EP1362696B1 - Druckmaschine mit Rakelvorrichtung - Google Patents

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EP1362696B1
EP1362696B1 EP02011106A EP02011106A EP1362696B1 EP 1362696 B1 EP1362696 B1 EP 1362696B1 EP 02011106 A EP02011106 A EP 02011106A EP 02011106 A EP02011106 A EP 02011106A EP 1362696 B1 EP1362696 B1 EP 1362696B1
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EP
European Patent Office
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doctor blade
oscillator
cylinder
doctor
printing press
Prior art date
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EP02011106A
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English (en)
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EP1362696A1 (de
Inventor
Wilfried Dr. Kolbe
Klaus Schirrich
Andreas Kückelmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fischer and Krecke GmbH and Co KG
Original Assignee
Fischer and Krecke GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F9/00—Rotary intaglio printing presses
    • B41F9/06—Details
    • B41F9/08—Wiping mechanisms
    • B41F9/10—Doctors, scrapers, or like devices
    • B41F9/1009—Doctors, scrapers, or like devices with reciprocating movement

Definitions

  • the invention relates to a printing press with a squeegee device having an engageable against a cylinder doctor blade, and with an oscillator, which is an acoustic vibrator and the doctor blade vibrates at a frequency of at least 1 Hz.
  • doctor devices are generally used to doctor off the surface of a rotating cylinder, for example the printing cylinder, with the aid of a doctor blade.
  • a squeegee device in a gravure printing press has the function of smoothly doctoring off the smoothly polished surface of the gravure cylinder after inking and before the actual printing so that the ink remains only in the printing, recessed areas of the printing cylinder surface.
  • doctor blade a transverse movement transversely to the direction of rotation, ie in the axial direction of the printing cylinder.
  • the transverse component of the relative movement between doctor blade and pressure cylinder then helps to remove the impurities from the wells or to solve the doctor blade, so that they are washed away with the ink and do not even get into the wells of the printing cylinder.
  • the doctor blade is moved at a substantially constant speed in the axial direction.
  • the direction of movement must be reversed from time to time, typically a few seconds, in order for the doctor blade to perform only a limited stroke, for example of the order of a few millimeters or centimeters.
  • the larger this stroke the farther the doctor blade must survive beyond the ends of the impression cylinder.
  • a relatively complicated mechanism is required for the drive and the control of the transverse movement of the doctor blade so far a relatively complicated mechanism is required.
  • the supernatant of the doctor blade and its transverse movement cause ink drops from the ends of the doctor blade and must be collected with elaborate collecting devices.
  • JP 2000 085094 it is known to vary the contact pressure of a doctor blade with a frequency in the ultrasonic range of, for example, 20-100 kHz in order to reduce the wear of the doctor blade by the ink.
  • the contact pressure is varied between 0.07 and 0.58 kg / cm.
  • the position of the doctor blade does not change with respect to the swept surface of the rotating cylinder.
  • DE 39 07 483 A1 describes a rotatably driven roller doctor rod, which is employed with a thread-like applied wire wrapping to a paper web.
  • the squeegee bar is used tolockrakeln from an applied on the paper coating the excess part and so to smooth the coating layer.
  • the roller doctor rod is set in axial oscillations by means of a piezoelectric translator, an electromagnet or a hydraulic cylinder.
  • the roller doctor rod is used in a smoothing or metering device and is employed directly on a paper web.
  • the object of the invention is to provide a printing machine with doctor device, which can achieve a high print quality with a simplified structure.
  • the oscillator is formed by an acoustic oscillator which generates vibrations at the desired frequency in the infrasonic range (1 to 15 Hz), in the audible range (15 Hz to 20 kHz) or particularly preferably in the ultrasonic range.
  • the acoustic sound generator can be structurally very simple and can be formed for example by a conventional electromagnetic transducer or a piezoelectric transducer.
  • the oscillator can generate vibrations in the longitudinal direction of the doctor blade and those in the direction perpendicular to the plane of the doctor blade.
  • the stroke of the doctor blade is chosen smaller than the resolution of the human eye, for example, 0.2 mm or less, it is also ensured that the vibration of the doctor blade leaves no visible traces in the printed image.
  • the sound wave length is smaller than the length of the doctor blade, it may be appropriate to modulate the oscillation frequency or superimpose several inharmonic frequencies so that on the Length of the doctor blade no permanent nodes of vibration arise.
  • such nodes can also be suppressed by attenuating the sound waves at the opposite end of the doctor blade to the oscillator so that essentially no reflections are produced and instead of a standing wave, a running wave is obtained.
  • the gravure printing machine shown in FIG. 1 comprises a gravure cylinder 10, an applicator roll 12 and a impression roller 14, which are rotatably mounted between side parts 16, 18 of a machine frame.
  • Associated drive and control devices have not been shown here, as they are not essential to the understanding of the invention.
  • the applicator roller 12 is at its upper apex with the gravure cylinder 10 in contact and immersed with its lower apex in a paint tray 20, as can be seen more clearly in Figure 2.
  • the application roller 12 thus absorbs ink from the ink tray 20 and transmits it to the peripheral surface of the gravure cylinder 10, which rotates in the direction of arrow in Figure 2 and transfers the ink to a substrate web 22 which passes between the impression roller 14 and the gravure cylinder and through the impression roller is pressed against the gravure cylinder.
  • the gravure cylinder 10 is associated with a doctor device 24.
  • This doctor device is formed in a known manner by a doctor blade 26 which is attached to a holder 28.
  • the holder 28 is mounted on a shaft 30 which extends between two levers 32, 34.
  • the lower ends of the levers 34 sit on a rotatable shaft 36, with which the entire doctor device 24 can pivot against the circumference of the gravure cylinder 10 so that its surface is doctored off with the cutting edge of the doctor blade 26.
  • the ink absorbed by the applicator roller 12 is removed from the smooth, non-printing surface areas of the gravure cylinder 10 so that the ink remains only in the recessed areas that produce the printed image on the substrate web 22.
  • an oscillator 38 is inserted between the lever 34 and the holder 28, the holder 28 and thus also the doctor blade 26 in high-frequency oscillations in the direction parallel to the axis of the gravure cylinder 10, as indicated by a double arrow in Figure 1 becomes.
  • the oscillator 38 thus forms a transverse thrust device which generates a movement of the blade of the doctor blade 26 relative to the gravure cylinder 10 in the direction transverse to the direction of the printing material web 22, ie in the axial direction of the gravure cylinder.
  • the blade of the doctor blade 26 encounters dirt particles, they are released by the oscillation of the doctor blade and removed with the ink. In this way it is prevented that the printed image by permanently remaining in the wells of the gravure cylinder dirt particles is impaired.
  • the oscillation frequency of the oscillator 38 is for example in the ultrasonic range, so that the transverse vibrations of the doctor blade 26 have the shape of running ultrasonic waves propagating to the opposite end of the doctor blade and absorbed there by a inserted between the lever 32 and the holder 28 damper 40.
  • the lever 34, on which the oscillator 38 is directly supported, is designed to be particularly rigid in the example shown, so that the ultrasonic vibrations are effectively coupled into the holder 28 and the doctor blade 26.
  • transverse vibrations of the doctor blade are generated solely by means of the oscillator 38, no complicated drives and mechanisms for generating and controlling the transverse movement of the doctor blade are required. An effective generation of the transverse vibrations is also possible when the holder 28 is rigidly mounted on the shaft 30.
  • FIG. 3 shows, as a modified embodiment, a gravure cylinder 10 with a chamber doctor blade 42.
  • the doctor blade 26 is arranged inside the chamber doctor blade and is oscillated by the oscillator 38 predominantly in the direction perpendicular to the plane of the doctor blade, as indicated by a double arrow in FIG becomes.
  • the oscillator 38 may be arranged outside the chamber doctor blade so that the vibrations are transmitted to the doctor blade.
  • the invention is applicable not only to gravure printing machines but also to other printing machines.
  • the chambered doctor blade 42 would be disposed on the circumference of an anilox roller, the inner doctor blade 26 would be omitted, and instead the doctoring blade 26 'would vibrate, terminating the chambered blade at the rear end in the direction of rotation of the anilox roller.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rotary Presses (AREA)
  • Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine mit einer Rakelvorrichtung, die ein gegen einen Zylinder anstellbares Rakelmesser aufweist, und mit einem Oszillator, der ein akustischer Schwingungsgeber ist und das Rakelmesser in Schwingungen mit einer Frequenz von mindestens 1 Hz versetzt.
  • In Druckmaschinen werden Rakelvorrichtungen generell dazu eingesetzt, die Oberfläche eines rotierenden Zylinders, beispielsweise des Druckzylinders, mit Hilfe eines Rakelmessers abzurakeln. Beispielsweise hat eine solche Rakelvorrichtung in einer Tiefdruckmaschine die Funktion, die glatt polierte Oberfläche des Tiefdruckzylinders nach dem Einfärben und vor dem eigentlichen Druckvorgang sauber abzurakeln, so daß die Druckfarbe nur in den druckenden, vertieften Bereichen der Druckzylinderoberfläche verbleibt. Es kann jedoch vorkommen, daß sich Staubpartikel, angetrocknete Farbreste oder sonstige Schmutzpartikel vor der Kante des Rakelmessers aufbauen und dann in die druckenden Vertiefungen des Tiefdruckzylinders gelangen, so daß sie das Druckbild beeinträchtigen. Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, dem Rakelmesser eine Querbewegung quer zur Rotationsrichtung, also in Axialrichtung des Druckzylinders zu erteilen. Die Querkomponente der Relativbewegung zwischen Rakelmesser und Druckzylinder trägt dann dazu bei, die Verunreinigungen aus den Vertiefungen zu entfernen oder vom Rakelmesser zu lösen, so daß sie mit der Druckfarbe weggespült werden und gar nicht erst in die Vertiefungen des Druckzylinders gelangen.
  • Üblicherweise wird das Rakelmesser mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit in Axialrichtung bewegt. Die Bewegungsrichtung muß jedoch von Zeit zu Zeit, typischerweise nach einigen Sekunden, umgekehrt werden, damit das Rakelmesser nur einen begrenzten Hub ausführt, beispielsweise in der Größenordnung von einigen Millimetern oder Zentimetern. Je größer dieser Hub ist, desto weiter muß das Rakelmesser über die Enden des Druckzylinders überstehen. Für den Antrieb und die Steuerung der Querbewegung des Rakelmessers ist bisher ein relativ aufwendiger Mechanismus erforderlich. Außerdem führen der Überstand des Rakelmessers und dessen Querbewegung dazu, daß Druckfarbe von den Enden des Rakelmessers abtropft und mit aufwendigen Auffangeinrichtungen aufgefangen werden muß.
  • Aus GB 630 567 ist ein Mechanismus bekannt, mit dem das Rakelmesser in Schwingungen in Axialrichtung versetzt wird, wobei die Umkehrposition, an der das Rakelmesser jeweils seine Bewegungsrichtung ändert, durch ein Getriebe variiert wird.
  • Aus JP 2000 085094 ist es bekannt, den Anpressdruck eines Rakelmessers mit einer Frequenz im Ultraschallbereich von beispielsweise 20-100 kHz zu variieren, um den Verschleiss des Rakelmessers durch die Druckfarbe zu verringern. Beispielsweise wird der Anpressdruck zwischen 0,07 und 0,58 kg/cm variiert. Die Position des Rakelmessers ändert sich dabei jedoch in Bezug auf die überstrichene Oberfläche des rotierenden Zylinders nicht.
  • Ferner beschreibt die DE 39 07 483 A1 einen drehbar angetriebenen Rollrakelstab, der mit einer gewindeähnlich aufgebrachten Drahtumwicklung an eine Papierbahn angestellt ist. Der Rakelstab dient dazu, von einer auf das Papier aufgebrachten Streichmasse den überschüssigen Teil abzurakeln und so die Streichschicht zu glätten. Zur Vermeidung der Entstehung von Luftblasen an dem Rollrakelstab wird dieser mittels eines piezoelektrischen Translators, eines Elektromagneten oder eines Hydraulikzylinders in axiale Schwingungen versetzt. Der Rollrakelstab wird in einer Glätt- oder Dosiereinrichtung verwendet und ist unmittelbar an eine Papierbahn angestellt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckmaschine mit Rakelvorrichtung zu schaffen, mit der sich bei vereinfachtem Aufbau eine hohe Druckqualität erreichen läßt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Druckmaschine der eingangs genannten Art gelöst, bei der der Oszillator eine Schwingung des Rakelmessers in dessen Längsrichtung erzeugt.
  • Durch die vergleichsweise hohe Frequenz des Oszillators wird bei gleicher mittlerer Geschwindigkeit ein wesentlich kürzerer Hub des Rakelmessers erreicht, so daß das Rakelmesser entsprechend weniger weit über den Zylinder überzustehen braucht. Da die Bewegung des Rakelmessers eine kurzhubige erzwungene Schwingung ist, wird die Steuerung des Bewegungsablaufs wesentlich vereinfacht, und auch die Aufhängung oder Führung für das Rakelmesser kann konstruktiv erheblich vereinfacht werden. Da außerdem die Beschleunigung des Rakelmessers proportional zum Quadrat der Frequenz ist, werden mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgrund der hohen Frequenz wesentlich größere Beschleunigungen erreicht. Dementsprechend wird auch den Schmutzpartikeln vom Rakelmesser eine höhere Beschleunigung erteilt, so daß sie sich effizienter lösen lassen.
  • Der Oszillator wird erfindungsgemäß durch einen akustischen Schwingungsgeber gebildet, der Schwingungen mit der gewünschten Frequenz im Infraschallbereich (1 bis 15 Hz), im hörbaren Bereich (15 Hz bis 20 kHz) oder besonders bevorzugt im Ultraschallbereich erzeugt. Der akustische Schallgeber kann konstruktiv sehr einfach aufgebaut sein und kann beispielsweise durch einen üblichen elektromagnetischen Wandler oder einen piezoelektrischen Wandler gebildet werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Der Oszillator kann neben Schwingungen in Längsrichtung des Rakelmessers auch solche in der Richtung senkrecht zur Ebene des Rakelmessers erzeugen.
  • Durch asymmetrische (z.B. sägezahnähnliche) Schwingungsmuster läßt sich ein Transporteffekt ähnlich wie bei einem Schwingförderer erzielen, so daß die Schmutzpartikel noch effizienter entfernt werden können. Zu dem gleichen Zweck ist es auch möglich, das Rakelmesser in elliptische Schwingungen zu versetzen.
  • Je höher die Frequenz des Oszillators gewählt wird, desto kleiner kann im allgemeinen der Hub gewählt werden. Bei hinreichend kleinem Hub kann die nötige Beweglichkeit des Rakelmessers allein aufgrund der Eigenelastizität der mechanischen Aufhängung oder des Rakelmessers selbst erreicht werden, so daß keine aufwendigen Mechanismen zur beweglichen Abstützung und Führung des Rakelmessers mehr benötigt werden.
  • Wenn der Hub des Rakelmessers kleiner gewählt wird als das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges, beispielsweise 0,2 mm oder weniger, ist auch sichergestellt, daß die Vibration des Rakelmessers keinerlei sichtbare Spuren im Druckbild hinterläßt.
  • Bei höheren Frequenzen, bei denen trotz der hohen Schallgeschwindigkeit in Festkörpern (ca. 5000 m/s) die Schallwellenlänge kleiner wird als die Länge des Rakelmessers, kann es zweckmäßig sein, die Oszillationsfrequenz zu modulieren oder mehrere unharmonische Frequenzen so zu überlagern, daß auf der Länge des Rakelmessers keine permanenten Schwingungsknoten entstehen. Wahlweise lassen sich solche Schwingungsknoten auch dadurch unterdrücken, daß die Schallwellen am dem Oszillator entgegengesetzten Ende des Rakelmessers gedämpft werden, so daß im wesentlichen keine Reflexionen entstehen und man anstelle einer stehenden Welle eine laufende Welle erhält.
  • Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Ansicht einer Tiefdruckmaschine;
    Fig. 2
    einen schematischen Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1; und
    Fig. 3
    einen Druckzylinder mit Kammerrakel.
  • Die in Figur 1 gezeigte Tiefdruckmaschine umfaßt einen Tiefdruckzylinder 10, eine Auftragwalze 12 und einen Presseur 14, die drehbar zwischen Seitenteilen 16, 18 eines Maschinengestells gelagert sind. Zugehörige Antriebs- und Stelleinrichtungen sind hier nicht dargestellt worden, da sie für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich sind.
  • Die Auftragwalze 12 steht an ihrem oberen Scheitel mit dem Tiefdruckzylinder 10 in Berührung und taucht mit ihrem unteren Scheitel in eine Farbwanne 20 ein, wie deutlicher in Figur 2 zu erkennen ist. Die Auftragwalze 12 nimmt somit Druckfarbe aus der Farbwanne 20 auf und überträgt sie auf die Umfangsfläche des Tiefdruckzylinders 10, der in Pfeilrichtung in Figur 2 rotiert und die Druckfarbe auf eine Bedruckstoffbahn 22 überträgt, die zwischen dem Presseur 14 und dem Tiefdruckzylinder hindurchläuft und durch den Presseur gegen den Tiefdruckzylinder angedrückt wird.
  • Dem Tiefdruckzylinder 10 ist eine Rakelvorrichtung 24 zugeordnet. Diese Rakelvorrichtung wird in bekannter Weise durch ein Rakelmesser 26 gebildet, das an einem Halter 28 befestigt ist. Der Halter 28 ist auf einer Welle 30 montiert, die sich zwischen zwei Hebeln 32, 34 erstreckt. Die unteren Enden der Hebel 34 sitzen auf einer drehbaren Welle 36, mit der sich die gesamte Rakelvorrichtung 24 so gegen den Umfang des Tiefdruckzylinders 10 schwenken läßt, daß dessen Oberfläche mit der Schneide des Rakelmessers 26 abgerakelt wird. Auf diese Weise wird die von der Auftragwalze 12 aufgenommene Druckfarbe von den glatten, nicht druckenden Oberflächenbereichen des Tiefdruckzylinders 10 entfernt, so daß die Druckfarbe nur noch in den vertieften Bereichen zurückbleibt, die das Druckbild auf der Bedruckstoffbahn 22 erzeugen.
  • Auf der Welle 30 ist zwischen dem Hebel 34 und dem Halter 28 ein Oszillator 38 eingefügt, der den Halter 28 und damit auch das Rakelmesser 26 in hochfrequente Schwingungen in der Richtung parallel zur Achse des Tiefdruckzylinders 10 versetzt, wie durch einen Doppelpfeil in Figur 1 angedeutet wird. Der Oszillator 38 bildet somit eine Querschubeinrichtung, die eine Bewegung der Schneide des Rakelmessers 26 relativ zum Tiefdruckzylinder 10 in der Richtung quer zur Laufrichtung der Bedruckstoffbahn 22, also in Axialrichtung des Tiefdruckzylinders erzeugt. Wenn die Schneide des Rakelmessers 26 auf Schmutzpartikel trifft, werden diese durch die Oszillation des Rakelmessers gelöst und mit der Druckfarbe entfernt. Auf diese Weise wird verhindert, daß das Druckbild durch dauerhaft in den Vertiefungen des Tiefdruckzylinders verbleibende Schmutzpartikel beeinträchtigt wird.
  • Die Schwingungsfrequenz des Oszillators 38 liegt beispielsweise im Ultraschallbereich, so daß die Querschwingungen des Rakelmessers 26 die Form laufender Ultraschallwellen haben, die sich zum entgegengesetzten Ende des Rakelmessers ausbreiten und dort durch einen zwischen dem Hebel 32 und dem Halter 28 eingefügten Dämpfer 40 absorbiert werden.
  • Der Hebel 34, an dem sich der Oszillator 38 direkt abstützt, ist im gezeigten Beispiel besonders biegesteif ausgeführt, damit die Ultraschallschwingungen wirksam in den Halter 28 und das Rakelmesser 26 eingekoppelt werden.
  • Da die Querschwingungen des Rakelmessers allein mit Hilfe des Oszillators 38 erzeugt werden, sind keine aufwendigen Antriebe und Mechanismen zur Erzeugung und Steuerung der Querbewegung des Rakelmessers erforderlich. Eine wirksame Erzeugung der Querschwingungen ist auch dann möglich, wenn der Halter 28 starr auf der Welle 30 befestigt ist.
  • Figur 3 zeigt als abgewandeltes Ausführungsbeispiel einen Tiefdruckzylinder 10 mit einer Kammerrakel 42. Das Rakelmesser 26 ist im Inneren der Kammerrakel angeordnet und wird durch des Oszillator 38 vorwiegend in Schwingungen in der Richtung senkrecht zur Ebene des Rakelmessers versetzt, wie durch einen Doppelpfeil in Figur 3 angegeben wird. Der Oszillator 38 kann so außerhalb der Kammerrakel angeordnet sein, daß die Schwingungen auf das Rakelmesser übertragen werden.
  • Die Erfindung ist nicht nur bei Tiefdruckmaschinen, sondern auch bei anderen Druckmaschinen anwendbar. Beispielsweise wäre bei einer Flexodruckmaschine die Kammerrakel 42 am Umfang einer Rasterwalze angeordnet, das innere Rakelmesser 26 würde entfallen, und statt dessen würde das Rakelmesser 26' in Schwingungen versetzt, das die Kammerrakel am in Drehrichtung der Rasterwalze hinteren Ende abschließt.

Claims (7)

  1. Druckmaschine mit einer Rakelvorrichtung (24), die ein gegen einen Zylinder (10) anstellbares Rakelmesser (26) aufweist, und mit einem Oszillator (38), der ein akustischer Schwingungsgeber ist und das Rakelmesser (26) in Schwingungen mit einer Frequenz von mindestens 1 Hz versetzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (38) eine Schwingung des Rakelmessers in dessen Längsrichtung erzeugt.
  2. Druckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (38) auch eine Schwingung des Rakelmessers in der Richtung senkrecht zur Ebene des Rakelmessers erzeugt.
  3. Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (38) ein Ultraschalloszillator ist.
  4. Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Oszillators (38) weniger als 1 mm beträgt.
  5. Druckmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Oszillators (38) weniger als 0,2 mm beträgt.
  6. Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rakelmesser (26) Teil einer Kammerrakel (42) ist.
  7. Tiefdruckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche.
EP02011106A 2002-05-18 2002-05-18 Druckmaschine mit Rakelvorrichtung Expired - Lifetime EP1362696B1 (de)

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