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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dosierten Aufbringen eines
flüssigen
oder pastösen Mediums,
z.B. Farbe, Lack oder dergleichen auf eine angetriebene Walze einer
Druckmaschine.
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Eine
aus der
US 729 002 A bekannte
Vorrichtung der angegebenen Art besteht aus einem in einen Farbkasten
für eine
Hauptfarbe einsetzbaren, in der Art eines Farbkastens gestalteten
Behälter,
der in mehrere Kammern unterteilt ist, in deren Austrittsöffnungen
sich jeweils eine Dosierrolle befindet. Die Dosierrollen sind auf
einer gemeinsamen in dem Behälter
gelagerten Welle angeordnet und werden über ein Getriebe durch die
Farbkastenwalze synchron zu dieser angetrieben. Die Dosierung der
Farbzufuhr erfolgt über
verstellbare Rakeln, die am Boden der Kammern angeordnet sind und
deren Abstand zur Dosierrolle über
Stellschrauben und Übertragungshebel
einstellbar ist. Mit der bekannten Vorrichtung können zonenweise verschiedene
Druckfarben auf die Farbkastenwalze aufgetragen werden. Die bekannte
Vorrichtung hat den Nachteil, daß ihre Herstellung aufwendig
ist und daß die
am Boden der Kammern angeordneten Rakeln gegenüber der Kammerwand abzudichten
sind. Weiterhin schränkt die
Anordnung der Dosierrollen an der Seite des oben offenen Behälters die
Anwendungsmöglichkeit der
bekannten Vorrichtung ein.
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Aus
DD 23 050 ist ein Farbwerk für
Rotationsdruckmaschinen mit einer oder mehreren Farbwalzen und einem
in die Druckmaschine einsetzbaren Farbbehälter bekannt, bei dem am Boden
des Farbbehälters
sich eine Abgabewalze befindet, die zwischen zylindrischen, von
Wülsten
der Behälterwand
gebildeten Gleitflächen
parallel zu einer Farbwalze gelagert und mit dieser in Berührung bringbar ist
und die bei Drehung durch die Farbwalze aus dem Farbbehälter Farbe
entnimmt. Der Farbbehälter
befindet sich in einer an der Druckmaschine fest montierten, kastenförmigen Führungs-
und Halteeinrichtung, welche Federeinrichtungen aufweist, die den Farbbehälter von
der Farbwalze abdrücken.
Zur Farbentnahme, wird der Farbbehälter entgegen der Kraft der
Federeinrichtungen mit der Abgabewalze an die Farbwalze gedrückt. Die
Dosierung der abzugebenden Farbmenge wird hierbei durch die Abmessungen des
Farbbehälters
und der Abgabewalze festgelegt und ist nicht einstellbar.
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Bei
einer aus DD 25 340 bekannten Weiterbildung des vorgenannten Farbwerks
wird die auf die Farbauftragwalze gelangende Farbmenge durch eine
mitrotierende Rolle gesteuert, die auf der Austrittsseite der Auftragwalze
innerhalb des Farbbehälters
gelagert ist. Anstelle der mitrotierenden Rolle kann zur Dosierung
der Farbe auf der Farbauftragwalze auch eine Rakel verwendet werden.
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Weiterhin
ist aus
DE 11 30 400
A ein insbesondere für
den Textildruck bestimmtes Vielfarbeneinfärbegerät bekannt, das einen aus einer
Vielzahl von dicht nebeneinander liegenden Abteilen bestehenden
Farbvorratsbehälter
aufweist, wobei jedes Abteil mit einer gesondert einstellbaren Ausflußregelvorrichtung
versehen ist. Der Farbvorratsbehälter
ist an einem Gehäuse
angebracht, das eine gewölbte Höhlung mit
einer gerippten Oberfläche
besitzt, welche durch Ausflußöffnungen
mit den Abteilen verbunden ist. In der Höhlung ist eine aus einzelnen
Teilwalzen zusammengesetzte Übertragungswalze
angeordnet, die mit einer Auftragwalze in Kontakt ist. Der Abstand
zwischen der inneren Wölbungsfläche des Gehäuses und
der Übertragungswalze
kann durch Anheben des Gehäuses
mit dem Farbvorratsbehälter eingestellt
werden. Eine individuelle Regelung der Farbzufuhr ist hierbei nur
mit Hilfe der Ausflußregelvorrichtung
möglich.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die einfach herzustellen und zu handhaben ist
und die sich zum zonenweisen dosierbaren Auftragen verschiedenartiger
Medien eignet. Weiterhin soll die Vorrichtung in verschiedenen Einbaulagen
einsetzbar und einfach austauschbar sein.
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Die
Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebene Erfindung
gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu
entnehmen.
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Die
Erfindung ermöglicht
eine besonders einfache Ausgestaltung einer Dosiervorrichtung der angegebenen
Art. Der Behälter
kann vollständig
aus starren Wänden
gebildet sein und benötigt
keine verstellbare Rakel, da die Änderung des Dosierspalts durch
die Lageränderung
der Dosierrolle in der Austrittsöffnung
bewirkt wird. Die Änderung
des Dosierspalts erfolgt vorteilhaft durch eine Verstellung des
Behälters
radial zur Walze, da der Kontakt zwischen der Dosierrolle und der
Walze eine Lageränderung
der Dosierrolle nur in Umfangsrichtung der Walze erlaubt. Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung eignet
sich besonders zum Auftragen von Farbe auf Walzen einer Druckmaschine,
kann aber zum Auftragen von Lack, Klebemittel oder andere flüssige Medien
verwendet werden.
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Die
Austrittsöffnung
ist vorzugsweise an die Kontur der Dosierrolle derart angepaßt, daß sie mittels
der Dosierrolle verschließbar
ist. Dies hat den Vorteil, daß die
Dosiervorrichtung ohne vorherige Entleerung ausgebaut werden kann,
wobei die Dosierrolle nach Art eines Ventils die Austrittsöffnung verschließt und ein
Auslaufen des Behälters
verhindert. Ist der Behälter
zusätzlich
mit einem Deckel verschlossen, so wird ein Antrocknen des Mediums
vermieden.
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Die
Dosierrolle kann erfindungsgemäß auf der
Außenseite
des Behälters
gelagert sein, wobei der Behälter
parallele Geradführungen
aufweist, in denen die Lagerung in einer zur Drehachse der Dosierrolle
senkrechten Richtung verschiebbar geführt ist. Zur Lagerung der Dosierrolle
können
Wälzlager verwendet
werden, die beiderseits der Dosierrolle auf einem Achszapfen der
Dosierrolle befestigt sind und deren Außenring zwischen parallelen
Führungsschienen
der Geradführungen
angeordnet sind. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung können die
vorgespannten federnden Mittel, z.B. Druckfedern, an dem Außenring
der Wälzlager über einen Kulissenstein
abgestützt
sein, der zwischen den Führungsschienen
der jeweiligen Geradführung
angeordnet ist.
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Für die Ausgestaltung
der Dosiervorrichtung ist es weiterhin von Vorteil, wenn der Durchmesser der
Dosierrolle größer als
die Breite der Austrittsöffnung
und die Drehachse der Dosierrolle auf der Innenseite der Austrittsöffnung des
Behälters
angeordnet ist und die Dosierrolle nur mit einem kleineren Teil ihres
Umfangs aus der Austrittsöffnung
herausragt. Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der Behälter einen
rechteckigen Querschnitt hat, wobei die in Richtung der Drehachse
der Dosierrolle gemessene Breite des Behälterinnenraums der Länge der
Dosierrolle entspricht. Senkrecht zur Drehachse der Dosierrolle
ist die Abmessung des Behälterinnenraums
vorzugsweise größer als
der Durchmesser der Dosierrolle.
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Für den Fall,
daß die
Dosierrolle beim Kontakt mit der Walze das auf ihrer Oberfläche mitgeführte Medium
nicht vollständig
auf die Oberfläche
der Walze überträgt, ist
zwischen der dem Dosierspalt gegenüberliegenden Begrenzungsfläche der
Austrittsöffnung
und der Oberfläche
der Dosierrolle bei geöffnetem
Dosierspalt ebenfalls ein Spalt vorgesehen, durch den das nicht
auf die Walze übertragene
Medium in den Behälter
zurückgeführt wird.
Vorzugsweise ist die dem Dosierspalt gegenüberliegende Begrenzungsfläche nach
außen über die
Linie des geringsten Abstands zur Mantelfläche der Dosierrolle hinaus verlängert, um
den Rücktransport
des nicht auf die Walze übertragenen
Mediums zu begünstigen.
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Die
Verstellung des Behälters
kann erfindungsgemäß in einer
zur Drehachse zur Walze im wesentlichen radialen Richtung erfolgen.
Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der der Behälter in
einer durch zwei parallele Platten gebildeten Geradführung verschiebbar
gelagert ist und mittels einer an den Platten abgestützten Stellschraube
verstellbar ist.
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Die
erfindungsgemäße Dosiervorrichtung
ist vor allem für
Anwendungen sehr vorteilhaft, bei denen die axiale Breite der Dosierrolle
der Breite einer unabhängig
regelbaren Dosierzone auf der Walze entspricht. Soll auf mehrere
Dosierzonen auf der Walze Medium aufgetragen werden, so können erfindungsgemäß mehrere
Dosiervorrichtungen mit ihrer Dosierrolle an die Walze angestellt
werden. Hierbei werden benachbarte Dosiervorrichtungen vorteilhaft in
Umfangsrichtung der Walze versetzt angeordnet, um unmittelbar aneinander
angrenzende oder auch sich überlappende
Dosierzonen einrichten zu können.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die
in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen
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1 eine
Ansicht einer Ausführungsform einer
Dosiervorrichtung, in Richtung der Drehachse der Dosierrolle gesehen,
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2 eine
Ansicht der Dosiervorrichtung gemäß 1, senkrecht
zur Drehachse der Dosierrolle gesehen,
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3 einen
Querschnitt der Dosiervorrichtung gemäß 1 senkrecht
zur Drehachse der Dosierrolle,
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4 einen
vergrößerten Ausschnitt
der Schnittdarstellung gemäß 3 mit
geschlossenem Dosierspalt,
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5 einen
vergrößerten Ausschnitt
der Schnittdarstellung gemäß 3 mit
geöffnetem
Dosierspalt und
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6 eine
Ansicht einer Anordnung mit mehreren Dosiervorrichtungen an einer
gemeinsamen Walze.
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Die
dargestellte Dosiervorrichtung weist einen langgestreckten, quaderförmigen Behälter 1 auf, der
aus einem dünnwandigen
Material, beispielsweise Blech hergestellt ist. Die Längsachse
des Behälters 1 ist
radial zu einer Walze 2 ausgerichtet. Die Seitenwände des
Behälters 1 sind
mit 3, 4, 5, 6 bezeichnet. Das
der Walze 2 abgekehrte Ende des Behälters 1 ist mit einem
abnehmbaren Deckel 7 verschlossen. Das andere, der Walze 2 zugekehrte Ende
des Behälters 1 weist
eine Austrittsöffnung 8 auf,
deren Breite in Umfangsrichtung der Walze 2 gemessen kleiner
ist, als der Abstand zwischen den Seitenwänden 3, 4.
Erreicht wird dies durch einander zugekehrte Abwinkelungen 9, 10 der
die Austrittsöffnung 8 begrenzenden
Enden der Seitenwänden 3, 4.
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In
dem Behälter 1 ist
eine zylindrische Dosierrolle 11 angeordnet, deren Durchmesser
kleiner als der Abstand zwischen den Seitenwänden 3, 4 und größer als
die Breite der Austrittsöffnung 8 ist.
In axialer Richtung entspricht die Breite der Dosierrolle 11 im
wesentlichen dem Abstand zwischen den Seitenwänden 5, 6,
so daß die
Dosierrolle 11 mit ihren ebenen Stirnflächen an den Innenseiten der
Seitenwände 5, 6 dicht
anliegt. Die Dosierrolle 11 weist an ihren beiden Stirnseiten
Lagerzapfen 12 auf, die durch Schlitze 13 in den
Seitenwänden 3, 4 aus
dem Behälter 1 herausragen.
Auf den Lagerzapfen 12 sind Wälzlager 14 befestigt,
deren Außenring
an parallelen, eine Geradführung
bildenden Führungsschienen 15 geführt sind,
die auf der Außenseite
der Seitenwände 5, 6 symmetrisch
zur Längsmittelebene
des Behälters 1 angeordnet
sind. Die der Austrittsöffnung 8 abgekehrten
Enden der Führungsschienen 15,
sind auf beiden Seiten des Behälters 1 jeweils
durch einen Steg 16 verbunden, an dem eine Druckfeder 17 abgestützt ist,
die über
einen Kulissenstein 18 auf den Außenring des Wälzlagers 14 einwirkt.
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Der
Behälter 1 ist
zwischen zwei zueinander und zur Walze 2 parallelen Leisten 19 angeordnet,
an denen er mit seinen Seitenwänden 3, 4 verschiebbar geführt ist.
Die Leisten sind durch eine U-förmige Stütze 20 verbunden,
die mit ihren Schenkeln 21 das deckelseitige Ende des Behälters 1 umgreift.
Die Schenkel 21 bilden zusammenwirkend mit den Seitenwänden 5, 6 eine
weitere Führung
für den
Behälter 1,
durch die dieser mit seiner Längsachse
senkrecht zur Drehachse der Walze 2 ausgerichtet wird. Mit
Hilfe einer Stellschraube 22, die in eine Gewindebohrung
im Boden der stütze 20 eingeschraubt
ist, ist der Behälter 1 in
Längsrichtung
gegenüber
der Stütze 20 und
den Leisten 19 und gegenüber der Walze 2 sowie
der an der Walze 2 anliegenden Dosierrolle 11 verstellbar.
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In
den 4 und 5 sind unterschiedliche Stellungen
des Behälters 1 gezeigt,
die mit Hilfe der Stellschraube 22 eingestellt werden können. In 4 ist
die Stellschraube 22 so weit zurückgeschraubt, bis sie den Deckel 7 des
Behälters 1 nicht mehr
berührt.
Die über
die Kulissensteine 18 und die Wälzlager 14 an der
Dosierrolle 11 abgestützten Druckfedern 17 haben
den Behälter 1 so
weit in Richtung der Stellschraube 22 bewegt, bis die Abwinkelungen 9, 10 an
der Mantelfläche
der Dosierrolle 11 anliegen. In dieser Stellung wird die
Austrittsöffnung 8 von
der Dosierrolle 11 verschlossen und die Kraft der vorgespannten
Druckfedern 17 wird durch die Anlage der Dosierrolle 11 an
den Abwinkelungen 9, 10 aufgenommen. Ein Antrieb
der Dosierrolle 11 durch die in Pfeilrichtung rotierende
Walze 2 ist nicht möglich,
da die Dosierrolle 11 von den Druckfedern 15 nicht
an die Walze 2 angedrückt
wird. Diese Stellung des Behälters 1 ist
zweckmäßig, wenn
im Bereich der Dosierrolle 11 ein Auftrag von Farbe, Lack oder
dergleichen auf die Walze 2 nicht erfolgen soll. Um hierbei
einen Kontakt zwischen der Dosierrolle 11 und der Walze 2 zu
vermeiden, können
zusätzliche Mittel,
z.B. eine an der Stütze 2 und
dem Behälter 1 angehängte Zugfeder,
vorgesehen sein, die dafür sorgen,
daß der
Behälter 1 einer
Rückstellbewegung der
Stellschraube so weit folgt, daß die
Dosierrolle 11 von der Walze 2 abhebt.
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Soll
Medium auf die Walze 2 aufgetragen werden, so wird der
Behälter 1 mit
Hilfe der Stellschraube 22 so weit in Rich tung auf die
Walze 2 bewegt, bis die Dosierrolle 11 ausschließlich an
der Walze 2 abgestützt
und von den Abwinkelungen 9, 10 abgehoben ist.
Eine solche Stellung des Behälters 1 ist
in 5 gezeigt. Hierbei wird die Kraft der Druckfedern 17 einerseits über die
Dosierrolle 11 an der Walze 2 und andererseits über den
Behälter 1 an
der Stellschraube 22 abgestützt. Die Kraftübertragung zwischen
der Dosierrolle 11 und der Walze 2 sorgt für einen
ausreichenden Reibschluß,
so daß die
Dosierrolle 11 von der Walze 2 in Drehung versetzt
wird. An dem Behälter 1 ist
diese Dosierrolle 11 hierbei nur über die Wälzlager 14 gelagert.
Durch die Drehung der Dosierrolle 11 wird das in dem Behälter 1 befindliche
Medium von der Mantelfläche
der Dosierrolle 11 mitgenommen und durch einen Dosierspalt 23,
der durch den Zwischenraum zwischen der kürzeren Abwinkelung 9 und
der Mantelfläche
der Dosierrolle 11 gebildet wird, in Form eines dünnen Films
aus dem Behälter 1 herausgefördert und
an der Berührungsstelle
zwischen der Dosierrolle 11 und der Walze 2 auf
letztere übertragen.
Bleibt nach dem Kontakt mit der Walze 2 noch Medium auf
der Mantelfläche
der Dosierrolle 1 zurück,
so gelangt dieses über
den Spalt zwischen der längeren
Abwinkelung 10 und der Mantelfläche der Dosierrolle 11 wieder
in den Behälter 1 zurück. Die
Größe des Dosierspalt 23 und
damit die Dicke des auf der Mantelfläche der Dosierrolle gebildeten
Films läßt sich
mit Hilfe der Stellschraube 22 auf einfache Weise variieren,
indem der Behälter 1 mehr
oder weniger weit in Richtung auf die Walze 2 bewegt wird.
Die Drehung der Stellschraube 22 kann von Hand oder ferngesteuert
mittels eines Stellmotors erfolgen.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Beispiel wurde jeweils nur eine Dosiervorrichtung
gemäß der Erfindung
betrachtet. Die beschriebene Dosiervorrichtung ist jedoch vor allem
auch für
Anwendungsfälle
gedacht, bei denen auf die gesamte Arbeitsbreite einer Walze, z.B.
im Farbwerk einer Druckma schine, zonenweise in unterschiedlicher
Dosierung Farbe aufgetragen wird. Hierzu sind an einem sich über die Breite
der Walze erstreckenden Träger,
der aus zwei Leisten 19 und einer Mehrzahl in regelmäßigem Abstand
angeordneter Stützen 20 besteht,
eine der Zahl der Stützen
entsprechende Zahl von Behältern 1 mit Dosierrollen 11 angeordnet,
wobei die Dosiermenge jeder Dosierrolle individuell über eine
Stellschraube einstellbar ist. Bei einer solchen Anordnung bleibt durch
die beiderseits der Dosierrolle 11 angeordneten Lager und
Druckfedern zwischen den einzelnen Dosierrollen zwangsläufig ein
Zwischenraum, in dem kein Farbauftrag erfolgt. Soll dies vermieden
werden, so kann wie dies in 6 gezeigt
ist, in Umfangsrichtung versetzt zu einem ersten Träger 24 mit
Dosiervorrichtungen 25 ein zweiter Träger 26 mit Dosiervorrichtungen 27 an
der Walze 2 angeordnet sein, wobei sich die Dosierrollen
der Dosiervorrichtungen 27 jeweils in dem Zwischenraum
zwischen den Dosierrollen der Dosiervorrichtungen 25 befinden.
Auf diese Weise ist das Aufbringen einer durchgehenden Schicht eines
Mediums, beispielsweise einer Druckfarbe, auf die Arbeitsfläche einer
Walze möglich,
wobei jedoch jede durch die Breite einer Dosierrolle bestimmte Zone
sowohl hinsichtlich der Auftragsmenge als auch hinsichtlich des
Mediums variiert werden kann.
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Die
beschriebe Dosiervorrichtung eignet sich gleichermaßen für das Auftragen
von Farbe auf eine Duktorwalze, einen Reiber oder eine Zwischenwalze eines
Farbwerks oder auch unmittelbar zum Farbauftrag auf einen Plattenzylinder.
Die Dosierung des aufzutragenden Mediums erfolgt auf einfache Weise durch
axiales Verschieben des Behälters
gegenüber der
Dosierrolle und die damit verbundene Veränderung des Dosierspalts. Diese
Einstellung kann manuell oder auch motorisch mit Hilfe einer zentralen
oder dezentralen Steuerung erfolgen. Je nach Bedarf kann nur eine
einzelne Dosiervorrichtung oder eine Gruppe aus mehreren nebeneinan der
und/oder versetzt zueinander angeordneten Dosiervorrichtungen verwendet
werden. Ein Austausch der Dosiervorrichtungen ist sowohl einzeln
als auch als komplette Baugruppe auf einfache Weise möglich. Da
sich beim Abheben der Dosiervorrichtungen von der zugeordneten Walze
die Austrittsöffnungen
der Dosierbehälter selbsttätig schließen, kann
bei einem Austausch oder Wechsel der Dosiervorrichtungen die Einstellung
der einzelnen Dosierspalte unverändert
bleiben. Bei Verwendung in einem Farbwerk bietet die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung
auch die Möglichkeit,
Farbdosierbehälter
mit unterschiedlichen Farben nebeneinander einzusetzen.
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Je
nach Anwendung kann die Materialpaarung von Dosierrolle und Gegenwalze
durch Auswechseln der Dosierrolle angepaßt werden. Geeignete Materialpaarungen
sind Stahl auf Stahl, Stahl auf Gummi bzw. Gummi auf Stahl, Gummi
auf Druckplatte, Keramik auf Gummi, Kunststoff auf Stahl, Kunststoff
auf Kunststoff, Kunststoff auf Druckplatte, Kunststoff auf Keramik
oder Kunststoff auf Gummi. Die Oberfläche der Dosierrolle kann unterschiedlich beschichtet
oder strukturiert sein.