[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches
1 genannten Art sowie eine Einrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 9 genannten
Art.
[0002] Man weiß, daß die rheologischen Eigenschaften einer Druckfarbe, d.h. beispielsweise
deren Fließ- und Haftfähigkeit (Tack) das Verhalten der Farbe im Farbwerk (z.B. Farbnebeln),
das sogenannte Wegschlagverhalten sowie die Übertragungsqualität von Rastertonwerten
und Flächen maßgeblich beeinflussen.
[0003] Von den Druckfarbenherstellern werden Druckfarben mit unterschiedlichen, an die jeweilige
Druckaufgabe angepaßten rheologischen Eigenschaften angeboten. In den Druckereibetrieben
wird beispielsweise je nach der Bedruckstoffqualität eine hinsichtlich ihrer Viskosität
und Zügigkeit auf den Bedruckstoff abgestimmte Druckfarbe ausgewählt. Man spricht
beispielsweise von Zeitungsfarbe, Farbe für B-Stoffe (Stoffe einer minderen B-Qualität),
weiter von bestimmten Druckfarbenkonsistenzen für matt oder glänzend gestrichene Papiere
usw. Die Druckereibetriebe sind deshalb gezwungen, entsprechend abgestimmte Farbserien
vorrätig zu halten, was insbesondere hinsichtlich der Lagerhaltung aufwendig und teuer
ist.
[0004] Die rheologischen Eigenschaften werden außer von der Farbrezeptur auch von der jeweiligen
Farbtemperatur beeinflußt. Untersuchungen haben gezeigt, daß bei allen Druckfarben
stets ein eindeutiger linearer Zusammenhang zwischen dem Logarithmus der plastischen
Viskosität U bzw. den Tackwerten einerseits und dem Kehrwert der absoluten Temperatur
andererseits besteht (K.-H. Schirmer, S. Yoshijima: "Rheologische Eigenschaften von
Druckfarben bei verschiedener Temperatur", München 1973).
[0005] Eine bestimmte, vorgegebene Anfangstemperatur der Farbe ist beispielsweise für die
korrekte, wiederholbar genaue Dosierung der Farbe im Bereich der als Dosierwalze dienenden
Duktorwalze von Bedeutung. Der Drucker löst diese Aufgabe im allgemeinen dadurch,
daß er die Farbe bereits längere Zeit vor ihrem Einsatz in den Druckraum stellt, so
daß sie die Temperatur dieses Druckraumes annimmt. Auf diese Temperatur werden dann
die Dosiereinrichtungen, d.h. beispielsweise die Farbabstreifeinrichtungen der Duktorwalze
eingestellt.
[0006] Während des Druckprozesses kommt es teilweise zu erheblichen Temperaturerhöhungen
vor allem im Farbwerk und im Bereich der Zylinder, so daß die Fließ- und Haftfähigkeit
der Farbe sich verändern und das Druckbild nachteilig beeinflußt wird. Zur Vermeidung
dieses Effektes ist es bereits bekannt, einzelne oder mehrere Walzen des Farbwerkes
zu temperieren und auf diese Weise Veränderungen der Farbtemperatur im Verlaufe eines
Druckprozesses zu verhindern. Dabei werden vorzugsweise die Farbreiberwalzen von Kühlmitteln
durchströmt. Es ist jedoch auch bereits bekannt, die Duktorwalze zu temperieren; damit
soll insbesondere die Farbtemperatur im Bereich der dosierenden Duktorwalze beeinflußt
werden.
[0007] Es hat sich jedoch gezeigt, daß die mit den herkömmlichen Maßnahmen erzielbare Beeinflussung
der Farbtemperatur, die für die Tonwerteinstellung und damit für die Bildqualität
wesentlich ist, unzureichend ist. Das ist insbesondere eine Folge der meist großen,
von der Anzahl, Anordnung und Beschaffenheit der Farbwalzen abhängigen Wärmekapazität
der Farbwerke.
[0008] Man spricht in diesem Zusammenhang auch von der Farbwerkträgheit; das ist die Zeit,
die vergeht, bis ein vorgenommener Verstellschritt bei dem Druckträger ankommt (diese
Zeit ist im übrigen auch ganz wesentlich von der Flächendeckung des Drucksujets abhängig).
Bei bekannten Bogen-Offsetdruckmaschinen beträgt die Zeit zwischen der Durchführung
eines Verstellvorganges bis zur Auswirkung auf das Druckbild bis zu 90 Sekunden; bei
einer realistischen Druckleistung von etwa 10 000 Bg/h entspricht diese Zeit etwa
250 Bögen, die zu Ausschuß werden. Bei modernen Rollen-Offsetdruckmaschinen, bei denen
50 000 Ex/h kein Sonderfall sind, beträgt die Zeit für den in Tonwert und Fläche egalisierten
Regelschritt ca. 13 Sekunden, was einem Ausschuß von etwa 180 Exemplaren entspricht.
[0009] Demgegenüber ist die Zeit, in der sich ein beispielsweise über die Farbzonenschrauben
vorgenommener Verstellvorgang beim Druckbild auswirkt, heute bereits erheblich kürzer.
Sie beträgt bei einer Bogen-Offsetdruckmaschine der oben bezeichneten Art beispielsweise
nur etwa 2 1/4 Sekunden, was etwa 7 Bögen entspricht. Bei der Rollen-Offsetdruckmaschine
der oben bezeichneten Art beträgt die Verstellzeit nur noch etwa 0,5 Sekunden, was
ebenfalls etwa 7 Bögen entspricht.
[0010] Es ist offensichtlich, daß die Steuerung der Bildqualität über eine Temperierung
des Farbwerkes unzulänglich ist.
[0011] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Einrichtung
zu schaffen, die es erlauben, die Farbtemperatur schnell und wiederholbar genau einzustellen.
[0012] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß einerseits durch ein Verfahren der im Anspruch
1 und andererseits durch eine Einrichtung der im Anspruch 9 bezeichneten Art gelöst.
[0013] Der bekannte lineare Zusammenhang zwischen den rheologischen Eigenschaften bestimmter
Druckfarben und deren Temperatur erlaubt es, die rheologischen Eigenschaften von Druckfarben
in einem weiten Bereich zu bestimmen, wenn wenigstens zwei Punkte der Kurve beispielsweise
durch Messung bekannt sind. Die Regelung bzw. Steuerung der Farbtemperatur ermöglicht
deshalb eine gezielte Beeinflussung der rheologischen Eigenschaften der Druckfarbe.
[0014] Das erfindungsgemäße Verfahren läuft im wesentlichen darauf hinaus, einen möglichst
kleinen Farbvorrat unmittelbar vor seiner Aufnahme durch die Duktorwalze mittels gesonderter
Temperiereinrichtungen zu temperieren. Es hat sich gezeigt, daß es immer möglich ist,
die Farbe im Einlaufkeil des Farbkastens mit äußerst kurzer Ansprechzeit so zu temperieren,
daß sie beispielsweise im Bereich des Druckes die gewünschte Temperatur hat. Auf diese
Weise kann unabhängig von der Trägheit des Farbwerkes gegen Temperaturänderungen die
Zeitdauer für einen vollkommenen Vollzug eines Farbtemperatur-Verstellschrittes erheblich
verkürzt werden.
[0015] Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt nicht nur eine Konstanthaltung der Farbtemperatur,
wie sie durch die bisher bekannten Verfahren und Einrichtungen vorwiegend angestrebt
wird, sondern auch eine bewußte Steuerung der Temperatur und damit der rheologischen
Eigenschaften der Farbe. Dadurch wird es möglich, den bisher erforderlichen Vorrat
an Farben unterschiedlicher rheologischer Eigenschaften erheblich zu vermindern, da
diese rheologischen Eigenschaften nunmehr gezielt über die Farbtemperatursteuerung
eingestellt werden können. Auf diese Weise lassen sich insbesondere die Lagerhaltungskosten
erheblich reduzieren.
[0016] In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Farbe in einem gesonderten,
dem Farbkasten vorgeordneten Temperierbehälter temperiert und aus diesem dem Einlaufkeil
zugeführt wird. Diese Lösung ermöglicht es, den Temperierbehälter optimal an die diesem
zugeordnete Aufgabe anzupassen und mit den erforderlichen Heiz- bzw. Kühleinrichtungen
zu versehen.
[0017] Der Temperierbehälter enthält vorzugsweise eine so geringe Farbmenge, daß diese in
kürzester Zeit auf die gewünschte Temperatur eingeregelt werden kann.
[0018] Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Farbe durch
in den Einlaufkeil des Farbkastens eingetauchte Temperierelemente temperiert wird.
Bei dieser technischen Lösung kann ein gesonderter Temperierbehälter entfallen, so
daß die Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens baulich einfach sein kann.
[0019] Die Temperiereinrichtungen werden vorzugsweise durch einen geschlossenen Regelkreis
in Abhängigkeit von durch geeignete Sensoren erfaßten Farb- und/oder Druckbildeigenschaften
geregelt; als Farbeigenschaften kommen beispielsweise die durch geeignete, an sich
bekannte Sensoren erfaßbaren Oberflächentemperaturen bzw. -spannungen der Farbe in
Frage, während die Druckbildeigenschaften vor allem durch die mittels sogenannter
Densitometer erfaßbare Farbdichte gegeben sind.
[0020] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird in dem Einlaufkeil immer nur
ein für wenige Duktorumläufe ausreichender Farbvorrat aufrechterhalten, der sehr schnell
auf die gewünschte Temperatur eingestellt werden kann.
[0021] In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen,
daß eine Grundtemperierung auf eine mittlere Temperatur durch Temperieren der Duktorwalze
und/oder des Farbwerkes durchgeführt wird, während mittels der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtungen
lediglich eine der Grundtemperierung überlagerte Endtemperierung auf die gewünschte
Endtemperatur bewirkt wird. Diese Maßnahme dient dazu, die Leistung der erfindungsgemäßen
Temperiereinrichtungen klein zu halten.
[0022] Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Einrichtung der im Anspruch
9 bezeichneten Art vorgesehen. Dabei ist dem Farbkasten entweder ein Temperierbehälter
mit Heiz- bzw. Kühlelementen vorgeordnet, wobei die temperierte Farbe über Auslaßöffnungen
auf die Duktorwalze oder in den Einlaufkeil geführt wird. Gemäß einer anderen Ausgestaltung
sind in den Farbkasten im Bereich des Einlaufkeils eintauchende Temperierelemente
vorgesehen.
[0023] Moderne Farbwerke sind häufig mit in den Einlaufkeil des Farbkastens eintauchenden
Farbrühreinrichtungen ausgestattet. In einem solchen Fall ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß die Temperierelemente gleichzeitig als Farbrühreinrichtungen ausgebildet sind.
Durch die Zuordnung mehrerer Aufgaben zu jeweils einem Bauelement läßt sich die Anzahl
der insgesamt erforderlichen Bauelemente gering halten.
[0024] Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenbarung aller nicht im Text beschriebenen
Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt, welches im folgenden näher beschrieben wird. Es zeigen:
- Fig. 1
- in einer schematischen, perspektivischen Darstellung eine Duktorwalze sowie einen
dieser vorgeordneten Temperierbehälter mit einem mit mehreren Tropfdüsen versehenen
Farbführungsrohr;
- Fig. 2
- in einem schematischen Querschnitt eine Duktorwalze, einen Temperierbehälter und ein
Farbführungsrohr gemäß Fig. 1 sowie einen einen Einlaufkeil bildenden Farbkasten;
- Fig. 3
- in einer Querschnittsdarstellung eine Duktorwalze und einen dieser zugeordneten Farbkasten
mit in den Einlaufkeil eingetauchten Temperier- und Rührelementen.
[0025] Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Einrichtungen umfassen eine Duktorwalze 2,
der in an sich bekannter Weise ein Farbkasten 4 zugeordnet ist. Der Farbkasten 4 umfaßt
im wesentlichen zwei Seitenwände (von denen nur die dem Betrachter zugewandte Seitenwand
6 sichtbar ist) sowie einen nicht näher dargestellten Boden. Die Seitenwände sind
gegenüber den Stirnflächen der Duktorwalze 2 abgedichtet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der Farbkasten 4 durch eine zur Duktorwalzenachse 8 parallele Trennwand 10 in
einen duktorfernen und einen duktornahen, den Einlaufkeil bildenden Bereich 12 geteilt.
Auf diese Weise wird in dem Einlaufkeil immer nur ein für wenige Duktorumläufe ausreichender
Farbvorrat aufrechterhalten, dessen Temperatur schnell an die jeweils geforderte Temperatur
angepaßt werden kann.
[0026] Der Boden des duktornahen Bereiches 12 wird in an sich bekannter Weise durch eine
mehr oder weniger nah an die Duktorwalze 2 anstellbare Abstreifeinrichtung 14 gebildet.
Als Abstreifeinrichtung kann jedes Bauelement dienen, welches in der Lage ist, den
Farbauftrag auf der Duktorwalze in geeigneter Weise zu dosieren. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel wird die Abstreifeinrichtung 14 vorzugsweise durch eine Vielzahl
lückenlos nebeneinander angeordneter Zungen 14' gebildet, die jeweils durch eine geeignete
zugeordnete mechanische, hydraulische, pneumatische oder elektrische Zustellvorrichtung
relativ zur Oberfläche der Duktorwalze 2 verstellbar sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Zustellvorrichtungen durch z.B. manuell betätigbare Farbzonenschrauben 16
gebildet.
[0027] Oberhalb der Duktorwalze 2 ist ein Temperierbehälter 18 angeordnet, welcher einen
verhältnismäßig kleinen Farbvorrat enthält. Der Temperierbehälter 18 ist mit schematisch
dargestellten Heiz- und/oder Kühleinrichtungen 20 ausgestattet, durch die der im Temperierbehälter
18 vorhandene Farbvorrat schnell auf die gewünschte Temperatur eingestellt werden
kann.
[0028] Der Temperierbehälter 18 ist mit einem oberhalb der Duktorwalze 2 angeordneten Farbführungsrohr
22 verbunden, welches die temperierte Farbe über eine Reihe von direkt auf die Duktorwalze
2 gerichteten Tropfdüsen 24 auf die Duktorwalze aufbringt. Der gesamte, im Temperierbehälter
18 einerseits und auf der Duktorwalze 2 bzw. im Einlaufkeil 12 enthaltene Farbvorrat
ist so gering, daß er nur für wenige Duktorumläufe ausreicht, so daß eine Farbtemperaturänderung
im Temperierkasten 18 sich sehr schnell auf die Farbtemperatur im Einlaufkeil auswirkt.
Auf diese Weise wird die auf die Farbtemperatur bezogene Trägheit, d.h. also die Zeit
zwischen einem vorgenommenen Verstellschritt und der Auswirkung im Druckbereich äußerst
kurz.
[0029] Fig. 3 zeigt wiederum eine Duktorwalze 32 und einen dieser zugeordneten Farbkasten
34, welcher mit der Duktorwalze 32 einen Farb-Einlaufkeil 36 bildet. Der in der Fig.
3 nicht dargestellte Farbvorrat im Einlaufkeil wird vorzugsweise so klein gehalten,
daß er immer nur für wenige Duktorumläufe ausreicht.
[0030] Dem Farbkasten 34 ist eine Farbrühreinrichtung 38 zugeordnet. Diese besteht im dargestellten
Ausführungsbeispiel aus einem um eine Achse 40 drehbaren konischen Rührelement 42,
welches parallel zur Drehachse 44 der Duktorwalze 32 entlang des Farbkastens 34 verfahrbar
ist. Durch Drehen des Rührelementes 42 um seine Achse 40 und durch gleichzeitiges
Verfahren parallel zur Duktorwalzenachse 44 wird die im Farbkasten 34 befindliche
Farbe stets umgerührt, so daß sich schwerere Farbbestandteile nicht nach unten absetzen
können.
[0031] Wie schematisch dargestellt ist, ist das Farbelement 42 mit einer Heiz- und/oder
Kühleinrichtung 46 ausgestattet. Diese Einrichtung ermöglicht es, den im Farbkasten
34 befindlichen Farbvorrat schnell auf eine gewünschte Temperatur einzustellen.
[0032] Die Heiz- und/oder Kühleinrichtung 46 ist mit einer Regeleinrichtung 48 verbunden,
die über Sensoren 50 bestimmte Farbeigenschaften und/oder bestimmte Druckbildeigenschaften
erfaßt. Als Farbeigenschaften kommen deren Zähigkeit oder Temperatur in Frage; als
Druckbildeigenschaften eignet sich insbesondere die Farbdichte auf dem Druckbild.
Auf diese Weise entsteht ein geschlossener Regelkreis, durch den die Farbtemperatur
im Einlaufkeil 36 stets auf einen Wert eingeregelt wird, welcher die Einhaltung der
als Sollwerte vorgegebenen Farb- und/oder Druckbildeigenschaften gewährleistet. Die
Regeleinrichtung kann Bestandteil einer übergeordneten Maschinensteuerung sein, durch
die u.a. auch der Farbzulauf zum Farbkasten und gegebenenfalls auch die Zustellung
von mittels Farbzonenschrauben 54 gegen die Duktorwalze 32 zustellbaren Abstreifelementen
52 gesteuert werden.
[0033] Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglichen
es nicht nur, die Farbtemperatur während eines lang andauernden Druckprozesses auch
bei sich ändernden Umgebungsbedingungen stets auf einem optimalen Wert zu halten;
sie ermöglichen es vielmehr auch, die Farbtemperatur gezielt und schnell an besondere
Anforderungen anzupassen, beispielsweise an unterschiedliche Qualitäten des Bedruckstoffes.
[0034] Wie bereits weiter vorne erwähnt, kann die Temperatursteuerung durch die Einrichtungen
20 bzw. 46 einer Grundtemperierung überlagert sein, die beispielsweise durch Temperieren
einer oder mehrerer Walzen des Farbwerkes bzw. eines oder mehrerer Zylinder durchgeführt
wird.
1. Verfahren zum Einstellen der Temperatur einer Druckfarbe im Farbwerk einer Druckmaschine,
bei der die Farbe durch eine Duktorwalze von einem an dieser anliegenden Farbkasten
übernommen und in das Farbwerk übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe vor und/oder im Farbkasten (4, 34) direkt durch gesonderte Temperiereinrichtungen
(20; 42, 46) temperiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe in einem gesonderten, dem Farbkasten vorgeordneten Temperierbehälter
(18) temperiert und aus diesem dem Einlaufkeil (13) zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe durch in den Einlaufkeil (36) eingetauchte Temperierelemente (42,
46) temperiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe durch die Temperierelemente (42, 46) gleichzeitig gerüht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe entsprechend unterschiedlichen Druckaufgaben unterschiedlich temperiert
wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperiereinrichtungen (46) durch einen geschlossenen Regelkreis in Abhängigkeit
von durch geeignete Sensoren (50) erfaßten Farb- und/oder Druckbildeigenschaften geregelt
werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Einlaufkeil (13) immer nur ein für wenige Duktorumläufe, vorzugsweise
weniger als zehn Duktorumläufe ausreichender Farbvorrat aufrechterhalten wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundtemperierung durch Temperieren des Duktors (2) und/oder des Farbwerkes
und die Endtemperierung auf die gewünschte Endtemperatur mittels der Temperiereinrichtungen
(20) durchgeführt wird.
9. Einrichtung zum Einstellen der Temperatur einer Druckfarbe im Farbwerk einer Druckmaschine,
umfassend eine Duktoreinheit mit einer Duktorwalze und einen an dieser anliegenden
Farbkasten, dadurch gekennzeichnet, daß der Duktoreinheit (2, 32) gesonderte, die Farbe vor bzw. im Farbkasten (4, 34)
direkt temperierende Temperiereinrichtungen (20; 42, 46) zugeordnet sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Farbkasten (4) ein Temperierbehälter (18) mit Heiz- bzw. Kühlelementen (20)
vorgeordnet ist, und daß der Temperierbehälter (18) zur Duktorwalze (2) bzw. zu einem
Farbeinlaufkeil (13) hin gerichtete Auslaßöffnungen hat.
11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Farbkasten (34) im Bereich eines Farbeinlaufkeils (36) eintauchende Temperierelemente
(42, 46) vorgesehen sind.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperierelemente (42, 46) gleichzeitig als Farbrühreinrichtungen (42) ausgebildet
sind.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbrühreinrichungen als drehbare und in Richtung der Duktorwalzenachse
(44) verfahrbare Rührelemente (42) ausgebildet sind und daß die Rührelemente mit Heiz-
bzw. Kühleinrichtungen (46) ausgestattet sind.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung der Farbe zum Farbkasten (4) ein in Drehrichtung der Duktorwalze
(2) vor dem Farbkasten angeordnetes, etwa parallel zur Duktorwalzenachse (8) ausgerichtetes
Farbführungsrohr (22) vorgesehen ist, an welchem ein oder mehrere gleichmäßig über
die Rohrlänge verteilte, auf die Duktorwalze (2) gerichtete Tropfdüsen (24) angeordnet
sind.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbkasten (4) durch eine parallel zur Duktorwalze angeordnete Trennwand
(10) in einen duktorfernen und einen duktornahen (12), den Einlaufkeil (13) bildenden
Bereich geteilt ist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Regeleinrichtung mit Sensoren (50) zur Aufnahme von Farb- und/oder
Druckbildeigenschaften und mit Mitteln (48) zum Steuern der Temperatur der Temperiereinrichtungen
(46) umfaßt.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung Bestandteil einer Maschinensteuerung (48) ist, durch die
auch der Farbzulauf zum Farbkasten (34) und gegebenenfalls auch gegen die Duktorwalze
(32) zustellbare Abstreifelemente (52) steuerbar sind.