WO2004106066A1 - Vorrichtung zum aufbringen von puder auf bewegte druckbogen - Google Patents

Vorrichtung zum aufbringen von puder auf bewegte druckbogen Download PDF

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Jürgen Weinmann
Reiner Götz
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Definitions

  • the invention is therefore based on the object, a device for applying powder of the type mentioned in such a way that with greater accuracy powder can be supplied.
  • a sensor is provided, with which the amount of powder in the powder-air mixture is measured.
  • This has the significant advantage that it can be determined directly on the powder device, whether sufficient powder in the powder-air mixture is present and whether the powder supplied at the correct time, that is, only blown out of the nozzles when a sheet to be powdered located below the powder device.
  • the sensor is electrostatically charged by the powder in that the individual powder particles, which in turn carry a charge, pass the sensor and charge it with the corresponding opposite pole. In addition, some powder particles hit the sensor, releasing their charge to the sensor. This charge serves as a measure of the amount of powder.
  • the senor is grounded via a resistor and the voltage drop across the resistor is a measure of the amount of powder.
  • This circuitry is relatively simple and therefore inexpensive and provides a reliable size by which the amount of powder can be determined.
  • the powder-air mixture facing surface portions of the sensor are provided with an insulating layer. This has the advantage that when powder particles impinge on the sensor, the charge of the powder is not delivered to the sensor, but can only be charged by influencing the sensor with a counter-pole.
  • the device guiding the powder-air mixture is the outlet of an injector in which the powder assigned by a metering device is mixed with air.
  • a calibration device for the metering device for the time and / or the amount of powder is provided according to the invention. Using this calibration device, values are empirically determined which define the time of the powder discharge and the amount of powder to be discharged.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a powder nozzle according to a second embodiment of the invention

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen von Puder auf bewegte Druckbogen (74) mit einer ein Puder-Luft-Gemisch (12) führenden Einrichtung, wobei die Einrichtung mit wenigstens einem Sensor (10) versehen ist, dass der Sensor (10) vom Puder elektrostatisch aufladbar ist, und dass die Ladung des Sensors (10) ein Mass für die Menge des Puders im Puder-Luft-Gemisch ist.

Description

Titel: Vorrichtung zum Aufbringen von Puder auf bewegte Druckbogen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen von Puder auf bewegte Druckbogen mit einer ein Puder-Luft-Gemisch führenden Einrichtung.
Eine derartige Vorrichtung ist zum Beispiel aus der DE-AS- 1 252 703 bekannt. Dort sind an einem Balken mehrere Düsengrundkörper befestigt, welche fächerartig einen mit Puder beladenen Luftstrom abgeben. Die ist erforderlich, da die Druckfarbe auf den einzelnen Druckbogen beim Abstapeln der Druckbogen noch feucht ist und daher die Druckbogen mittels des Puders auf Abstand zueinander gehalten werden müssen. Wichtig ist, dass der Druckbogen gleichmäßig mit Puder bestäubt wird, was bedeutet, dass zum einen nicht zu wenig, zum anderen nicht zuviel Puder aufgebracht werden darf, da bei zuwenig aufgebrachtem Puder die Gefahr besteht, dass die noch frische Druckfarbe verschmiert und bei zuviel aufgebrachtem Puder der Puder aufgewirbelt wird, was zu Verunreinigungen der Abstapelvorrichtung führt . Außerdem muss sichergestellt werden, dass nur dann Puder zugeführt wird, wenn sich ein Druckbogen unterhalb der Pudervorrichtung befindet .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Aufbringen von Puder der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass mit größerer Genauigkeit Puder zugeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Einrichtung mit wenigstens einem Sensor versehen ist, dass der Sensor vom Puder elektrostatisch aufladbar ist, und dass die Ladung des Sensor ein Maß für die Menge des Puders im Puder-Luft-Gemisch ist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Sensor vorgesehen, mit welchem die Menge des Puders im Puder-Luft- Gemisch gemessen wird. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass unmittelbar an der Pudervorrichtung feststellbar ist, ob ausreichend Puder im Puder-Luft-Gemisch vorhanden ist und ob der Puder zum korrekten Zeitpunkt zugeführt, dass heißt aus den Düsen nur dann ausgeblasen wird, wenn sich ein zu bepudernder Druckbogen unterhalb der Pudereinrichtung befindet. Der Sensor wird vom Puder elektrostatisch aufgeladen, indem die einzelnen Puderteilchen, die ihrerseits eine Ladung tragen, den Sensor passieren und diesen mit dem entsprechenden Gegenpol aufladen. Außerdem schlagen einige Puderteilchen auf den Sensor auf und geben dabei ihre Ladung an den Sensor ab. Diese Ladung dient als Maß für die Menge des Puders .
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor ringförmig ausgestaltet und wird vom Puder-Luft- Gemisch durchströmt. Bei diesem Durchströmen erzeugen die geladenen Puderpartikel am Sensor einen Gegenpol, der ein Maß für die Pudermenge darstellt.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Sensor plattenförmig ausgebildet und wird vom Puder-Luft-Gemisch angeströmt. Die auf den Sensor aufprallenden Puderpartikel geben beim Aufprall ihre Ladung an den Sensor ab, wobei diese abgegebene Ladung wiederum ein Maß für die Pudermenge darstellt .
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Sensor über einen Widerstand auf Masse gelegt ist und der Spannungsabfall am Widerstand ein Maß für die Menge des Puders ist. Dieser Schaltungsaufbau ist relativ einfach und daher preiswert und liefert eine zuverlässige Größe, anhand derer die Pudermenge ermittelt werden kann.
Vorzugsweise besteht der Sensor aus Metall, so dass die Ladungen am Sensor sich optimal ansammeln beziehungsweise vom Puder an den Sensor abgegeben werden können.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die dem Puder-Luft-Gemisch zugewandten Flächenabschnitte des Sensors mit einer Isolierschicht versehen sind. Dies hat den Vorteil, dass dann, wenn Puderpartikel auf den Sensor auftreffen, die Ladung des Puders nicht an den Sensor abgegeben wird, sondern lediglich durch Influenz der Sensor mit einem Gegenpol aufgeladen werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel sieht erfindungsgemäß vor, dass die das Puder-Luft-Gemisch führende Einrichtung eine Düse ist und der Sensor an einer Prallwand in der Düse' angeordnet ist. Die Anordnung des Sensors in der Düse hat den wesentlichen Vorteil, dass festgestellt werden kann, ob zu dem Zeitpunkt, an dem der Druckbogen die Düse passiert, Puder aus der Düse abgegeben wird oder nicht . Außerdem kann direkt an der Düse ermittelt werden, welche Pudermenge ausgetragen wird.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die das Puder-Luft-Gemisch führende Einrichtung ein zur Düse führender Schlauch ist und der Sensor in einem Schlauchabschnitt angeordnet ist. Diese Variante hat den wesentlichen Vorteil, dass sie in bestehende Systeme leicht nachrüstbar ist und dass die Anordnung auch in unmittelbarer Nähe der Düse vorgesehen werden kann, so dass auch bei dieser Variante der o.g. Vorteil erzielt werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist der Sensor als Ring ausgeführt und wird vom Puder-Luft-Gemisch durchströmt. Bei einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass die das Puder-Luft-Gemisch führende Einrichtung ein Verteiler ist, in welchem das Puder-Luft-Gemisch auf mehrere, zum Beispiel acht oder zwölf Schläuche aufgeteilt wird. Diese Variante hat den Vorteil, dass lediglich ein Sensor benötigt wird, um die Pudermenge zu ermitteln. Außerdem wird diejenige Menge ermittelt, die vom Dosierorgan ausgetragen wird, bevor das Puder-Luft-Gemisch auf die einzelnen Düsen aufgeteilt wird. Auf diese Weise können relativ früh Störungen erfasst werden.
Bei einer vierten Variante ist vorgesehen, dass die das Puder-Luft-Gemisch führende Einrichtung der Ausgang eines Injektors ist, in welchem der von einem Dosierorgan zugeteilte Puder mit Luft vermischt wird. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie ebenfalls in bestehende Systeme leicht nachrüstbar ist, da keine Modifikationen am Injektor oder am Verteiler vorgesehen werden müssen, sondern lediglich das Verbindungsstück zwischen Injektor und Verteiler mit einem Sensor bestückt werden muss.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass zwei Sensoren vorgesehen sind, die in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander angeordnet sind. Dabei sind die Sensoren an einen Subtraktionsverstärker angeschlossen. Da die Sensoren auch aus der Umwelt herrührenden elektrostatischen Einflüssen ausgesetzt sind, können durch die Verwendung von zwei Sensoren, die in Subtraktionsschaltung an einen Verstärker angeschlossen sind, diese störenden Umwelteinflüsse eliminiert werden. Dies sind Brummstörungen, sowie Störungen, die von in der Nachbarschaft sich befindenden elektrischen Einrichtungen herrühren. Auch wetterbedingte Einflüsse werden auf diese Weise eliminiert.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Regelstrecke vorgesehen ist, deren Eingangsgröße ein Ausgangssignal des Sensors ist und deren Ausgangsgröße eine Regelgröße für ein Dosierorgan für den Puder und/oder für die Luft ist. Mit dieser Regelstrecke kann gezielt auf den Zeitpunkt, zu dem Puder ausgetragen werden soll, und auf die Menge des auszutragenden Puders Einfluss genommen werden. Falls über den Sensor festgestellt wird, dass der Puderaustrag nicht exakt mit dem Vorhandensein eines Druckbogens übereinstimmt, kann durch Ansteuerung des Dosierorgans die Austragszeit verändert werden.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass über die Regelgröße für das Dosierorgan der Zeitpunkt der Dosierung und/oder die Menge des Puders dosierbar ist. Außerdem kann die Menge des Puders auf vorab eingestellte Werte angepasst werden.
Ferner ist erfindungsgemäß eine Kalibriereinrichtung für das Dosierorgan für den Zeitpunkt und/oder die Menge des Puders vorgesehen. Über diese Kalibriereinrichtung werden empirisch Werte ermittelt, die den Zeitpunkt des Puderaustrags und die auszutragende Menge des Puders definieren.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspruchen, sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 ein schematischer Schaltungsaufbau der Erfindung mit einem Sensor; Figur 2 ein schematischer Schaltungsaufbau der Erfindung mit zwei Sensoren;
Figur 3 einen Längsschnitt durch eine erste
Ausführungsform der Erfindung, welche in einen Schlauch eingesetzt ist;
Figur 4 einen Längsschnitt durch eine Puderdüse gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Figur 5 einen Längsschnitt durch einen Verteiler gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und
Figur 6 eine Regelstrecke für die Pudervorrichtung.
Die Figur 1 zeigt einen schematischen Schaltungsaufbau mit einem Sensor 10, der zum Beispiel aus einem Metallring besteht und der von einem Puder-Luft-Gemisch 12 durchströmt wird. Das Puder-Luft-Gemisch 12 besitzt beim dargestellten Ausführungsbeispiel zum Beispiel eine positive Ladung 14, welche durch Influenz am Sensor 10 eine negative Ladung 16 erzeugt. Der Sensor 10 ist an einen Widerstand 18 angeschlossen, der wiederum an Masse 20 liegt. Mit einem Messinstrument 22 kann der Spannungsabfall am Widerstand 18 gemessen werden. Der Spannungsabfall ist ein Maß für die Menge des im Puder-Luft-Gemisch 12 enthaltenen Puders.
In der Figur 2 ist ebenfalls schematisch ein Schaltungsaufbau dargestellt, wobei zwei Sensoren 10 und 10' vorgesehen sind, die beide über einen Widerstand 18 beziehungsweise 18 ' an Masse 20 beziehungsweise 20' liegen. Außerdem ist ein Verstärker 24 vorgesehen, dessen Eingänge 26 und 26' mit den Sensoren 10 und 10' in Verbindung steht. Dabei ist jedoch der Eingang 26' negiert. Dies hat zur Folge, dass gleiche Signale, die an beiden Sensoren 10 und 10' gleichzeitig auftreffen, eliminiert werden.
Die Figur 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen das Puder- Luft-Gemisch 12 führenden Schlauch 28, in welchen eine Messeinrichtung 30 eingesetzt ist. Diese Messeinrichtung 30 besitzt ein aus Metall bestehendes Gehäuse 32, aus welchem zwei aus Metall bestehende Hülsen 34 herausführen, auf welche die Enden des Schlauches 28 aufgesteckt sind. Im Gehäuse 32 befindet sich eine nicht leitende, zum Beispiel aus Kunststoff bestehende Hülse 26, in welche die Hülsen 34 einmünden. Zwischen den beiden Hülsen 34 und innerhalb der Hülse 36 befinden sich zwei aus Metall bestehende Ringe 38 und 38', die die Sensoren 10 und 10' bilden. Die Ringe 38 und 38' fluchten mit den Hülsen 34, so dass sie ebenfalls vom Puder-Luft-Gemisch 12 durchströmt werden. Dabei sind die Ringe 38 und 38' so angeordnet, dass sie zwar einen Abstand aufweisen, jedoch in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander liegen. Die Ringe 38 und 38' sind jeweils mit einer Leitung 40 und 40' verbunden, die zu einem Messgerät 22 beziehungsweise einen Verstärker 24 führt. Die Leitung 40 beziehungsweise 40' ist außerdem mit einer Erdung 42 versehen, die mit dem Gehäuse 32 in Verbindung steht. Über die Leitung 40 beziehungsweise 40' kann die Ladung der Ringe 38 abgegriffen und dem Messgerät 22 beziehungsweise Verstärker 24 zugeführt werden, so dass über das Maß dieser Ladung die Menge des Puders im Puder-Luft-Gemisch 12 ermittelt werden kann.
In der Figur 4 ist ein Längsschnitt durch eine Düse 44 dargestellt, die einen Anschluss 46 für den das Puder-Luft- Gemisch 12 führenden Schlauch 28 aufweist. Dieser Anschluss 46 ist von einem Ringkanal 48 umgeben, in welchem Luft geführt wird, die durch mehrere Düsen 50 ausgeblasen wird. Diese Luft bildet einen Luftmantel, der das durch den Auslass 52 ausgeblasene Puder-Luft-Gemisch 12 umhüllt. Das durch den Anschluss 46 mit hoher Geschwindigkeit eintretende Puder- Luft-Gemisch 12 prallt auf eine Prallwand 56, die aus einem nicht leitenden Material, z.B. Kunststoff, hergestellt ist. An dieser Prallwand 56 befinden sich nebeneinander zwei Sensoren, von denen der Sensor 10 dargestellt ist. Die Sensoren 10 sind scheibenartig ausgeführt und ebenfalls mit einer Leitung 40 verbunden. Die Erdung 42 des Anschlusskabels ist , wie beim Ausführungsbeispiel der Figur 3 , mit dem Gehäuse 56 der Düse 44 verbunden.
Der im Puder-Luft-Gemisch 12 vorhandene Puder prallt nach dem Eintritt in die Düse 44 auf den Sensor 10 auf und. gibt dort seine Ladung an den Sensor 10 ab, die von der Leitung 40 abgegriffen und einem Messgerät 22 beziehungsweise einem Verstärker 44 weitergeleitet wird. Auf diese Weise erzeugt die Ladung des Sensors 10 ein Maß für die Menge des im Puder- Luft-Gemisches 12 enthaltenen Puders.
Die Figur 5 zeigt einen Längsschnitt durch einen Verteiler 58, der- ebenfalls einen Anschluss 60 aufweist, in welchen ein Puder-Luft-Gemisch 12 eingeleitet wird. Dieses Puder-Luft- Gemisch 12 wird unmittelbar danach über einen Kegel 62 aufgeteilt und einer Vielzahl von Schläuchen 28 zugeleitet. Der Kegel 62 besteht aus einer Kegelspitze 64 und einem Kegelmantel 66, die einen Sensor 10 und einen Sensor 10' bilden. An diesen beiden Sensoren 10 und 10' strömt der im Puder-Luft-Gemisch 12 enthaltende Puder teilweise vorbei und teilweise prallt dieser Puder auf die Sensoren 10 und 10 ' auf. Dadurch werden durch Influenz zum einen Gegenpole erzeugt, zum anderen wird Ladung an die Sensoren 10 und 10' abgegeben. Diese Ladung wird über die Leitungen 40 und 40' abgegriffen und einem Messgerät 22 beziehungsweise einem Verstärker 24 zugeführt.
Die in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Sensoren 10 und 10' können auch mit einer nicht leitenden Oberfläche überzogen sein, so dass beim Aufprall des Puders auf den Sensor 10 beziehungsweise 10' keine Ladung abgegeben wird und dass . lediglich, vom vorbeiströmenden Puder Gegenpole erzeugt werden, deren Ladung über die Leitungen 40 und 40' abgegriffen werden.
Die Figur 6 zeigt in schematischer Darstellung eine Regelstrecke, wobei mit dem Bezugszeichen 68 ein Dosierorgan bezeichnet ist, mit welchem Puder aus einem Vorratsbehälter dosiert ausgetragen wird. Dieser ausgetragene Puder wird in einem mit 70 bezeichneten Injektor einem Luftstrom 72 zugeführt, so dass ein Puder-Luft-Gemisch 12 entsteht, welches dem Verteiler 58 zugeführt wird. In wenigstens einem der Schläuche 28 sind die beiden Sensoren 10 und 10 ' hintereinander angeordnet und es werden die Zeitpunkte t = t0 und t = tx ermittelt, zu denen der Puder die Sensoren 10 und 10' passiert. Der Zeitunterschied ist ein Maß für die Geschwindigkeit des Puders, so dass ermittelt werden kann, wann der Puder die Düse 44 verlasst und auf einen Druckbogen 74 auftrifft. Die Messwerte werden über eine Leitung 76 entweder direkt oder über eine Datenverarbeitungsanlage an das Dosierorgan 68 geleitet, so dass das Dosierorgan 68 regelnd angesteuert wird.
In der Düse 44 kann alternativ oder zusätzlich ein Sensor 10 vorgesehen sein, dessen Signale ebenfalls über eine Leitung 78 direkt oder indirekt über eine Datenverarbeitungsanlage dem Dosierorgan 68 zur regelnden Steuerung zugeführt wird.
Mit einer derartigen Vorrichtung kann der Puder in exakt der gewünschten Menge und exakt zum gewünschten Zeitpunkt ausgetragen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Aufbringen von Puder auf bewegte Druckbogen (74) mit einer ein Puder-Luft-Gemisch (12) führenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung mit wenigstens einem Sensor (10) versehen ist, dass der Sensor (10) vom Puder elektrostatisch aufladbar ist, und dass die Ladung des Sensors (10) ein Maß für die Menge des Puders im Puder-Luft-Gemisch ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) ringförmig ausgestaltet ist und vom Puder-Luft-Gemisch durchströmt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) plattenförmig ist und vom Puder- Luft-Gemisch (12) angeströmt wird.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) über einen Widerstand (18) auf Masse (20) gelegt ist und der Spannungsabfall am Widerstand (18) ein Maß für die Menge des Puders im Puder-Luft-Gemisch (12) ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) aus Metall besteht .
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Puder-Luft-Gemisch
(12) zugewandten Flächenabschnitten des Sensors (10) mit einer Isolierschicht versehen sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Puder-Luft-Gemisch
(12) führende Einrichtung eine Düse (44) und der Sensor (10) an einer Prallwand (54) in der Düse (44) angeordnet ist .
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Puder-Luft-Gemisch
(12) führende Einrichtung ein zur Düse (44) führender Schlauch (28) ist und der Sensor (10) in einem Schlauchabschnitt angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Puder-Luft-Gemisch (12) führende Einrichtung ein Verteiler (58) ist, in welchem das Puder-Luft-Gemisch (12) auf mehrere, insbesondere 8 oder 12 Schläuche (28) aufgeteilt wird.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Puder-Luft-Gemisch (12) führende Einrichtung der Ausgang eines Injektors (70) ist, in welchem der von einem Dosierorgan (68) zugeteilte Puder mit Luft (72) vermischt wird.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Sensoren (10 und 10') vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (10 und 10') in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (10 und 10') an einen Subtraktionsverstärker (24) angeschlossen sind.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelstrecke vorgesehen ist, deren Eingangsgröße ein Ausgangssignal des Sensors (10) ist und deren Ausgangsgröße eine Regelgröße für ein Dosierorgan (68) für den Puder und/oder für die Luft ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass über die Regelgröße für das Dosierorgan (68) der Zeitpunkt der Dosierung und/oder die Menge des Puders regelbar ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibriereinrichtung für das Dosierorgan (68) für den Zeitpunkt und/oder für die Menge des Puders vorgesehen ist.
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