DE4409954A1 - Kühlwalzenanordnung einer Rollenoffset-Druckmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine zum Bedrucken von bahnförmigen Produkten, insbesondere eine Rollenoffset-Heat­ set-Druckmaschine, mit wenigstens einem Druckwerk, dem ein Trockenofen für die bedruckte Bahn nachgeschaltet ist, an den sich über eine Verweilstrecke eine Kühlwalzenanordnung mit Kühlwalzen zur Schocktrocknung der bedruckten Bahn anschließt.

Im Rollenoffset-Heatsetdruck werden Druckgeschwindigkeiten bis 80 000 Exemplare pro Stunde angestrebt, was je nach Zylinder­ umfang der Maschine Bahngeschwindigkeiten von bis zu 14 m/s ergibt.

Geht man von einer heute üblichen Verweilzeit der Bahn im Trockenofen von etwa einer Sekunde aus, so ergeben sich ent­ sprechend lange Trocknerstrecken. In diesen sogenannten Heiß­ luft-Schwebetrocknern werden die in der Druckfarbe flüchtigen Lösemittel (hauptsächlich Mineralöle) bei Temperaturen von etwa 240°C-280°C ausgetrieben. Nach der Trocknerstrecke wird die zwischen 100°C-145°C aufgeheizte Bahn im Kühlwal­ zenständer der Schocktrocknung unterzogen und letztlich auf Raumtemperatur abgekühlt.

Je nach Druckgeschwindigkeit, Grammatur und Oberflächenbe­ schaffenheit des Bedruckstoffes oder zu geringem Abstand zwi­ schen Ofenaustritt der Bahn und Kühlwalzenstand kann es zuneh­ mend zu vermehrten Mineralölkondensatniederschlag (Mineral­ ölluftgemisch wird mit der Bahn mitgerissen) vor allem auf den ersten Kühlwalzen kommen.

Eine gewisse Verstärkung dieses Effekts kann durch den Einsatz von Rückbefeuchtungssystemen, die vor dem Kühlwalzenständer oder im Kühlwalzenständer angeordnet sind, erfolgen.

Dieser Kondensatniederschlag auf den Kühlwalzen verringert einerseits die Kühlwirkung und zum anderen, was viel bedeuten­ der ist, führt es zu deutlichen Qualitätsproblemen, da der Kondensatfilm zu Farbablagerungen oder sogar zum Wiederanlösen des Farbfilms führen kann.

Da vor allem bei hohen Maschinengeschwindigkeiten zwischen Papierbahn und Kühlwalze ein je nach Betriebsbedingungen un­ terschiedlich großer Luftspalt entsteht, werden die vorher beschriebenen Ablagerungen gefördert. Da die Bahn über die Maschinenbreite gesehen praktisch nie absolut plan auf den Kühlwalzen aufliegen kann (vorgegebene Wellenbildung) ergibt sich beispielsweise je nach Stärke und Verteilung der Wellen im Papier ein unterschiedlich großer Luftspalt und somit an bestimmten Stellen eine vermehrte Lösemittelablagerung.

Dies führt in der Regel zu partiell unterschiedlich starkem Anlösen der Druckfarbe. Die Farbschicht wird durch die mecha­ nische Beanspruchung von dem hinter dem Kühlwalzenständer angeordneten Falzapparat negativ beeinflußt bzw. beschädigt.

Durch den Einsatz von automatischen Kühlwalzen-Waschanlagen, ähnlich deren, wie man sie von den Gummituchwaschanlagen her kennt, wird beim Stand der Technik der Farbaufbau, je nach Erfordernis, immer wieder abgewaschen. Diese mitunter recht aufwendigen Waschanlagen sprühen nun einerseits wieder ein Waschmittelgemisch (das auch wieder Öle in irgendeiner Form enthält) auf, um die auf den ersten Kühlwalzen aufgebauten Farbrückstände abzuwaschen.

Die eigentliche Ursache für den Farbaufbau, der primär durch das Mineralölkondensat gefördert und abgelagert wird, bleibt bei den heutigen Kühlwalzenwaschanlagen davon unberührt. Man beseitigt mit den heutigen Waschanlagen das Ergebnis aus Abla­ gerungen und Aufbauen und setzt somit nicht bei der Ursache ein.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Druckma­ schine mit den eingangs genannten Merkmalen vorzuschlagen, mit der in fühlbar verbesserter Qualität gedruckt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest an der in Laufrichtung ersten Kühlwal­ ze wenigstens ein Abstreifer anliegt, der die am Mantel der Kühlwalze anliegenden Ablagerungen abstreift und verteilt.

Im Gegensatz zum vorstehend geschilderten Stand der Technik nimmt sich vorliegende Erfindung der Probleme im Vorfeld an, d. h. sie löst diese Probleme durch ein Abstreifen und Ver­ teilen der Ablagerungen (Mineralölablagerungen) mit Hilfe geeigneter Mittel an der oder den Kühlwalzen.

Ein ausgezeichnetes Abstreifermaterial ist Filz. Versuche haben dies bestätigt.

Vorstehend wurde schon darauf hingewiesen, daß bei einem rich­ tigen Abstand zwischen dem Ofenaustritt der Bahn und dem Kühl­ walzenstand die geschilderten Probleme wesentlich verringert werden bzw. nicht mehr auftreten. In diesem Zusammenhang wird es bevorzugt, wenn der Zahlenwert der Länge der Verweilstrecke zwischen dem Ofenaustritt und der ersten Walze des Kühlwalzen­ standes in etwa dem Zahlenwert der zweiten Wurzel der Maschi­ nengeschwindigkeit entspricht. Dies sei an einem Beispiel erläutert: Wird die Maschinengeschwindigkeit vervierfacht, so erhält man optimale Resultate, wenn die Verweilstrecke etwa verdoppelt wird. Ein anderes Zahlenbeispiel: Beträgt die Ma­ schinengeschwindigkeit beispielsweise 8 m/sec., so ergibt sich eine optimale Verweilstrecke von ca. 2,80 m.

Diese Zusammenhänge sind in der Patentanmeldung P 44 05 332.0 der Anmelderin vom 19.02.1994 näher erläutert, wo auch eine Rückbefeuchtungsvorrichtung in der Verweilstrecke vor der Kühlwalzenanordnung vorgesehen ist. Die Offenbarung dieser älteren Patentanmeldung gehört auch zur Offenbarung der vor­ stehenden Patentanmeldung.

Die Unteransprüche 3-8 sind auf bevorzugte Maßnahmen gerich­ tet, die im folgenden noch näher erläutert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispie­ len näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht der für die Erfindung wesentlichen Bauelemente einer Druckmaschine mit einer ersten Ausführungsform der Abstreifer;

Fig. 2 die Situation nach Fig. 1 bei einer zweiten Aus­ führungsform der Abstreifer;

Fig. 3 die Situation nach Fig. 2, wobei mehrere der Ab­ streifer an den ersten beiden Kühlwalzen angeordnet sind;

Fig. 4 eine abermals abgeänderte Ausführungsform der Ab­ streifer;

Fig. 5 demgegenüber vergrößert die erste Kühlwalze mit einer abermals abgeänderten Ausführungsform eines Abstreifers.

Zunächst sei die der Erfindung zugrunde liegende allgemeine Problematik noch näher erläutert.

Die Ablagerungen von Mineralölkondensat oder bei Verwendung von bestimmten Nachbefeuchtungssystemen sind Mineralöl-Wasser­ gemische Fakt. Ist der Abstand des Ofenaustritts 1 der Bahn 2 zum Eingang in die Kühlwalzenanordnung mit der ersten Kühlwal­ ze 4 und damit die Verweilstrecke 3 auf die maximale Maschi­ nengeschwindigkeit ausgelegt und somit lange genug, so sind in der Regel keine nachteilig wirkenden Kondensatablagerungen auf den Kühlwalzen 4 und 5 zu erwarten. (Vergleiche Fig. 1).

Da diese optimale Abstimmung in der Praxis kaum die Regel ist und beispielsweise beim Einsatz hochgewichtiger Grammaturen und kritischer Bedruckstoffoberflächen ein Mineralölfilm auch bei idealen Voraussetzungen nicht zu vermeiden ist, löst die Erfindung das Problem durch den Einsatz von Abstreifern (17) aus Filz, die an Halterungen (16) befestigt sind.

Die Halterungen werden mit Federn 18 an die betreffende Kühl­ walze 4, 5, 6, 7 angedrückt.

Die einzelnen Halterungen können in der einfachsten Version der Erfindung mechanisch in zeitlichen Abständen und unter­ schiedlicher Sequenz abgeklappt werden, der Filzstreifen kann gedreht oder getauscht werden, um wieder vollen Wirkungsgrad zu bekommen. Vorzugsweise werden bei der Produktion immer ein bzw. zwei Stück der Abstreifer in Arbeitsposition belassen und nur jeweils ein Abstreifer wird gewechselt.

Versuche zeigen, daß selbst bei stärksten Mineralölablagerun­ gen auf den Kühlwalzen allein das gleichmäßige Verteilen des Kondensatlösemittelgemisches ausreicht, um das Anlösen der Farbe und die vorher beschriebenen Probleme praktisch völlig zu eliminieren.

Grund hierfür ist, daß das partiell durch die Wellenbildung der Bahn hervorgerufene unterschiedliche Lösemittelprofil geebnet ist und die auf den Zylindern verbleibende Menge nicht ausreichend für das Anlösen der Farbe ist. Begünstigt wird der Effekt zudem durch die Tatsache, daß das eingesetzte Material (Filz) optimal Lösemittel aufnimmt und verteilt.

Obwohl die erfindungsgemäß beschriebene Lösung in einfacher Funktion auch bei Extrembelastungen ausreichend erscheint und Standzeiten der Filze von vielen Stunden gewährt ist, ist es angezeigt, das System zu optimieren und automatisieren. Nicht zuletzt deshalb, da wie eingangs erwähnt, nicht überall eine ausreichend große Verweilstrecke gegeben ist und im Gros der Anwendungsfälle mit ungünstigen Bedingungen, also mehr Mine­ ralölkondensat, zu rechnen ist. Somit muß das System der Filz­ abstreifmethode automatisiert und das eventuell notwendige Wechseln der im Einsatz befindlichen Filzstrecke schnell und problemlos möglich sein.

Die in Fig. 1 gezeigten Halterungen 16 sind über Federdruck oder pneumatisch einzeln an- und abstellbar. Der Anpreßdruck kann somit variiert und den Erfordernissen angepaßt werden.

Die Filzabstreifer können Einzelsegmente sein, so daß die Abstreifbreite auf die jeweilige Papierbahnbreite einzustellen ist. Beispiel: Kühlwalze 1000 mm breit, Papierbahn nur 800 mm breit, so könnten auf A- und B-Seite die Abstreifer im Bereich von je 100 mm abgestellt werden, da dort kein Lösemittelaufbau vorkommen kann.

In Fig. 2 sind mit dickem Filz bezogene Walzenkörper 8 zu sehen, die an die erste Kühlwalze 4 und an die zweite Kühlwal­ ze 5 angestellt sind. Die Walzenkörper laufen nicht mit, son­ dern verteilen und "rakeln" das Lösemittel ab. Ist die Berühr­ zone 9 vollgesaugt oder verbraucht, so wird die Walze 8 um den Betrag einer Berührzone 9 weitergedreht.

Ist der Filz des Walzenkörpers in der vollen Abwicklungslänge vollgesaugt, so werden die Walzen über eine Schnellkupplung gelöst und gegen neubezogene Filzwalzen ausgetauscht. Die Filzdicke soll ca. 10 mm betragen.

Die Walzen 8 sind über Federdruck oder pneumatisch einzeln an- und abzustellen. Die Berührzonenbreite kann so auch verändert werden. Die Formatanpassung kann über verschieden lang bezoge­ ne Filzwalzen gesehen.

Wie in Fig. 2 beschrieben, sind in Fig. 3 ebenfalls mit Filz bezogene Walzenkörper 8 an die Kühlwalzen 4 und 5 angebaut. Sie drehen nicht und rakeln ab. In der Regel sind nur jeweils zwei angestellt, die dritte Walze ist Reserve und beim Tausch während des Laufes anzustellen. An- und Abstellmechanismus sind, wie in Fig. 2 beschrieben.

Dieses System funktioniert ebenso mit insgesamt nur zwei Wal­ zenkörpern pro Kühlwalze. Es ist formatvariabel durch unter­ schiedlich lange Bezugslänge.

Fig. 4 zeigt ein Ausgleich- und Rakelsystem, wobei über den pneumatisch an- und abstellbaren Preßkörper 10 ein "Endlos"- Filztuch 11 gespannt ist und das gegen die Kühlwalze 4 und 5 angedrückt wird. Im Bedarfsfall wird verbrauchtes Tuch für den Bereich der Berührzone 9 aus dem Spender 13 automatisch nach­ geführt und über die Aufwickelrolle 12 das verbrauchte Filz­ tuch aufgewickelt und angespannt.

Über in den Seitenwänden installierte Halterungen kann über Schnellverschlüsse der gesamte Tuchbalken ausgehoben, mit einer neuen Filztuchrolle versehen und wieder eingebaut wer­ den.

Fig. 5 zeigt eine mit mehreren Halterungen 14 für Filzkörper 17 ausgestattete Walze 15 in an die Kühlwalze 4 angestellter Position. Ist der Filz 17 verbraucht, so stellt die Vorrich­ tung 15 so weit von der Kühlwalze ab, daß der nächste unver­ brauchte Filz 17 in Anstellposition gefahren und dann automa­ tisch angestellt und angepaßt werden kann.

Es sei erwähnt, daß beim Einsatz von Nachbefeuchtungssystemen im Kühlwalzenständer sich die Abstreifvorrichtungen in Kom­ bination sehr gut ergänzen.

Claims (9)

1. Druckmaschine zum Bedrucken von bahnförmigen Produkten (2), insbesondere Rollenoffset-Heatset-Druckmaschine, mit wenigstens einem Druckwerk, dem ein Trockenofen (1) für die bedruckte Bahn (2) nachgeschaltet ist, an den sich über eine Verweilstrecke (3) eine Kühlwalzenanordnung mit Kühlwalzen (4, 5, 6, 7) zur Schocktrocknung der bedruck­ ten Bahn (2) anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an der in Laufrichtung ersten Kühlwalze (4, 5, 6, 7) wenigstens ein Abstreifer (17) anliegt, der die am Mantel der Kühlwalze (4, 5, 6, 7) anliegenden Ablage­ rungen abstreift und verteilt.

2. Druckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (17) aus Filz besteht.

3. Druckmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer einen mit Abstreifermaterial (17) bezogenen Walzenkörper (8) aufweist.

4. Druckmaschine nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (8) um vorbestimmte Winkel (9) ge­ dreht werden kann.

5. Druckmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tuch (11) aus dem Abstreifermaterial vorgesehen ist, das zwischen zwei Rollen (12, 13) gespannt ist und das über einen Preßkörper (10) an den Umfang der Kühlwal­ ze (4, 5, 6, 7) angestellt werden kann.

6. Druckmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Pakete des Abstreifermaterials (17) am Umfang einer gesteuert drehbaren Walze (15) vorgesehen sind.

7. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (17) an einer federbelasteten Halte­ rung (16) befestigt ist.

8. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Kühlwalze (4, 5, 6, 7) wenigstens zwei der Abstreifer (17) vorgesehen sind.

9. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahlenwert der Länge der Verweilstrecke (3) in etwa dem Zahlenwert der zweiten Wurzel der Maschinenge­ schwindigkeit entspricht.