Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Herstellen von Druckprodukten mit den Merkmalen von Anspruch 1.
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der grafischen Industrie und dort insbesondere im Bereich des industriellen, d.h. hochproduktiven Tintendrucks (InkJet) auf flache Substrate, d.h. des Auftragens und (Wärme-) Trocknens von flüssiger, bevorzugt wasserbasierter Tinte, auf bogen- oder bahnförmige Bedruckstoffe, bevorzugt aus Papier, Karton, Pappe, Kunststoff oder Verbundmaterial.
Das Auftragen flüssiger Tinte erfolgt bei dem bekannten DOD-Tintendruckverfahren (drop-on-demand), indem ein Druckbild auf einem flachen Bedruckstoff erzeugt wird, wobei ein Tintendruckkopf (kurz: Kopf) mit einzeln ansteuerbaren Düsen dem zu druckenden Bild entsprechend feinste Tintentropfen, bevorzugt im Pikoliter-Bereich, erzeugt und diese berührungslos als Druckpunkte auf den Bedruckstoff überträgt. Das Ansteuern der Düsen kann mittels Piezoaktoren erfolgen.
Ein ausreichendes thermisches Trocknen wasserbasierter Tinten auf dem bewegten Bedruckstoff, d.h. insbesondere das dafür erforderliche Verdunsten von Wasser, erfordert einen Trockner zur Erzeugung einer hohen räumlichen Leistungsdichte, welcher alles überschüssige Wasser in der kurzen Verweilzeit des Bedruckstoffs im Wirkbereich des Trockners verdampft. Es erfolgt daher im Bereich des Trockners ein hoher Energieeintrag in die Maschine. Infolgedessen kann es zu einer unerwünschten Wärmeausdehnung von Maschinenteilen, wie z.B. Seitenwänden oder Zylindern, kommen. Solche Wärmeausdehnungen können sich störend auf den Druckprozess auswirken.
Der Tintendruck mit wasserbasierten Tinten (Wasser als Lösungsmittel der Tinte) erfordert einen Druckprozess bei im Wesentlichen konstanter Temperatur. Der Wärmeeintrag eines vorhandenen Trockners in die Druckmaschine kann daher leicht zu wahrnehmbaren Störungen des Druckprozesses führen.
Die Kühlung eines bogenförmigen Zylinders in einer Inkjet-Druckmaschine ist bereits aus der
Die
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Solche Kühleinrichtungen erreichen oft nicht die erforderliche Kühlleistung, insbesondere bei sehr hohem Wärmeeintrag durch zum Druckwerk benachbarte Wärmetrockner. Üblicherweise wird diesem Problem begegnet, indem der Volumenstrom und/oder die Kühlleistung erhöht wird/werden. Beide Maßnahmen erhöhen jedoch auch die Kosten durch das Vorsehen weiterer Gebläse und weiterer Wärmetauscher. Der Markt fordert daher beständig weitere Maßnahmen für eine verbesserte und kostensparende Kühlung.
Die
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zu schaffen, welche es insbesondere ermöglicht, eine für einen ungestörten Druckprozess ausreichende Kühlung zu erwirken und dabei Kosten niedrig zu halten oder Kosten einzusparen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit der Merkmalskombination von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den Zeichnungen. Die Merkmale der Erfindung, der Weiterbildungen der Erfindung und der Ausführungsbeispiele zur Erfindung stellen auch in Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
Eine erfindungsgemäße Maschine zum Herstellen von Druckprodukten, mit einer Druckeinrichtung zum Bedrucken eines Bedruckstoffs, insbesondere einer Tinten-Druckeinrichtung (InkJet), einem Trockner zum Trocknen des bedruckten Bedruckstoffs, insbesondere einem Wärmetrockner, einer Transporteinrichtung zum Transportieren des Bedruckstoffs, insbesondere einem Zylinder, und einer Blaseinrichtung zum Kühlen der Transporteinrichtung, zeichnet sich dadurch aus, dass die Blaseinrichtung als eine Prallstrahl-Blaseinrichtung ausgebildet ist.
Die Erfindung ermöglicht es in vorteilhafter Weise, eine für einen ungestörten Druckprozess ausreichende Kühlung zu erwirken und dabei die Kosten niedrig zu halten oder Kosten einzusparen.
Erfindungsgemäß wird eine Prallstrahl-Blaseinrichtung eingesetzt. Mit dieser kann eine sogenannte Nahfeld-Kühlung erwirkt werden. Eine solche Kühlung kann eine bis zum Faktor 5 verbesserte Kühlleistung gegenüber einer Blaseinrichtung mit einem offenen Blaskasten erreichen. Bei Einsatz des so genannten Prallstrahlprinzips zur Kühlung der Transporteinrichtung wird die Transporteinrichtung mit Blasluft mit hoher Geschwindigkeit, z.B. 50 bis 90 m/s, und gleichzeitig niedrigem Volumenstrom, z.B. 300 bis 3000 m3/h, beaufschlagt. Die Prallstrahl-Blaseinrichtung wird bevorzugt nahe an der zu kühlenden Transporteinrichtung angeordnet, z.B. im Abstand von 3 bis 30 mm. Der Luftauslass aus der Prallstrahl-Blaseinrichtung erfolgt bevorzugt durch eine Vielzahl von kleinen Öffnungen oder Düsen, anstelle aus einer einzigen, großen Öffnung der Blaseinrichtung, z.B. mit einem Durchmesser von 0,5 bis 5 mm.
Die Erfindung bietet somit den Vorteil, dass ein niedriger Volumenstrom an Blasluft bereits ausreicht, um eine ausreichende Kühlung zu erwirken. Dadurch kann die Blaseinrichtung an eine bereits vorhandene Blasluft-Versorgungseinrichtung der Maschine angeschlossen werden. Dadurch wiederum können Kosteneinsparungen durch das Einsparen weiterer Gebläse und/oder weiterer Wärmetauscher erreicht werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung können sich durch eine oder mehrere der nachfolgend aufgelisteten Merkmalskombinationen auszeichnen:
Die Erfindung und deren bevorzugte Weiterbildungen werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen, d.h. die
Die Figuren zeigen:
Eine unter dem Produktnamen "Primefire" bekannte und von der Heidelberger Druckmaschinen AG, Deutschland, entwickelte Tintendruckmaschine für die industrielle Produktion bedruckt Papierbogen mit wasserbasierten Inkjet-Tinten. Die Maschine umfasst sieben aufeinander folgende Druckstationen, welche die Farben CMYK (Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz) und OGV (Orange, Grün, Violett) mit Druckköpfen auf das Papier übertragen. Die aufgetragenen Tinten werden unter Einsatz von IR-Trocknern getrocknet. Die in
Die Maschine 1 umfasst eine Druckeinrichtung 3, bevorzugt vier oder sieben Druckbalken mit jeweils einer Vielzahl an Tintendruckköpfen, einen Trockner, bevorzugt ein Infrarot-Trockner (IR) oder Heißluft-Trockner (HL) oder ein IR-HL-Kombinationstrockner oder ein UV-Trockner, eine Transporteinrichtung 5, bevorzugt eine bogenführende Trommel oder ein Transportband, und eine Blaseinrichtung 6 zum Kühlen der Transporteinrichtung auf bevorzugt eine verfahrenstechnische Grenztemperatur mit einer Toleranz von ± 2° Celsius. Die Blaseinrichtung 6 ist erfindungsgemäß als eine Prallstrahl-Blaseinrichtung ausgebildet.
Weiterhin umfasst die Maschine 1 eine Versorgungseinrichtung 7, z.B. ein sogenanntes Klima-Aggregat, welche über eine Leitung 8 für gekühlte Blasluft mit der Blaseinrichtung 6 in Verbindung steht. Die Versorgungseinrichtung steht ferner über eine Leitung 9 für gekühlte Blasluft mit einer weiteren Blaseinrichtung 10 der Maschine in Verbindung. Die weitere Blaseinrichtung dient bevorzugt dem Kühlen der Druckeinrichtung, zusätzlich oder alternativ dem Kühlen der Transporteinrichtung.
Die Versorgungseinrichtung 7 umfasst einen Wärmetauscher 11 und ein Gebläse 12 zum Erzeugen gekühlter Blasluft und umfasst optional einen (nicht dargestellten) Filter zum Filtern der Blasluft. In der Leitung 8 kann ein weiteres Gebläse 13 und kann ein Ventil 14, z.B. ein sogenanntes Shutter-Ventil, vorgesehen sein. Das Gebläse 13 kann als ein Stützgebläse dienen, um den Strömungswiderstand der Blaseinrichtung 6 auszugleichen. Eine Drehrichtungsumkehr des Stützgebläses kann bevorzugt auch zum Abschalten der Blaseinrichtung 6 dienen, indem die Luftzufuhr erheblich reduziert oder verhindert wird.
Von dem Druck der Blasluft in der Versorgungseinrichtung 7 steht an der Blaseinrichtung 6 bevorzugt wenigstens etwa ein Fünftel zur Verfügung.
Die Blaseinrichtung 6 ist in
Der Nahfeldkühler ist mit einem geringen Abstand 19 (vgl.
Das Verhältnis zwischen Düsendurchmesser, Anordnung der Düsen (bzw. deren gegenseitiger Abstand) und Abstand der Düsen zur Trommel ist in dem zuvor genannten Beispiel und in Alternativen dazu bevorzugt so gewählt, dass ein ausreichend kühlender Blasluftstrom zur Oberfläche der Trommel gelangt.
Mittels der Düsen 18 der Blaseinrichtung 6 wird (durch deren Lufteinlasse 20 zugeführte) gekühlte Blasluft mit einer hohen Austrittsgeschwindigkeit, von z.B. 15 bis 90 m/s zur Oberfläche der Trommel 5 geblasen ("Prallstrahl-Prinzip"), wodurch eine Grenzschicht auf der Oberfläche der Trommel effektiv durchstoßen wird und folglich ein effizientes Kühlen der Trommel erreicht wird.
Die in
Da mehr Blasluft "von oben" (d.h. von der weiteren Blaseinrichtung 10) als "von unten" (d.h. von der Blaseinrichtung 6) in die Maschine gelangt, wird in vorteilhafter Weise verhindert, dass (z.B. mit Papierstaub) verunreinigte Luft von unten an die empfindlichen Druckköpfe der Druckeinrichtung 3 gelangt. Hierdurch können Wartungskosten eingespart werden.
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