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Verfahren und Vorrichtung zum Dosieren einer
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Flüssigkeit auf einer Walze Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Dosieren einer Flüssigkeit auf der zylindrischen Oberfläche einer um ihre Längsachse
rotierenden Walze aus einem an einem sich über die Walzenlänge erstreckenden Längsabschnitt
der Walzenoberfläche vorhandenen Flüssigkeitsvorrat, insbesondere zum Bilden eines
dünnen Farbfilms auf einer mit einer elastischen Oberfläche versehenen Auftragswalze
einer Druckmaschine, mit einem sich parallel zur Längsachse der Walze über deren
Länge
erstreckenden, von einem Stützmittel gehaltenen, länglichen Dosierglied, welches
eine unter Druck an der Walzenoberfläche anliegende, von zwei Dosierflächen gebildete
Dosierkante aufweist, wobei die eine Dosierfläche im wesentlichen tangential zur
Walzenoberfläche verläuft, und wobei die andere Dosierfläche so angeordnet ist,
daß sie beim Drehen der Walze von der auf der Walzenoberfläche vorhandenen Flüssigkeit
beaufschlagt wird.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Dosieren einer
Flüssigkeit auf der zylindrischen Oberfläche einer um ihre Längsachse rotierenden
Walze aus einem an einem sich über die Walzenlänge erstreckenden Längsabschnitt
der Walzenoberfläche vorhandenen Flüssigkeitsvorrat, insbesondere zum Bilden eines
dünnen Farbfilms auf einer mit einer elastischen Oberfläche versehenen Auftragswalze
einer Druckmaschine, mit einem länglichen Dosierglied, welches eine sich parallel
zur Walzenlängsachse über deren Länge erstreckende, unter Druck an die Walzenoberfläche
anzulegende Dosierkante aufweist.
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Derartige Dosiervorrichtungen finden insbesondere in Farbwerken von
Druckmaschinen, insbesondere Offset-Druckmaschinen, Verwendung, wobei dann in aller
Regel die Walzenoberfläche elastisch ausgebildet ist, da der mit der Walze zusammenwirkende
Plattenzylinder eine harte Oberfläche aufweist und üblicherweise von zwei miteinander
zusammenwirkenden Walzen jeweils die Oberfläche der einen Walze elastisch und die
Oberfläche der anderen Walze praktisch unelastisch, d.h. also hart, ausgebildet
ist.
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Grundsätzlich muß bei einer derartigen Dosiervorrichtung die Walzenoberfläche
jedoch nicht zwangsläufig elastisch sein, wie dieses beispielsweise beim Bedrucken
oder Befeuchten von Bahnen der Fall sein kann.
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Farbwerke für Druckplatten, die eine tatsächliche kommerzielle Verwertung
bzw. einen Zugang zum Markt gefunden haben, weisen im allgemeinen zwei bis vier
Formwalzen auf, die so angeordnet sind, daß sie sich in rollendem Eingriff mit einer
Druckplatte befinden. Dabei ist üblicherweise jede der Formwalzen in rollendem Eingriff
mit einer oder mehreren Schwingwalzen, denen Druckfarbe durch eine Mehrzahl von
Walzen zugeführt wird, die in einem pyramidenartig angeordneten Walzenzug angeordnet
sind und unterschiedliche Durchmesser aufweisen können. Dem Walzenzug wird die Druckfarbe
über eine Duktorwalze zugeführt, welche mit einer oszillierenden Bewegung in Eingriff
und außer Eingriff mit einem Farbfilm gelangt, der von einer flexiblen Abstreifklinge
gebildet wird, die mittels geeigneter Andrückmittel an die harte Oberfläche einer
in einem Farbvorrat umlaufenden Farbwalze (ink fountain roller) anzulegen bzw.
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anzudrücken ist.
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Der auf dieser hier der Einfachheit halber als "Farbdosierwalze" bezeichneten
Farbwalze gebildete Farbfilm ist zu dick und zu ungleichmäßig, um beim Qualitätsdruck
direkt bzw.
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unmittelbar auf eine Druckplatte aufgebracht zu werden.
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Derartige Farbwerke, die eine Vielzahl von (Farb-)Walzen aufweisen,
bzw. diese Walzen dienen dazu, die Dicke des Farbfilms zu reduzieren und (letztlich)
einen Farbfilm möglichst gleichförmiger Dicke auf die Druckplatte aufzubringen.
Da aber der Farbfilm auf jeder Formwalze bei jeder Umdrehung der Formwalze nicht
vollständig wieder ausgeglichen bzw.
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aufgefüllt oder ergänzt wird, sind bei diesen bekannten Farbwerken
die nachteiligen Erscheinungen sogenannter Geisterbilder (image ghosting) sowie
einer Farbansammlung an bestimmten Stellen und eines Farbmangels an anderen Stellen
nicht eliminiert.
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Derartige Farbwerke mit einer Vielzahl von Walzen erfordern außerdem
entsprechend komplexe Antriebsanordnungen und sind
demgemäß verhältnismäßig
teuer in der Anschaffung sowie in der Unterhaltung.
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In dem Bestreben, diese Nachteile von Viel-Walzen-Farbwerken zu eliminierenSsind
zahlreiche Versuche unternommen worden, um Farbwerke zu entwickeln, bei denen ein
frisch erzeugter Farbfilm auf einer Formwalze dosiert wird, die unter Druck an einer
Druckplatte anliegt, wobei nicht die erwähnten Geisterbilder entstehen, bei denen
keine über die gewünschte Farbfilmdicke hinausgehende Farbansammlung an bestimmten
Stellen sowie ein Farbmangel an anderen Stellen entsteht, und bei denen schließlich
das Erfordernis einer Viel-Walzen-Anordnung mit den vorgenannten Nachteilen nicht
mehr vorhanden ist.
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So beschreibt die US-PS 32 83 712 ein Farbwerk, mit dem die Bildung
von Geisterbildern vermeidbar sein soll. Dieses bekante Farbwerk weist zwei Walzen
von im wesentlichen gleichem Durchmesser auf, die unter Bildung eines (Dosier-)Spaltes
unter Druck aneinander anliegen, wobei sich die Walzenoberflächen im Spaltbereich
in einander entgegengesetzten Richtungen bewegen. Eine der beiden Walzen wird durch
ein Paar von Abstreifklingen an seiner Oberfläche gereinigt. In dieser Druckschrift
ist weiterhin ausgeführt, daß die beiden miteinander unter Druck in rollendem Eingriff
befindlichen Walzen derart aneinander gepreßt werden, daß der örtliche Druck an
jedem Punkt längs der im Spalt verlaufenden Berührungslinie größer ist als ein kritischer
Druck-Schwellwert", so daß theoretisch eine -der Walzen einen Farbfilm konstanter
Dicke über die Walzenlänge aufweist, der unmittelbar auf eine Druckplatte gegeben
werden kann, ohne noch mit Vergleichmäßigungswalzen in Berührung zu kommen.
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Die dieser Druckschrift zugrundeliegende Theorie über die Wirkungs-
bzw. Arbeitsweise dieses bekannten Farbwerkes läßtu.a.
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außer Betracht, daß die Viskosität, die Oberflächenspannung, die Kohäsion
von Farbmolekülen und-die Adhäsion von Farbmolekülen zu den Molekülen der Walzenoberflächen
sämtlichst von der Farbtemperatur abhängen. Da einander benachbarte Oberflächenabschnitte
der Walzen im Spalt.in einander entgegengesetzten Richtungen bewegt werden und da
der Druck längs der Spaltlänge nicht gleichmäßig ist, erzeugt die von einander benachbarten
in Gegenrichtung bewegten Oberflächenabschnitten erzeugte Wärme beachtlich unterschiedliche
Temperaturen über die Länge der Walzen und damit unterschiedliche Temperaturen der
auf den Walzen vorhandenen Farbe.
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Außer der ungleichmäßigen Temperaturverteilung über die Walzenlänge
erfordert ein derartiges bekanntes Farbwerk eine beachtliche Antriebsleistung zum
Drehen der Walzen, und die Einstellung der am Spalt dosierten Farbfilmdicke ist
außer ordentlich empfindlich, da bereits geringfügige Änderungen der Umfangsgeschwindigkeit
der vollständig von Farbe gereinigten Walze in drastischen Veränderungen der auf
der anderen Walze erzeugten Farbfilmdicke resultiert.
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Es konnte bei diesem bekannten Farbwerk außerdem beobachtet werden,
daß die Oberfläche der mit einem elastischen Mantel versehenen Walze zum Vibrieren
bzw. zum Rattern neigt, wenn sie durch den Spalt bewegt wird, und daß die erforderlichen
erheblichen Kräfte bzw. Leistungen, die wegen des gegenseitigen Druckes und der
gegenläufigen Geschwindigkeit im Spaltbereich erforderlich sind, zu Druckstreifen
führen, welche sich quer zur Bewegungsrichtung der zu bedruckenden Blätter durch
die Druckmaschine erstrecken. Die Erfahrung hat gezeigt, daß Druckfarbe mit konventioneller
Viskosität in einem solchen Farbwerk nicht zu verw.enden ist.
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Die Hauptgründe dafür, daß das aus der US-PS 32 83 712 bekannte Farbwerk
keine kommerziellen Erfolge verbuchen konnte, dürfte in seiner Unfähigkeit liegen,
einen Farbfilm einer solchen gleichmäßigen Dicke zu dosieren, die zum (unmittelbaren)
Einfärben einer Druckplatte geeignet ist, zumal der Leistungsbedarf zum Antreiben
der an der Berührungsstelle in'Gegenrichtung bewegten Walzen ungewöhnlich groß ist,
insbesondere wenn dabei der Anpreßdruck besonders hoch ist.
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Schon im Hinblick auf die erforderliche Antriebsleistung (und ganz
abgesehen von den übrigen bereits erwähnten nachteiligen Erscheinungen sowie weiteren
Nachteilen wie beachtlichem Verschleiß etc.) wäre es ideal, wenn eine derartige
Dosiervorrichtung praktisch nicht mehr Kraft bzw.
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Leistung erfordern würde als diejenige, die nun einmal notwendig ist,
um eine einzige Formwalze zu drehen, so daß sich eine derartige Dosiervorrichtung
als Ideallösung für das von vorbekannten Dosiervorrichtungen wie derartigen Farbwerken
her bekannte Problem anbietet Es sind demgemäß Versuche unternommen worden, Abstreifklingen
als Dosiermittel für Druckfarbe vorzusehen, doch haben diese Versuche ganz allgemein
nicht zu verwertbaren Ergebnissen geführt. Abstreifklingen werden gemäß ihrem Begriff
erfolgreich als Abstreich- bzw. Abstreifeinheiten in Farbwerken verwendet, die einen
aus einer Vielzahl von Rollen bestehenden Rollenzug aufweisen, um Farbe zu verteilen
und zu glätten, doch haben derartige Klingen sich als einziges Dosiermittel als
nicht geeignet erwiesen, und zwar auch nicht als Dosierglied für Druckfarbe im Zusammenwirken
mit einer Formwalze mit elastischer Oberfläche.
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Bei Druckfarbe handelt es sich generell um eine ölige, verhältnismäßig
zähe Substanz mit einem hohen Pigmentgehalt, die als
klebrig zu
bezeichnen ist, damit die Farbe in vorgesehener Weise an den Bildabschnitten der
Druckplatte haftet.
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Farbe, wie sie üblicherweise für den Druck von Zeitungen verwendet
wird, hat eine Viskosität in dem Bereich von etwa 50 bis 80 Poise, Letterndruck-und
Heißsatzfarben für Gewebs-Offsetdruck haben eine Viskosität in einem Bereich von
150 bis 200 Poise. Farben, die bei lithographischen Offset-Druck-Pressen mit Blatt-Zuführung
verwendet werde, liegen im allgemeinen im Bereich von 250 bis 300 Poise.
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Wenn die Bxldabschnitte der Druckplatte Farbe unmittelbar auf Papier
oder auf einen Drucktuchzylinder übertragen, der seinerseits die Farbe auf Papier
überträgt, so können kleine Papierfasern1 Teilchen des Beschichtungsmaterials etc.
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auf der Oberfläche des Plattenzylinders anhaften. Die Druckplatte
bewirkt sodann, daß diese Fremdstoffe bzw. Fremdteilchen auf die Oberfläche der
Farbauftragswalze gebracht werden. Wenn die Oberfläche der Farbauftragswalze direkt
bzw.
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unmittelbar in den Farbvorrat bewegt und sodann mittels einer konventionellen
Abstreifklinge abgestreift wird, so sammeln sich die aus den vorgenannten Verunreinigungen
bestehenden Teilchen an der mit der Walze zusammenwirkenden Kante der Abstreichklinge.an,
was zur Bildung eines ungleichmäßigen Farbfilms auf der Walzenoberfläche führt.
Aus diesem Grunde und außerdem wegen des bereits weiter oben erwähnten unregelmäßigen
Verhaltens einer elastischen Walzenoberfläche unter dynamischen Verhältnissen ist
bisher kein Farbwerk mit einer Abstreifklinge zum Dosieren eines gleichmäßigen Farbfilms
unmittelbar auf der elastischen Oberfläche einer in rollendem Eingriff mit einer
Druckplatte stehenden Walze bekannt geworden.
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Aus der US-PS 32 98 305 ist ein Farbwerk mit einer stationären, fest
bzw. unnachgiebig abgestützten Kante bekannt geworden, die beachtlich in die elastische
Oberfläche einer Walze eingedrückt ist, um auf diese Weise einen filmbildenden Abschnitt
zu
bilden, mit dem ein dünner, gleichmäßiger Farbfilm zu erzeugen ist, wobei die Farbe
durch einen Schlitz im Farbwerkskopf geliefert und. auf die Oberfläche der Walze
gegeben wird.
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Die Dosierkante ist als in ihrer Arbeitsstellung völlig starr beschrieben,
um jegliches Anheben durch den auf der Walzenoberfläche vorhandenen Farbfilm zu
verhindern und den hydrodynamischen Effekt nicht nachteilig zu beeinflussen.
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Es ist jedoch seitens des Anmelders beobachtet worden, daß ein völlig
gleichmäßiger Druck zwischen einer fest angeordneten Dosierkante einerseits und
einer elastisch ausgebildeten Walzenoberfläche andererseits unter dynamischen Verhältnissen
nicht zu erhalten bzw. aufrechtzuerhalten ist, da der Elastizitätsmodul des elastischen
Oberflächenmaterials der Walze mit dem Ausmaß der Wechselbeanspruchung ansteigt.
Außerdem variieren die Dimensionen der elastischen Formwalze unter dynamischen Verhältnissen,
wenn die elastische Oberfläche einer Wechselbeanspruchung ausgesetzt ist, da elastische
Materialien nach einer Druckbeanspruchung nicht augenblicklich ihre ursprünglichen
Ausgangsabmessungen wieder annehmen, die sie vor einer solchen Beanspruchung besessen
haben, sondern vielmehr ein im Englischen üblicherweise mit "memory" bezeichnetes
"Gedächtnis" besitzen, welches sich aus der zeitlich verzögerten Rückverformung
ergibt. Außerdem wird eine Vibration in der elastischen Walzenoberfläche bei einer
beachtlichen Eindrückung der Oberfläche erzeugt, da der elastische Walzenmantel
als Ergebnis einer Druckbeanspruchung .auf einer Seite der stationären, festen Dosierkante
auf der anderen Seite ausbaucht und unter Spannung ist. Eine Vibration in der Walzenachse
relativ zu einer stationären, praktisch nicht nachgiebigen, festen Dosierkante,
die aus einer Bewegung der Walzenoberfläche in den Spalt hinein und aus dem Spalt
heraus im Plattenzylinder resultiert, ist nicht einfach von der fest abgestützten
Dosierkante zu isolieren.
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Es sei außerdem darauf verwiesen, daß ein wie in der US-PS 32 98 305
beschriebener Dosiermechanismus, mit dem die Farbe an einer fest abgestützten Dosierkante
(aufgrund der Anordnung zur Walzenoberfläche sowie der Drehrichtung der Walze zur
Dosierkante) in der Art eines Abwischeffektes abgestreift wird, nicht auf effiziente
Weise einen dünnen, gleichmäßigen Film bildet. Eine Dosiereinrichtung mit einer
festen, unnachgiebigen Dosierkante sorgt nicht ohne weiteres für eine Anpassung
an die zwangsläufig vorhandenen Unregelmäßigkeiten der Walzenoberfläche, so daß
sich in den Bereichen einer wünschenswerten Filmdicke ein ungleichmäßiger Farbfilm
ergibt.
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Die US-PS 40 07 682 offenbart ein Verfahren zum Dosieren von Farbe
auf einer Formwalze mit elastisch nachgiebiger Oberfläche bzw. eine hierfür vorgesehene
Vorrichtung, bei welcher eine extrem dünne Abstreichklinge unter einem rückwärtigen
Winkel zur Farbe angeordnet ist, um die Farbe zu spalten bzw. zu teilen und die
Farbe in der gewünschten Dicke auf die Walze aufzubringen, wenn zwischen der Walze
einerseits und der Abstreifklinge andererseits eine Relativbewegung vorgesehen ist.
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Die Abstreifklinge dieser bekannten Vorrichtung ist als flexibel beschrieben
und besteht beispielsweise -in einem ersten Beispiel aus einer Stahlklinge mit einer
Dicke von 0,2 mm bzw, in einem zweiten Beispiel einer Stahlklinge von knapp 0,4
mm, so daß die bei dieser bekannten Vorrichtung vorgesehene Klinge in der Tat als
solche bzw. als Schneide zu bezeichnen ist.
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In der US-PS 40 07 682 ist hierzu ausgeführt, daß bei Verwendung von
Farbe mit hoher Viskosität sowie hoher Relativbewegung zwischen der Walzenoberfläche
und der Klingenschneide die
scharfe Klinge längs der Farboberfläche
"schwimmt" (float) wobei die vordere Schneidkante der Abstreifklinge halbzylindrisch
ausgebildet ist und einen Krümmungsradius aufweisen soll, welcher der halben Klingendicke
entspricht, wenn Farben geringerer Viskosität Verwendung finden. Weiterhin ist in
der US-PS 40 07 682 ausgeführt, daß die Geschwindigkeit der Walzenoberfläche relativ
zur Abstreifklinge einstellbar ist, um der Farbviskosität, der Klingengeometrie
und der auf die Klinge wirkenden Niederdruckkraft zu entsprechen und zu bewirken,
daß die Farbe in den zwischen der Klinge und der Walzenoberfläche vorhandenen Spalt
hineingefördert wird, wobei der sich durch:die Abscherkräfte ergebende Zähigkeitswiderstand
einen Aufwärtsdruck hervorruft, welcher seinerseits das "Schwimmen" der Abstreifklinge
auf dem Farbfilm bewirkt.
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Die Oberflächengeschwindigkeit der Walze wird zum Verändern der Dicke
des dosierten Farbfilms verändert. Es ist in der Druckschrift ausgeführt, daß eine
Drehung der Walze mit ca. 1,73 m/s eine gleichmäßige Beschichtung mit Farbe von
5 p bewirkt, und daß die Dicke des Farbfilms auf 12 P steigt, wenn die Umfangsgeschwindigkeit
der Walze auf etwa 4,37 m/s gesteigert wird.
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Es ist seitens des Anmelders beobachtet worden, daß eine keilförmige
Eingangsfläche einer ultra-dünnen,flexiblen Abstreifklinge, die leicht gegen die
Walzenfläche gedrückt wird, wie dieses in der US-PS 40 07 682 beschrieben ist, bewirkt,
daß eine derartige Klinge'ein flydroplaning derart ausführt, daß die Farbfilmdicke
sich mit der Pressengeschwindigkeit ändert, die von der Farbdichteveränderung der
gedruckten Blätter abhängt. Es ist weiterhin festgestellt worden, daß ein beachtlicher
Radius an der dünnen, scharfen Schneidkante der Klinge einen Abschnitt bzw. Bereich
bildet, an dem kleine Papierfasern und Fusseln, die häufig auch als "Hickeys" bezeichnet
werden, sich
ansammeln, was dann aber zur Bildung eines ungleichmäßigen
Farbfilms auf der Walzenoberfläche führt.
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Es erscheint ferner so, daß ein (halb-)zylindrisch ausgebildetes Ende
an der Abstreifklinge der Vorrichtung gemäß US-PS 40 07 682 nicht so geformt ist,
als daß damit eine Ablenkung der Walzenoberfläche weg von der Unterseite der Abstreifklinge
erreicht wird, und demgemäß wandert die auf der Walzenoberfläche vorhandene Farbe
an der Unterseite der Abstreifklinge entlang und bewirkt an der Unterseite.der Abstreifklinge
eine Ansammlung von Farbe, welche zu einem Tropfen und damit zu einer Zerstörung
der Gleichmäßigkeit des von der Abstreifklinge gebildeten Farbfilms führt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
und ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattungen zu schaffen, mit denen ein
in jeder Hinsicht gleichmäßiger, dünner Flüssigkeitsfilm vorgegebener Dicke auf
der Oberfläche einer Walze zu bilden ist, ohne daß es hierfür einer Vielzahl vorgeordneter
Walzen und dem hierdurch erforderlichen Investitions- und Unterhaltungsaufwand bedarf,
und ohne daß für die Dosierung eine hohe Antriebsleistung erforderlich .ist, wobei
das Auftreten von Geisterbildern und unbeabsichtigter' Streifen vermieden werden
soll, keine die Gleichmäßigkeit beeinflussenden Vibrationen auftreten sollen, und
gegebenenfalls in der Flüssigkeit vorhandene Fremdstoffpartikel wie Fusselchen o.dgl.
ohne nachteiligen Einfluß auf das erstrebte Ergebnis sein sollen, und wobei schließlich
die erzielte Dicke des Flüssigkeitsfilms innerhalb der vorkommenden Geschwindigkeitsverhältnisse
weitgehend, vorzugsweise völlig, unabhängig von der Walzengeschwindigkeit sein soll.
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Als Lösung des die Vorrichtung betreffenden Teiles der vorstehenden
Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die eine Dosierfläche in einer von der
Walze nach außen abgekehrten
Richtung im Winkel zur Tangente an
die Walzenoberfläche an der Berührungslinie zwischen der Dosierkante und der Walzenoberfläche
verläuft, daß die durch die Dosierkante verlaufende andere Dosierfläche im wesentlichen
radial zur Walze verläuft, und daß das Dosierglied An einer im wesentlichen radial
zur Walze verlaufenden Richtung elastisch abgestützt ist sowie in einer im wesentlichen
tangential zur Walze verlaufenden Richtung fest gehalten ist.
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Wenn weiter oben bei der Erläuterung der Gattung des Anmeldungsgegenstandes
ausgeführt ist, daß die eine - nachstehend auch als erste Dosierfläche" bezeichnete
- Dosierfläche "im wesentlichen tangential zur Walzenoberfläche" verläuft, und wenn
weiterhin vorstehend bei der Lösung der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden
Aufgabe bezüglich dieser Dosierfläche ausgeführt ist, daß sie "im Winkel zur Tangente
an die Walzenoberfläche an der Berührungslinie zwischen der Dosierkante und der
Walzenoberfläche" verlaufen soll, so liegt hierin kein Widerspruch, wie man bei
oberflächlicher Betrachtung vielleicht zunächst annehmen könnte. Denn mit dem gattungsgemäßen
Merkmal einer sich im wesentlichen tangential zur Walzenoberfläche erstreckenden
ersten Dosierfläche soll die grundsätzliche bzw. grobe Richtung bezeichnet werden,
während mit dem ersten kennzeichnenden Merkmal herausgestellt ist, daß der tatsächliche
Verlauf dieser ersten Dosierfläche von der Walzenoberflä¢he bzw. der Tangentialrichtung
weg nach außen abgeknickt bzw. abgekrümmt verläuft - und zwar insbesondere dann,
wenn nicht auch noch eine "dritte Dosierfläche" vorhanden ist, auf die weiter unten
eingegangen wird - , und zwar aus Gründen, auf die weiter unten noch eingegangen
wird.
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Wenn im zweiten kennzeichnenden Merkmal bezüglich der Ausbildung des
Dosiergliedes ausgeführt ist, daß die - nachstehend auch als "zweite Dosierfläche"
bezeichnete - weitere Dosierfläche "im wesentlichen radial zur Walze verläuft",
so soll dieses
wiederum - insbesondere in Gegenüberstellung zur
ersten Dosierfläche - die wesentliche Grundrichtung dieser zweiten Dosierfläche
beschreiben und u.a. klarstellen, daß sie beispielsweise nicht "im wesentlichen
parallel zur ersten Dosierfläche" verläuft, wenn diese im wesentlichen tangential
zur Walze ausgerichtet ist, wie dieses beispielsweise bei einer'extrem dünnen Abstreifklinge
mit angeschärfter, keilförmiger Schneide der Fall ist, wenn diese im wesentlichbn
tangential zur Walzenoberfläche angeordnet wird. Zugleich ist dieses Merkmal im
Zusammenhang mit dem letzten gattungsmäßigen Merkmal des Oberbegriffes der vorliegenden
Gattung zu sehen, welches besagt, daß die andere (zweite) Dosierfläche so angeordnet
ist, daß sie beim Drehen der Walze von der auf der Walzenoberfläche vorhandenen
Flüssigkeit beaufschlagt wird. Dieses besagt mit anderen Worten auch, daß sich der
Flüssigkeitsvorrat auf der Walzenoberfläche an bzw. vor der zweiten Dosierfläche
bildet, die dem dem Flüssigkeitsvorrat zugeförderten Flüssigkeitsfilm auf der Walzenoberfläche
gleichsam als "Barriere" entgegengerichtet ist und demgemäß während des Betriebes
von dem auf der Walzenoberfläche verbliebenen (restlichen) Flüssigkeitsfilm beaufschlagt
wird, sofern dieser sich nicht bereits vorher im Flüssigkeitsvorrat mit diesem vermengt,
und im übrigen von der im Flüssigkeitsvorrat vorhandenen Flüssigkeit.
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Wenn schließlich im letzten kennzeichnenden Merkmal ausgeführt ist,
daß das Dosierglied in Radialrichtung zur Walze elastisch und in Tangentialrichtung
zur Walze unelastisch abgestützt bzw. gehalten ist, so ist sich der Anmelder selbstverständlich
darüber im klaren, daß es eine vollkommen unelastische Abstützung nicht gibt. Demgemäß
soll das Merkmal einer in tangentialer Richtung vorgesehenen festen Abstützung des
Dosiergliedes besagen, daß bei den gegebenen Kraftverhältnissen eine elastische
Nachgiebigkeit des Dosiergliedes in Umfangsrichtung praktisch nicht vorhanden ist,
während eine solche
in Radialrichtung bewußt vorgesehen ist, worauf
weiter unten noch eingegangen werden wird.
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Die Lösung der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe
liegt mithin in der weiter oben beschriebenen und vorstehend erläuterten Merkmalskombination,
wobei sich bereits in zahlreichen Versuchen herausgestellt hat, daß mit einer Kombination
dieser Merkmale nicht nur auf geradezu ideale Weise - insbesondere bei Dosierung
von Druckfarbe auf einer Walze mit elastischer Oberfläche, die zum unmittelbaren
Kontakt mit einem Plattenzylinder vorgesehen ist - ein außerordentlich gleichmäßiger
Farbfilm gewünschter Dicke zu erzielen ist, sondern daß dieser Farbfilm und seine
Dicke darüber hinaus auch noch von der Pressengeschwindigkeit praktisch unabhängig
ist, wie dieses im Idealfall angestrebt wird, und wobei - beispielsweise schon wegen
des Fehlens zweier mit verhältnismäßig großem Anpreßdruck in Rolleingriff stehender
Walzen mit an der Berühungsstelle entgegengesetzten Umfangsgeschwindigkeiten - ein
verhältnismäßig geringer Leistungsbedarf ausreicht, was zugleich zu außerordentlich
geringen Verschleißerscheinungen führt. Schließlich treten bei der erfindungsgemäßen
Anordnung auch keine Geisterbilder oder unerwünschte Streifen mehr auf, und auch
die nachteilige Beeinflussung der Druckqualität durch Fremdstoffpartikel wie Fusseln
o.dgl. ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu vermeiden.
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Die Flüssigkeitsbewegung in dem auf der Walzenoberfläche vorhandenen
Flüssigkeitsvorrat ist aufgrund der Ausbildung des Dosiergliedes turbulent, und
zwar insbesondere wohl dadurch, daß die zweite Dosierfläche dem auf der Walzenoberfläche
befindlichen, auf das Dosierglied zubewegten Flüssigkeitsfilm entgegengerichtet
ist, wobei es mithin bevorzugt ist, daß die im wesentlichen radial zur Walze verlaufende
zweite Dosierfläche
im wesentlichen eben ausgebildet ist. Aufgrund
der turbulenten Flüssigkeitsbewegung im Flüssigkeitsvorrat werden in der Flüssigkeit,
also beispielsweise der Druckfarbe, vorhandene Fremdstoffpartikel wie Fussel, Fasern
o.dgl. von dem der Dosierkante des Dosiergliedes benachbarten Abschnitt hohen Druckes
unverzüglich entfernt und in dem Flüssigkeitsvorrat zurückgehalten, so daß eine
bleibende Verunreinigung der Dosierkante durch derartige Partikel auf ein Minimum
reduziert ist. Die von der Oberfläche der Walze - insbesondere einer elastischen
Walzenoberfläche - getragene Flüssigkeit - insbesondere, wenn es sich bei dieser
Flüssigkeit um eine hochviskose Flüssigkeit wie Druckfarbe handelt - erfährt dann
bei Annäherung an die Dosierkante des Dosiergliedes eine schnelle Druckerhöhung
und die Flüssigkeitsbewegung wird unmittelbar benachbart der Dosierkante laminar.
Die Flüssigkeitsgeschwindigkeit wächst, wenn sie durch die Spaltöffnung zwischen
der Walzenoberfläche und der Dosierkante des Dosiergliedes bewegt wird, und zwar
wiederum insbesondere bei einer Walze mit elastischer Oberfläche sowie dann, wenn
die Dosierkante über ihre gesamte Länge gleichmäßig linear ausgebildet und nach
Herstellung der Dosierflächen poliert bzw. mit einem Feinfinish versehen ist, wie
dieses vorzugsweise vorgesehen ist, wobei die mit einem Feinfinish versehene Dosierkante
gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung mit einem verhältnismäßig
kleinen Radius abgerundet sein kann.
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Um für den Fall einer Auftragswalze mit elastischer Oberfläche eine
Vorstellung über eine geeignete statische Anpreßkraft zu geben, mit welcher die
Dosierkante des Dosiergliedes im Betrieb an der Auftragswalze anliegen kann, um
das erstrebte Ergebnis zu erreichen, sei beispielhaft angegeben, daß diese statische
Kraft in der Größenordnung von etwa 0,2 bis 1 kg/cm lineare Länge der Dosierkante
liegen kann, wobei diese Kraft - selbstverständlich abhängig von den elastischen
Eigenschaften im allgemeinen ausreichend ist, um die Walzenoberfläche über
die
gesamte Länge der Walze eindrücken zu können, und wobei diese erforderliche Kraft
insbesondere vom Elastizitätsmodul der Walzenoberfläche, der Beschichtungsdicke
der Walze, der Flüssigkeitsviskosität und anderen Eigenschaften der Flüssigkeit,
also beispielsweise der Druckfarbe, abhängen kann. Die Dosierkante des Dosiergliedes
deckt die Oberfläche einer elastischen Walze nur geringfügig ein, und zwar beispielsweise
etwa nur 0,7 bis 0,8 mm bei einer Walze, welche eine Beschichtungsdicke von etwa
8 mm bei einer Härte des Beschichtungsmaterials von 40 Shore A aufweist. Wenn die.
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Walze sich dreht, so bewegt sich die Dosierkante des Dosiergliedes
relativ zur Walzenachse, um eine Gleichgewichtsbedingung derart aufrechtzuerhalten,
daß die Dosierkante gleichsam eine spaltförmige Mündungsöffnung bildet, welche automatisch
in Radialrichtung relativ zu der Walzenachse bewegt wird, um einen Film gleichmäßiger
Dicke über die Längsrichtung der Walzenoberfläche und damit über den Walzenumfang
zu erzeugen, obwohl die Walzenoberfläche nicht auf ideale Weise rund und nicht frei
von (unbeabsichtigten) leichten Wellen u.dgl. ist.
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Die Rraft die die Dosierkante des Dosiergliedes gegen die Oberfläche
der Walze hält, kann über die Länge der Walze variiert werden, um geringe Schwankungen
in der Oberfläche der Walze und des Dosiergliedes auszugleichen, so daß ein gleichmäßiger,
konstanter Druck zwischen dem Druckglied und der Walzenfläche erreicht wird.
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Justierglieder wie Schrauben sind in gleichen Abständen entlang des
Dosiergliedes angebracht und sind eingerichtet zur Verstärkung oder Abschwächung
der Kraft, die von dem Dosierglied auf die Oberfläche der Auftragswalze aufgebracht
wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist
vorgesehen, daß zwischen der (im wesentlichen tangential verlaufenden) ersten Dosierfläche
und der (im wesentlichen radial verlaufenden) zweiten Dosierfläche eine dritte Dosierfläche
vorgesehen ist, die in
Gegenrichtung zu der Abwinklung der ersten
Dosierfläche zur Tangente an dieser Walzenoberfläche von der Walzenoberfläche weg
abgewinkelt ist und mithin an ihrem einen Längs rand mit der ersten Dosierfläche
eine "erste Dosierkante" und mit ihrem anderen Längsrand mit der zweiten Dosierfläche
eine "zweite Dosierkante"bildet, wobei die Bezeichnung der Dosierkanten mit "erster"
bzw. "zweiter" Dosierkante unter Bezugnahme auf die jeweils - außer der dritten
Dosierfläche - beteiligte Dosierfläche erfolgt ist und darauf hingewiesen sei, daß
mithin die "zweite Dosierkante" diejenige Dosierkante ist, welche bei dieser Ausgestaltung
zunächst mit dem auf den Flüssigkeitsvorrat zubewegten Flüssigkeitsfilm in Beruhrung
kommt.
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Auch die dritte Dosierfläche, die im Verhältnis zur zweiten Dosierfläche
und zur ersten Dosierfläche sehr schmal sein kann, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung im wesentlichen eben ausgebildet. Die vorstehend erwähnte
Abwinklung der schmalen dritten Dosierfläche zur ersten Dosierfläche erfolgt in
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung derart, daß die dritte Dosierfläche im
wesentlichen etwa tangential zur Walzenoberfläche verläuft, während dann mithin
die erste Dosierfläche von der Walze weg zur dritten Dosierfläche nach außen abgewinkelt
ist, um auf diese Weise insbesondere eine Befeuchtung eines Oberflächenabschnittes
beachtlicher Größe an dem stromabwärts zur letzten Dosierkante liegenden Abschnitt
des Dosiergliedes zu verhindern und eine möglichst schlagartige Trennung der Flüssigkeit
vom Dosierglied hinter der letzten Dosierkante zu bewirken, damit sich an der Unterseite
des Dosiergliedes - also der Unterseite der ersten Dosierfläche des Dosiergliedes
- keine Flüssigkeit ansammelt, die sich dort anderenfalls aufbauen und sodann herabtropfen
könnte, was zu einer entsprechenden Beeinträchtigung des gleichmäßigen Flüssigkeitsfilms
führen könnte.
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In Ausgestaltung der Erfindung kann der Winkel zwischen der
dritten
Dosierfläche und der Tangente an die Walzenoberfläche an der mit der zweiten Dosierfläche
gebildeten Dosierkante ein spitzer Winkel sein und vorzugsweise 20° oder mehr betragen,
da sich bei einer solchen Ausbildung herausgestellt hat, daß Fremdstoffpartikelchen,
die zwischen die dritte Dosierfläche und die Walzenoberfläche gelangen, aufgrund
des sich in Förderrichtung vergrößernden Spaltes dort nicht festsetzen können, sondern
vielmehr mit dem Flüssigkeitsfilm fortgetragen werden, so daß es in einem solchen
Fall nicht zu einer andauernden Beeinträchtigung der Druckgualität kommen kann.
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Bei einer Ausgestaltung einer Dosiervorrichtung, deren Dosierglied
mit einer zwischen der ersten Dosierfläche und der zweiten Dosierfläche angeordneten,
dritten Dosierfläche versehen ist, hat sich für eine Walze mit elastischer Oberfläche
als besonders zweckmäßig herausgestellt, daß die dritte Dosierfläche so weit in
die elastische Oberfläche eingedrückt wird, daß ihre beiden Dosierkanten innerhalb
der theoretischen zylindrischen Umfangsfläche der Walze liegen, wobei unter der
"theoretischen Umfangsfläche" hier diejenige Umfangsfläche verstanden wird, die
vor der Verformung durch das Dosierglied aufgrund der geometrischen Ausgestaltung
der Walze vorhanden war, und die, wie bereits erwähnt, durch den vom Dosierglied
ausgeübten Anpreßdruck verformt wird. Ist dieses der Fall, so kommt es insbesondere
dann, wenn der Winkel zwischen der dritten Dosierfläche und der ersten Dosierfläche
etwa 90° beträgt, d.h. also wenn die erste Dosierfläche zur dritten Dosierfläche
nach außen abgesetzt bzw. die dritte DoSierfiäche zur ersten Dosierfläche in Richtung
auf die Walze vorstehend ausgebildet ist, an der von der dritten Dosierfläche und
der ersten Dosierfläche gebildeten ersten Dosierkante zu einem schlagartigen Abreißen
der Flüssigkeit, die-eine beachtliche Benetzung der ersten
Dosierfläche
und damit eine Ansammlung von Flüssigkeit und die Gefahr eines späteren Abtropfens
von Flüssigkeit auf die Walze ausschließt.
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Bevorzugt ist das Dosierglied derart einstellbar, daß der zwischen
der zweiten Dosierfläche und der Walzenoberfläche bzw. der Tangentialrichtung zur
Walzenoberfläche an der an der zweiten Dosierfläche liegenden Dosierkante liegende
Winkel veränderbar ist. Bei diesem Winkel handelt es sich mithin um den Winkel,
unter dem die zweite Dosierfläche zur Walze verläuft. Dieser Winkel kann für die
Dosierung sehr wichtig sein und ist vermutlich u.a. entscheidend mit für das überraschende
Ergebnis verantwortlich, welches mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erzielen
ist. Die Bedeutung des Winkels der zweiten Dosierfläche zur Walze ergibt sich nach
Kenntnis der erfinderischen Lehre auch bereits daraus, daß sich grundsätzlich der
gleiche Effekt ergibt (da ähnliche Verhältnisse vorliegen), wenn die zweite Dosierfläche
um ihre an ihrem unteren Rand liegenden Dosierkante aus ihrer im wesentlichen radialen
Stel-lung etwas nach vorn "gekippt" ausgebildet wird, oder wenn mit radial zur Walze
verlaufender zweiter Dosierfläche gearbeitet wird, das Dosierglied aber etwas weiter
in die Walze eingedrückt wird. Hierin dürfte zumindest auch einer der Gründe dafür
zu suchen und zu finden sein, das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung überraschenderweise
eine von der Pressengeschwindigkeit praktisch unabhängige Dicke des Dosierflüssigkeitsfilms
zu erzielen ist, da bei Steigerung der Umfangsgeschwindigkeit der Walze deren elastischer
Mantel härter wird, so daß es zu einem gewissen Anheben des Dosiergliedes und damit
zu einer selbsttätigen Einstellung der zweiten Dosierfläche kommen kann. Hieraus
erhellt.der grundsätzliche Wirkzusammenhang zwischen dem Anstellwinkel der zweiten
Dosierfläche zur Walze und dem Anpreßdruck sowie der Ausbildung der Dosierkante(n).
-
Durch die oben erwähnte Einstellbarkeit des Dosiergliedes bzw.
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seiner zweiten Dosierfläche im Verhältnis zur Walzenoberfläche
können
mithin die optimalen Arbeitsbedingungen gegebenenfalls empirisch herausgefunden
und den jeweils vorliegenden Gesamtbedingungen angepaßt werden. Es hat sich gezeigt,
daß eine Veränderung bzw. Einstellbarkeit des Anstellwinkels der zweiten Dosierfläche
zur Walzenoberfläche um. bis zu etwa 30° für die tatsächlich vorkommenden Druckbedingungen
in aller Regel ausreicht, so daß diese Einstellbarkeit bevorzugt wenigstens innerhalb
dieses Bereiches vorgesehen wird.
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Bevorzugt ist das Dosierglied über seine gesamte Länge in im wesentlichen
radialer Richtung flexibel ausgebildet, wobei es jedoch grundsätzlich an sich ausreicht,
wenn wenigstens der die Dosierflächen aufweisende Abschnitt des Dosiergliedes über
dessen Länge in radialer Richtung flexibel ist, bzw. wenn wenigstens der die dritte
Dosierfläche aufweisende Abschnitt des Dosiergliedes über dessen Länge in im wesentlichen
radialer Richtung zur Walze flexibel ist, sofern das Dosierglied mit einer dritten
Dosierfläche ausgerüstet ist. Diese radiale Flexibilität hat sich für die Erzielung
eines Flüssigkeitsfilms gleichmäßiger Dicke über die gesamte Walzenlänge als besonders
zweckmäßig herausgestellt, weil hierdurch - im Gegensatz zu Dosiergliedern, die
in radialer Richtung nicht flexibel sind - trotz der gegenüber der idealen geometrischen
Form von Dosierglied einerseits und Walze andererseits zwangsläufig vorhandenen
Abweichungen mit verhältnismäßig geringen Anpreßkräften ein geeigneter Dosierspalt
zu erzielen ist, der das erstrebte Ergebnis garantiert.
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Das eigentliche Dosierglied. ist bevorzugt von einem Stützmittel gehalten,
welches in radialer und tangentialer Richtung relativ zur Walze einstellbar ist.
Eine zweckmäBige Abstützung wurde in einem Stützmittel gefunden, welches an seinem
dem Dosierglied abgekehrten Endabschnitt gelenkig befestigt und um eine parallel
zur Walze verlaufende Schwenkachse schwenkbar ist, so daß auf
diese
Weise gegebenenfalls nicht nur der Anpreßdruck zwischen Dosierglied und Walzenoberfläche
einzustellen, sondern darüber hinaus gegebenenfalls auch noch der Anstellwinkel
der zweiten Dosierfläche zur Walze zu verändern ist.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann das Dosierglied am freien
Endabschnitt eines hebelförmigen Kragarrres angeordnet sein, dessen Dicke im Verhältnis
zu seiner in Längsrichtung des Kragarmes gemessenen Länge klein ist, wodurch zugleich
eine elastische Abstützung in einer im wesentlichen radial zur Walze verlaufenden
Richtung und eine starre Abstützung in einer im wesentlichen tangential zur Walze
verlaufenden Richtung verwirklicht ist, wie dieses erfindungsgemäß vorgesehen ist.
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Der Verfahrensmäßige Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß der Druck zwischen dem Dosierglied und der Walzenoberfläche nach Beginn
der gegenseitigen Berührung so weit gesteigert wird, bis die Anpreßkraft zwischen
dem Dosierglied und der elastischen Walzenoberfläche beachtlich größer ist als diejenige
Kraft, die erforderlich ist, um sämtliche Punkte der Dosierkante mit den jeweils
gegenüber liegenden Punkten der Walzenoberfläche in Berührung zu br.ingen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird der Druck zwischen dem Dosierglied und der-Walzenoberfläche über denjenigen
Druck gesteigert, bei dem die vorgegebene Dicke des Fiüssigkeitsfilms erreicht ist,
und zwar wiederum vorzugsweise so weit gesteigert, bis die Filmdicke einen Minimalwert
erreicht und durchlaufen hat und die vorgegebene, gewünschte Filmdicke wieder erreicht
ist Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß die Filmdicke bei Steigerung'des
Anpreßdruckes zunächst einmal abnimmt und bei weiterer Steigerung des Druckes dann
wieder zunimmt, worauf weiter unten noch eingegangen wird.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
und
des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme
auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine
Druckmaschine; Fig. 2 eine vergrößerte teilweise Schnittdarstellung, welche die
Verhältnisse zwischen dem Dosierglied und einer Walze mit elastisch nachgiebiger
Oberflächenbeschichtung zeigen soll; Fig. 3 eine vergrößerte schematische Darstellung
einer ersten Ausgestaltung eines Dosiergliedes und eines Teilabschnittes der elastischen
Oberfläche einer Auftragswalze unter dynamischen Bedingungen, Fig. 4 eine vergrößerte
schematische Darstellung einer zweiten Ausbildung des Dosiergliedes in einer Ansicht
gemäß Fig. 3; Fig. .5 ein Diagramm, welches die erzielte Farbfilmdicke in Abhängigkeit
vom Anpreßdruck des Dosiergliedes an die Walze zeigt und erkennen läßt, daß bei
Steigerung der Anpreßkraft eine minimale Filmdicke erreicht und durchlaufen wird;
Fig. 6 ein Diagramm gemäß Fig. 5 mit einem Kurvenfeld; Fig. 7 ein Diagramm, welches
die Abhängigkeit der Farbdichte in Querrichtung über einen bedruckten Bogen in Abhängigkeit
von der Anpreßkraft zwischen dem Dosierglied und der elastischen Oberfläche der
Walze darstellt; Fig. 8 ein Diagramm, welches die Anlenkung bzw.
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die Positionsveränderung einer Dosierkante des Dosiergliedes an einer
elastisch beschichteten Walze bei konstanter Geschwindigkeit und bei unterschiedlichen
Geschwindigkeiten darstellt; Fig. 9 ein Diagramm, welches die Farbfilmdicke in Abhängigkeit
von der Pressengeschwindigkeit darstellt und erkennen läßt, daß sie von letzterer
unabhängig ist, und
Fig. 10 eine schematische Darstellung, welche
die erreichte Farbdichte auf einem bedruckten Blatt - erkennen läßt, Fig. 11 einen
Querschnitt entlang der Linie 11/11 von Fig. 2; und Fig. 12 einen Querschnitt entlang
der Linie 12/12 von Fis. 2.
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Es sei noch vorab darauf hingewiesen, daß gleiche oder gleichwirkende
Teile in sämtlichen Figuren der Zeichnung i.a.
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mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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In den Fig. 1 und 2-der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 1 allgemein
ein Farbwerk beschrieben, welches mit gegenseitigem Abstand angeordnete Seitenrahmen
2 aufweist, die beweglich an Seitenrahmen 3 einer Druckmaschine befestigt sind,
welche einen konventionellen Plattenzylinder P, einen Drucktuchzylinder B und einen
Gegendruckzylinder I zum Bedrucken einer Bahn W oder von Bögen aufweist.
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Ein Stützmittel 5 dient zum einstellbaren Befestigen eines Dosiergliedes
10 zwischen den Seitenrahmen 2 und zum Positionieren des Dosiergliedes 10 relativ
zu einer mit einem elastischen Überzug versehenen Auftragswalze 40.
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Die einander gegenüberliegenden Enden der Auftragswalze 40 sind drehbar
in geeigneten Lagern an den Seitenrahmen 2 befestigt. Die Auftragswalze 40 wird
durch einen geeigneten Antrieb angetrieben, beispielsweise durch eine Kette 4, welche
ein Kettenrad des Plattenzylinders P mit einem Kettenrad an einer nicht dargestellten
Kupplung an einem Ende der Auftragswalze 40 verbindet. Die Oberflächen- bzw. Umfangsgeschwindigkeit
der Auftragswalze 40 ist vorzugsweise gleich der Oberflächengeschwindigkeit des
Plattenzylinders P. Die Umfangsgeschwindigkeit der Auftragswalze 40 kann jedoch
etwa 10 %
schneller oder langsamer als die Umfangsgeschwindigkeit
des Plattenzylinders P sein, um auf diese Weise eine Reinigung der nicht bildtragenden
Abschnitte des Plattenzylinders P zu ermöglichen bzw. zu unterstützen.
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An dem Stützmittel 5 sind Seitenwände 6 befestigt, die dichtend mit
den einander gegenüberliegenden Enden der Auftragswalze 40 und des Dosiergliedes
10 zusammenwirken und auf diese Weise einen Farbvorrat R bilden, aus dem Farbe auf
die Oberfläche der Auftragswalze 40 dosiert wird. Eine oder mehrere Schwingwalzen
8 stehen in rollendem Eingriff mit der Farbe auf der Oberfläche der Auftragswalze
40, um jegliche Oberflächenunregelmäßigkeiten zu glätten, die in dem Farbfilm vorhanden
sein könnten, bevor der Farbfilm von der Oberfläche der Auftragswalze 40 zur Oberfläche
einer auf dem Plattenzylinder P befindlichen Druckplatte Pl gefördert wird. Die
Schwingwalzen 8 stehen in rollendem Eingriff mit Farbe, die sich auf der Oberfläche
der Auftragswalze 40 befindet, und sorgen nicht nur für eine Glättung von gegebenenfalls
auf der Oberfläche vorhandenen Unregelmäßigkeiten, sondern ändern außerdem ein gegebenenfalls
vorhandenes geschlichtet dosiertes Finish in ein glattes, mattartiges Finish und
konditionieren dabei den Farbfilm derart, daß ein zufriedenstellender Druck auf
dem Druckzylinder erfolgt.
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Wenn die Oberfläche der Auftragswalze 40 sich von der Oberfläche der
Druckplatte P' fortbewegt, so wird die Oberfläche in Farbe eingetaucht bzw. versenkt
oder überschwemmt und ein Farbüberschuß wird im Farbvorrat R auf die Oberfläche
-der Auftragswalze 40 gegeben.
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Wenn das Farbwerk zum lithographischen Druck vorgesehen ist, bei dem
Feuchtflüssigkeit auf die Oberfläche der auf dem Plattenzylinder P vorhandenen Druckplatte
P' aufgebracht wird, so sind Mittel vorgesehen, um Feuchtflüssigkeit von der
Oberfläche
der Auftragswalze 40 zu evaporieren, um eine Ansammlung überschüssiger Feuchtflüssigkeit
im Farbvorrat R zu verhindern.
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Wenn in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Farbwerk Feuchtflüssigkeit
verwendet wird, kann auch ein größeres Verhältnis Alkohol zu Wasser äls normal vorgesehen
sein, um die Evakuierung der auf der Auftragswalze verbleibenden Feuchtflüssigkeit
zu beschleunigen, wenn sich diese von der Druckplatte fortbewegt. Dabei könnte die
Feuchtflüssigkeit mehr als den normalen Anteilen in Höhe von 5 bis 25 % Alkohol
enthalten, um eine schnelle Evakuierung der Feuchtflüssigkeit von der Auftragswalze-auf
dem Bewegungspfad zwischen der Platte und dem Farbvorrat R sicherzustellen.
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Wie weiter unten noch im einzelnen erläutert wird, sind flexible Schläuche
o.dgl. 7 vorgesehen, um eine Flüssigkeit wie Wasser von vorgegebener Temperatur
bei vorgegebener zeitlicher Menge in eines der Enden der Leitung 5' im Stützmittel
5 einzugeben und aus dem anderen Ende der Leitung 5' ausfließen zu lassen, um auf
diese Weise eine genaue Steuerung der Viskosität der Farbe im Farbvorrat R zu erzielen
und die Viskosität der Farbe im Farbvorrat R gegebenenfalls zu variieren.
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Für ein Hochgeschwindigkeitsdrucken einer Bahn können die physikalischen
Eigenschaften des zwischen dem Dosierglied 10 und der elastischen Oberfläche 44
der Auftragswalze 40 gebildeten Farbfilms 130 durch Temperatursteuerung einer durch
die Schwingwalzen 8 und eine Leitung im Kern 42 der Auftragswalze 40 geführten Flüssigkeit
gesteuert werden.
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Es wurde herausgefunden, daß eine hohe Flüssigkeitsströmung nur einen
kleinen Temperaturwechsel über die Länge einer Walze produziert, und daß durch Steuerung
der Austrittstemperatur
Wärme vernichtet und die Farbtemperatur
so gesteuert werden kann, daß die physikalischen Eigenschaften des erzeugten Films
im wesentlichen über die Länge eines Produktionslaufes konstant gehalten werden
können.
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Demgemäß kann durch Kühlen und/oder Beheizen einer durch das Stützmittel
5 und den Walzenkern 5 geleiteten Flüssigkeit die Farbviskosität am Dosierspalt
gesteuert werden, um einen gewünschten konstanten Farbfilm aufrechtzuerhalten und
damit ein ordnungsgemäßes Drucken auf bzw. mit der Platte P' zu gewährleisten.
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Das Dosierglied In den Fig. 3 und 4 sind zwei Ausgestaltungen eines
erfindungsgemäßen Dosiergliedes 10 dargestellt, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel
zum Dosieren von Druckfarbe dient.
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Das Dosierglied in Fig. 3 ist allgemein mit dem Bezugs zeichen lo
bezeichnet. Es besitzt eine glatte, polierte bzw. mit einem Feinfinish versehene,
präzis gearbeitete Dosierkante 15, die an der Verbindung zweier Flächen gebildet
ist, von denen die Fläche 18 nachstehend als erste Dosierflächesr und die Fläche
12 nachfolgend als "zweite Dosierfläche" bezeichnet ist. Die Dosierkante 15 kann
sich je nach Ausgestaltung der Maschine über eine Länge von etwa 25 cm bis zu einer
Länge von etwa 2,5 m erstrecken, und wird von zwei feingefinishten Flächen abschnitten
14 bzw. 16 der Dosierflächen 12 bzw. 18 gebildet.
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Der zwischen den beiden Dosierflächen 12 und 18 bzw. ihren feingefinishten
Abschnitten 16 und 14 liegende Winkel a beträgt etwa 900. Obwohl ein rechter Winkel
von 900 zwischen den Flächenabschnitten 14 und 16 sich zur Bildung der Dosierkante
15 als besonders zweckmäßig herausgestellt hat, kann die Dosierkante 15 auch von
Dosierflächen 12, 18 bzw. feingefinishten
Abschnitten 14, 16 dieser
Dosierflächen 12, 18 gebildet werden, die in einem Winkel zueinander stehen, der
von einem rechten Winkel abweicht und z.B. zwischen 600 und 1200 liegt.
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Die Dosierkante 15 wird von verhältnismäßig hartem Material gebildet,
bei dem es sich normalerweise um Metall handelt.
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Dosiergliedmaterial mit einer Härte zwischen Rockwell C10 und C60,
insbesondere Rockwell C50, hat sich bei Versuchen als sehr geeignet erwiesen.
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Das Dosierglied 10 kann im ganzen aus einem verhältnismäßig elastischen
Metall bestehen, welches beispielsweise einen 6 von 106 bis 2 Elastizitätsmodul
von 106 bis 2 10 kp/mm2 aufweist, wobei sich ein Elastizitätsmodul in Höhe des letztgenannten
Wertes bei Versuchen als sehr geeignet erwiesen hat.
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Das Dosierglied 10 ist mit guten Ergebnissen aus einem Streifen rostfreien
Stahls hergestellt worden, der eine Dicke von etwa 0,8 mm aufwies, wobei die Oberfläche
feinstpoliert worden ist und das Material vollständig eben war, um auf diese Weise
eine gleichmäßige Dosierkante und feingefinishte Dosierflächen zu bekommen. Da das
Material aus rostfreiem Stahl bestand und gehärtet und getempert worden war, war
es korrosionsresistent gegen Luft, Wasser und die meisten organischen Säuren in
gelöster Form bei Raumtemperatur.
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Ein derartiger Streifen aus rostfreiem Stahl istsbei dem besprochenen
Ausführungsbeispiel wegen seiner Härte, wegen seiner flachen Ausbildung, seiner
Elastizität und wegen seines feinen Oberflächenfinish ausgewählt worden, um einen
hohen Verschleißwiderstand und gute Ermüdungseigenschaften zu gewährleisten.
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Vox dem Polieren bzw. der Erzeugung eines Feinfinish wies die an der
Verbindung zwischen den Dosierflächen 12 und 15 gebildete Dosierkante eine gleichsam
"ausgefranste" Feinstruktur auf. Um eine gleichmäßige Präzisionskante 15 über die
gesamte Länge des Dosiergliedes 10 zu bilden, sind mehrere streifenförmige Abschnitte
zusammengeklemmt worden, und-die zweiten Dosierflächen 12 sind gleichzeitig zunächst
geschliffen und sodann gehont worden.
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Ein Paar derartiger Streifen, aus denen Dosierglieder 10 gefertigt
werden sollten, sind sodann so zusammengeklemmt worden, daß zwischen ihnen jeweils
ein Zwischenraum vorhanden war, woraufhin die zweiten Dosierflächen 12 jedes Streifens
dann in einer gemeinsamen Ebene positioniert worden sind, um so einen Sandblock
abstützen zu können. Die Dosierflächen 12 jedes der Streifen wurden dann anschließend
mit Sandpapier der Körnungen 320, 400 und 600 geglättet und anschließend mit einem
Poliermittel (Crocus cloth) poliert.
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Als dritter-Schritt wurde sodann das Paär aus nichtrostenem Stahl
bestehender Streifen auf einer flachen, ebenen, horizontalen Fläche derart positioniert;
daß jede Dosierfläche 12 benachbart der anderen Dosierfläche 12 war, wobei die Oberseite
19 jedes Streifens von einem Abstandsmittel derart abgestützt wurde, daß die Dosierkante
15 um einen Winkel von etwa 0,20 von der Vertikallinie abwich. Der Abschnitt 16
der ersten Dosierfläche 18 wurde anschließend mit Sandpapier mit Körnungen von 320,
400 und 600 geglättet und anschließend mit einem geeigneten Poliermittel (Crocus
cloth) poliert.
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Durch das Glätten und Polieren der Flächenabschnitte 14 und 16 der
ersten Dosierfläche 12 und der zweiten Dosierfläche 18 wurden jegliche Unregelmäßigkeiten
beseitigt, und die Dosierkante 15 erhielt dabei zugleich eine verhältnismäßig kleine
"mikroskopische" Abrundung.
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Durch diese Behandlung der Dosierkante 15 erhielt sie u.a. nichtschneidende
und den Film nichtauftrennende Eigenschaften. Dieses Herstellungsverfahren erzeugt
eine feine, glatte, kontinuierliche, gerade, polierte Dosierkante 15, kurz gesagt
eine Dosierkante 15 mit einem Feinfinish, bei welcher nur noch minimale Oberflächenunregelmäßigkeiten
gleichsam "mikroskopischer Größe" vorhanden sind.
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Obwohl das Oberflächenfinish der Dosierkante 15 etwa demjenigen einer
Rasierklinge bzw. deren Schneide entspricht, ist es ersichtlich, daß der Winkel
zwischen den gefinishten Abschnitten 14 und 16 der Dosierflächen 12 und 18 ganz
beachtlich größer ist als der Klingen- bzw. Schneidwinkel a' einer Rasierklinge,
wie er in Fig. 3 angedeutet ist, so daß trotz bzw. wegen dieses Feinfinish eine
nichtschneidende und demgemäß gleichsam stumpfe Dosierkante 15 gebildet ist.
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Dabei geht der feingefinishte Abschnitt 14 der zweiten Dosierfläche
12 über die Dosierkante 15 in den feingefinishten Abschnitt 16 der ersten Dosierfläche
18 über, und zwar über eine kontinuierlich pölierte bzw.'feingefinishte Fläche benachbart
der Dosierkante 15.
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Das zum Bilden der Dosierkante 15 verwendete Material soll nicht nur
hart und geeignet sein, eine im vorstehenden Sinne "stumpfe", feine, hochgefinishte
und ununterbrochene Dosierkante zu bilden, sondern das Material muß auch über die
Länge der Dosierkante 15 flexibel sein, so daß die Dosierkante 15 flexibel dem Einfluß
der elastischen Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 nachgibt, wenn sie unter Druck
in diese eingedrückt wird, um den Verlauf der Dosierkante 15 und der Oberfläche
der Auftragswalze 40 in Ubereinstimmung zu bringen und einen gleichmäßig eingedrückten
Abschnitt über die Länge der Auftragswalze 40 zu erzeugen. Wie weiter unten noch
im einzelnen erläutert wird, besitzt die Oberfläche
der Auftragswalze
49 eine Dicke von annähernd 6,4 mm bei dem Ausführungsbeispiel und eine Elastizität
von etwa 40 Shore A. Die Flexibilität der Dosierkante 15, die angestrebt wird, um
einen geometrisch gleichmäßigen Verlauf mit der Oberfläche der Auftragswalze 40
zu erzielen, sollte so groß sein, daß die Dosierkante 15 dem tatsächlichen Verlauf
der Oberfläche der Auftragswalze 40 aufgrund ihrer Flexibilität folgen kann, ohne
sehr stark in das Oberflächenmaterial der Auftragswalze 40 eingedrückt zu werden.
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Wenn die Dosierkante 15 in leichten Druckkontakt mit der Farbe auf
der Auftragswalze 40 gebracht wird, nimmt die Dicke des Farbfilmes 130 ab, bis bei
einem bestimmten Druck der Farbfilm 130 aufhört , dicker zu werden und beginnt,
dünner zu werden.
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Es ist daher möglich, eine minimale Dicke des Farbfilmes 130 zu erreichen
ohne starken Druck und sich daraus ergebender Verformung der Oberfläche 45 der Walze.
Der Farbfilm 130 ist jedoch, wie ausführlicher unten erklärt wird, normalerweise
nicht über die Länge der Dosierkante 15 und der Auftragswalze 14 gleichmäßig, wenn
eine leichte Last auf der Dosierkante 15 des Dosiergliedes 10 liegt. Die Ungleichmäßigkeit
nimmt mit dem Druck auf die Dosierkante 15 zu, wie dies in der US-Patentanmeldung
"ISk metering apparatus" 779,647 vom 21. März 1977 beschrieben ist. Dies gilt besonders,
wenn der Schwellwert der minimalen Farbfilmdicke durchfahren wird. Eine Verformung,
um eine höhere Gleichmäßigkeit zu erreichen führt jedoch manchmal zu Nachteilen-Wie
Energie, Hitze, Verschlechterung des Rollens, usw.
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Nach dieser Erfindung kann die Gleichmäßigkeit erreicht werden ohne
starke Verformung und den damit verbundenen Problemen.
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Um kleinere Unebenheiten in der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40
und der Dosierkante 15 des Dosiergliedes 10 auszugleichenysind Vorrichtunge vorgesehen
zur Einstellung des Druckes zwischen der Dosierkante 1 des Dosiergliedes 10 und
der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 entlang der Erstreckung der Auftragswalze
40. Wie unten ausführlicher erklärt werden wird, kann der Druck zwischen der Dosierkante
15 und der Oberfläche 45 mit der Folge einer entsprechenden Druckgualität
geringer
sein, wenn der Druck zwischen der Dosierkante 15 und der Oberfläche 45 gleichmäßiger
eingestellt werden kann zum Ausgleich der Unterschiede.
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Wie am besten in den Figuren 11 und 12 erkennbar ist, weist die Einrichtung
zur Einstellung des Druckes zwischen der Dosierkante 15 und der Oberfläche 45 der
Auftragswalze 40 allgemein Justierschrauben 33 auf, die in vorbestimmten Abschnitten
von etwa 2,5 Zentimeter entlang der Erstreckung des Stützträgers 50 benachbart der
Dosierkante 15 des Dosiergliedes 10 angeordnet sind. Die Justierschrauben 33 beinhalten
allgemein einen Gewindeabschnitt 33 aF der von einer Mutter 32 gehalten wird, die
wiederum auf einer Blattfeder 30 aufliegt.
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Die geschlitzte Blattfeder 30 weist ein flaches Stück sehr flexiblen
Metalls mit Schlitzen 30 a auf, so daß flexible Finger 30 b gebildet werden, die
die Muttern 32 und die Justierschrauben 33 aufnehmen. Die Blattfeder 30 ist flexibel,
so daß sie nicht zu einer Starrheit des Dosiergliedes 10 führt und eine freie Stütze
für die Justierschrauben 33 bildet. Der Endabschnitt 30 c der Blattfeder 30 befindet
sich in einer Ausnehmung 30 d, die in dem Stützrahmen 50 direkt über der Schulter
55 des Stützträgers 50 geformt ist. Ein elastische Federglied 31 ist in der Ausnehmung
30 d so positioniert, daß es den Endabschnitt 30 c in dem Schlitz 30 e in dem Stützträger
50 und eine elastische Reaktion zwischen den Kräften an den Enden der Feder 30 ermöglicht.
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Die Blattfeder 30 ragt außen über das Dosierglied 10 hinaus, die Justierfedern
33 sind mit den Muttern 32 angeschraubt zur Verbindung der Oberfläche des Dosiergliedes
10, so daß die Druckverbindung der Dosierverbindung 15 mit der Oberfläche 45 der
Auftragswalze 40 eingestellt werden kann. Ein Schild 34, das ein L-förmiges Teil
einer abgebogenen Kante 34 b aufweist, ist durch Muttern 35 über Gewindestifte 34
c des Stützträgers 50 an diesem befestigt. Ein flexibles Kantenteil 34 a ist entlang
der Kante des Schildes 34 vorgesehen zum Abschluß der Tinte in dem Hohlraum, wie
unten genauer erklärt wird.
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Die Enden der Justierschrauben 33 drücken auf die Oberfläche des
Dosiergliedes 10 mit Abstand von der Auftragswalze 40 etwa in einem rechten Winkel,
um Kräfte parallel zur Oberfläche des Dosiergliedes 10 zu minimieren.
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Es sollte deutlich geworden sein, daß zusätzlich zu den Unebenheiten
der Dosierkante 15, Fehler in der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40, auptsächlich;t.wegen
Schwankungen in der Oberflächenstruktur, der Dicke des Härtemessers und der Beschichtung,
wegen Schwankungen durch Auslauf, Welligkeit, Ablenkung und Geradlinigkeit der Auftragswalze
40 es faktisch unmöglich machen, einen gleichmäßigen Farbfilm 130 entlang der Erstreckung
der Auftragswalze 40 zu erreichen, wenn die Kante 15 nicht ganz flexibel ist: Aus
diesem Grunde sind die Justierschrauben 33 vorgesehen zur Einstellung der Kraft
entlang der Erstreckung der Dosierkante 15 zur Schaffung einer gleichmäßigen Verteilung
des Druckes, der die Unebenheiten der Dosierkante 15 und der Oberfläche 45 der Auftragswalze
40 ausgleicht zur Erreichung und Beibehaltung eines gleichförmigen Farbfilmes 130
unabhängig von Unebenheiten bei der Herstellung der Dosierkante 15 des Dosiergliedes
10 und der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40. Die Justierschrauben 33 nämlich verformen
die Dosierkante 15 so, daß die Dosierkante 15 mit der Oberfläche 45 der Auftragswalze
40 übereinstimmt.
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Es sollte auch verstanden sein, daß die Justierschrauben keine üblichen
Einstellvorrichtungen für die Farbe sind, die eine Einrichtung-bei jedem Auswechseln
der Druckplatte erforderlich machen, sondern nur einmal zur Einrichtung eines neuen
Dosiergliedes 10 und einer Andruckwalze 14 benötigt werden zur einmaligen Einstelllung
eines gleichmäßigen Drucks und Farbfilms 130.
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Die Dosierkante 15 des Dosiergliedes 10 sollte derart montiert werden,
daß sie elastisch gegen die Oberfläche der Auftragswalze 40 zu drücken ist und in
radialer Richtung zur Auftragswalze 40 spielfrei ist. Auch muß die Dosierkante 15
in einer im wesentlichen tangentialen Richtung zur Oberfläche der Auftragswalze
40 fest abgestützt sein.
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Eine sehr geeignete Abstützung für die Dosierkante 15 bildet ein die
Dosierkante 15 oder das gesamte Dosierglied 10 tragender Kragarm, der sowohl für
das Erfordernis elastischer Nachgiebigkeit in radialer Richtung als auch für eine
feste Abstützung in Tangentialrichtung sorgt. Obwohl die Dosierkante 15 bzw. das
Dosierglied 10 Teil eines gesonderten Bauelementes sein kann, welches an einem derartigen
Kragarm befestigt ist, kann es in einer bevorzugten Ausgestaltung einteilig mit
dem Kragarm ausgebildet sein. Bei einer solchen Ausgestaltung muß dann der Kragarm
aus einem Material bestehen, welches sich für die Dosierkante 15 bzw. das Dosierglied
10 eignet, und muß in zwei Richtungen flexibel sein, nämlich über die Länge der
Dosierkante 15 und ebenfalls über die Breite des Streifens bzw. die Länge des Kragarmes
in seiner Längsrichtung auf die Abstützung zu gesehen, um auf diese Weise die radiale
Elastizität der Dosierkante 15 zu verwirklichen.
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Das in Fig. 3 der Zeichnung dargestellte Farb-Dosierglied 10, bei
dem die Dosierkante 15 an dem nicht abgestützten Ende eines Kragarms ausgebildet
ist, besitzt einen rechteckigen Querschnitt, der durch die Rückseite 11, die zweite
Dosierfläche 12, die erste Dosierfläche 18 und die Oberseite 19 gebildet bzw. begrenzt
ist. Die zweite Dosierfläche 12 liegt in einer Ebene 12', welche eine Ebene 18'
schneidet, in welcher die erste Dosierfläche 18 liegt, wenn der Kragarm sich in
nichtverformtem Zustand befindet. Die Ebenen 12' und 18' schneiden sich an einem
Scheitel A, der eine gerade Linie darstellt, die unmittelbar benachbart zur Dosierkante
15 liegt.
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In dem Ausführungsbeispiel besteht der die Dosierkante 15 aufweisende
Kragarm aus einem dünnen, flexiblen, länglichen Streifen aus nichtrostenem Stahl
einer Dicke von etwa 0,8 mm und einer Tiefe von etwa 9 cm. Die Bereite kann je nach
Ausgestaltung der Maschine etwa zwischen 25 cm und 2,5 m liegen.
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Der Kragarm ist so abgestützt, daß er über seine Breite -also
in
Richtung der Dosierkante 15 - wie auch über seine Länge verhältnismäßig elastisch
ist. Der Elastizitätsmodul 2 E beträ9t etwa 2 x i06 kp/mm , wobei dieser Wert bekanntlich
die Steifigkeit des Materials, d.h. also seinen Widerstand gegen Deformationen,
ausdrückt, und wobei das Produkt aus dem Elastizitätsmodul mit dem Trägheitsmoment
I eine die Steifigkeit des Kragarms beschreibende Größe darstellt.
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Die vorgenannten speziellen Dimensionen und sonstige Daten des Dosiergliedes
10 sind selbstverständlich lediglich als Beispiel zu verstehen und können in Anpassung
an die jeweiligen speziellen Bedingungen geändert werden.
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Fig. 4 der Zeichnung zeigt ein im ganzen mit dem Bezugszeichen 10'
bezeichnetes zweites Ausführungsbeispiel des Dosiergliedes.
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Das Farb-Dosierglied 10' besitzt eine über ihre gesamte Länge gleichmäßig
linear ausgebildete, mit einem Feinfinish versehene zweite Dosierkante 25, welche
der Dosierkante 15 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 entspricht.
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Die zweiteDosierkante 25 wird von einer der Fläche 12 im Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 3 entspr.echenden zweiten Dosierfläche 24 gebildet, die auf ihrer ganzen
Fläche mit einem Feinfinish versehen ist, wie dieses bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 3 nur auf dem Abschnitt 14 der Fall ist, sowie von einer ebenfalls mit
einem Feinfinish versehenen dritten Dosierfläche 26.
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Das Dosierglied 10' gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von dem Dosierglied
10 gemäß Fig. 3 in erster Linie dadurch, daß die bereits erwähnte dritte Dosierfläche
26 vorhanden ist, und.daB die daran anschließende erste Dosierfläche 28a, welche
funktionsmäßig der ersten Dosierfläche 18 im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 entspricht,
mit der dritten Dosierfläche 26 einen rechten Winkel einschließt, so daß sie
praktisch
parallel zur zweiten Dosierfläche 24 verläuft und mit der dritten Dosierfläche 26
eine erste Dosierkante 25' bildet, die wie die zweite Dosierkante 25 ausgebildet
ist.
-
An die erste Dosierfläche 28a schließt sich dann wiederum rechtwinklig
eine Fläche 28' an, deren Verlauf jedoch weitgehend funktionsmäßig unkritisch ist,
da sie als Fläche auf die Dosierung keinen Einfluß ausübt. Die Fläche 28' setzt
sich in Richtung auf die nicht dargestellte Abstützung dann mit einer rechtwinklig
zu ihr und parallel zur ersten Dosierfläche 28a verlaufenden Fläche 28'' fort, wobei
mithin die Flächen 28a, 28' und 28'' eine Ausnehmung begrenzen, in welche der elastische
Mantel 44 der Auftragswalze 40 und der darauf befindliche Farbfilm 130 im angedrückten
Zustand des Dosiergliedes 10' hineinragen, wie dieses in Fig. 4 schematisch dargestellt
ist.
-
Der Materialstreifen, aus dem das Dosierglied 10 hergestellt ist,
besteht bei dem Ausführungsbeispiel aus nichtrostendem odehochkarbonisierten Stahl
einer Dicke von etwa 1,3 mm und einer Länge bzw. Tiefe von ca. 9 cm.
-
Der die Dosierkanten 25 und 25' enthaltende, mit einem Feinfinish
zu versehende Abschnitt wurde bei der Herstellung zunächst abgedeckt und das benachbarte
metallene Material wurde sodann durch chemische Bearbeitung entfernt, um die erforderlichen
Metallabschnitte zu entfernen, ohne innere Spannungen zu-hinterlassen oder zu erzeugen,
welche ein Verwerfen des Metallstreifens zur Folge hätten.
-
Die erste Dosierfläche 28a, welche an die dritte Dosierfläche 26 anschließt,
ist zunächst durch Schleifen geglättet worden, um etwa 0,08 mm der an der Oberfläche
befindlichen Rauhigkeit abzunehmen. Die die Ausnehmung 27 begrenzenden bzw. bildenden
Flächen sind sodann elektrisch poliert worden, um ein sehr
glattes
ubertlächentinish zu erzielen. Dieses ist verwirklicht worden, in dem man das Dosierglied
10' zur Anode gemacht und einem Elektrolyt ausgesetzt hat, welches Phosphorsäure
und Butylalkohol enthielt, so daß sich die vorstehenden punktförmigen Erhebungen
auf der Oberfläche im Elektrolyt aufgelöst haben.
-
Bei einer Dicke des Dosiergliedmaterials, also einem Abstand zwischen
der Unterseite 28 und der Oberseite 29, von etwa 1,5 mm, beträgt die Tiefe der Ausnehmung
27 etwa 0,8 mm, so daß die Materialdicke zwischen der Fläche 28' und der Oberseite
29 etwa 0,8 mm beträgt.
-
Die erste Dosierfläche 28a schneidet die dritte Dosierfläche 26 unter
einem Winkel A', der im Ausführungsbeispiel 900 beträgt und der vorzugsweise wenigstens
300 betragen soll, da sich herausgestellt hat, daß sich bei verhältnismäßig kleinen
Winkeln von weniger als 20° an der ersten Dosierfläche Farbe aufbaut, die dann auf
den dosierten Farbfilm 130 herab'tropft, wobei ein solches Herabtropfen bei einem
Winkel von 200 ein solches Herabtropfen allerdings erst nach einigen Minuten beginnt.
Bei einem Winkel A' von 30° kommt es bei Druckfarbe zwar nicht mehr zu einer Ansammlung
von Druckfarbe und einem sich hieraus ergebenden Abtropfen, doch kann ein derart
flacher Winkel insbesondere bei einer Ausgestaltung gemäß Fig. 4 noch zu einem Rattern
des Dosiergliedes 10' bzw. dessen dritter Dosierfläche 26 auf dem elastischen Mantel
44 der Auftragswalze 40 kommen, während bei Winkeln A' von mehr als 300 auch dieser
sich möglicherweise einstellender Rattereffekt nicht mehr auftritt.
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Die zweite Dosierfläche 24 steht etwa unter einem Winkel von 30 zu
einer Fläche 22 des Dosiergliedes 10, welches sodann in die Oberseite übergeht.
-
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Dosiergliedes 10' gemäß
Fig. 4 erstreckt sich die mit einem Feinfinish versehene
zweite
Dosierfläche 24 von der zweiten Dosierkante 25 über eine Entfernung nach oben, die
etwa der Länge bzw. Tiefe der ersten Dosierfläche 28a und damit der Tiefe der Ausnehmung
27 entspricht und demgemäß etwa 0,5 run beträgt, von wo aus sie sodann in die schräg
verlaufende Fläche 22 übergeht.
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Wenn die zweite Dosierfläche 24 zur ersten Dosierfläche 28a parallel
ist, wie dieses bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist,
so kann die dritte Dosierfläche 26 ihr Endfinish erhalten, ohne die Eigenschaften
der ersten Dosierkante 25 beachtlich zu verändern.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß gegebenenfalls auch die Fläche
22 durch die erste Dosierkante 25 verlaufen kann, wobei dann mithin die bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 im Winkel zueinander verlaufenden Flächen 22 und
24 in einer geméinsamen Ebene liegen wurden, und wobei der Anstellwinkel der zweiten
Dosierfläche 24 zu der Tangentialrichtung an der ersten Dosierkante 25 dann entsprechend
dem Anstellwinkel der Fläche 22 beispielsweise unter 30° zur Radialrichtung verlaufen
könnte.
-
Bezüglich des Winkels A' zwischen der ersten Dosierfläche 28a und
der dritten Dosierfläche 26 sei nochmals darauf hingewiesen, daß dieser hinreichend
groß sein muß, um insbesondere dafür Sorge zu tragen, daß die von der Oberfläche
45 der Auftragswalze 40 getragene Farbe sich an der zweiten Dosierkante 25' von
dieser trennt, ohne sich an der ersten Dosierfläche 28a aufzubauen und - gegebenenfalls
erst nach einer gewissen Zeit - ein Herabtropfen von Farbe zu bewirken, was letztlich
zu einer Ungleichförmigkeit des dosierten-Farbfilms 130 führen müßte.
-
Die Auftragswalze Die Auftragswalze 40 besitzt einen hohlen, festen,
rohrförmigen, metallenen Kern 42, der mit einem elastisch nachgiebigen,
nicht
absorbierenden elastischen Mantel 44 versehen ist, welcher eine gleichmäßige glatte
Oberfläche 45 aufweist.
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Der Mantel 44 der Auftragswalze 40 ist, obwohl er - insbesondere im
Vergleich zu seinem Kern 42 - als elastisch zu bezeichnen ist, verhältnismäßig fest
und besitzt beispielsweise eine Härte zwischen 30 und 80 Shore A.
-
Der Mantel 44 der Auftragswalze 40 besteht vorzugsweise aus einem
elastischen Uretan, Polyuretan oder einem gummiähnlichen, elastischen Material,
welches an der Außenseite des aus Metall bestehenden Kern 42 befestigt ist.
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Der elastische Mantel oder Auftragswalze 40 sollte vorzugsweise eine
hohe Zugfestigkeit besitzen und einen ausgezeichneten Abriebwiderstand aufweisen.
Außerdem sollte er gegen Öle, chemische Lösungen und sonstige Chemikalien, die mit
ihm in Berührung kommen könnten, resistent sein. Die gegebenenfalls vorübergehenden
Setzeigenschaften des Mantels 44 sollten verhältnismäßig gering sein, d.h. also
im Verhältnis seiner elastoplastischen Eigenschaften, sollten die elastischen Eigenschaften
den temporären plastischen Eigenschaften weit überwiegen. Außerdem sollte er ein
gutes Erholungsvermögen besitzen und nicht zuletzt aufnahmefähig für die zu dosierende
Flüssigkeit, im vorliegenden Fall also Druckfarbe, sein. Ein geeigneter Mantel 44
kann beispielsweise also aus einem Material hergestellt werden, bei dem ein Polyurethanpolymer
SR35, unter der Marke Catapol von der Rarnco of Marina Del Rey, California erhältlich,
oder ein Harz verwendet wird, welches unter der Marke Solithane gehandelt wird und
beispielsweise von der Firma Thiokol Chemical Corporation of Trenton, New Jersey,
erhältlich ist, und zwar in Kombination mit einem geeigneten Plastiziermittel, um
letztlich den gewünschten elastischen Mantel 44 mit einer Härte von beispielsweise
30 Shore zu bilden.
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Nachdem ein elastischer Mantel 44 gebildet worden ist, kann die Oberfläche
der Walze 40 blank sein, wobei dieser blanke Film auf der Oberfläche dann zweckmäßigerweise
durch eine Schleifbehandlung entfernt wird. Nach einem solchen Schleifen kann die
Oberfläche sodann unter Verwendung eines Schleifpapieres von beispielsweise 180
Körnung geschliffen werden, um eine Oberfläche 45 des elastischen Mantels 44 gleichmäßiger
Ebenheit zu bilden. Mikroskopisch kleine Poren, die während des Betriebes mit Farbe
gefüllt werden, stellen sicher, daß ein kontinuierlicher Farbfilm auf der Oberfläche
45 der Auftragswalze 40 gebildet bzw. aufrechterhalten wird.
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Nach der vorstehend beschriebenen Schleifbehandlung wird vorzugsweise
dann noch ein Endfinish auf die Oberfläche 45 der Auftragswalze 45 aufgebracht,
bei dem Sandpapier sowie schließlich auch noch Stahlwolle verwendet wird, um eine
samtene Oberfläche der Auftragswalze 40 zu erhalten, die völlig frei von "Apfelsinenmusterung"
oder von anderen Oberflächenunregelmäßigkeiten ist. Wie weiter unten noch im einzelnen
ausgeführt ist, müssen die Adhäsionskräfte zwischen den Farbmolekülen und den Molekülen
der Oberfläche 45 des Mantels 44 größer sein als die Kohäsionskräfte zwischen den
Farbmolekülen, um ein Abscheren bzw. Trennen der Farbe zu ermöglichen und damit
letztlich einen gesteuerten Farbfilm auf der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40
zu bilden.
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Bekanntlich ist es praktisch unmöglich, eine Auftragswalze 40 zu konstruieren
bzw. zu fertigen, deren Oberfläche 45 in idealer bzw. perfekter Weise in Umfangrichtung
rund ist, und die darüber hinaus in Längsrichtung in idealer Weise gerade ist, und
die darüber hinaus dann auch noch auf präzise Weise konzentrisch zur Walzenachse
ist. Die Geradheit der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 kann - selbstverständlich
abhängig von der Walzenlänge - auf wirtschaftlich vertretbare Weise innerhalb einer
Toleranz von etwa 0,05 mm über die Länge der Auftragswalze 40 gehalten werden, und
die radiale Exzentrizität kann ebenfalls auf ökonomische Weise annähernd innerhalb
einer Toleranz von etwa 0,04 mm gehalten werden.
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Ein Shore A-Härtemesser wird im allgemeinen verwendet, um die Härte
eines elastischen Walzenmantels anzuzeigen, wobei der Eindringenwiderstand bei einer
konstanten Temperatur von etwa 760F (240 C) im stationären Zustand des Mantels 44
gemessen wird.
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Die auftretende Härte einer elastischen Oberfläche unter dynamischen
Bedingungen weicht in ganz beachtlicher Weise von der Härte ab, die in einem Härtemessertest
unter statischen Bedingungen angezeigt wird. Die Federkonstante eines elastischen
Materials steigt ebenfalls leicht mit wachsender Verformung des Materials.
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Wenn die Belastungsfrequenz eines elastischen Bauteils wächst, so
wächst auch der dynamische Modul oder der Elastizitätsmodul, was dazu führt, daß
das elastische Material - im vorliegenden Fall also das Material des Mantels 44
-härter bzw. steifer wird. Eine periodische Belastung eines elastischen Materials
führt aber außerdem zur Erzeugung von Wärme, wobei eine Temperaturerhöhung zu einer
Herabsetzung der Härte und demgemäß des Elastizitätsmoduls des elastischen Mantels
44 führt.
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Da weiterhin die Oberfläche 45 des Mantels 44 der Auftragswalze 40
vorzugsweise unter Druck in die Oberfläche eines Plattenzylinders eingedrückt wird,
wird am Plattenzylinder ein sich über dessen Länge erstreckender Spalt erzeugt,
wobei diese zyklische bzw. periodische Belastung in einer Wärmeerzeugung in einem
unregelmäßigen Ausmaß an der Umfangsfläche der Oberfläche 45 der Auftragswalze resultiert.
Derartige Temperaturdifferenzen über die Oberfläche 45 können eine wahrnehmbare
Veränderung im radialen Abstand von der Achse der Auftragswalze 40 zu Punkten über
der Oberfläche 40 bewirken, da der thermische Ausdehnungskoeffizient eines elastomeren
Materials, welches zur Bildung von elastischen Walzenmänteln verwendet wird, um
das Mehrfache größer ist als der thermische Ausdehnungskoeffizient von Stahl.
-
Wie bereits erwähnt wurde, kann die Auftragswalze 40 bezüglich ihres
Durchmessers vom Plattenzylinder P abweichen, ohne den Dosiervorgang des Filmes
130 in nachteiliger Weise zu beeinflussen, da das Dosierglied 10 bzw. 10' unabhängig
von den vorhergegangenen Druckbeanspruchungen und unabhängig von wechselnden thermischen
Ausdehnungen innerhalb des Walzenmantels 44 ein "kontinuierliches Band" von Farbe
produziert.
-
Die Abstützeinrichtung für das Dosierglied Wie aus Fig. 1 der Zeichnung
hervorgeht, enthält das Abstützmittel 5 zum Abstützen des in Form eines Kragarmes
ausgebildeten Dosiergliedes 10 einen sich in Walzenlängsrichtung erstreckenden,
länglichen starren Stützträger 50, welcher eine flache bzw. ebene Unterseite 52
sowie eine hierzu im Winkel verlaufende Fläche 54 aufweist, wobei die Flächen 52
und 54 eine sich in Längsrichtung über den Stützträger erstreckende Schulter 55
bilden (s.a. Fig. 2). Lagerzapfen 56 erstrecken sich von den einander gegenüberliegenden
Enden des Stützträgers 50 nach außen und sind drehbar in selbstausrichtenden Buchsen
57 von Lagerblöcken 60 gelagert, welche benachbart einander gegenüberliegenden Seiten
sich nach außen erstreckende Vorsprünge 58 aufweisen.
-
Jeder der Vorsprünge 58 besitzt einen länglichen Schlitz, durch den
sich Verankerungsbolzen 53 erstrecken, mit denen die Lagerböcke 60 am Seitenrahmen
2 des Farbwerkes zu befestigen sind.
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Schrauben 64 erstrecken sich zum Anheben durch Gewindebohrungen in
den Vorsprüngen 58 der Lagerböcke 60 und stehen jeweils mit einer Fläche 65 des
Farbwerk-Seitenrahmens 2 in Berührung, um den Stützträger 50 in vertikaler Richtung
bewegen zu können, wie dieses aus Fig. 1 ersichtlich ist.
-
Schrauben 66 für eine Quereinstellung erstrecken sich durch Gewindebohrungen
in sich nach auswärts erstreckenden Vorsprüngen
68 des Farbwerk-Seitenrahmens
2 und wirken auf Stirnflächen 66' der Vorsprünge 58 ein.
-
Aus den vorstehenden Bemerkungen folgt, daß die Stellung der Lagerblöcke
60 in vertikaler und horizontaler Richtung gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
einstellbar sind, um den Stützträger 50 relativ zur Achse C der Auftragswalze 40
bewegen zu können.
-
Ein Arm 70 ist durch Verschraubung oder auf andere Art und Weise an
das Ende der Lagerzapfen 56 des Stützträgers 50 befestigt und durch eine Kolbenstange
71 eines mit einem Druckmittel betätigenden Zylinders 72 beaufschlagt, so daß er
in-Eingriff mit einem Ende einer Anschlagschraube 74 kommt, die an einen Arm 75
geschraubt oder auf andere Weise an diesem befestigt ist. Es ist erkennbar, daß
der Stützträger 50 relativ zum Lagerblock 60 durch Einstellung der Anschlagschraube
74 relativ zum Arm 75 drehbar ist.
-
Ein Druckregulator R' ist vorgesehen, um den Einlaßdruck im Zylinder
72 in hinreichender Größe einzustellen, um den Arm 70 in fester Anlage an der Anschlagschraube
74 zu halten und die Dosierkante 15 in die Oberfläche 45 des Mantels 44 der Auftragswalze
40 einzudrücken.
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Das Dosierglied 10 ist an der flachen bzw. ebenen Unterseite 52 des
Stützträgers 50 durch Schrauben 76 befestigt, welche sich durch auf Abstand angeordnete
Öffnungen in einem Klemmteil 78 erstrecken, wobei sich übergroße, mit Abstand angeordnete
Durchgangsöffnungen durch den Kragarm erstrecken, und zwar benachbart zu dessen
Rückseite 10. Die Schrauben 76 sind in Gewindebohrungen des Stützträgers 50 eingeschraubt.
Die Schrauben 76 und das Klemmteil 78 wirken zusammen, so daß das Dosierglied 10
gleichmäßig am Stützträger 50 befestigt bzw. diesen gehalten
ist,
und zwar derart, daß seine (zweite) Dosierkante 15 über ihre Länge gleichmäßig federt.
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Bei Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist die Anschlagschraube
74 durch einen mit Gleichstrom gespeisten Getriebemotor 80 ferngesteuert, der mittels
eines Stützarms 81 am Arm 75 befestigt ist. Zwischen der Anschlagschraube 74 und
der Antriebswelle des Getriebemotors 80 ist eine Kupplung 76' vorgesehen.
-
Verbindungsleitungen 82 und 84 erstrecken sich zwischen dem Getriebemotor
80 und einer Steuereinheit 85, mittels welcher die Stellung des Motors zu steuern
bzw. zu kontrollieren ist.
-
Die Steuereinheit 85 ist von konventioneller Bauart und besitzt eine
Gleichstromquelle sowie einen prei-Stellungs-Schalter.
-
Die Steuereinheit 85 besitzt einen mit ihr zusammenwirkenden digitalen
Ableseanzeiger 86, mit dem die Stellung eines nicht dargestellten Drehpotentiometers
anzuzeigen ist, welches an demjenigen Ende der Anschlagschraube 74 angebracht ist,
welches mit dem Arm 70 zusammenwirkt, um eine sichtbare Anzeige der Stellung des
Stützträgers 50 für das Dosierglied 10 bzw. 10' zu schaffen. Die Steuereinheit 85
ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel am Seitenrahmen 3 der Druckpresse
befestigt. Eine der Steuereinheit 85 entsprechende zusätzliche Steuereinheit zur
Steuerung bzw. Feststellung der Motorstellung ist vorzugsweise benachbart zum Ausgabeende
der Druckmaschine angeordnet, so daß die Stellung des Dosiergliedes 10 bzw. 10'
ferngesteuert bzw. von Ferne eingestellt werden kann, wenn bedruckte Bögen inspiziert
werden, um die Farbintensität bzw.
-
-dichte den gewünschten Erfordernissen entsprechend einzustellen.
-
Die Seitenrahmen 2 des Farbwerkes sind mittels einer Welle 90 an einander
gegenüberliegenden Seiten der Druckmaschine an den Seitenrahmen 3 der Druckpresse
befestigt. Ein druckmittelbetätigter Schwenkzylinder 92 ist gelenkig an Laschen
93 befestigt, die an den Seitenrahmen 3 der Druckmaschine befestigt sind. Er besitzt
eine Kolbenstange 94, die gelenkig an einer Lasche 95 befestigt ist, welche durch
Schweißen oder auf andere Weise an den Seitenrahmen 92 des Farbwerkes befestigt
ist. Eine Anschlagschraube 96 ist in eine am Seitenrahmen 3 der Druckmaschine befestigte
Lasche eingeschraubt und so angeordnet, daß sie mit dem Seitenrahmen 2 des Farbwerkes
in Eingriff kommt, wenn Druck zwischen der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 und
der Druckplatte P' in der vorgesehenen Weise ordnungsgemäß herrscht. Eine weitere
Anschlagschraube 98 ist in eine Lasche eingeschraubt, die durch Schweißen oder auf
andere Weise am Seitenrahmen 3 der Druckmaschine befestigt ist, um mit dem Seitenrahmen
2 des Farbwerkes in Eingriff zu kommen, wenn die Rolbenstange 94 des Schwenkzylinders
92 ausgefahren ist, um auf diese Weise die Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 von
der Oberfläche der Druckplatte P' zu trennen.
-
Wie weiter oben bereits ausgeführt worden ist, stehen endseitige Seitenwände
6 in dichtendem Eingriff mit einander gegenüberliegenden Enden der Auftragswalze
40 und bilden einander gegenüberliegende Stirnseiten des Farbvorrates R.
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Ein plattenförmiges Rückhaltemittel 100 zum Zurückhalten der Farbe
steht in dichtendem Eingriff mit der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40, wie in
den Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellt ist, und besitzt einander gegenüberliegende
Enden, die mit den stirnseitigen Seitenwänden 6 oder den Stützträgern 50 verbunden
sind. Die Unterkante 102 des Farb-Rückhaltemittels 100 steht vorzugsweise in einem
geringen Abstand zur Oberfläche 45 der Auftragswalze 40, wobei dieser Abstand beispielsweise
0,5 mm
betragen kann.
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Das Farb-Rückhaltemittel 100 stellt die Eintrittsseite des Farbvorrates
R dar.
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Die Austrittsseite des Farbvorrates R wird durch ein Schild 34 gebildet,
welches mit Schrauben 35 am Stützträger 50 befestigt ist. Da Farbe thixotrop ist,
wird die Farbviskosität beachtlich vermindert, wenn die Farbe in Bewegung ist, verglichen
mit der Farbviskosität im nichtbewegten Zustand.
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Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist an dem Seitenrahmen 2 ein Farbbeweger
110 befestigt, mit dem die in dem Farbvorrat R befindliche Farbe in Bewegung gehalten
wird.
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Der Farbbeweger 110 ist von konventioneller Bauart und wird beispielsweise
von der Firma Baldwin-Gegenheimer, Stamford, Cincinnaticut/USA, geliefert.
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Der Farbbeweger 110 weist allgemein gesprochen eine Zahnstange und
einen Zahnstangenritzel auf, wobei sich die Zahnstange in Längsrichtung quer über
den oberen Abschnitt des Farbvorrates R erstreckt und einen Mischkopf trägt, der
durch einen Motor mit konstanter Geschwindigkeit von einer Kette angetrieben wird.
Wenn der'Mischkopf sich einer Stirnwand 6 nähert, die benachbart zu einem Ende der
Auftragswalze 40 angeordnet ist, so kippt er seine Bewegung um und bewegt sich zur
anderen Seite des Farbvorrates R. Der Farbbeweger 110 dreht sich in der Druckfarbe,
um auf diese Weise eine Art Rührbewegüng auszuüben und damit Ungleichmäßigkeiten
in der Farbviskosität längs des Farbvorrates R zu verhindern.
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Wirkungs- und Betriebsweise Die Arbeits- und Funktionsweise der vorstehend
beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:
Das Dosierglied 10 wird
ausgerichtet und an der Unterseite 52 des Stützträgers 50 durch die Schrauben 76
befestigt. Die Verankerungsbolzen- bzw. Schrauben 53 werden gelöst, um eine Bewegung
der Lagerblöcke 60 relativ zum Seitenrand 2 des Farbwerkes zu ermöglichen.
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Die Schrauben 66 zur seitlichen Einstellung werden angebracht bzw.
betätigt, um den Lagerblock 60 relativ zur Auftragswalze 40 zu bewegen und die Dosierkante
15 des Dosiergliedes O relativ zur Oberfläche 45 auf dem elastischen Mantel 44 der
Auftragswalze 40 auszurichten.
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Die Schrauben 64 zum Anheben werden angebracht bzw. betätigt, um die
winkelmäßige Einstellung zwischen der zweiten Dosierfläche 12 des Dosiergliedes
10 radial zur Auftragswalze 40 vorzunehmen.
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Nachdem die der Dosierkante 15 des Dosiergliedes 10 mit der Oberfläche
45 der Auftragswalze 40 ausgerichtet und die winkelmäßige Einstellung zwischen der
zweiten Dosierfläche 12 und einer sich radial zur Auftragswalze 40 erstreckenden
Radiallinie vorgenommen worden ist, werden d fe die Verankerungsschrauben 53 angezogen,
um die Lagerblöcke 60 relativ zu den Seitenrahmen 2 starr zu befestigen.
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Die Dosierkante 15 befindet sich nun in "Kußberührung" mit der Oberfläche
45 der Auftragswalze 40. Eine bestimmte Farbmenge, und zwar mehr Farbe als zum Einfärben
der Druckplatte P' des Plattenzylinders P erforderlich ist, wird aus dem Farbvorrat
R auf die Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 aufgebracht, und zwar auf denjenigen
Abschnitt, der sich sodann auf die zweite Dosierfläche 12 des Dosiergliedes 10 zubewegt.
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Nachdem die Dosierkante 15 in 11Kußberührung" mit der Oberfläche 45
gebracht worden ist, wird die Anschlagschraube 74 gedreht, was zur Folge hat, daß
sich der Stützträger 50-aus der in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien eingezeichneten
Stellung in eine Stellung dreht, die in Fig. 2 mit strichpunktierten Linien dargestellt
ist. Dieses hat eine Ablenkung bzw. Verbiegung des Kragarmes zur Folge und die flexible,
feingefinishte Dosierkante 15 wird gegen den elastischen Mantel 44 der Auftragswalze
40 gedrückt-, um in ihrem Verlauf mit dieser übereinzustimmen. Eine Drehung der
Auftragswalze 40 bewegt nunmehr Farbe aus dem Farbvorrat R gegen die zweite Dosierfläche
12 und damit die Dosierkante 15, was zur Folge hat, daß sich auf der Oberfläche
45 ein Farbfilm 130-bestimmter Dicke bildet, dessen Dicke auf eine weiter unten
noch zu beschreibende Weise verändert werden kann.
-
Geht man davon aus, daß die (zweite) Dosierkante 15 (bzw. daß darüber
hinaus noch die Dosierflächen enthaltende -Dosierglied) an einem Ende eines an seinem
anderen Ende fest abgestützten Kragarmes befestigt ist, so ist die Gleichung für
die elastische Verbiegung Y = F (2L - 3L2 x + x3) - 6EI Bei einem Prototyp war der
Abstand zwischen der Schulter 55 und der zweiten Dosierfläche 12 des Dosiergliedes
10, also der Abstand der den nicht abgestützten Abschnitt des Kragarmes ausmachte,
4,13 cm, und der Abstand zwischen der ersten Dosierfläche 18 und der Oberseite 19,
also die Dicke des Tragarms, betrug etwa 0,8 mm, wobei eine statische Belastung
von etwa 0,7 kp/cm auf die Dosierkante 15 aufgebracht wurde.
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Der Elastizitätsmodul E des Dosiergliedes 10 betrug etwa 1,9 x 106
kp/mm2 Das Trägheitsmoment eines rechteckigen Abschnittes beträgt bh3 . 12,
worin
b die Breite bzw. Länge der Basis des rechtwinkligen Abschnittes und h dessen Höhe
ist. Das Trägheitsmoment des Dosiergliedes 10, welches eine Dicke von etwa 0,8 mm
aufwies, wurde zu etwa 0,95 x 10-6 je Zentimeter-Länge des Kragarmes errechnet.
-
An dem nichtabgestützten Ende des Kragarmes besitzt die Größe x den
Wert Null, so daß die Durchbiegung Y dort F x L3 . 3EI ist. Hieraus ergab sich eine
rechnerische Durchbiegung von etwa O, 56mm am nichtabgestützten Ende des Kragarmes
bei einer Belastung von etwa 2,18kr je Zentimeter Länge der (ersten) Dosierkante
15. Als Federkonstante ergab sich hieraus für den Kragarm ein Wert von etwa 1,23
mm je kp auf die Dosierkante 15 aufgebrachte Kraft bzw. etwa 8 kp je Zentimeter
Länge der Dosierkante 15.
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Selbstverständlich stellt die obige Gleichung für die elastische Verformung
nur eine Näherungsrechnung für die Verformung der Dosierkante 15 dar, da das Dosierglied
10 nicht an der Schulter 55 des Stützträgers 50 fest abgestützt ist. Es ist jedoch
ersichtlich, daß bei dieser Konstruktion der die Dosierkante 15 (und die Dosierflächen)
enthaltende Abschnitt des Dosiergliedes 10 in radialer Richtung zur Auftragswalze
40 elastisch nachgiebig ist.
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Die von der Dosierkante 15 des Dosiergliedes 10 bei dem vorstehenden
Ausführungsbeispiel durchgeführte Ablenkung bzw. Verbiegung wurde zu mehr als 0,5
mm gemessen, wenn eine durchschnittliche statische Belastung von etwa 0,18 kp je
Zentimeter Länge der Dosierkante 15 aufgebracht wurde. Durch Division dieser Kraft
von etwa 0,18 kp/cm durch die elastische Verformung des Dosiergliedes 10 ergibt
sich, daß die Federkonstante des Dosiergliedes 10 beträchtlich gesenkt wurde. Die
errechnete Federkonstante wich mithin von der tatsächlichen elastischen Verbiegung
des Dosiergliedes 10 aufgrund der oben errechneten Federkonstanten ab, doch wurde
bereits erwähnt, daß eine derartige Abweichung der errechneten Federkonstanten von
der tatsächlichen gemessenen zu erwarten war.
-
Wie weiter unten noch im einzelnen erläutert wird, ist der Gesamtweg,
um den die Dosierkante 15 ausgelenkt wird plus dem Weg, um den die Dosierkante 15
in die elastische Oberfläche der Walze eingedrückt wird, wesentlich größer als der
Maximalabstand zwischen Punkten der Walzenoberfläche 45 und der Dosierkante 15,
wenn diese in "Kußberührung" gebracht werden bzw. worden sind. Unregelmäßigkeiten
der Walzenoberfläche 45 oder Herstellungsungenauigkeiten sowie ein geringfügiger
wellenförmiger Verlauf der Dosierkante 15 können in einem maximalen Abweichungsfehler
von etwa 0,05 mm resultieren, so daß die Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 und
die Dosierkante 15 über ihre Länge keinen genau konformen Lauf besitzen, wenn sie
aneinander zu allererst in einer "Kußberührung" berühren.
-
Wenn die Dosierkante 15 um etwa 5 mm ausgelenkt ist und in die Walzenoberfläche
45 um etwa 0,6 mm eingedrückt ist, so würde die Ausgangsauslenkung von etwa 0,05
mm etwa 1 % des Gesamtweges von ca. 5,8 mm betragen. Da die Dosierkante 15 und der
Mantel 44 der Auftragswalze 40 elastisch nachgiebig sind, passen sie sich aufgrund
ihrer Flexibilität einander konform an. In diesem konformen Zustand ist der Druck
längs des streifenförmigen Berührungsabschnittes im wesentlichen.konstant und der
Einfluß geringfügiger Druckdifferenzen weitgehend unbeachtlich.
-
Der durch elastische Verformung bzw. Verbiegung und Eindrückung entstehende
Gesamtabstand bzw. Gesamtweg trägt zweckmäßigerweise mehr als das Zehnfache der
Ursprungsauslenkung, so daß der maximale Fehler, nachdem die Dosiert kante 15 und
die Oberfläche 45 in gegenseitige Druckberührung gebracht worden sind, weniger als
10 % beträgt, wodurch eine Farbfilmdicke erreicht wird, die zu einer Druckqualität
führt, welche von Druckern bezüglich der Gleichförmigkeit der Farbdichte bzw. -intensität
als annehmbar betrachtet wird.
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Bei einer sehr genauen Steuerung der Farbintensität sollte diese jedoch
über die Oberfläche eines bedruckten Blattes nicht mehr als etwa 5 % Abweichungen
aufweisen.
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Aus Figur 5 ergibt sich jedoch deutlich, daß der gewünschte Farbfilm
sowohl bei den Lastpunkten P2 und P4 erreicht werden kann, ebenso wie ein Bereich
von P1 bis P3 oder von P3 bis P5.
-
Obwohl der Bereich von P3 bis P5, wie oben erklärt wurde, gleichmäßiger
sein wird, führt dieser Bereich zu einer größeren Verformung der elastischen Rolle,
was wiederrum zur Erzeugung von Hitze und möglicherweise zu einem früheren Ausfall
des Rollenmateriales führen kann. Bezüglich der Hitze, der Energie und der Lebensdauer
der Rolle ist es wünschenswert, in dem Bereich von P1 bis P3 zu arbeiten. Die geringere
Last in diesem Bereich verursacht weniger Hitze, benötigt weniger Energie und führt
zu geringeren Problemen mit den Rollenmaterial. Diese geringe Last führt jedoch
zu einer geringeren gemeinsamen Auslenkung der Dosierkante 15 und der Oberfläche
45 der Auftragswalze40, dies kann bezüglich einer anfänglichen Unebenheit der Dosierkante
15 und der Rollenoberfläche von angenommenen O,o5 mm genug sein, um zu einer Ungleichmäßigkeit
des Farbfilms 130 zu führen. Zum Ausgleich von Unebenheiten von 0,05 mm dienen Mittelwie
die Justierschrauben 33 zur Auslenkung des Dosiergliedes 10, so daß der Druck zwischen
der Kante 15 und der Oberfläche 45 gleichmäßig wird ohne starke Verformung der Oberfläche
45 der Auftragswalze 40. Es können daher nach einer ersten Berührung der Oberfläche
45 und der Dosierkante 15 die Justierschrauben 33 eingestellt werden. Das Dosierglied
10 kann im Bereich einer Vertiefung der Oberfläche 45 mehr und im Bereich einer
Erhöhung der Oberfläche 45 weniger verbogen werden.
-
Wie in Fig. 3 der Zeichnung dargestellt ist, wird die Dosierkante
15 des Dosiergliedes 10 in Druckberührung mit der Oberfläche 45 der Auftragswalze
40 gebracht, so daß das elastische Material des Walzenmantels 44 eingedrückt wird,
wobei sich stromaufwärts zur zweiten Dosierfläche 12 eine Art Wulst oder Welle 120
im Mantel 44 bildet, während sich stromabwärts zur Dosierkante 15 eine Art Rille
oder ein Kanal 125 ausbildet. Dieses bildet gemeinsam eine (spaltförmige) oeffnung,
durch welche Farbe extrudiert wird. Die spaltförmige Öffnung ist auf ihrer einen
Seite durch einen Abschnitt der zweiten Dosierfläche 12 sowie der Dosierkante 15
begrenzt, und auf ihrer
anderen Seite durch einen Abschnitt der
Oberfläche 45, und zwar vermutlich durch einen Abschnitt, der zwischen dem Wulst
120 oder dessen Flanke und dem unmittelbar der in einem Feinfinish versehenen Dosierkante
15 benachbart liegenden Abschnitt der Oberfläche 45 liegt. Da der das Dosierglied
10 haltende Kragarm der Dosierkante 15 gestattet, der Kontur der Auftragswalze zu
folgen, bewegt sich der Dosierspalt automatisch radial relativ zur Achse C der Auftragswalze
40. Da der Dosierspalt durch Zusammen wirken der einander gegenüberliegenden, flexiblen
Bauteile, nämlich der Dosierkante 15 und der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40
gebildet wird, ist diese Bewegung wünschenswert, wenn ein weitgehend konstanter
Druck auf die durch den Dosierspalt extrodierte Farbe aufrechterhalten werden soll.
-
Die Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 ändert sich bezüglich ihrer
Kontur ständig aufgrund ihres oben bereits erörterten "elastischen Gedächtnisses",
aufgrund von Temperaturschwankungen sowie aufgrund von Veränderungen des dynamischen
Elastizitätsmoduls, wenn sich die Walze dreht, wie vorstehend bereits erörtert worden
ist. Demgemäß ist es wichtig, daß sich die Dosierkante 15 selbsttätig in Radialrichtung
zu bewegen ist und in ihrer Längsrichtung flexibel ist, um sich den Konturveränderungen
der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 anpassen zu können.
-
Es sei noch darauf hingewiesen, daß die auf der.Oberflache 45 der
Auftragswalze 40 vorhandene Farbe während des Betriebes die zweite Dosierfläche
12 beaufschlagt, was benachbart dem Wulst 120, insbesondere wohl an dessen der zweiten
Dosierfläche 12 zugekehrter Flanke, einen Abschnitt turbulenter Strömung erzeugt.
Obwohl die Dosierkante 15,wie in Fig. 3 dargestellt, elastisch nach unten gedrückt
wird, ist die zweite Dosierfläche 12 derartig ausgebildet und angeordnet, daß sie
ein Anheben der Dosierkante 15 unter der Einwirkung hydrodynamischer Kräfte,
anderen
Seite durch einen Abschnitt der Oberfläche 45, und zwar vermutlich durch einen Abschnitt,
der zwischen dem Wulst 120 oder dessen Flanke und dem unmittelbar der in einem Feinfinish
versehenen Dosierkante 15 benachbart liegenden Abschnitt der Oberfläche 45 liegt.
Da der das Dosierglied 10 haltende Kragarm der Dosierkante 15 gestattet, der Kontur
der Auftragswalze zu folgen, bewegt sich der Dosierspalt automatisch radial relativ
zur Achse C der Auftragswalze 40. Da der Dosierspalt durch Zusammen wirken der einander
gegenüberliegenden, flexiblen Bauteile, nämlich der Dosierkante 15 und der Oberfläche
45 der Auftragswalze 40 gebildet wird, ist diese Bewegung wünschenswert, wenn ein
weitgehend konstanter Druck auf die durch den Dosierspalt extrodierte Farbe aufrechterhalten
werden soll.
-
Die Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 ändert sich bezüglich ihrer
Kontur ständig aufgrund ihres oben bereits erörterten 'elastischen Gedächtnissesl',
aufgrund von Temperaturschwankungen sowie aufgrund von Verånderungen des dynamischen
Elastizitätsmoduls, wenn sich die Walze dreht, wie vorstehend bereits erörtert worden
ist. Demgemäß ist es wichtig, daß sich die Dosierkante 15 selbstttig in Radialrichtung
zu bewegen ist und in ihrer Längsrichtung flexibel ist, um sich den Konturveränderungen
der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 anpassen zu können.
-
Es sei noch darauf hingewiesen, daß die auf der Oberfläche 45 der
Auftragswalze 40 vorhandene Farbe während des Betriebes die zweite Dosierfläche
1? beaufschlagt, was benachbart dem Wulst 120, insbesondere wohl an dessen der zweiten
Dosierfläche 12 zugekehrter Flanke, einen Abschnitt turbulenter Strömung erzeugt.
Obwohl die Dosierkante 15,wie in Fig. 3 dargestellt, elastisch nach unten gedrückt
wird, ist die zweite Dosierfläche 12 derartig ausgebildet und angeordnet, daß sie
ein Anheben der Dosierkante 15 unter der Einwirkung hydrodynamischer Kräfte,
die
durch die Farbe auf das Dosierglied 10 einwirken, verhindert. Dieses wird nicht
zuletzt dadurch erreicht, daß die Dosierkante 15 naher an der Achse C der Auftragswalze
liegt als jeglicher anderer Punkt des Dosiergliedes 10. Die aufgrund einer geringfügigen
Abrundung letztlich gleichsam als stumpf zu bezeichnende, mit einem Feinfinish versehene
Dosierkante 15 verformt den elastischen Mantel 44 der Auftragswalze 40 günstigerweise
so, daß ein Dosierspalt zum Bilden eines Farbfilms von genau steuerbarer Dicke gebildet
wird.
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Der unmittelbar stromabwärts zur Dosierkante 15 liegende Abschnitt
der ersten Dosierfläche 18 des Dosiergliedes 10 ist so angeordnet, daß der dosierte
Farbfilm nur an der (ebenfalls in der ersten Dosierfläche 18 liegenden) Dosierkante
15 in Berührung mit der ersten Dosierfläche 18 des Dosiergliedes 10 ist, um auf
diese Weise zu erreichen, daß der Farbfilm 130 sich unverzüglich vom Dosierglied
10 trennt, wenn er die Dosierkante 15 passiert hat, um zu verhindern, daß sich Farbe
an der ersten Dosierfläche 10 entlang bewegt, was dazu führen würde, daß sie sich
dort aufbauen und schließlich abtropfen würde, so daß letztlich der durch die Dosierung
erzielte gleichförmige Farbfilm 130 zumindest teilweise zerstört werden würde.
-
Bei dem in Fig. 4 der Zeichnung dargestellten Ausgestaltungsbeispiel
des Dosiergliedes 10' ist insbesondere zu diesem Zweck der Verlauf der dort mit
28å bezeichneten ersten Dosierfläche zur Auftragswalze 40 noch erheblich steiler
als beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, was u.a. mit Sicherheit dazu führt, daß
sich die an den Dosierkanten 25 und 25' dosierte Farbe an der ersten Dosierkante
25' von dem Dosierglied 10' trennt. Es sei nochmals daran erinnert, daß durch Schaffung
der Ausnehmung 27 das Dosierglied 10' gemäß Fig. 4
im Querschnitt
an seinem freien Ende gleichsam einen Absatz aufweist, der durch die erste Dosierfläche
28a, die rechtwinklig dazu verlaufende, schmale dritte Dosierfläche 26 und die im
wesentlichen parallel zur ersten Dosierfläche 28a verlaufende zweite Dosierfläche
24 begrenzt ist. Dabei verläuft die Fläche 28' der Ausnehmung 27 nach außen geschwenkt
im Winkel zur Bewegungsrichtung des Farbfilms 130 und damit zur Tangentialrichtung
an die Auftragswalze 40, so daß es unter keinen Umständen dazu kommen kann, daß
die Walzenoberfläche 45 bzw. der auf ihr befindliche Farbfilm 130 in Berührung mit
der sich an die erste Dosierfläche 28a anschließenden Fläche 28' der Ausnehmung
27 kommen kann.
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Sowohl bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 3 wie auch bei der Ausgestaltung
gemäß Fig. 4 ist mithin das Dosierglied 10 bzw. 10' jeweils so geformt und angeordnet,
daß sich der Farbfilm 130 unverzüglich vom Dosierglied 10 bzw. 10' trennt, wenn
er in Bewegungsrichtung die letzte Dosierkante 15 bzw.
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25' passiert hat, also noch bevor die Oberfläche 45 der Auftragswalze
40 in ihre entspannte, nichteingedrückte Stellung zurückkehrt.
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Bei den Versuchen mit der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen
Vorrichtung wurde herausgefunden, daß die Dicke des Farbfilms 130 zunächst bis zu
einem Minimalwert abnimmt, wenn die Kraft, mit welcher das Dosierglied an die Oberfläche
45 gedrückt wird, zunimmt, und daß bei einem weiteren Ansteigen der Andrückkraft
die Dicke des Farbfilms 130 wieder zunimmt (!).
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Dieses überraschende Phänomen ist in Fig. 5 dargestellt.
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Wenn eine leichte Anpreßkraft auf den Dosierabschnitt des Dosiergliedes
10 bzw. 10' ausgeübt wurde, so nahm die Farbintensität bei Belastung ab, war jedoch
über den Umfang der Fläche 45 der Auftragswalze 40 gleichförmig. Bei einer solchen
geringen Anpreßkraft zeigte sich jedoch, daß die Farbintensität
in
Querrichtung, also in Längsrichtung der Walze, nicht gleichförmig war. Der hierfür
verantwortliche Grund ist bereits weiter oben erörtert worden.
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Wurde die Kraft nun.gesteigert, so verminderte sich die Farbfilmdicke
auf der Walze, stieg dann aber Uberraschenderweise nach Erreichen einer bestimmten
Anpreßkraft wieder an. Die Farbdichte wurde dabei jedoch geradezu extrem gleichmäßig
in Querrichtung bzw. in Längsrichtung der Auftragswalze 40 gesehen, wenn bei dem
untersuchten Ausführungsbeispiel die Belastung einen statischen Durchschnittswert
von etwa 4 pounds je inch bezogen auf die Länge der Dosierkante 15 bzw. die Breite
des Dosiergliedes 10 erreicht hatte, was mithin etwa einem Wert von 0,7 kp/cm entspricht.
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Dieses Phänomen, bei dem bei einem Schwellwert des Druckes die Farbfilmdicke
plötzlich aufhört abzunehmen und mit weiter steigendem Druck wieder zuzunehmen,
konnte dann beobachtet werden, wenn die Dosierkante 15 die vordere Unterkante eines
an einem Kragarm angeordneten Dosiergliedes darstellt. Die Fig. 3 und 4 zeigen Dosierglieder
10 bzw. 10' in einem derartig in die Oberfläche 45 der Auftragswalze eingedrückten
Zustand in einer solchen Stellung, daß die auf die Dosierkante ausgeübte Biegebeanspruchung,
der Druck und die Eindrückung und demgemäß die Farbfilmdicke (welche die Färbung
bestimmt) im wesentlichen konstant sind.
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Aus Fig. 5 ist erkennbar, daß die Dicke des Farbfilms 130 in Abhängigkeit
von der Eindrückung der Dosierkante 15 in die Oberfläche 45 des elastischen Mantels
44 der Auftragswalze 40 variiert. Wie weiter oben beschrieben worden ist, nimmt
die Dicke des Farbfilms 130 verhältnismäßig schnell bzw.
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stark bis zu einem Minimalwert ab und steigt dann wieder an, wenn
die Eindrückung anwächst. Unregelmäßigkeiten oder Ungleichmäßigkeiten
in
den Flächen des Dosiergliedes 10 und der Auftragswalze 40 sind in dem Dosierfarbfilm
130 zu beobachten, bis die Dosierkante 15 so weit eingedrückt ist, daß die unterschiedliche
Dosierkantenverbiegung über die Länge der Dosierkante 15 im Verhältnis zur Gesamtverbiegung
bzw. Auslenkung klein ist und beispielsweise weniger als 10 % beträgt. Von diesem
Zustand an wird der Farbfilm regelmäßiger und gleichmäßig und verbleibt dann auch
im wesentlichen gleichmäßig, wenn die Dosierkante 15 durch stärkere Anpressung weiter
ausgebogen und in die Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 eingedrückt wird.
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Die gestrichelten Linien X und Y in den Figuren 3 und 4 stellen die
Ausbuchtungen gegenüber den Dosierkanten 15 oder 25 dar, wenn eine geringe Last
auf das Dosierglied 10 oder 10' aufgebracht wird, dies macht die Verformung deutlicher,
wenn die Last in dem Bereich von P1 bis P3 liegt.
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Es wurde beobachtet, daß die Dicke des minimalen Farbfilms gemäß dem
untersten Kurvenpunkt in Fig. 5 maßgeblich von dem Winkel beeinflußt und damit gesteuert
wird, der zwischen der zweiten Dosierfläche 12 und der Radialrichtung der Auftragswalze
40 (an der Dosierkante 15) besteht,also dem Winkel der Anstellfläche der zweiten
Dosierfläche 12 zur Oberfläche 45 der Auftragswalze 40.
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Wenn die zweite Dosierfläche 12 aus der in Fig. 3 dargestellten Stellung,
in welcher sie dort in Richtung auf den Wulst 120 gekippt ist, im Uhrzeigersinne
in eine Stellung gekippt bzw.
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geschwenkt wird, in welcher die zweite Dosierfläche 12 eine dort strichpunktiert
eingezeichnete Linie passiert, welche sich radial zur Walze 40 erstreckt, so wird
die aus Fig. 5 ersichtliche minimale Filmdicke verändert. Durch Veränderung des
Anstellwinkels der zweiten Dosierfläche 12 zur Oberfläche
45 der
Auftragswalze 40 bzw. zu der durch die Dosierkante 15 verlaufenden Radialrichtung
hält man mithin eine Scharr von Kurven gemäß Fig. 5, wie dieses in Fig. 6 dargestellt
ist.
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Aus den vorhergehenden Bemerkungen ist ersichtlich, daß die Dicke
des Farbfilms 130 durch Drehen bzw. Schwenken der zweiten Dosierfläche 12 und die
Dosierkante 15 oder durch wachsende Anpressung und Eindrückung der Dosierkante 15
an die bzw.
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in die Oberfläche 45 des elastischen Mantels 44 der Auftragswalze
40 verändert werden kann.
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Es wurde außerdem beobachtet, daß sich die Dicke des Farbfilms 130
durch Veränderung der Farbviskosität im Farbvorrat R beeinflussen und damit verändern
läßt. Die Viskosität der im Farbreservoir R enthaltenden Farbe kann durch Einstellung
der Temperatur von Wasser oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit beeinflußt und
damit verändert werden, welche durch die Schläuche 7 und die Leitung 5' im Stützträger
50 zu leiten ist.
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Es sei weiterhin darauf verwiesen, daß die minimale Filmdicke, welche
als Ergebnis der winkelmäßigen Einstellung zwischen der zweiten Dosierfläche 12
zur Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 bzw. der durch die Dosierkante 15 verlaufenden
Radialrichtung der Auftragswalze 40 zu -erzielen ist, dazu führen kann, daß Farbe
vollständig von der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 entfernt wird, und zwar vor
demjenigen Punkt, bei dem die Filmdicke beginnt wieder anzusteigen. Zur Verhinderung
einer Beschädigung der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 sollte daher die Farbfilmdicke
während der Einstellung beobachtet werden.
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Figur 7 der Zeichnung zeigt in einem Diagramm das vorstehend
diskutierte
Phänomen, welches sich in einem Anwachsen der Gleichmäßigkeit der Farbdichte auf
einem bedruckten Blatt niederschlägt, wenn die Kraft, mit welcher die Dosierkante
15 elastisch in Druckberührung mit der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 gebracht
wird, anwächst.
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Wie weiter oben in den Hinweisen zur Fig. 10 der Zeichnung ausgeführt
wurde, ist die Farbintensität der auf ein Blatt gedruckten Farbe an über die Fläche
des bedruckten Blattes verteilten Punkten gemessen worden. Dabei wurde -die maximale
und minimale Farbdichte registriert Es wurden Blätter bei unterschiedlichen Belastungen
bzw. Anpreßkräften der Dosierkante 15 des Dosiergliedes 10 an die elastische Oberfläche
45 der Auftragswalze 40 ausgewählt und gemessen.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die Veränderung bzw. der Unterschied
der Farbintensität zwischen Maximum und Minimum auf einem Blatt abnahm, wenn die
Kraft mit welcher die Dosierkante 15 in Druckberührung mit dem elastischen Mantel
44 der Auftragswalze gebracht wurde, vergrößert wurde, wie dieses in Fig. 7 aus
den Abständen D1, D2 und D3 erkennbar ist.
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Wenn die auf die Dosierkante 15 in Richtung auf die elastische Oberfläche
45 ausgeübte Kraft wächst, so wird das am Ende des Kragarmes angeordnete Dosierglied
10 elastisch verformt, wobei diese Verformung mi-t größer werdender Kraft zunimmt.
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Dieses hat zugleich zur Folge, daß der elastische Mantel 44 der Auftragswalze
40 elastisch verformt bzw. eingedrückt wird.
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Außerdem wird die Dosierkante 15 dabei geringfügig über ihre Länge
verformt - nämlich aufgrund ihrer flexiblen Eigenschaften - so daß die Dosierkante
15 und die Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 an der Berührungslinie bzw. am Berührungsabschnitt
konform verlaufen, selbst wenn dieses in der Position einer Erstberührung, die weiter
oben wiederholt als "KußberUhrung"
bezeichnet worden ist, nicht
genau der Fall ist. Die elastische Verformung des Dosiergliedes 10, die Verformung
seiner Dosierkante 15 über ihre Länge gesehen und die Eindrückung des Mantels 44
wirken zusammen, um einen ordnungsgemäßen Farbfilm bzw. eine ordnungsgemäße Farbfilmdicke
und eine gleichmäßige Farbverteilung über die Fläche eines bedruckten Blattes zu
erhalten.
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Wenn die Verformungen zu groß werden, wird es notwendig, mit einer
geringen Last zu arbeiten, was zu einer Ungleichmäßigkeit führen kann. Aus diesem
Grunde sind die Justierschrauben 33 vorgesehen, mit deren Hilfe die Gleichmäßigkeit
erreicht werden muß.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 8 der Zeichnung sei weiterhin darauf hingewiesen,
daß am Stützträger 50 eine Art Trommelanzeige (dial indicator) angebracht worden
war, der mit der Oberseite 19 des Dosiergliedes 10 benachbart der zweiten Dosierfläche
12 im Eingriff stand. Wenn die Auftragswalze 40 gedreht wurde, betrug die Gesamtanzeige
etwa 0,015 mm. Dieses zeigte an, daß der Auslauf des Radius der Oberfläche 45 der
Auftragswalze 40 etwa 0,0075 mm betrug, und daß die Dosierkante 15 des Dosiergliedes
10 sich bei jeder Drehung der Auftragswalze 40 um 0,015 mm bewegte. Wenn die Umfangsgeschwindigkeit
der Auftragswalze 40 erhöht wurde, so blieb die Größe der Bewegung der Dosierkante
15 im wesentlichen etwa unterschiedlichen Oberflächengeschwindigkeiten der Auftragswalze
40 konstant.
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Die Gesamtablenkung bzw. Gesamtverformung oder -verbiegung des Dosiergliedes
10 stieg jedoch an, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Auftragswalze 40 vergrößert
wurde.
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Demgemäß bewegt sich die Dosierkante 15 des Dosiergliedes 10 automatisch
relativ zur Achse C der Auftragswalze 40 bei jeder Drehung der Auftragswalze 40
und in Abhängigkeit von Veränderungen der Auftragswalze 40 und wird durch die Justierschrauben
33 nicht behindert.
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Fig. 9 der Zeichnung zeigt, daß die Farbfilmdicke über einen großen
Geschwindigkeitsbereich im wesentlichen konstant blieb, und daß sie demgemäß unabhängig
von der Emfangsgeschwindigkeit der Auftragswalze 40 ist.
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Wie weiter oben beschrieben worden ist, bewegt sich die Dosierkante
15 des Dosiergliedes 10 automatisch in Radialrichtung, wenn die Auftragswalze 40
rotiert. Das Dosierglied 10 ist jedoch so angeordnet, daß die zweite Dosierfläche
12 und die Dosierkante 15 in tangentialer Richtung fest abgestützt sind. Es ist
erkennbar, daß die auf die zweite Dosierfläche 12 als Ergebnis der Beaufschlagung
durch die ankommende Farbe ausgeübte Kraft im wesentlichen tangential zur Auftragswalze
40 verläuft, und daß das Dosierglied 10 derart im Winkel zur Tangentialrichtung
angeordnet ist, daß es in im wesentlichen tangentialer Richtung zur Auftragswalze
40 sehr steif ist.
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Während es sich als notwendig erwiesen hat, daß das Dosierglied 10
bezüglich der Dosierkante 15-in im wesentlichen radialer Richtung elastisch nachgiebig
gehalten ist, muß es hinreichend stark ausgebildet sein, um die zweite Dosierfläche
12 und die feingefinishte Dosierkante 15 bilden zu können. Das Dosierglied 10 sollte
nicht zu dünn ausgebildet sein, da bei Beaufschlagung einer dünnen Platte in Plattenrichtung
mit einer Druckkraft eine Neigung zum Ausbauchen und zum Verwerfen auftritt, wie
dieses bei einem langen, dünnen axial mit einer Kraft beaufschlagten Bauteil bekanntlich
der Fall ist.
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Die Farbintensität der auf ein Blatt gedrückten Farbe wurde mit einem
"SOS-40" Digital-Reflexions-Dichtemesser gemessen, wie er beispielsweise von der
Firma Consar Corporation, Garland, Texas/USA, hergestellt und vertrieben wird. Die
bei der Farbe gelb gemessenen Farbdichtewerte in Länge und Querrichtung eines bedruckten
Blattes sind in Fig. 10 eingezeichnet. Es ist erkennbar, daß die Farbsteuerung bzw.
-gleichmäßigkeit in Querrichtung nur so geringe Abweichungen aufweist, ebenso wie
in Längsrichtung.
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Andere Farben, nämlich Magneta, Cyan und Schwarz wurden mit gleich
guten Werten durchgemessen.
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Das Digitaldiagramm gemäß Fig. 10 zeigt, daß eine gleichmäßige Farbstärke
von dem Dosierglied 10 auf der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 zugemessen bzw.
dosiert worden ist, wenn dieses in dem Bereich zwischen P1 und P3 arbeitet, wie
dies in Fig. 5 dargestellt worden ist.
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Es hat sich gezeigt, daß die erforderliche Antriebskraft zum Antrieb
einer Druckmaschine mit einem wie vorstehend beschriebenen Farbwerk nicht unbedingt
beachtlich von derjenigen Antriebsleistung abweicht, die zum Antreiben der Druckmaschine
mit einem konventionellen Druckwerk ausgerüstet ist. Wie jedoch vorstehend schon
erläutert worden ist, wird das Geisterbild auf der Oberfläche 45 der Auftragswalze
40 in dem sich von der Platte PS zur Eingangsseite des Farbreservoirs R bewegenden
Abschnittes vollständig ausgelöscht und ein vollkommen neuer Farbfilm wird dosiert
und der Druckplatte P' bei jeder Drehung der Auftragswalze 40 angeboten.
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Das Vorhandensein von Geisterbildern mit ihren bereits oben angedeuteten
Nachteilen ist damit vollkommen eliminiert.
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Die Dosierglieder 10 bzw. 10' sind zudem in der Lage, einen Flüssigkeitsfilm
zu dosieren, der hinreichend dünn und gleichmäßig ist, um eine Druckplatte mit Farbe
zu versorgen, und zwar auf einer Art und Weise, wie dieses für einen Vielfarbendruck
höchster Qualität erforderlich ist. Die Farbdichte kann unverzüglich durch Einstellung
der Anschlagschraube 74 geändert werden, wobei diese Einstellung durch Fernsteuerung
möglich ist.
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Wenn die Dosierkanten, insbesondere die erste Dosierkante 15, in der
weiter oben beschriebenen Weise einwandfrei hergestellt sind, so wird dadurch bewirkt,
daß Fusselchen
oder andere Fremdpartikelchen, die in der Farbe
oder gegebenenfalls einer anderen zu dosierenden Flüssigkeit enthalten sind, von
dem zwischen dem Dosierglied 10 und der Oberfläche 45 der Auftragswalze 40 gebildeten
Dosierspalt ferngehalten werden. Hierfür spielt die Ausbildung und insbesondere
Anordnung der zweiten Dosierfläche 12, auf welche sich die Oberfläche 45 zubewegt,
eine wichtige Rolle. Die zweite Dosierfläche 12 bildet über der ersten Dosierkante
15 gleichsam eine Barriere bzw. ein Widerlager, welches von der überschüssigen Farbe
auf der Auftragswalze 40 beaufschlagt wird, wobei in der oben beschriebenen Weise
ein Turbulenzabschnitt erzeugt wird. Da der Hochdruckabschnitt unmittelbar vor der
Bewegung der Farbe durch die bzw. hinter die feingefinishte Dosierkante erzeugt
wird, werden, wie bereits erwähnt, Fusselchen und andere Fremdpartikel in der Flüssigkeit
zurückgehalten bzw. von diesem Abschnitt zurückbewegt, wenn in dem Flüssigkeitsvorrat
im übrigen ein Niederdruck vorhanden ist. Der Flüssigkeitsvorrat R wird daher vorzugsweise
beispielsweise atmosphärischem Druck ausgesetzt.
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Es hat sich gezeigt, daß Fusselchen und andere Fremdpartikel nicht
in einem irgendwie beachtlichen Ausmaß an der bzw.
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benachbart der Dosierkante 15 eingefangen und gehalten werden, wenn
die zweite Dosierfläche 12 in einer Stellung gehalten wird, die zwischen jeweils
300 zur Radialrichtung bezüglich der Auftragswalze 40 an der ersten Dosierkante
15 verläuft.
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Die Tendenz, derartige Fremdpartikel im Bereich der Dosierkante 15
anzusammeln, wächst, wenn die zweite Dosierfläche 12 auf den Wulst 12Q hin geschwenkt
wird. Demgemäß wird die zweite Dosierfläche 12 auch unter einem solchen Winkel angeordnet,
daß stets ein Turbulenzabschnitt im Flüssigkeitsvorrat R benachbart zur zweiten
Dosierfläche 12 vorhanden ist. Es sei ferner noch erwähnt, daß eine steile zweite
Dosierfläche
12, die im wesentlichen radial verläuft, die Bildung
hydrokinetischer bzw. hydrodynamischer Kräfte verhindert, welche einen hydraulischen
Druckkeil erzeugen, der das Dosierglied 10 bzw. 10' und damit die Dosierkante in
unerwünschter Weise nach außen abhebt und dadurch bewirkt, daß die Dicke des Farbfilms
130 sich mit der Walzengeschwindigkeit ändert. Daher ist die Dosierkante 15 in der
oben erwähnten Weise hydrostatisch durch die Flüssigkeit, d.h. also bei einem Farbwerk
durch die Farbe, abgestützt und gehalten, welche sich auf der Walzenoberfläche 45
befindet. Aus alldem geht hervor, daß die Dosierglieder-lO bzw. 10' in Zusammenarbeit
mit einer Auftragswalze 40 alle Teile der Aufgabe lösen, wie sie weiter oben angegeben
worden sind, wobei nochmals darauf hingewiesen wird, daß es sich bei den in der
Zeichnung dargestellten Ausgestaltungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt,
die selbstverständlich abgewandelt werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Die in der vorstehenden Beschreibung angegebenen Größen sind dimensionsmäßig
den in der Bundesrepublik Deutschland üblichen Dimensionen angepaßt und demgemäß
aus den entsprechenden Werten der amerikanischen Ursprungsanmeldung umgerechnet
worden. Sollten sich hierbei Umrechnungsfehler ergeben haben, so gelten jeweils
diejenigen Werte, die in dem beigefügten englischsprachigen Originaltext enthalten
sind.
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BEZUGSZEICHENLISTE (LIST OF REFERENCE NUMERALS)
| 1 Farbwerk 1 |
| 2 Seitenrahmen (von 1) |
| 3 Seitenrahmen (Druckmaschinen-) |
| 4 Kette (für 40) 4 |
| 5 Stützmittel (für 10 bzw. 10') 5' Leitung |
| 6 Seitenwände 6 |
| 7 flexible Schläuche |
| 8 Schwingwalzen 8 |
| 9 Rohr (hohl, perforiert) |
| 10, 10' Dosierglied 10 |
| 11 Rückseite (von 10) 11 |
| 12 zweite Dosierfläche (von 10)l 12' Ebene von 12 12 |
| 13 - 13 |
| 14 feingefinishter- Abschnitt (von 12) 14. |
| 15 Dosierkante (von 10)(entsPricht 25 von 10') |
| 16 feingefinishter Abschnitt (von 18) 16 |
| 17 - 17 |
| 18 erste Dosierfläche (von 10 18' Ebene (von -18) 18 |
| 19 Oberseite (von 10) 19 |
| 20 - 20 |
| 21 - 21 |
| 22 Fläche (von 10') 22 |
| 23 - 23 |
| 24 zweite Dosierfläche (von 10) 25 |
| 25 zweite Dosierkante (von 10) (entspricht 15 von tn) ;25 |
| dritte Dosierfläche 25' erste Dosierkante |
| 27 Ausnehmung 27 |
| 28 Unterseite (von 10') 28' Fläche (von 10't28" Fläche 28 |
| 29 - (von 10') |
| 28a erste Dosierfläche (von 10') 29 |
| 30 Blattfeder 30 a Schlitze 30 b Finger 30 |
| 30 c Endabschnitt 30 d Ausnehmung 30 e Schlitz |
31 Federteil 31 32 32 -33 Justierschrauben 33 a Gewindeabschnitt
33 34 Schild 34 a Kantenteil 34 b Kante 34 c Gewindeloch 34 35 Muttern 35 36 - 36
37 - 37 38 - 38 39 - 39 40 Auftragswalze 40 41 ~ 41 42 Kern (von 40) 42 43 - 43
44 elastischer Mantel (von 40) 44 45 Oberfläche (von 40) 45 46 - 46 47 - 47 48 -
48 49 - 49 50 Stützträger (für 10 bzw. 10') 50 51 - 51 52 Unterseite (von 50) 52
53 Verankerungsbolzen 53 54 Fläche (von 50) 54 55 Schulter (von 50) 55 56 Lagerzapfen
(von 50) 56 57 Buchsen (für 56) 57 58 Vorsprünqe (von 60) 58 59 - 59 60 Lagerblöcke
(für 56) 60 61 - 61 62 - 62 63 - 63 64 Schrauben 64 65 Fläche (von 2; für 64) 65
66
Schrauben 66' Stirnflächen (von 58, für 66) 66 67 - 67 68 Vorsprünge (für 66) 68
69 - 69 70 Arm 70 71 Kolbenstange 71 72 Zylinder 72 73 - 73 74 Anschlaqschraube
74 75 Arm (von 60) 75 76 Schrauben 76 77 - 77 78 Klemmteil 78 79 - 79 80 betrlebemotor
80 81 Stutzarm (fur 80) 81 82 Verbindunqsleitung 82 83 - 83 84 Verbindungsleitung
84 85 Steuereinheit (fur 80) 85 86 Anzeiger 86 87 - 87 88 - 88 89 - 89 90 Welle
90 91 - 91 92 Schwenkzvlinder (fur 1) 92 93 Laschen (fur 92) 93 94 Kolbenstanqe
(von 92) 94 95 Lasche (fur 94) 95 96 Anschlagschraube 96 97 - 97 98 Anschlagschraube
98 99 - 99 100 Ruckhaltemittei 100
101 - 101 102 Unterkante (von
100) 102 103 - 103 104 - 104 105 Bauteil (von R bzw. 50) 105 106 Schrauben 106 107
- 107 108 Dichtung 108 109 - 109 110 Farbbeweger 110 111 - 111 112 - 112 113 - 113
114 - 114 115 - 115 116 - 116 117 - 117 118 - 118 119 - 119 120 Wulst (von 44: vor
15 bzw. 25) 120 121 ~ 121 122 - 122 123 - 123 124 - 124 125 Rille (von 44; hinter
15 bzw. 25) 125 126 - 126 127 - 127 128 - 128 129 - 129 130 Farbfilm 130 131 - 131
132 - 132 133 - 133 134 - 134 135 - 135
A Scheitel (12'/18') A'
Winkel (26'/28') B Drucktuchzylinder C Achse (von 40) D1-D4 Ordinatenabschnitte
(Fig. 7) E Elastizitätsmodul I Gegendruckzylinder; P Plattenzylinder P' Druckplatte
R - Farbvorrat R' Druckregulator W Bahn a Winkel (-14/16)