DE4224443A1 - Farb- oder Feuchtwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Farb- oder Feuchtwerk mit mindestens einer Farbauftragwalze, die mit mindestens einer weiteren Walze einen Walzenspalt bildet.

Derartige Farbwerke dienen dazu, in Druckmaschinen Farben auf einen Druckzylinder aufzutragen, der die Farbe dann auf ein zu bedruckendes Medium, beispielsweise eine Pa­ pierbahn, überträgt. Die Arbeitsgeschwindigkeit derarti­ ger Druckmaschinen hat sich in den letzten Jahren erheb­ lich gesteigert. Diese Steigerung bedingt eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit der Druckzylinder und vor allem auch der Farbauftragswalzen. Damit wirken auch größere Zentrifugalkräfte auf die an der oder den Farb­ auftragswalzen anhaftenden Druckfarbe, wodurch sich Druck­ farbe insbesondere im Bereich des Walzenspaltes von der Farbauftragswalze löst und sich in Form eines sehr feinen Nebels in der Umgebung verteilt. Dieser Farbnebel ver­ schmutzt nicht nur die Druckmaschine. Er kann durch Luft­ bewegungen auch an weiter entfernte Orte innerhalb einer Halle, in der sich die Druckmaschine befindet, transpor­ tiert werden und sich an ungünstigen Stellen niederschla­ gen. Dies führt nicht nur zu einem erhöhten Reinigungs­ bedarf, sondern auch zu gefährlichen Situationen, wenn sich der Niederschlag an bestimmten Orten anreichert.

Man hat versucht, diesen Nebel durch Absaugen zu beseiti­ gen. Beim Absaugen verklebt der Nebel jedoch sehr schnell einen Filter, der zum Schutz der Absaugvorrichtung vorge­ sehen ist, so daß auch ein derartiges Verfahren nicht wirtschaftlich arbeitet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ausbreitung des Nebels zu verhindern.

Diese Aufgabe wird bei einem Farb- oder Feuchtwerk der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Farbauf­ tragswalze benachbart eine mit einer Spannungsdifferenz gegenüber der Farbwalze beaufschlagbare Elektrodenanord­ nung angeordnet ist.

Die Elektrodenanordnung erzeugt, wenn sie mit einer Span­ nungsdifferenz gegenüber der Farbwalze beaufschlagt wird, ein elektrisches Feld, in das die den Nebel bildenden Farbpartikel hineingeschleudert werden. Es läßt sich nun beobachten, daß die Farbpartikel in diesem elektri­ schen Feld wieder auf die Farbwalze zurückgeführt werden. Damit wird zwar die Entstehung des Nebels nicht verhin­ dert. Es kann jedoch verhindert werden, daß sich dieser Nebel ausbreitet, also die unmittelbare Umgebung der Farbwalze verläßt. Damit wird eine Verschmutzung der Druckmaschine und der Umgebung der Druckmaschine durch den Farb- oder Feuchtnebel weitgehend vermieden. Die Erfindung stellt also eine Farb- oder Feuchtnebelrückfüh­ rung zur Verfügung.

Bevorzugterweise erzeugt die Elektrodenanordnung ein elektrostatisches Feld, das zumindest in Teilbereichen inhomogen ist. Obwohl der Mechanismus, der zur Rückführung der den Nebel bildenden Farbpartikel führt, noch nicht abschließend geklärt ist, wird angenommen, daß die Parti­ kel im elektrischen Feld polarisiert bzw. ionisiert wer­ den. Hierzu sind höhere Feldstärken erforderlich als für den Transport der Farbpartikel auf die Farbwalze zurück. Diese höhere Feldstärke muß aber nicht im gesam­ ten Feld vorherrschen. Es reicht aus, wenn das elektrische Feld in Teilbereichen diese höhere Feldstärke aufweist. Es reicht also aus, wenn das elektrische Feld in diesen Teilbereichen inhomogen ist.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Inhomogenität des elektri­ schen Feldes im wesentlichen in Radialrichtung der Farb­ auftragswalze auftritt. Da die Partikel, die den Nebel bilden, im wesentlichen in radiale Richtung abgeschleu­ dert werden, kann man mit großer Wahrscheinlichkeit davon ausgehen, daß diese Partikel in die Feld-Inhomogenitäten und damit in die Bereiche höherer Feldstärken gelangen. In den Bereichen höherer Feldstärke sind zudem die auf die Partikel wirkenden Kräfte und damit die Beschleuni­ gungen größer, so daß die Partikel gerade bei einer Bewe­ gung in Radialrichtung ausreichend stark abgebremst und wieder in die umgekehrte Richtung beschleunigt werden können.

Hierzu weist die Elektrodenanordnung vorteilhafterweise mehrere annähernd linienförmige Elektroden auf. In der unmittelbaren Umgebung der linienförmigen Elektroden gibt es eine lokale Feldstärkeüberhöhung, mit der sich die inhomogenen Bereiche des Feldes recht einfach erzeu­ gen lassen. In größerer Entfernung von den Elektroden verwischen sich die Unterschiede, d. h. das Feld wird zunehmend homogener und bewirkt dann eine gleichmäßige Rückführung der Partikel.

Hierbei ist von Vorteil, daß sich die Elektroden zumin­ dest über die axiale Länge der Farbauftragswalze erstrecken. Der Farbnebel kann dann auch über die gesamte axiale Länge der Farbauftragswalze erfaßt und zurückgeführt werden. Die Farbpartikel müssen dann keine Bewegungen in axialer Richtung mehr durchführen, was bei einer feh­ lerhaften Wahl der an die Elektrodenanordnung angelegten Spannung unter Umständen dazu führen könnte, daß Partikel axial aus der Anordnung austreten.

Bevorzugterweise verlaufen die Elektroden im wesentlichen parallel zur Rotationsachse der Farbauftragswalze. Dies ermöglicht eine relativ einfache Ausbildung der Elektro­ den. Sie können als gerade Linien geführt werden. Der Materialaufwand für die Elektroden kann gering gehalten werden.

Vorteilhafterweise halten die Elektroden einen Mindestab­ stand von 15 mm zur Farbauftragswalze ein. Dieser Abstand ist einerseits groß genug, um eine Aufladung der Farbauf­ tragswalze zu verhindern. Andererseits haben die Parti­ kel oder Teilchen des Farbnebels Gelegenheit, sich in dem Raum zu sammeln, wo sie der Feldstärke unterworfen und damit auf die Farbauftragswalze zurückgeführt werden.

Auch ist bevorzugt, daß die Elektroden permanent einer Zugspannung ausgesetzt sind. Hiermit läßt sich erreichen, daß die Elektroden immer im wesentlichen gestreckt sind, also praktisch keine Durchbiegung aufweisen. Der Abstand der Elektroden zur Farbauftragswalze kann damit über die gesamte Länge im wesentlichen konstant gehalten wer­ den.

Hierzu sind die Elektroden bevorzugterweise in Trägern gehalten, die im Bereich der axialen Enden der Farbauf­ tragswalzen angeordnet sind, wobei jede Elektrode zumin­ dest mit einem Träger über eine Feder verbunden ist.

Die Feder bewirkt die mechanische Spannung der Elektrode. Durch die Positionierung der Träger läßt sich eine Posi­ tionierung der Elektrode erreichen.

Bevorzugterweise ist die Feder als Druckfeder ausgebil­ det und die Elektrode endet jenseits der Feder bezogen auf den Träger. Hierzu kann beispielsweise die Elektrode durch die Druckfeder hindurchgeführt sein. Durch die Anbringung der Feder wird praktisch keine zusätzliche Baugröße zwischen den beiden Trägern benötigt. Außerhalb steht aber in der Regel Platz in ausreichendem Maße zur Verfügung.

Bevorzugterweise weisen die Elektroden einen Durchmesser im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 1,5 mm auf. Diese Durch­ messer sind groß genug, um die Elektroden einerseits mechanisch ausreichend stabil zu machen, andererseits aber eine ausreichend hohe Feldstärke in der unmittelbaren Umgebung der Elektroden zu erzeugen.

Auch ist bevorzugt, daß die Elektroden in einer Fläche angeordnet sind, die mit Abstand im wesentlichen der Kontur der Farbauftragswalze entspricht, wobei die Fläche im Bereich des Walzenspalts einen Knick aufweist. Im Bereich des Walzenspalts ist also eine Elektrode angeord­ net, die den Knick in dieser Fläche definiert. Die Elek­ trodenanordnung ragt dabei in den Bereich zwischen zwei Walzen in der Nähe des Walzenspalts hinein, ohne jedoch dem Walzenspalt zu nahe zu kommen. Tatsächlich kann der Abstand zwischen dem Walzenspalt, d. h. der Berührungs­ stelle zwischen zwei benachbarten Walzen, und der Elektro­ denanordnung im Bereich des Walzenspalts größer sein als am übrigen Umfang der Walze. Andererseits wird jedoch durch diesen Knick gerade in diesem Bereich eine höhere lokale Feldstärke erzeugt, die dazu verwendet werden kann, die Farbpartikel mit einer höheren Zuverlässigkeit wieder zur Farbauftragswalze zurückzuführen.

Bevorzugterweise befindet sich die Farbwalze auf Erdpo­ tential. Dadurch sind keine weiteren Maßnahmen notwendig, um die Walze gegenüber der Stuhlung zu isolieren.

Bevorzugterweise weist die Elektrodenanordnung eine Span­ nung von 5 bis 50 kV gegenüber der Farbwalze auf. Diese Spannung reicht aus, um die notwendige Feldstärke zu erzeugen.

Mit Vorteil ist die Elektrodenanordnung zwischen negati­ ver und positiver Spannung umschaltbar. Die Wahl von positiver oder negativer Spannung ist unter anderem von den Eigenschaften der verwendeten Farbe abhängig. Durch die Umschaltmöglichkeiten erzielt man eine höhere Flexi­ bilität in der Verwendung unterschiedlicher Druckfarben.

Vorteilhafterweise ist der Abstand der Elektrodenanord­ nung zur Farbauftragswalze einstellbar. Hierdurch läßt sich unter anderem auch die Feldstärke und die Größe des zwischen der Walze und der Elektrodenanordnung befind­ lichen Raumes einstellen, so daß man den Erfordernissen unterschiedlicher Farben Rechnung tragen kann.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß es aus­ reicht, wenn die Elektrodenanordnung nur auf einer Seite einer Teilungsfläche angeordnet ist, in der die Rotations­ achsen aller Walzen angeordnet sind. Die Walzen des Farb- oder Feuchtwerks müssen also nicht beidseitig von einer Elektrodenanordnung umgeben sein. Dies schafft Raum für Wartungsarbeiten oder Zusatzeinbauten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben.

Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Farbwerks,

Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht des Farb­ werks und

Fig. 3 ein komplettes Farbwerk mit Elektrodenanordnung.

Ein Farbwerk 1, das in Fig. 1 lediglich schematisch darge­ stellt ist, weist mehrere Farbauftragswalzen 2, 3, 4 auf, wobei die erste Farbauftragswalze 2 Farbe 5 aus ei­ nem Farbbehälter 6 entnimmt und über einen ersten Walzen­ spalt 7 an eine zweite Farbauftragswalze 3 weitergibt. Diese Farbauftragswalze 3 gibt die Farbe über einen zwei­ ten Walzenspalt 8 an die dritte Farbauftragswalze 4 wei­ ter. In der Regel sind noch weitere Farbauftragswalzen vorgesehen, wobei eine Farbauftragswalze die Druckfarbe 5 an die nächste übergibt, bis schließlich die Farbe gleichmäßig genug verteilt ist, um auf eine nicht näher dargestellte Druckwalze oder einen Tambour übertragen zu werden.

Die Walzen drehen sich jeweils in Richtung der eingezeich­ neten Pfeile. Hierbei ergibt sich, wie dies für den Wal­ zenspalt 8 dargestellt ist, hinter dem Walzenspalt 8 ein Farbnebel 9, der aus sehr kleinen und fein verteilten Partikeln der Farbe 5 besteht. Um eine Ausbreitung dieses Farbnebels 9 zu vermeiden, ist eine Elektrodenanordnung 10 vorgesehen, die aus einer Reihe von elektrisch und auch mechanisch miteinander verbundenen Elektroden 11 gebildet ist. Die Elektroden sind linienförmig ausgebildet und können beispielsweise durch einen geraden Draht reali­ siert werden. Die miteinander verbundenen Elektroden stehen über einen Umschalter 12 mit einer Hochspannungser­ zeugungseinrichtung 13 in Verbindung, die eine Gleichspan­ nung im Bereich von ca. 5 bis ca. 50 kV gegenüber Masse erzeugt. Die Farbauftragswalzen 3, 4 befinden sich auf Massepotential. Mit Hilfe des Umschalters 12 läßt sich nun die Richtung der Spannung und damit die Richtung des elektrischen Feldes zwischen der Elektrodenanordnung 10 und den Farbauftragswalzen 3, 4 einstellen. Im darge­ stellten Fall ist die Elektrodenanordnung 11 auf einem negativen Potential gegenüber den Farbauftragswalzen 3, 4.

Es hat sich nun gezeigt, daß die einzelnen Partikel, die durch die Fliehkraft in Richtung auf die Elektroden­ anordnung 10 geschleudert werden, durch das elektrische Feld zwischen der Elektrodenanordnung 10 und den Farbauf­ tragswalzen 3, 4 wieder auf die Farbauftragswalzen 3, 4 zurückgeführt werden, und zwar in einem derartigen Umfang, daß bei richtiger Dimensionierung der elektri­ schen Feldstärke kein oder nur ein sehr geringer Anteil des Farbnebels 9 nach außen dringt und dort zu Verschmut­ zungen führen kann.

Die einzelnen Elektroden 11 sind mit ihren beiden Enden in Halterungen 14, 15 befestigt, die im Bereich der bei­ den axialen Enden der Farbauftragswalzen angeordnet sind. Die Elektroden 11 erstrecken sich im wesentlichen parallel zur Rotationsachse 16 der Farbauftragswalzen. Die beiden Halterungen 14, 15 werden mit Hilfe zweier Verbindungs­ stangen 17, 18, auf denen sie beispielsweise festgeklemmt oder festgeschraubt sein können (siehe Fig. 3) im richti­ gen Abstand zueinander gehalten. Die Elektroden 11 sind durch die Halterungen 14, 15 geführt und an deren Außen­ seiten jeweils so befestigt, daß sie nicht mehr nach innen durch die Halterungen 14, 15 hindurchgezogen werden können. Für das rechte Ende der Elektrode 11 ist in Fig. 2 hierzu eine Verdickung 19 gezeigt, die über eine Unter­ legscheibe 20 auf die Halterung 15 wirkt und ein Heraus­ ziehen der Elektrode 11 aus der Halterung 15 nach links verhindert. Am linken Ende, d. h. bei der Halterung 14, ist zwischen der Halterung 14 und dem Elektrodenende 21 eine Druckfeder 22 angeordnet, durch die die Elektrode ebenfalls hindurchgeführt ist. Die Druckfeder 22 sorgt dafür, daß die Elektrode 11 permanent unter einer Zugspan­ nung steht und somit gespannt ist. Für die in Frage kommen­ den Längen bei den Farbauftragswalzen reicht diese Span­ nung aus, um ein Durchhängen der Elektrode 11 zu verhin­ dern. Die Elektrode 11 hat also über die gesamte axiale Länge der Farbauftragswalze 3 im wesentlichen den gleichen Abstand zur Oberfläche dieser Farbauftragswalze.

Die Elektrode 11 ist durch einen Draht gebildet, der einen Durchmesser im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 1,5 mm hat. Wird nun dieser Draht an eine elektrische Gleichspan­ nung gelegt, so entsteht zwischen diesem Draht und der Farbauftragswalze ein elektrostatisches Feld. Dieses Feld ist inhomogen. Es hat in der unmittelbaren Umgebung der Elektrode eine wesentlich höhere Feldstärke als wei­ ter entfernt. Da in der Elektrodenanordnung 10 eine Reihe von Elektroden 11 parallel angeordnet sind, vergleich­ mäßigt sich das Feld mit zunehmender Entfernung von der Elektrodenanordnung 10, d. h. mit zunehmender Annäherung an die Farbauftragswalze 3. Auch wenn man wegen der Krüm­ mung der Oberfläche der Farbauftragswalze 3 strenggenom­ men nicht von einem homogenen Feld reden kann, so ist doch die Feldstärke in der unmittelbaren Nähe der Farbauf­ tragswalze 3 wesentlich gleichmäßiger als in der unmittel­ baren Nähe der einzelnen Elektroden 11. Dies führt dazu, daß man in der unmittelbaren Umgebung der einzelnen Elek­ troden 11 relativ hohe Feldstärken hat, ohne daß man insgesamt zu hohe Spannungen anlegen muß.

Die Elektrodenanordnung hat einen Mindestabstand zu den Farbauftragswalzen 3, 4 von etwa 15 mm. Dieser Abstand reicht aus, um eine übermäßige Aufladung der Farbauftrags­ walzen 3, 4 zu verhindern. Er ermöglicht andererseits die Ausbildung eines Raumes 23, in dem sich die Farbpar­ tikel des Nebels 9 nach dem Verlassen der Oberflächen der Farbauftragswalzen 3, 4 sammeln können, um dann, gegebenenfalls nach einer Aufladung durch die Elektroden 11, zurück auf die Oberfläche der Farbauftragswalzen 3, 4 geführt zu werden.

Fig. 3 zeigt eine Realisierung eines in Fig. 1 nur prinzi­ piell dargestellten Farbwerks. Neben den bereits bespro­ chenen Farbauftragswalzen 2, 3, 4 sind weitere nicht näher bezeichnete Farbauftragswalzen vorgesehen.

Von der Elektrodenanordnung 10 ist der linke Halter 14 sichtbar, der fest mit einer Zahnstange 24 verbunden ist, die innerhalb einer Halterung 25 unter Steuerung eines Zahnrades 26 bewegt werden kann. Die gesamte Elek­ trodenanordnung 10 läßt sich hierdurch näher an die Farb­ auftragswalzen heranführen oder weiter von ihnen entfer­ nen. Der Abstand zwischen der Elektrodenanordnung 10 und den Farbauftragswalzen wird unter anderem danach gewählt, welche Farbe verwendet wird. Natürlich kann auch eine andere Verstelleinrichtung verwendet werden.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die einzelnen Elek­ troden 11 (von denen die verdickten Enden sichtbar sind) so angeordnet, daß sie in einer Fläche liegen, die im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Farbauf­ tragswalzen verläuft, also ihrer Kontur mit Abstand folgt. Die Halterung 14 weist zwar streckenweise geradlinig verlaufende Abschnitte auf. In diesen Abschnitten sind die einzelnen Elektroden 11 aber auf einer gekrümmten Linie angeordnet.

Die Fläche, in der die einzelnen Elektroden 11 angeordnet sind, weist im Bereich der einzelnen Walzenspalte 8 je­ weils einen Knick auf, an dem eine Elektrode 11 angeord­ net ist. Der Abstand zwischen dem Walzenspalt 8, d. h. der Berührungsstelle der einzelnen Farbauftragswalzen 3, 4, und den Elektroden 11, ist hier größer als der Abstand zwischen den Elektroden 11 und dem übrigen Umfang der Farbauftragswalzen. Durch die exponierte Lage der einzel­ nen Elektroden entsteht hier jedoch eine relativ größere Feldstärke, die vorteilhaft auf die Rückführung der Farb­ partikel wirkt.

Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Elektrodenanordnung nur auf einer Seite der Farbauf­ tragswalze angeordnet, d. h. auf einer Seite einer Tren­ nungsfläche, in der die Rotationsachsen 16 der einzelnen Farbauftragswalzen angeordnet sind. Erstaunlicherweise hat sich herausgestellt, daß eine einseitig vorgesehene Elektrodenanordnung ausreicht, um die Ausbreitung des Farbnebels 9 in der Umgebung der Druckmaschine und in der Druckmaschine selbst in ausreichendem Maße zu unter­ binden.

Claims (17)

1. Farb- oder Feuchtwerk mit mindestens einer Farbauf­ tragswalze, die mit mindestens einer weiteren Walze einen Walzenspalt bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbauftragswalze (3, 4) benachbart eine mit einer Spannungsdifferenz gegenüber der Farbauftragswalze beaufschlagbare Elektrodenanordnung angeordnet ist.

2. Farbwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung (10) ein elektrostatisches Feld erzeugt, das zumindest in Teilbereichen inhomogen ist.

3. Farbwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Inhomogenität des elektrischen Feldes im we­ sentlichen in Radialrichtung der Farbauftragswalze (3, 4) auftritt.

4. Farbwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung (10) mehre­ re, annähernd linienförmige Elektroden (11) aufweist.

5. Farbwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Elektroden (11) zumindest über die axiale Länge der Farbauftragswalze (3) erstrecken.

6. Farbwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (11) im wesentlichen parallel zur Rotationsachse (16) der Farbauftragswalze (3) verlau­ fen.

7. Farbwerk nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (11) einen Mindest­ abstand von 15 mm zur Farbauftragswalze (3) einhalten.

8. Farbwerk nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (11) permanent einer mechanischen Zugspannung ausgesetzt sind.

9. Farbwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (11) in Trägern (14, 15) gehalten sind, die im Bereich der axialen Ende der Farbauftrags­ walzen (3, 4) angeordnet sind, wobei jede Elektrode zumindest einen Träger (14) über eine Feder (22) ver­ bunden ist.

10. Farbwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (22) als Druckfeder ausgebildet ist und die Elektrode (11) jenseits der Feder (22) bezogen auf den Träger (14) endet.

11. Farbwerk nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (11) einen Durchmes­ ser im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 1,5 mm aufweisen.

12. Farbwerk nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (11) in einer Flä­ che angeordnet sind, die mit Abstand im wesentlichen der Kontur der Farbauftragswalze entspricht, wobei die Fläche im Bereich des Walzenspalts (8) einen Knick aufweist.

13. Farbwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Farbauftragswalze (3, 4) auf Erdpotential befindet.

14. Farbwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung (10) eine Spannung von 5 bis 50 kV gegenüber der Farbauftrags­ walze (3, 4) aufweist.

15. Farbwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung (10) zwi­ schen negativer und positiver Spannung umschaltbar ist.

16. Farbwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Elektrodenanordnung (10) zur Farbauftragswalze (3, 4) einstellbar ist.

17. Farbwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung (10) nur auf einer Seite einer Teilungsfläche angeordnet ist, in der die Rotationsachsen (16) aller Walzen angeord­ net sind.