DE9004745U1 - Coating unit for a printing press - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Lackierwerk für eine Druckmaschine nach den im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a coating unit for a printing machine according to the features specified in the preamble of claim 1.
Ein solches Lackierwerk findet sich in der DE 36 41 213 Al wiedergegeben. Ein angeordnetes Lackierwerk oder ein in ein Druckwerk integriertes La-ck£ert"csk ermöglicht es, den Bedruckstcff inline zu veredeln, indem -der Bedruckung weitere, in> Einzelferbendruck oder Übereinanderdruck nicht erzielbare optische EigesseL-Jten verliehen werden. Zusätzlich bewirkt die lackierte Lackschkht Scheueriestigkc. , Verhindern des Verblockess im Stapel und sofortige Weiterverarbeituiegsaiögüchkeit.Such a coating unit is described in DE 36 41 213 A1. An arranged coating unit or a coating unit integrated into a printing unit enables the printing material to be refined inline by giving the print additional optical properties that cannot be achieved with single-color printing or overprinting. In addition, the coated coating has abrasion resistance, prevents blocking in the stack and enables immediate further processing.
Als Tsfl der hohe Druckqual&r; &iacgr;&iacgr;&bgr;&dgr;&kgr;&tgr;&ngr;&iacgr;-&eeacgr;&igr; Dmckrni^chine wird vom LackiVrwerk Zuverlässigkeit und Veraiüeitungsgütezas .'"dest auf der Stufe der anderen Prozeßschritte dar Druck—--schine veiingt Für den eingesetzten * sck bedeutet diese Forderung gleichmäßige Verarbeitungseigenschaften. Die rr r:! Tscher Größen des Lacks müssen konstant und auf den bestimmten Verarbeitungsfall eingestellt sein.As a result of the high printing quality, the printing machine is required by the coating plant to ensure reliability and processing quality, at least at the level of the other process steps. For the printing machine used, this requirement means uniform processing properties. The coating sizes must be constant and adjusted to the specific processing case.
Als Gemisch bestimmter Komponenten weist der Lack unterschiedlich verdampfende Anteile auf. Demnach ist es erforderlich, die Fließeigenschaften des Lacks zu kontrollieren ^d einzugreifen, wenn sich die Viskosität durch z.B. Eintrocknen störend verändert. Dadurch kann sich die Filmübertragung des Lacks mit Hilfe der Auftragswalze verschlechtern, weiterhin verändert sich dabei das Förderverhalten des Lacks, so daß die apparativen Einrichtungen des Lackierwerks beeinträchtigt werden können.As a mixture of certain components, the paint has different evaporating proportions. It is therefore necessary to control the flow properties of the paint and to intervene if the viscosity changes in a disruptive way, for example due to drying. This can impair the film transfer of the paint using the application roller and also change the conveying behavior of the paint, which can affect the equipment in the paint shop.
Das Versorgungssystem des Lacks ist schon von der Seite der Lackzufuhr zum Lackkasten, in dem die Schöpfwalze umläuft, als offen zu betrachten. Neben dem Eintrocknen durch die Begleiterscheinung des Verdampfens bzw. Verdunstens können auch viskositätsver· ändernde Verschmutzungen in das Lacksystem gelangen.The paint supply system is to be considered open from the paint feed side to the paint box, in which the scoop roller rotates. In addition to drying out due to the accompanying phenomenon of evaporation or vaporization, viscosity-changing contaminants can also enter the paint system.
Bei dem Lackierwerk nach der DE 36 41 213 Al befindet sich der zum Lackkasten zirkulierende Lack in einem thermostatisierten Kessel, der mit einem Viskosimeter versehen ist, das auf ein Verdünnerzufuhr regelndes Ventil wirkt. Im Falle des Feststeilens eingedickter Konsistenz des Lacks fließt Verdünnungsflüssigkeit zu, die im Kessel mit demIn the paint shop according to DE 36 41 213 Al, the paint circulating to the paint box is in a thermostated tank, which is equipped with a viscometer that acts on a valve that regulates the thinner supply. If the paint has a thickened consistency, thinning liquid flows in, which is mixed with the
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bereitstehenden Lack vermischt wird. Daraufhin wird der in der Viskosität eingestellte Lack über eine Pumpe in die Lackwanne gefördert. Ein Rücklauf aus der Lackwanne und ein vorgesehener, überschüssigen Lack zum Kessel zurückbefördernder Kreislauf münden im Kessel.The paint, which has been adjusted to the viscosity, is then pumped into the paint tank. A return line from the paint tank and a circuit designed to return excess paint to the tank open into the tank.
Das Viskosimeter ist als einzelnes, in den Kessel von oben eintauchendes Meßgerät dargestellt. Demnach arbeitet es offensicMJeb s?oh e!nem bei Laborgeräten üblichem Meßprinzip, vA& beim Kugelfallviskosimeter odet Rotationsviskosimeter verwirklicht.The viscometer is shown as a single measuring device that is immersed in the vessel from above. It therefore obviously works according to a measuring principle that is common in laboratory devices, especially in falling ball viscometers or rotational viscometers.
Nachteilig ist dabei, daß sich die Messung der Viskosität des Lacks nur auf den an einer bestimmten Kesselstelle befindlichen Lack bezieht. Falls von dieser Stelle, die nicht in homogener Verbindung zu anderen, Lack umfassenden Stellen steht, mangelhafte Viskosität gemeldet wird, wird die Viskositätseinstellung fehllaufen. Als Aufgabe stellt sich deshalb, an der den Lack aufnehmenden Apparatur ein Viskosimeter anzuordnen, das unempfindlich und repräsentativ für die gesamte Einsatzmenge an Lack arbeitet.The disadvantage here is that the measurement of the viscosity of the paint only relates to the paint at a specific point in the tank. If this point, which is not homogeneously connected to other points containing paint, reports insufficient viscosity, the viscosity setting will fail. The task is therefore to arrange a viscometer on the device receiving the paint that is insensitive and representative of the entire amount of paint used.
Diese Aufgabe wird durch Anwendung der im Schutzanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.This problem is solved by applying the measures specified in claim 1.
Mit der Lösung wird die Viskositätsmessung im geschlossenen System verwirklicht, so daß freie Lackoberflächen vermieden süid und davon ausgehende Meßfehler nicht auftreten können. Das geschlossene System bietet aufgrund der kompakten Bauweise günstige Temperaturverteilung, weil durch Luftströmung und Luftwärmeübertragung verursachte Temperaturgefälle wegfallen. Apparativ gesehen ist das Viskositätsmeßteil sowohl fest integrierbar, als auch als zusätzliches Teil adaptierbar, weil es sowohl aktiv in das Leitungsoder Fördersystem in Reihe als auch als passives Bauteil geschaltet werden kann. Als passives Bauteil fungiert es wie eine Probennahmeapparatur, von der auch für Meßzwecke ausreichende kleine Mengen zurückgeführt oder abgeführt werden können.The solution enables viscosity measurement in a closed system, so that exposed paint surfaces are avoided and measurement errors resulting from them cannot occur. The closed system offers favorable temperature distribution due to its compact design, because temperature gradients caused by air flow and air heat transfer are eliminated. In terms of equipment, the viscosity measuring part can be either permanently integrated or adapted as an additional part, because it can be actively connected in series to the pipe or conveyor system or as a passive component. As a passive component, it functions like a sampling device, from which small quantities sufficient for measurement purposes can be returned or discharged.
Die Viskosität des Lackes richtet sich in der Regel nach Erfahrungswerten, die vom praktischen Einsatz des Meßbechers stammen. Bei der manueikn Methode mit Meßtocher wird die Auslaufzeit festgestellt und daraus Rückschlüsse gezogen, ob zu verdünnen oder zu verdicken ist. In Anlehnung an die praxiseingeführte Methode mit Meßbecher werdenThe viscosity of the paint is usually based on experience gained from the practical use of the measuring cup. In the manual method with a measuring cup, the flow time is determined and conclusions are drawn from this as to whether the paint should be thinned or thickened. Based on the practical method with a measuring cup,
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die von der viskosimetrischen Meßeinrichtung im Lackierwerk kommenden Meßwerte zu den Meßbecher-Auslaufzeiten in Relation gesetzt, damit dem Bedienungspersonal die Orientierung erleichtert wird. Die Meß- und Anzeigewerte sind folglich keine Absolutwerte bezüglich der dynamischen oder kinematischen Viskosität, sondern bestehen aus die Viskositätskontrolle ermöglichenden Relativwerten. Die Meßgröße besteht als Bezugsoder Ersatz.größe für die Viskosität.The measured values from the viscometric measuring device in the paint shop are related to the measuring cup run-out times to make it easier for the operating personnel to orientate themselves. The measured and displayed values are therefore not absolute values with regard to the dynamic or kinematic viscosity, but consist of relative values that enable viscosity control. The measured value exists as a reference or substitute value for the viscosity.
Die Viskositätseinstellung erfolgt über vorbestimmte Zufuhrmengen an Lack als hochviskoser Komponente und an Verdünner als niedrigviskoser Komponente. Die jeweilige Zufuhrmenge resultiert vom Volumen bzw. der Füllmenge der eingesetzten Dosierpumpen, einerseits Lackpumpe, andererseits Verdünnerpumpe.The viscosity is adjusted using predetermined amounts of paint as a high-viscosity component and thinner as a low-viscosity component. The respective amount of paint supplied is the result of the volume or filling quantity of the metering pumps used, one being the paint pump and the other being the thinner pump.
Das Dosiervolumen ist bevorzugt einheitlich von Zuführschritt zu Zuführschritt, es kann sich jedoch genauso gut auf von Mal zu Mal veränderliche Mengen beziehen. Die Dosiervolumina sind abgestimmt auf die Gesamtmenge an Lack im Lackierwerksystem, damit genügend Spielraum zum Ausregeln der Viskosität besteht. Die günstigste Auslegung ergibt sich daraus, daß zu kleine Zudosiermengen den Einstellvorgang lang gestalten, wohingegen zu hohe Zudosiermengen sofort zu einer nicht rückgängig zu machenden Fehleinstellung führen können.The dosing volume is preferably uniform from feed step to feed step, but it can just as easily refer to quantities that vary from time to time. The dosing volumes are adjusted to the total amount of paint in the paint system, so that there is enough scope to regulate the viscosity. The most favorable design is that too small dosing quantities make the adjustment process long, whereas too high dosing quantities can immediately lead to an incorrect adjustment that cannot be reversed.
Die viskosimetrische Meßeinrichtung besteht aus einer Meßpumpe, mit der die zu kontrollierende Lackflüssigkeit in ein bzw. durch ein definiertes Strömungselement gepumpt wird. Beispielsweise verschiebt sich dij- mit einer konstanten oder veränderlichen Kraft beaufschlagte Kolben einer Kolbenpumpe in bestimmter Weg-Zeit-Beziehung, während der Lack als Meßflüssigkeit durch den Pumpenaustritt geschoben wird. Der Pumpenaustritt ist als Kapillarrohr darstellbar. Der Kolben der Kolbenpumpe ist hierbei als Zwangsförderglied zu sehen. Das Zwangsförderglied kann ebenso die Schaufel einer oder das Blatt einer Rotationspumpe oder die Membran einer Membranpumpe sein.The viscometric measuring device consists of a measuring pump with which the paint liquid to be checked is pumped into or through a defined flow element. For example, the piston of a piston pump, which is subjected to a constant or variable force, moves in a certain distance-time relationship, while the paint as the measuring liquid is pushed through the pump outlet. The pump outlet can be represented as a capillary tube. The piston of the piston pump can be seen as a forced conveying element. The forced conveying element can also be the blade of a rotary pump or the blade of a diaphragm pump.
Die Meßpumpe kann sowohl kontinuierlich mit Gewinnung fortlaufender Meßwerte als auch diskontinuierlich mit Gewinnung mit in Zeitintervallen einzeln gewonnenen Meßwerten laufen. Im Bypass-System arbeitet die Meßpumpe in einem Nebenzweig, eingeschaltet in eine Leitung des Leitungssystems arbeitet die Meßpumpe direkt in der Strömung, die zwischen Zulauf zur Lackwanne und Ablauf von der Lackwanne eingerichtetThe measuring pump can run both continuously, obtaining continuous measured values, and discontinuously, obtaining measured values obtained individually at time intervals. In the bypass system, the measuring pump works in a secondary branch; when connected to a line in the line system, the measuring pump works directly in the flow, which is set up between the inlet to the paint tank and the outlet from the paint tank.
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Das Zustandekommen der gewünschten Viskosität ist auch über ein Mehrwegventil tffzielbar, wobei die zugeführten Mengen an Lack oder Verdünner durch die Winkelstellung des Mehrwegmischers bestimmt sind.The desired viscosity can also be achieved using a multi-way valve, whereby the quantities of paint or thinner supplied are determined by the angle position of the multi-way mixer.
Im Folgendem wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.In the following, an embodiment of the invention is described with reference to the drawing.
Dem Lsckicrwcrk A jnit scins» siföirningstechnischs" Einrichtungen ist dns Versorgun010-teil B zur Bereitstellung verarbeitbaren Lacks zugeordnet. Der Lack befindet sich bevorratet in Lackkessel 1. Daneben besteht ein Verdünnerbehältnis 2. Die zu verbrauchende Lackflüssigkeit befindet sich im Mischbehälter 3.The paint shop A with its "sifting technology" facilities is assigned to the supply section B for the provision of processable paint. The paint is stored in paint tank 1. Next to it is a thinner container 2. The paint liquid to be used is in the mixing container 3.
Entsprechend dem Betrieb der Druckmaschine mit Lackierbeginn und Lackierende beim Auflagendruck ist ein bestimmter Funktionsablauf beim Versorgungsteil B eingerichtet, der sich in drei Phasen gliedert. Die Phase 1 betrifft das Füllen des Mischbehälters 3. Hierzu wird Lack aus dem Lackkessel 1 mittels einer Pumpe 4 in den Mischbehälter 3 gefördert. Nachdem im Mischbehälter 3 bestmöglich gemischt werden soll, ist ein Rührer 5 angeordnet, der sich aufgrund des Rückstosses beim Einströmen des Lacks im Innern des Mischbehälters 3 dreht. Am Mischbehälter 3 ist eine Niveauregelung 6 angeordnet. Bei der Phase des Füllens des Mischbehälters 3 wird das untere Niveau angesteuert. Dadurch besteht für spätere Mengenzufuhr, dis der Einstellung der Viskosität dient, noch Reserve.According to the operation of the printing machine with the start and end of varnishing during the print run, a specific functional sequence is set up in the supply part B, which is divided into three phases. Phase 1 concerns the filling of the mixing container 3. For this purpose, varnish is pumped from the varnish tank 1 into the mixing container 3 by means of a pump 4. To ensure the best possible mixing in the mixing container 3, a stirrer 5 is arranged, which rotates due to the recoil when the varnish flows in inside the mixing container 3. A level control 6 is arranged on the mixing container 3. During the filling phase of the mixing container 3, the lower level is controlled. This means that there is still a reserve for later addition of quantities, which is used to adjust the viscosity.
Nach der Phase 1 des Zulaufs von Lack aus dem Lackkessel 1 in den Mischbehälter 3 folgt die Phase 2 zum Zwecke der Mischung der Lackflüssigkeit im Mischbehälter 3. Hierzu strömt die Lackflüssigkeit über einen koaxial zur Achse des Mischbehälters 3 angeordneten Saugstutzen 7 zur Saugseite der Pumpe 4, die die umgewälzte Menge an Lackflüssigkeit über einen Zulaufstutzen 8 zurück in den Mischbehälter 3 drückt. Der auch zum Füllen benutzte Zulaufstutzen 8 ist ebenso wie der Saugstutzen 7 koaxial zur Achse des Mischbehälters 3 angeordnet. Rührer 5, Saugstutzen 7 und Zulaufstutzen 8 besitzen in kompakter Bauweise eine Achse.After phase 1 of the supply of paint from the paint tank 1 into the mixing container 3, phase 2 follows for the purpose of mixing the paint liquid in the mixing container 3. For this purpose, the paint liquid flows via a suction nozzle 7 arranged coaxially to the axis of the mixing container 3 to the suction side of the pump 4, which presses the circulated amount of paint liquid back into the mixing container 3 via an inlet nozzle 8. The inlet nozzle 8, which is also used for filling, is arranged coaxially to the axis of the mixing container 3, just like the suction nozzle 7. Stirrer 5, suction nozzle 7 and inlet nozzle 8 have one axis in a compact design.
Die Phase 3 betrifft denjenigen Betriebszustand, mit dem Lackflüssigkeit aus demPhase 3 concerns the operating state with which paint fluid is removed from the
Versorgungsteil B an das Lackierwerk A zuleitbar ist. Dieser Betriebszustand bedingt die richtige Einstellung der Viskosität bzw. des Fließverhaltens der Lackflüssigkeit.Supply part B can be fed to the paint shop A. This operating state requires the correct setting of the viscosity or flow behavior of the paint liquid.
Die richtige Viskosität entsteht je nachdem durch Zufuhr von Verdünner aus den Verdünnerbehältnis 2 oder, wenn die Lackflüssigkeit schon zu dünn ist, durch Zufuhr von Lack aus den Lackkessel 1. Für die Zufuhr von Verdünner oder Lack sind jeweils Kolbenpumpen vorgesehen, siehe die aus einer Leitung von Lackkessel 1 auf einen Sammler 9 speisende Lackpumpe 10 und die aus dem Verdünnerbehältnis 2 auf den Sammler 9 speisende Verdünnerpumpe 11.The correct viscosity is achieved by adding thinner from the thinner container 2 or, if the paint liquid is already too thin, by adding paint from the paint tank 1. Piston pumps are provided for the supply of thinner or paint, see the paint pump 10 feeding from a line from the paint tank 1 to a collector 9 and the thinner pump 11 feeding from the thinner container 2 to the collector 9.
Die Zufuhr von Verdünner oder Lack entscheidet sich anhand der mit der Meßeinrichtung 12 vorgenommenen Viskositätsmessung.The supply of thinner or varnish is decided on the basis of the viscosity measurement carried out with the measuring device 12.
Hierbei wird mit der Meßpumpe 13 Lackflüssigkeit aus dem Sammler 9 aufgezogen und durch ein Kapillarteil 14 wieder in den Sammler 9 zurückgedrückt. Das Meßsignal wird gebildet mit Hilfe des Zeitintervalls, daß der Kolben zum Zurücklegen eines Wegs zwischen zwei Wegmarken braucht. Dieses Zeitintervall stellt den Bezugswert für eine bestimmte Viskosität dar. Ist die Lackflüssigkeit dünner, verkürzt sich der Ausstoßvorgang und damit das Zeitintervall; ist die Lackflüssigkeit dicker, verlängert sich entsprechend das Zeitintervall. Die Kolbenbewegung wird beispielsweise durch einen mit Konstantdruck beaufschlagten Servomotor erzeugt. Die Weg- und Zeit-Systematik ist beliebig auf die Genauigkeitsansprüche anpassbar.In this case, the measuring pump 13 draws paint fluid from the collector 9 and pushes it back into the collector 9 through a capillary part 14. The measuring signal is formed using the time interval that the piston needs to cover a distance between two distance marks. This time interval represents the reference value for a certain viscosity. If the paint fluid is thinner, the ejection process and thus the time interval are shortened; if the paint fluid is thicker, the time interval is extended accordingly. The piston movement is generated, for example, by a servo motor subjected to constant pressure. The distance and time system can be adapted as required to the accuracy requirements.
ausgewertet werden, wenn dem Kolben der Meßpumpe 13 eine Konstantgeschwindigkeitbe evaluated if the piston of the measuring pump 13 has a constant speed aufgezwungen wird.is imposed.
der Luft in Berührung stehenden Oberflächen ist der Mischbehälter 3 mit einem DeckelThe mixing container 3 is provided with a lid versehen, der zur Bildung einer guten Labyrinthdichtung zusätzlich mit einem Bundwhich is additionally provided with a collar to form a good labyrinth seal versehen ist. So ist nur ein ganz dünner Ringspalt zwischen Deckel und Wandung desThis means that only a very thin annular gap is left between the lid and the wall of the
druckseitig, also nach der Pumpe 4 mittels Verzweigung aus dem Sammler 9 oderpressure side, i.e. after the pump 4 by means of branching from the collector 9 or
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Verzweigung unmittelbar an der Druckseite der Pumpe 4 (siehe gestrichelte Linie).
Zulauf und Rücklauf vom Lackierwerk A zum Versorgungsteil B sind jeweils durch vorzeigsweise als Kugelhähne ausgebildete Ventile verschließbar. Zur Überwindung von
Strömungswiderständen ist dem Lackierwerk A eine eigene Pumpstation zugeordnet. Diese
ist vorzugsweise als doppelstufige Membranpumpe mit einer Stufe für die Zufuhr und
einer Stufe für die Wegförderung des Lacks aus der Lackwanne ausgelegt. Im Rücklauf
vom Lackierwerk A zum Versorgungsteil B befindet sich ein Filter 15.
Die Membranpumpen, lackierwerkseitig und Pumpe 4, sind pneumatisch betrieben, wozu
ein Druckluftanschluß mit Öl- und Wasserabscheider verlegt ist.Branching directly on the pressure side of pump 4 (see dashed line).
The inlet and return lines from the painting unit A to the supply part B can each be closed by valves, which are preferably designed as ball valves. To overcome flow resistance, the painting unit A is assigned its own pumping station. This is preferably designed as a double-stage diaphragm pump with one stage for supplying and one stage for removing the paint from the paint tank. There is a filter 15 in the return line from the painting unit A to the supply part B.
The diaphragm pumps, on the paint shop side and pump 4, are pneumatically operated, for which a compressed air connection with oil and water separator is installed.
Lack-. Verdünner-, Meßpump'' 10, 11, 12 sind selbstverständlich ventilgesteuert. Das zum Repeln nötige Takten der Pumpen 10, 11, 12 übernimmt ein Prozessor, dem auch die anderen Steuerfunktionen wie z.B. die Niveauregelung 6 aufgeschaltet sind. Zur Bedi&nung und Kontrolle sind an einer Konsole entsprechende Schalt-, Anzeige- und Kontrollelemente angebracht.Paint, thinner and measuring pumps 10, 11 and 12 are of course valve-controlled. The clocking of the pumps 10, 11 and 12 required for repelling is carried out by a processor to which the other control functions such as the level control 6 are also connected. For operation and control, appropriate switching, display and control elements are attached to a console.
Eine nicht gezeigte Anzeige vermittelt als Führungswert für die mit dem Viskomat durchführbare Viskositätsregelung die auf den bekannten Meßbecher bezogene Auslaufzeit.A display (not shown) provides the flow time related to the known measuring cup as a reference value for the viscosity control that can be carried out with the Viscomat.
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