der Freiraum zur Ablage des Faltenbalgs durch eine elastische Platte 11 gebildet, die umfangsseitig eine defi­ nierte Kreisringwulst freiläßt. In diesem Freiraum können sich die Falten ungehindert einlegen, wobei gegebenenfalls umfangsseitig am Arbeitskolben 6 noch ein Stützring 66 eingelegt werden kann.

In Abwandlung zu der aus DE 44 31 427 A1 bekannten Platte 11 ist im Hinblick auf die Zähflüssigkeit des Mediums Druckfarbe vorei­ lend zur Bewegungsrichtung A des Kolbens 6 eine am Zylinderrohr 7 schleifende Abstreifernase 111 vorgesehen. Dieser Abstreifer 111 verhindert ein Einziehen des Kunststoffbehälters 1 zwischen Kolben und Zylinderwand 7 und ist erforderlich, weil beim Auspressen der hochviskosen Druckfarbe Drücke von bis zu 2,5 bar notwendig sind und das Fließverhalten der Druckfarbe sehr zäh ist.

Zum allgemeinen Handling sei noch folgendes angemerkt:
Das Wechseln eines Kunststoffbehälter erfolgt in der Weise, daß der Druck auf den Kolben ausgeschaltet wird, die Verschlußkupplung wird vom Schlauchanschlußventil getrennt, ein gefüllter Kunst­ stoffbehälter wird in den Zylinderraum eingelegt, die Verschluß­ kupplung wird mit dem neuen Schlauchanschlußventil verbunden und der Kolben wird wieder mit Druck beaufschlagt.

Beim Wechsel der Farbe wird das Schlauchquetschventil geöffnet und der Druck auf den Kolben abgeschaltet. Der Kunststoffbehälter wird aus dem Zylinder genommen und der Schlauch wird aus dem Stütz­ schlauch beziehungsweise aus der Rinne und dem Schlauchquetschven­ til gezogen und als Einheit zur Seite gelegt. Ein neuer Kunst­ stoffbehälter mit einem sauberen Schlauch wird in das System ein­ gelegt.

Durch die beschriebene Anordnung und Handhabung sind nur der Kunststoffbehälter und der Schlauch mit Druckfarbe behaftet, alle anderen Teile bleiben sauber. Auf diese Weise ist ein Behälter- oder/und Farbwechsel sehr leicht ohne Reinigungsarbeiten vor Ort möglich.

Der Schlauch mit der Verschlußkupplung und dem Schlauchanschluß­ ventil wird in einer Durchflußeinrichtung von Druckfarbe befreit und kann erneut verwendet werden.

Das gesamte System, bestehend aus der Kolben-/Zylinder-Einheit der Verschlußkupplung und dem Schlauchanschlußventil, dem Schlauchquetschventil sowie dem Sensor und der Regelung kann als steckerfertiges System (Strom- und Druckluft-Anschluß) stationär oder fahrbar gestaltet werden.

Claims (5)

1. Anordnung zum Dispensieren von hochviskosen Medien,
wobei das Fördergut in einem flexiblen, mit einem angeformten Schraubstutzen versehenen Kunststoffbehälter beigestellt ist, der einerseits in ein Druckgefäß eingesetzt ist und anderer­ seits über den Schraubstutzen druckdicht mit einer Förderlei­ tung verbunden ist, die das Fördergut endseitig über ein Do­ sierelement abgibt, und
wobei ferner

• a) das Druckgefäß (3) als Kolben-/Zylindereinheit ausgebil­ det ist,
• b) der Kunststoffbehälter (1) kreiszylindrisch ausgebildet und bezüglich des Außendurchmessers dem Innendurchmesser des Druckgefäßes (3) angepaßt ist,
• c) im Außenrandbereich zwischen den Stirnseiten des Kunst­ stoffbehälters (1) und dem Zylinderdeckel (9) beziehungsweise der Kolbenfläche des Arbeitskolbens (6) je ein ringförmiger Freiraum realisiert ist, und
• d) der Kunststoffbehälter (1) in den Arbeitsraum der Kolben-/Zylinder­ einheit eingelegt und mittels des Kolbens (6) axial zusammendrückbar ist, wodurch das Fördergut in die Förderlei­ tung (10) gequetscht wird und wobei der Kunststoffbehälter (1) unter Faltung seiner zylindrischen Wandung so zusammengedrückt wird, daß sich die Falten (50) mit Annäherung an den Leerzu­ stand des Kunststoffbehälters (1) im ringförmigen Freiraum ein­ legen,
  gekennzeichnet durch
  seine Verwendung zur automatischen Versorgung von Druckmaschi­ nen mit Druckfarben oder dergleichen chemischen Farben- Produkten, indem die Druckfarben beziehungsweise die Farben- Produkte jeweils in einen Farbkasten gefördert werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der ringförmige Freiraum durch elastische Platten (11, 12) gebildet ist, die zwischen den Stirnseiten des Kunststoff­ behälters (1) und dem Zylinderdeckel (9) beziehungsweise der Kolbenfläche (6) eingelegt sind, und deren Außendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Kunststoffbehälters, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Platte (11) auf der Kolbenfläche (6) so aus­ gebildet ist, daß dem ringförmigen Freiraum ein an der Zylin­ derwand anliegender Abstreifer (111) zugeordnet ist, der ein durch das hochviskose Medium Druckfarbe bedingtes Einquetschen des Kunststoffbehälters (1) zwischen Kolben (6) und Zylinder (7) verhindert.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung des hochviskosen Mediums Druckfarbe ein über die Förderleitung (10) installiertes Schlauchquetschventil (30) vorgesehen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Farbkasten ein Sensor (31) zugeordnet ist und daß das Druckgefäß (3) ständig druckbeaufschlagt ist und die Förderung über den Sensor (31) mittels des Schlauchquetschven­ tils (30) so steuerbar ist, daß im jeweiligen Farbkasten ein ausreichender Druckfarbenvorrat verfügbar ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (30) ein Ultraschallsensor oder ein induktiver oder ein kapazitiver oder ein mechanischer Fühl-Sensor ist.