DE19856442B4 - Verfahren zur Steuerung einer Rührvorrichtung zur Einstellung der Fliesseigenschaften thixotroper Druckfarben - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Rührvorrichtung zur Einstellung der Fliesseigenschaften thixotroper Druckfarben für einen Druckprozess mit folgenden Merkmalen:
– ein Farbvorratsbehälter (7) ist angeordnet,
– ein dem Farbvorratsbehälter (7) zugeordnetes Farbwerk (1) mit einem Duktor (11) ist angeordnet,
– eine thixotrope Druckfarbe (20), welche vom Duktor (11) aufgenommen und dem Farbwerk (1) zugeführt wird, ist vorgesehen
– im Farbvorratsbehälter (7) ist eine Schervorrichtung (6) angeordnet, welche eine Scherung auf die thixotrope Druckfarbe ausüben kann,
– ein Antrieb (63) der Schervorrichtung (6) einschließlich einer Antriebssteuerung (64) ist angeordnet
– zur Steuerung der Schervorrichtung werden folgende drei Parameter verwendet:
– eine Scherrate S, welche die Intensität einer aufgebrachten Scherung angibt,
– eine Scherzeit tau_S, welche die Dauer der Einwirkung dieser Scherung angibt und
– eine Relaxationszeit tau_R, welche die Dauer der Abwesenheit einer Scherung angibt,
– die Menge der verwendeten Druckfarben (20) wird...

Description

• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur Einstellung der Fliesseigenschaften thixotroper Druckfarben für einen Druckprozess gemäss Anspruch 1.
• Die US 51 44 892 A beschreibt eine Vorrichtung zum Bewegen von Druckfarbe in einem Farbkasten einer Druckmaschine. Dabei ist ein angetriebener Quirl mit seiner Längsachse parallel zu einer Tauchwalze angeordnet.
• Für den Druck mit Druckmaschinen, insbesondere den Offsetdruck, sind Druckfarben erforderlich, die aus einer Dispersion von Farbmitteln, Bindemitteln und Druckhilfsmitteln bestehen. Physikalisch gesehen handelt es sich bei diesen Druckfarben um eine Suspension: Ein Feststoff, das Farbmittel, ist in einem flüssigen Stoff, dem Bindemittel feinst verteilt. Als Bindemittel werden oftmals Harze verwendet. Die Fliesseigenschaften der Druckfarbe, vor allem die Viskosität, werden bestimmt durch das verwendete Bindemittel und den Bindemittelanteil in der Suspension.
• Die Fliesseigenschaften solcher Druckfarben sind jedoch nicht allein durch diese beiden Parameter bestimmt, da derartige Druckfarben oftmals Gele bilden. Unter einem Gel versteht man ein räumlich vernetztes, kolloidales System, welches viel Flüssigkeit einschließt. Es ist im erstarrten Zustand von gelatineähnlicher Konsistenz und formbeständig. Gele zeigen die Eigenschaft der sogenannten Thixotropie. Unter Thixotropie versteht man die Eigenschaft einer Substanz, durch mechanische Einwirkung wie Rühren, Schütteln oder Umspachteln von einer festen oder pastösen Konsistenz in eine fließende Konsistenz überzugehen und sich in Ruhe wieder zu verfestigen. Physikalisch gesprochen können Gele durch Scherung geschmolzen werden.
• Die Fließeigenschaften eines geschmolzenen Gels hängen ab von der Dauer und der Intensität einer Scherung, die auf das Gel einwirkt. Wirkt eine Scherung konstanter Intensität einen längeren Zeitraum auf ein Gel ein, so wird das sogenannte Sol-Gel-Bildungsgleichgewicht erreicht, bei dem sich ein konstanter Wert der Fließfähigkeit und vor allem der Viskosität einstellt. Das Sol-Gel-Bildungsgleichgewicht wird durch eine Bildungskonstante k beschrieben, welche die sich im Gleichgewicht unter einer konstanten Scherrate S einstellenden Fließeigenschaften des geschmolzenen Gels, insbesondere seine Viskosität η charakterisiert. Eine hohe Bildungskonstante k entspricht einer starken Erniedrigung der Viskosität bei Aufbringen einer Scherung S, eine niedrige Bildungskonstante k führt zu einer geringen Viskositätsemiedrigung.
• Läßt man ein schergeschmolzenes Gel zur Ruhe kommen, so erstarrt es innerhalb weniger Minuten bis zu vielen Stunden wieder zu fester oder pastöser Konsistenz. Der zeitliche Verlauf der gelartigen Verfestigung, d.h. der Viskosität η eines ungescherten, geschmolzenen Gels wird durch die Relaxationsrate R beschrieben, welche umgekehrt proportional zur Bildungskonstante k ist. Eine hohe Bildungskonstante k führt demnach zu einer langsamen Relaxation in den gelartigen Zustand, eine niedrige Bildungskonstante k dagegen zu einer schnellen Relaxation.
• Aufgrund der Erstarrung schergeschmolzener Gele im Ruhezustand können die Fließeigenschaften einer gelartigen Druckfarbe nicht vom Farbhersteller direkt druckfertig eingestellt werden, sondern müssen durch gezieltes Aufbringen einer Scherung auf die Druckfarbe vor und während des Druckprozesses hinsichtlich ihrer Fließfähigkeit passend an die Anforderungen der Druckmaschinen eingestellt werden.
• Diese Aufgabe konnte bislang insbesondere im Offsetdruck nicht automatisiert werden, sondern mußte von geschulten und erfahrenen Mitarbeitern in Handarbeit übernommen werden. Diese Mitarbeiter sorgten durch manuelles Umrühren bzw. Umwälzen der Druckfarben, die sich bereits in Vorratsbehältern an oder in von Druckmaschinen befanden, für die Einstellung der geforderten Fließeigenschaften. Die Einführung neuer, schneller laufender Druckmaschinen führt jedoch zur einer Erhöhung der allgemeinen Belastungen für Menschen, insbesondere durch Lärm und Vibrationen in der Nähe von sich in Betrieb befindenden Druckmaschinen. Dies macht einen länger dauernden Aufenthalt von Mitarbeitern in ihrer Nähe in zunehmenden Maße unmöglich, so daß ein manuelles Umrühren der in diesen Druckmaschinen verwendeten Druckfarben nur noch eingeschränkt oder nicht mehr möglich ist.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mittels eines geeigneten Verfahrens eine gezielte Scherung auf eine in einem Farbvorratsbehälter einer Druckmaschine befindliche Druckfarbe die für den Druckprozess erforderlichen Fliesseigenschaften der Druckfarbe einzustellen.
• Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäss den Merkmalen des Anspruches 1.
• Die zur Durchführung des Verfahrens verwendete Vorrichtung besteht aus einer Schervorrichtung, welche in einem Farbvorratsbehälter einer Druckmaschine angeordnet ist, aus welchem eine thixotrope Druckfarbe von einem Farbwerk, insbesondere einem Duktor, aufgenommen und dem Druckprozess zugeführt wird. Im Betrieb beaufschlagt diese Schervorrichtung, welche insbesondere als Rührwerk mit zugehörigem Antrieb ausgeführt sein kann, die Druckfarbe im Farbvorratsbehälter mit einer Scherung. Durch gezieltes Aufbringen einer Scherung auf die Druckfarbe wird ein derartiger schergeschmolzener Zustand der Druckfarbe eingestellt, dass die für den Druckprozess erforderlichen Fliesseigenschaften der Druckfarbe erzielt werden. Das gezielte Aufbringen einer Scherung auf die Druckfarbe mittels der Schervorrichtung geschieht über eine ihrem Antrieb zugeordnete Steuerung. Als Regelungsparameter können beispielsweise die Intensität der aufgebrachten Scherung S und, falls keine kontinuierliche Scherung angewendet wird, sondern die Schervorrichtung intervallartig betrieben wird, die Dauer der aufgebrachten Scherung tau_S und die Dauer der Abwesenheit einer Scherung tau_R verwendet werden.
• Um die Viskosität eta einer schergeschmolzenen Druckfarbe mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung innerhalb eines bestimmten Viskositätsintervalls einzustellen, sind zwei erfindungsgemäße Verfahren anwendbar:
  Durch Aufbringen einer kontinuierlichen Scherung mit konstanter Scherrate S, die angepasst gewählt ist, wird ein Sol-Gel-Bildungsgleichgewicht mit geeigneter Viskosität eta eingestellt. Die erforderliche Scherrate S hängt von der Sol-Gel-Bildungskonstante k ab. Im allgemeinen führt jedoch schon das Aufbringen einer kontinuierlichen Scherung mit niedriger Scherrate S zu einer für den Druckprozeß ungeeignet starken Erniedrigung der Viskosität η, die Farbe wird „kaputtgerührt". Dieses Verfahren ist daher im allgemeinen nur auf Druckfarben mit schneller Relaxation in den gelartigen Zustand, d.h. mit niedriger Bildungskonstante k anwendbar. Dies sind beispielsweise Druckfarben mit niedrigem Bindemittelanteil, insbesondere die Farben blau oder grün.
• Für Farben mit hoher Bildungskonstante k bietet sich ein Verfahren an, welches die Viskosität η der Druckfarbe mittels einer intervallartigen Aufbringung einer geeignet gewählten Scherung in einem vorher gewählten Bereich hält. Dabei wirkt eine Scherung, gekennzeichnet durch die Scherrate S, für die Dauer τ_S auf die Druckfarbe. Danach wird für die Dauer τ_R keine Scherung aufgebracht, was zu einer Relaxation in den gelartigen Zustand führt, insbesondere zu einer Zunahme der Viskosität η. Durch geeignete Wahl der Parameter: Intensität der Scherung, gekennzeichnet durch die Scherrate S, Scherzeit τ_S und Relaxationszeit τ_R kann die Viskosität η in einem weitgehend frei wählbaren Intervall eingestellt werden.
• Durch Anpassung der Regelungsparameter S, τ_S und τ_R an die verwendete Druckfarbe ist es bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, die Fließeigenschaften weitgehend aller thioxotropen Druckfarben, wie sie vor allem im Offsetdruck verwendet werden, den Anforderungen des Druckprozesses angepaßt einzustellen.
• Je nach Ausführung der Antriebssteuerung der erfindungsgemäßen Schervorrichtung können die Parameter S, τ_S und τ_R manuell geregelt werden oder in die Steuerung der gesamten Druckmaschine integriert werden. Insbesondere ist es möglich, die Steuerung der Schervorrichtung über die Parameter S, τ_S und τ_R mittels einer Voreinstellmöglichkeit in eine bereits bestehende computergestützte Anlagensteuerung der Druckmaschine zu integrieren.
• Die Kombination der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufbringen einer Scherung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bietet den Vorteil, die Fließeigenschaften einer Druckfarbe im Druckprozeß im Gegensatz zum Stand der Technik ohne direkten manuellen Eingriff steuern zu können. Dadurch wird ein Aufenthalt von Druckereimitarbeitern in der unmittelbaren Nähe der laufenden Druckmaschinen zumindest zum Zwecke des „Umrührens" der Druckfarben weitgehend überflüssig, was ihre Belastung durch gesundheitsgefährdende Lärmemission und Vibrationen vermindert.
• In Kombination mit geeigneten Sensoren, welche die Fließeigenschaften der Druckfarbe ermitteln, kann eine vollautomatische Einstellung der Fließeigenschaften realisiert werden. Als Sensor, welcher auf die Fließeigenschaften der Druckfarbe empfindlich ist, kann insbesondere die erfindungsgemäße Schervorrichtung selbst dienen. Das Drehmoment M, welches vom Antrieb einer beispielsweise als Rotor ausgebildeten Schervorrichtung aufgebracht werden muß, um den Rotor, beispielsweise ein Schaufelrad oder ein Propeller, in eine Drehbewegung mit einer bestimmten Umlauffrequenz f zu versetzen, ist zumindest bei niedrigen Umdrehungszahlen des Rotors ein direktes Maß für die Fließeigenschaften, insbesondere für die Viskosität η der Druckfarbe. Wird ein elektrischer Antrieb der Schervorrichtung verwendet und die tatsächliche Umlauffrequenz f des Rotors ermittelt, so kann beispielsweise der Antriebsstrom I als Maß für das aufgebrachte Drehmoment M, mithin als Maß für die Fließeigenschaften herangezogen und für eine automatisierte Steuerung verwendet werden.
• Die erfindungsgemäße Schervorrichtung läßt sich bei geeigneter mechanischer Ausführung in die bereits verwendeten, handelsüblichen Farbvorratsbehälter, welche beispielsweise als Farbkästen ausgebildet sein können, von Druckmaschinen integriert werden, ohne daß wesentliche konstruktive Maßnahmen an den Farbvorratsbehältern erforderlich sind. Dies ermöglicht eine kostengünstige Nachrüstung von bereits bestehenden Druckmaschinen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• Die Verwendung einer als Schaufelrad ausgebildeten Schervorrichtung ermöglicht es, die Schervorrichtung vollständig unterhalb der Oberfläche der Druckfarbe, welche sich im Farbvorratsbehälter der Druckmaschine befindet, anzuordnen. Auf diese Weise kann die Druckfarbe mit einer Scherung zu beaufschlagt werden, im wesentlichen ohne die Oberfläche der Druckfarbe zu stören. Dies ist insbesondere in Kombination mit einer automatisierten Füllstandsregelung im Farbvorratsbehälter von Vorteil, da eine gestörte, unruhige, z.B. in eine Wellenbewegung versetzte Farboberfläche eine Füllstandsmessung mittels Sensoren, welche auf die Lage der Oberfläche, also den Füllstand empfindlich sind, stören oder gar unmöglich machen können. Analoge Vorteile ergeben sich, wenn die Schervorrichtung als ein oder mehrere Propeller ausgebildet ist, der oder die sich vollständig unterhalb der Oberfläche der Farbe befinden.
• Wird die erfindungsgemäße Schervorrichtung an geeigneter Stelle in den Farbvorratsbehälter eingesetzt, so kann sie zusätzlich zum Aufbringen einer Scherung auf die Druckfarbe dazu verwendet werden, den Fluß der Druckfarbe zum farbaufnehmenden Duktor zu steuern oder zu unterstützen. Insbesondere kann dadurch eine gelartige Erstarrung der Druckfarbe in solchen Regionen des Farbvorratsbehälters vermieden werden, in denen bislang die Druckfarbe auch im regelmäßigen Betrieb der Druckmaschine einschließlich des manuellen „Umrührens" der Farbe nicht ausreichend geschert wurde, um den schergeschmolzenen Zustand der Farbe sicherzustellen, d.h. die Bildung „toter Winkel" im Farbvorratsbehälter kann vermieden werden.
• Weitere Merkmale und Vorteile finden sich in den Unteransprüchen sowie der nun folgenden, nicht einschränkend zu verstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser zeigen:
• 1: eine Seitenansicht einer schematisch dargestellten Offsetdruckmaschine mit erfindungsgemäßer Rührvorrichtung,
• 2: eine Seitenansicht eines Farbkastens einer Offsetdruckmaschine mit eingesetzter erfindungsgemäßer Rührvorrichtung,
• 3: eine Vorderansicht eines als Schaufelrad ausgebildeten Rotors einer erfindungsgemäßen Rührvorrichtung und
• 4: eine Aufsicht auf einen Farbkastens einer Offsetdruckmaschine mit eingesetzter erfindungsgemäßer Rührvorrichtung.
• 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Offsetdruckmaschine mit erfindungsgemäßer Vorrichtung zur Aufbringung einer Scherung auf eine thixotrope Druckfarbe 20. Eine solche Druckmaschine entnimmt mittels eines Duktors 11 Druckfarbe 20 aus einem Farbvorratsbehälter 7, wobei die entnommene Farbmenge mittels eines Farbmessers 8 reguliert werden kann. Die vom Duktor 11 aufgenommene Druckfarbe 20 wird über ein Farbwerk 1 der Druckform 3 zugeführt, welche zuvor von einem Feuchtwerk 2 angefeuchtet wird. Die Druckform 3 druckt auf einen Gummizylinder 4, welcher wiederum die aufgebrachte Druckfarbe 20 auf eine Papierbahn 9 druckt. Die Papierbahn 9 wird von einem Druckzylinder 5 gegen den Gummizylinder 4 gedrückt. Diese Anordnung wird in Anspruch 1 beansprucht.
• Der Farbvorratsbehälter 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel als unterschlägiger, offener Farbkasten ausgeführt, in dem eine Schervorrichtung 6 angeordnet ist. Es sind auch andere Ausführungsformen wie oberschlägige und/oder geschlossene Farbvorratsbehälter 7 möglich.
• 2 zeigt eine mögliche Realisierung einer Schervorrichtung 6. Diese besteht aus einem Rotor 61, welcher ein Schaufelrad ausbildet. Das Schaufelrad besteht aus einem oder mehreren Blättern 611, die auf dem Umfang einer Welle 612 angeordnet sind (siehe 2). Die Formgebung der Blätter 611 ist vorzugsweise so gewählt, daß im Randbereich des Farbvorratsbehälters 7 eine geringere Scherung aufgebracht wird als im zentralen Bereich. Dies kann insbesondere durch eine verringerte Blattiefe 1 im Randbereich des Rotors 61, wie in 3 dargestellt, erreicht werden. Auf diese Weise kann ein Überlaufen des Farbkastens 7 im Randbereich vermieden werden.
• Die Breite b des Rotors 61 ist an die Breite B des Farbkastens 7 angepaßt. Die Welle 612 des Rotors 61 ist in geeigneten Aufnahmen 613, welche beispielsweise durch Schweißung oder durch Einhängen mit dem Farbkasten 7 verbunden sind, drehbar gelagert. In diese Aufnahmen 613 ist die Welle 612 vorzugsweise eingehängt, so daß eine einfache Entnahme des Rotors 61 beispielsweise zum Zwecke der Reinigung möglich ist.
• Die Welle 612 des Rotors 61 ist vorzugsweise parallel zur Drehachse 111 des Duktors 11 angeordnet, wie in Anspruch 3 beansprucht. Der Abstand x der Welle 612 von der Drehachse 111 kann zwischen 2 und 30 Zentimetern, insbesondere zwischen 5 und 15 Zentimetern betragen.
• Die Blattiefe 1 des Rotors 61 im mittleren Bereich beträgt 5 und 100 Millimetern, vorzugsweise zwischen 10 und 50 Millimeter. Der Abstand zwischen der Welle 612 des Rotors 61 und dem Boden des Farbkastens ist so gewählt, daß zwischen den sich drehenden Blättern 611 und dem Boden des Farbkastens ein Abstand a zwischen 1 und 50 Millimeter, insbesondere zwischen 5 und 15 Millimeter verbleibt (siehe 3).
• Wie aus 4 entnommen werden kann, ist der Rotor 61 im Farbvorratsbehälter 7 der Druckmaschine angeordnet, welcher als Farbkasten ausgeführt ist. Aus diesem entnimmt der Duktor 11 die Druckfarbe 20 und führt sie dem Farbwerk 2 der Druckmaschine zu.
• Der Rotor 61 ist über eine Welle 62 mit einem Antrieb 63 verbunden. Dieser Antrieb 63 kann beispielsweise aus einem Elektromotor und einem zugehörigen Getriebe bestehen. Der Antrieb 63 wird geregelt von einer Antriebssteuerung 64. Die Antriebssteuerung 64 regelt insbesondere, ob der Antrieb 631 läuft oder nicht, sowie die Drehzahl f des Rotors 61. Die Drehzahl f entspricht der in der Beschreibung eingeführten Intensität S der auf die Druckfarbe 20 aufgebrachten Scherung. Die Drehzahlregelung kann mittels einer herkömmlichen Drehzahlsteuerung für einen Elektromotor realisiert werden. Die Steuerung, zu welchen Zeiten der Antrieb 63 läuft, kann beispielsweise mittels einer herkömmlichen Intervallschaltung realisiert werden, welche die unabhängige Einstellung einer Einschaltdauer τ_S und einer Ausschaltdauer τ_R zuläßt, oder auch rein manuell erfolgen.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht die Schervorrichtung 6 aus einem oder mehreren Propeller, die beispielsweise mit parallel verlaufenden Drehachsen vorzugsweise über die gesamte Breite B des Farbkastens angeordnet sein können.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Abmessungen der Schervorrichtung 6 so gewählt, daß diese bei betriebsgemäßem Füllstand der Druckfarbe 20 im Farbvorratsbehälter 7 vollständig unterhalb der Oberfläche der Druckfarbe 20 angeordnet werden kann. Insbesondere sind die Abmessungen des Rotors 61 (z.B. ist die Blattiefe b der Blätter 611 eines Schaufelrads) oder der Durchmesser der Propeller obiger Ausführungsbeispiele demgemäß gewählt. Diese Anordnung der Schervorrichtung wird in Anspruch 6 beansprucht.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Schervorrichtung 6 als Quelle von Schallwellen ausgeführt, deren Frequenzspektrum und Intensität so gewählt wird, daß sie eine Scherung der im Farbvorratsbehälter 7 befindlichen Druckfarbe bewirken und damit durch Scherschmelzen eine Einstellung der Fließeigenschaften der Druckfarbe ermöglichen.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Fließeigenschaften der im Farbvorratsbehälter 7 befindlichen Druckfarbe 20 mittels eines geeigneten Fließfähigkeitssensors 21 erfaßt. Insbesondere kann ein zum Aufbringen einer Scherung selbst verwendeter Rotor 61, welcher als Schaufelrad oder Propeller ausgebildet ist, als Fließfähigkeitssensor 21 verwendet werden.
• Vorteilhafterweise wird zur Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Verfahren angewendet, gemäß welchem eine in einem Farbvorratsbehälter 7 einer Druckmaschine befindliche thixotrope Druckfarbe 20 mittels einer Schervorrichtung 6 kontinuierlich oder intervallartig mit einer Scherung definierter Intensität beaufschlagt wird. Dies kann beispielsweise unter Verwendung einer Schervorrichtung 6 mit Rotor 61, wie in obigen Beispielen ausgeführt, erfolgen durch eine kontinuierliche oder intervallartige Drehbewegung des Rotors 61 in der Druckfarbe 20. Geeignete Rotordrehzahlen sind insbesondere von den Abmessungen des Rotors 61 abhängig. Bei Verwendung eines Rotors 61 mit zwei Blättern 611 und einer Blattiefe 1 von 15 Millimetern sind Drehzahlen f zwischen 1 und 60 Umdrehungen pro Minute, insbesondere zwischen 5 und 30 Umdrehungen pro Minute vorteilhaft.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens zur Steuerung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden drei Parameter S, τ_S, τ_R verwendet. Dabei sind: Scherrate S, welche die Intensität der aufgebrachten Scherung angibt, Scherzeit τ_S, welche die Dauer der Einwirkung der Scherung angibt und Relaxationszeit τ_R, welche die Dauer der Abwesenheit einer Scherung angibt. Die Parameter S, τ_S und τ_R sind mit Hilfe der Antriebsteuerung 64 einstellbar.
• Die Menge der verwendeten Druckfarben wird in eine endliche Zahl n von Klassen K₁-K_n mit im wesentlichen einheitlichem Sol-Gel-Bildungsverhalten eingeteilt. Einer Klasse K_i wird ein Parametersatz S_i, τ_Si; und τ_Ri zugeordnet. Die Antriebssteuerung 64 regelt den Antrieb 63 der Schervorrichtung 6 dergestalt, daß eine Scherung der Intensität S_i, über einen Zeitraum τ_Si auf die Druckfarbe einwirkt und danach für einen Zeitraum τ_Ri keine Scherung auf die Druckfarbe einwirkt. Dabei ist der Parametersatz S_i, τ_Si und τ_Ri so gewählt, daß die Viskosität η_i einer Farbe der Klasse K_i stets innerhalb vorher bestimmter Grenzen [η_min, η_max] verbleibt. Diese Grenzen η_min und η_max ergeben sich aus den Anforderungen der zu verwendenden Druckmaschine.
• Die Zahl n der Farbklassen K_i ergibt sich aus den Anforderungen der Druckmaschine an die Fließeigenschaften der Druckfarbe, insbesondere aus der maximal zulässigen Größe des Intervalls [η_min, η_max]. Je nach Toleranz der Druckmaschine kann eine Einteilung in 8, 12, 16 oder mehr Farbklassen K_i erforderlich sein.
• Der Parametersatz S_i, τ_S und τ_Ri einer Farbe der Klasse K_i wird vorzugsweise in Vorversuchen ermittelt, wie in Anspruch 8 beansprucht. Je nach Strenge der Anforderungen an die Fließeigenschaften der Druckfarbe können diese vom Hersteller mit standardisierten Schervorrichtungen oder auch in Vorversuchen mit der zu verwendenden Druckmaschine und Schervorrichtung ausgeführt werden.
• In einer weiteren Realisierung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Antriebssteuerung 64 mit einer zentralen Computersteuerung 65 verbunden sein, welche den Druckprozeß ganz oder teilweise steuert. Die zentrale Computersteuerung 65 überträgt die von einem Benutzer voreingestellten oder auch automatisch an die verwendete Druckfarbe der Klasse K_i angepaßten Steuerungsparameter S_i, τ_Si und τ_Ri an die Antriebssteuerung 64. Die Einstellung der Steuerungsparameter S_i, τ_Si und τ_Ri kann in ein allgemeines Steuerungsprogramm für Teile oder auch für die gesamte Druckmaschine integriert werden.
• In einer weiteren vorteilhaften Realisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die tatsächliche Drehzahl f_Ist des Rotors 61 mittels eines Drehzahlsensors ermittelt. Dazu kann beispielsweise eine Markierung auf der Welle 612 des Rotors 61 angebracht werden und deren Lage mittels eines optischen Sensors berührungsfrei erfaßt werden. Wird eine Vielzahl von Markierungen auf der Welle angebracht, so sind auch niedrige Drehzahlen f des Rotors 61 mit hoher Genauigkeit zu erfassen. Alternativ ist auch die Verwendung magnetischer Sensoren möglich. Eine beispielsweise in die Antriebssteuerung 64 oder in das zentrale Computersystem 65 integrierte Rückkopplungsschaltung regelt die tatsächliche Drehzahl f_Ist auf den voreingestellten Sollwert f_Soll.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Antriebsparameter P1 erfaßt, welcher ein Maß für die tatsächlich auf die Druckfarbe aufgebrachte Scherung S ist. Dieser Parameter P1 kann insbesondere die Drehzahl f_Ist des Rotors 61 des ersten Ausführungsbeispiels sein. Gleichzeitig wird ein weiterer Parameter P2 erfaßt, welcher die Energiedissipation der Schervorrichtung in der Druckfarbe beschreibt, d.h. der Parameter P2 gibt die Leistung an, welche die Schervorrichtung aufbringen muß, um die Scherung S der Druckfarbe zu erzielen. Dieser Parameter P2 kann insbesondere der Antriebsstrom I des elektrischen Antriebs 63 des ersten Ausführungsbeispiels sein. Der Parameter P2 (z.B. Antriebsstrom I) in Verbindung mit dem Parameter P1 (z.B. Rotordrehzahl f_Ist) wird als Maß für die Fließeigenschaften der Druckfarbe herangezogen. Bei nicht zu hohen Drehzahlen f des Rotors 61 stellt der Antriebsstrom I ein direktes Maß für die Viskosität η der Druckfarbe dar. Unter diesen Voraussetzungen kann ein Rotor 61 einer Schervorrichtung 6 oder auch ein separater Proberotor jeweils mit zugehörigem, wie oben beschriebenem Antrieb 63 einschließlich Antriebssteuerung 64 als Fließfähigkeitssensor 21 für die Fließeigenschaften der Druckfarbe 20 eingesetzt werden.
• Der Parameter P2 wird zur Bestimmung desjenigen Zeitpunkts t_{obere Schranke} verwendet, zu welchem die Fließeigenschaften der gescherten Druckfarbe eine voreingestellte obere Schranke, gegeben durch eine minimale Viskosität η_min, erreichen. An diesem Zeitpunkt t_{obere Schranke} schaltet die Antriebssteuerung 64 oder das zentrale Computersystem 65 den Antrieb 63 für eine voreingestellte Relaxationszeit τ_R ab. Nach der Zeit τ_R schaltet die Antriebssteuerung 64 oder das zentrale Computersystem 65 den Antrieb 63 wieder ein, bis erneut die minimale Viskosität η_min erreicht ist, was wiederum anhand des Parameter P2 erfaßt wird.
• Eine vorteilhafte Weiterbildung des vorstehenden Verfahrens ergibt sich, wenn mittels eines geeigneten Fließfähigkeitssensors 21 die Fließeigenschaften der Druckfarbe innerhalb desjenigen Zeitraums τ_R erfaßt werden, in dem keine Scherung auf die Druckfarbe einwirkt, und bei Erreichen einer unteren Schranke der Fließfähigkeit, die durch eine maximale Viskosität η_max gegeben ist, die Schervorrichtung 6 die Druckfarbe wieder für eine Dauer τ_S mit der voreingesteliten Scherung S beaufschlagt.
• Als Fließfähigkeitssensor 21 kann wiederum wie oben beschrieben der Rotor 61 der Schervorrichtung 6 selbst oder auch ein Proberotor verwendet werden.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Schervorrichtung 6 mit einer variablen Scherrate S betrieben. Die Scherrate S wird angepaßt gewählt an die aus gleichzeitiger Messung mit einem Fließfähigkeitssensor 21 bestimmten Fließeigenschaften der Druckfarbe, dergestalt, daß die Fließfähigkeit, gegeben durch die Viskosität η, stets innerhalb eines voreingestellten Intervalls [η_min, η_max] verbleibt. Die Regelung der Scherrate S kann beispielsweise mittels eines auf die Differenz Δη = η_Soll – η_Ist zwischen einem voreingestellten Sollwert η_Soll der Viskosität und dem momentan vorliegenden Ist-Wert η_Ist der Viskosität empfindlichen Regler erfolgen, der insbesondere als P-, PI- oder PID-Regler ausgeführt sein kann. Der Regler kann in die Antriebssteuerung 64 oder in das zentrale Computersystem 65 integriert sein.
• Insbesondere kann wiederum die Schervorrichtung 6 selbst als Fließfähigkeitssensor 21 dienen, wenn die in einem voranstehenden Ausführungsbeispiel eingeführten Parameter P1 und P2 gleichzeitig erfaßt werden und aus diesen der Ist-Wert n_Ist der Viskosität ermittelt wird.

Claims (4)

1. Verfahren zur Steuerung einer Rührvorrichtung zur Einstellung der Fliesseigenschaften thixotroper Druckfarben für einen Druckprozess mit folgenden Merkmalen: – ein Farbvorratsbehälter (7) ist angeordnet, – ein dem Farbvorratsbehälter (7) zugeordnetes Farbwerk (1) mit einem Duktor (11) ist angeordnet, – eine thixotrope Druckfarbe (20), welche vom Duktor (11) aufgenommen und dem Farbwerk (1) zugeführt wird, ist vorgesehen – im Farbvorratsbehälter (7) ist eine Schervorrichtung (6) angeordnet, welche eine Scherung auf die thixotrope Druckfarbe ausüben kann, – ein Antrieb (63) der Schervorrichtung (6) einschließlich einer Antriebssteuerung (64) ist angeordnet – zur Steuerung der Schervorrichtung werden folgende drei Parameter verwendet: – eine Scherrate S, welche die Intensität einer aufgebrachten Scherung angibt, – eine Scherzeit tau_S, welche die Dauer der Einwirkung dieser Scherung angibt und – eine Relaxationszeit tau_R, welche die Dauer der Abwesenheit einer Scherung angibt, – die Menge der verwendeten Druckfarben (20) wird in eine endliche Zahl n von Klassen K₁-K_n mit im wesentlichen einheitlichem Sol-Gel-Bildungsverhalten eingeteilt, – einer Klasse Ki wird ein Parametersatz S_i, tau_Si und tau_Ri zugeordnet und – die Antriebssteuerung (64) steuert den Antrieb (63) der Schervorrichtung (6) so an, dass eine Scherung der Intensität S_i, über einen Zeitraum tau_Si auf die Druckfarbe einwirkt und danach für einen Zeitraum tau_Ri keine Scherung auf die Druckfarbe einwirkt, wobei der Parametersatz S_i, tau_Si und tau_Ri so gewählt ist, dass die Viskosität eta_i einer Farbe der Klasse K_i stets innerhalb vorher bestimmter Schranken [eta_{mi n}, eta_max] verbleibt.
2. Verfahre Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Parametersatz S_i, tau_Si und tau_Ri in Vorversuchen bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherzeit tau_S bestimmt wird aus dem Zeitpunkt t_{obere Schranke} nach der die vom Fliessfähigkeitssensor (21) gemessene Viskosität eta der Druckfarbe (20) den Wert der oberen Schranke der Fliessfähigkeit eta_min erreicht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Relaxationszeit tau_R bestimmt wird aus dem Zeitpunkt t_{untere Schranke}, nach der die vom Fliessfähigkeitssensor (21) gemessene Viskosität eta der Druckfarbe (20) den Wert der unteren Schranke der Fliessfähigkeit eta_max erreicht.