DE102012201378A1

DE102012201378A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Anstellung einer Rakel an eine Mantelfläche einer rotierbaren Walze

Info

Publication number: DE102012201378A1
Application number: DE201210201378
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Reder; Bernd Masuch
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2032-02-01
Also published as: DE102012201378B4

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Anstellung einer Rakel an eine Mantelfläche einer rotierbaren Walze vorgeschlagen, wobei die eine Flüssigkeit auf die Mantelfläche der Walze auftragende Rakel zumindest an ihrem der Mantelfläche der Walze zugewandten Ende biegsam ausgebildet ist, wobei eine die Rakel gegen die Mantelfläche der Walze anstellende Anstellkraft eingestellt ist, wobei mindestens ein eine Dehnung erfassendes Messelement und eine ein mit der erfassten Dehnung korrespondierendes Messsignal erfassende Steuereinheit vorgesehen sind, wobei die von dem mindestens einen Messelement erfasste Dehnung zumindest an dem der Mantelfläche der Walze zugewandten Ende der gegen die Mantelfläche dieser Walze angestellten Rakel auftritt, wobei die Steuereinheit bei einer Änderung eines Wertes der zuvor von dem mindestens einen Messelement erfassten Dehnung die Anstellkraft der gegen die Mantelfläche der Walze angestellten Rakel und/oder eine relativ zur Mantelfläche der Walze bezogene Position eines die betreffende Rakel haltenden Rakelbalkens derart auf einen neuen Wert einstellt, dass die betreffende Rakel unter Berücksichtigung eines festgelegten Toleranzbereiches wieder ihren vor der Änderung aufgewiesenen Wert aufweist. Es wird auch ein entsprechendes Verfahren beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anstellung einer Rakel an eine Mantelfläche einer rotierbaren Walze gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 9.
Durch die GB 1,000,840 A ist eine Vorrichtung zur Anstellung einer sich in Axialrichtung einer rotierbaren Walze erstreckenden Rakel an eine Mantelfläche dieser Walze bekannt, wobei die Rakel mittels einer an ihren beiden in Axialrichtung der Walze beabstandeten Enden wirkenden hydraulischen Einrichtung parallel zur Walze selbstausrichtend und mit einem konstanten Anpressdruck an die Mantelfläche dieser Walze angestellt ist. Dabei wirkt die hydraulische Einrichtung als eine von einer pneumatischen Einrichtung druckbeaufschlagte Dämpfungseinrichtung, um eine rasche Veränderung der Einstellung der Rakel z. B. infolge von Vibration zu verhindern, jedoch eine langsamere Nachstellung in der Einstellung der Rakel z. B. infolge von ihrem Verschleiß zu ermöglichen.
Durch die US 6,576,059 B2 ist ein an eine Walze, z. B. an eine Aniloxwalze angestellter Rakelbalken mit jeweils einer zur Rotation der Walze mitläufig angestellten Rakel und mit einer zur Rotation der Walze gegenläufig angestellten Rakel bekannt, wobei die Anstellung der beiden Rakel mittels einer hydraulischen Einrichtung mit einem konstanten Anpressdruck an die Mantelfläche der betreffenden Walze erfolgt, wobei eine rasche Veränderung der Einstellung der beiden Rakel z. B. infolge von Vibration verhindert und eine langsamere Nachstellung in der Einstellung der beiden Rakel z. B. infolge von ihrem Verschleiß ermöglicht ist.
Den jeweiligen Vorrichtungen zur Anstellung einer Rakel gemäß GB 1,000,840 A und US 6,576,059 B2 ist gemeinsam, dass sie die betreffende Rakel mit einer definierten voreingestellten Kraft gegen die Mantelfläche der betreffenden jeweilige Walze anstellen, wobei diese Vorrichtungen derart ausgebildet sind, dass sie diese voreingestellte Anstellkraft über die gesamte Dauer des Auftragens auf die Mantelfläche der betreffenden Walze konstant halten. Durch eine Abnutzung der Rakel an deren an der Mantelfläche der Walze anstehendem Ende verkürzt sich diese an ihrem anderen Ende an einem Halter festgehaltene Rakel. Demzufolge verändert sich aufgrund der konstanten Anstellkraft eine Biegung dieser Rakel. Bei konstanter Anstellkraft und einem sich verkürzenden Abstand zwischen dem Halter der Rakel und der Mantelfläche der betreffenden Walze vergrößert sich die Biegung dieser Rakel. Die veränderte Biegung dieser Rakel führt jedoch dazu, dass die von der Rakel auf der Mantelfläche der betreffenden Walze aufzutragende Flüssigkeit, insbesondere eine Druckfarbe, nicht mehr in optimaler Dosierung auf der Mantelfläche der betreffenden Walze aufgetragen wird, weil die Rakel z. B. mit einem unangemessen großen Teil ihrer Seitenfläche auf der Mantelfläche der betreffenden Walze schleift (vgl. die in der 3 dargestellte Betriebssituation einer Rakel).
Darüber hinaus ist die jeweilige Lösung gemäß GB 1,000,840 A und US 6,576,059 B2 nur zum Auftragen von bestimmten Flüssigkeiten auf die Mantelfläche der betreffenden Walze geeignet, nämlich nur von solchen Flüssigkeiten, z. B. Druckfarben, Lacken oder ähnlichem, welche während der gesamten Dauer des Auftragens auf die Mantelfläche der betreffenden Walze eine annähernd konstante Viskosität bzw. Fließfähigkeit aufweisen. Diese vorgenannten Vorrichtungen sind für eine Verwendung einer nichtnewtonschen, insbesondere thixotropen Flüssigkeit nicht geeignet, d. h. sie sind nicht für eine nichtnewtonsche Flüssigkeit geeignet, bei der deren Viskosität infolge einer andauernden mechanischen Beanspruchung abnimmt und erst nach beendigter Beanspruchung zumindest partiell wieder zunimmt. Die mangelnde Eignung ergibt sich daraus, dass diese Vorrichtungen allein auf eine verschleißbedingte Verkürzung der Rakel reagieren, aber nicht auf eine Veränderung eines von der aufzutragenden Flüssigkeit auf die Rakel ausgeübten Druckes, z. B. nicht auf einen Druckanstieg innerhalb einer die aufzutragende Flüssigkeit an der Walze bereitstellenden Rakelkammer.
Eine nichtnewtonsche Flüssigkeit ist eine Flüssigkeit, deren Viskosität nicht konstant bleibt, wenn sich auf diese Flüssigkeit einwirkende Scherkräfte verändern. Bei einer thixotropen Flüssigkeit ist deren Viskosität zudem selbst bei einer konstanten Scherrate zeitabhängig. Eine thixotrope Flüssigkeit wird mit der Dauer ihrer Deformation somit immer dünnflüssiger, aber nach Beendigung der Scherbelastung steigt ihre Viskosität zeitabhängig wieder an. Erreicht die Flüssigkeit den Anfangswert ihrer Viskosität nicht mehr, so bezeichnet man eine solche Flüssigkeit als partiell thixotrop.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und Verfahren zur Anstellung einer Rakel an eine Mantelfläche einer rotierbaren Walze zu schaffen, wobei diese Vorrichtung und Verfahren auch für die Verwendung einer nichtnewtonschen, insbesondere thixotropen Flüssigkeit geeignet sind.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 und 9 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass diese Vorrichtung und Verfahren zur Anstellung einer Rakel an eine Mantelfläche einer rotierbaren Walze auch bei der Verwendung einer nichtnewtonschen, insbesondere thixotropen Flüssigkeit die Rakel vorzugsweise während der gesamten oder zumindest während eines größten Teils der Zeit, in welcher diese Rakel die Flüssigkeit auf die Mantelfläche der Walze aufträgt, jeweils unter Berücksichtigung der aktuellen Viskosität dieser Flüssigkeit in optimaler Weise an die Mantelfläche dieser Walze anstellen. Darüber hinaus wird die Anstellbarkeit und die tatsächliche Anstellung der sich in Axialrichtung der rotierbaren Walze erstreckenden Rakel an die Mantelfläche dieser Walze durch eine Regelung der Anstellung auch dahingehend verbessert, dass eine noch genauere Dosierung der auf die Mantelfläche der Walze aufzutragenden Flüssigkeit, z. B. einer Druckfarbe, insbesondere einer thixotropen Druckfarbe ermöglicht wird. Durch die verbesserte Anstellung der Rakel wird zudem deren Verschleiß reduziert, so dass die Intervalle für einen Wechsel der Rakel verlängert werden. Die Anstellung der Rakel erfolgt vorzugsweise ferngesteuert, z. B. von einem einer Druckmaschine zugeordneten Leitstand aus.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine erste Anordnung aufweisend einen Rakelbalken und eine Walze mit einer mit zu geringer Anstellkraft an die Walze angestellten Rakel;
2 die Anordnung der 1 mit der mit ordnungsgemäßer Anstellkraft an die Walze angestellten Rakel;
3 die Anordnung der 1 mit der mit zu großer Anstellkraft an die Walze angestellten Rakel;
4 ein eine Steuerung zur Anstellung der Rakel aufzeigendes Diagramm;
5 eine zweite Anordnung aufweisend einen Rakelbalken und eine Walze.
Die Erfindung wird am Beispiel eines zu einem Druckwerk einer Druckmaschine gehörenden Farbwerks, insbesondere Kurzfarbwerks oder Aniloxfarbwerks erläutert, wobei in dem betreffenden Farbwerk als Flüssigkeit eine Druckfarbe auf die Mantelfläche einer z. B. als eine Rasterwalze ausgebildeten Walze mittels mindestens einer mit einer Rakelkammer zusammenwirkenden Rakel aufgetragen wird, wobei sich die die Druckfarbe an der Rasterwalze bereitstellende Rakelkammer und die zugehörige Rakel jeweils ihrer jeweiligen Länge nach parallel zur Rotationsachse der Rasterwalze erstrecken. Die Rakel besteht dabei im Wesentlichen aus einem messerförmigen Metallband, insbesondere Stahlband, wobei eine Kante dieses Metallbandes mit einer in Richtung der Rasterwalze wirkenden Anstellkraft in einem Berührungskontakt an bzw. gegen die Mantelfläche dieser Rasterwalze angestellt ist. Die Rakel ist z. B. als ein Metallstreifen mit einer Breite von ca. 20 mm ausgebildet, wobei diese Rakel nach einem vom Betrieb in der Druckmaschine verursachten Verschleiß von z. B. 10%, d. h. hier maximal 2 mm der vorgenannten Breite, zu erneuern ist.
Rakelkammer und zugehörige Rakel sind z. B. Bestandteile eines Rakelbalkens. Die Rakelkammer ist im Wesentlichen ein sich in Axialrichtung der Rasterwalze erstreckender Kanal, an welchen Kanal mindestens eine Verbindungsleitung zu einem die Druckfarbe speichernden Behälter angeschlossen ist, wobei die Druckfarbe mittels mindestens einer Pumpe aus diesem Behälter heraus in die mindestens eine Verbindungsleitung und in die Rakelkammer hinein und vorzugsweise durch den Kanal hindurch gepumpt wird. Diese mindestens eine Pumpe wird i. d. R. derart betrieben, dass sie stets dieselbe Menge an Druckfarbe in die Rakelkammer hineinpumpt, wobei diese Pumpe den von ihr erzeugten Druck in der mindestens einen Verbindungsleitung und in der Rakelkammer in Abhängigkeit von der aktuellen Viskosität der Druckfarbe anpasst. Der von der mindestens einen Pumpe erzeugte Druck liegt z. B. im Bereich von 0,2 bar bis 2,2 bar.
Die Rasterwalze weist an ihrer Mantelfläche eine Vielzahl von in einem z. B. regelmäßigen Muster eingebrachten, zumeist sehr kleinen Vertiefungen – oftmals Näpfchen genannt – auf, in denen Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe speicherbar und für einen Weitertransport z. B. zu einem Formzylinder der Druckmaschine bereitstellbar ist. Die nicht vertieften Stellen an der Mantelfläche der Rasterwalze werden als Stege bezeichnet, wobei z. B. 30 oder auch bis zu mehreren hundert linienförmige Vertiefungen je Zentimeter z. B. durch eine Gravur in die Mantelfläche der Rasterwalze eingebracht sind. Die an die Mantelfläche der Rasterwalze insbesondere gegenläufig zur Drehrichtung dieser Rasterwalze angestellte Rakel befreit die Stege von überstehender Druckfarbe. Dabei tragen die Stege die mechanische Belastung der gegen die Mantelfläche der Rasterwalze angestellten Rakel. Damit verbleibt nur in den Vertiefungen der Rasterwalze eine definierte und damit kontrollierbare Menge an Druckfarbe, welche während der Rotation dieser Rasterwalze zumindest teilweise z. B. an eine weitere Walze des Farbwerks des betreffenden Druckwerks und schließlich z. B. an den Formzylinder der Druckmaschine übertragen wird.
Im Fall eines in einem wasserlosen Offsetdruckverfahren druckenden Druckwerks, bei welchem Verfahren auf ein Auftragen eines Feuchtmittels und einer Herstellung einer aus der betreffenden Druckfarbe und dem Feuchtmittel bestehenden Emulsion verzichtet wird, ist eine in der Rakelkammer vorgehaltene thixotrope Druckfarbe auf die Mantelfläche der betreffenden Rasterwalze aufzutragen. Bei einer derartigen im Offsetdruckverfahren verwendeten Druckfarbe ist deren Viskosität, außer dass sie die Eigenschaft der Thixotropie aufweist, zudem in einem erheblichen Maße temperaturabhängig, so dass die Druckfarbe in ihrem kalten Betriebszustand, z. B. nach einem längeren Betriebsstillstand des betreffenden Druckwerks der Druckmaschine, sehr zäh und von der betreffenden Pumpe nur mit einem hohen Druck in die Rakelkammer förderbar ist. Durch die Scherbelastung der Druckfarbe an der gegen die Mantelfläche der betreffenden Rasterwalze angestellten Rakel und die während der Rotation der Rasterwalze erfolgende Erwärmung der Druckfarbe wird diese Druckfarbe jedoch zeitabhängig immer dünnflüssiger, weshalb für eine bedarfsgerechte Dosierung der Druckfarbe und zur Vermeidung von unnötigem Verschleiß an der Rakel eine Veränderung in der Position der Rakelkammer mit Bezug auf die betreffende Rasterwalze erforderlich ist. Diese Veränderung der Position dieser Rakelkammer mit Bezug auf die betreffende Rasterwalze wird von einer vorzugsweise ein Regelverfahren ausführenden Steuereinheit in Verbindung mit einem von dieser Steuereinheit gesteuerten, auf den Rakelbalken wirkenden Antrieb herbeigeführt, wobei diese Steuereinheit z. B. in einem der Druckmaschine zugeordneten Leitstand angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist mindestens ein Messelement vorgesehen, welches Messelement ein mit einer Durchbiegung der mit der Anstellkraft an die Mantelfläche der betreffenden Rasterwalze angestellten Rakel korrespondierendes, insbesondere elektrisches Messsignal liefert. In der bevorzugten Ausführung ist dieses Messelement direkt an der Rakel, z. B. auf einer Fläche des Rakelblattes, angeordnet. Das Messelement ist z. B. als ein Dehnungsmessstreifen ausgebildet. Mittels des vom Messelement generierten Messsignals ermittelt die Steuereinheit einen Messwert für eine Dehnung oder eine mit dieser Dehnung korrespondierende Biegespannung, welche Dehnung an der Rakel durch deren aktuelle Anstellung gegen die Mantelfläche der betreffenden Rasterwalze erzeugt wird. Anhand des vom Messelement generierten Messsignals oder des daraus ermittelten Messwertes regelt die Steuereinheit in Verbindung mit dem von dieser Steuereinheit gesteuerten, auf den Rakelbalken wirkenden, z. B. als ein elektrischer Motor ausgebildeten Antrieb die Dehnung an der gegen die Mantelfläche der betreffenden Rasterwalze angestellten Rakel durch eine Veränderung der auf sie ausgeübten Anstellkraft in Abhängigkeit von der aktuellen Viskosität der auf die Mantelfläche der betreffenden Rasterwalze aufzutragenden Druckfarbe auf einen für die aktuelle Betriebssituation des die Rakel aufweisenden Druckwerks optimalen Wert. Dies geschieht dadurch, dass in einer ersten Ausführungsvariante die Anstellkraft der gegen die Mantelfläche der Walze angestellten Rakel in dem Regelverfahren z. B. während der gesamten oder zumindest während eines größten Teils der Zeit, in welcher diese Rakel die Flüssigkeit auf die Mantelfläche der Walze aufträgt, fortlaufend derart neu eingestellt wird, dass die in dieser Rakel auftretende Dehnung oder Biegespannung vorzugsweise unter Berücksichtigung zulässiger Toleranzgrenzen in einem optimalen Wertebereich bleibt. Diese Toleranzgrenzen legen einen Toleranzbereich fest, in welchem ein Wert für die in der Rakel auftretende Dehnung oder Biegespannung liegen sollte, um eine optimale Betriebssituation für die Rakel sicher zu stellen.
Die 1 bis 3 zeigen jeweils in einer Schnittdarstellung jeweils einen mit Bezug auf eine Walze 04 positionsveränderlich gelagerten Rakelbalken 01 mit einer jeweils Druckfarbe führenden Rakelkammer 02 und zumindest einer Rakel 03, wobei diese mindestens eine Rakel 03 jeweils mit Bezug auf eine Drehrichtung der insbesondere als eine Rasterwalze 04 ausgebildeten Walze 04 vorzugsweise gegenläufig an die Mantelfläche dieser Walze 04 bzw. Rasterwalze 04 angestellt ist, wobei diese Rakel 03 mit ihrem von der Mantelfläche der Rasterwalze 04 abgewandten Ende an einem der Schenkel des im Wesentlichen z. B. u-förmig ausgebildeten Rakelbalkens 01 angeordnet ist. Die Rakel 03 ist somit mittels ihres Halters mit dem Rakelbalken 01 fest verbunden. Diese Rakel 03 ist zumindest an ihrem der Mantelfläche der Rasterwalze 04 zugewandten Ende biegsam ausgebildet. Die jeweilige Rasterwalze 04 gehört jeweils z. B. zu einem Farbwerk eines Druckwerks einer nicht dargestellten Druckmaschine, insbesondere zu einem Farbwerk einer in einem wasserlosen Offsetdruckverfahren druckenden Druckmaschine. Der jeweilige Rakelbalken 01 kann jeweils auch eine mit Bezug auf die Drehrichtung der Rasterwalze 04 mitläufige Rakel 06 aufweisen, wobei diese andere Rakel 06 mit ihrem von der Mantelfläche der Rasterwalze 04 abgewandten Ende jeweils an dem anderen Schenkel des im Wesentlichen z. B. u-förmig ausgebildeten Rakelbalkens 01 angeordnet ist. Auch diese andere Rakel 06 ist mittels ihres Halters mit dem Rakelbalken 01 fest verbunden und zumindest an ihrem der Mantelfläche der Rasterwalze 04 zugewandten Ende biegsam ausgebildet. Die Drehrichtung der Rasterwalze 04 ist in den 1 bis 3 jeweils durch einen Rotationspfeil angedeutet. Eine Rotationsachse 09 der Rasterwalze 04 und eine Längserstreckung des jeweiligen Rakelbalkens 01 sind parallel zueinander ausgerichtet. Es ist jeweils ein z. B. auf den jeweiligen Rakelbalken 01 wirkender Antrieb 07 vorgesehen, wobei mittels des jeweiligen Antriebs 07 jeweils ein Abstand a1; a2; a3 zwischen einem dem jeweiligen Rakelbalken 01 fest zugeordneten Bezugspunkt 08 und der Rotationsachse 09 der Rasterwalze 04 und damit auch eine Anstellkraft F der betreffenden Rakel 03; 06 an die Mantelfläche der Rasterwalze 04 einstellbar sind, wobei als der jeweilige dem jeweiligen Rakelbalken 01 zugeordnete Bezugspunkt 08 z. B. auch jeweils eine bestimmte Kante oder Fläche des jeweiligen Rakelbalkens 01 gewählt sein kann. Der jeweilige jeweils z. B. als ein Motor ausgebildete Antrieb 07 ist vorzugsweise jeweils fernsteuerbar, insbesondere von einer elektrischen, insbesondere elektronischen, z. B. einem Leitstand der Druckmaschine zugeordneten Steuereinheit 12 aus.
Die 1 bis 3 zeigen verschiedene Betriebszustände einer ersten Anordnung aufweisend einen Rakelbalken 01 und eine Walze 04, insbesondere eine Rasterwalze 04, wobei sich die drei verschiedenen in den 1 bis 3 dargestellten Betriebszustände jeweils in dem eingestellten Abstand a1; a2; a3 zwischen dem dem jeweiligen Rakelbalken 01 zugeordneten Bezugspunkt 08 und der Rotationsachse 09 der Rasterwalze 04 und damit in der an der Rakel 03; 06 auftretenden Dehnung bzw. in der in dieser Rakel 03; 06 vorherrschenden Biegespannung unterscheiden. In der 1 ist ein Betriebszustand dargestellt, bei dem der Abstand a1 zu groß und damit die Anstellkraft F der betreffenden Rakel 03; 06 zu gering eingestellt sind (deshalb ist die Anstellkraft F mit einem Index als Anstellkraft F_- bezeichnet). Die biegsam ausgebildeten Rakel 03; 06 sind z. B. völlig ungekrümmt. An der Rakel 03; 06 ist die jeweilige Dehnung bzw. Biegespannung praktisch gleich Null. In dem in der 2 dargestellten Betriebszustand sind der Abstand a2 und die korrespondierende Anstellkraft F der betreffenden Rakel 03; 06 ordnungsgemäß eingestellt. 2 zeigt damit den Normalzustand, bei dem die Anstellkraft F optimal eingestellt ist (deshalb ist die Anstellkraft F mit einem Index als Anstellkraft F_N bezeichnet). Die Rakel 03; 06 weisen jeweils zumindest an ihrem jeweiligen der Mantelfläche der Rasterwalze 04 zugewandten Ende z. B. eine zur Rakelkammer 02 gerichtete leichte Krümmung auf. Die an der Rakel 03; 06 erfassbare Dehnung bzw. Biegespannung hat zumindest innerhalb eines zuvor festgelegten Toleranzbereiches ihren Normalwert. Die 3 zeigt einen Betriebszustand, bei dem der Abstand a3 zu gering und damit die Anstellkraft F der betreffenden Rakel 03; 06 zu hoch eingestellt ist (deshalb ist die Anstellkraft F mit einem Index als Anstellkraft F₊ bezeichnet). Die biegsamen Rakel 03; 06 sind hier jeweils zumindest an ihrem jeweiligen der Mantelfläche der Rasterwalze 04 zugewandten Ende z. B. viel zu stark in Richtung der Rakelkammer 02 gekrümmt. Die an der Rakel 03; 06 gemessene Dehnung bzw. Biegespannung ist jeweils viel zu groß. Die jeweilige auf die betreffende Rakel 03; 06 wirkende Anstellkraft F; F_-; F_N; F₊ wird z. B. durch einen vom jeweiligen Antrieb 07 auf den jeweiligen Rakelbalken 01 ausgeübten und in Richtung der Rasterwalze 04 wirkenden Druck einer pneumatischen und/oder hydraulischen Einrichtung erzeugt.
Erfindungsgemäß ist, wie in den 1 bis 3 dargestellt, z. B. an der jeweils gegenläufig an die Mantelfläche der Rasterwalze 04 angestellten Rakel 03 zumindest ein Messelement 11 angeordnet, wobei das jeweilige Messelement 11 jeweils z. B. als ein Dehnungsmessstreifen ausgebildet ist. Das Messelement 11 kann jedoch auch an der anderen Rakel 06 angeordnet sein oder es können an beiden Rakeln 03; 06 jeweils mindestens ein Messelement 11 angeordnet sein. Das jeweilige Messelement 11 erfasst die jeweilige Dehnung bzw. Biegespannung der jeweiligen Rakel 03; 06 an ihrem jeweiligen der Mantelfläche der Rasterwalze 04 zugewandten Ende. Das jeweilige Messelement 11 leitet sein jeweiliges mit der erfassten Dehnung bzw. Biegespannung korrespondierendes Messsignal jeweils der Steuereinheit 12 zu. Wenn sich die Viskosität der in der Rakelkammer 02 bereitgestellten Druckfarbe verändert, weil sich die Druckfarbe z. B. erwärmt und deshalb dünnflüssiger wird oder weil die Viskosität dieser Druckfarbe durch deren andauernde mechanische Beanspruchung im Grenzbereich zwischen der Rakelkammer 02 und der Mantelfläche der Rasterwalze 04 abnimmt, verändert sich auch ein von dieser Druckfarbe in der Rakelkammer 02 ausgeübter Druck, welcher Druck auch auf die jeweiligen Rakel 03; 06 wirkt. Wenn der von der Druckfarbe erzeugte Druck in der Rakelkammer 02 geringer wird, stellt sich der positionsveränderliche Rakelbalken 01 mit seiner Rakelkammer 02 näher an die Mantelfläche der Rasterwalze 04 an. Wenn der von der Druckfarbe erzeugte Druck in der Rakelkammer 02 steigt, entfernt sich der positionsveränderliche Rakelbalken 01 mit seiner Rakelkammer 02 von der Mantelfläche der Rasterwalze 04. Es verändert sich also der jeweilige Abstand a1; a2; a3 zwischen dem dem jeweiligen Rakelbalken 01 fest zugeordneten Bezugspunkt 08 und der Rotationsachse 09 der Rasterwalze 04. Die Positionsveränderung des Rakelbalkens 01 wird dadurch hervorgerufen, weil sich die Rakel 03; 06 an der Mantelfläche der Rasterwalze 04 abstützt. Eine Veränderung des in der Rakelkammer 02 herrschenden Drucks wirkt sich damit aber auch auf die Dehnung bzw. Biegespannung der jeweiligen Rakel 03; 06 an ihrem jeweiligen der Mantelfläche der Rasterwalze 04 zugewandten Ende aus, was von der Steuereinheit 12 anhand des jeweiligen Messsignals des jeweiligen Messelementes 11 feststellbar ist und auch tatsächlich festgestellt wird. Bei der Feststellung einer Veränderung des voreingestellten und als korrekt angesehenen Wertes, d. h. des Normalwertes für die Dehnung bzw. Biegespannung der jeweiligen Rakel 03; 06 stellt die Steuereinheit 12 mittels des jeweiligen Antriebs 07 die jeweilige Anstellkraft F der betreffenden Rakel 03; 06 auf einen neuen für die jeweilige aktuelle Betriebssituation als korrekt angesehenen Wert ein, wobei dieser Wert für jeweilige Anstellkraft F dadurch gegeben ist, dass die an der jeweiligen Rakel 03; 06 erfasste Dehnung bzw. Biegespannung ihren jeweiligen Normalwert aufweist (4). Somit stellt die Steuereinheit 12 die Anstellkraft F der gegen die Mantelfläche der betreffenden Rasterwalze 04 angestellten oder zumindest anzustellenden Rakel 03; 06 in Abhängigkeit von der aktuellen Viskosität der auf die Mantelfläche der betreffenden Rasterwalze 04 aufzutragenden, insbesondere thixotropen Druckfarbe auf einen für die aktuelle Betriebssituation des die Rakel 03; 06 aufweisenden Druckwerks optimalen Wert ein, wobei sich dieser optimale Wert während des Betriebs des Farbwerks entsprechend einer Veränderung der Viskosität der verwendeten Druckfarbe verändert.
5 zeigt eine zweite Anordnung aufweisend einen Rakelbalken 01 und eine Walze 04, insbesondere eine Rasterwalze 04, wobei der Rakelbalken 01 mit einer Anschlagfläche 13 gegen mindestens einen von einem Antrieb 16 verstellbaren Anschlag 14 angestellt ist. Der Rakelbalken 01 entspricht in seinem konstruktivem Aufbau z. B. dem in den 1 bis 3 dargestellten Rakelbalken 01, weshalb gleiche Bauteile mit derselben Positionsnummer versehen sind. Der mindestens eine Anschlag 14 ist von dem z. B. als Motor ausgebildeten Antrieb 16 entlang eines in der 5 durch einen Doppelpfeil angedeuteten Stellweges s verstellbar und damit variabel positionierbar. Die von dem mit dem Rakelbalken 01 verbundenen Antrieb 07 ausgeübte Anstellkraft F wirkt über die Anschlagfläche 13 gegen den mindestens einen Anschlag 14. Die Anstellkraft F, mit welcher der Rakelbalken 01 gegen den mindestens einen verstellbaren Anschlag 14 angestellt ist, ist in 5 als Anstellkraft F_A gekennzeichnet, wobei diese Anstellkraft F_A derart bemessen ist, dass der Rakelbalken 01 mit seiner Anschlagfläche 13 in jeder von dem mindestens einen positionsvariablen Anschlag 14 eingenommenen Position gegen den betreffenden in seiner Position einstellbaren Anschlag 14 angeschlagen bleibt. Die Anstellkraft F_A ist daher betragsmäßig sehr groß im Vergleich zu derjenigen Anstellkraft F, die in der ersten Anordnung gemäß den 1 bis 3 aufgewandt wird.
In der in der 5 dargestellten Ausführungsvariante der Erfindung wird der Rakelbalken 01 durch eine Nachführung des mindestens einen einstellbaren Anschlags 14 derart vorzugsweise kontinuierlich in seiner Position angepasst, dass die mindestens eine Rakel 03; 06 stets in optimaler Weise an der Mantelfläche der Walze 04 angestellt ist. Wenn die mindestens eine Rakel 03; 06 oder beide Rakel 03; 06 im Betrieb der Druckmaschine durch ihren mechanischen Kontakt zur Mantelfläche der Walze 04 verschleißen und damit immer kürzer werden, wird der Rakelbalken 01, der durch die vom Antrieb 07 gegen den mindestens einen Anschlag 14 ausgeübte Anstellkraft F_A vorgespannt ist, in seinem Abstand zur Mantelfläche der Walze 04 neu positioniert, z. B. näher herangeführt, indem der mindestens eine positionsvariable Anschlag 14 neu eingestellt wird, wobei dann auch der Rakelbalken 01 aufgrund seiner festen Anstellung gegen diesen mindestens einen Anschlag 14 auf die neue vom betreffenden Anschlag 14 vorgegebene Position folgt. Die einzustellende neue Position des mindestens einen positionsvariablen Anschlags 14 ist davon abhängig, welchen Wert für die Dehnung bzw. Biegespannung das der betreffenden Rakel 03; 06 zugeordnete Messelement 11 aktuell an die Steuereinheit 12 liefert. Der mindestens eine positionsvariable Anschlag 14 wird durch eine Veränderung seiner Position derart neu eingestellt, dass der Wert für die Dehnung bzw. Biegespannung in der betreffenden Rakel 03; 06 optimal ist oder zumindest wieder optimal wird. Der Wert für die Dehnung bzw. Biegespannung in der betreffenden Rakel 03; 06 gilt dann als optimal, wenn die betreffende Rakel 03; 06 zumindest an ihrem jeweiligen der Mantelfläche der Walze 04 zugewandten Ende z. B. eine zur Rakelkammer 02 gerichtete leichte Krümmung aufweist. Dann weist die an der Rakel 03; 06 erfassbare Dehnung bzw. Biegespannung zumindest innerhalb eines zuvor festgelegten Toleranzbereiches wieder ihren für die aktuelle Betriebssituation der Druckmaschine als Normalwert geltenden Wert auf.
Beide zuvor beschriebenen Varianten zur Ausführung der Erfindung sind auch in ihrer Kombination ausführbar.
Es ergibt sich demnach eine Vorrichtung zur Anstellung einer Rakel 03; 06 an eine Mantelfläche einer rotierbaren Walze 04, wobei die eine Flüssigkeit auf die Mantelfläche der Walze 04 auftragende Rakel 03; 06 zumindest an ihrem der Mantelfläche der Walze 04 zugewandten Ende biegsam ausgebildet ist, wobei eine die Rakel 03; 06 gegen die Mantelfläche der Walze 04 anstellende Anstellkraft F eingestellt ist, wobei mindestens ein eine Dehnung erfassendes Messelement 11 und eine ein mit der erfassten Dehnung korrespondierendes Messsignal erfassende Steuereinheit 12 vorgesehen sind, wobei die von dem mindestens einen Messelement 11 erfasste Dehnung zumindest an dem der Mantelfläche der Walze 04 zugewandten Ende der gegen die Mantelfläche dieser Walze 04 angestellten Rakel 03; 06 auftritt, wobei die Steuereinheit 12 bei einer Änderung eines Wertes der zuvor von dem mindestens einen Messelement 11 erfassten Dehnung die Anstellkraft F der gegen die Mantelfläche der Walze 04 angestellten Rakel 03; 06 und/oder eine relativ zur Mantelfläche der Walze 04 bezogene Position des die betreffende Rakel 03; 06 haltenden Rakelbalkens 01 derart auf einen neuen Wert einstellt, dass die betreffende Rakel 03; 06 unter Berücksichtigung des festgelegten Toleranzbereiches wieder ihren vor der Änderung aufgewiesenen Wert aufweist. Diese Neueinstellung der Anstellkraft F und/oder der Position des die betreffende Rakel 03; 06 haltenden Rakelbalkens 01 erfolgt insbesondere dann, wenn sich die Viskosität der mit der Rakel 03; 06 auf die Mantelfläche der Walze 04 aufzutragenden Flüssigkeit verändert, wobei die Steuereinheit 12 eine Veränderung der Viskosität dieser Druckfarbe durch eine Veränderung des Messwertes für die von dem mindestens einen Messelement 11 erfasste Dehnung feststellt. Diese Vorrichtung wird vorzugsweise in einem in einem wasserlosen Offsetdruckverfahren druckenden Druckwerk einer Druckmaschine verwendet.
Ein entsprechendes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Dehnung der gegen die Mantelfläche der Walze 04 angestellten Rakel 03; 06 erfasst wird, wobei die Anstellkraft F und/oder eine Position der gegen die Mantelfläche der Walze 04 angestellten Rakel 03; 06 dann neu eingestellt werden, wenn sich die Dehnung der gegen die Mantelfläche der Walze 04 angestellten Rakel 03; 06 auf einen Wert außerhalb des zuvor festgelegten Toleranzbereiches ändert, wobei die Anstellkraft F und/oder die Position der gegen die Mantelfläche der Walze 04 angestellten Rakel 03; 06 derart neu eingestellt werden, dass die Dehnung wieder einen Wert innerhalb des festgelegten Toleranzbereiches annimmt. In der bevorzugten Ausführung wird die Dehnung der gegen die Mantelfläche der Walze 04 angestellten Rakel 03; 06 während der gesamten oder zumindest während einem größten Teil der Zeit, in welcher diese Rakel 03; 06 die Flüssigkeit auf die Mantelfläche der Walze 04 aufträgt, fortlaufend erfasst, wobei die diese Rakel 03; 06 gegen die Mantelfläche der Walze 04 anstellende Anstellkraft F und/oder die Position dieser Rakel 03; 06 relativ zur Mantelfläche der Walze 04 jeweils neu eingestellt werden, wenn sich die Dehnung auf einen Wert außerhalb des Toleranzbereiches verändert hat.
Bezugszeichenliste

01: Rakelbalken
02: Rakelkammer
03: Rakel
04: Walze; Rasterwalze
05
06: Rakel
07: Antrieb
08: Bezugspunkt
09: Rotationsachse
10
11: Messelement
12: Steuereinheit
13: Anschlagfläche
14: Anschlag
15
16: Antrieb
a1: Abstand
a2: Abstand
a3: Abstand
s: Stellweg
F: Anstellkraft
F_-: Anstellkraft
F_N: Anstellkraft
F₊: Anstellkraft
F_A: Anstellkraft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

GB 1000840 A [0002, 0004, 0005]
US 6576059 B2 [0003, 0004, 0005]

Claims

Vorrichtung zur Anstellung einer Rakel (03; 06) an eine Mantelfläche einer rotierbaren Walze (04), wobei die eine Flüssigkeit auf die Mantelfläche der Walze (04) auftragende Rakel (03; 06) zumindest an ihrem der Mantelfläche der Walze (04) zugewandten Ende biegsam ausgebildet ist, wobei eine die Rakel (03; 06) gegen die Mantelfläche der Walze (04) anstellende Anstellkraft (F) eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein eine Dehnung erfassendes Messelement (11) und eine ein mit der erfassten Dehnung korrespondierendes Messsignal erfassende Steuereinheit (12) vorgesehen sind, wobei die von dem mindestens einen Messelement (11) erfasste Dehnung zumindest an dem der Mantelfläche der Walze (04) zugewandten Ende der gegen die Mantelfläche dieser Walze (04) angestellten Rakel (03; 06) auftritt, wobei die Steuereinheit (12) bei einer Änderung eines Wertes der zuvor von dem mindestens einen Messelement (11) erfassten Dehnung die Anstellkraft (F) der gegen die Mantelfläche der Walze (04) angestellten Rakel (03; 06) und/oder eine relativ zur Mantelfläche der Walze (04) bezogene Position eines die betreffende Rakel (03; 06) haltenden Rakelbalkens (01) derart auf einen neuen Wert einstellt, dass die betreffende Rakel (03; 06) unter Berücksichtigung eines festgelegten Toleranzbereiches wieder ihren vor der Änderung aufgewiesenen Wert aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Mantelfläche der Walze (04) aufzutragende Flüssigkeit eine thixotrope Druckfarbe ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Messelement (11) als ein Dehnungsmessstreifen ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (04) als eine zu einem Farbwerk eines Druckwerks einer Druckmaschine gehörende Rasterwalze (04) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) in einem Leitstand der Druckmaschine angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionierung des die betreffende Rakel (03; 06) haltenden Rakelbalkens (01) mindestens ein positionsvariabler Anschlag (14) vorgesehen ist, wobei der Rakelbalken (01) mit einer Anschlagfläche (13) gegen diesen mindestens einen Anschlag (14) angestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Steuereinheit (12) gesteuerter Antrieb (16) vorgesehen ist, wobei der mindestens eine positionsvariable Anschlag (14) mittels des Antriebs (16) in seiner Position einstellbar ist.
Verfahren zur Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5 oder 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung in einem in einem wasserlosen Offsetdruckverfahren druckenden Druckwerk verwendet wird.
Verfahren zur Anstellung einer Rakel (03; 06) an eine Mantelfläche einer rotierbaren Walze (04), wobei eine Anstellkraft (F) oder eine Position der gegen die Mantelfläche der Walze (04) angestellten Rakel (03; 06) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dehnung der gegen die Mantelfläche der Walze (04) angestellten Rakel (03; 06) erfasst wird, wobei die Anstellkraft (F) der gegen die Mantelfläche der Walze (04) angestellten Rakel (03; 06) und/oder eine Position der gegen die Mantelfläche der Walze (04) angestellten Rakel (03; 06) dann neu eingestellt werden, wenn sich die Dehnung der gegen die Mantelfläche der Walze (04) angestellten Rakel (03; 06) auf einen Wert außerhalb eines zuvor festgelegten Toleranzbereiches ändert, wobei die Anstellkraft (F) und/oder die Position der gegen die Mantelfläche der Walze (04) angestellten Rakel (03; 06) derart neu eingestellt werden, dass die Dehnung wieder einen Wert innerhalb des festgelegten Toleranzbereiches annimmt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnung der gegen die Mantelfläche der Walze (04) angestellten Rakel (03; 06) während der gesamten oder zumindest während einem größten Teil der Zeit, in welcher diese Rakel (03; 06) die Flüssigkeit auf die Mantelfläche der Walze (04) aufträgt, fortlaufend erfasst wird, wobei die diese Rakel (03; 06) gegen die Mantelfläche der Walze (04) anstellende Anstellkraft (F) und/oder die Position der gegen die Mantelfläche der Walze (04) angestellten Rakel (03; 06) jeweils neu eingestellt werden, wenn sich die Dehnung auf einen Wert außerhalb des Toleranzbereiches verändert hat.