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Druckmaschine Die Erfindung betrifft Druckmaschinen und insbesondere
eine Einrichtung, um die Trocknung der Druckfarbe mittels ultravioletter Strahlen
zumindest einzuleiten.
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Bei den derzeitigen Bogendruckverfahren trocknet die Druckfarbe durch
Oxidation, wobei dieser Vorgang mehrere Stunden dauert0 Damit die bedruckten Bogen
am Austragende der Maschine gestapelt werden können, werden die Bogen mit einem
feinen Puder, häufig mit Stärke, bestäubt0 Das aufgestäubte Material kann trübe
oder matte bedruckte Flächen verursachen, und der Druck fühlt sich körnig an, und
überschiissiges Pulver muß während der Belüftung des Stapels entfernt werden0 Ein
anderes Verfahren zum Trocknen oder Abbinden der Druckfarbe besteht in der Erhitzung
des Bogens oder der Bahn mittels einer Infrarot- oder einer anderen Heizvorrichtung0
Die
Anbringung derartiger Heizvorrichtungen an bestehenden Druckmaschinen erfordert
jedoch häufig eine Vergrößerung der Länge der Druckmaschine, wobei der vergrößerte
Raumbedarf und die Abwandlung der Druckmaschine mit großen Kosten verbunden ist0
Ein bekanntes Verfahren zur Trocknung oder zum Abbinden von Druckfarben besteht
in der Bestrahlung von besonders zusammengesetzten Druckfarben mit ultravioletten
Strahlen.
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Die Durchführung dieses Verfahrens besteht derzeit darin, daß eine
oder mehrere lange (ungefähr 75 cm) röhrenförmige UV-Tmpen quer über dem bewegten
Bogen oder der Bahn angeordnet werden, wobei ein Reflektor von elliptischem Querschnitt
um jede Lampe herum angeordnet ist, sodaß die lampe längs einer exzentrischen Achse
der Ellipse angeordnet ist, und die andere Achse mit der Oberfläche des bewegten
Bogens oder der Bahn im wesentlichen zusammenfällt. Dieser Maßnahme liegt die Idee
zugrunde, eine in Querrichtung verlaufende Linie von intensiver ultravioletter Strahlung
zu erhalten, durch welche die Oberfläche des Bogens oder der BsEn hindurchlaufen
muß0 Eine derartige Anordnung ist jedoch mit verschiedenen Nachteilen behaftet,
Zunächst muß ein elliptischer Reflektor tief sein, um eine wirksame Konzentration
der Uv-Strahlen längs der in der Ebene des bogen- oder bahnartigen Materials liegenden
Achse zu erzielen. Außerdem müssen Schutzschirme über den Reflektor geschwenkt werden,
wenn die Maschine ne kurzzeitig angehalten wird, und diese Schutzschirme können
dazu beitragen, die Tiefe der Einheit zu rergrößernO Das macht die Strahlungseinheit
insgesamt ziemlich tief, und kann die mögliche Einbaustelle in der Druckmaschine
beschränken0 Insbesondere bei einer Bogendru¢kmaschine besteht zwischen dem Vorlauf-
und dem Rücklauftrum des Förderers, welcher die bedruckten Bogen zu der Austragstation
befördert, nur ein beschränkt er Zwischenraum, In der Praxis bedeutet dies, daß
die Förderbahn der Maschine geändert werden muß, um die Trocknungseinheit
auf
zunehmen, was äußerst kostspielig ist, Da die Strahlung sehr direkt ist, besteht
ein weiterer Nachteil eines elliptischen Reflektors darin, daß irgendein Gegenstand,
der zwischen die Lampe und den Bogen gerät, auf dem Bogen einen Schlagsohatten erzeugt,
wo die Strahlung unwirksam isto Dieses Problem tritt insbesondere im Zusammenhang
mit den Greiferstangen für den bedruckten Bogen auf, die sich quer über den Förderer
erstrecken, und die dazu neigen, längs des vorderen Kantenbereichs des Bogens einen
Schatten zu erzeugens Selbst ohne einen elliptischen Reflektor würde dieses spezielle
Problem in einem gewissen Umfang auftreten, weil sich die Lampe parallel zu der
Greiferstange erstreckt, sodaß die Stange einen Schlagschattenbereich verursacht,
wenn sie unter der lampe hindurchläuft, Ein weiterer Nachteil einer in Querrichtung
verlaufenden langen Röhrenlampe besteht darin, daß zur Erzielung einer hinreichenden
Strahlungsintensität pro Längeneinheit der Lampe eine hohe Leistung, tblicherweise
6 bis 12 kw, erforderlich ist, und dies verursacht eine starke Aufheizung der Enden
der Röhrenlampe, was entsprechende Kühlungsprobleme aufwirft0 Diese Kühlungsprobleme
treten auch in dem Bereich unter dem Reflektor selbst auf, Während des Betriebs
muß eine große Menge aufgeheizt er Luft beseitigt werden, und wenn die Maschine
angehalten wird, so müssen sofort Schutzschirme eingeschwenkt werden, um den stillstehenden
Bogen vor der intensiven Hitze zu schützen0 Ein weiterer Nachteil einer querliegenden
Röhrenlampe besteht darin, daß die Lampe nach dem Abschalten einen langen Zeitraum,
üblicherweise 15 bis 20 Minuten, benötigt, bis sie für ein erneutes Einschalten
hinreichend stark abgekühlt ist.
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Noch ein weiterer Nachteil einer in Querrichtung angeordneten Röhrenlampe
besteht darin, daß sie unabhängig von der Breite des vorbeibewegten blattartigen
Materials die gesamte Breite der Förderbahn bestrahlen muß, Es kommt daher zu einer
Energieverschwendung und zu Problemen wegen der nicht absorbierten Strahlung an
den Seiten, wenn schmale Bogen verwendet
werden. Außerdem variiert
die Intensität der ausgesandten Strahlung in Längsrichtung der Röhre, insbesondere,
wenn eine lange Röhre verwendet wird0 Die vorliegende Erfindung schafft eine Druckmaschine
mit einer Vorrichtung zum Befördern des bedruckten Materials längs einer Bahn zu
einer Austragstation und mit einer Einrichtung, um die Trocknung des Drucks zumindest
einzuleiten, wenn sich dieser längs dieser Bahn bewegt, welche dadurch gekennzeichnet
ist, daß diese Trocknungseinrichtung ein Gehäuse umfaßt, welches sich über die bedruckte
Oberfläche erstreckt und eine Reihe von röhrenförmigen Uv-Lampen enthält, wobei
sich die Reihe quer über die volle Breite der Bahn erstreckt und wobei sich die
einzelnen Röhren zumindest teilweise in der Bewegung richtung des bedruckten Materials
erstrecken.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger in den Zeichnungen
dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt: Figo 1
eine schematische Seitenansicht des Austragsendes einer herkömmlichen Bogendruckmaschine,
die eine Trocknungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt; Fig. 2 eine
Ansicht der Trocknungseinheit in Richtung des Pfeils C in Sigo 1; Xigo 3 einen Querschnitt
durch einen Bereich der rocknungseinheit nach der Linie X - X in Sigo 2; igo 4 einen
Querschnitt durch einen Bereich der Trocknungseinheit nach der Linie Y - Y in Fig.
2; Pigo 5 eine schematische Darstellung einer alternativen Anordnung der Röhren;
und
Figo 6 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der
Entstehung des Schattens der Greiferstangen bei herkömmlichen StrahlungseinheitenO
Bei der in Sigo 1 gezeigten Druckmaschine handelt es sich um eine herkömmliche Bogendruckmaschine,
bei der die Bogen 13 durch eine Druckstation 9 hindurchgeführt und von der Druckwalze
7 von einem Endlosförderer 8 abgenommen werden, der sie, wie dies durch die Pfeile
A veranschaulicht ist, zu einer Austragstation 14 befördert, wo er sie abgibt, um
einen Stapel 16 von bedruckten Bogen zu bildend Der Förderer 8 umfaßt zwei endlose
Förderketten 10 ( in der Seitenansicht erscheint nur eine Kette), die auf jeder
Seite der Abförderbahn des bedruckten Materials angeordnet sind0 Paarweise angeordnete
Greiferstangen 12 erstrecken sich quer über die Bahn zwischen den Ketten, wobei
auf einer Stange eines werden Paares Greifer 11 schwenkbar angeordnet und durch
Federkraft gegen die andere Stange belastet sind, um das vordere Ende eines jeden
bedruckten Bogens 13 zu erfassen, wie dies am besten aus Sigo 6 ersichtlich ist0
Die Ketten setzen ihre Bewegung längs einer parallelen Rückkehrbahn fort, wie dies
durch die Pfeile B veranschaulicht ist. Kurz vor der Austragstation gehen die Förderketten,
die tief unten in der Maschine angeordnet sein müssen, um die Bogen von der Druckstation
aufzunehmen, von einer horizontalen Bshnkurve in eine nahezu vertikale Bahnkurve
18 über, bevor sie auf einem höheren Niveau in eine horizontale Bahnkurve umgelenkt
werden, um die Bogen zu der Austragstation zu befördern, Dieser Bereich 18 ist als
Aufwärtsdurchlauf der Maschine bekannt In Verwirklichung der vorliegenden Erfindung
ist die Druckmaschine mit einer Trocknungseinheit 20 versehen, die zwischen der
Austrags- und der Rückkehrbahn der Xörderketten in dem Steigförderbereich 18 angeordnet
und an irgendwelchen geeigneten ortsfesten Rahmenbauteilen der Maschine befestigt
ist0
Wie dies in den Sigo 2 bis 4 näher dargestellt ist, umfaßt die Trocknungseinheit
eine Anzahl von röhrenförmigen Lampen 22 zur Erzeugung von ultravioletten Strahlen,
welche sich parallel zueinander und zu dem Verlauf der Austragsbahn des Steigförderbereichs
und in der Längsrichtung A der Bewegungsbahn des bedruckten Materials erstrecken.
Ein über den Lampen 22 angeordnetes Gehäuse umfaßt Reflektoren 24, die hinter den
Lampen angeordnet sind, sodaß sie das ultraviolette Licht gleichmäßig über die gesamte
Breite des bedruckten Materials verteilen, welches vor der Grocknungseinheit vorbei
wandert Die Lampen 22 sind zwischen zwei parallelen Kanälen 26 angeordnet, welche
sich zwischen der Austrag-und der Rückkehrbahn der Förderketten quer zu der Bewegungsrichtung
erstrecken, Endkanäle 28 sind vorgesehen, um Luft aus den Kanälen 26 abzusaugen0
Die Reflektoren 24 weisen einen bogenförmigen, vorzugsweise parabolischen Querschnitt
auf, und sie sind ebenfalls zwischen den Kanälen 26 angeordnet0 Die Enden der Röhren
22 sind in Halterungen 29 in den Kanälen 26 gelagert. In den Wänden der Kanäle sind
Öffnungen 38 vorgesehen, sodaß die unter den Reflektoren in der Umgebung der Lampen
erzeugte erhitzte Luft oder möglicherweise Ozon abgesaugt und über die Endkanäle
28 abgeleitet werden kann0 Die metallischen Halterungen 29 für die Röhren erstrecken
sich ebenfalls in die Kanäle, sodaß sie durch die Luft abgekuhlt werden, die durch
diese hindurchgeleitet wird0 Weiterhin sind an den Enden der Halterungen 29 metallische
KEhlrinpen 40 angeordnet, um die Kühlung der Lampenenden zu verbessern0 Die Oberseite
eines jeden Reflektors 24 ist mit Schlitzen 32 versehen, die mit getrennten Kanälen
30 eine Verbindung schaffen, durch die Kühlluft, welche über einen Seitenkanal 27
von einer Leitung 31 zugeführt wird, mit hoher Geschwindigkeit über die Lampen 22
geleitet werden kann0 Dies tritt automatisch immer dann ein, wenn die Maschine angehalten
und die Lampen abgeschaltet werden, um dadurch die Temperatur der Lampen rasch zu
verringern, und um die Lampen schnellst möglich
wieder einschalten
zu können und um jegliche Beschädigung zu vermeiden, welche andernfalls durch eine
verlängerte Belichtung der bedruckten Gegenstände oder anderer Materialien mit der
Strahlung der Lampen verursacht würde, Mit der Anordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung soll eine geeignete Intensität der ultravioletten Strahlung in einem Bereich
geschaffen werden, der sich über die volle Breite des bedruckten Materials und über
einen wesentlichen Abschnitt in der Bewegungsrichtung des bedruckten Materials erstreckt0
Die im wesentlichen parabolischen Reflektoren sollen eine im wesentlichen gleichmäßige
Verteilung der Strahlungsintensität über die Breite der Bewegungsbahn des bedruckten
Materials schaffen, und sie haben nicht die Aufgabe, die Strahlung auf ein schmales
Band oder eine Linie zu bündeln, wie dies bei den bestehenden Trocknungseinheiten
der Fall ist. Die Anordnung der Lampen kann in der Praxis sogar derart sein, daß
gekrümmte Reflektoren unnötig sind0 Bei kleinen Lampenabständen, beispielsweise
weniger als 12 cm, kann ein ebener Reflektor hinter den Lampen ausreichend sein,
um die Rundstrahlung einer jeden Lampe in eine ausreichend gleichförmige Strahlung
in Richtung auf die bedruckte Oberfläche über die gesamte Fläche des die Lampen
umschließenden Gehäuses umzuwandeln0 Figo 5 zeigt schematisch eine alternative Ausführungsform,
bei der sich die Lampen 22 parallel zueinander, aber leicht diagonal zu der durch
den Pfeil A veranschaulichten Bewegungsrichtung des bedruckten Materials erstrecken0
Wenn man den Pfeil A als imaginäre Linie betrachtet, so ist ersichtlich, daß die
gegenüberliegenden Enden benachbarter Lampen diese gemeinsame Linie berühren oder
schneiden0 Jeder Bereich der bedruckten Oberfläche wird daher unmittelbar unter
einer Lampe hindurchbewegt, und auf diese Weise wird jegliche geringe Abweichung
in der Strahlungsintensität,
die infolge des Abstandes der Lampen
auftreten könnte, auf ein Minimum verringert0 Diese besondere Anordnung ist insbesondere
zur Verwendung mit einem ebenen hinteren Reflektor 24 geeignet, da alle Bereiche
der bedruckten Bogen durch ein ähnliches Strahlungsprofil hindurchwandernO Anstatt
die Lampen innerhalb einer rechteckigen Haube diagonal anzuordnen, wie dies in Fig.
5 gezeigt ist, können sie auch unter rechten Winkeln zu der Kante der Haube angeordnet
sein, wie dies in Bige 2 gezeigt ist, und die gesamte Haube kann an der Druckmaschine
diagonal über der Bewegungsbahn des Förderers angeordnet sein, um tatsächlich die
gleiche Lampenanordnung als in Fig. 5 zu ergeben Die Röhren brauchen sich auch nicht
alle parallel zueinander oder in der gleichen Ebene erstrecken, sondern sie könnten
auch in einer Zick-Zack oder einer ähnlichen Formation mit den gleichen Ergebnissen
angeordnet seine In diesem Fall können die benachbarten Enden benachbarter Lampen
die imaginäre Linie berühren oder schneiden, die sich in Bewegungsrichtung des Blattmaterials
erstreckte Ein ähnliches Ergebnis kann durch die Verwendung nicht geradliniger Röhren
erreicht werden.
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In Fig. 6 ist eine herkömmliche Trocknungseinheit gezeigt, die eine
lange Uv-Röhre 22 aufweist, die in einem elliptischen Reflektor 24 derart angeordnet
ist, daß die Strahlung auf diese Oberfläche des bedruckten Materials 13 in einer
Linie gebündelt wird, die sich parallel zu der Lampe erstreckt0 Die Lampe erstreckt
sich quer über den bewegten Bogen, und demzufolge erstreckt sich auch die Linie
der Strahlung quer über den bewegten Bogen. Wenn daher die Greiferstangen 12 unter
der Lampe hindurchbewegt werden, so verursachen sie einen Schlagschatten auf der
Vorderkante des Bogens 13, die unter den Greiferstangen liegt, Mit der Anordnung
gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Strahlung jedoch nicht auf diese Weise
gebündelt, und sie erstreckt sich darUberhinaus über eine wesentliche Strecke in
der Bewegungsrichtung
des Bogens. Áuf diese Weise besteht eine
hinreichende Möglichkeit für nahezu alle Bereiche unter den Greiferstangen während
der Vorwärtsbewegung zeitweilig der Strahlung ausgesetzt zu seine Wie aus Bigo 6
hervorgeht, muß der elliptische Reflektor auch hinreichend tief sein, um eine wirksame
Bündelung zu erzielten0 Das macht die gesamte Einheit so tief, daß sie nicht in
den engen Raum in dem Aufwärtsförderer am Austragende der Druckmaschine eingebaut
werden kann, und demzufolge ist es erforderlich, die Druckmaschine abzuwandeln,
um die Einheit aufzunehmen0 Im Gegensatz dazu kann die erfindungsgemäße Drocknungßeinheit
in nahezu alle bekannten Druckmaschinen bei einer minimalen Abwandlung und ohne
zusätzlichen Raumbedarf eingebaut werden Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen
Trocknungseinheit besteht darin, daß die für die einzelnen Röhren erforderliche
Leistung wesentlich geringer ist als die für eine einzige Röhre erforderliche Leistung,
und die Ableitung der Wärme an den Enden einer jeden Röhre ist daher weniger problematisch0
Eine einzige Röhre mit einer Länge von 75 cm kann beispielsweise eine Strahlung
von 6 kw liefern, während sechs kürzere Röhren mit einer Leistung von 1 kw die gleiche
Ausgangsstrahlung aber lediglich ein sechstel der Wärme an den Enden einer jeden
Röhre ergebene Anstelle der Luftkanäle 26 können auch alternative Kühlmittel verwendet
werden, welche andere Wärmeübertragungsmedien verwenden, Wenn schmälere bedruckte
Bogen erzeugt werden, so be- -steht ein weiterer Vorteil darin, daß die Lampen an
den Snden des Feldes bzw. der Reihe ausgeschaltet werden können Falls dies gewünscht
wird, so kann über eine vorgegebene Breite auch eine verringerte Strahlung bewirkt
werden, indem wahlweise nur einige der Lampen, beispielsweise jede zweite oder jede
dritte Lampe, eingeschaltet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die
Anzahl der in einer
besonderen Einheit zusammengefaßten Röhren
ausgewählt werden kann, um den jeweiligen Drocknungserfordernissen der Druckmaschine
besser angepaßt zu werden. Bei der erfindungsgemäßen Drockeungseinheit ermöglicht
die Gebläsekühlung der Lampen, wenn diese ausgeschaltet werden, daß die Lampen nach
weniger als einer Minute erneut eingeschaltet werden könneno Wenngleich die Erfindung
im Zusammenhang mit einer Bogendruckmaschine beschrieben wurde, so könnte sie auch
in vorteilhafter Weise im Zusammenhang mit Bahndruckmaschinen verwendet werden0
Bei Bahndruckmaschinen könnten die Sör dermittel für die Bahn von einem oder mehreren
Paaren angetriebener Preßwalzen gebildet werden, zwischen denen die Bahn hindurchläuft0