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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pudern von Druckbogen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und eine Vorrichtung zum Pudern von Druckbogen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2, und ein Verfahren zur Regelung der Temperatur im Ausleger einer Druckbogen verarbeitenden Maschine, nach dem Oberbegriff von Anspruch 3.
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Aufgrund der hohen Druckgeschwindigkeiten, welche Offsetdruckmaschinen erreichen, steht zwischen dem Bedrucken oder Lackieren und dem Abstapeln der Bogen im Ausleger nur wenig Zeit zur Verfügung. Diese Zeit ist für eine vollständige Trocknung der Druckfarbe auf dem Bogen vor deren Abstapeln nicht ausreichend. Damit die Aufdrucke auf dem Bogen beim Abstapeln nicht verschmieren, werden die Bogen in dem Ausleger vor dem Abstapeln mit Puder bestäubt. Der aufgebrachte Puder bewirkt einen gewissen Abstand zwischen den abgestapelten Bogen, der die weitere Trocknung ermöglicht.
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Es ist erforderlich, die beim Pudern der Bogen auftretenden Puderverluste - sogenannter vagabundierender Puder - gering zu halten und eine gute Haftung des Puders auf der Bogenoberfläche zu erreichen.
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In
DE 19920391 Al wird dafür vorgeschlagen, mittels einer sogenannten Mantelstromdüse einen kalten Puderluftstrom in einen erwärmten und bis zur Sättigung mit Feuchtigkeit angereicherten Feuchtluftstrom hinein zu zerstäuben, so dass sich der Puderluftstrom mit dem Feuchtluftstrom vermischt, bevor die vermischten Luftströme die Bogenoberfläche erreichen. Bei dem Vermischen bilden sich infolge einer Taupunktunterschreitung Kondensate, welche sich an dem Puderteilchen des Puderluftstromes anlagern. Erst danach gelangen die kondensatbeladenen Puderteilchen auf die Bogenoberfläche.
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Ungünstig hieran ist einerseits die korrosive Belastung der Maschinenteile in der Umgebung der Pudervorrichtung und andererseits die Gefahr der Beeinträchtigung des Druckbildes durch das darauf auftreffende Kondensat.
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In
DE 12 52 703 B ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der Druckluft getrocknet und danach in einen Puderluftstrahl eingeblasen wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Pudern von Druckbogen zu schaffen, wobei die korrosive Maschinenbelastung und die Gefahr der Druckbildbeeinträchtigung gering gehalten sind.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Pudern von Druckbogen, wobei ein Puderluftstrom und ein Feuchtluftstrom zumindest teilweise miteinander vermischt werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Vermischen im Wesentlichen kondensationsfrei erfolgt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die relative Luftfeuchtigkeit des Feuchtluftstromes derart eingestellt, dass das zumindest teilweise Vermischen des Puderluftstromes mit dem Feuchtluftstrom im Wesentlichen ohne Kondensation der Feuchtluft des Feuchtluftstromes an dem Puderteilchen des Puderluftstromes erfolgt. Hierbei wird die relative Luftfeuchtigkeit des Feuchtluftstromes derart eingestellt, dass ein bei dem Vermischen gebildetes Luftgemisch eine relative Luftfeuchtigkeit aufweist, die kleiner als 100 % ist. Das Luftgemisch ist also ungesättigt mit Feuchtigkeit. Die relative Luftfeuchtigkeit des Feuchtluftstromes wird in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit des Puderluftstromes eingestellt. Diese Einstellung kann durch den Bediener oder automatisch erfolgen.
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Das erfindungsgemäße Puderverfahren lässt sich besonders gut in Kombination mit einem Temperaturregelungsverfahren anwenden, welches für sich gesehen eine Erfindung darstellt.
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Dieses Verfahren zur Regelung der Temperatur in einem Ausleger einer Druckbogen verarbeitenden Maschine, insbesondere einer Druckmaschine, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Taupunkt der Luft im Ausleger ermittelt wird, dass die Temperatur der Luft im Ausleger erfasst wird, und dass beim Unterschreiten einer vorgegebenen Differenz zwischen dem Taupunkt und der Temperatur Wärme in den Ausleger eingebracht wird.
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Die vorgegebene Differenz kann z. B. eine 16 Kelvin betragende Untergrenze aufweisen. Solange diese minimale Differenz gewahrt ist, d. h., die Temperatur der Luft im Ausleger mindestens 16 Kelvin über dem Taupunkt der Luft im Ausleger liegt, bleibt der im Ausleger vagabundierende Puder rieselfähig und verklumpt letzterer nicht. Zu einem solchen Verklumpen würde ohne die beschriebene Gegenmaßnahme z. B. Stärkepuder neigen.
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Es wird also vermieden, dass der Puder an z. B. metallischen Oberflächen von Bauteilen des Auslegers, wie z. B. Greiferbrücken, Ablageluftsystemen, Kettenführungen, haften bleibt und Puderklumpen bildet, die von diesen Bauteilen von Zeit zu Zeit unkontrolliert abfallen und dabei im schlimmsten Fall Druckbogen unbrauchbar machen. Der Aufwand und die Häufigkeit der Auslegerreinigung können reduziert werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Pudern von Druckbogen, umfassend ein Düsensystem zum Erzeugen und zumindest teilweisen Vermischen eines Puderluftstromes und eines Feuchtluftstromes, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pudervorrichtung derart ausgebildet ist, dass sich die beiden Luftströme (Puderluftstrom, Feuchtluftstrom) im Wesentlichen kondensationslos miteinander vermischen.
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Das Düsensystem der erfindungsgemäßen Pudervorrichtung umfasst mindestens eine einzige Düse und vorzugsweise mehrere Düsen. Im Falle der einzigen Düse kann diese als eine sogenannte Mantelstromdüse ausgebildet sein, welche einen zentralen Düsenkanal zum Ausstoßen des Puderluftstromes (Puder-Luft-Gemisch) und einen den zentralen Düsenkanal umgebenden Ringspalt als Düsenkanal zum Ausstoßen des Feuchtluftstromes aufweist. Hierbei ist der Puderluftstrom rundum von dem Feuchtluftstrom eingehüllt, welcher einen den Puderluftstrom stützenden Mantelstrom bildet. Im Falle, dass das Düsensystem mehrere Düsen umfasst, können diese in drei Düsenreihen angeordnet sein, welche eine innenliegende Düsenreihe, eine der innenliegenden Düsenreihe unmittelbar vorgeordnete außenliegende Düsenreihe und eine der innenliegenden Düsenreihe unmittelbar nachgeordnete außenliegende Düsenreihe umfassen. Die Düsen der innenliegenden Düsenreihe stoßen Puderluftströme aus und die Düsen der beiden außenliegenden Düsenreihen stoßen Feuchtluftströme aus, welche zwei Stützluft-Luftvorhänge bilden, zwischen denen die Puderluftströme eingeschlossen sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dem Düsensystem eine Einstelleinrichtung vorgeordnet, welche ausgebildet ist zum Einstellen der relativen Luftfeuchtigkeit des Feuchtluftstroms derart, dass bei dem Vermischen der beiden Luftströme miteinander im Wesentlichen keine Kondensation der Feuchtluft des Feuchtluftstromes an den Puderteilchen des Puderluftstromes erfolgt. Gemäß einer weiteren Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mittels der Einstelleinrichtung die relative Luftfeuchtigkeit des Feuchtluftstromes derart einstellbar und eingestellt, dass ein bei dem zumindest teilweisen Vermischen aus dem Puderluftstrom und dem Feuchtluftstrom gebildetes Luftgemisch eine relative Luftfeuchtigkeit aufweist, die geringer als 100 % ist. Das Luftgemisch erreicht also nicht die Grenze seiner theoretisch möglichen Sättigung mit Feuchtigkeit. Mittels der Einstelleinrichtung ist die relative Luftfeuchtigkeit des Feuchtluftstromes in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit des Puderluftstromes einstellbar und eingestellt.
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Weitere konstruktive und funktionell vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der dazugehörigen Zeichnung.
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In dieser zeigt:
- 1 eine Pudervorrichtung mit ihr vorgeordneten Einrichtungen,
- 2 einen Düsenkopf, der Pudervorrichtung,
- 3 eine Draufsicht auf Düsenreihen des Düsenkopfes,
- 4 einen die Pudervorrichtung enthaltenden Bogenausleger und
- 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Regelung einer Temperatur in dem Ausleger.
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In 1 ist ausschnittsweise eine Druckmaschine 15 dargestellt. Der Ausschnitt zeigt eine Pudervorrichtung 14, die in einem Bogenausleger 16 (vgl. 4) der Druckmaschine 15 angeordnet ist. Die Pudervorrichtung 14 dient zum Bestäuben von Druckbogen 1, die danach auf einem Auslagestapel abgelegt werden. Die Pudervorrichtung 14 ist als sogenannter Puderbalken ausgebildet und umfasst ein Düsensystem 4, welches eine Traverse und eine daran angebrachte Reihe von Düsenköpfen 5 aufweist. Die Traverse dient als Träger und Luftzuführung für die Düserikopfe 5. Das Düsensystem 4 ist an eine Luftversorgungseinrichtung 11 angeschlossen, wobei der Luftversorgungseinrichtung 11 und dem Düsensystem 4 eine Einstelleinrichtung 8 zwischengeschaltet ist. Die Einstelleinrichtung 8 umfasst einen Luftbefeuchter 9 und ein Stellglied 10. Die Luftversorgungseinrichtung 11 ist ein sogenannter Luftversorgungsschrank, welcher als Peripheriegerät im Drucksaal neben der Druckmaschine 15 platziert ist. Eine weitere Luftversorgungseinrichtung 12 ist über eine Dosiereinrichtung 13 an das Düsensystem 4 angeschlossen. Die Luftversorgungseinrichtung 12 ist als ein Verdichter ausgebildet.
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Die 2 und 3 zeigen schematisch die Ausbildung der Düsenköpfe 5 am Beispiel eines von diesen. Der gezeigte Düsenkopf 5 hat eine innenliegende Reihe von Puderluftdüsen 6, welche jeweils einen Puderluftstrom 2 ausstoßen. Die Puderluftdüsen 6 liegen zwischen zwei Reihen von Stützluftdüsen 7, welche jeweils einen Feuchtluftstrom 3 ausstoßen. Die Feuchtluftstrome 3 der jeweiligen Reihe von Stützluftdüsen 7 bilden eine Art Stützluft-Luftvorhang, so dass die Puderluftstrome 2 zwischen den beiden Stützluft-Luftvorhängen eingeschlossen sind. Die Puderluftströme 2 und die Feuchtluftstrome 3 sind auf den Druckbogen 1 gerichtet, d. h. bezüglich der 1 im Wesentlichen senkrecht zur Bildebene ausgerichtet.
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Die Pudervorrichtung 14 funktioniert wie folgt:
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Die Luftversorgungseinrichtung 12 erzeugt einen Luftstrom, welchem die Dosiereinrichtung 13 eine einstellbare Menge von Puder beimischt. Die die Dosiereinrichtung 13 verlassende Puderluft wird über eine Leitung dem Düsensystem 4 zugeführt und in Form der Puderluftstrome 2 aus den Puderluftdüsen 6 ausgestoßen. Die Luftversorgungseinrichtung 11 erzeugt einen Luftstrom, welcher im Luftbefeuchter 9 befeuchtet wird. Das Maß dieser Befeuchtung ist mittels des Stellglied 10 einstellbar, wobei die aus der Einstelleinrichtung 8 im Düsensystem 4 zugeführte Feuchtluft entsprechend der Einstellung eine relative Luftfeuchtigkeit in dem Bereich von 50 % bis 99 % aufweisen kann. Die dem Düsensystem 4 zugeführte Feuchtluft wird in Form der Feuchtluftstrome 3 aus den Stützluftdüsen 7 ausgestoßen. Das Verhältnis des dem Düsensystem 4 zugeführten Puderluftvolumens und Stützluftvolumens kann von 1 : 2 bis 5 : 1 betragen.
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Unter Berücksichtigung dieses Luftvolumenverhältnisses wird mittels der Einstelleinrichtung 8 die relative Luftfeuchtigkeit der Feuchtluft derart eingestellt, dass die relative Luftfeuchtigkeit des Luftgemisches, welches sich aus den Puderluftströmen 2 und den Feuchtluftströmen 3 nach deren Ausstoßen aus dem Düsenkopf 5 und vor dem Auftreffen der Luftströme auf dem Druckbogen 1 bildet, mit Sicherheit unter 100 % liegt. Dadurch ist eine Taupunktunterschreitung und daraus resultierende Benetzung der Puderpartikel der Puderluftströme 2 durch Kondensate der Feuchtluftströme 3 ausgeschlossen. Das Luftgemisch bildet sich, weil sich die Strahlkegel der Puderluftströme 2 zumindest teilweise mit den Strahlkegeln der Feuchtluftströme 3 überschneiden.
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Wenn beispielsweise das Verhältnis zwischen dem Puderluftvolumen und dem Feuchtluftvolumen 1 : 1 betragt, und die relative Luftfeuchtigkeit der Puderluft 40 % beträgt, kann die Einstelleinrichtung 8 derart eingestellt werden, dass die relative Luftfeuchtigkeit der Feuchtluft 80 % betragt. Demgemäß hat das aus den Puderluftströmen 2 und Feuchtluftströmen 3 gebildete Luftgemisch eine 60 % betragende relative Luftfeuchtigkeit, so dass es ungesättigt ist.
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Erst nach dem Auftreffen der Puderpartikel auf den Druckbogen 1 findet eine sogenannte Kapillarkondensation statt. Die Kapillarkondensation findet in der zwickelförmigen Kapillare statt, welche durch die im Wesentlichen ebene Oberfläche des Druckbogens 1 zusammen mit der im Wesentlichen kugelförmigen Oberfläche des Puderpartikels gebildet wird. Für die Kapillarkondensation, welche nicht auf einer Taupunktsunterschreitung beruht und bereits bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von unter 100 % stattfindet, sind energetische Gleichgewichtsprozesse ursächlich.
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Vorteilhaft ist, dass das Haftvermögen der Puderpartikel auf dem Druckstoff durch die Steigerung der Kapillarkraft spürbar erhöht wird, wie dies durch Haftkraftmessungen belegbar ist. Die durch die Erfindung bewirkte gleichmäßigere Verteilung des Luftwassergehaltes in dem durch den Puderluftstrom 2 und dem Feuchtluftstrom 3 gebildeten Luftgemisch ist nicht nur hinsichtlich einer flächenmäßig homogenen Steigerung der Puderauftragseffizienz und einer flächenmäßig homogenen Beseitigung von elektrostatischen Effekten vorteilhaft, sondern auch hinsichtlich einer geringeren korrosiven Belastung der Maschine und einer geringeren Gefahr der Druckbildbeeinträchtigung.
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4 zeigt den Ausleger 16 der Druckmaschine 15. In dem Ausleger 16 sind die Pudervorrichtung 14 und eine Bogenleiteinrichtung 17 zum Leiten der Druckbogen 1 angeordnet. Die Bogenleiteinrichtung 17 hat Blasluftdüsen, welche in eine dem zu leitenden Druckbogen zugewandte Leitfläche, z. B. ein Leitblech, eingebracht sind. Die Bogenleiteinrichtung 17 ist an ein Gebläse 18 angeschlossen, das ein Verdichter ist.
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Das Gebläse 18 ist über eine Heizeinrichtung 19 an ein Ansaugfilter 20 angeschlossen. Die von dem Gebläse 18 durch das Ansaugfilter 20 hindurch angesaugte Luft wird in der Heizeinrichtung 19 erwärmt und die erwärmte Luft wird durch das Gebläse 18 in die Bogenleiteinrichtung 17 gefördert, aus deren Blasluftdüsen die erwärmte Luft in das Innere des Auslegers 16 abgegeben wird. Eine elektronische Steuerungseinrichtung 24 schaltet das Gebläse 18 in Abhängigkeit von Signalen eines in einem Luftkanal zwischen dem Gebläse 18 und der Bogenleiteinrichtung 17 angeordneten, ersten Sensors 21 ein und aus.
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Der erste Sensor 21 ist ein Temperatursensor und dient zur Messung einer Temperatur T2 der erwärmten Luft im Luftkanal.
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Ein zweiter Sensor 22 signalisiert der Steuerungseinrichtung 24 eine gemessene Temperatur T1 der Luft im Ausleger 16 und ein dritter Sensor 23 signalisiert der Steuerungseinrichtung 24 die Feuchte im Ausleger 16. Der zweite Sensor 22 und der dritte Sensor 23 sind dicht beieinander in einem oberhalb des Bogentransportweges und innerhalb einer Kettenumlaufbahn liegenden Bereich angeordnet.
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5 zeigt den Ablauf eines Steuerungsverfahrens gemäß eines in der Steuerungseinrichtung 24 implementierten Programms. In dem Schritt 31 wird durch den zweiten Sensor 22 die Auslegerlufttemperatur T1 gemessen und der Steuerungseinrichtung 24 übermittelt. In dem Schritt 32 wird durch den dritten Sensor 23 die Feuchte im Ausleger 16 gemessen und dieser Messwert ebenfalls der Steuerungseinrichtung 24 übermittelt. In dem Schritt 33 wird durch die Steuerungseinrichtung 33 aus den beiden übermittelten Messwerten T1 und F der Taupunkt TTau berechnet und in Schritt 34 wird die Temperaturdifferenz Td = T1 - TTau berechnet.
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Im Schritt 36 wird durch den ersten Sensor 21 die Zulufttemperatur T2 gemessen und der Steuerungseinrichtung 24 übermittelt. Im Schritt 37 erhält die Steuerungseinrichtung 24 von dem Gebläse 18 ein Gebläsesignal S = 1 wenn das Gebläse 18 eingeschaltet ist, und S = 0, wenn das Gebläse 18 ausgeschaltet ist.
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Die Steuerungseinrichtung 24 schaltet die Heizeinrichtung 19 in einem Schritt 38 an, wenn in dem vorhergehenden Schritt 35 folgende Einschaltbedingungen erfüllt sind:
- Td < 16 °C
- T2 < 60 °C
- S = 1 (Gebläse ist an.)
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Ist eine dieser Bedingungen nicht erfüllt, dann erfolgt das Einschalten der Heizeinrichtung 19 erst gar nicht. Steigt nach dem Einschalten der Heizeinrichtung 19 die Temperaturdifferenz Td über eine z. B. 20 Kelvin betragende Obergrenze, dann schaltet die Steuerungseinrichtung 24 die Heizeinrichtung 19 wieder aus.
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Gemäß einer zeichnerisch nicht näher dargestellten Modifikation ist der Auslegerinnenraum in verschiedene Zonen unterteilt, in denen jeweils ein erster, zweiter und dritter Sensor 21, 22, 23 angeordnet sind. In jede dieser Zonen kann unabhängig voneinander die durch die Heizeinrichtung 19 erwärmte Luft bedarfsweise geleitet werden, was z. B. durch entsprechende Schaltstellungen eines oder mehrerer Ventile in einem Zuluft-Leitungssystem realisiert sein kann.
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Alternativ könnte auch jede dieser Zonen mit einer Heizeinrichtung 19 und einem Gebläse 18 ausgestattet sein.
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Gemäß beider Varianten lässt sich eine zonale Auslegertemperierung bzw. -klimatisierung umsetzen.
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Gemäß einer weiteren Modifikation wird anstelle der Heizeinrichtung eine Luftentfeuchtungseinrichtung verwendet, welche beim Unterschreiten der vorgegebenen Differenz zwischen dem Taupunkt und der Temperatur eingeschaltet wird, um Feuchtigkeit aus dem Ausleger zu entfernen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckbogen
- 2
- Puderluftstrom
- 3
- Feuchtluftstrom
- 4
- Düsensystem
- 5
- Düsenkopf
- 6
- Puderluftdüse
- 7
- Stützluftdüse
- 8
- Einstelleinrichtung
- 9
- Luftbefeuchter
- 10
- Stellglied
- 11
- Luftversorgungseinrichtung
- 12
- Luftversorgungseinrichtung
- 13
- Dosiereinrichtung
- 14
- Pudervorrichtung
- 15
- Druckmaschine
- 16
- Ausleger
- 17
- Bogenleiteinrichtung
- 18
- Gebläse
- 19
- Heizeinrichtung
- 20
- Ansaugfilter
- 21
- erster Sensor
- 22
- zweiter Sensor
- 23
- dritter Sensor
- 24
- Steuerungseinrichtung
- 25-30
- .\.
- 31-38
- Verfahrensschritt
- F
- Feuchte
- S
- Gebläsesignal
- Td
- Temperaturdifferenz
- T1
- Auslegerlufttemperatur
- T2
- Zulufttemperatur
- TTau
- Taupunkt