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HINTERGRUND
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Gebiet der
Erfindung
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Dieses
Patent betrifft Flüssigabgabepatronen
für automatisierte
Abgabesysteme. Insbesondere betrifft dieses Patent eine Tintenabgabepatrone zur
Verwendung mit einer lithographischen Bogenpresse.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Lithographie
ist ein Druckverfahren, das bis ins 18. Jahrhundert zurückreicht,
bei dem Tinte auf eine Platte mit sowohl Bild- als auch Nicht-Bildbereichen
aufgebracht wird. Die Bildbereiche sind tinteaufnahmefähig und
wasserabweisend. Die Nicht-Bildbereiche sind wasseraufnahmefähig und tinteabweisend.
Bei Rotiertyppressen ist die Platte auf einem Zylinder angebracht,
der während
des Druckens rotiert. Bei einer typischen Konfiguration nimmt der
Plattenzylinder die Tinte bei den Bildbereichen auf und überträgt das Bild
auf einen Gummizylinder, der wiederum das Bild auf das Papier überträgt.
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Bei
Mehrfarbenbogenpressen können
bis zu zehn Einfärbestationen
in Reihe angeordnet werden. Jede Station hat ihr eigenes Tintenzuführsystem
und handhabt eine separate Farbe. Wenn der Papierbogen sich von
Station zu Station bewegt, wird eine neue Farbe bei jeder Station
abgegeben.
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Da
Lithographenfarbe bzw. lithographische Tinte thixotrop und sehr
viskos ist, erfordern herkömmliche
lithographische Tintenzuführsysteme
ein komplexes System von Trommeln, Vibratoren und Tauchwalzen. Bei
einem typischen lithographischen Tintenzuführsystem entfernen Arbeiter
lithographische Tinte von einer Trommel (oder in manchen Fällen kleinere
Dosen) mit speziell gefertigten Spachteln und verbreiten die Tinte über eine
Schale (das Tintennäpfchen
bzw. den Tintenbehälter).
Tauchwalzen rollen gegen den Tintenbehälter, um die Tinte aufzunehmen
und diese zu dem Plattenzylinder bzw. Druckträger zu übertragen. Das Verfahren ist
arbeitsintensiv und fehleranfällig.
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Das
Aufbewahren von lithographischer Tinte in Trommeln kann zur Verschwendung
von Tinte führen,
wenn die gesamte Trommel nicht benutzt wird, da es schwierig ist,
Tinte in Trommeln aufzubewahren und wiederzuverwenden. Die lithographische
Tinte selbst ist anfällig
gegenüber
Oxidation, was zu Farbvariationen von einem Pressdurchlauf zu einem weiteren
führen
kann und selbst von Blatt zu Blatt innerhalb eines einzelnen Durchlaufs.
Zusätzlich
verdampfen beim Aussetzen der Tinte an der Umgebungsluft bzw. Atmosphäre flüchtige organische
Verbindungen (VOCs: Volatile Organic Compounds), was zu einem Tintenausschuss
führen
können.
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Daher
besteht ein Bedarf an einem verbesserten System zum Aufbewahren
bzw. Speichern und Abgeben von Tinte für lithographische Bogenpressen.
Die vorliegende Erfindung löst
dieses Bedürfnis
durch Bereitstellen einer Tintenpatrone, die einfach zu füllen und
zu transportieren bzw. versenden ist und mit lithographischen Bogenpressen
des Typs verwendet werden kann, der Tinte von einem Spender bzw.
Ausgabegerät
abgibt, das über
dem Tintenbehälter
oder über
der Tauchwalze angebracht ist. Während
der Verwendung bewegt sich die Tintenpatrone hin und her über den
Behälter
und gibt Tinte in den Behälter
oder direkt auf eine Tintenformwalze, um eine ebene gleichmäßige Tintenschicht
bereitzustellen. Bei automatisierten Pressen wird die Menge an Tinte
in dem Behälter
kontinuierlich überwacht und,
wenn dies erforderlich ist, wieder aufgefüllt.
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Zahlreiche
Patronentypspender sind im Stand der Technik bekannt, wie diejenigen,
die in dem US-Patent Nr. 3 321 108 von Bowe, dem US-Patent Nr. 4
356 935 von Kamin, dem US-Patent
Nr. 4 373 646 von MacEwen und dem US-Patent Nr. 5 535 924 von Nilsson
u.a. offenbart sind. Weder diese Patente noch irgendwelche anderen,
die den Erfindern bekannt sind, beschreiben jedoch eine Patrone,
die zum Abgeben lithographischer Tinte nützlich ist, die einfach zu
versiegeln ist und beim Wiederverwenden ohne Verlust einer beachtlichen
Menge des abzugebenden Materials verwendet werden kann.
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Darüber hinaus
haben herkömmliche
Patronentypspender oftmals eingebaute vorstehende Düsen, die
es schwierig machen, die Patronen zu verpacken, zu versenden und
aufzubewahren. Beispielsweise muss, wenn die Patronen in Kartons
in einer vertikalen Position versendet werden (d.h. aufrechtstehend),
der obere Bereich der Kartons verstärkt sein, um zu verhindern,
dass der obere Bereich zusammenklappt und die Patronendüsen beschädigt. Wenn
die Patronen horizontal versendet werden (hingelegt), müssen die
Seiten der Kartons geeignet verstärkt sein und die Patronen ortsfest
innerhalb der Verpackung gehalten sein. Die vorstehenden Düsen verhindern
auch ein Stapeln der Patronen entweder vor oder nach Verwendung.
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Daher
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Tintenpatrone für ein einfaches
Verwahren, Transportieren und Abgeben von lithographischer Tinte
bereitzustellen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Tintenpatrone
bereitzustellen, die in einer lithographischen Bogenpresse verwendet werden
kann, um eine kontrollierte Menge an Tinte auf einen Tintenbehälter abzugeben.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Tintenabgabepatrone
zu erproben, die ein Aussetzen der Tinte an der Atmosphäre minimiert.
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Noch
ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Tintenpatrone bereitzustellen, die wiederversiegelt und wiederverwendet werden
kann, wobei die Tinte hinsichtlich Viskosität und Farbe stabil bleibt.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Tintenpatrone
bereitzustellen, die die Menge an restlicher Tinte minimiert, die
in der Patrone nach Verwendung verbleibt.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Tintenpatrone
bereitzustellen, die eine eingelassene bzw. vertiefte Düse aufweist,
für ein
einfaches Verpacken, Versenden und Aufbewahren.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Tintenpatrone
bereitzustellen, die eine abnehmbar angebrachte Düsenerweiterung
für eine
bessere Steuerung des Fluidflusses aufweist.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Tintenpatrone
bereitzustellen, die einen Verbundkörper mit mehreren Einsatz-
bzw. Lineroptionen hat, um Nutzerleistungsanforderungen für verschiedene
Tinten zu erfüllen.
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Weitere
und zusätzliche
Ziele werden anhand der Beschreibung, der beigefügten Zeichnung und den angefügten Ansprüchen deutlich.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist eine Tintenpatrone, insbesondere eine
zur Verwendung mit lithographischen Bogenpressen, die einfach gefüllt, transportiert,
verwendet und wiederverwendet werden kann. Die Patrone minimiert
ein Aussetzen der Tinte an der Umgebung bzw. Atmosphäre und minimiert
ebenfalls die Menge an restlicher Tinte, die in der Patrone nach
Verwendung verbleibt. Die Patrone umfasst eine hohlen zylindrischen
Körper,
einen Stempel und eine abgebende Einrichtung. Der zylindrische Körper hält einen
Vorrat an Tinte oder an einem anderen spritzbaren bzw. extrudierbaren
Material und hat ein abgebendes Ende und ein Stempelende. Das Stempelende
ist durch den Stempel abgedichtet, der als ein Kolben innerhalb
des zylindrischen Körpers
dient, um den Inhalt des Spenders auszustoßen, wenn der Stempel hin zu
dem abgebenden Ende, beispielsweise durch pneumatischen Druck, gestoßen bzw.
gebracht wird. Das abgebende Ende endet in einem Rand.
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Die
Patrone ist mit einer abgebenden Einrichtung versehen, die in abdichtendem
Eingriff mit dem abgebenden Ende des zylindrischen Körpers angebracht
ist. Die abgebende Einrichtung umfasst eine im wesentlichen kreisförmige Scheibe,
eine ringförmige
Seitenwand, die um den Umfang der Scheibe gebildet ist und sich
nach oben davon erstreckt und in ei nem oberen Ende abschließt, und
einen Schließflansch,
der sich radial nach außen
von dem oberen Ende der ringförmigen
Seitenwand erstreckt. Wenn die abgebende Einrichtung in den zylindrischen
Körper
eingesetzt ist, stößt der Schließflansch
an den Rand bei dem abgebenden Ende an. Der Schließflansch
definiert eine Ebene, die im wesentlichen das obere Ende bzw. das
Oberteil des Spenders ist.
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Eine
im wesentlichen kreisförmige Öffnung ist
bei der Mitte der abgebenden Einrichtung angeordnet. Eine wiederverschließbare Düse ist an
der abgebenden Einrichtung über
der Öffnung
angebracht. Die Düse
hat eine geöffnete
und eine geschlossene Position. In der geschlossenen Position erstreckt
sich die Düse
nicht über
die Ebene des Flansches. Der Spender kann ebenfalls eine abnehmbare
Düsenerweiterung
aufweisen, die, wenn sie an der Düse angebracht ist, sich über die
Ebene des Schließflansches
erstrecken kann.
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Die
Tintenpatrone der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung gegenüber herkömmlichen
lithographischen Tintentrommeln, da die Patrone ein Aussetzen der
Tinte an der Atmosphäre
minimiert und wiederversiegelt und wiederverwendet werden kann.
Da die Tintenpatrone eine vertiefte Düse aufweist, ist die Patrone
besser zum Verpacken, Versenden und Verwahren von Tinte als herkömmliche
Patronen geeignet.
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DIE ZEICHNUNG
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines automatisierten Tintenabgabesystems,
die eine Tintenpatrone gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt, die in einem Patronenwagen in einer umgekehrten
Position installiert ist.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Tintenpatrone gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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3 zeigt
eine Einzelteilansicht der Tintenpatrone aus 2.
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4 zeigt
einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 aus 3.
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5 zeigt
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
des abgebenden Endes der Tintenpatrone aus 2.
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6 zeigt
einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 aus 5.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In
der Zeichnung ist in 1 eine perspektivische Ansicht
eines automatisierten Tintenabgabesystems 8 zur Verwendung
mit einer lithographischen Bogenpresse gezeigt. Das Tintenabgabesystem 8 umfasst
eine Tintenpatrone 10 gemäß der vorliegenden Erfindung,
die in einer umgekehrten Position in einem Patronenwagen 12 angebracht
ist, und eine Tintenabgabesteuerung 14 zum Steuern der Menge
der abgegebenen Tinte. Während
des Betriebs bewegt sich der Wagen 12 lateral entlang der Länge einer
Tauchwalze 16, während
ein Tintenpegelsensor ständig
die Menge an Tinte in der Tauchwalze 16 überwacht,
um die exakten Positionen zu bestimmen, wo Tinte benötigt wird.
Wenn ein geringer Pegel an Tinte durch den Sensor erfasst wird,
aktiviert die Steuerung 14 eine Luftversorgung, die Luft gegen
den pneumatisch gesteuerten Stempel 22 drückt, um
Tinte abzugeben, wo diese benötigt
wird, um eine ebene Schicht an Tinte auf der Walze 16 zu bewahren.
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Die
Tintenpatrone 10 der vorliegenden Erfindung wurde insbesondere
gestaltet, um mit automatisierten Tintenabgabe systemen des gerade
beschriebenen Typs zu arbeiten. Die Tintenpatrone 10 ist
im Detail in den 2 bis 6 gezeigt
und umfasst einen hohlen zylindrischen Körper 18 mit einem unteren
Ende 19 und einem oberen Ende 20, einem Stempel 22,
der in das untere Ende 19 für einen gleitenden Eingriff
mit der Innenwand des Patronenkörpers 18 eingesetzt
bzw. eingeführt
ist, und mit einer abgebenden Einrichtung 24, die in abdichtendem Eingriff
mit dem oberen Ende 20 des Patronenkörpers 18 angebracht
ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist die abgebende Einrichtung 24 an den Patronenkörper 18 angeklebt.
Das obere Ende 20 des Patronenkörpers endet in einem Rand 21.
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Vorzugsweise
ist der Patronenkörper 18 aus einem
konvolut gewickelten Papier gefertigt, das innen mit einem Polymermaterial
ausgelegt bzw. beschichtet ist, obgleich irgendein geeignetes Material verwendet
werden kann, einschließlich,
in Abhängigkeit
der Anwendung, Metall oder Kunststoff. Bei der bevorzugten Ausführungsform
sind der Stempel und die abgebende Einrichtung aus Kunststoff gefertigt. In
der Praxis sind die Tintenpatronen 10 näherungsweise neun oder dreizehn
Zoll lang, aber irgendeine geeignete Länge kann verwendet werden,
in Abhängigkeit
des Bedarfs und der Größe des Patronenträgers.
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Die
abgebende Einrichtung 24 ist im allgemeinen becherförmig und
umfasst eine im wesentlichen kreisförmige Scheibe 26 und
eine ringförmige Seitenwand 28,
die um den Umfang der Scheibe 26 gebildet ist und sich
nach oben davon erstreckt (nach oben ist definiert als die Richtung
weg von dem unteren Ende 19). Ein Schließflansch 30 erstreckt
sich radial nach außen
von dem oberen Ende der ringförmigen
Seitenwand 28. Wenn die abgebende Einrichtung 24 vollständig in
den zylindrischen Körper 18 eingeführt ist,
stößt der Schließflansch
an den Rand 21 des zylindrischen Körpers 18, um ein weiteres Einführen der
Einrichtung 24 zu verhindern.
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Eine
im wesentlichen kreisförmige Öffnung 32 ist
bei der Mitte der kreisförmigen
Scheibe 26 angeordnet. Eine Düse 34 ist an der kreisförmigen Scheibe 26 über der Öffnung 32 angebracht.
Die Düse 34 ist
herkömmlich
gestaltet und umfasst eine Nabe 36 und einen Aufsatz bzw.
Deckel 38. Die Nabe 36 umfasst eine im wesentlichen
zylindrische Seitenwand 40, die sich nach oben von dem
Umfang der kreisförmigen Öffnung 32 erstreckt,
und einen Zapfen bzw. Stecker 42, der zentral über der Öffnung 32 angeordnet
und mit der Seitenwand 40 verbunden ist. Der Durchmesser
des Steckers 42 ist geringer als derjenige des oberen Bereichs
der Nabenseitenwand 40, um zu einem gewissen Teil aber nicht vollständig die Öffnung,
die durch den oberen Bereich der Seitenwand 40 definiert
ist, abzudecken.
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Der
Düsendeckel 38 passt über die
Nabe 36 in gleitendem Eingriff damit. Der Düsendeckel 38 hat einen
sich radial nach innen erstreckenden Flansch 44, der in
einer ringförmigen
Nut 46 läuft,
die in der Außenseite
der Nabenseitenwand 40 angeordnet ist. Wenn der Düsendeckel 38 in
der unteren oder geschlossenen Position ist, passt der Deckel 38 zu
dem Stecker 42, um den Fluss des Patroneninhalts nach außen zu verhindern.
Wenn der Düsendeckel 38 in der
ausgedehnten oder offenen Position ist, ermöglichen Öffnungen 48 um den
Stecker 42, dass der Inhalt der Patrone 10 nach
außen
fließt.
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Die
Düse 34 kann
durch einen kreisförmigen Ring 50 umgeben
sein, um die abgebende Einrichtung 24 zu versteifen und
die Düse 34 zu
schützen. Optionale
Stützwände 52 können den
Ring 50 mit der ringförmigen
Seitenwand 28 verbinden.
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Ein
Kernaspekt der Erfindung besteht darin, dass zumindest in der geschlossenen
Position die Düse 34 sich
nicht nach oben über
die Ebene erstreckt, die durch den oberen Bereich des Schließflansches 30 der
abgebenden Einrichtung erstreckt. In anderen Worten, die Düse 34 ist
innerhalb der becherförmigen
abgebenden Einrichtung 24 vertieft bzw. eingelassen. Die
vertiefte Düse 34 vereinfacht
in großem
Maße das
Verpacken, Versenden und Aufbewahren der Patronen, da die Patronen
im wesentlichen zylindrisch ohne vorstehende Teile sind.
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Beispielsweise
können
die Patronen 10 verpackt und aufrecht innerhalb eines Versendecontainers
stehend versendet werden, da die vertiefte Düse 34 kaum beschädigt wird,
wenn der obere Bereich des Versendecontainers zusammengepresst oder zusammengeklappt
wird. Im Gegensatz dazu werden herkömmliche Patronen oftmals auf
ihren Seiten versendet, um die vorstehenden Düsen zu schützen.
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Außerdem können Tintenpatronen 10,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung gefertigt sind, aufeinander während des Verpackens, Versendens und
Aufbewahrens gestapelt werden, da keine vorstehenden Teile ein Stapeln
verhindern. Herkömmliche
Patronen mit vorstehenden Düsen
sind weniger leicht zu stapeln.
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Für eine bessere
Steuerung des Fluidflusses kann eine Düsenerweiterung 60 an
die Düse 34 vor Benutzung
angebracht werden. Die Düsenerweiterung 60 hat
eine Basis 62 und einen im wesentlichen zylindrischen Ausfluss 64,
der sich nach oben davon erstreckt. Vorzugsweise schnappt die Basis 62 auf den
Düsendeckel 38,
obwohl irgendein geeignetes Befestigungsmittel dies erreichen wird.
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Wenn
die Düsenerweiterung 60 an
der Düse 34 angebracht
ist, steht der Ausfluss 64 über die Ebene des Schließflansches 30,
d.h. über
das Ende der Patrone 10. 1, 2, 5 und 6 zeigen die
Patrone 10 mit einer Düsenerweiterung 60,
die auf die Düse 34 geschnappt
ist. In der Praxis sind die Patronen 10 jedoch dazu vorgesehen,
mit der Düsenerweiterung 60 getrennt
von den Patronen 10 aufbewahrt und versendet zu werden.
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Da
die Tintenpatrone 10 an beiden Enden durch den Stempel 22 und
die abgebende Einrichtung 24 abgedichtet ist, minimiert
die vorliegende Erfindung ein Aussetzen der Tinte an der Umgebung, was
eine Oxidation der Tinte und einen Verlust von flüchtigen
Verbindungen an die Atmosphäre
minimiert oder verhindert. Da die Patrone 10 durch Niederdrücken des
Düsendeckels 38 wiederversiegelt werden
kann, kann die Patrone 10 wiederverwendet werden, wenn
der Inhalt nicht vollständig
aufgebraucht ist, was insbesondere vorteilhaft ist, wenn teure Tinten
verwendet werden. Schließlich
wird, da der Stempel 22 genau mit der abgebenden Einrichtung 24 übereinstimmt,
wenn die Tinte aufgebraucht ist, nur eine sehr geringe Menge an
restlicher Tinte, typischerweise 1% oder weniger, verschwendet.
Zusätzlich
zu der Ersparnis von Tintekosten ermöglicht dies, den Container
bei einer Müllentsorgungsvorrichtung
abzugeben.
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Somit
stellt die vorliegende Erfindung eine Patrone zum Abgeben von Tinte
oder anderen viskosen extrudierbaren Materialien mit einer vertieften bzw.
eingelassenen Düse
für ein
einfaches Verpacken, Versenden und Aufbewahren und eine optimale
Düsenerweiterung
für eine
bessere Steuerung eines Materialflusses bereit. Die Patrone minimiert
ein Aussetzen der Tinte an der Atmosphäre und minimiert ebenfalls
die Menge an restlicher Tinte, die in der Patrone nach Verwendung
verbleibt. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere als ein Tintenspender
zur Verwendung mit einer lithographischen Bogenpresse mit einem
automatischen Tintenpegelsensor geeignet.
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Andere
Modifikationen und alternative Ausführungsformen der Erfindung
werden betrachtet, die nicht vom Bereich der Erfindung abweichen,
der durch die beigefügten
Ansprüche
definiert ist. Es ist vorgesehen, dass die Ansprüche alle derartigen Modifikationen
abdecken, die in ihren Bereich fallen.