DE60037672T2

DE60037672T2 - Kühlsystem für druckzylinder

Info

Publication number: DE60037672T2
Application number: DE60037672T
Authority: DE
Inventors: Daniel Golden Bostrack
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2020-10-28
Also published as: EP1227934B1; WO2001032423A1; AU1348201A; ATE382479T1; DE60037672D1; US6571711B1; EP1227934A1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Bogendruck-Pressen und insbesondere betrifft diese Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kühlen von Druckpresse-Zylindern, wie Druckzylindern und Transfer-Zylindern, und Substrate, welche darauf bedruckt werden.
2. Hintergrund der Erfindung
In Bogendruck-Pressen werden Verfahren, wie lithographischer Druck, Flexodruck und Tiefdruck verwendet, um Bilder auf ein Substrat, wie Kunststoff oder Papier, zu übertragen. Das Bogen-Substrat wird gewöhnlich mit einer Reihe von rotierenden Transfer- und Druck-Zylindern (allgemein Transfer-Elementen) durch die Druckerpresse befördert. Das Bild wird üblicherweise auf das Substrat übertragen, indem eine flüssige oder pastenförmige Tinte von einem Gummituch-Zylinder, einem erhabenen Bildplatten- oder einem Tiefdruckzylinder auf dem Druckzylinder abgelagert wird, während das Substrat zwischen den Oberflächen des Gummituch-Zylinders und des Druckzylinders positioniert ist.
Ein solcher Druckmechanismus ist in der EP-A1-0652104 geoffenbart, welcher weiters eine Glaseinrichtung aufweist, um die Zylinder, die sich während des Betriebs erhitzen, zu kühlen. Diese Anmeldung offenbart ein Bogendruck-System und ein Verfahren, um ein Bogendrucker-Transfer-Element innerhalb eines bezeichneten Temperaturbereichs zu halten, wie im Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 15 angegeben. Nachdem es gedruckt wurde, kann das Bild aus flüssiger oder pastenförmiger Tinte (oder Beschichtung) durch Strahlungsenergie getrocknet oder gehärtet werden. Die Strahlungsenergie wird üblicherweise auf das frisch bedruckte Substrat gerichtet, während das Substrat über der Oberfläche des Druck- oder Transfer-Zylinders positioniert ist. Somit absorbieren sowohl das Substrat als auch die Druckzylinder Wärme.
Ein Teil der Wärme härtet die Tinte und erhöht die Tempera tur des Substrats, welches von der Bestrahlungsstelle weg befördert wird. Ein Teil der von den Druckzylindern absorbierten Wärme wird durch Strahlung abgeleitet. Ein Teil der von den Druckerpresse-Zylindern absorbierten Wärme erhöht jedoch die Temperatur dieser Elemente und wird dann auf Substrate übertragen. Die erwärmten Substrate reagieren auf diesen Wärmetransfer durch Verziehen (z. B. Dehnung und Zusammenziehen).
Das typische fertige gedruckte Bild ist tatsächlich ein Mosaik aus mehreren Bild-Komponenten, die der Reihe nach durch mehrere Druckeinheiten aufgetragen werden. Somit trägt jede Druckeinheit zum endgültigen Bild bei. Beispielsweise erfordert ein Bild mit einem blauen Hintergrund auf weißem Papier und mit roter Beschriftung exakte Räume, die für die rote Beschriftung leer gelassen werden. Jede Bild-Komponente muss auf eine exakte Position auf dem Substrat übertragen werden. Beispielsweise sind zwischen etwa 133 und 600 Zeilen pro Zoll allgemeine Erfassungskriterien. Wenn sich das Substrat während des Druckvorgangs dehnt oder zusammenzieht, tritt ein als Wärmeverzerrung bekanntes Phänomen ein, und die Bild-Komponenten werden nicht auf exakte Positionen übertragen. Wenn dies auftritt, ist das fertige Produkt oft verschwommen oder verzerrt. Die oben erwähnte Substrat-Verzerrung ist daher ein Ergebnis der Wärmeabsorption des Substrats auf dem Weg über den Härtungsvorgang und von Druckpresse-Zylindern, die bei Temperaturen betrieben werden, die über einem kritischen Temperaturbereich liegen.
Bisher wurden Zylinder in Druckeinheiten innerhalb der gewünschten Temperaturbereiche gehalten, indem man kühle Luft verwendete, die von einer äußeren Klimaanlage in die Presse geleitet wurde, wie in der EP-A1-0638418 .
Die Aufrechterhaltung der Zylinder-Temperaturen mit diesem Verfahren ist teuer, ineffizient und häufig unwirksam. Diese Temperatursteuerungssysteme des Standes der Technik erfordern große Energiemengen, um Luft von Umgebungstemperaturen auf oft bis nur 1,7°C (35°F) abzukühlen. Außerdem können aufgrund der Raumbeschränkungen innerhalb der Druckerpresse die Leitungen oft nicht so eingebaut werden, dass sie kühle Luft auf alle Druckoberflächen, die mit erhöhten Temperaturen betrieben werden, leiten. Weil diese Leitungssysteme häufig nicht alle Druckzylinder kühlen, ist das Endprodukt oft aufgrund einer Wärmeverzerrung fehlerhaft.
Es besteht daher ein Bedarf an einer Vorrichtung und einem Verfahren, um Druckzylinder rasch und effizient innerhalb von Temperaturbereichen zu halten, die keine Substrat-Verzerrung bewirken. Es besteht ein besonderer Bedarf an einer Vorrichtung und einem Verfahren, um Druckpresse-Zylinder wirtschaftlich und wirksam auf Temperaturen (z. B. von unter 37,8°C/100°F) zu halten, um zu gewährleisten, dass ein gedrucktes Produkt von optimaler Qualität erreicht wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Erfindung erfüllt im Wesentlichen die zuvor erwähnten Bedürfnisse der Industrie durch Vorsehen eines Drucksystems, welches Drucksystem einen Gummituch-Zylinder, Transfer-Elemente, wie Druckzylinder und Transfer-Zylinder, und eine Einheit zum Lenken eines Luftstroms auf den Abdruck umfasst. Der vorliegende Luftstrom-Temperaturbereich kann eine Temperatur sein, die wirksam verhindert, dass das Substrat über eine festgelegte Grenze hinaus durch Wärme verzogen wird. Die wirksame Luftstrom-Temperatur kann auch unter einer maximal annehmbaren Temperatur des Transfer-Elements liegen. Unter bestimmten Umständen kann die vorliegende wirksame Luftstrom-Temperatur zwischen etwas über 0°C/32°F (z. B. 1,1°C/34°F) und 48,9°C/120°F; zwischen 4,4°C/40°F und 23,9°C/75°F, oder zwischen 10°C/50°F und 12,8°C/55°F liegen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Bogendruck-System, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben, vorgesehen.
Die Kühleinheit kann mindestens einen Ventilator und mindestens eine Kühlschlange aufweisen, wobei die Kühlschlange so positioniert ist, dass sie Luft kühlt, die vom Ventilator auf das Transfer-Element gelenkt wird. Die Kühlschlange kann ein Kühlmittel, wie eine gekühlte Flüssigkeit oder ein komprimierbares Gas fördern. Die Kühleinheit kann weiters einen Temperaturfühler umfassen, der mit dem Ventilator elektrisch verbunden ist, um die Temperatur eines Transfer-Elements zu messen. Der Fühler kann ein berührungsfreier Infrarot-Fühler sein. Die vorliegende Erfindung kann weiters eine Steuereinheit aufweisen, die mit dem Fühler, dem Ventilator und einer Pumpe oder einem Ventil elektrisch verbunden ist. Die Steuereinheit aktiviert den Ventilator und die Pumpe oder das Ventil, wenn das Transfer-Element auf eine bezeichnete Temperatur erhitzt ist, wobei die bezeichnete Temperatur vom Fühler erfasst wird. Die Pumpe oder das Ventil zirkuliert dann Kühlmittel durch die Kühlschlange.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Halten eines in Betrieb befindlichen Transfer-Elements innerhalb eines bezeichneten Temperaturbereichs, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 15 angegeben. Das Verfahren umfasst das Vorsehen eines Kühlsystems und das Lenken eines Luftstroms auf das Transfer-Element. Das Kühlsystem kann mindestens einen Ventilator und eine Kühlschlange aufweisen. Der Luftstrom kann durch die Kühlschlange gekühlt und vom Ventilator erzeugt werden. Die Kühlschlange kann ein Kältemittel, wie gekühltes Wasser oder ein komprimierbares Gas fördern.
Noch weiters ist ein Verfahren zum Einbauen einer Kühleinheit für einen Drucker-Zylinder vorgesehen, welches Verfahren das Vorsehen der Kühleinheit und das Positionieren der Kühleinheit, um einen Luftstrom auf ein Transfer-Element zu lenken, aufweist. Die Kühleinheit kann mindestens einen Ventilator, eine Kühlschlange und eine Pumpe oder ein Ventil aufweisen. Der Ventilator kann einen Luftstrom erzeugen, welcher durch die Kühlschlange gekühlt und auf das Transfer-Element gelenkt wird. Die Pumpe kann ein Kühlfluid durch die Kühlschlange zirkulieren.
Ein Ziel dieser Erfindung ist es, eine Vorrichtung vorzusehen, um ein Transfer-Element in einem Temperaturbereich zu halten, der wirksam ist, um zu gewährleisten, dass sich die Substrat-Verzerrung innerhalb zulässiger Grenzen hält.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, eine Drucker-Baueinheit mit einer Vorrichtung nachzurüsten, um die darin befindlichen Transfer-Elemente innerhalb eines wirksamen oder gewünschten Temperaturbereichs zu halten.
Es ist ein Vorteil dieser Erfindung, dass die Transfer-Element-Temperaturen mit weniger Energie, als zuvor möglich, in den gewünschten Temperaturbereichen gehalten werden können.
Es ist ein weiterer Vorteil dieser Erfindung, dass trotz der Platzbeschränkungen innerhalb der Druckerpresse-Einheit jedes Transfer-Element in einem gewünschten Temperaturbereich gehalten werden kann.
Es ist noch ein weiterer Vorteil dieser Erfindung, dass jedes Transfer-Element ohne die Ausgaben und die Mühen, die früher notwendig waren, um Luftleitungen einzubauen, innerhalb eines gewünschten Temperaturbereichs gehalten werden kann.
Zusätzliche Ziele, Vorteile und Merkmale verschiedener Ausführungsformen der Erfindung sind teilweise in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt und werden dem Fachmann teilweise nach Überprüfung des Folgenden offenbar oder können durch Ausüben der Erfindung erfahren werden. Die Ziele und Vorteile verschiedener Ausführungsformen der Erfindung können mittels der in den angefügten Patentansprüchen besonders hervorgehobenen Instrumente und Kombinationen realisiert und erreicht werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Bogendruck-Presse mit einer Strahlungs-Härtungsquelle und einem Kühlsystem der vorliegenden Erfindung; und
2 ist eine perspektivische Ansicht des Kühlsystems der 1.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Eine typische Druckerpresse weist viele separate Druckeinheiten auf. Jede Einheit setzt der Reihe nach Tinte oder ein anderes Druckmedium, wie Beschichtungsmaterialien, auf ein Bogen-Substrat, wie Papier oder Kunststoff, ab. Somit ist ein fertiges gedrucktes Produkt das Ergebnis zahlreicher, der Reihe nach durch Druckeinheiten abgelagerter Abbildungen.
In 1 ist eine beispielhafte Einheit der Druckzylinder-Baueinheit dieser Erfindung allgemein bei 100 gezeigt und weist einen Stützrahmen 102, eine Mehrzahl von Tintenzylindern 104, einen Gummituch-Zylinder 106, einen Druckzylinder 108, einen Transferzylinder 110, eine Strahlungsquelle 112 und eine Kühleinheit 114 auf. Nur ein Teil des Stützrahmens 102 ist in 1 gezeigt. Der Stützrahmen 102 (und gegebenenfalls ein Brückengestell) umschließt die Einheit 100 teilweise und hält die Tintenzylinder 104, den Gummituch-Zylinder 106, den Druckzylinder 108, die Transferzylinder 110, die Strahlungsquelle 112 und die Kühleinheit 114 in ihrer Position fest.
Die Tintenzylinder 104 fördern Tinte von einem (nicht gezeigten) Reservoir zum Gummituch-Zylinder 106. Der Gummituch-Zylinder 106 lagert die Tinte auf dem Substrat ab, wenn das Substrat zwischen dem Gummituch-Zylinder 106 und dem Druckzylinder 108 positioniert ist. In dieser Ausführungsform ist der Transfer-Zylinder 110 als Prisma dargestellt. Der vorliegende Transfer-Zylinder kann jedoch jede zum Transfer von Substrat-Bögen geeignete Geometrie aufweisen. Bogen-Substrate werden in Rich tung des Pfeiles 116 durch den Transfer-Zylinder 110 befördert und werden in Richtung der Pfeile 118 durch den Druckzylinder 108 befördert, wenn das Substrat bedruckt wird. Bogen-Substrate werden durch einen weiteren (nicht gezeigten) Transfer-Zylinder vom Druckzylinder 108 weg befördert.
Nachdem die Tinte auf dem Bogen-Substrat abgelagert wurde, lenkt die Quelle 112 Strahlungsenergie (z. B. Infrarot, Ultraviolett) auf das Substrat, um die Tinte zu härten und daran zu binden. 1 zeigt die Quelle 112 so positioniert, dass sie Strahlungsenergie auf das Bogen-Substrat lenkt, wenn das Bogen-Substrat auf dem Druckzylinder 108 positioniert ist. Die Quelle 112 kann jedoch auch so positioniert sein, dass sie Strahlungsenergie auf Bogen-Substrate lenkt, die auf anderen Komponenten, wie einem Transfer-Zylinder, der das Substrat vom Druckzylinder 108 weg befördert, positioniert sind.
Wie in 2 gezeigt, weist die beispielhafte Kühleinheit 114 mindestens einen Ventilator 122, eine Schlangen-Baueinheit 124, eine Schale 126, ein Sieb 128, mindestens einen Fühler 130 und Montagebügel 131 und 132 auf. Die Ventilatoren 122 sind an der Schale 126 angebracht, so dass sie einen Luftstrom durch die Schlangen-Baueinheit 124 und das Sieb 128 erzeugen. Bei dieser Ausführungsform treiben die Ventilatoren 122 den Luftstrom durch die Schlangen-Baueinheit 124 hindurch. Bei anderen Ausführungsformen ist jedoch die Kühleinheit 114 so konfiguriert, dass die Ventilatoren Luft durch die Schlangen-Baueinheit hinduchziehen. Zur Veranschaulichung und nicht zur Einschränkung hat die Luftstrom-Temperatur einer geeigneten Ausführungsform eine Temperatur von zwischen etwa 50°F (10°C) und 55°F (12,8°C), und der Luftstrom hat eine Stärke von etwa 350 (200) cfm. Bei einer Ausführungsform werden sieben Ventilatoren in einer Kühleinheit verwendet. Eine als „Muffin-fan" auf dem Gebiet bekannte Art von Ventilator wurde erfolgreich verwendet.
Die Schlangen-Baueinheit 124 weist eine oder mehrere Schlangen 135 auf, die mit jeweiligen Eingangs- und Ausgangs-Fittings 136 und 138 in Fluid-Verbindung stehen. Die Eingangs- und Ausgangs-Fittings 136 und 138 sind eine Verbindung zu entsprechenden Kühlmittelleitungen 133 und 134. Die Kühlmittelleitungen 133 und 134 befördern wiederum ein Kühlmittel, wie (z. B.) gekühltes flüssiges Wasser zwischen den Kühlschlangen und einer Pumpe oder einem Ventil 142 (z. B. einem Magnetventil). Während bei dieser Ausführungsform gekühltes Wasser zum Kühlen des durch die Ventilatoren 122 erzeugten Luftstroms zirkuliert wird, liegt verständlicherweise jeder andere Mechanismus zum Kühlen des Luftstroms im Rahmen dieser Erfindung. Ein Durchschnittsfachmann würde leicht verstehen, wie man andere Kühlmechanismen substituiert und adaptiert. Ein solcher alternativer Kühlmechanismus verwendet ein komprimierbares Gas, wie Freon, als Kühlmittel.
Bei einigen Ausführungsformen ist die durch die vorliegende Kühleinheit erzeugte Luftstrom-Temperatur zwischen etwa 1,1°C/34°F und 12,8°C/55°F, zwischen etwa 1,1°C/34°F und 10°C/50°F und jedem darin subsumierten Bereich.
Der Fühler 130 kann ein berührungsfreier Infrarot-Fühler sein. Der vorliegende Fühler moduliert den Strom des Kühlmittels zu den Kühlschlangen und aktiviert die Ventilatoren. Der vorliegende Fühler kann einstellbar sein oder kann bei einer voreingestellten Temperatur aktiv werden. Bei dieser Ausführungsform ist der Fühler 130 mit den Ventilatoren 122 elektrisch verbunden. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch eine Steuereinheit 140 inkludieren. Die Steuereinheit 140 kann mit den Ventilatoren 122 (bei 144 angedeutet), dem Fühler 130 (bei 145 angedeutet), der Pumpe oder dem Ventil 142 (bei 146 angedeutet) in elektrischer Verbindung stehen. Wenn der Fühler 130 eine vorbestimmte Temperatur der Druck- oder Transfer-Zylinder-Oberfläche feststellt, betätigt die Steuereinheit 140 die Ventilatoren 122 und die Kühlwasserzuführungspumpe (oder öffnet das Ventil) 142. Die Steuereinheit 140 kann weiters die Ventilatoren 122 und die Kühlwasserzuführungspumpe 142 deaktivieren (oder das Ventil schließen), wenn der Fühler 130 eine niedrigere vorbestimmte Druck- oder Transfer-Zylinder-Oberflächentemperatur feststellt.
Bei noch einer anderen Ausführungsform steht die Steuereinheit 140 in elektrischer Verbindung mit mehreren der vorliegenden Kühleinheiten 114, wobei jede Kühleinheit 114 einen anderen Zylinder kühlt.
Somit kann die vorliegende Steuerung mehrere Kühleinheiten steuern, um mehrere Zylinder zu kühlen.
Diese Zylinder können innerhalb identischer oder unterschiedlicher Temperaturbereiche gehalten werden. Es wird auch erwogen, dass die vorliegende Steuereinrichtung eine Warneinrichtung inkludiert. Die Warneinrichtung würde ausgelöst, wenn der überwachte Zylinder eine vorbestimmte Temperatur erreicht.
Wenn z. B. ein überwachter Zylinder eine Temperatur von 40,6°C/105°F erreicht und die maximale wirksame Transfer-Element-Temperatur 37,8°C/100°F ist, könnte es sein, dass das Kühlsystem nicht funktioniert. Daher würde das Warnsignal die Bediensteten warnen, dass das Kühlsystem nicht wirksam ist.
Die Bügel 131 und 132 sind so konfiguriert, dass sie das vorliegende Kühlsystem in einem gewünschten Abstand von einem Transfer-Element, wie dem Druckzylinder 108 oder dem Transfer-Zylinder 110, positionieren, beispielsweise indem sie am Stützrahmen 102 befestigt sind. Das vorliegende Kühlsystem kann in einem Abstand von einem Transferelement positioniert sein, so dass der vom Kühlsystem erzeugte Luftstrom das Transferelement innerhalb eines gewünschten oder wirksamen Temperaturbereichs halten wird (nachstehend besprochen). Bei einigen Ausführungsformen ist das Kühlsystem 114 so positioniert, dass das Sieb zwischen etwa zwei und drei Zoll oder etwa zwei Zoll vom Transferelement entfernt ist.
Ein Teil der Strahlungsenergie von der Quelle 112 härtet (trocknet) das Druckmedium und bindet es an das Substrat. Ein anderer Teil der Strahlungsenergie wird als Wärme vom Substrat und dem Transferelement absorbiert. Nach dem Absorbieren der Strahlungsenergie wird das erwärmte Substrat vom Transferelement weg befördert. Ein Teil der vom Transferelement absorbierten Energie wird an die Umgebungsluft abgestrahlt. Die Temperatur des Transferelements wird jedoch durch den Rest der absorbierten Strahlungsenergie erhöht.
Das typische Druckbild ist ein Mosaik oder ein Verbund aus mehreren Bild-Komponenten, die von Druckeinheiten, wie der in 1 gezeigten, der Reihe nach gedruckt wurden. Somit ist ein fertiges gedrucktes Produkt das Ergebnis zahlreicher, der Reihe nach gedruckter Bild-Komponenten. Jede Bild-Komponente muss in exaktem Verhältnis zu zuvor und nachfolgend gedruckten Bild-Komponenten gedruckt werden. Dies ist üblicherweise eine routinemäßig und leicht erreichte Anforderung.
Wenn jedoch Transferelemente erwärmt werden, wird Wärme auf in Kontakt damit befindliche Substrate übertragen. Als Reaktion verzerrt sich das erwärmte Substrat, dehnt sich z. B. oder zieht sich zusammen. Die Größe der Substrat-Verzerrung wird durch Faktoren, wie die Art des Materials, aus welchem das Substrat erzeugt ist, und die Abmessungen (z. B. Länge, Breite, Dicke) des Substrats, bestimmt.
Somit weicht die Ausrichtung (Passgenauigkeit) der Bild-Komponenten sowohl hinsichtlich der Menge der vom Substrat absorbierten Wärme, der Art des Substratmaterials als auch der Substrat-Abmessungen ab. Beispielsweise dehnen sich einige Kunststoffsubstrate mehr als andere, und ziehen sich einige Papiersubstrate zusammen, wenn sie Wärme ausgesetzt werden.
Es ist somit wesentlich, die Transferelemente innerhalb eines Temperaturbereichs zu halten, so dass eine Substrat-Verzerrung und folglich das Abweichen von einer Ausrichtung (Passgenauigkeit) innerhalb zulässiger Grenzen liegt.
Die zulässigen Grenzen einer Substrat-Verzerrung sind in Abhängigkeit von Faktoren, wie der Anzahl der vorhandenen Bild-Komponenten und der verwendeten Farben, verschieden. In vielen Fällen betragen jedoch die zulässigen Grenzen einer Substrat-Verzerrung weniger als 1/1000 Zoll, weniger als 1/100 Zoll oder weniger als 1/64 Zoll.
Es wird in Erwägung gezogen, dass der wirksame Temperaturbereich für durch die vorliegende Erfindung gekühlte Transferelemente jede Transferelement-Temperatur umfasst, die zu einer Substratverzerrung innerhalb zulässiger Verzerrungsgrenzen führt, wie oben besprochen. Um die Substrat-Verzerrung innerhalb zulässiger Grenzen zu halten, kann in einigen Fällen die vorliegende Transferelement-Temperatur auf zwischen einer Umgebungsluft-Taupunkt-Temperatur (nächst dem Transferelement) und 48,9°C/120°F, zwischen einer Temperatur geringfügig über einer Umgebungsluft-Taupunkt-Temperatur (z. B. 1,1°C/34°F über dem Taupunkt der Umgebungsluft) und 48,9°C/120°F, zwischen 15,6°C/60°F und 48,9°C/120°F, zwischen 32,2°C/90°F und 35°C/95°F oder jedem darin subsumierten Bereich gehalten werden.
Die Transferelement-Temperaturen werden durch die Temperaturen des durch das vorliegende Kühlsystem erzeugten Luftstroms gesteuert. Zu diesem Zweck wird in Erwägung gezogen, dass eine wirksame Luftstrom-Temperatur jede Temperatur inkludiert, die die vorliegenden Transferelemente auf einer Temperatur hält, die zu einer Substrat-Verzerrung innerhalb zulässiger Grenzen führt. Unter bestimmten Umständen ist die Substratverzerrung auf zulässige Grenzen eingeschränkt, wenn die vorliegende Luftstrom-Temperatur zwischen geringfügig über dem Gefrierpunkt (z. B. 1,1°C/34°F) und 48,9°C/120°F, zwischen 4,4°C/40°F und 23,9°C/75°F, zwischen 10°C/50°F und 12,8°C/55°F oder jedem darin subsumierten Bereich liegt.
Luftstrom-Temperaturen werden durch die Temperaturen von Wasser (oder anderen Kühlmitteln), die innerhalb der vorliegenden Kühlschlangen zirkuliert werden, bestimmt. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung wird eine wirksame Wassertemperatur als eine solche angesehen, die jede Wassertemperatur umfasst, welche zu einer Substratverzerrung führt, die innerhalb zulässiger Grenzen liegt. Unter bestimmten Umständen ist die Substratverzerrung auf zulässige Grenzen eingeschränkt, wenn die vorliegende Wassertemperatur geringer als der wirksame Transferelement-Temperaturbereich, etwas höher als der Gefrierpunkt (z. B. 1,1°C/34°F), zwischen 0°C/32°F und 48,9°C/120°F, zwischen 0°C/32°F und 4,4°C/40°F, oder jeder darin subsumierte Bereich ist.
Das Kühlsystem dieser Erfindung bietet potentiell erhebliche Einsparungen an Energiekosten gegenüber früheren Kühlsystemen. Wie oben festgestellt, werden bei früheren Kühlsystemen Leitungen verwendet, um Luft auf Transferelemente zu lenken und diese zu kühlen. Die Luft wird typischerweise von einer einzigen Stelle, häufig außerhalb des Gebäudes, angezogen. Bei Verwendung dieser früheren Kühlsysteme muss jede auf Transferelemente gerichtete Lufteinheit zuerst von Umgebungstemperatur, z. B. 26,7°C/80°F, auf die gewünschte Temperatur, z. B. 1,1°C/34°F, gekühlt werden.
Dagegen erzeugt das vorliegende Kühlsystem einen Luftstrom unter Verwendung von Luft aus dem Inneren der Druckeinheit. Weil die Druckeinheit zumindest teilweise vom Rahmen oder der Stütze umschlossen ist, wird die Luft teilweise innerhalb der Druckeinheit gehalten und daher teilweise rezyklisiert.
Außerdem ist, weil die rezyklisierte Luft innerhalb der Druckereinheit dazu neigt, kühler als die Umgebungsluft von außerhalb der Druckereinheit zu sein, weniger Energie notwendig, damit sie auf die erwünschte Temperatur für den Luftstrom gekühlt wird.
Das vorliegende Kühlsystem kann auch leicht in beinahe jeder Bogendruck-Presse nachgerüstet werden. Die Kühleinheiten können so konfiguriert sein, dass sie in die oft kleinen Räume, die in der Druckereinheit zur Verfügung stehen, hineinpassen. Außerdem können die Leitungen, die der Kühleinheit Strom und Kühlmittel zuführen, in Räumen platziert werden, die zu klein sind, um die Luftleitungen der früheren Systeme aufzunehmen. Somit kann praktisch jeder existierende Drucker mit dem vorliegenden Kühlsystem nachgerüstet werden, ohne Durchführung einer umfangreichen Modifikation und ohne Einbau von Luftleitungen. Außerdem werden, wenn Druckereinheiten verschoben werden, die Strom- und Kühlmittelleitungen des vorliegenden Kühlsystems einfach abgeklemmt, danach am neuen Platz wieder verbunden, wogegen Luftleitungen zerlegt und danach wieder aufgebaut werden müssen, wenn frühere Kühlsysteme verwendet wurden.
Da zahlreiche Modifikationen dieser Erfindung vorgenommen werden können, ohne von deren Geist abzuweichen, ist der Umfang der Erfindung nicht auf die veranschaulichten und beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt. Statt dessen soll der Umfang der Erfindung von den beigefügten Patentansprüchen und ihren Äquivalenten bestimmt sein.

Claims

Bogendruck-System mit: einer Quelle eines Druckmediums (100); einem Stützrahmen (102), welcher zumindest teilweise das Bogendruck-System einschließt; einem Transfer-Element (104; 106; 108; 110), welches drehbar vom Stützrahmen abgestützt ist; einer Kühleinheit (114), die konfiguriert ist, einen gekühlten Luftstrom zu erzeugen und auf das Transfer-Element zu lenken, welcher gekühlte Luftstrom das Transfer-Element in einem wirksamen Temperaturbereich hält, so dass das Substrat, welches bedruckt wird, sich weniger verzieht als ein zulässiges Substrat-Verzugs-Limit; und wobei der gekühlte Luftstrom im Wesentlichen aus Luft erzeugt wird, die zumindest teilweise im Stützrahmen vorhanden ist und zuvor von der Kühleinheit gekühlt wurde; gekennzeichnet durch eine Quelle (112) zum Lenken von Ultraviolett-Strahlungsenergie auf ein mit dem Druckmedium bedrucktes Substrat; und wobei sich die Quelle teilweise innerhalb des Stützrahmens befindet und nächst dem Transfer-Element positioniert ist und ein Teil der Strahlungsenergie vom Transfer-Element absorbiert wird, wodurch eine Temperatur des Transfer-Elements erhöht wird.
Drucksystem nach Anspruch 1, bei welchem das Transfer-Element ausgewählt ist aus einem Transfer-Zylinder und einem Druckzylinder.
Drucksystem nach Anspruch 1, bei welchem das zulässige Substrat-Verzugs-Limit 0,4 mm (1/64 Zoll) oder 0,25 mm (1/100 Zoll) oder 0,025 mm (1/1000 Zoll) ist.
Drucksystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem die Transfer-Element-Temperatur zwischen einer Umgebungsluft-Taupunkt-Temperatur und 49°C (120°F) oder zwischen einer Tempe ratur geringfügig über einer Umgebungsluft-Taupunkt-Temperatur und 49°C (120°F) oder zwischen 15,5°C (60°F) und 49°C (120°F) oder zwischen 32°C (90°F) und 35°C (95°F) gehalten wird.
Drucksystem nach einem vorhergehenden Anspruch, bei welchem der Luftstrom eine Temperatur von geringfügig über dem Gefrierpunkt von Wasser und 49°C (120°F) oder zwischen 4°C (40°F) und 24°C (75°F) oder zwischen 10°C (50°F) und 13°C (55°F) hat.
Drucksystem nach einem vorhergehenden Anspruch, bei welchem die Kühleinheit aufweist: mindestens einen Ventilator (122), und mindestens eine Kühlschlange (135), die ein Kühlmittel befördert und so positioniert ist, dass sie Luft kühlt, die vom Ventilator auf das Transfer-Element gelenkt wird.
Drucksystem nach Anspruch 6, bei welchem das Kühlmittel eine Temperatur hat, die niedriger als die Temperatur des Transfer-Elements ist oder eine Temperatur zwischen 0°C (32°F) und 49°C (120°F) oder zwischen 0°C (32°F) und 4°C (40°F) hat.
Drucksystem nach Anspruch 6 oder 7, bei welchem das Kühlmittel eine gekühlte Flüssigkeit umfasst.
Drucksystem nach Anspruch 8, bei welchem die gekühlte Flüssigkeit Wasser umfasst.
Drucksystem nach Anspruch 6 oder 7, bei welchem das Kühlmittel ein komprimierbares Gas umfasst.
Drucksystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, weiters mit einem Temperaturfühler (130), der mit dem Ventilator elektrisch verbunden ist, wobei der Temperaturfühler die Temperatur des Transfer-Elements misst.
Drucksystem nach Anspruch 11, bei welchem der Temperaturfühler einen berührungsfreien Infrarot-Fühler umfasst.
Drucksystem nach Anspruch 11 oder 12, welches weiters eine Steuereinheit (140) und eine Pumpe oder ein Ventil (142) um fasst, wobei die Steuereinheit mit dem Fühler, der Pumpe oder dem Ventil und dem Ventilator elektrisch verbunden ist und den Ventilator und die Pumpe oder das Ventil aktiviert, wenn das Transfer-Element auf eine bezeichnete Temperatur erhitzt ist.
System nach Anspruch 13, bei welchem die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass die bezeichnete Temperatur von einer Aufsichtsperson eingestellt werden kann.
Verfahren zum Halten eines einen Bogendrucker betreibenden Transfer-Elements (104; 106; 108; 110) innerhalb eines bezeichneten Temperaturbereichs, umfassend: das Transfer-Element, das von einem Stützrahmen (102) zumindest teilweise eingeschlossen und abgestützt ist; eine Kühleinheit (114), die mindestens einen Ventilator (122) und eine Kühlschlange (135) aufweist; das Lenken eines Luftstroms auf das Transfer-Element, wobei der Luftstrom von der Kühlschlange gekühlt und vom Ventilator erzeugt wird; und wobei mindestens ein Teil des Luftstroms aus der zuvor von der Kühleinheit gekühlten Luft erzeugt wird; dadurch gekennzeichnet, dass das Transfer-Element von einer Quelle für Ultraviolett-Energie (112) erhitzt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem die Kühlschlange gekühltes Wasser oder ein komprimierbares Gas befördert.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei welchem der Luftstrom als Antwort auf die Ablesung eines Temperaturfühlers gelenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, bei welchem eine Steuereinheit mit dem Temperaturfühler (130), dem Ventilator und einer Pumpe oder einem Ventil (142), welche(s) Kühlmittel durch die Kühlschlange zirkuliert, elektrisch verbunden ist, und bei welchem der Luftstrom durch die Steuereinheit (140) als Antwort auf eine Ablesung vom Temperaturfühler initiiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei welchem der Luftstrom als Antwort auf eine Ablesung von einem berührungslosen Infrarot-Fühler gelenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, welches weiters umfasst: das Positionieren der Kühleinheit, um den Luftstrom auf das Transfer-Element zu lenken; wobei das Transfer-Element durch Ultraviolett-Strahlung erhitzt wird und der Luftstrom aus Luft innerhalb des Stützrahmens, die zuvor durch die Kühleinheit gekühlt wurde, erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 20, welches weiters das elektrische Verbinden eines Wärmefühlers (130) mit dem Ventilator und der Pumpe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, welches weiters das elektrische Verbinden eines berührungslosen Infrarot-Fühlers mit dem Ventilator und der Pumpe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 22, welches weiters das elektrische Verbinden einer Steuereinheit (140) mit dem Fühler, dem Ventilator und der Pumpe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, bei welchem die vorgesehe Pumpe gekühltes Wasser durch die Kühlschlange zirkuliert oder bei welchem die vorgesehene Pumpe einen Kompressor inkludiert, der ein durch die Schlange zu zirkulierendes, komprimierbares Gas komprimiert.