DE2438668A1

DE2438668A1 - Einfaerbvorrichtung fuer mit fetten farben arbeitende druckmaschinen

Info

Publication number: DE2438668A1
Application number: DE2438668A
Authority: DE
Inventors: Jarl Erik Ohlsson
Original assignee: TEXOGESA SA
Current assignee: TEXOGESA SA
Priority date: 1973-08-28
Filing date: 1974-08-12
Publication date: 1975-03-06
Also published as: NL7411470A; AU7260274A; IT1022075B; DK455074A; IE41204B1; JPS5064009A; IN142528B; DE2438668B2; US4358996A; JPS5327641B2; BR7407118D0; IL45523A0; DK155114B; DD113483A5; ES429601A1; AT344742B; GB1479186A; LU70807A1; US4355576A; IL45523A

Description

TEXOGESA S.A. GENF / SCHWEIZ

Einfärbvorrichtung für mit fetten
Farben arbeitende Druckmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einfärbvorrichtung für mit fetten Farben arbeitende Druckmaschinen, insbesondere für typographische und lithographische Offs et-Druckmaschinen, mit einer Einfärbwalze aus ei nem nachgiebigen, elastischen Material, wie beispielsweise Gummi, welche mit dem Platten-/oder gravierten Formzylinder in Berührung steht und sich .mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie dieser dreht, mit einem durch eine runde Stange sehr kleinen Durchmessers gebildeten Wischzylinder, der in demjenigen Bereich, in welchem sich die Mantellinie der Einfärbwalze abwärts bewegt, unter Druck gegen diese Einfärbwalze gedrückt wird, und mit einem Farbkasten, dessen Farbreservoir sich oberhalb der Berührungszone der erwähnten Stange und der Einfärbwalze befindet.

0900.T306.12D.1/2 - Bll/jO/bw

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In derartigen Druckmaschinen, beispielsweise für den direkten typographischen oder Buchdruck oder den Offset-Druck, wird die Farbe auf der Druckplatte bzw. den Gravuren durch Walzen verteilt, die eine weiche nachgiebige Oberfläche, im allgemeinen aus synthetischem Gummi, haben. Diese Walzen werden so eingestellt, dass sie einen minimalen, jedoch ausreichenden Kontakt mit dem Platten-Zylinder haben, wobei man im allgemeinen zulässt, dass der in der Berührungszone eingequetschte Farbfilm am Ausgang dieser Zone, in Drehrichtung gesehen, zweigeteilt wird. Um eine gute Druckqualität zu erhalten, muss die so verteilte fette Farbe in Ruhe eine verhältnismässig hohe "Viskosität und ausserdem eine gewisse Klebrigkeit bzw» Haftfähigkeit (den sog. "tack") haben.

Die gute Verteilung der Farbe wird durch deren thixotrope Eigenschaften erleichtert, welche die Viskosität der Farbe während des Walzens stark erniedrigen; die moderne Tendenz ist auf die Gele ausgerichtet, deren Rheologie sehr günstig ist. Die derzeit verwendeten fetten Farben, welche eine gute Druckqualität zu erzielen erlauben, haben im allgemeinen während der Bewegung eine Viskosität zwischen 50 und 100 Poise, Es ist daher erforderlich, dass die für diese Farben geeigneten Einfärbvorrichtungen in der Lage sind, eine flüssige Masse mit derartigen Eigenschaften zu walzen.

Das Walzen der Farbe in der Einfärbvorrichtung besteht darin, auf der Einfärbwalze, die sich in Berührung mit der einzufärbenden Druckplatte bzw, dem Platten-Zylinder befindet, einen Farbfilm zu erzielen, der so gleichförmig wie möglich ist und eine hinreichend geringe Dicke hat, damit die Gravur nicht verschmutzt wird. Die optimale Farbfilmdicke soll eine Grössenordnung von 12 Mikron haben, ein Wert, der sich berechnen lässt.

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Um mit einer mit fette,n Farben arbeitenden Druckmaschine Drucke guter Qualität zu erhalten, müssen daher die folgenden Bedingungen erfüllt sein;

Eine fette Farbe mit einer hinreichend hohen Viskosität in der Grössenordnung von 50 bis 100 Poise muss bei der Betriebsgeschwindigkeit der Maschine walzbar sein; infolge dieser Walzung muss ein Farbfilm mit einer Dicke von ung. 12 Mikron auf einer mit einer nachgiebigen elastischen Schicht versehenen Einfärbwalze gebildet werden, und schliesslich muss dafür gesorgt werden, dass der Film so regelmässig und gleichförmig wie möglich ist.

Es sind bereits Einfärbvorrichtungen bekannt, welche die dritte Bedingung sehr gut erfüllen, nicht jedoch die beiden erstgenannten Bedingungen. Eine bekannte Einfärbvorrichtung weist einen Wischzylinder mit hartem Material auf, welcher unter Druck gegen eine Einfärbwalze aus einem weichen Gummi gedrückt wird, die sich mit der Tangentialgeschwindigkeit V-p des Platten-Zylinder s dreht. Dieser Wischzylinder wird mit einer Umfang swis chg es chwindigkeit Vjr angetrieben und dreht sich im gleichen Sinne wie die Einfärbwalze, d.h. an ihrer Berührungsstelle sind die Umfangsgeschwindigkeiten entgegengesetzt gerichtet. Die Farbmasse befindet sich im Raum oberhalb dieser Berührungsstelle und wird dort durch eine am oberen Teil des Wischzylinders anliegende Rakel gehalten; die fette Farbe wird auf diese Weise beim Durchgang zwischen der Einfärbwalze und dem Wischzylinder gewalzt.

Die Erfahrung hat gezeigt, dass eine derartige Einfärbvorrichtung korrekt bei einem Wischungsgrad V^/v^ zwischen 0 und 0, 5 ar-

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und dass oberhalb eines Wertes von 0,5 schwer zu dämpfende Vibrationen erzeugt werden, welche auf dem gedruckten Bild störende sichtbare Streifen verursachen. Ausserdem treten bei dieser bekannten Vorrichtung, wenn sie unter korrekten Betriebsbedingungen arbeitet, erhebliche Farbleckverluste auf, weil es praktisch unmöglich ist, eine genaue Justierung zwischen der Rakel, dem Wischzylinder und den. als Backen ausgebildeten Seitenwänden des Farbkastens zu erhalten. Des weiteren hat sich gezeigt, dass zur Erzielung einer Farbfilmdicke von 12 Mikron auf der Einfärbwalze die zulässige maximale Viskosität der Farbe 10 Poise betragen darf, ein Wert, welcher die Verwendung fetter Farben praktisch ausschliesst und die Anwendung dieser bekannten Vorrichtung auf flüssigere Farben beschränkt.

Eine zweite bekannte Einfärbvorrichtung arbeitet mit noch flüssigeren Farben und weist einen Wischzylinder mit einem sehr kleinen Durchmesser auf, der praktisch die Form einer Stange hat, was das Walzen dünner Filme erleichtert. Diese als Wischzylinder wirkende Stange wird in eine langsame Drehung im entgegengesetzten Sinne zur Einfärbwalze versetzt. Eine solche Vorrichtung hat zwar einen einfachen Aufbau, jedoch zeigt die Erfahrung, dass die maximal zulässige Viskosität der Farbe, die in dieser Vorrichtung verwendbar ist, grössenordnungsmässig nur drei Poise beträgt. Es ist daher klar, dass auch diese zweite bekannte Einfärbvorrichtung nicht für den Druck mit fetten Farben geeignet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile bekannter Vorrichtungen eine Einfärbvorrichtung einfacher Bauart zu schaffen, mit welcher Farben verhältnismässig hoher Viskosität gewalzt und verarbeitet werden können und welche

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insbesondere bei Buchdruck- und lithographischen Offs et-Maschinen ausgezeichnete Ergebnisse liefert.

Ausgehend von einer Einfärbvorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, dass eine die den Wischzylinder bildende Stange im gleichen Sinne wie die Einfärbwalze in Rotation versetzte Einrichtung vorgesehen ist, derart, dass die Farbe im Raum zwischen der Stange und der Einfärbwalze gewalzt und eine Wischung der Einfärbwalze im Gegenlauf bewirkt wird.

Auf diese Weise lässt sich mit der Einfärbvorrichtung nach der Erfindung fette Farbe, die hohe Viskositäten erreichen kann, zu einem Farbfilm mit einer gleichförmigen und gleichmässigen Dicke verarbeiten ohne dass Farbleckverluste auftreten. Ausserdem lässt sich die Farbfilmdicke am Umfang der Einfärbwalze auf sehr eineinfache Weise dadurch einstellen oder regeln, dass man die Drehgeschwindigkeit der den Wischzylinder bildenden Stange im Verhältnis zur Geschwindigkeit der Einfärbwalze verändert oder als Funktion der von einem Detektor gemessenen Farbdichte des erzeugten Druckes steuert.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen an einem Ausführ ungsbeispiel näher erläutert; es zeigen!

Figur 1 einen Vertikalschnitt durch eine schematisch

dargestellte Einfärbvorrichtung nach der¹ Erfindung,

Figur 2 einen Vertikalschnitt längs der Linie II-II nach

Figur 1,

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Figur 3 einen Vertikalechnitt durch denjenigen Bereich

der Einfärbvorrichtung, in welchem sich die runde Stange in Kontakt mit der Einfärbwalze befindet,

Figur 4, 5 und 6 Diagramme, welche in Kurvenform die mit

bekannten Einfärbvorrichtungen erhältliche Aenderung der Farbfilmdicke als Funktion der verschiedenen Parameter veranschaulichen, und

Figur 7 ein den Diagrammen nach Figur 4 bis 6 ähn

liches Diagramm, das die Aenderung der Farbfilmdicke als Funktion des Wischungsgrades für verschiedene Viskositäten der Farbe bei einer Vorrichtung nach der Erfindung veranschaulicht.

Die Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet nach Figur 1 mit einem Formzylinder 1 zusammen, bei dem es sich um einen gravierten Zylinder oder um einen Platten-Zylinder handeln kann. Dieser einzufärbende Formzylinder 1 ist drehbar auf einer horizontalen Welle in einem Gestell 2 montiert und wird über ein Getriebe 4 oder einen anderen bekannten Mechanismus durch einen Elektromotor 3 angetrieben. Auf einer zur Achse des Formzylinders 1 parallelen Achse ist eine Einfärbwalze 5 ebenfalls drehbar im Gestell 2 montiert.« Diese Einfärbwalze 5, welche mit dem Formzylinder 1 gekuppelt ist, dreht sich gegenläufig zum Formzylinder 1 und rollt mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit an diesem ab. Die Drehrichtungen sind in Figur 1 durch Pfeile veranschaulicht. Die Einfärbwalze 5 weist eine Oberflächenschicht 6 aus einem nachgiebigen elastischen Material auf, beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff oder aus Gummi, und mittels dieser Oberflächenschicht 6 wird die Farbe auf die Oberfläche des Formzylinders 1 übertragen.

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Die Einfärbvorrichtung nach der Erfindung besteht im -wesentlichen aus zwei seitlichen vertikalen Wänden 7 und 8 in Form von Backen, die zwischen sich eine horizontale Traverse 9 einschliessen, deren geneigte Oberfläche den Boden 9c des mit Farbe 14 gefüllten Farbkastens bildet. Diese Traverse 9 erstreckt sich längs der Einfärbwalze 5 und weist an ihrer vertikalen Vorderfläche 9a in Umfangsnähe der Einfärbwalze 5 eine horizontale Nut 1Ö auf, die beispielsweise einen V-förmigen Querschnitt hat. In dieser Nut 10 ist eine Stange 11 mit kreisförmigem Querschnitt und kleinem Durchmesser angeordnet, deren Enden in Oeffnungen 12 und 13 der Seitenwände 7 und 8 gelagert sind. Die horizontal und parallel zur Achse der Einfärbwalze 5 orientierte Stange 11 liegt an der Oberflächenschicht 6 der Einfärbwalze 5 an und begrenzt nach unten einen Raum, in welchem sich die Farbe 14 befindet. Die Berührung zwischen der Stange 11 und dem Umfang der Einfärbwalze 5 findet in demjenigen Bereich statt, in welchem sich die Mantellinie dieser Walze abwärts bewegt, vorzugsweise genau in der durch die Drehachse der Einfärbwalze 5 verlaufenden horizontalen Ebene.

Die Traverse 9 und damit die Stange 11 werden durch geeignete Mittel gegen den Umfang der Einfärbwalze 5 gepresst, beispielsweise mit Hilfe von Schrauben 15. Nach Figur 1 sind diese horizontal orientierten Schrauben 15 in Gewindehülsen 16 eingeschraubt, die am vertikalen Schenkel 17 eines am Gestell Z montierten L-förmigen Trägers befestigt sind, auf dessen horizontalem Schenkel 17a der Farbkasten mit der Traverse 9 und seinen Seitenwänden 7 und 8 aufliegt und in Richtung auf die Einfärbwalze/verschoben werden kann. Die Enden der Schrauben 15 stützen sich auf der vertikalen Rückseite 9b der Traverse 9 ab. . _

Der aus di-r Traverse 9 und den beiden Seitenwänden 7 und 8

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bestehende Farbkasten ist leicht abnehmbar auf dem Gestell 2 montiert. Zu diesem Zweck sind an den Seitenwänden 7 und 8 Finger 18 befestigt, die sich nach aussen erstrecken und in nach hinten offene Ausnehmungen eingreifen, welche in am Gestell 2 befestigten haken- oder gabelförmigen Teilen 19 angebracht sind.

Die Seitenwände 7 und 8 liegen vorn beiderseits der Einfärbwalze an deren beiden Stirnseiten an. Auf diese Weise wird der die Farbe 14 aufnehmende Raum durch die beiden Seitenwände 7 und 8, die Umfangsfläche der Einfärbwalze 5 und die Oberseite 9c der Traverse 9 begrenzt, welche in Richtung auf die Einfärbwalze 5 nach unten geneigt orientiert ist,

Gemäss der Erfindung wird die Stange 11, welche die Roileeines Wischzylinders mit kleinem Durchmesser spielt, im selben Sinne wie die Einfärbwalze 5 in Rotation versetzt. Zu diesem Zwecke trägt das eine aus sere Ende der Stange 11, welche die Oeffnung in der Seitenwand 8 des Farbkastens und eine Oeffnung in der einen Gestellwand- durchsetzt, ein Zahnrad 21, welches mit einem auf der Welle des Antriebsmotors 27 sitzenden Ritzet26 kämmt. Gemäss einer Variante kann die Stange 11 auch direkt mit der Welle des Antriebsmotors 27 gekuppelt sein.

Da die Stange 11 die beiden Seitenwände 7 und 8 durchsetzt, kann auch auf einfache Weise eine axiale Hin- und Herbewegung der Stange 11 vorgesehen sein, um eventuelle longitudinale Streifen oder Spuren im Farbfilm zu verreiben und auszugleichen. Zu diesem Zwecke trägt das andere, die Oeffnung 12 der Seitenwand 7 und die betreffende Gestellseitenwand durchsetzende Ende der Stange 11 eine Scheibe 22, welche zwischen zwei Rollen 23 und 24 eingreift. Diese

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Rollen sind an einem Schlittenteil 25 befestigt, das im Sinne des Doppelpfeils nach Figur 2 hin- und hergehend angetrieben wird.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Figur 3 sowie 4 bis 7 erläutert. Wenn man die Dicke des dünn gewalzten Farbfilms von beispielsweise einigen Mikron gegenüber der mehrere Zehntelmillimeter betragenden Eindringtiefe d der Stange 11 in die Oberflächenschicht der Einfärbwalze 5 vernachlässigt, dann liefert eine mathematische Betrachtung, die auf der Formel von Newton für die Scherbeanspruchung beruht, folgende Ausdrücke: .

* =: K {p* / E^Z) V\ (R/ d)

ε = (ho/2) L ι - (v_E/

Dabei bedeuten h die Dicke des gewalzten Films bei einer Rotationsgeschwindigkeit V = 0 der den Wischzyl Inder bildenden Stange II, μ die Viskosität der fetten Farbe, E die Elastizität des Gummis bzw. der Oberflächenschicht der Einfärbwalze, R den Radius der Stange 11, d die Eindring tiefe der Stange Il in die Einfärbwalze 5, £ die Dicke des Films auf der Einfärbwalze nach der Walzung und V_ sowie V_ die Umfangsgeschwindigkeiten der

E T

Stange 11 bzw. der Einfärbwalze 5.

Das Diagramm nach Figur 4 veranschaulicht die Kurven der Aenderung der Dicke £ des Farbfilmsauf dem Umfang der Einfärbwalze

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als Funktion des Wischungsgrades "V" = V / V im Falle einer

E T

ersten bekannten Einfärbvorrichtung, von welcher bereits gesprochen wurde und welche einen Wischzylinder mit grossem Durchmesser* aufweist, der sich im gleichen Sinne wie die Einfärbwalze dreht. Im Bereich der korrekten Funktion einer derartigen Anordnung, for welche der Wert "ψ" zwischen 0 und 50 % liegt, kann man dem Diagramm entnehmen, dass zur Erzeugung eines Films mit einer Dicke von 12 Mikron auf dem Umfang der Einfärbwalze die zulässige maximale Viskosität der verwendeten Farbe 10 Poise beträgt, was für typographische oder lithographische Offs et-Druckmaschinen ungeeignet ist.

Die Figuren 5 und 6 zeigen Diagramme, welche die Aenderung der Dicke £ des Farbfilm als Funktion von Ί$Γ bzw, als Funktion der Eindringtiefe d im Falle einer zweiten bekannten Einfärbvorrichtung veranschaulichen, welche eine Stange in Berührung mit der Einfärbwalze aufweist, wobei sich jedoch diese Stange im umgekehrten Sinne wie die Einfärbwalze dreht. In dieser bekannten Vorrichtung beträgt das Verhältnis der Durchmesser 16 i 1, und die Drehgeschwindigkeiten sind gleich; das Verhältnis der Tangentialgeschwindigkeiten, d.h. ~\f = ^VE'^VT beträgt ungefähr - 0,06. Im übrigen ist dieses Verhältnis "V" nicht einstellbar oder steuerbar. Wie man der Figur 5 entnehmen kann, darf die maximale Viskosität der gewalzten Farbe in keinem Falle drei Poise überschreiten, während Figur 6 zeigt, dass zur Erzielung einer Einstellung der Dicke €L zwischen 8, 5 und 12 Mikron durch entsprechende Aenderung des Druckes bzw. der Eindringtiefe d die Viskosität auf 1, 67 Poise begrenzt sein muss. Auch in diesem Falle können für diese Einfärbvorrichtung keine fetten Farben verwendet werden, da deren Viskosität grosser als 50 Poise ist.

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Das Diagramm nach Figur 7 gibt die Aenderung der Dicke £ in Mikron als Funktion von "\\T = V / V im Falle der Vorrichtung

E X

nach der Erfindung an, bei welcher die Stange 11" mit kleinem Durchmesser im selben Sinne wie die Einfärbwalze 5 rotiert. Man erkennt, dass durch Aenderung der Geschwindigkeit der Stange 11 eine Farbe mit verhältnismässig grosser Viskosität, die 84 Poise erreichen kann, walzbar ist, wobei man durchaus im annehmbaren Bereich des Wischungsgrades "V" zwischen 0 und 50 % bleibt. Daher ist die Vorrichtung nach der Erfindung vollkommen für einen typographischen Druck, d.h. für Buchdruck oder Hochdruck, sowie fur den lithographischen Offs et-Druck geeignet.

Im Vergleich mit der ersten bekannten Einfärbvorrichtung, die mit einem Wischzylinder mit grossem Durchmesser arbeitet, hat die Vorrichtung nach der Erfindung den zusätzlichen Vorteil, dass sie eine Verringerung der Leistung und damit der Erwärmung mit sich bringt und die Kuhlungsprobleme vereinfacht. Die die Arilagefläche für die Stange 11 bildenden Wände der Nut 10 am Farbkasten können aus sehr hartem Metall oder auch aus einem Elastomer bestehen, welches einen wesentlich grösseren, beispielsweise einen um mehrere hundert Mal grösseren Elastizitätskoeffizienten E als die Einfärbwalze 5 bzw. deren nachgiebige Oberflächenschicht aufweist. Wenn die erwähnte Anlagefläche aus einem Elastomer besteht, dann dient der im Lager der Stange 11 befindliche gewalzte Farbfilm als Schmiermittel, wobei seine infolge des sehr hohen Elastizitätskoeffizienten des Elastomers nur sehr geringe Dicke praktisch vernachlässigbar ist, so dass die Dicke des auf der Einfärbwalze 5 gebildeten Farbfilms nicht wesentlich beeinflusst wird.

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Es besteht die Möglichkeit, den elektrischen Antriebsmotor 27, mit welchem die Rotationsgeschwindigkeit der Wischstange 11 verändert werden kann, so durch einen die Farbdichte auf dem farbigen Druckbild messenden Detektor zu regeln, dass stets eine korrekte Druckqualität aufrechterhalten wird.

Der in der vorangehenden Beschreibung erwähnte Hinweis, wonach mit der Vorrichtung nach der Erfindung Farben verwendet werden können, deren Viskosität 84 Poise erreicht, galt for den Fall besonderer experimenteller Bedingungen, für einen bestimmten Radius R der Stange 11 und für eine gegebene Eindringtiefe ^.J mit anderen "Werten der genannten Parameter können ohne weiteres auch fette Farben verwendet werden, deren Viskosität höher liegt als 84 Poise«

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Claims

PATENT ANSPRUECHE · ·

1. Einfärbvorrichtung für mit fetten Farben arbeitende Druckmaschinen, insbesondere für typographische und lithographische Offs et-Druckmaschinen, mit einer Einfärbwalze aus einem nachgiebigen, elastischen Material, wie beispielsweise Gummi, welche mit dem Platten-/oder gravierten Formzylinder in Berührung steht und sich mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie dieser dreht, mit einem durch eine runde Stange sehr kleinen Durchmesser gebildeten Wischzylinder, der in demjenigen Bereich, in welchem sich die Mantellinie der Einfärbwalze abwärts bewegt, unter Druck gegen diese Einfärbwalze gedrückt wird, und mit einem Farbkasten, dessen Farbreservoir sich oberhalb der Berührungszone der erwähnten Stange und der Eirifärbwalze befindet, gekennzeichnet durch eine die den Wischzylinder bildende Stange (11) im gleichen Sinne wie die Einfärbwalze (5) in Rotation versetzte. Einrichtung, derart, dass die Farbe im Raum zwischen der Stange und der Einfärbwalze gewalzt und eine Wischung der Einfärbwalze im Gegenlauf bewirkt wird.

2. Einfärbvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Wischzylinder bildende Stange (11) mit der Welle eines elektrischen Antriebsmotors (27) veränderbarer Drehzahl gekuppelt ist.

3. Einfärbvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor durch einen die Farbdichte auf dem fertigen Druckbild messenden Detektor regelbar oder steuerbar ist.

4. Einfärbvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (22-25) zur Erzeugung einer

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axialen Hin- und Herbewegung der Stange (11) vorgesehen ist.

5. Einfärbvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (11) in einer Nut (10) mit z.B.
V-förmigem Querschnitt auf der der Einfärbwalze (5) zugewandten Vertikalseite (9a) des Bodenteils (9) des Farbkastens gelagert ist.

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