DE4241791A1 - Einrichtung zum beschichten von traegermaterial mit einem beschichtungsmedium, insbesondere farbkammerrakel fuer einen farbuebertragenden, gerasterten kreiszylindrischen koerper, wie eine rasterwalze oder einen gravierten zylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Beschichten von Trägermaterial mit einem Beschichtungsmedium nach Patent . . . (Patentanmeldung P 41 38 807.0-27) und hat eine Weiterbildung einer derartigen Einrichtung zum Ziel.

Beim Gegenstand des Hauptpatentes, der sich in erster Linie auf eine Farbkammerrakel für einen farbübertragenden, gera­ sterten kreiszylindrischen Körper, wie eine Rasterwalze oder einen gravierten Zylinder bezieht, jedoch in ebenso vorteil­ hafter Weise auch bei anderen Einrichtungen zum Beschichten von Trägermaterialien mit einem Beschichtungsmedium zur An­ wendung kommen kann, wird durch den Profilkörper, der sich in der Farbkammer an dem Rakelkasten parallel zu dem farbüber­ tragenden, gerasterten kreiszylindrischen Körper erstreckt und eine zur Mantelfläche des Körpers im Abstand angeordnete Drucknase aufweist, die einen axial sich erstreckenden Strö­ mungsspalt gegenüber dem kreiszylindrischen Körper bildet und in Drehrichtung des Körpers farbabführungsseitig einen Rück­ sprung für eine sprunghafte Querschnittserweiterung zwecks plötzlichen Druckabfalls im Teilraum des Kammerraumes hinter der Drucknase aufweist, eine gegenüber dem Stand der Technik stark verbesserte Beschichtungsqualität erreicht. Die Näpf­ chen oder Vertiefungen am Umfang des zylindrischen Körpers werden durch erhöhten Druck in der sich keilförmig verengen­ den Druckzone zwischen Drucknase und Körpermantelfläche und durch den anschließenden plötzlichen Druckabfall mit Kavita­ tionseffekt in der Tiefe ausgespült, was eine gleichmäßige Farbaufnahme durch den beispielsweise als Rasterwalze/Tief­ druckwalze ausgebildeten kreiszylindrischen Körper und damit eine konstante Farbintensität bzw. Beschichtungsqualität zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Einrichtung zum Beschichten von Trägermaterial mit einem Beschichtungsmedium noch weiter dahingehend zu verbessern, daß in der Druckfarbe oder dem Beschichtungsmedium enthaltene Gasbläschen und insbesondere in der Vorwaschkammer aus den zahlreichen kleinen Näpfchen am Umfang des gerasterten kreis­ zylindrischen Körpers von der neu zugeführten Druckfarbe oder dem Beschichtungsmedium ausgewaschene Luftbläschen schon vor dem Eintritt der Druckfarbe oder des Beschichtungsmediums in den sich keilförmig verengenden Strömungsspalt zwischen Pro­ filkörper und Walzenumfang abgetrennt werden und die so ge­ reinigte Druckfarbe oder das Beschichtungsmedium kontinuier­ lich auf den Walzenumfang gelangt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Bypassöffnungen zwischen der Vorwaschkammer und der Nachspül­ kammer vorhanden sind.

Hierdurch ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, die Druckfarbe oder das Beschichtungsmedium in der Vorwasch­ kammer so zirkulieren zu lassen, daß darin vorhandene Gas­ bläschen und von dem umlaufenden gerasterten kreiszylindri­ schen Körper ausgewaschene Luftbläschen schon vor dem Durch­ tritt durch den sich keilförmig verengenden Strömungsspalt zwischen Profilkörper und Walzenumfang aus der Druckfarbe oder dem Beschichtungsmedium abgetrennt und durch die zwi­ schen der Vorwaschkammer und der Nachspülkammer vorhandenen Bypassöffnungen abgeführt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Profilkörper einen sich über dessen Länge erstreckenden Ent­ lüftungsschlitz zwischen der Vorwaschkammer und der Nachspül­ kammer auf. Für die Abscheidung der Luft- und Gasbläschen aus der Druckfarbe oder dem Beschichtungsmedium ist es dabei vorteilhaft, wenn der Profilkörper an der Einlaßseite des Entlüftungsschlitzes eine im Querschnitt etwa kreisbogenför­ mig ausgebildete Verwirbelungsrinne aufweist.

Der Entlüftungsschlitz an dem als Drucknase ausgebildeten Profilkörper ist speziell für flüssige Druckfarben oder Be­ schichtungsmedien geeignet, die sich schlecht mit Luft ver­ mengen lassen. Die Druckfarbe oder das Beschichtungsmedium rotiert in der Vorwaschkammer spiegelbildlich zur Drehrich­ tung des kreiszylindrischen Körpers. Hierdurch wird die Luft aus den Näpfchen am Umfang des rotierenden gerasterten Kör­ pers herausgeschlagen und gelangt dann zwangsweise zu dem Einlaß des Entlüftungsschlitzes, wo die Luftbläschen aus der sich wellenförmig bewegenden Druckfarbe oder dem Beschich­ tungsmedium abgetrennt werden und durch den Entlüftungs­ schlitz zu der Nachspülkammer und weiter zum Auslaß der Farb­ kammer entweichen.

Die Entfernung der Luft- und Gasbläschen aus der Druckfarbe oder dem Beschichtungsmedium hat den Vorteil, daß die Druck­ farbe oder das Beschichtungsmedium nicht auf der Rasterwalze schäumt. Jedes Näpfchen am Umfang der Rasterwalze ist ohne Luftbeimischung gefüllt, so daß ein qualitativ besseres Druckbild entstehen kann. Auch wird dem Eintrocknen der Druckfarbe oder des Beschichtungsmediums in den Näpfchen der Rasterwalze entgegengewirkt, was ebenfalls zur Vermeidung von Fehldrucken oder fehlerhaften Beschichtungen beiträgt. Ferner ist es für bestimmte Druckflüssigkeiten notwendig, aus diesen Luft- und Gasbläschen zu entfernen, um eine Oxidation der Druckflüssigkeit bzw. des Beschichtungsmediums zu verhindern.

Die Abtrennung der Gas- und Luftbläschen kann dabei noch weiter dadurch verbessert werden, daß am Übergang von der Verwirbelungsrinne zu dem Entlüftungsschlitz eine zum Einlaß des Entlüftungsschlitzes parallele Entlüftungskante ausgebil­ det ist, die die in der Vorwaschkammer von der rotierenden Druckfarbe oder dem Beschichtungsmedium aufgenommenen Luft- und Gasbläschen abtrennt und in den Entlüftungsschlitz um­ lenkt.

Die aufsteigenden Gas- und Luftbläschen können dann durch den Entlüftungsschlitz nach oben hin entweichen, der vorteilhaft in einem Wölbungsbereich an der Oberseite des Profilkörpers in die Nachspülkammer einmündet.

Um den Verbrauch an Druckfarbe oder Beschichtungsmedium zu verringern und die im Umlauf befindliche Menge möglichst optimal auszunutzen, kann es dabei vorteilhaft sein, daß zwischen dem Boden der Farbkammer und der Rückseite des Profilkörpers ein Bypassschlitz für eine Rückführung der Druckfarbe oder des Beschichtungsmediums von der Nachspül­ kammer zur Vorwaschkammer vorhanden ist.

Besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 7 bis 11 enthalten.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand einer Farbkammerrakel mit Entlüftungsschlitz und rückwärtigem Bypassschlitz zwischen dem Boden der Farb­ kammer und der Rückseite des Profilkörpers dargestellt.

Die in der Zeichnung gezeigte Einrichtung dient zum Beschich­ ten von Trägermaterial, beispielsweise in Form laufender Materialbahnen, mit einem Beschichtungsmedium und ist im vorliegenden Falle als Farbkammerrakel 1 mit einem Rakelka­ sten 3 für einen farbübertragenden, gerasterten kreiszylin­ drischen Körper 2, wie eine Rasterwalze oder einen gravierten Zylinder, an einer Druckmaschine, beispielsweise eine Flexo- oder eine Tiefdruckmaschine, ausgebildet.

Die Farbkammerrakel 1 besteht aus einem Rakelkasten 3 mit einer Farbkammer 4 sowie einer Positivrakel 5 und einer Nega­ tivrakel 6, die mit ihren Rakel- oder Messerkanten am Umfang der in Richtung des Pfeiles 7 umlaufenden Rasterwalze oder des rotierenden kreiszylindrischen Körpers 2 anliegen. Die Farbkammer 4 weist einen mittigen unteren Einlaß 8 und zwei obere Auslässe 9 für die zwangsweise Umwälzung der flüssigen Druckfarbe oder des Beschichtungsmediums durch eine nicht gezeigte Farbpumpe auf.

Wie in der Zeichnung weiterhin zu erkennen ist, weist die dort im Querschnitt gezeigte Farbkammerrakel 1 in der Farb­ kammer 4 zwischen Positivrakel 5 und Negativrakel 6 einen mit einer Drucknase 10 ausgebildeten Profilkörper 11 auf, der sich über die gesamte Länge des rotierenden Körpers 2 er­ streckt und einen sich in dessen Drehrichtung 7 zunehmend verengenden keilförmigen Strömungsspalt 12 bildet, wobei die Drucknase 10 in einem solchen geringen Abstand vom Umfang des rotierenden Körpers 2 angeordnet ist, daß sich in dem Strö­ mungsspalt 12 ein Flüssigkeitsdruck aufbaut und die Druck­ farbe oder das Beschichtungsmedium beim Umlauf des Körpers 2 an der Drucknase 10 vorbei in den hinter dem Profilkörper 11 befindlichen oberen Teil der Farbkammer 4, der als Nachspül­ kammer 31 dient, gelangen kann.

In Drehrichtung 7 hinter der Drucknase 10 ist der Profilkör­ per 11 mit einem scharfkantigen Rücksprung 14 für eine Quer­ schnittserweiterung zum Erzeugen eines plötzlichen Druckab­ falles in der aus dem Strömungsspalt 12 austretenden Druck­ farbe bzw. Beschichtungsmedium ausgebildet.

Die Farbkammer 4 ist an der Rückwand des Rakelkastens 3 ober­ halb des unteren Einlasses 8 für die Druckfarbe oder das Beschichtungsmedium mit einem horizontalen Einspritzkanal 18 ausgebildet, der durch eine zu dem rotierenden Körper 2 par­ allele, schräg nach unten weisende Leitkante 19 begrenzt wird. Durch die Leitkante 19 wird die sich in Durchflußrich­ tung der Druckfarbe oder dem Beschichtungsmedium vor dem Profilkörper 11 erstreckende Vorlaufkammer in eine Ein­ spritzkammer 20 und in eine Vorwaschkammer 21 unterteilt, die durch einen sich über die gesamte Länge der Vorlaufkammer zwischen der Leitkante 19 und der unteren Seitenwandung 22 des Rakelkastens 3 erstreckenden Durchlaß 23 miteinander verbunden sind. Dieser Durchlaß 23 kann durch entsprechende Ausbildung der Leitkante 19 weiter oder enger bemessen wer­ den.

Der Rakelkasten 3 ist aus einem Boden 17 mit unteren und oberen Seitenwandungen 22, 24 sowie endseitigen Stirnwänden zusammengesetzt. Als untere und obere Ein- und Auslässe 8, 9 sind in den unteren und oberen Seitenwandungen 22, 24 hori­ zontale oder vertikale Bohrungen vorgesehen, von denen je­ weils eine senkrecht oder schräg abgehende Bohrung in die Farbkammer 4 führt.

Von der Einlaßbohrung 8 ist eine Einspritzbohrung oder ein Einspritzschlitz 25 senkrecht gegen den Einspritzkanal 18 gerichtet, der sich am Boden 17 des Rakelkastens 3 im wesent­ lichen über dessen gesamte Länge neben der Leitkante 19 er­ streckt. Der Einspritzkanal 18 hat einen sich zur Farbkammer 4 hin V-förmig erweiternden Querschnitt mit einem ausgerunde­ ten Boden, und die Einspritzbohrung oder der Einspritzschlitz 25 ist mit dem sich im Querschnitt V-förmig erweiternden Ein­ spritzkanal 18 gegenüber dem Boden 17 des Rakelkastens 3 derart geneigt angeordnet, daß die im Einspritzkanal 18 ver­ wirbelte Druckfarbe oder das Beschichtungsmedium unter der den Einspritzkanal 18 seitlich begrenzenden Leitkante 19 in die Vorwaschkammer 21 und gegen den Umfang der Rasterwalze 2 hindurchgeleitet wird.

Diese Ausgestaltung der Einspritz- oder Verteilkammer 20 hat zur Folge, daß die Druckfarbe oder das Beschichtungsmedium nach dem Eintritt in den unteren mittigen Einlaß 8 und der Umlenkung durch die Einspritzbohrung oder den Einspritz­ schlitz 25 und den Einspritzkanal 18 nach beiden Seiten der Einspritzkammer 20 über die gesamte Länge des Rakelkastens 3 verteilt und dabei in dem sich oberhalb der Mündung der Ein­ spritzbohrung 25 erstreckenden Einspritzkanal 18 etwa schrau­ benlinienförmig verwirbelt wird, um anschließend zwischen der vorderen Leitkante 19 und der unteren Seitenwandung 22 des Rakelkastens 3 in die davor befindliche Vorwaschkammer 21 einzutreten, wo sie weiter verwirbelt wird, um sodann mit dem rotierenden Körper 2 in den engen Strömungsspalt 12 zwischen dem Umfang des Körpers 2 und der dazu parallelen Längskante der Drucknase 10 hineingezogen zu werden, wobei die Druckfar­ be oder das Beschichtungsmedium durch den Druckaufbau in dem zunehmend enger werdenden Strömungsspalt 12 in die Näpfchen am Umfang des Körpers 2 hineingepreßt und gleichmäßig durch­ gemischt wird.

Nach dem Durchtritt durch den engen Strömungsspalt 12 zwi­ schen dem rotierenden Körper 2 und dem Profilkörper 11 ge­ langt die Druckfarbe oder das Beschichtungsmedium in den Bereich des scharfkantigen Rücksprunges 14, wo ein Druckab­ fall eintritt, durch den die Druckfarbe oder das Beschich­ tungsmedium durch eine Art Kavitations-Effekt derart verwir­ belt wird, daß sich in den Näpfchen des Körpers 2 ein Aus­ wascheffekt ergibt, der zu einem erneuten Austausch der Druckfarbe oder des Beschichtungsmediums in den Näpfchen führt, die dann bei der Weiterdrehung des Körpers 2 unter die Negativrakel 6 gelangen und von dieser in den Stegbereichen von überflüssiger Druckfarbe oder Beschichtungsmedium befreit werden.

Zur Verbesserung der Reinigung der Druckfarbe oder des Be­ schichtungsmediums von Gas- und Luftbläschen und zur Verbes­ serung der Zirkulation in der Farbkammerrakel 1 sind zwischen der Vorwaschkammer 21 und der Nachspülkammer 31 Bypassöffnun­ gen vorhanden.

So weist der Profilkörper 11 einen sich über dessen Länge erstreckenden Entlüftungsschlitz 40 zwischen der Vorwasch­ kammer 21 und der Nachspülkammer 31 auf und ist an der Ein­ laßseite des Entlüftungsschlitzes 40 mit einer im Querschnitt etwa kreisbogenförmig ausgeformten Verwirbelungsrinne 41 ver­ sehen.

Am Übergang von der Verwirbelungsrinne 41 zu dem Entlüftungs­ schlitz 40 erstreckt sich eine zum Einlaß des Entlüftungs­ schlitzes parallele Entlüftungskante 42, die die in der Vor­ waschkammer 21 aufgenommenen Luft- und Gasbläschen aus der auftreffenden Druckfarbe oder dem Beschichtungsmedium ab­ trennt und in den Entlüftungsschlitz 40 umlenkt. Der Entlüf­ tungsschlitz 40 mündet in einem Wölbungsbereich 43 an der Oberseite des Profilkörpers 11 in die Nachspülkammer 31 ein.

Zwischen dem Boden 17 der Farbkammer 4 und der Rückseite des Profilkörpers 11 ist ein Bypassschlitz 44 für eine Rückführung der Druckfarbe oder des Beschichtungsmediums von der Nach­ spülkammer 31 zur Vorwaschkammer 21 vorhanden. Die Weite dieses Bypassschlitzes kann beispielsweise durch die Montage­ halterung 16 für den Profilkörper 11 verändert und durch Distanzringe 45 an den Bolzen der Montagehalterung 16 festge­ legt werden.

Der Profilkörper 11 hat außerdem eine in die Vorwaschkammer 21 hineinragende Trennwand 27, deren untere Längskante 46 in einem geringen seitlichen Abstand parallel zu der Innenseite der unteren Seitenwand 22 der Farbkammer 4 verläuft und einen in Durchflußrichtung der Druckfarbe oder des Beschichtungs­ mediums nach Art einer Venturidüse sich verengenden und wie­ der erweiternden Durchlaß (Längsschlitz 28) zu der Vorwasch­ kammer 21 freiläßt.

Besonders gute Strömungsverhältnisse ergeben sich, wenn die untere Trennwand 27 des Profilkörpers 11 im Anschluß an den Bypassschlitz 44 in Strömungsrichtung zur Vorwaschkammer 21 hin abgeschrägt und gegenüber der Innenseite der unteren Seitenwand 22 der Farbkammer 4 abgerundet ist.

Die Strömungsverhältnisse in der Vorwaschkammer 21 können dabei noch dadurch verbessert werden, daß die untere Trenn­ wand 27 des Profilkörpers 11 gegenüber der Positivrakel 5 derart geneigt ist, daß die Vorwaschkammer 21 einen sich in Durchflußrichtung der Druckfarbe oder des Beschichtungsmedi­ ums allmählich erweiternden Querschnitt aufweist.

Liste der Bezugszeichen

 1 Farbkammerrakel
 2 kreiszylindrischer Körper
 3 Rakelkasten
 4 Farbkammer
 5 Positivrakel
 6 Negativrakel
 7 Drehrichtung
 8 Einlaß
 9 Auslaß
10 Drucknase
11 Profilkörper
12 Strömungsspalt
14 Rücksprung
15 Drehachse
16 Montagehalterung
17 Boden
18 Einspritzkanal
19 Leitkante
20 Einspritzkammer
21 Vorwaschkammer
22 untere Seitenwandung
23 Durchlaß
24 obere Seitenwandung
25 Einspritzbohrung/Einspritzschlitz
26 Rücklaufkammer
27 untere Trennwand
28 Längsschlitz
31 Nachspülkammer
40 Entlüftungsschlitz
41 Verwirbelungsrinne
42 Entlüftungskante
43 Wölbungsbereich
44 Bypassschlitz
45 Distanzring
46 Längskante

Claims (11)

1. Einrichtung zum Beschichten von Trägermaterial mit einem Beschichtungsmedium, insbesondere Farbkammerrakel für einen farbübertragenden, gerasterten kreiszylindrischen Körper, wie eine Rasterwalze oder einen gravierten Zy­ linder, an einer Druckmaschine mit einer Farbkammer mit den Kammerraum gegen den Körper begrenzenden Wänden, mit einer Einrichtung für eine Farbzuführung und einer Ein­ richtung für eine Abführung der gebrauchten Farbe und mit einem sich in der Farbkammer axial erstreckenden, an einer Halterung an einem Rakelkasten zwischen der Farb­ zu- und -abführung unter Bildung einer Vorwaschkammer und einer Nachspülkammer befestigten Profilkörper, wobei der Profilkörper mit einer zur Körpermantelfläche be­ abstandet angeordneten, einen axial sich erstreckenden Strömungsspalt bildenden Drucknase versehen ist, nach Patent . . . (Patentanmeldung P 41 38 807.0-27), da­ durch gekennzeichnet, daß Bypass­ öffnungen zwischen der Vorwaschkammer (21) und der Nach­ spülkammer (31) vorhanden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Profilkörper (11) einen sich über dessen Länge erstreckenden Entlüftungs­ schlitz (40) zwischen der Vorwaschkammer (21) und der Nachspülkammer (31) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Profilkörper (11) an der Einlaßseite des Entlüftungsschlitzes eine im Quer­ schnitt etwa kreisbogenförmig ausgebildete Verwirbe­ lungsrinne (41) aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Übergang von der Ver­ wirbelungsrinne (41) zu dem Entlüftungsschlitz (40) eine zum Einlaß des Entlüftungsschlitzes parallele Entlüf­ tungskante (42) ausgebildet ist, die die in der Vor­ waschkammer (21) von der rotierenden Druckfarbe oder dem Beschichtungsmedium aufgenommenen Luft- und Gasbläschen abtrennt und in den Entlüftungsschlitz (40) umlenkt.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Entlüftungsschlitz (40) in einem Wölbungsbereich (43) an der Oberseite des Profilkörpers (11) in die Nachspülkammer (31) einmündet.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Boden (17) der Farbkammer (4) und der Rückseite des Profilkörpers (11) ein Bypassschlitz (44) für eine Rück­ führung der Druckfarbe oder des Beschichtungsmediums von der Nachspülkammer (31) zur Vorwaschkammer (21) vorhan­ den ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Weite des Bypass­ schlitzes (44) zwischen dem Boden (17) der Farbkammer (4) und der Rückseite des Profilkörpers (11) veränderbar ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Pro­ filkörper (11) eine in die Vorwaschkammer (21) hinein­ ragende Trennwand (27) mit einer unteren Längskante (46) aufweist, die in einem geringen seitlichen Abstand par­ allel zu der Innenseite der unteren Seitenwandung (22) der Farbkammer (4) verläuft und einen in Durchflußrich­ tung der Druckfarbe oder des Beschichtungsmediums nach Art einer Venturidüse ausgebildeten Durchlaß zu der Vorwaschkammer (21) bildet.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die untere Trennwand (27) des Profilkörpers (11) im Anschluß an den Bypassschlitz (44) in Strömungsrichtung der Druckfarbe oder des Be­ schichtungsmediums zur Vorwaschkammer (21) hin abge­ schrägt ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Längskante (46) der Trennwand (27) gegenüber der Innenseite der unteren Seitenwand (22) der Farbkammer (4) abgerundet ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die unte­ re Trennwand (27) des Profilkörpers (11) gegenüber der Positivrakel (5) derart geneigt ist, daß die Vorwasch­ kammer (21) einen sich in Durchflußrichtung der Druck­ farbe oder des Beschichtungsmediums allmählich erwei­ ternden Querschnitt aufweist.