[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Farbwerk in einer Druckmaschine, mit einer Farbdosiereinrichtung
mit mindestens einem Dosierelement, welches in einer Anlagestellung an einer Walze
anliegt, die eine Farbauftragswalze ist oder an einer solchen anliegt, nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
[0002] In der DE-AS 2323025 ist ein solches Farbwerk beschrieben, dessen als eine Abstreifklinge
ausgebildetes Dosierelement an einer Dosierwalze anliegt, die an einer Farbauftragswalze
anliegt, so daß das Farbwerk vergleichsweise kurz ist. Ungünstig an diesem Farbwerk
ist, daß sich zwischen der Dosierwalze und der Abstreifklinge ansammelnde und festsetzende
Schmutzpartikel zu Verstopfungen und in deren Folge zu Streifenbildungen im Farbfilm
auf der Dosierwalze führen können.
[0003] In der DE 3714936 C2 ist ein weiteres der eingangs genannten Gattung entsprechendes
Farbwerk beschrieben, dessen als eine Dosierleiste ausgebildetes Dosierelement an
einer Farbauftragswalze anliegt, so daß das Farbwerk äußerst kurz ist. Bei diesem
Farbwerk sollen die durch die Schmutzpartikel verursachten Verstopfungen vermieden
werden, indem die Dosierleiste um eine Achse schwingend angeordnet ist. Die Achse
liegt bei einer der gezeigten Ausführungsformen im Mittelpunkt der Farbauftragswalze
und bei einer anderen der Ausführungsformen im Mittelpunkt einer Rundung einer Abstreifkante
der Dosierleiste, so daß letztere infolge ihrer Schwingung bei keiner der Ausführungsformen
von der Farbauftragswalze abgehoben werden kann. Die Dicke eines mittels der Dosierleiste
auf der Farbauftragswalze dosierten Farbfilmes kann durch mehr oder weniger starkes
Anpressen der Dosierleiste an die Farbauftragswalze eingestellt werden. Ungünstig
an diesem Farbwerk ist, daß sich aufgrund der feststehenden Achse der Dosierleiste
an dieser sehr hartnäckig festsitzende Schmutzpartikel nicht ablösen lassen. Zudem
ist von Nachteil, daß zur Einstellung der Dicke des Farbfilmes, insbesondere einer
geringen Dicke, eine starke Anpressung der Dosierleiste an die Farbauftragswalze erforderlich
ist und die Dosierleiste infolge der starken Anpressung schnell verschleißt. Zwar
wird ein über die Dosierleiste gespannter Schutzüberzug vorgeschlagen, der in verschlissenem
Zustand gegen einen neuen Schutzüberzug ausgetauscht werden kann, jedoch ist die vorgeschlagenen
technische Lösung unbefriedigend, weil der Austausch des Schutzüberzuges jedesmal
eine längere Stillstandszeit der Druckmaschine erfordert.
[0004] In der DE-AS 2530109 ist ein nicht der eingangs genannten Gattung entsprechendes
und deshalb nur ferneren Stand der Technik bildendes Farbwerk beschrieben, dessen
Dosierelement als ein Farbmesser ausgebildet ist, das in Farbmesserzonen unterteilt
ist, die in Abhängigkeit von Impulszahlen von einer Farbkastenwalze abgehoben werden.
Ungünstig an diesem Farbwerk ist dessen aus vielen Walzen, nämlich der Farbkastenwalze,
einer Farbüberführwalze und weiteren Farbwerkswalzen, bestehender langer Aufbau, der
nicht nur viel Bauraum erfordert, sondern auch die Reaktionsschnelligkeit des Farbwerks
bei Dosiermengenverstellungen herabsetzt.
[0005] In der US 5,226,364 ist ein ebenfalls nur ferneren Stand der Technik bildendes Farbwerk
beschrieben, dessen an einer Dosierwalze anliegende Dosierrakel in Ultraschall-Schwingungen
versetzt wird. Die Dosierrakel ist ein Bestandteil einer Kammerrakel, in deren Kammer
die Druckfarbe unter einem Überdruck steht, der die Dosierrakel an der Dosierwalze
hält.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kurzes oder äußerst kurzes Farbwerk
zu schaffen, bei welchem Verstopfungen im Bereich des Dosierelements ausgeschlossen
sind und bei dem der Verschleiß des Dosierelementes minimiert ist.
[0007] Die gestellte Aufgabe wird durch ein Farbwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
[0008] Das erfindungsgemäße Farbwerk in einer Druckmaschine, mit einer Farbdosiereinrichtung
mit mindestens einem Dosierelement, welches in einer Anlagestellung an einer Walze
anliegt, die eine Farbauftragswalze ist oder an einer solchen anliegt, zeichnet sich
dadurch aus, daß das Dosierelement mittels einer diesem zugeordneten Schwingeinrichtung
zwischen der Anlagestellung und einer Abstandsstellung hin- und herschwingbar gelagert
ist.
[0009] Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Farbwerkes besteht darin, daß jedesmal zwischen
dem Dosierelement und einer Umfangsoberfläche der Walze ein Spalt vorhanden ist, wenn
das Dosierelement im Laufe der diesem durch die Schwingeinrichtung aufgezwungenen
Schwingung die Abstandsstellung erreicht hat. Der Spalt ist größer als die in der
Druckfarbe befindlichen Schmutzpartikel bemessen, so daß diese ohne hängenzubleiben
durch den Spalt hindurchtreten können. Die diskontinuierliche Anlage des Dosierelementes
während des Dosierens an der Walze ist zudem hinsichtlich einer verlängerten Standzeit
des Dosierelements günstig,
[0010] Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Farbwerks sind in den Unteransprüchen
genannt.
[0011] Bei einer hinsichtlich einer durch den Staudruck der Druckfarbe weitestgehend unbeeinflußten
Schwingung des Dosierelementes vorteilhaften Weiterbildung ist diesem als ein Bestandteil
der Schwingeinrichtung eine Führung zugeordnet, die der Schwingung ihre relativ zur
Walze in etwa radiale Schwingungsrichtung vorgibt. Der Staudruck der Druckfarbe wirkt
somit in etwa senkrecht zur Schwingungsrichtung des Dosierelements und hat praktisch
keine Kraftkomponente, die in der Schwingungsrichtung auf das Dosierelement wirkt.
Dessen oszillierende Bewegung ist somit vom Staudruck unbeeinflußt, der wiederum von
der Maschinengeschwindigkeit, d. h. der Umfangsoberflächengeschwindigkeit der Walze,
und der Viskosität der Druckfarbe abhängt. Beispielsweise ist es bei der radialen
Schwingungsrichtung ausgeschlossen, daß der infolge einer Erhöhung der Maschinengeschwindigkeit
zunehmende Staudruck sich in einer verstärkten Dämpfung der Schwingungsbewegung des
Dosierelementes auswirkt.
[0012] Bei einer hinsichtlich einer frequenz- und/oder amplitudengesteuerten Farbdichteveränderung
vorteilhaften Weiterbildung ist dem Dosierelement ein elektromagnetischer Schwingantrieb
zugeordnet, der ebenfalls ein Bestandteil der Schwingeinrichtung ist. Durch eine entsprechende
Ansteuerung des Schwingantriebes kann die Frequenz der Schwingung des Dosierelementes
bzw. die Periodenanzahl der Schwingung pro einer Umdrehung der Walze und damit die
Anzahl und der Abstand zueinander von auf der Walze erzeugten Farblinien verändert
werden. Die der Abstandsstellung entsprechende Amplitude der Schwingung des Dosierelementes
kann veränderbar sein, so daß die mit dem Dosierelement dosierte Druckfarbe bei einer
kleinen Amplitude niedrige Erhebungen und bei einer großen Amplitude hohe Erhebungen,
z. B. Farblinien, auf der Umfangsoberfläche der Walze bildet. Vorteilhaft an der über
die Frequenz und/oder Amplitude erfolgenden Dosiermengensteuerung ist auch, daß die
Anpressung des Dosierelementes an die Walze unabhängig von der eingestellten Dosiermenge
gewählt werden kann. Um die Filmschichtdicke der mit dem Dosierelement auf der Walze
erzeugten Farblinien zu verringern, ist keine Vergrößerung der Anpressung des Dosierelementes
in der Anlagestellung an die Walze erforderlich. Mit anderen Worten gesagt, folgt
aus einer Verringerung der Dosiermenge keine Zunahme des von der Anpressung abhängigen
Abriebs der Walze und des Dosierelements. Die Anpressung kann bei jeder eingestellten
Dosiermenge dieselbe und vergleichsweise gering sein.
[0013] Ferner kann anstelle des elektromagnetischen Schwingantriebes ein hydraulischer oder
pneumatischer oder piezoelektrischer Schwingantrieb vorgesehen sein.
[0014] Bei einer hinsichtlich der Kompensation einer verschleißbedingten Verkürzung des
Dosierelementes vorteilhaften Weiterbildung ist dem Dosierelement eine Feder zugeordnet,
die ebenfalls ein Bestandteil der Schwingeinrichtung ist. Die Feder drückt oder zieht
das Dosierelement aus der Abstandsstellung in die Anlagestellung zurück. Zwar ist
die Spannung der Feder bei in der Abstandsstellung befindlichem Dosierelement am größten,
jedoch ist die Feder auch bei in der Anlagestellung befindlichem Dosierelement vorgespannt.
Die sich aus der verschleißbedingten Verkürzung des Dosierelementes ergebende Veränderung
des zwischen der Abstandsstellung und der Anlagestellung zurückgelegten Federweges
der Feder ist so gering, daß sich die Veränderung praktisch nicht auf die Größe der
Anpressung des Dosierelementes gegen die Walze auswirkt. Mit anderen Worten gesagt,
stellt die Feder das Dosierelement im stärker verschlissenen und verkürzten Zustand
in etwa noch mit derselben Kraft gegen die Walze, wie im weniger verschlissenen Zustand
des Dosierelementes. Die Federkennlinie der Feder ist so gewählt, daß sich die der
Verkürzung des Dosierelementes entsprechende Veränderung des Federweges nicht ungünstig
auswirken kann. Die Zuordnung der Feder zum Dosierelement ermöglicht dessen automatische
Nachstellung bei Verschleiß des Dosierelements auch bei jener bevorzugten Weiterbildung,
bei der das Dosierelement eine relativ zur Walze in etwa radiale Schwingungsrichtung
hat. Die Feder stellt das verschleißende Dosierelement in eben dieser in etwa radialen
Schwingungsrichtung nach. Eine federnde Ausbildung des Dosierelementes, z. B. in Form
eines flexiblen Federstahlmessers ist zwar bei Vorhandensein der dem Dosierelement
zugeordneten Feder nach wie vor möglich, jedoch ermöglicht die Feder eine unflexible,
starre Ausbildung des Dosierelementes in einer Vielzahl von geometrischen Formen,
wie z. B. als eine starre Dosierleiste, als ein starrer Dosierexzenter oder als ein
starrer Dosierschieber.
[0015] Bei einer hinsichtlich einer bei Verschleiß des Dosierelementes unverändert bleibenden
Geometrie einer Abstreifkante oder Schneide des Dosierelementes vorteilhaften Weiterbildung
hat das Dosierelement einen in der Schneide endenden Arbeitsbereich, dessen Lamellen-
oder Querschnittsdicke gleichbleibend ist. Die Querschnittsdicke wird senkrecht zur
Nachstellrichtung des Dosierelementes, die der Schwingungsrichtung entspricht, und
senkrecht zu einer Rotationsachse der Walze gemessen. Entlang der Nachstellrichtung
ändert sich die Querschnittsdicke innerhalb des Arbeitsbereiches nicht. Bei Ausbildung
des Dosierelementes als eine Dosierrakel, entspricht die Querschnittsbreite der Klingendicke
der Dosierrakel. Im Gegensatz zu einer zur Schneide hin spitz zulaufenden Dosierrakel
bewirkt die verschleißbedingte Verkürzung beim erfindungsgemäßen Dosierelement keine
die Dosiergenauigkeit herabsetzende Verbreiterung der Schneide.
[0016] Bei einer hinsichtlich eines Breitwalzens der mittels des mindestens einen Dosierelementes
auf der Umfangsoberfläche der Walze erzeugten Farberhebungen zu einem die Umfangsoberfläche
geschlossen bedeckenden Farbfilm mit konstanter Filmschichtdicke vorteilhaften Weiterbildung
steht mit der Walze mindestens eine Glättwalze in Abrollkontakt, die dem Dosierelement
in Drehrichtung der Walze gesehen folgt. Die Glättwalze liegt nur an jener Walze an,
welcher das Dosierelement zugeordnet ist. Die Glättwalze steht mit keiner anderen
Walze in Abrollkontakt. Zur mehrstufigen Glättung der Farblinien oder -häufchen und
des aus diesem entstehenden Farbfilmes sind der Walze vorzugsweise mehrere solche
Glättwalzen nacheinander zugeordnet.
[0017] Bei einer hinsichtlich eines dem Dosieren vorausgehenden vollflächigen Auftragens
der Druckfarbe auf die Walze vorteilhaften Weiterbildung ist dem Dosierelement eine
Farbzuführeinrichtung zugeordnet, die in Drehrichtung der Walze gesehen dem Dosierelement
vorgeordnet und als eine Zuführwalze ausgebildet ist. Mittels der Farbzuführeinrichtung
wird die Druckfarbe, worunter auch ein Lack verstanden wird, auf die Walze aufgebracht
und bildet danach auf dieser einen vergleichsweise dicken Farbfilm mit geschlossener
Filmoberfläche. Durch die Einwirkung des schwingenden Dosierelementes auf den aufgebrachten
Farbfilm wird dessen Dicke auf ein erforderliches Maß reduziert und die Filmoberfläche
strukturiert. Durch die Strukturierung des Farbfilms wird dieser periodisch in seiner
Dicke verringert oder unterbrochen. Das infolge der Strukturierung auf der Walze erzeugte
Farbmuster besteht aus den gleichmäßig verteilten Farblinien oder-häufchen, die im
Falle des unterbrochenen Farbfilms vollständig voneinander getrennt auf der Walzenoberfläche
liegen oder im Falle des in seiner Dicke verringerten Farbfilms ein Farbprofil mit
geschlossener Farbschicht bilden können.
[0018] Bei einer hinsichtlich der Erzeugung eines Farbmusters, welches aus mehreren nebeneinander
liegenden und sich in Umfangsrichtung der Walze erstreckenden Reihen von Farbhäufchen
besteht, vorteilhaften Weiterbildung sind der Walze mehrere Dosierelemente zugeordnet,
die dem vorhergehend beschriebenen Dosierelement entsprechend ausgebildet und angeordnet
sind. Die Dosierelemente sind dicht beieinander in einer zur Walze achsparallelen
und sich über deren einzufärbenden Bereich erstreckenden Reihe angeordnet und bilden
zusammen eine Dosiereinrichtung.
[0019] Bei einer hinsichtlich der Erzeugung eines Farbmusters auf der Walze, welches aus
mehreren und nebeneinander liegenden und sich in zur Walze achsparalleler Richtung
erstreckenden Reihen von Farbhäufchen besteht, sind die Dosierelemente voneinander
unabhängig und miteinander im Wechsel von der Walze abhebbar gelagert. Beispielsweise
können bei der vorstehend erwähnten Dosiereinrichtung die innerhalb der Reihe auf
geradzahligen Positionen sitzenden Dosierelemente Zinken eines ersten Dosierkammes
bilden, und die innerhalb der Reihe auf ungeradzahligen Positionen sitzenden Dosierelemente
Zinken eines zweiten Dosierkammes bilden. Die Dosierkämme führen zueinander phasenversetzte
Schwingungen zwischen der Anlagestellung und der Abstandsstellung aus, so daß die
auf den geradzahligen Positionen sitzenden Dosierelemente immer im Wechsel mit den
auf den ungeradzahligen Positionen sitzenden Dosierelementen gegen die Walze gestellt
werden.
[0020] Das Farbwerk ist vorzugsweise als ein sogenanntes zonenloses Farbwerk zur über die
Druckbreite hinweg gleichmäßigen Dosierung der Druckfarbe ausgebildet. Dem widerspricht
die erwähnte und aus den Dosierelementen zusammengesetzte Ausbildung der Dosiereinrichtung
in keiner Weise, weil mit dieser kein Farbzonenprofil im eigentlichen Sinne erzeugt
wird. Ein Farbzonenprofil zeichnet sich durch einen über die Druckbreite hinweg ungleichmäßigen
Verlauf aus. Bei bekannten Farbzoneneinstelleinrichtungen zur Erzeugung eines solchen
Farbprofiles wird jedes der Dosierelemente dem Flächendeckungsgrad und Farbbedarf
einer Druckform in der Farbzone, welcher das jeweilige Dosierelement zugeordnet ist,
individuell gesteuert. Im krassen Gegensatz dazu wird mittels der aus den Dosierelementen
zusammengesetzten Dosiereinrichtung des im Rahmen der Erfindung beschriebenen zonenlosen
Farbwerks ein über die Druckbreite hinweg gleichmäßiges Farbmuster auf der Walze erzeugt.
Dieses Farbmuster kann sich als eine der bereits mehrfach erwähnten Farblinien ohne
Unterbrechung über die Druckbreite hinweg erstrecken. Die Höhe der Farblinie, d. h.
die Schichtdicke, ist über die gesamte Druckbreite hinweg konstant. Das Farbmuster
kann auch aus den ebenfalls bereits erwähnten Farbhäufchen bestehen, die in einer
sich über die Druckbreite hinweg erstreckenden Reihe und mit Abstand zueinander auf
die Walze aufgebracht sind. Die aus den Farbhäufchen bestehende Reihe kann auch als
eine in gleichmäßigem Abstand unterbrochene Farblinie angesehen werden. Alle Farbhäufchen
haben dieselbe Höhe, d. h. Schichtdicke. Auch andere über die Druckbreite hinweg gleichmäßige,
d. h. sich periodisch wiederholende mit der Dosiereinrichtung auf der Walze erzeugte
Farbmuster widersprechen einer zonenlosen Ausbildung des Farbwerkes in keiner Weise.
[0021] Weitere konstruktiv und funktionell vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen
Farbwerkes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
und der dazugehörigen Zeichnung.
In dieser zeigt:
[0022]
- Fig. 1
- eine Druckmaschine mit einem ultrakurzen Farbwerk mit einer Farbdosiereinrichtung,
- Fig. 2
- einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1,
- Fig. 3 a
- eine Schwingeinrichtung der Farbdosiereinrichtung,
- Fig. 3 b
- die Schwingeinrichtung mit einem abgenutzten Dosierelement,
- Fig. 4
- die Schwingeinrichtung aus Fig. 3 a in einer Seitenansicht,
- Fig. 5 a - c
- die Schwingeinrichtung in verschiedenen Schwingungsphasen,
- Fig. 6
- ein während der Schwingungsphasen mit der Farbdosiereinrichtung erzeugtes Farbmuster,
- Fig. 7
- eine alternative Bauweise der Farbdosiereinrichtung und
- Fig. 8
- eine modifizierte und etwas längere Bauweise des Farbwerkes aus der Fig. 1.
[0023] In der Figur 1 ist eine Druckmaschine 1, im Speziellen eine Bogenrotations-Offsetdruckmaschine,
mit einem Gegendruckzylinder 2 zum Führen eines Bedruckstoffes 3, einem Druckformzylinder
4, einem Gummituchzylinder 5 zum Übertragen eines Druckbildes vom Druckformzylinder
4 auf den Bedruckstoff 3 und einem Farbwerk 6 zum Einfärben des Druckformzylinders
4 dargestellt.
[0024] Das Farbwerk 6 umfaßt eine Walze 7, die als eine Farbauftragswalze winkelsynchron
auf dem Druckformzylinder 4 abrollt und eine gummielastische bzw. elastomere Umfangsoberfläche
aufweist, welche glattflächig ist. Die Durchmesser der Walze 7 und des Druckformzylinders
4 sind gleich groß.
[0025] Der Walze 7 ist eine Farbzufuhreinrichtung 8 zugeordnet, welche einen vollflächigen,
d. h. ungemusterten Farbfilm 9 auf die Walze 7 aufbringt und die aus einer auf der
Walze 7 gleichläufig abrollenden Walze 10 und einer Farbwanne 11, in welcher die Walze
10 als eine Tauchwalze angeordnet ist, besteht.
[0026] Eine Farbdosiereinrichtung 12 zum Umwandeln des Farbfilmes 9 in ein gleichmäßiges
Farbmuster 13 ist im Drehsinn der Walze 7 gesehen der Farbzufuhreinrichtung 8 nachgeordnet
und dem Druckformzylinder 4 vorgeordnet.
[0027] Der Farbdosiereinrichtung 12 sind Glättwalzen 14, 15, 16 nachgeordnet, die ausschließlich
auf der Walze 7 abrollen und das Farbmuster 13 zu einem vollflächigen, d. h. ungemusterten
Farbfilm mit einer Schichtdicke von 10 bis 15 µm, die wesentlich geringer als eine
Schichtdicke des Farbfilmes 9 ist, breitwalzen. Der Farbfilm 17 wird zwischen der
Walze 7 und dem Druckformzylinder 4 gespalten und dabei teilweise auf den Druckformzylinder
4 übertragen.
[0028] In der Figur 2 ist ein als eine Dosierrakel fungierendes Dosierelement 18 der Farbdosiereinrichtung
12 in einer Abstandsstellung 18.1 und einer Anlagestellung 18.2 relativ zur Walze
7 dargestellt. Das Dosierelement 18 schwingt beim Dosieren entlang einer linearen
Schwingungsrichtung 19 zwischen der Abstandsstellung 18.1 und der Anlagestellung 18.2
mit einer im Bereich von 200 Hz bis 10 kHz einstellbaren Frequenz hin und her. Dabei
hebt das Dosierelement 18 periodisch um eine vorzugsweise im Bereich von 20 bis 40
µm liegende Durchlaßhöhe 20, die auf jeden Fall kleiner als 100 µm ist, von der Walze
7 ab. Die Abstandsstellung 18.1, in der das Dosierelement 18 die Durchlaßhöhe 20 errreicht
hat, und die Anlagestellung 18.2 sind die Umkehrpunkte der Schwingung des Dosierelementes
17. Die Durchlaßhöhe 20 ist viel größer als es Schmutzpartikel 21, 22 sind, die sich
in einer den Farbfilm 9 bildenden Druckfarbe befinden, so daß die Schmutzpartikel
21, 22 einen durch die Durchlaßhöhe 20 bestimmten Dosierspalt zwischen dem Dosierelement
18 und der Umfangsoberfläche der Walze 7, ohne im Dosierspalt stecken zu bleiben,
passieren können.
[0029] Weiterhin ist ersichtlich, daß das Farbmuster 13 aus Farberhebungen 23, 24 besteht,
die sich als zur Walze 7 achsparallele Farblinien auf der Umfangsoberfläche der Walze
7 erstrecken und zueinander jeweils um eine Bogenlänge 25 versetzt sind. Die zwischen
allen benachbarten Farberhebungen 23, 24 auf der Walze 7 gleichgroße Bogenlänge 25
ist proportional zur Frequenz der Schwingung des Dosierelementes 18 und kann im Bereich
von 1 mm bis 20 mm liegen.
[0030] Die Umfangsoberfläche der Walze 7 kann eine Mikrostruktur, z. B. eine durch Sandstrahlen
hergestellte Oberflächenrauigkeit oder ein durch Gravieren hergestelltes Näpfchenraster
aufweisen, die beim in der Anlagestellung 18.2 befindlichen Dosierelement 18 einen
sehr dünnen Schmierfilm 26 zwischen der Walze 7 und dem Dosierelement 18 hindurchläßt.
Der Schmierfilm 26 verhindert einen vorzeitigen Abriebverschleiß des Dosierelementes
18 und ist mengenmäßig kleiner als jene Farbmenge, die zum Drucken der geringsten
gewünschten Farbdichte, z. B. einer Volltondichte von 0.5, erforderlich ist.
[0031] Die Schichtdicke des Farbfilmes 17 läßt sich über eine Verstellung der Frequenz der
Schwingung des Dosierelementes 18 und/oder über eine Verstellung der Abstandsstellung
18.1 und damit der Durchlaßhöhe 20 variieren. Die Bogenlänge 25, d. h. der Abstand
der Farberhebungen 23, 24 zueinander, ist proportional zu der ein erstes Einstellparameter
darstellenden Frequenz der Schwingung. Je höher die Frequenz ist, desto kürzer ist
die Bogenlänge 25 und desto größer ist die Schichtdicke des Farbfilmes 17 und damit
auch die auf den Druckformzylinder 4 übertragene Farbmenge.
[0032] Ebenso besteht eine Proportionalität zwischen der ein zweites Einstellparameter darstellenden
Durchlaßhöhe 20 und der Schichtdicke des Farbfilmes 17. Je mehr die Abstandsstellung
18.1 von der Walze 7 weg verstellt wird, desto größer ist eine Farbprofilhöhe 27 der
Farberhebungen 23, 24 und damit die Schichtdicke des Farbfilmes 17.
[0033] Die Schwingungsrichtung 19 und eine Tangentiallinie 28 der Walze 7 schneiden sich
in einem Kontaktpunkt 29, in welchem das Dosierelement 18 auf die Walze 7 aufsetzt.
Ein auf den Kontaktpunkt 29 bezogener Winkel α zwischen der Schwingungsrichtung 19
und der Tangentiallinie 28 kann 70 bis 90 ° betragen, so daß die Schwingungsrichtung
19 entweder (α = 90 °) in Radialrichtung der Walze 7 oder (90 ° > α ≥ 70 °) bezogen
auf einen Drehsinn 30 der Walze 7 geringfügig gegenläufig ausgerichtet ist. Bei geringfügig
gegenläufig ausgerichteter Schwingungsrichtung 19 kann das Dosierelement 18 auch als
eine sogenannte Negativrakel bezeichnet werden.
[0034] In den Figuren 3 a und 3 b ist eine mögliche erste Ausführungsform einer Schwingeinrichtung
31 der Farbdosiereinrichtung 12 dargestellt. Zur Schwingeinrichtung 31, welche das
Dosierelement 18 periodisch aus der Abstandsstellung 18.1 in die Anlagestellung 18.2
und wieder zurück schwingt, gehört ein Schwingantrieb 32 zum Erregen der Schwingung
des Dosierelementes 18 und eine Führung 33, die dem Dosierelement 18 die Schwingungsrichtung
19 vorgibt.
[0035] Der Schwingantrieb 32 ist als ein elektrischer Linearmotor ausgebildet und besteht
aus einem Stator 34 und einem Läufer 35. Der büchsenförmige Stator 34 umfaßt einen
Magnet 36, z. B. einen permanenten Magnet, und eine auf den Magnet 36 aufgesetzte
Polplatte 37. Der Läufer 35 besteht aus einer Büchse 38, an welcher das Dosierelement
18 befestigt ist und die eine elektrische Spule 39 trägt, die in die Büchse 38 eingegossen
oder auf diese aufgewickelt ist. Die Büchse 38 ist in der Schwingungsrichtung 19 verschiebbar
auf einen Führungszapfen 40 des Stators 34 aufgesteckt, so daß die Büchse 38 zusammen
mit dem Führungszapfen 40 die Führung 33 bildet. Eine zwischen dem Stator 34 und dem
Läufer 35 durch eine Druckbelastung vorgespannte und auf dem Führungszapfen 40 aufgesteckte
schraubenförmige Feder 41 ist ebenfalls ein Bestandteil der Schwingeinrichtung 31.
[0036] Im Laufe der Schwingung des Dosierelementes 18 wird dieses abwechselnd vom Schwingantrieb
32 aus der Anlagestellung 18.2 in die Abstandsstellung 18.1 verstellt und von der
Feder 41 aus der Abstandsstellung 18.1 in die Anlagestellung 18.2 zurück gestellt.
Eine elektronische Steuereinrichtung 42, an welcher der Stromtakt und damit die Frequenz
der Schwingung des Dosierelementes 18 einstellbar ist, verringert und vergrößert der
eingestellten Frequenz entsprechend die Stromstärke des die Spule 39 durchfließenden
elektrischen Stromes, so daß bei verringerter - z. B. abgeschalteter - Stromstärke
die Feder 41 den Läufer 35 aus dem Stator 34 herausdrückt und bei vergrößerter - z.
B. eingeschalteter - Stromstärke eine zwischen dem Stator 34 und dem Läufer 35 wirksame
Magnetkraft den Läufer 35 wieder in den Stator 34 zurückzieht.
[0037] Es ist denkbar, den Schwingantrieb 32 als einen weggesteuerten elektrischen Linearantrieb
auszubilden. Bei einer derartigen Ausbildung kann bei jedem Kontakt des Dosierelementes
18 mit der Walze 7 die aktuelle Ist-Position des Dosierelementes 18 mittels eines
Sensors oder durch Auswertung der Motorströme des Linearantriebes ermittelt und von
der Ist-Position ausgehend eine Kompensation des Verschleißes des Dosierelementes
18 und der Unrundheiten der Walze 7 erfolgen, indem eine den Verschleiß und die Unrundheiten
berücksichtigende neue Soll-Position des Dosierelementes 18 vorgegeben wird.
[0038] Das Dosierelement 18 weist einen in einer Schneide 43 endenden Arbeitsbereich 44
mit einer Querschnittsdicke 45 auf, die bei verschleißbedingt abnehmender Länge des
Arbeitsbereiches 44 immer konstant bleibt, so daß sich die Schneide 43 nicht verbreitert
und die Dosiergenauigkeit durch den Verschleiß des Dosierelementes 18 nicht beeinträchtigt
wird. Bei Ausbildung des Dosierelementes 18 als eine sogenannte Dünnschliffrakel sind
auch die Bezeichnungen Lamellendicke anstatt Querschnittsdicke 45 und Fase anstatt
Schneide 43 gebräuchlich.
[0039] In der Figur 3 a ist das Dosierelement 18 in weniger verschlissenem Zustand dargestellt.
Im Vergleich dazu zeigt die Figur 3 b das Dosierelement 18 in stärker verschlissenem
Zustand, in welchem der Arbeitsbereich 44 aufgrund seines Abriebes durch die Walze
7 verkürzt ist. Proportional zur zunehmenden Verkürzung des Dosierelementes 18 vergrößert
sich ein zwischen den Stellungen 18.1 und 18.2 zurückgelegter Federweg der Feder 41,
so daß die Verkürzung kompensiert wird. Die Vergrößerung des Federweges ist so gering
und die Federkennlinie der Feder 41 ist so gewählt, daß die von der Feder 41 bewirkte
Anpressung des Dosierelementes 18 in der Anlagestellung 18.2 gegen die Walze 7 und
die Durchlaßhöhe 20 in der Abstandsstellung 18.1 sich nicht in einem die Dosiergenauigkeit
merklich beeinflussenden Maße verändern und im wesentlichen gewahrt bleiben.
[0040] Die als eine Tauchspule fungierende Spule 39 ist so ausgebildet, daß sie unabhängig
von ihrer in der Anlagestellung 18.2 je nach Verkürzung des Dosierelementes 18 eingenommenen
Lage relativ zum Stator 34 bei einem gleichen elektrischen Impuls durch die Steuereinrichtung
42 einen gleichen Kraftstoß und damit immer die gleiche Durchlaßhöhe 20 erzeugt.
[0041] Die Abstandsstellung 18.1 und damit die Durchlaßhöhe 20 ist mittels einer Justiereinrichtung
46 sehr präzise einstellbar, indem die Schwingeinrichtung 31 mittels der Justiereinrichtung
46 zur Walze 7 hin oder von dieser weg verstellbar ist. Die Justiereinrichtung 46
ist als eine den Stator 34 mit einem Gestell der Druckmaschine 1 verbindende Schraubverbindung
ausgebildet, durch deren Verdrehung der Abstand der Schwingeinrichtung 31 relativ
zur Walze 7 einstellbar ist. Wesentlich ist, daß die Feder 41 das Dosierelement 18
belastet bzw. gegen die Walze 7 drückt, wenn sich das Dosierelement 18 in der Anlagestellung
18.2 befindet. Die Feder 41 kompensiert jedoch nicht nur die Verkürzung des Dosierelementes
18 sondern auch auftretende Unrundheiten der Walze 7. Ebenso werden durch betriebsbedingte
Temperaturschwankungen der Walze 7 verursachte Durchmesseränderungen der Walze 7 durch
die Feder 41 kompensiert.
[0042] Zur Kompensation von über die axiale Länge der Walze 7 auftretenden Durchmesserdifferenzen
gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine erste Möglichkeit ist vorteilhaft, wenn sich
das Dosierelement 18, z. B. in Form einer Dosierleiste oder eines Dosiermessers, als
einziges Dosierelement der Farbdosiereinrichtung 12 über den gesamten einzufärbenden
Bereich der Walze 7 hinweg achsparallel zu dieser erstreckt. Das Dosierelement 18
kann in diesem Fall biegsam, flexibel ausgebildet sein, so daß sich das Dosierelement
18 über seine Länge hinweg an eine aufgrund der Durchmesserdifferenzen nicht ideal
geraden Mantellinie (Erzeugenden) der Walze 7, dieser Mantellinie folgend anschmiegen
kann. Um das Dosierelement 18 der Walzenkontur anzupassen, wirkt nicht nur die Feder
41 auf das Dosierelement 18 sondern wirken über die Länge des Dosierelementes 18 verteilt
mehrere solcher Federn auf das Dosierelement 18.
[0043] Die zweite Möglichkeit setzt voraus, daß die Farbdosiereinrichtung 12 nicht nur das
Dosierelement 18 und die Schwingeinrichtung 31 sondern weitere solcher Dosierelemente
18', 18", 18"' und diesen jeweils zugeordnete Schwingeinrichtungen 31', 31" umfaßt
und ist in der Figur 4 gezeigt. Darin sind die Durchmesserdifferenzen zur Verdeutlichung
stark übertrieben dargestellt.
[0044] Die Figuren 5 a bis c zeigen anhand nacheinander durchlaufener Schwingungsphasen
den Ablauf der zeitlich gestaffelten Bewegung der Dosierelemente 18, 18', 18", 18"'
der segmentierten Farbdosiereinrichtung 12 auf Figur 4.
[0045] In der ersten Schwingungsphase - vgl. Figur 5 a - sind die innerhalb einer Reihe
auf geradzahligen Platznummern sitzenden Dosierelemente 18', 18''' - d. h. das zweite,
vierte, Dosierelement usw. - geöffnet und die auf ungeradzahligen Platznummern sitzenden
Dosierelemente 18, 18" - d. h. das erste, dritte Dosierelement usw. - geschlossen.
Während der ersten Schwingungsphase wird auf der Walze 7 eine aus der Farberhebung
23 und weiteren Farberhebungen 23', 23" gebildete Farblinie erzeugt.
[0046] In einer zweiten Schwingungsphase - vgl. Figur 5 b - befinden sich sowohl die auf
den ungeradzahligen als auch die auf den geradzahligen Platznummern sitzenden Dosierelemente
18, 18', 18", 18"' in ihrer jeweiligen Anlagestellung 18.2 an der Walze 7. Der Übergang
von der ersten in die zweite Schwingungsphase erfolgt durch das Schwingen der auf
den geradzahligen Platznummern sitzenden Dosierelemente 18', 18"' in ihre geschlossene
Stellung.
[0047] In einer dritten Schwingungsphase - vgl. Figur 5 c - nehmen die Dosierelemente 18,
18', 18", 18"' eine bezüglich der ersten Schwingungsphase umgekehrte Schwingstellung
ein, wobei sich die auf den geradzahligen Platznummern sitzenden Dosierelemente 18',
18"' in ihrer jeweiligen Anlagestellung 18.2 und die auf den ungeradzahligen Platznummern
sitzenden Dosierelemente 18, 18" in ihrer jeweiligen Abstandsstellung 18.1 relativ
zur Walze 7 befinden. Der Übergang von der zweiten in die dritte Schwingungsphase
erfolgt durch das Schwingen der auf den ungeradzahligen Platznummern sitzenden Dosierelemente
18, 18" in deren geöffnete Stellung. Während der dritten Schwingungsphase wird auf
der Walze 7 eine Farblinie erzeugt, deren Farberhebungen 24, 24', 24" auf Lücke zu
den Farberhebungen 23, 23', 23" der in der ersten Schwingungsphase erzeugten Farblinie
versetzt sind.
[0048] Über eine vierte Schwingungsphase, in welcher sich die Farbdosiereinrichtung 12 kurzzeitig
in einer der zweiten entsprechenden Schwingungsstellung befindet, erreicht die Farbdosier-einrichtung
12 wieder ihre in Figur 5 a gezeigte Ausgangsstellung der Schwingung, welche sich
in der beschriebenen Weise fortsetzt und periodisch wiederholt.
[0049] Wenn die Zeitspanne der zweiten Schwingungsphase gleich Null ist, d. h. die Dosierelemente
18, 18" kurz vor dem oder zum Zeitpunkt des Aufsetzens der Dosierelemente 18', 18"'
auf die Walze 7 von dieser abheben, entsteht abweichend von dem in Figur 6 gezeigten
und aus den erläuterten Schwingungsphasen resultierenden Farbmuster 13, ein schachbrettartiges
Farbmuster ohne farbfreie Linien zwischen den Farblinien.
[0050] In der Figur 7 ist eine anstelle der Farbdosiereinrichtung 12 verwendbare Farbdosiereinrichtung
47 zusammen mit einer anstelle der Farbzufuhreinrichtung 8 verwendbaren Farbzufuhreinrichtung
48 gezeigt. Bei der nachfolgenden Beschreibung der Einrichtungen 47 und 48 werden
für funktionsgleiche Teile die bei der Beschreibung der Einrichtungen 8 und 12 bereits
verwendeten Bezugszeichen übernommen. Konstruktive Abweichungen dieser funktionsgleichen
Teile der Einrichtungen 47 und 48 von den entsprechenden Teilen der Einrichtungen
8 und 12 werden nachfolgend im Einzelnen erläutert.
[0051] Der Schwingantrieb 32 der Farbdosiereinrichtung 47 ist als ein elektrischer Motor
mit einer sich drehenden Motorwelle 49 ausgebildet. Diese ist über eine Kardanwelle
50 mit einem Exzenterzapfen 51 antriebsmäßig verbunden, der über seinen Absatz 51.1
in einem freien Schwingelement 52 und über seinen zum Absatz 51.1 eine Exzentrizität
e aufweisenden Absatz 51.2 in einem Träger 53 mittels Wälzlager drehbar gelagert ist.
[0052] Der Träger 53 wird entlang der Schwingungsrichtung 19 von der Führung 33 geführt,
welche an einem zum An- und Abstellen der Farbzufuhreinrichtung 48 an die bzw. von
der Walze 7 beweglich gelagerten Gestell 55 und an der Farbzufuhreinrichtung 48 angeordnet
ist. Letztere ist als eine Kammerrakel ausgebildet, die das am zweiten Träger 53 befestigte
Dosierelement 18 als Arbeits- bzw. Dosierrakel und ein negativ ausgerichtetes Schließrakel
54 umfaßt und an eine nicht dargestellte Farbzuführpumpe angeschlossen ist.
[0053] Zwischen dem Träger 53 und dem Gestell 55 der Druckmaschine 1 ist die Feder 41 vorgespannt,
welche den Träger 53 und mit diesem das Dosierelement 18 gegen die Walze 7 drückt.
Die Bogenlänge 25 ist durch eine an der Steuereinrichtung 42 vorgenommene Änderung
der Drehzahl des Schwingantriebes 32 einstellbar. Bei einer Verringerung der Drehzahl
verringert sich die Frequenz der Schwingung des Dosierelementes 18 und bei einer Erhöhung
der Drehzahl erhöht sich die Frequenz und damit die dosierte Farbmenge. Diese kann
aber auch durch Amplitudenverstellungen der Schwingung vergrößert und verringert werden.
Bei der Farbdosiereinrichtung 47 kann dazu z. B. die Exzentrizität e und/oder die
Vorspannung der Feder 41 einstellbar sein.
[0054] Ferner kann die Steuereinrichtung 42 den Schwingungsantrieb 32 derart ansteuern,
so dass sich dieser über einen bestimmten Drehwinkel hinweg abwechselnd vor- und rückwärts
dreht. Die Größe des Drehwinkels ist in diesem Fall proportional zur Amplitude, d.
h. zur Abstandsstellung 18.2. In dem in Figur 7 gezeigten Ausführungsbeispiel dreht
sich der Schwingungsantrieb jedoch fortlaufend in ein und demselben Drehsinn.
[0055] In der Figur 8 ist eine modifizierte Walzenkonfiguration dargestellt, welche sich
von jener aus der Figur 1 nur dadurch unterscheidet, dass die Walze 7, auf welcher
das Farbmuster 13 erzeugt wird, nicht auf dem Druckformzylinder 4 sondern auf einer
als eine Farbauftragswalze ausgebildeten Walze 56 abrollt, welche wiederum auf dem
Druckformzylinder 4 abrollt. Infolgedessen weist die Walze 56, deren Durchmesser jenen
der Walze 7 und des Druckformzylinders 4 entspricht, eine gummielastische bzw. elastomere
Umfangsoberfläche auf. Der Druckformzylinder 4 und die Walze 56 rotierten zueinander
winkelsynchron mit der gleichen Drehzahl, während sie aufeinander abrollen.
[0056] Die Walze 7 weist vorzugsweise eine glattflächige oder gegebenenfalls auch mit Näpfchen
gerasterte, harte und z. B. keramische Umfangsoberfläche auf. Die Walzen 10, 14, 15,
16 weisen gummielastische bzw. elastomere Umfangs-oberflächen auf.
[0057] Es versteht sich von selbst, dass auch bei der in Figur 8 dargestellten Walzenkonfiguration
anstelle der Farbzufuhreinrichtung 8 auch die Farbzufuhreinrichtung 48 und anstelle
der Farbdosiereinrichtung 12 auch die Farbdosiereinrichtung 47 verwendet werden kann.
Bezugszeichenliste
[0058]
- 1
- Druckmaschine
- 2
- Gegendruckzylinder
- 3
- Bedruckstoff
- 4
- Druckformzylinder
- 5
- Gummituchzylinder
- 6
- Farbwerk
- 7
- Walze
- 8
- Farbzufuhreinrichtung
- 9
- Farbfilm
- 10
- Walze
- 11
- Farbwanne
- 12
- Farbdosiereinrichtung
- 13
- Farbmuster
- 14
- Glättwalze
- 15
- Glättwalze
- 16
- Glättwalze
- 17
- Farbfilm
- 18
- Dosierelement
- 18'
- Dosierelement
- 18"
- Dosierelement
- 18"'
- Dosierelement
- 18.1
- Abstandsstellung
- 18.2
- Anlagestellung
- 19
- Schwingungsrichtung
- 20
- Durchlaßhöhe
- 21
- Schmutzpartikel
- 22
- Schmutzpartikel
- 23
- Farberhebung
- 23'
- Farberhebung
- 23"
- Farberhebung
- 24
- Farberhebung
- 24'
- Farberhebung
- 24"
- Farberhebung
- 25
- Bogenlänge
- 26
- Schmierfilm
- 27
- Farbprofilhöhe
- 28
- Tangentiallinie
- 29
- Kontaktpunkt
- 30
- Drehsinn
- 31
- Schwingungseinrichtung
- 31'
- Schwingungseinrichtung
- 31"
- Schwingungseinrichtung
- 32
- Schwingantrieb
- 33
- Führung
- 34
- Stator
- 35
- Läufer
- 36
- Magnet
- 37
- Polplatte
- 38
- Büchse
- 39
- Spule
- 40
- Führungszapfen
- 41
- Feder
- 42
- Steuereinrichtung
- 43
- Schneide
- 44
- Arbeitsbereich
- 45
- Querschnittsdicke
- 46
- Justiereinrichtung
- 47
- Farbdosiereinrichtung
- 48
- Farbzufuhreinrichtung
- 49
- Motorwelle
- 50
- Kardanwelle
- 51
- Zapfen
- 51.1
- Absatz
- 51.2
- Absatz
- 52
- Schwingelement
- 53
- Träger
- 54
- Schließrakel
- 55
- Gestell
- 56
- Walze
- e
- Exzentrizität
- α
- Winkel
1. Farbwerk (6) in einer Druckmaschine (1), mit einer Farbdosiereinrichtung (12; 47)
mit mindestens einem Dosierelement (18), welches in einer Anlagestellung (18.2) an
einer Walze (7) anliegt, die eine Farbauftragswalze ist oder an einer solchen anliegt,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Dosierelement (18) mittels einer diesem zugeordneten Schwingeinrichtung 31 zwischen
der Anlagestellung (18.2) und einer Abstandsstellung (18.1) hin- und herschwingbar
gelagert ist.
2. Farbwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwingeinrichtung (31) eine Führung (33) zum Führen des Dosierelementes (18)
in einer relativ zur Walze (7) in etwa radialen Schwingungsrichtung aufweist.
3. Farbwerk nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwingeinrichtung (31) einen mit dem Dosierelement (18) antriebsmäßig verbundenen
elektromagnetischen Schwingantrieb (32) aufweist.
4. Farbwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwingeinrichtung (31) eine das Dosierelement (18) gegen die Walze (7) zurückstellende
Feder (41) aufweist.
5. Farbwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein in einer Schneide (43) endender Arbeitsbereich (44) des Dosierelementes (18)
eine konstant bleibende Querschnittsdicke (45) aufweist.
6. Farbwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Dosierelement (18) entlang einer Umfangslinie der Walze (7) mindestens eine Glättwalze
(14; 15; 16) nachgeordnet ist, die ausschließlich mit der Walze (7) in Abrollkontakt
steht.
7. Farbwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Dosierelement (18) entlang einer Umfangslinie der Walze (7) eine Farbzuführeinrichtung
(8; 48) vorgeordnet ist.
8. Farbwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Walze (7) mindestens ein weiteres Dosierelement (18', 18", 18"') zugeordnet ist.
9. Farbwerk nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dosierelemente (18, 18', 18", 18"') im Wechsel miteinander von der Walze (7)
abhebbar gelagert sind.
10. Druckmaschine (1) mit einem nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildeten Farbwerk
(6).