WO2015014996A2

WO2015014996A2 - Dosierwerk

Info

Publication number: WO2015014996A2
Application number: PCT/EP2014/066626
Authority: WO
Inventors: Martin Krümpelmann; Frank Gunschera
Original assignee: Windmöller & Hölscher Kg
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2015-02-05
Also published as: WO2015014996A3; DE102013215265A1; EP3038832A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dosierwerk und ein Verfahren zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff. Um den Wartungsaufwand der insbesondere aus dem Flexodruckbereich bekannten Farbwerke weiter zu reduzieren, ohne hierbei Einbußen hinsichtlich der Druckqualität hinnehmen zu müssen, ist ein Dosierwerk zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit vorgesehen mit einer abgebenden Oberfläche, die Vertiefungen zum dosierten Abgeben der Flüssigkeit aufweist, mit einem Düsenkopf zum Auffüllen der Vertiefungen mit der Flüssigkeit, mit einem Antrieb, der zwischen dem Düsenkopf und der abgebenden Oberfläche eine Relativbewegung bewirkt, mit einer Flüssigkeitsübertragungsstation, die dem Düsenkopf in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet ist und bei der die Flüssigkeit aus den Vertiefungen zumindest teilweise auf eine aufnehmende Oberfläche übertragbar ist, und mit einer Flüssigkeitsrücknahmestation, die der Flüssigkeitsübertragungsstation in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und dem Düsenkopf vorgeschaltet ist und bei der Flüssigkeit aus zumindest einem Teil der Vertiefungen entnommen wird.

Description

Dosierwerk

Die Erfindung betrifft ein Dosierwerk und ein Verfahren zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff. Eine bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Dosierwerks und des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Einsatz in einem Flexod ruckwerk.

Im Bereich des Flexodrucks sind verschiedene Dosierwerke bzw. Farbwerkstypen bekannt.

Das ursprüngliche System ist das Tauchwalzenfarbwerk (3-Walzen-Farbwerk), das beispielsweise aus der DE 29 42 521 C2 bekannt ist. Die Farbdosierung erfolgt über das Abquetschen der überflüssigen Farbe in dem Walzenspalt zwischen Tauchwalze und Rasterwalze. Die Einstellung der optimalen Farbmenge bewegt sich allerdings nur in einem sehr schmalen Bereich des Anpressdrucks zwischen Tauchwalze und Rasterwalze, sodass dieser Bereich des Anpressdrucks schwierig zu ermitteln und einzustellen ist. Ist der Anpressdruck zu hoch, dann wird zu wenig Farbe übertragen, sodass die komplette Einfärbung des Formatzylinders nicht mehr gewährleistet ist. Ist der Anpressdruck dagegen zu gering, dann wird zu viel Farbe übertragen, sodass sich die Zwischenräume zwischen den Rasterpunkten zusetzen und das Druckbild verschmiert. Hiervon ausgehend sind im Flexodruck zur Verbesserung der Dosierbarkeit weitere Farbkwerkstypen entwickelt worden. So ist es beispielsweise aus der DE 196 19 998 C2 bekannt, die Einfärbung des Formatzylinders über ein mit Farbe getränktes Druckband vorzunehmen. Zur Abgabe der Farbe wird das Druckband zwischen einer Presseurwalze und dem Formatzylinder komprimiert, wodurch eine gute und einfache Dosierung der zu übertragenden Farbe möglich ist.

Aus der JP 2007-069559 A ist es bekannt, Dünnfilmbeschichtungen von Flüssigkristallanzeigen mit einem Flexodruckwerk vorzunehmen, wobei bei dieser speziellen Anwendung die Rasterwalze vorzugsweise nach dem Verfahren des Slide-Bead-Coating, des Curtain-Coating oder des Spray- Coating eingefärbt wird.

Aus "Der Verpackungsdruck: Flexodruck 2.0 - Refurbishment bestehender Anlagen durch neuartiges Farbauftragssystem für effizientere und wirtschaftlichere Produktionsprozesse.", Heft Nr. 1 aus 2013, Erscheinungstermin 27.02.2013, ist außerdem ein Flexodruckfarbwerk bekannt, bei dem an Stelle einer Rasterwalze eine Glattwalze verwendet wird, die mit einer Schlitzdüse eingefärbt wird. Mit der zunehmenden Bedeutung des Rasterdrucks wurden immer höhere Anforderungen an die Druckqualität gestellt, die sich durch die vorgenannten Farbwerkstypen allesamt nicht erfüllen lassen. Als weiterer Farbwerkstyp hat sich daher neben den vorgenannten Farbwerkstypen vor allem das Rakelkammersystem etabliert, das den Vorteil einer sehr gut dosierbaren Farbübertragung bei gleichzeitig beliebiger Wiederholbarkeit bietet. Beim Rakelkammersystem unterscheidet man wiederum zwischen dem offenen und dem geschlossenen System, wobei sich das geschlossene System inzwischen weitestgehend durchgesetzt hat, da hiermit auch eine automatische Reinigung der Rasterwalzen und aller farbführenden Teile und damit schnelle und automatisierbare Auftrags- und Farbwechsel möglich ist.

Ein geschlossenes Rakelkammersystem nach dem Stand der Technik ist beispielsweise aus der EP1 302 315 B1 bekannt. Ein verbleibendes Problem eines derartigen Rakelkammersystems ist allerdings die Tatsache, dass zur Gewährleistung der Dichtigkeit verschiedene Maßnahmen ergriffen müssen, die einen ständigen und nicht zu vernachlässigen Wartungsaufwand nach sich ziehen. So müssen beispielsweise die in der EP1 302 315 B1 erwähnten stirnseitigen Dichtungen regelmäßig ausgetauscht und erneuert werden, um die Dichtigkeit des geschlossenen Rakelkammersystems sicherzustellen. Als erschwerend kommt in diesem Zusammenhang hinzu, dass das geschlossene Rakelkammersystem gemäß der EP1 302 315 B1 in der Regel in einer Zentralzylinderdruckmaschine zum Einsatz kommt, wie diese beispielsweise aus der WO 2009/144016 A1 bekannt ist. Dies bedeutet, dass typischerweise 8 geschlossene Rakelkammersysteme um den Zentralzylinder herum angeordnet sind. Um den notwendigen gleichmäßigen Druck im Druckspalt zu halten, muss der Zentralzylinder mit hoher Rundlaufgenauigkeit gefertigt und mit einer möglichst geringen Temperaturtoleranz temperiert werden. Damit bildet der Zentralzylinder ein empfindliches Herzstück in jeder Zentralzylinderdruckmaschine, in dessen Nähe Wartungsarbeiten an den Rakelkammersystemen nur mit äußerster Vorsicht und nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden können. Dies erhöht wiederum die Kosten für jegliche Wartungsarbeiten an den Rakelkammersystemen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Wartungsaufwand der insbesondere aus dem Flexodruckbereich bekannten Farbwerke weiter zu reduzieren, ohne hierbei Einbußen hinsichtlich der Druckqualität hinnehmen zu müssen, die im Flexodruck mit dem geschlossenen Rakel kammersystem bereits erreichbar ist. Diese Aufgabe wird durch ein Dosierwerk nach dem Patentanspruch 1 bzw. durch ein Flexodruckfarbwerk nach dem Patentanspruch 13 sowie durch ein Verfahren zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit nach dem Patentanspruch 14 bzw. durch ein Verfahren zum Betreiben eines Flexodruckfarbwerks nach dem Patentansprüch 26 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Dosierwerk handelt es sich um ein Dosierwerk zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff, mit einer abgebenden Oberfläche, die Vertiefungen zum dosierten Abgeben der Flüssigkeit aufweist, mit einem Düsenkopf zum Auffüllen der Vertiefungen mit der Flüssigkeit, mit einem Antrieb, der zwischen dem Düsenkopf und der abgebenden Oberfläche eine Relativbewegung bewirkt, mit einer Flüssigkeitsübertragungsstation, die dem Düsenkopf in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet ist und bei der die Flüssigkeit aus den Vertiefungen zumindest teilweise auf eine aufnehmende Oberfläche übertragbar ist, und mit einer Flüssigkeitsrücknahmestation, die der Flüssigkeitsübertragungsstation in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und dem Düsenkopf vorgeschaltet ist und bei der Flüssigkeit aus zumindest einem Teil der Vertiefungen entnommen wird.

Insbesondere ein Flexodruckfarbwerk lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Dosierwerk besonders vorteilhaft betreiben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein Verfahren zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt ein Düsenkopf über eine abgebende Oberfläche, die Vertiefungen zum dosierten Abgeben der Flüssigkeit aufweist, bewegt wird, um die Vertiefungen mit der Flüssigkeit aufzufüllen, bei dem in einem zweiten Verfahrensschritt die Flüssigkeit aus den Vertiefungen zumindest teilweise auf eine aufnehmende Oberfläche übertragen wird, und bei dem in einem dritten Verfahrensschritt die Flüssigkeit aus zumindest einem Teil der Vertiefungen entnommen wird.

Mit den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten lässt sich insbesondere ein Flexodruckfarbwerk besonders vorteilhaft betreiben.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt das Einfärben der Rasterwalze mit einem Düsenkopf. Ein derartiger Düsenkopf kann beispielsweise so ausgebildet sein, wie dieser bei in der JP 2007-069559 A erwähnten Verfahren des Slide- Bead-Coating, des Curtain-Coating oder des Spray-Coating zum Einsatz kommt. Die konkrete Ausgestaltung des Düsenkopfes kann dabei beispielsweise so erfolgen, wie dies in der JP 2005-296797 A oder JP 2006- 281 103 A gezeigt ist. Eine wesentliche Erkenntnis der Erfindung beruht auf der Flüssigkeitsrücknahmestation, die aus der JP 2007-069559 A, aus der JP 2005- 296797 A oder aus der JP 2006-281 103 A nicht bekannt ist. Die Flüssigkeitsrücknahmestation ist der Flüssigkeitsübertragungsstation in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und dem Düsenkopf vorgeschaltet. In der Flüssigkeitsrücknahmestation wird somit vor der Einfarbung durch den Düsenkopf zusätzlich noch Flüssigkeit aus denjenigen Vertiefungen entnommen, bei denen in der Flüssigkeitsübertragungsstation keine Flüssigkeitsübertragung stattfand. Es hat sich nämlich gezeigt, dass das Einfärben der abgebenden Oberfläche bzw. Rasterwalze mit einem Düsenkopf erst dann zu qualitativ hochwertigen Druckergebnissen innerhalb einer Flexodruckmaschine führt, wenn allen Näpfchen vor der erneuten Einfärbung durch den Düsenkopf auch tatsächlich Flüssigkeit entnommen wurde. Dies wird durch die Flüssigkeitsrücknahmestation erreicht, indem spätestens dort auch denjenigen Näpfchen Flüssigkeit entnommen wird, die zuvor in der Flüssigkeitsübertragungsstation unangetastet geblieben sind.

Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist die Tatsache, dass im Gegensatz zu einer Einfärbung mit einem Kammerrakelsystem keine seitlichen Dichtungen mehr an den Stirnseiten der Rasterwalze benötigt werden. Vorteilhafterweise kann vielmehr die Einfärbung der Rasterwalze mit dem Düsenkopf etwas breiter als die Druckbreite des Formatzylinders erfolgen, sodass auf den Formatzylinder über dessen gesamte Breite zuverlässig und gleichmäßig Farbe übertragen werden kann. Darüber hinaus kann die Flüssigkeitsrücknahmestation wiederum vorteilhafterweise breiter als der Einfärbebereich der Rasterwalze ausgelegt werden, sodass nach der Flüssigkeitsübertragungsstation nicht abgenommene Flüssigkeits- bzw. Farbflächen zuverlässsig von Farbe befreit und damit quasi laufend gereinigt werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist die Tatsache, dass ein Spüleffekt auch für diejenigen Näpfchen erreicht wird, die zuvor in der Flüssigkeitsübertragungsstation unangetastet geblieben sind. Ohne Flüssigkeitsrücknahmestation bestände ansonsten die Gefahr, dass diese Näpfchen eintrocknen, was nicht nur negative Auswirkungen auf die Qualität des laufenden Druckauftrags haben würde, sondern was darüber hinaus auch einen erhöhten Aufwand bei der Reinigung der Rasterwalze bedeuten würde. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich die Tatsache, dass sich die Breite der Einfärbung auf der abgebenden Oberfläche mit einem Düsenkopf im Vergleich zu einer Rakelkammer wesentlich leichter variieren lässt. Bei einem Rakelkammersystem ist eine Veränderung der Einfärbebreite immer sehr aufwendig, da der Austausch einer Rakelkammer mit einem erheblichen Montageaufwand verbunden ist. Demgegenüber lässt sich bei allen möglichen Varianten einer Einfärbung durch einen Düsenkopf die Breite der Einfärbung wesentlich leichter realisieren.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Rakelmesser zum Abrakeln überschüssiger Flüssigkeit gegen die abgebende Oberfläche anstellbar, wobei das Rakelmesser dem Düsenkopf in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und der Flüssigkeitsübertragungsstation vorgeschaltet ist. Falls bei der Einfärbung durch den Düsenkopf zu viel Flüssigkeit in die Vertiefungen bzw. auf die Stege gelangen sollte, so kann diese überschüssige Flüssigkeit mit dem Rakelmesser abgerakelt werden.

Es wird aber an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass es gemäß der Erfindung grundsätzlich möglich ist, die Einfärbung der Vertiefungen auf der abgebenden Oberfläche bzw. Rasterwalze mit einem Düsenkopf direkt so vorzunehmen, dass alle Vertiefungen mit einem annähernd gleichen Flüssigkeitspegel gefüllt sind, wie dieser in der nachgeschalteten Flüssigkeitsübertragungsstation benötigt wird. Als Düsenkopf hat sich hierbei insbesondere ein Düsenkopf als vorteilhaft erwiesen, wie dieser in der JP 2006- 281 103 A gezeigt ist.

Es ist gemäß der Erfindung möglich, dass vor Druckbeginn bzw. zwischen einzelnen Druckaufträgen der Einfärbeprozess der Rasterwalze mit dem Düsenkopf solange optimiert wird, bis gerade alle Vertiefungen mit einem annähernd gleichen Flüssigkeitspegel gefüllt sind, wie dieser in der nachgeschalteten Flüssigkeitsübertragungsstation benötigt wird. Die zu optimierenden Prozessparameter sind hierbei insbesondere der aus dem Düsenkopf austretende Volumenstrom, der Arbeitsabstand zwischen Düsenkopf und abgebender Oberfläche und der Arbeitswinkel des Düsenkopfes quer zur Richtung der Relativbewegung.

Der aus dem Düsenkopf austretende Volumenstrom ergibt sich grundsätzlich aus dem Schöpfvolumen der abgebenden Oberfläche bzw. Rasterwalze sowie der Vorschubbewebung der Relativbewebung. Aus diesen beiden Parametern kann der theoretische Volumenstrom berechnet und im Voraus eingestellt werden. Mit einer Kamera bzw. mit einem geeigneten Sensor kann nunmehr überprüft werden, ob der von der nachgeschalteten Flüssigkeitsübertragungsstation benötigte Flüssigkeitspegel bereits erreicht ist. Ist dies nicht der Fall, so wird der aus dem Düsenkopf austretende Volumenstrom entsprechend nachgeregelt. Zusätzlich werden der Arbeitsabstand und der Arbeitswinkel des Düsenkopfes derart optimiert, dass sich nach der Einfärbung durch den Düsenkopf nur noch Flüssigkeit in den Vertiefungen, aber keine überschüssige Flüssigkeit mehr auf den Stegen befindet.

Die Optimierung des Einfärbeprozesses kann in der gleichen Weise selbstverständlich auch laufend während des Drucks selber erfolgen. Hierzu kann beispielsweise das Druckbild über eine Druckbildkamera laufend überwacht und als Messgröße für die Optimierung der entsprechenden Parameter herangezogen werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jenseits des Düsenkopfes am Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der abgebenden Oberfläche eine Luftströmung erzeugbar. Insbesondere lässt sich mit der Luftströmung bzw. mit einer Steuerung des Luftdrucks der genaue Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der abgebenden Oberfläche stabilisieren und somit die Druckqualität weiter erhöhen. Soweit die Flüssigkeit zwischen Düsenkopf und Auftreffpunkt eine Art Vorhang bildet, ist zusätzlich zwischen der in Richtung der Relativbewegung nachgeschalteten Seite des Düsenkopfes und der in Richtung der Relativbewegung vorgeschalteten Seite des Düsenkopfes zu unterscheiden. Auf der in Richtung der Relativbewegung nachgeschalteten Seite des Düsenkopfes ist somit eine erste Luftströmung erzeugbar, und auf der in Richtung der Relativbewegung vorgeschalteten Seite des Düsenkopfes ist eine zweite Luftströmung erzeugbar. Die einzelne Luftströmung oder auch die beiden Luftströmungen können gleichgerichtet oder auch entgegengesetzt strömen, und sie können getaktet oder auch kontinuierlich strömen, und zwar dies in Abhängigkeit davon, in welcher Weise die Stelle des Auftreffpunktes beeinflusst werden soll.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird mit der oben beschriebenen Luftströmungssteuerung zumindest näherungsweise der unterschiedliche Einfluss der Schwerkraft kompensiert, der bei mehreren Farbwerken einer Zentralzylindermaschine dadurch entsteht, dass die verschiedenen Farbwerke mit Bezug auf den Schwerkraftvektor einen unterschiedlichen Anstellwinkel aufweisen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Düsenkopf als Schlitzdüse ausgebildet, die sich quer zur Richtung der Relativbewegung über die abgebende Oberfläche erstreckt, so wie dies beispielsweise in der JP 2006- 281 103 A gezeigt ist. Eine Schlitzdüse erweist sich insbesondere in Kombination mit der oben beschriebenen Luftströmungssteuerung als vorteilhaft, denn bei einer Schlitzdüse bildet sich zwischen der Düse und dem Auftreffpunkt ein charakteristischer Flüssigkeitswulst heraus, dessen Form mithilfe der Luftströmungssteuerung geregelt und stabilisiert werden kann. So ist es beispielsweise möglich, dass die Form des Flüssigkeitswulstes mit einer Kamera automatisch beobachtet und als Messgröße der Luftströmungssteuerung zugeführt wird. Bei der Ausgestaltung der Schlitzdüse ist darauf zu achten, dass die Querverteilung des austretenden Volumenstroms möglichst homogen ist, damit sich auch tatsächlich ein gleichmäßiger Flüssigkeitswulst herausbilden kann. Um dies zu erreichen, könnte eine Maßnahme zum Beispiel darin bestehen, innerhalb der Schlitzdüse fächerförmige Längskanäle vorzusehen. Durch die Längskanäle können Querströmungen innerhalb der Schlitzdüse und damit auch das Auftreten turbulenter Strömungen weitgehend unterdrückt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, aktiv die Strömungsverteilung innerhalb der Schlitzdüse so zu steuern, dass eine homogene Querverteilung des austretenden Volumenstroms unterstützt wird. Beispielsweise könnte jeder Teil- Volumenstrom innerhalb eines Längskanals der Schlitzdüse durch Ventile und/oder Pumpen gesteuert werden. In entsprechender Weise könnte jeder Teil-Volumenstrom innerhalb eines Längskanals der Schlitzdüse auch durch veränderliche Querschnitte gesteuert werden, wobei die veränderlichen Querschnitte durch elastische Gummiwandungen realisiert werden können, die pneumatisch beaufschlagt werden. Auch ein geschlossener Regelkreis zur aktiven Steuerung der Strömungsverteilung innerhalb der Schlitzdüse ist möglich, indem beispielsweise der Flüssigkeitswulst an mehreren Stellen quer zur Relativbewegung mit entsprechenden Kameras beobachtet wird, und jedes einzelne Kamerasignal als Messsignal für einen bestimmten Teilvolumenstrom herangezogen wird.

Die vorteilhafte Ausgestaltung der Flüssigkeitsrücknahmestation hängt schließlich maßgeblich von den Merkmalen und Eigenschaften der abgebenden Oberfläche ab. Handelt es sich bei der abgebenden Oberfläche beispielsweise um die Oberfläche einer Dosierwalze mit Stegen bzw. Näpfchen (also zum Beispiel eine Rasterwalze), dann kann in der Flüssigkeitsrücknahmestation eine Gummiwalze vorgesehen sein, die gegen die Dosierwalze anstellbar ist, wobei die rückgenommene Flüssigkeit von der Gummiwalze abgerakelt wird. Vorzugsweise besteht die Oberfläche der Gummiwalze aus dem gleichen Material wie das Material des Klischees des Formatzylinders. Auf diese Weise herrschen mit Bezug auf die einzelnen Stege bzw. Näpfchen in der Flüssigkeitsübertragungsstation annähernd die gleichen Verhältnisse, sodass die Näpfchen hinter der Flüssigkeitsrücknahmestation erfindungsgemäß einen annähernd gleichmäßigen zweiten Flüssigkeitspegel aufweisen, der niedriger als der erste Flüssigkeitspegel hinter der Einfärbung der Rasterwalze mittels des Düsen kopfes ist. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die abgebende Oberfläche durch die Oberfläche einer Haschurenwalze realisiert. Bei einer Haschurenwalze werden während des Herstellungsprozesses keine Näpfchen sondern Rillen erzeugt. Anders ausgedrückt weist die Haschurenwalze Stege auf, zwischen denen parallel zueinander aber im spitzen Winkel entlang des Walzenumfanges geradlinige Auskerbungen liegen. Eine solche Rillengravur lässt sich beispielsweise innerhalb einer Keramikschicht herstellen, wobei die Rillen dann vorteilhaft mit Metall wie Kupfer oder Messing ausgefüllt und anschließend von oben abgeschliffen werden, bis der härtere Keramikkern auf den Stegen wieder freigelegt ist. Die Rillen können beispielsweise eine Tiefe von 20 μιτι haben. Pro Zentimeter der axialen Länge der Haschurenwalze können beispielsweise zwischen 100 bis 400 Rillen vorgesehen sein. Weiterhin können die Rillen beispielsweise einen Steigungswinkel aufweisen, der im Bereich von 0 bis 20° liegen kann. Die Neigung kann rechts oder links ansteigend sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Haschurenwalze eine Mehrzahl von endlosen Ring-Rillen um den Umfang ihrer Oberfläche aufweist. Nach einer weiteren Ausführungsvariante hat die Haschurenwalze schraubenlinienförmige Rillen, die beliebig oft unterbrochen sind. Nach einer weiteren Ausführungsvariante können die Rillen jeweils durch einen oder mehrere Querstege unterbrochen sein. Hierdurch werden langgestreckte Näpfchen gebildet, die wiederum in ihren Eigenschaften den Näpfchen einer Rasterwalze ähneln.

Auch bei einer Haschurenwalze kann in der Flüssigkeitsrücknahmestation zur Rücknahme von in der Flüssigkeitsübertragungsstation nicht abgenommener Flüssigkeit eine Gummiwalze vorgesehen sein. Hier gelten in analoger Weise die obigen Erläuterungen der Gummiwalze mit Bezug auf eine Näpfchenwalze entsprechend auch mit Bezug auf eine Haschurenwalze. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es bei einer Haschurenwalze aber auch möglich, dass in der Flüssigkeitsrücknahmestation eine Bürstenwalze vorgesehen ist, mit der die in den Rillen verbliebene Flüssigkeit herausgenommen und aus der die rückgenommene Flüssigkeit entnommen wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die in den Rillen verbliebene Flüssigkeit plattenspielerähnlich durch eine oder mehrere umlaufende Nadeln herausgekratzt wird. Es ist auch möglich, dass die eine oder mehrere Nadeln als Hohlnadeln bzw. Kanülen ausgebildet sind, sodass die in den Rillen verbliebene Flüssigkeit direkt herausgesaugt und zur Wiederverwertung unmittelbar wieder verwendet werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Dosierwerk innerhalb einer Flexodruck-

Zentralzylindermaschine nach einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 weitere Details zum erfindungsgemäßen Dosierwerk gemäß Fig. 1 , Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Dosierwerk innerhalb einer Flexodruck- Zentralzylindermaschine nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, und

Fig. 4 weitere Details zum erfindungsgemäßen Dosierwerk gemäß Fig. 3.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Dosierwerk innerhalb einer Flexodruck- Zentralzylindermaschine nach einem ersten Ausführungsbeispiel. Bei der Zentralzylindermaschine kann es sich beispielsweise um eine 8- Farbendruckmaschine handeln, bei der 8 Druckwerke um einen Gegendruckzylinder herum angeordnet sind. Hinter jedem Druckwerk ist jeweils eine Trockenvorrichtung angeordnet. Die von der Vorzugseinrichtung kommende Materialbahn wird durch eine gummierte Anpresswalze fest auf den Gegendruckzylinder gedrückt, sodass keine Luft zwischen dem Gegendruckzylinder und der Materialbahn geraten kann und die Materialbahn fest auf dem Gegendruckzylinder aufliegt. Die Materialbahn wird so unverschiebbar fest an den 8 Druckwerken vorbeigeführt, sodass keine Registerschwankungen auftreten. Um dabei die Rundlaufgenauigkeit des Gegendruckzylinders sicherzustellen, ist der Gegendruckzylinder von innen mit Wasser auf eine konstante Temperatur temperiert.

Gezeigt ist in Fig. 1 eines von den 8 an dem Gegendruckzylinder 101 angeordneten Druckwerken (ohne Trockenvorrichtung). Der Gegendruckzylinder 101 hat typischerweise einen Durchmesser von 2000 mm und lässt typischerweise Druckbreiten bis zum 1500 mm zu. Die Drucklänge ist durch die Gruppierung der 8 Druckwerke sowie durch den Durchmesser des Gegendruckzylinders 101 vorgegeben und beträgt typischerweise 1200 mm.

An dem Gegendruckzylinder 101 angestellt ist ein Formatzylinder 102 mit einem darauf aufgeklebten Druckklischee. Vor dem Formatzylinder 102 befindet sich dann das erfindungsgemäße Dosierwerk mit einer Rasterwalze 103, einer Schlitzdüse 104, einer Gummiwalze 105 und einer Rakel 106.

Mit der Schlitzdüse 104 wird die Rasterwalze 103 eingefärbt. Der Arbeitsabstand zwischen Schlitzdüse 104 und Rasterwalze 103 ist dabei in Richtung der Achse Y durch eine Steuereinheit einstellbar. Ebenfalls durch eine Steuereinheit gesteuert wird der Arbeitswinkel der Schlitzdüse, wozu die Schlitzdüse um die Achse Z verschwenkbar gelagert ist. Durch eine exakte Steuerung des Farbvolumenstroms und der Positionierparameter der Schlitzdüse ist es möglich, die Rasterwalze so einzufärben, dass die Näpfchen mit der erforderlichen Farbmenge gefüllt sind, ohne dass überschüssige Farbe auf den Stegen vorhanden ist. Weitere Details zum Einfärbeprozess werden anhand von Fig. 2 erläutert.

Die in den Näpfchen aufgefüllte Farbe wird teilweise auf das Druckklischee des Formatzylinders 102 übertragen. Treffen Näpfchen auf Vertiefungen in dem Druckklischee, so sind diese Näpfchen an der Farbübertragung nicht beteiligt und bleiben aufgefüllt. Allerdings bleibt auch bei Näpfchen, die an der Farbübertragung beteiligt sind, immer ein Rest der aufgefüllten Farbmenge zurück.

Die in Drehrichtung dem Formatzylinder 102 nachgeschaltete Seite der Rasterwalze 103 weist somit Näpfchen auf, die mit unterschiedlichen Farbmengen und Farbniveaus noch befüllt sind. Würde man die in dieser Weise verteilten Näpfchen der Einfärbung durch die Schlitzdüse 104 direkt wieder zurühren, dann würde dies zu einer ungleichmäßigen Farbmengenverteilung nach dem Einfärbevorgang führen, denn der aus der Schlitzdüse austretende Farbmengenwulst ist nicht in der Lage, stark variierende Farbmengenverteilungen direkt auszugleichen.

Um dieses Problem der ungleichmäßigen Farbmengenverteilung zu beseitigen, befindet sich vor der Schlitzdüse 104 eine Gummiwalze 105, die die verbliebende Farbe in denjenigen Näpfchen der Rasterwalze 103 abnimmt, die vorher nicht an der Farbübertragung auf den Formatzylinder 102 beteiligt waren. Die abgenommene Farbe wird dann von der Rakel 106 von der Gummiwalze abgerakelt und dem Farbkreislauf der Einfärbung wieder zugeführt.

Fig. 2 zeigt weitere Details zum erfindungsgemäßen Dosierwerk gemäß Fig. 1 . Gezeigt sind die Rasterwalze 103 und die Schlitzdüse 104 aus Fig. 1 , die in Fig. 2 jetzt mit den Bezugsziffern 203 und 204 gekennzeichnet sind. Wie bereits erwähnt, ist die Schlitzdüse 204 entlang der Achse Y verfahrbar und um die Achse Z schwenkbar gelagert. Auf der Oberseite der Schlitzdüse befinden sich eine Vielzahl von Ansatzstutzen 205, in die Farbzuführschläuche (nicht gezeigt) münden. Der insgesamt durch alle Farbzuführschläuche zugeführte Farbvolumenstrom entspricht der Schöpfvolumenrate, die sich aus dem Schöpfvolumen und der Drehzahl der Rasterwalze 203 berechnen lässt. Für jeden einzelnen Farbzuführschlauch ist der Farbvolumenstrom allerdings auch individuell steuerbar, und zwar in Abhängigkeit von der Querverteilung (d.h. in Richtung Z-Achse) des an der Schlitzdüse austretenden Farbmengenwulstes 201 und 202. Auf der in Drehrichtung der Rasterwalze 203 nachgeschalteten Seite der Schlitzdüse 204 befindet sich der Einfärbebereich 201 des Farbmengenwulstes, während sich auf der in Drehrichtung der Rasterwalze 203 vorgeschalteten Seite der Schlitzdüse 204 ein charakteristischer Meniskus 202 ausbildet, der eine Messung der Querverteilung erlaubt. Zur Messung der Querverteilung ist dabei ein entsprechendes Kamerasystem (nicht gezeigt) installiert, das die Messsignale an eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Farbzuführschläuche weiterleitet.

Eine weitere Möglichkeit zur Stabilisierung des Meniskus 202 besteht darin, dass auf der in Drehrichtung der Rasterwalze 203 vorgeschalteten Seite der Schlitzdüse 204 eine Luftströmungsdüse 206 installiert ist, die vor dem Meniskus 202 entlang der Z-Achse eine Saugluftströmung erzeugt. Falls nun beispielsweise die Schlitzdüse 204 zur Erhöhung des Arbeitsabstandes entlang der Y-Achse verstellt und der Meniskus 202 dabei in Drehrichtung der Rasterwalze 203 abzureißen droht, so kann dieser Vorgang durch das Kamerasystem ebenfalls detektiert und die Luftströmdüse 206 derart angesteuert werden, dass der Meniskus 202 entgegen der Drehrichtung der Rasterwalze 203 wieder zurückgeholt und stabilisiert wird. Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Dosierwerk innerhalb einer Flexodruck- Zentralzylindermaschine nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Im Prinzip finden sich die in Fig. 1 gezeigten Komponenten auch in Fig. 3 wieder, wobei Übereinstimmungen in der letzten Ziffer der jeweiligen Bezugszeichen einander entsprechende Teile kennzeichnen. Auf die Beschreibung gemäß Fig. 1 kann somit zunächst analog verwiesen werden.

Der wesentliche Unterschied des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 besteht darin, dass der Formatzylinder 302 nunmehr auf der gegenüberliegenden Seite des Gegendruckzylinders 301 angeordnet ist, was dazu führt, dass die Anordnung der Schlitzdüse 304 und der Gummiwalze 305 gegenüber der Anordnung der Schlitzdüse 104 und der Gummiwalze 105 gerade vertauscht ist. Damit ist es mit der Schlitzdüse 304 erforderlich, die Rasterwalze 303 entgegen der Schwerkraft einzufärben, wodurch weitere Details bei der Einfärbung zu beachten sind, die anhand von Fig. 4 weiter erläutert sind.

Fig. 4 zeigt weitere Details zum erfindungsgemäßen Dosierwerk gemäß Fig. 3. Im Prinzip finden sich wiederum die in Fig. 2 gezeigten Komponenten auch in Fig. 4 wieder, wobei Übereinstimmungen in der letzten Ziffer der jeweiligen Bezugszeichen erneut einander entsprechende Teile kennzeichnen. Auf die Beschreibung gemäß Fig. 2 kann somit zunächst analog verwiesen werden.

Als wesentlicher Unterschied gegenüber Fig. 2 erfolgt nun die Einfärbung mit der Schlitzdüse 403 entgegen der Schwerkraft. Die Auswirkungen der gegenüber Fig. 2 entgegengesetzten Schwerkraft machen sich vor allem im Einfärbebereich 401 bemerkbar. Um diese Auswirkungen zu kompensieren, ist daher zusätzlich eine zweite Luftströmdüse 407 installiert. Im Gegensatz zur Luftströmdüse 406 erzeugt die Luftströmdüse 407 allerdings keine Saugluftströmung, sondern vielmehr eine Druckluftströmung an der Oberfläche des Einfärbebereichs 401 . Die Stärke der Druckluftströmung wird dabei gerade so eingestellt, dass die Auswirkungen der Schwerkraft kompensiert werden und der Einfärbebereich 401 des Farbmengenwulstes damit quasi entgegen der Schwerkraft an die Rasterwalze 403 gedrückt wird.

Bezugszeichenliste

Gegendruckzylinder

Formatzylinder

Rasterwalze

Schlitzdüse

Gummiwalze

Rakel

Einfärbebereich

Meniskus

Rasterwalze

Schlitzdüse

Ansatzstutzen

Luftströmungsdüse

Formatzylinder

Rasterwalze

Schlitzdüse

Gummiwalze

Einfärbebereich

Schlitzdüse

Luftströmdüse

Claims

Patentansprüche Dosierwerk zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff, mit einer abgebenden Oberfläche, die Vertiefungen zum dosierten Abgeben der Flüssigkeit aufweist, mit einem Düsenkopf zum Auffüllen der Vertiefungen mit der Flüssigkeit, mit einem Antrieb, der zwischen dem Düsenkopf und der abgebenden Oberfläche eine Relativbewegung bewirkt, mit einer Flüssigkeitsübertragungsstation, die dem Düsenkopf in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet ist und bei der die Flüssigkeit aus den Vertiefungen zumindest teilweise auf eine aufnehmende Oberfläche übertragbar ist, und mit einer Flüssigkeitsrücknahmestation, die der Flüssigkeitsübertragungsstation in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und dem Düsenkopf vorgeschaltet ist und bei der Flüssigkeit aus zumindest einem Teil der Vertiefungen entnommen wird.

2. Dosierwerk nach Anspruch 1 , wobei ein Rakelmesser zum Abrakeln überschüssiger Flüssigkeit gegen die abgebende Oberfläche anstellbar ist, wobei das Rakelmesser dem Düsenkopf in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und der Flüssigkeitsübertragungsstation vorgeschaltet ist.

3. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 2, wobei der Düsenkopf mit Bezug auf die abgebende Oberfläche auf einen vorbestimmten Arbeitsabstand positionierbar ist.

4. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 3, wobei der Düsenkopf quer zur Richtung der Relativbewegung um einen Arbeitswinkel verschwenkbar ist.

5. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 4, wobei auf der abgebenden Oberfläche am Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der in Richtung der Relativbewegung nachgeschalteten Seite des Düsenkopfes eine erste Luftströmung erzeugbar ist.

6. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 5, wobei auf der abgebenden Oberfläche am Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der in Richtung der Relativbewegung vorgeschalteten Seite des Düsenkopfes eine zweite Luftströmung erzeugbar ist.

7. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 6, wobei der Düsenkopf als Schlitzdüse ausgebildet ist, die sich quer zur Richtung der Relativbewegung über die abgebende Oberfläche erstreckt.

8. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 7, wobei die abgebende Oberfläche die Oberfläche einer Dosierwalze mit Stegen bzw. Näpfchen ist.

9. Dosierwerk nach Anspruch 8, wobei in der Flüssigkeitsrücknahmestation eine Gummiwalze vorgesehen ist, die gegen die Dosierwalze anstellbar ist, wobei die rückgenommene Flüssigkeit von der Gummiwalze abgerakelt wird.

10. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 7, wobei die abgebende Oberfläche die Oberfläche einer Haschurenwalze ist.

1 1 . Dosierwerk nach Anspruch 10, wobei in der Flüssigkeitsrücknahmestation eine Gummiwalze vorgesehen ist, die gegen die Haschurenwalze anstellbar ist, wobei die rückgenommene Flüssigkeit von der Gummiwalze abgerakelt wird.

12. Dosierwerk nach Anspruch 10, wobei in der Flüssigkeitsrücknahmestation eine Bürstenwalze vorgesehen ist, die gegen die Haschurenwalze anstellbar ist, wobei die rückgenommene Flüssigkeit aus der Bürstenwalze entnommen wird.

13. Flexodruckfarbwerk mit einem Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 12.

14. Verfahren zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt ein Düsenkopf über eine abgebende Oberfläche, die Vertiefungen zum dosierten Abgeben der Flüssigkeit aufweist, bewegt wird, um die Vertiefungen mit der Flüssigkeit aufzufüllen, bei dem in einem zweiten Verfahrensschritt die Flüssigkeit aus den Vertiefungen zumindest teilweise auf eine aufnehmende Oberfläche übertragen wird, und bei dem in einem dritten Verfahrensschritt die Flüssigkeit aus zumindest einem Teil der Vertiefungen entnommen wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei nach Durchführung des ersten Verfahrensschritts und vor Durchführung des zweiten Verfahrensschritts ein Rakelmesser zum Abrakeln überschüssiger Flüssigkeit gegen die abgebende Oberfläche angestellt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 - 15, wobei der Düsenkopf mit Bezug auf die abgebende Oberfläche auf einen vorbestimmten Arbeitsabstand positio- niert wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 - 16, wobei der Düsenkopf quer zur Richtung der Relativbewegung um einen Arbeitswinkel verschwenkt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 - 17, wobei auf der abgebenden Oberfläche am Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der in Richtung der Relativbewegung nachgeschalteten Seite des Düsenkopfes eine erste Luftströmung erzeugt wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 - 18, wobei auf der abgebenden Oberfläche am Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der in Richtung der Relativbewegung vorgeschalteten Seite des Düsenkopfes eine zweite Luftströmung erzeugt wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 - 19, wobei der Düsenkopf als Schlitzdüse betrieben wird, die sich quer zur Richtung der Relativbewegung über die abgebende Oberfläche erstreckt.

21 . Verfahren nach einem der Ansprüche 14 - 20, wobei als abgebende Oberfläche die Oberfläche einer Dosierwalze mit Stegen bzw. Näpfchen verwendet wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21 , wobei zur Durchführung des dritten Verfahrensschritts eine Gummiwalze verwendet wird, die gegen die Dosierwalze angestellt wird und von der die rückgenommene Flüssigkeit abgerakelt wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 - 20, wobei als abgebende Oberfläche die Oberfläche einer Haschurenwalze verwendet wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei zur Durchführung des dritten Verfahrensschritts eine Gummiwalze verwendet wird, die gegen die Haschurenwalze angestellt wird und von der die rückgenommene Flüssigkeit abgerakelt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 23, wobei zur Durchführung des dritten Verfahrensschritts eine Bürstenwalze verwendet wird, die gegen die Haschurenwalze an- gestellt wird und aus der die rückgenommene Farbe entnommen wird.

Verfahren zum Betreiben eines Flexodruckfarbwerks mit den Verfahrensschritten nach einem der Ansprüche 14 - 25.