DE2438668B2

DE2438668B2 - Farbwerk für Druckmaschinen

Info

Publication number: DE2438668B2
Application number: DE742438668A
Authority: DE
Inventors: Jarl Erik Solna Ohlson (Schweden)
Original assignee: Texogesa Sa Genf (schweiz)
Current assignee: Texogesa Sa Genf (schweiz)
Priority date: 1973-08-28
Filing date: 1974-08-12
Publication date: 1979-03-01
Also published as: BR7407118D0; JPS5064009A; GB1479186A; ES429601A1; DE2438668A1; CA1006756A; IE41204B1; NL7411470A; DK455074A; DK155114C; US4358996A; IT1022075B; LU70807A1; DK155114B; US4355576A; ATA661774A; AU7260274A; SE7410833L; IL45523A0; DD113483A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Farbwerk für mit hochviskosen Farben arbeitende Druckmaschinen, insbesondere für typographische und lithographische Offsetdruckmaschinen.

In derartigen Druckmaschinen, beispielsweise für direkten typographischen Hochdruck oder den Offsetdruck, wird die Farbe auf der Druckplatte durch Walzen aufgetragen, die eine weiche, nachgiebige Oberfläche, im allgemeinen aus synthetischem Gummi, haben. Um eine gute Druckqualität zu erhalten, muß die Farbe in Ruhe eine verhältnismäßig hohe Viskosität und außerdem eine gewisse Haftfähigkeit, den sogenannten »tack« besitzen.

Die Verteilung der Farbe wird durch deren thixotrope Eigenschaften erleichtert, welche die Viskosität der Farbe während des Walzens stark erniedrigen. Die derzeit verwendeten hochviskosen Farben, die eine gute Druckqualität zu erzielen erlauben, haben im allgemeinen während der Bewegung eine Viskosität zwischen 50 und 100 Poise.

Um mit einer mit Farben hoher Viskosität arbeitenden Druckmaschine Drucke guter Qualität zu erhalten, müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:

Eine Farbe mit einer hinreichend hohen Viskosität in der Größenordnung von 50 bis 100 Poise muß bei der Betriebsgeschwindigkeit der Vorrichtung walzbar sein; bei dieser Walzung muß ein Farbfilm mit einer Dicke von ca. 12 Mikron auf einer mit einer nachgiebigen elastischen Schicht versehenen Farbauftragswalze go's bildet werden, und schließlich muß dafür gesorgt werden, daß der Film so regelmäßig und gleichförmig wie möglich ist

Ein Farbwerk gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 erwähnten Gattung (CH-PS 4 41 387) weist

in eine Reibwalze mit einem sehr kleinen Durchmesser auf, der praktisch die Form einer Stange hat was das Walzen dünner Filme erleichtert Die als Reibwalze wirkende Stange wird τη eine langsame Drehung in entgegengesetztem Sinn zur Farbauftragswalze ver-

i^r> setzt Eine solche Vorrichtung hat zwar einen einfachen Aufbau, jedoch zeigt die Erfahrung, daß die maximal zulässige Viskosität der Farbe, die in dieser Vorrichtung verwendbar ist größenordnungsmäßig nur 3 Poise beträgt Es ist daher klar, daß dieses Farbwerk nicht für den Druck mit fetten Farben geeignet ist

Ein anderes bekanntes, aber druckschriftiich nicht belegbares Farbwerk weist eine Reibwalze aus hartem Material auf, die unter Druck gegen eine Farbauftragswalze mit einem weichen Gummiüberzug gedrückt

η wird, die sich mit der Tangentialgeschwindigkeit VVdes Plattenzylinders dreht Die Reibwalze wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit Ve angetrieben und dreht sich im gleichen Sinne wie die Farbauftragswalze, d. h. an ihrer Berührungsstelle sind die Umfangsgeschwindig-

jo keiten entgegengesetzt gerichtet Die Farbmasse befindet sich im Raum oberhalb dieser Berührungsstelle und wird dort durch eine am oberen Teil der Reibwalze anliegende Rakel gehalten; die viskose Farbe wird auf diese Weise beim Durchgang zwischen der Farbauf-

Vi tragswalze und der Reibwalze gewalzt bzw. verteilt.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß ein derartiges Farbwerk korrekt bei einem Reibgrad Ve/VVzwischen 0 und 0,5 arbeitet und daß oberhalb eines Wertes von 03 schwer zu dämpfende Schwingungtn auftreten, die auf dem gedruckten Bild störende sichtbare Streifen verursachen. Außerdem treten bei diesem bekannten Farbwerk, auch wenn es unter korrekten Betriebsbedingungen arbeitet, erhebliche Farbleckverluste auf, weil es praktisch unmöglich ist, eine genaue Justierung

4> zwischen der Rakel, der Reibwalze und den als Backen ausgebildeten Seitenwänden des Farbkastens zu erzielen. Des weiteren hat sich gezeigt, daß zur Erzielung einer Farbfilmdicke, von 12 Mikron auf der Farbauftragswalze die zulässige maximale Viskosität der Farbe

^r)(i nur 10 Poise betragen darf, wodurch die Verwendung von Farben hoher Viskosität praktisch ausgeschlossen u;:d die Anwendung dieser bekannten Vorrichtung auf flüssigere Farben beschränkt ist.

Bei einem weiteren bekannten Farbwerk (US-PS

ίΐ 35 59 572) wird auf die mit dem Druckzylinder in Kontakt stehende Farbauftrags- und Farbkastenwalze ein Überschuß an Druckfarbe aufgebracht, der zusammen mit unerwünschten festen Stoffen wie Staub, Fasern, trockenen Farbteilchen od. dgl. mit einer flexibel

w) angebrachten Dosierwalze entfernt wird, die sich im gleichen Drehsinn wie die Farbauftragswalze dreht. Das Farbreservoir ist dabei ein Behälter, in den ein Teil der Farbauftragswalze eintaucht, wobei die Dosierwalze die Farbauftragswalze außerhalb des Behälters berührt

μ Bei einem anderen bekannten Farbwerk (GB-PS 12 67 947) drehen sich eine Farbauftragswalze und Farbkastenwalze gleichsinnig und weisen gleichen Durchmesser auf. Mit einem derartigen Farbwerk läßt

sich der zur Verwendung von Farben hoher Viskosität erforderliche hohe spezifische und gleichmäßige Druck nur schwierig erzielen. Es ist daher noch eine dritte, als Reibwalze wirkende Walze vorgesehen, die sich im Gegensinn zur Farbauftragswalze an dieser anliegend dreht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Farbwerk einfacher Bauart zu schaffen, mit dem Farben verhältnismäßig hoher Viskosität gewalzt und verarbeitet werden können und das insbesondere bei Hochdruck- und lithographischen Offsetmaschinen ausgezeichnete Ergebnisse liefert.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Farbwerk nach der CH-PS 4 41 387 mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit dem erfindungsgemäßen Farbwerk lassen sich Farben hoher Viskosität zu gleichförmigen Filmen gleichmäßiger Dicke verarbeiten, ohne daß Farbleckveriusle auftreten. Außerdem läßt sich die Farbfilmdikke am Umfang der Farbauftragswalze auf sehr einfache Weise dadurch einstellen oder regeln, daß man die Drehzahl der die Reibwalze bildenden Dosierstange im Verhältnis zur Geschwindigkeit der Farbauftragswalze verändert oder als Funktion der von einem Detektor gemessenen Farbdicke des erzeugten Druckes steuert

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch ein schematisch dargestelltes Farbwerk,

Fig.2 einen Vertikalschnitt längs der Linie II-II in Fig. K,

Fig.3 einen Vertikalschnitt durch denjenigen Bereich des Farbwerks, in dem sich die Dosierwalze in Kontakt mit der Farbauftragswalze befindet,

Fig.4, 5 und 6 Diagramme, die die mit bekannten Farbwerken erhältliche Änderung der Farbfilmdicke von verschiedenen Parametern veranschaulichen, und

Fig.7 tin den Diagrammen nach Fig.4 bis 6 ähnliches Diagramm, das die Änderung der Farbfilmdikke als Funktion des Reibgrades für "erschiedene Viskositäten der Farbe bei einer Vorrichtung nach der Erfindung veranschaulicht.

Das erfindungsgemäße Farbwerk weist nach F i g. 1 einen Formzylinder 1 auf, bei dem es sich um einen gravierten Zylinder oder um einen Platten-Zylinder kann.

Dieser einzufärbende Formzylinder 1 ist in einem Gestell 2 auf einer horizontalen Welle drehbar und wird über ein Getriebe 4 oder einen anderen bekannten Mechanismus durch einen Elektromotor 3 angetrieben. Auf einer zur Achse des Formzylinders 1 parallelen Achse ist eine Auftragswalze 5 ebenfalls drehbar im Gestell 2 vorgesehen. Diese Auftragswalze 5, die mit dem Formzylinder 1 gekuppelt ist, dreht sich gegenläufig zum Formzylinder 1 und rollt mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit auf diesem ab. Die Drehrichtungen sind in Fig. 1 durch Pfeile veranschaulicht. Die Auftragswalze 5 weist eine Oberflächenschicht 6 aus einem nachgiebigen elastischen Material auf, beispielsweise aus Kunststoff oder Gummi; mit dieser Oberflächenschicht 6 wird die Farbe auf die Oberfläche des Formzylinders 1 übertragen.

Das Farbwerk nach der Erfindung besteht im wesentlichen aus zwei seitlichen vertikalen Wänden 7 und 8 in Form von E jcken, die zwischen sich eine horizontale Traverse 9 einschließen, deren geneigte Oberfläche den Boden 9c des mit Farbe 14 gefüllten Farbkastens bildet. Diese Traverse 9 erstreckt sich längs der Auftragswalze 5 und weist an ihrer vertikalen Vorderfläche 9a in Umfangsnähe der Auftragswalze 5

ι eine horizontale Nut 10 auf, die einen V-förmigen Querschnitt hat. In dieser Nut to ist eine Dosierwalze 11 mit kreisförmigem Querschnitt und kleinem Durchmesser angeordnet deren Enden in Öffnungen 12 und 13 der Seitenwände 7 und 8 gelagert sind. Die horizontal und

ι» parallel zur Achse der Auftragswalze 5 orientierte Dosierwalze 11 liegt an der Oberflächenschicht 6 der Auftragswalze 5 an und begrenzt nach unten einen Raum, in dem sich die Farbe 14 befindet. Die Berührung zwischeii der Dosierwalze 11 und dem Umfang der

ι "> Auftragswalze 5 findet in dem Bereich statt, in dem sich die Mantellinie dieser Walze abwärts bewegt vorzugsweise genau in der durch diä Drehachse der Auftragswalze 5 verlaufenden horizontalen Ebene.
Die Traverse 9 und damit die Dosierwalze U werden gegen den Umfang der Auftrag /walze 5 gepreßt, beispielsweise mit Hilfe von Schrauben <5.

Nach F i g. 1 sind diese horizontal orientierten Schrauben 15 in Gewindehülsen 16 eingeschraubt, die am vertikalen Schenkel 17 eines am Gestell 2

2> montierten L-förmigen Trägers befestigt sind, auf dessen horizontalem Schenkel 17a der Farbkasten mit der Traverse 9 und seinen Seitenwänden 7 und 8 aufliegt und in Richtung auf die Auftragswalze 5 verschoben werden kann. Die Enden der Schrauben 15 stützen sich

«ι auf der vertikalen Rückseite 96 der Traverse 9 ab.

Der aus der Traverse 9 und den beiden Seitenwänden

7 und 8 bestehende Farbkasten ist leicht abnehmbar auf dem Gestell 2 montiert. Zu diesem Zweck sind an den Seitenwänden 7 und 8 Finger 18 befestigt, die sich nach

i» außen erstrecken und in nach hinten offene Ausnehmungen eingreifen, die in am Gestell 2 befestigten haken- oder gabelförmigen Teilen 19 angebracht sind.

Die Seitenwände 7 und 8 liegen vorn beiderseits der Auftragswalze 5 an deren beiden Stirnseiten an. Auf

■to diese Weise wird der die Farbe 14 aufnehmende Raum du ch die beiden Seitenwände 7 und 8, die Umfangsfläche der Auftragswalze 5 und die Oberseite 9c der Traverse 9 begrenzt, die in Richtui.g auf die Auftragswalze 5 nach unten geneigt orientiert ist.

-r> Gemäß der Erfindung wird die Dosierwalze 11, die die Rolle einer Reibwalze mit kleinem Durchmesser spielt, im gleichen Sinne wie die Auftragswalze 5 in Rotation versetzt. Zu diesem Zwecke trägt das eine äußere Ende der Dosierwalze 11, die die öffnung 13 in

v> der Seitenwand 8 des Farbkastens und eine Öffnung in der einen Gestellwand durchsetzt, ein Zahnrad 21, das mit einem auf der Welle eines Elektromotors 27 sitzenden Ritzel 26 kämmt. Die Dosierwalze 11 kann aber auch direkt mit der Welle des Motors 27 gekuppelt

">) sein.

Da die Dosierwalze 11 die beiden Seitenwände 7 und

8 durchdringt, kann auch auf einfache Weise eine axiale Hin- und Herbewegung der Dosierwalze 11 erfolgen, um eventuelle Lä.igsstreifen im Farbfilm zu verreiben

Wi und auszugleichen. Zu diesem Zwecke trägt das andere, die Öffnung 12 der Seitenwand 7 und die beireffende Gestellseitenwand durchsetzende Ende üer Dosierwalze 11 eine Scheibe 22, die zwischen zwei Rollen 23 und 24 eingreift.

hi Diese Rollen sind an einem Schlittenteil 25 befestigt, das im Sinne des Doppelpfeils nach Fig. 2 hin- und hergehend angetrieben wird.
Die Arbeitsweise des Farbwerks wird im folgenden

anhand der Fig. 3 bis 7 erläutert. Wenn man die Dicke des dünngewalzten Farbfilms von einigen Mikron gegenüber der mehrere Zehntelmillimetcr betragenden F.indringtiefe t/der Dosierwalze Il in die Oberflächenschicht der Auftragswalze 5 vernachlässigt, liefert eine mathematische Betrachtung, die auf der Formel von Newton für die .Scherbeanspruchung beruht, folgende Ausdrücke:

κ i,-

ihn 2) I I ll, 1,1p'

Dabei bedeuten A₀ die Dicke des gewalzten Films bei einer Rotationsgeschwindigkeit Vi= Oder die Reibwalze bildenden Dosierwalze 11,7/ die Viskosität der Farbe, [-' die Plastizität des Gummis bzw. der Oberflächenschicht der Auftragswalze, /?den Radius der Dosierwalze II. c/ die Lindringtiefe der Dosicrwaize ii in die Auftragswalze 5. s die Dicke des Films auf der Auftragswalze nach der Walzung und Vi sowie Vi die Umfangsgeschwindigkeiten der Dosierwalze Il bzw. der Auftragswalze 5.

Das Diagramm nach F i g. 4 veranschaulicht die funktionale Abhängigkeit der Dicke f des Farbfilms auf dem Umfang der Auftragswalze 5 vom Reibgrad ij·= Vι/V]. also das Verhältnis der Tangentialgeschwindigkeiten. im Falle des bekannten Farbwerks (GB-PS 12 67 947). das eine Reibwalze mit großem Durchmesser aufweist, die sich im gleichen Sinne wie die Farbauftragswalze dreht. Im Bereich der korrekten Funktion einer derartigen Anordnung, für die der Wert inzwischen 0 und 50% liegt, kann dem Diagramm entnommen werden, daß zur Erzeugung eines Films mit einer Dicke von 12 Mikron auf dem Umfang der Farbauftragswalze die zulässige maximale Viskosität der verwendeten Farbe 10 Poise beträgt, was für typographische oder lithographische Offset-Druckmaschincn ungeeignet ist.

Die F i g. 5 und 6 zeigen Diagramme, aus denen die Abhängigkeil der Dicke f des Farbfilms von φ bzw. der Eindnngtiefe Jim Falle des bekannten Farbwerks nach der CH-PS 4 41 387 hervorgeht, das eine Dosierwalze in Berührung mit der Auftragswalze aufweist, wobei sich jedoch diese Dosierwalze in umgekehrtem Sinne wie die Auftragswalze dreht. In dieser bekannten Vorrichtung beträgt das Verhältnis der Durchmesser 16:1. die Drehgeschwindigkeiten sind gleich, das Verhältnis der Tangentialgeschwindigkeiten. d.h. J₁-= V[ZVZt. beträgt ungefähr — 0.06. Im übrigen ist das Verhältnis i₍> nicht einstellbar oder steuerbar. Wie man der F i g. 5 entnehmen kann, darf die maximale Viskosität der gewalzten Farbe in keinem Falle 3 Poise überschreiten, während F i g. 6 zeigt, daß zur Erzielung einer Dicke t.

zwischen 8,5 und 12 Mikron durch entsprechende Änderung des Drucks bzw. der F.indringtiefe d die Viskosität auf 1,67 Poise begrenzt sein muß. Auch in diesem Falle können für dieses Farbwerk keine fetten Farben verwendet werden, deren Viskosität größer als 50 Poise ist.

Das Diagramm nach F i g. 7 stellt die Abhängigkeit der Dicke f in Mikron von (P= Vrf Vt im Falle der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, bei der die Dosierwalze 11 mit kleinem Durchmesser im gleichen Sinne wie die Auftragswalze 5 rotiert. Man erkennt, daß durch Änderung der Geschwindigkeit der Dosierwalze 11 eine Farbe mit verhältnismäßig großer Viskosität, die 84 Poise erreichen kann, walzbar ist. wobei man durchaus im annehmbaren Bereich des Reibgrades ψ zwischen 0 und 50% bleibt. Die crfindungsgemäße Vorrichtung ist daher für typographischen Druck, d. h. für Buchdruck oder Hochdruck, sowie für den lii!mgt up'inM'Mcn OfiSci-Drück geeignet.

Im Vergleich mit dem obenerwähnten bekannten Farbwerk (GB-PS 12 67 947), das mit einer Reibwalze mit großem Durchmesser arbeitet, hat das erfindungsgemäße Farbwerk den zusätzlichen Vorteil eines geringeren Leistungsbedarfs und damit einer geringeren Erwärmung, was die Kühlungsprobleme vereinfacht. Die die Anlagcfläche für die Dosierwalze 11 bildenden Wände der Nut 10 am Farbkasten können aus sehr harv.tn Metall oder auch aus einem F.lastomer bestehen, das einen wesentlich größeren, beispielsweise einen um mehrere hundert Mal größeren Elastizitätskoeffizientcn E als die Auftragswalze 5 bzw. deren nachgiebige Oberflächenschicht aufweist. Wenn die erwähnte Anlageflächc aus einem Elastomer besteht, dient der im Lager der Dosicrwaize 11 befindliche gewalzte Farbfilm zugleich als Schmiermittel, wobei seine infolge des sehr hohen Elastizitätskoeffizienten des Elastomers nur sehr geringe Dicke praktisch vernachlässigbar ist, so daß die Dicke des auf der Auftragswalze 5 gebildeten Farbfilms nicht wesentlich beeinflußt wird.

Es besteht ferner die Möglichkeit, den Motor 27, mit dem die Drehzahl der Dosierwalze 11 verändert werden kann, so durch einen die Farbdicke auf dem farbigen Druckbild messenden Detektor zu regeln, daß stets eine korrekte Druckqualität aufrechterhalten wird.

Der in der vorangehenden Beschreibung erwähnte Hinweis, wonach mit dem erfindungsgemäßen Farbwerk Farben verwendet werden können, deren Viskosität 84 Poise erreicht, gilt für den Fall besonderer experimenteller Bedingungen, für einen bestimmten Radius R der Dosierwalze 11 und für eine gegeL .-nc Eindringtiefe d: mit anderen Wtrten der genannten Parameter können ohne weiteres auch Druckfarben verwendet werden, deren Viskosität über 84 Poise liegt.

Hier/u 2 Rial! /cicimunecn

Claims

Patentansprüche:

1. Farbwerk für Druckmaschinen mit einer als Auftragswalze wirkenden Farbkastenwalze aus elastischem Material mit einer im Farbkasten im Bereich der Abwärtsbewegung der Mantellmie der Auftragswalze unterhalb der Oberfläche der Farbe im Farbkasten angeordneten, gegen die Auftragswalze anliegenden, zur Bildung eines Spaltes verschiebbaren, angetriebenen Dosierwalze sehr kleinen Durchmessers, dadurch gekennzeichnet, daß ein eigener, die Dosierwalze (11) in dergleichen Drehrichtung wie die Auftragswalze (5) mit veränderbarer Drehzahl antreibender Motor (27) vorgesehen ist und die Dosierwalze (11) mit gleichmäßigem Druck in ihrer ganzen Länge in die Auftragswalze (5) angedrückte Dosierwalze (11) eindrückbar ist

Z Farbwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Drehzahl der Dosierwalze (11) über den Motor (27) in Abhängigkeit von der von einem Detektor gemessenen Farbdichte des erzeugten Drucks steuerbar ist

3. Farbwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Desierwalze (11) in der durch die Drehachse der Auftragswalze (5) führenden horizontalen Ebene an deren Umfangsfläche anpreßbar ist

4. Farbwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß eine Vorrichtung (22—25) zur axialen Hin- L—d Herbewegung der Dosierwalze (11) vorgesehen ist

5. Farbwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Dosierwalze (11) in einer Nut (10) mit V-förmigem Querschnitt auf der der Farbauftragswalze (5) zugewandten Vertikalseite (9a) des Bodenteils (9) des Farbkastens gelagert ist