Vorrichtung zur dosierten Beschichtung einer Auftragwalze mit einem flüssigen Auftragmittel

Abstract

 Eine Vorrichtung dient zum dosierten Beschichten einer Auftragwalze (2), insbesondere einer eine Druckform direkt oder indirekt einfärbenden Auftragwalze einer Druckmaschine, mit einem flüssigen Auftragmittel (3), wobei die Auftragwalze (2) mit einer parallel angeordneten Übertragwalze (1) in Berührung steht und wobei die Oberflächen der Auftragwalze (2) und der Übertragwalze (1) eine zumindest in etwa übereinstimmende Bahngeschwindigkeit aufweisen. Die Oberfläche der Übertragwalze (1) taucht unmittelbar in das Auftragmittel (3) ein, wobei die Dicke des auf der Oberfläche der Übertragwalze (1) verbleibenden Films aus dem Auftragmittel (3) von einer Rakelzwalze (4) bestimmt wird, die parallel zu der Übertragwalze (1) angeordnet ist und auf dieser aufliegt sowie eine Gravur und einen im Vergleich zu der Übertragwalze kleinen Außendurchmesser aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum dosierten Beschichten einer Auftragwalze, insbesondere einer eine Druckform direkt oder indirekt einfärbenden Auftragwalze einer Druckmaschine, mit einem flüssigen Auftragmittel, wobei die Auftragwalze mit einer parallel angeordneten Übertragwalze in Berühung steht und wobei die Oberflächen der Auftragwalze und der Übertragwalze eine zumindest in etwa übereinstimmende Bahngeschwindigkeit aufweisen. Eine Hauptanwendungsform solcher Vorrichtungen sind Farbwerke für Druckmaschinen, wobei das Auftragmittel eine Druckfarbe ist. Die Vorrichtung kann aber auch beispielsweise beim Kaschieren von Papier Einsatz finden.

[0002] Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist aus der DE-OS 31 17 341 bekannt. Sie weist neben der Auftragwalze und der Übertragwalze eine separate Benetzungswalze auf. Die Benetzungswalze ist parallel zu der Übertragwalze angeordnet. Sie steht mit dieser in Berührung und die Oberflächen der Übertragwalze und der Benetzungswalze weisen etwa gleiche Bahngeschwindigkeit auf. In der Auftragwalze ist eine Gravur in Form von einzelnen Näpfchen vorgesehen. Diese Näpfchen füllen sich bei dem Kontakt der Übertragwalze mit der Benetzungswalze mit dem Auftragmittel. Die Näpfchen dienen dem Dosieren des Auftragsmittels. Hierzu ist zusätzlich eine auf der Oberfläche der Übertragwalze aufliegende Abstreifrakel vorgesehen. Die Abstreifrakel streift das Auftragmittel von der Übertragwalze ab, das über die Füllung der Näpfchen der Gravur der Übertragwalze hinausgeht. Von der Übertragwalze wird das dosierte Auftragmittel auf die Auftragwalze wiederum durch Kontakt übertragen. Die Ausgestaltung der Übertragwalze der bekannten Vorrichtung, die auch als Rasterwalze bezeichnet wird, ist vergleichsweise aufwendig. Aus Gründen des Verschleißes weist die Übertragwalze eine keramische Oberfläche auf. Um zugleich aber die gewünschten Benetzungseigenschaften des Auftragmittels auf der Übertragwalze sicherzustellen, sind die Näpfchen der Gravur der Übertragwalze mit Kupfer ausgekleidet. Hieraus ist ersichtlich, daß die zudem vergleichsweise große Übertragwalze ein aufwendiges und damit kostspieliges Bauelement ist. Die Größe der Übertragwalze beeinträchtigt auch deren Auswechseln zur Veränderung der Dosierung des Auftragmittels.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, bei der das dosierende Bauelement kostengünstig herstellbar und auch leicht auswechselbar ist.

[0004] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Oberfläche der Übertragwalze unmittelbar in das Auftragmittel eintaucht, wobei die Dicke des auf der Oberfläche der Übertragwalze verbleibenden Films aus dem Auftragmittel von einer Rakelwalze bestimmt wird, die parallel zu der Übertragwalze angeordnet ist und auf dieser aufliegt sowie eine Gravur und einen im Vergleich zu der Übertragwalze kleinen Außendurchmesser aufweist. Die Rakelwalze ersetzt damit zugleich die Gravur der bekannten Rasterwalze und die der Rasterwalze zugeordnete Abstreifrakel. Dennoch wird eine exakte und gleichbleibende Dosierung des Auftragmittels erreicht. Vorteilhaft kann also die umfangreiche und schwere Übertragwalze als Glattwalze und damit unabhängig von der jeweiligen Dosierung des Auftragmittels ausgebildet sein. Für eine Veränderung der Dosierung ist nur noch die vergleichsweise dünne Rakelwalze, deren Durchmesser typisch 1 bis 2 cm beträgt, gegen eine andere Rakelwalze mit einer anderen Gravur auszutauschen.

[0005] Die das Auftragmittel bei der neuen Vorrichtung dosierende Gravur der Rakelwalze ist von besonderer Bedeutung. So sind zwar Drahtrakeln zum weniger genauen Dosieren von Auftragmitteln beim Kaschieren von Papier bekannt, die aus einem mit Draht umwickelten Kern bestehen, doch sind diese für ein genaues Dosieren eines Auftragmittels nicht geeignet. Insbesondere wird auch ein hoher Verschleiß des Drahtes und eine mit der Standzeit der Drahtrakel stark variierende Dosierung beobachtet. Dem wird hier durch geeignete Wahl des Gravurprofils und des die Oberfläche der Rakelwalze ausbildenden Materials begegnet. Als geeignet erweisen sich beispielsweise Profile, die im axialen Querschnitt den Verlauf einer Rechteck-oder Sinusfunktion aufweisen. Die Tiefe der Gravur beträgt dabei jeweils typisch zwischen 10 und 20 um. Hieraus resultiert ein Film aus dem Auftragmittel mit einer mittleren Dicke von wenigen um auf der Auftragwalze. Dies entspricht beispielsweise genau den Anforderungen beim Offset-Druck.

[0006] Die Oberfläche der Rakelwalze kann eine im Vergleich zu der Oberfläche der Übertragwalze geringe Bahngeschwindigkeit aufweisen. Grundsätzlich ist es bereits deshalb sinnvoll, auch der Rakelwalze einen Antrieb zuzuordnen, damit diese während ihrer Standzeit allseitig gleichmäßig abgenutzt wird, wodurch sich umgekehrt die maximale Standzeit erheblich erhöhen läßt. Bei der für die Oberfläche der Rakelwalze zu wählenden Bahngeschwindigkeit sollte keinesfalls versucht werden, die Bahngeschwindigkeit der Übertragwalze zu erreichen. Dies würde bei den gegebenen Umfangverhältnissen eine extreme Umdrehungsgeschwindigkeit für die Rakelwalze bedeuten. Wesentlich ist auch, daß hiermit die Dosierwirkung der Rakelwalze beeinträchtigt würde. So ergibt sich eine besonders präzise Dosierung des Auftragmittels, wenn die Oberfläche der Rakelwalze eine der Oberfläche der Üübertragwalze entgegengerichtete Bahngeschwindigkeit aufweist. Daneben ist durch eine Veränderung der Bahngeschwindigkeit der Rakelwalze nach Betrag und Richtung auch die Dosierung des Auftragmittels als solche in gewissen Grenzen einstellbar.

[0007] Wie bereits ausgeführt, kann die Übertragwalze bei der neuen Vorrichtung vorteilhaft als einfache Glattwalze ausgebildet sein. Dabei beeinflußt die von der Glätte der Oberfläche der Übertragwalze bestimmte Reibung zwischen der Übertragwalze und der Rakelwalze ganz erheblich den Verschleiß der Rakelwalze und auch denjenigen der Übertragwalze selbst. Dies ist aber bei deren großem Durchmesser von geringerer Bedeutung.

[0008] Für einen leichteren Übertrag des Auftragmittels von der Übertragwalze auf die Auftragwalze ist es von Vorteil, wenn die Oberfläche der Übertragwalze hydrophobe Eigenschaften aufweist.

[0009] Geeignete Materialien für die Oberfläche der Übertragwalze sind je nach Anwendungsbereich der Vorrichtung Metalle, Keramiken, Legierungen, Gummi und Kunststoffe. Die Legierungen schließen dabei metallische und keramische sowie metallkeramische Legierungen ein. Die Auswahl des Materials für die Oberfläche der Übertragwalze im einzelnen hat unter Berücksichtigung der Abriebfestigkeit und der Benetzungseigenschaften des Materials durch das Auftragmittel zu erfolgen.

[0010] Die Oberfläche der Rakelwalze ist vorteilhaft aus einem hochabriebfesten Material, insbesondere aus einer Keramik ausgebildet. Je geringer der Abrieb der Rakelwalze ist, desto weniger variiert die Dosierung des Auftragmittels über der Standzeit der Rakelwalze.

[0011] Die Rakelwalze kann eine spiralförmige, eine aus ringförmig umlaufenden Nuten zusammengesetzte oder eine aus nicht zusammenhängenden und nicht umlaufenden Vertiefungen zusammengesetzte Gravur aufweisen. Auch die Verteilung der Gravur auf der Oberfläche der Rakelwalze beeinflußt die Genauigkeit der Dosierung des Auftragmittels. Weiterhin geht sie in die Verteilung des Abriebs der Rakelwalze und der Übertragwalze über deren Oberflächen ein.

[0012] Besondere Anforderungen sind dann an die Gravur der Rakelwalze zu stellen, wenn die Rakelwalze zur einseitigen Abdichtung eines Behälters vorgesehen ist, der das Auftragmittel enthält. In diesem Fall ist nur durch eine Abdichtung der rotierenden Rakelwalze auch der gesamte Behälter abdichtbar. Mit der Abdichtung des Behälters ist jedoch für das freie Auftragmittel ein weitgehend geschlossenes System bereitstellbar. Dabei kann der Behälter auf der der Rakelwalze gegenüberliegenden Seite beispielsweise mit Hilfe einer Sperrakel gegenüber der Übertragwalze abgedichtet werden. Ein derartiger abgedichteter Behälter ist an jeder beliebigen Stelle auf dem äußeren Umfang der Übertragwalze anordbar. Weiterhin kann das Auftragmittel in dem Behälter unter Druck gesetzt werden, um die gewünschte Benetzung der Übertragwalze mit dem Auftragmittel zu verbessern.

[0013] Bei breiteren Übertrag- und Auftragwalzen und zum Auftragen verschiedener Auftragmittel kann der Behälter in axialer Richtung der Rakelwalze unterteilt sein. Dabei ist jedoch vorteilhaft die Rakelwalze durchgängig vorgesehen. Dies erleichtert einerseits ihren Austausch, andererseits muß nur ein einziger Antrieb für die Rakelwalze vorhanden sein. Eine unabhängige Dosierung der einzelnen Auftragmittel bei den verschiedenen Behältern ist aber nur bei einer ebenfalls unterteilten Rakelwalze zu erreichen.

[0014] Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zum dosierten Beschichten einer Auftragwalze im schematisierten Querschnitt,

Figur 2 ein Detail der Vorrichtung gemäß Figur 1,

Figur 3 ein weiteres Detail der Vorrichtung gemäß Figur 1,

Figur 4 ein Detail einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zum dosierten Beschichten einer Auftragwalze und

Figur 5 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zum dosierten Beschichten.

[0015] Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung zum dosierten Beschichten einer Auftragwalze 2 ist Bestandteil einer Druckmaschine und kann auch als dessen Farbwerk bezeichnet werden. Parallel zu der Auftragwalze 2 ist eine Übertragwalze 1 angeordnet, die mit der Auftragwalze 2 in Berührung steht. Dabei stimmen die Bahngeschwindigkeiten der Oberflächen der Auftragwalze 2 und der Übertragwalze 1 überein. Die Übertragwalze 1 ist als Glattwalze ausgebildet, deren Oberfläche in einem Behälter 7 in ein Auftragmittel 3 eintaucht.

[0016] Dies ist genauer Figur 2 zu entnehmen. Der Behälter 7 weist einen Zulauf 8 für das Auftragmittel auf und ist gegenüber der Übertragwalze 1 mit einer Rakelwalze 4 und einer Sperrakel 6 abgedichtet. Hierbei sind in Umlaufrichtung der Übertragwalze 1 die Sperrakel 6 und die Rakelwalze 4 hintereinander angeordnet. Die Rakelwalze 4 führt zu keiner vollständigen Abdichtung des Behälters 7, sondern weist eine Gravur auf, durch die eine genau dosierte Menge des Auftragmittels 3 hindurchtritt, so daß sie auf der Oberfläche der Übertragwalze verbleibt. Diese Menge des Auftragmittels 3 wird von der Übertragwalze 1 dann auf die Auftragwalze 2 übertragen. Der Rakelwalze 4 ist ein hier nicht dargestellter Antrieb zugeordnet, mit dem sie bei einstellbarer Geschwindigkeit und einstellbarer Umlaufrichtung in Rotation versetzbar ist. Dabei ist die Umlaufgeschwindigkeit der Oberfläche der Rakelwalze 4 gegenüber der Oberfläche der Übertragwalze 1 in Abstimmung auf die Genauigkeit der Dosierung des Auftragmittels, aber auch der Dosierung des Auftragmittels als solcher einzustellen. Wenn die Oberflächen der Rakelwalze 4 und der Übertragwalze 1 im Kontaktbereich eine gleichgerichtete Bahngeschwindigkeit aufweisen, ist die Dosierung des Auftragmittels vergleichsweise hoch, während sie bei gegenläufiger Bahngeschwindigkeit vergleichsweise gering ist. In dieser Richtung steigt jedoch auch die Genauigkeit der Dosierung an. Für die Abdichtung der rotierenden Rakelwalze 4 gegenüber dem Behälter 7 ist eine Dichtung 5 vorgesehen, die die Rakelwalze auf der der Übertragwalze gegenüberliegenden Seite elastisch und dichtend umschließt. Die Rakelwalze 4 samt dem Behälter 7 wird durch hier nicht dargesellte Federn mit konstanter Kraft an die Übertragwalze 2 angedrückt, um einen konstanten Abstand zwischen der Oberfläche der Übertragwalze 2 und der gravierten Oberfläche der Rakelwalze 4 sicherzustellen.

[0017] Ein Beispiel für die Gravur 9 der Rakelwalze 4 ist Figur 3 zu entnehmen. Hier ist der Kontaktbereich zwischen der Rakelwalze 4 und der Übertragwalze 1 im stark vergrößerten Längsschnitt wiedergegeben. Die tatsächliche Tiefe der Gravur 9 beträgt typisch zwischen 10 und 20 um. Ein Symbol 10 gibt in Figur 3 die Laufrichtung der Oberfläche der Übertragwalze 1 an, die der Austrittsrichtung des Auftragmittels 3 aus dem Behälter 7 gemäß Figur 2 entspricht. Die Kontur der Gravur 9 gemäß Figur 3 ist sinusförmig. Dabei ist eine einzelne spiralförmig um die Rakelwalze 4 umlaufende Nut vorgesehen. Diese führt zu einem gleichmäßigeren Abrieb der Übertragwalze 1 als beispielsweise eine Gravur 9 aus ringförmig umlaufenden Nuten. Neben einer sinusförmigen Kontur der Gravur 9 sind insbesondere auch Gravuren mit dem Verlauf einer Rechtecksfunktion für die Rakelwalze 4 geeignet.

[0018] Eine solche Gravur ist in Figur 4 dargestellt, wobei Figur 4 einen vergrößerten Teilbereich der Oberfläche der Rakelwalze 4 wiedergibt. Die Gravur 9 besteht jedoch aus nicht zusammenhängenden und nicht umlaufenden Vertiefungen, die durch Stege 10 allseitig begrenzt sind. Hierdurch ist in bestimmten Fällen die Abdichtung des Behälters 7 gemäß Figur 2 im Bereich der Dichtung 5 leichter möglich.

[0019] Die Ausführungsform der Vorrichtung zum dosierten Beschichten einer Auftragwalze gemäß Figur 5 unterscheidet sich von derjenigen gemäß den Figuren 1 und 2 durch eine Unterteilung des Behälters 7 in axialer Richtung der Rakelwalze 4. Im vorliegenden Fall sind vier separate Teilbehälter 7' vorgesehen. Auf diese Weise ist der Bereich der Übertragwalze 1 bzw. der nachgeschalteten Auftragwalze wählbar, auf den das Auftragmittel übertragen wird. Außerdem können gleichzeitig verschiedene Auftragmittel zum Einsatz kommen. Die Rakelwalze 4 ist bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 durchgängig ausgebildet, um ihren zentralen Austausch zu erleichtern. Wenn jedoch der Inhalt der einzelnen Teilbehälter 7' in unterschiedlichen Dosierungen abgegeben werden soll, muß für jeden Teilbehälter 7' eine separate Rakelwalze mit einer die Dosierung bestimmenden Gravur vorgesehen sein. Ein darüber hinaus gehender separater Antrieb für jede Rakelwalze 4 jedes Teilbehälters 7' erlaubt, die Dosierung in jedem Einzelfall auch durch die Umlaufgeschwindigkeit der Rakelwalzen 4 feinfühlig einzustellen.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0020] 

1 Übertragwalze

2 Auftragwalze

3 Auftragmittel

4 Rakelwalze

5 Dichtung

6 Sperrakel

7 Behälter

8 Zulauf

9 Gravur

10 Symbol

11 Steg

Ansprüche

1. Vorrichtung zum dosierten Beschichten einer Auftragwalze, insbesondere einer eine Druckform direkt oder indirekt einfärbenden Auftragwalze einer Druckmaschine, mit einem flüssigen Auftragmittel, wobei die Auftragwalze mit einer parallel angeordneten Übertragwalze in Berührung steht und wobei die Oberflächen der Auftragwalze und der Übertragwalze eine zumindest in etwa übereinstimmende Bahngeschwindigkeit aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Übertragwalze (1) unmittelbar in das Auftragmittel (3) eintaucht, wobei die Dicke des auf der Oberfäche der Übertragwalze verbleibenden Films aus dem Auftragmittel von einer Rakelwalze (4) bestimmt wird, die parallel zu der Übertragwalze angeordneten ist und auf dieser aufliegt sowie eine Gravur (9) und einen im Vergleich zu der Übertragwalze kleinen Außendurchmesser aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Rakelwalze (4) eine im Vergleich zu der Oberfläche der Übertragwalze (1) geringe Bahngeschwindigkeit aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Rakelwalze (4) eine der Oberfläche der Übertragwalze (1) entgegengerichtete Bahngeschwindigkeit aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Übertragwalze (1) glatt ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Übertragwalze (1) hydrophobe Eigenschaften aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Übertragswalze (1) aus einem Metall, einer Keramik, einer Legierung, einem Gummi oder einem Kunststoff ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Rakelwalze (4) aus einem hochabriebfesten Material, insbesondere aus einer Keramik ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rakelwalze eine spiralförmige, eine aus ringförmig umlaufenden Nuten zusammengesetzte oder eine aus nicht zusammenhängenden und nicht umlaufenden Vertiefungen zusammengesetzte Gravur (9) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rakelwalze (4) zur einseitigen Abdichtung eines Behälters (7) gegenüber der Übertragswalze (1) vorgesehen ist, der das Auftragmittel (3) enthält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (7) in axialer Richtung der Rakelwalze (4) unterteilt ist, wobei die Rakelwalze jedoch durchgängig vorgesehen ist.

Zeichnung