EP3569416B1 - Rakel für eine siebdruckmaschine - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Siebdruckmaschine mit einem zylinderförmigen Rundsieb und eine in dem Rundsieb angeordneten Rakel.
• Aus DE 10 2006 012 735 A1 ist ein Siebdruckmaschine mit einem Rotationssiebdruckzylinder sowie ein entsprechendes Verfahren zum Bedrucken eines Substrats im Rotationssiebdruckverfahren und eine Rakel zur Verwendung in dem Rotationssiebdruckzylinder und in dem Verfahren bekannt. Hierbei wird die Rakel in dem Rotationssiebdruckzylinder so angeordnet, dass es die innere Umfangsoberfläche des zylindrischen Hohlkörpers im Wesentlichen nur in den Bereichen der druckenden Siebbereiche überstreicht. Dabei umfasst die Rakel vorzugsweise mehrere Rakelblätter, die beabstandet zueinander derart angeordnet sind, dass sie im Wesentlichen nur die druckenden Siebbereiche überstreichen. Eine Einstellbarkeit der einzelnen Rakelbereiche ist jedoch nicht vorgesehen.
• Für eine gute Druckqualität ist aber beim Siebdruck die richtige Einstellung des Rakeldrucks essentiell, also des mechanischen Drucks, mit dem die Rakel gegen die Innenseite des Rundsiebs drückt. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Rundsiebmaschinen wird der Rakeldruck nur mit zwei Stellschrauben links und rechts der Druckmaschine eingestellt. Dies hat zur Folge, dass der Rakeldruck an den Außenseiten des Rundsiebs eher hoch ist, weil sich dort auch die Rahmen der Siebführung befinden, in der Mitte des Rundsiebs jedoch der Rakeldruck eher gering bleibt, weil Siebspannung und Rakeldruck dort abfallen. Wird jedoch in der Mitte des Rundsiebes mehr Rakeldruck für einen ordentlichen Ausdruck benötigt, muss die Rakel von außen her weiter zugestellt werden, sodass der Rakeldruck auch am Rand des Rundsiebes weiter steigt und somit das Rundsieb unnötig belastet. Dieser Effekt ist u.a. ein Grund für einen vorzeitigen Verschleiß oder Defekt des Rundsiebs.
• Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Siebdruckmaschine derart weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik behoben werden und der Rakeldruck auf das Rundsieb über die gesamte Breite des Rundsiebs eingestellt werden kann.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
• Erfindungsgemäß ist die Rakel in mehrere einzelne kurze Rakel bzw. Einzelrakel aufgeteilt, wobei die einzelnen kurzen Rakel jeweils nur einen zu druckenden Bereich von bestimmter Rakel- bzw. Druckbreite abdecken und deren Abstand von der Innenseite des Rundsiebs quer zur Drehrichtung des Rundsiebs einzeln einstellbar ist. Damit kann der Abstand jeder einzelnen kurzen Rakel vom Rundsieb abhängig von der jeweiligen Anordnung im Rundsieb unterschiedlich eingestellt werden, so dass insbesondere auch in der Mitte des Rundsiebs der gleiche Rakeldruck wie an den äußeren Enden aufgebaut werden kann, ohne die Bereiche an den äußeren Enden des Rundsiebs mit zu hohem Rakeldruck zu belasten. Die erfindungsgemäße Einstellbarkeit einzelner Rakel ermöglicht besonders bevorzugt eine Verbesserung der Standzeit bzw. Lebensdauer eines Rundsiebs durch eine gleichmäßigere mechanische Belastung des Rundsiebs.
• Die Rakel- bzw. Druckbreite beträgt bevorzugt bis zu 5 cm, wobei die Rakelbreite bzw. Druckbreite ja nach Druckbereich auch unterschiedliche oder verschiedene Größen aufweisen kann, beispielsweise auch mehr als 5 cm, und wobei die Aufteilung der Rakel in auch unterschiedliche oder verschiedene Stückzahlen von Einzelrakeln möglich sind. Die Rakel kann also auch in Einzelrakel aufgeteilt werden, wobei jede Einzelrakel unterschiedlich breit ist und an die jeweiligen Gegebenheiten im Sieb angepasst ist.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Einstellung der Position der jeweiligen einzelnen kurzen Rakel von außerhalb des Siebs bzw. von außen erfolgt und damit während des Betriebs der Siebdruckmaschine erfolgen kann. Damit kann besonders bevorzugt der Rakeldruck in Abhängigkeit von dem während des Druckvorgangs entstehenden Druckbildes variiert und entsprechend angepasst werden. Zur Einstellung wird zunächst die Grundeinstellung über die linke und rechte Zustellung der Gesamt-Rakels vorgenommen, bis die äußeren Spuren ein gutes Druckbild erzeugen, und anschließend der Rakeldruck der weiter innenliegenden Spuren mittels Einzelzustellung optimiert. Bei manchen Siebdruckmaschinen sind die Verhältnisse zwischen mittleren und äußeren Spuren genau umgekehrt, was in diesem Fall auch die Vorgehensweise umkehrt.
• Die Einstellung der einzelnen kurzen Rakel bzw. Einzelrakel kann manuell durch mit Zahnrädern umgelenkter Achsen, die zur Einstellung links und rechts an die Sieböffnung geführt werden, oder über von jede Einzelrakel nach außen geführte biegsame Wellen erfolgen.
• Die Einstellung kann auch über ein Keilsystem erfolgen, bei dem der Abstand einer an ihrer Hinterkante schräg oder konisch ausgeformten Einzelrakel zum Rundsieb mit Hilfe eines verschiebbaren Keils einstellt wird. In diesem Fall erhält bevorzugt jede Einzelrakel einen eigenen Keil. Besonders bevorzugt erfolgt die Verschiebung des jeweiligen Keils mittels piezoelektrischer oder pneumatischer Aktoren oder mit Hilfe einer Spindel oder Gewindestange, die mechanisch oder elektromotorisch angetrieben bzw. in Drehung versetzt wird.
• Damit möglichst wenig Farbe im Sieb und bei der Reinigung verloren geht, wird eine Einzelrakel gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform möglichst weit rings um die Einzelrakel abgeschlossen, sodass kaum Farbe das System verlassen kann, außer über den Siebkontakt mit dem Druckprodukt. Die Einzelrakel wird hierbei bevorzugt an ihren äußeren Rändern mit Streifen aus Filz oder Elastomer abgeschlossen, wobei diese Streifen eine Art Gegenform zum Rundsieb bilden, und nach oben durch einen Deckel aus Filz oder Elastomer abgeschlossen. Auch eine komplette Abtrennung der Einzelrakel durch im Sieb eingeklebte Elastomer- oder Moosgummiringe ist möglich. Dieses Vorgehen ähnelt einem Kammerrakel-System und wird deshalb auch als quasi-Kammerrakel bezeichnet, bei dem jedoch die Rakel an den Kanälen des Druckzylinders zweimal pro Umdrehung leicht abhebt. Bei einer erfindungsgemäßen Rakelanstellung in der waagerechten bzw. leicht darüber, kann jedoch das ungewünschte Austreten von Druckfarbe im Kanalbereich weitgehend vermieden werden, weil durch eine leichte Neigung des Rakels nach unten die Farbe von der Schwerkraft eher nach hinten fließt bzw. nicht viel Farbe nach außen tritt. Aus WO 2004/096545 A2 ist dazu bekannt, dass an der, der vor die Rakel geförderten Farbe zugewandten seitlichen Fläche der Rakel ein zur Zylinderachse paralleler Steg angeordnet ist, wobei die Rakel, ein von ihr berührter Abschnitt des Rundsiebs und der von der Rakel ausgehende Steg eine entgegen der Drehrichtung des Siebdruckzylinders offene Kanalsohle bilden, und dass wenigstens in den beiden Längsendbereichen des Steges Leitmittel, zum Ablenken von durch die Rakel von dem Rundsieb abgestreifter Farbe in Längsrichtung der Rakel zu deren Mitte hin, angeordnet sind.
• Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Rakel mit einem Shutter bzw. Verschluss versehen werden, der beim Abheben der Rakel vom Sieb das Ausfließen von Farbe verhindert. Dieser Shutter, vorzugsweise ein dünnes Metall oder Kunststoff-Blättchen, schließt nur während des kurzen Abhebens der Rakel den Restspalt der quasi Kammerrakel, indem er vorzugsweise von oben Richtung Rakelkante bewegt wird. Diese Bewegung kann entweder mechanisch über eine Druckkurve (ähnlich der Steuerung eines Greifers) oder elektromechanisch mittels Motor oder Hubmagnet und einer Auslösung synchron zur entsprechenden Zylinderumfangsposition ausgeführt sein.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zusätzlich der Winkel jeder einzelnen kurzen Rakel, also der Anstellwinkel der Rakel an das Rundsieb, und/ oder die Höhe jeder einzelnen kurzen Rakel, also eine Verschiebung parallel zur Innenseite des Rundsiebs aber quer zur Längsachse (was ebenfalls den Anstellwinkel des Rakelblatts an das Rundsieb verändert), einstellbar ist. Hierdurch wird die Druckqualität, Siebstandzeit und Farbführung noch weiter verbessert. Üblich sind im Siebdruck Anstellwinkel der Rakel von 45° bis 135°, bevorzugt von 90° ± 15°, wobei der Anstellwinkel bekanntlich die Randschärfe bestimmt und Einfluss auf den Farbauftrag hat. Ein Anstellwinkel der Rakel von 90° bedeutet hierbei, dass die Rakel senkrecht zur Sieboberfläche ausgerichtet ist. Die Verstellung der Höhe jeder einzelnen kurzen Rakel erfolgt bevorzugt um jeweils ± 10 mm.
• Im oben genannten Beispiel "quasi Kammerrakel" kann durch die geeignete Einstellung des Anstellwinkels der Rakel (wie oben bevorzugt zwischen 45° und 135°) vermieden werden, dass zu viel Farbe ins Sieb fließt bzw. beim Abheben der Rakel an den Greifer-Kanälen von der Rakel läuft. Die restliche, ins Sieb austretende kleine Farbmenge, kann durch geeignete, an der Rakel angebrachte, schräg angestellte Gummischieber-Lippen wieder in den Druckbereich und damit in die Rakel zurückgeführt werden.
• Die erfindungsgemäßen Einzelrakel sind bevorzugt auf einem Rakelhalter derart angebracht, dass sie vor dem Einbau der Gesamtrakel in die Druckmaschine seitlich verschoben und justiert werden können, sodass die jeweils gewünschte Druckposition quer zur Druckrichtung getroffen wird.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren zur Einstellung des Rakeldrucks kann prinzipiell auch für andere Druckverfahren eingesetzt werden, die eine Rakel aufweisen, und ist natürlich für beliebige Druckanwendungen auch außerhalb des Banknotendrucks geeignet. Mögliche weitere Anwendungsbereiche sind beispielsweise die Lackiermaschine NotaProtector® der Firma KBA NotaSys, Flexodruckwerke mit Kammerrakel sowie Farbwerke für Offsetdruck oder indirekten Hochdruck.
• Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, soweit dies von dem Schutzumfang der Ansprüche erfasst ist.
• Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und der ergänzenden Figuren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, auf die jedoch die Erfindung in keinerlei Weise beschränkt sein soll. Des Weiteren sind die Darstellungen in den Figuren des besseren Verständnisses wegen stark schematisiert und spiegeln nicht die realen Gegebenheiten wider. Insbesondere entsprechen die in den Figuren gezeigten Proportionen nicht den in der Realität vorliegenden Verhältnissen und dienen ausschließlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit. Des Weiteren sind die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausführungsformen der besseren Verständlichkeit wegen auf die wesentlichen Kerninformationen reduziert. Bei der praktischen Umsetzung können wesentlich komplexere Ausgestaltungen zur Anwendung kommen.
• Im Einzelnen zeigen schematisch:

Fig. 1

in Seitenansicht einen Ausschnitt einer Rundsieb-Druckmaschine mit einer Rakel,

Fig. 2

in schräger Draufsicht eine Rundsieb-Druckmaschine, bei der eine Rakel in sechs in Richtung der Drehachse des Rundsiebs verschiebbare Einzelrakel aufgeteilt ist,

Fig. 3

den Ausschnitt aus Fig. 1 mit einer Rakel, deren Rakelwinkel und Rakelhöhe justierbar ist,

Fig. 4

in Draufsicht von oben eine Zustellung eines Einzelrakels zur Innenseite des Rundsiebs über ein Keilsystem.

• Fig. 1 zeigt einen schematischen Ausschnitt aus einer Rundsieb-Druckmaschine, die aus einem Rundsieb 1 und einer Rakel 2 aus einem elastischen Kunststoffmaterial oder Elastomer besteht, wobei die Rakel 2 zwischen einen Grundkörper 3 und einer Deckplatte 4 eingespannt ist, die beispielsweise aus Aluminium bestehen. Oberhalb der Rakel 2 bildet sich bei Drehung des Rundsiebs 1 in Pfeilrichtung durch Aufstauung der Farbe ein Farbwulst 5.
• Die Rakel 2 kann auch als Systemrakel ausgeführt sein, das aus zwei Komponenten besteht. Die eine Komponente besteht aus einem hartelastischen Träger, beispielsweise glasfaserverstärkter Kunststoffprofil, der für einen konstanten Rakelwinkel und Rakeldruck sowie gleichbleibende Flexibilität sorgt. Der Träger ist mit einem weichelastischen Streifen oder einem Elastomerprofil beispielsweise aus Polyurethan mit einer Shorehärte von 55° bis 85° als Druckkante dauerhaft verbunden, der mit dem Sieb in Kontakt ist. Derartige Systemrakel werden beispielsweise von der Firma RK Siebdrucktechnik GmbH (RKS®) hergestellt. Beispielsweise hat die RKS-Systemrakel Typ 32 HQ ein GFK-Kunststoffprofil mit einer Höhe von 50 mm bis 115 mm und einer Dicke von 2,5 mm sowie ein Elastomerprofil mit einer Dicke von 6 mm bis 8 mm und einer Shorehärte von 55°, 65° oder 75°. Die Länge dieser RKS-Systemrakel kann bis zu 2600 mm betragen.
• Fig. 2 zeigt eine Rundsieb-Druckmaschine, bei der eine Rakel in sechs Einzelrakel 2.1 bis 2.6 aufgeteilt ist, die parallel zur Längsachse des Rundsiebs 1 angeordnet sind. Jede Einzelrakel 2.1 bis 2.6 kann jeweils in Richtung der in Fig. 2 dargestellten Doppelpfeile senkrecht auf das Rundsieb zu oder von ihm weg bewegt werden. Dies bedeutet, dass jede Einzelrakel 2.1 bis 2.6 unabhängig von den anderen Einzelrakeln derart eingestellt werden kann, dass es an der Innenseite des Rundsiebs 1 an der Oberfläche des Rundsiebs 1 anliegt. Unterschiedliche bzw. sich verändernde Durchmesser des Rundsiebs in Längsachse können somit ausgeglichen werden.
• Fig. 3 zeigt die Rakel aus Fig. 1, bei dem zusätzlich dessen Winkel in Richtung des Doppelpfeils 7, also der Anstellwinkel der Rakel 2 an das Rundsieb, und/oder dessen Höhe in Richtung des Doppelpfeils 8, also eine Verschiebung parallel zur Innenseite des Rundsiebs aber quer zur Längsachse (was ebenfalls den Anstellwinkel des Rakelblatts 2 an das Rundsieb verändert), justierbar ist. Hierdurch wird die Druckqualität, Siebstandzeit und Farbführung noch weiter verbessert. Wird die Rakel als "quasi-Kammerrakel" ausgeführt, kann durch die vielfältigen Einstellmöglichkeiten des Rakelwinkels vermieden werden, dass zu viel Farbe in das Sieb fließt bzw. beim Abheben der Rakel an den Greifer-Kanälen von der Rakel läuft.
• Fig. 4 zeigt eine Zustellung einer Rakel 2 einer Einzelrakel gemäß Fig. 2 zur Innenseite des Rundsiebs über ein Keilsystem. Die Rakel 2 ist an der Hinterkante abgeschrägt, die der Vorderkante gegenüberliegt, die an dem Rundsieb anliegt. Ein Keil 9 ist an der abgeschrägten Hinterkante der Rakel 2 angeordnet. Wird der Keil 9 in Richtung des Pfeils 10 mittels einer drehbaren Spindel oder Gewindestange 11 vor (in der Figur nach oben) und zurück (in der Figur nach unten) bewegt, wird die Rakel 2 in Richtung des Pfeils 12 auf das Rundsieb zu oder von ihm weg bewegt. Die drehbare Spindel oder Gewindestange 11 wird in einem Gestell 13 geführt und beispielsweise durch einen (nicht dargestellten) Elektromotor mit einem Drehmoment von 0,35 Nm in Drehung versetzt.
• Die Rakel 2 hat in diesem Ausführungsbeispiel an seiner Vorderkante, eine Dicke von 14 mm und eine mittlere Breite (Mitte zwischen Oberkante und Unterkante) von 45 mm. Der Keil 9 ist an seiner schmalen Oberkante 15 mm breit und an seiner breiten Unterkante 25 mm breit.

Claims (5)

1. Siebdruckmaschine mit einem zylinderförmigen Rundsieb (1) und einer in dem Rundsieb angeordneten Rakel (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Rakel in mehrere einzelne kurze Rakeln (2.1-2.6) aufgeteilt ist, wobei die einzelnen kurzen Rakeln (2.1-2.6) jeweils nur einen zu druckenden Bereich von bestimmter Rakel- bzw. Druckbreite, bevorzugt bis zu 5 cm, abdecken und wobei der Abstand der einzelnen kurzen Rakel (2.1-2.6) von der Innenseite des Rundsiebs (1) quer zur Drehrichtung des Rundsiebs einzeln einstellbar ist, so dass der Abstand jedes einzelnen kurzen Rakels (2.1-2.6) vom Rundsieb (1) abhängig von der jeweiligen Anordnung im Rundsieb unterschiedlich eingestellt werden kann.
2. Siebdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Position der jeweiligen einzelnen kurzen Rakel (2.1-2.6) von außerhalb des Siebs bzw. von außen erfolgt.
3. Siebdruckmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der einzelnen kurzen Rakel manuell durch mit Zahnrädern umgelenkter Achsen, die zur Einstellung links und rechts an die Sieböffnung geführt werden, oder über von jeder einzelnen kurzen Rakel (2.1-2.6) nach außen geführte biegsame Wellen erfolgt.
4. Siebdruckmaschine nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der einzelnen kurzen Rakel (2.1-2.6) über ein Keilsystem erfolgt, bei dem der Abstand eines an ihrer Hinterkante schräg oder konisch ausgeformten Einzelrakel (2.1-2.6) zum Rundsieb (1) mit Hilfe eines verschiebbaren Keils (9) einstellt wird.
5. Siebdruckmaschine nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel jeder einzelnen kurzen Rakel (2.1-2.6), also der Anstellwinkel der Rakel an das Rundsieb (1), und/oder die Höhe jeder einzelnen kurzen Rakel (2.1-2.6), also eine Verschiebung parallel zur Innenseite des Rundsiebs (1) aber quer zur Längsachse, einstellbar ist.

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