DE4327421A1 - Vorrichtung zum Einfärben von strukturierten, flächigen Teilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum wenigstens ein­ seitigen Einfärben von flächigen Teilen mit druckempfind­ licher strukturierter Oberfläche.

Wenn es darum geht, derartige Teile vollautomatisch auf ei­ ner Seite einzufärben, wird üblicherweise eine Sprüh­ spritztechnik angewendet. Hierbei wird die Farbe in feine Tröpfchen aufgelöst, die sich dann auf dem Teil nieder­ schlagen sollen. Dabei reicht der von dem Farbnebel er­ zeugte Luftzug aus, um einen Teil des Aerosols über ver­ hältnismäßig große Entfernungen fortzutragen, so daß sich der Farbnebel an unerwünschten Stellen außerhalb der Vor­ richtung niederschlägt. Es muß deswegen ein erheblicher Aufwand getrieben werden, um ein allzu großes Vagabundie­ ren des Farbaerosols weitgehend zu vermeiden. Dennoch läßt sich eine Verunreinigung unmittelbar in der Umgebung der Maschine durch Farbnebel nicht vollständig vermeiden.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vor­ richtung zu schaffen, um maschinell Teile zumindest ein­ seitig ganzflächig einzufärben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Verwendung der Farbauftragswalze mit elastischer Außen­ umfangsfläche sorgt für einen satten, fehlerfreien Kontakt mit dem einzufärbenden Teil, wobei die Gegendruckeinrich­ tung ein Ausweichen des eventuell dünnen Teils verhindert. Wegen der elastischen Außenumfangsfläche können mit der neuen Vorrichtung insbesondere auch Teile mit strukturier­ ter Oberfläche eingefärbt werden, und zwar selbst dann, wenn die Oberfläche druckempfindlich ist. Ein Beispiel für ein derartiges Material ist halbe Wellpappe, bei der ein zu großer Druck zu einem Zusammenquetschen der Rillen und damit einem Verlust der Struktur führt. Andererseits muß die Farbauftragswalze auch die Täler in den Wellpapperil­ len erreichen, um ein homogenes Einfärben zu ermöglichen.

Die Farbübertragungseinrichtung ermöglicht ein gleichmäßiges Aufbringen der Farbe auf die Farbauftragswalze, die ihrer­ seits die Farbe auf dem einzufärbenden Teil egalisiert.

Besonders geringe Andruckkräfte und eine gleichmäßige Anpas­ sung an die strukturierte Oberfläche wird erreicht, wenn die Farbauftragswalze eine Bürstenwalze ist, und die elasti­ sche Außenumfangsfläche von deren Bürstenborsten gebildet ist.

Eine besonders gute Vergleichmäßigung der Farbe auf der einzufärbenden Oberfläche wird durch eine Farbauftrags­ walze erzielt, die, bezogen auf das vorbeilaufende Teil, im Gegenlauf rotiert, weil sie gleichsam überschüssige Farbe vor sich her schiebt. Gleichzeitig wird dadurch ein besonders sparsamer Farbauftrag gewährleistet.

Ein Wegschleudern von Farbe tritt nicht auf, wenn die Um­ fangsgeschwindigkeit der Farbauftragswalze zwischen in/sec und m/sec liegt.

Die auf die Farbauftragswalze aufgebrachte Farbe läßt sich mengenmäßig gut regulieren, wenn hierzu eine zylindrische Übertragwalze verwendet wird, die drehbar angetrieben ist und die im Gegenlauf die Farbauftragswalze berührt. Indem der Übertragwalze gleichzeitig eine Bewegung in Richtung pa­ rallel zu ihrer Längsachse erteilt wird, wird ein gleich­ mäßiges Aufbringen der Farbe auf die Farbauftragswalze gewährleistet.

Die Übertragwalze weist eine glatte Außenumfangsfläche auf, und zwar aus einem Material, das durch die jeweils zu verarbeitende Farbe benetzbar ist.

Mittels einer Dosierwalze wird ihrerseits die Übertrag­ walze eingefärbt, wobei mittels eines Spaltes zwischen beiden Walzen die Farbmenge reguliert werden kann. Hierzu ist die Lagerung der Übertrag- und/oder der Dosierwalze derart gestaltet, daß der Spalt zwischen den Walzen ein­ stellbar ist.

Eine weitere Vergleichmäßigung der Farbübertragung auf die Farbauftragswalze läßt sich erreichen, wenn die Übertragwalze und die Farbauftragswalze mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der eigentlichen Farbauf­ tragsstation noch eine Farbegalisierungsstation nachgeschal­ tet ist, die wiederum zweckmäßigerweise zwei Walzen ent­ hält, die ähnlich wie die Farbauftragswalze mit elastischer Außenumfangsfläche ausgebildet sind. Auch hierbei kann die Außenumfangsfläche durch die Bürstenborsten einer Bürsten­ walze erzeugt werden.

Eine besonders gute Farbvergleichmäßigung wird erreicht, wenn, bezogen auf die Transportrichtung des betreffenden einzufärbenden Teils, die stromaufgelegene Walze im Gleichlauf und die stromabgelegene Walze im Gegenlauf arbeitet. Überschüssige Farbe wird so zwischen die Wal­ zen geschafft, kann aber andererseits den Raum zwischen den Walzen wegen der stromabgelegenen gegenläufigen Walze nur in egalisierter Form auf der Oberfläche des betreffenden Teils verlassen.

Die Länge der Borsten richtet sich naturgemäß nach dem Höhenunterschied auf der strukturierten Oberfläche, die einzufärben ist. Zweckmäßigerweise sollten die Borsten etwa doppelt so lang wie die Höhendifferenz auf der struk­ turierten Oberfläche sein. Dabei ist es weiter von Vorteil, wenn die Bürstenborsten in Büscheln stehen, damit eine möglichst dichte und kompakte Außenoberfläche der Farb­ auftragswalze bzw. der Egalisierungswalzen zustandekommt. Der Durchmesser der einzelnen Bürstenborsten muß in Ab­ hängigkeit von dem Borstenmaterial so gewählt werden, damit eine genügende Rücksprungkraft erzeugt wird, um auch die Flanken der Strukturen in der strukturierten Oberfläche gut einfärben zu können. Schließlich muß die Eigenelasti­ zität der Bürstenborsten auch verhindern, daß sich durch die Klebwirkung der feuchten Farbe der effektive Durch­ messer der Farbauftragswalze verkleinert, weshalb ein fellartiger Überzug nur bedingt geeignet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstan­ des der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer schema­ tisierten Seitenansicht,

Fig. 2 eine schematisierte gestreckte Draufsicht auf die Anordnung aus Bürstenwalze, Übertragwalze und Dosier­ walze und

Fig. 3 eine schematisierte Draufsicht auf die Farbega­ lisierungsstation mit den gegeneinander beweg­ lichen Walzen.

In Fig. 1 ist stark schematisiert eine Vorrichtung zum einseitigen Einfärben von strukturierten Teilen, wie beispielsweise einseitig offener oder halber Wellpappe, veranschaulicht. Dabei sind in den Figuren lediglich die­ jenigen Maschinenteile veranschaulicht, die für das Ver­ ständnis des Aufbaus und der Funktion erforderlich sind. Alle übrigen Teile wie Gestell, Fundament u. dgl. sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen.

Gemäß Fig. 1 weist, bezogen auf den Durchlauf der einzu­ färbenden Teile oder Produkte 1, die Vorrichtung eine Zufuhrstation 2, eine Einfärbestation 3, eine Egalisie­ rungsstation 4, eine Transportstation 5 sowie eine Trocknungsstation 6 auf.

Die Zufuhrstation 2 enthält zwei drehbar angetriebene Rollen 7, 8, die achsparallel in einem nicht weiter ge­ zeigten Maschinengestell gelagert sind und die von einer ebenfalls nicht gezeigten Vereinzelungsstation gelieferte Produkte 1 in die Einfärbestation 3 einschieben, wobei der Lauf der Produkte 1 von einer Lichtschranke 9 über­ wacht wird.

Die Einfärbestation 3 umfaßt eine ebenfalls in dem Ma­ schinengestell drehbar gelagerte Gegendruckwalze 11, die so angeordnet ist, daß die Produkte 1 von der Zufuhr­ station 2 kommen, ohne Höhenunterschied die Einfärbe­ station 3 durchlaufen.

Gegenüber der Gegendruckwalze 11 befindet sich eine Farb­ auftragswalze 12, wiederum achsparallel zu der Gegendruck­ walze 11 ausgerichtet. Die Farbauftragswalze 12 wird auf der Seite angeordnet, auf der die Oberfläche des Pro­ duktes 1 einzufärben ist.

Die Farbversorgung der Farbauftragswalze 12 erfolgt mit einer Übertragwalze 13, mit der eine Dosierwalze 14 zusammenarbeitet.

Die Lagerung und der Antrieb der zueinander parallelen Walzen 12, 13, 14 ergibt sich aus Fig. 2, wobei der Schnitt auf der Höhe der Achse der Auftragwalze 13 und der Drehachse der Farbauftragsachse 12 abgeknickt ist.

Gemäß Fig. 2 sind in dem nicht veranschaulichten Maschi­ nengestell zwei zueinander parallele Lagerflansche 15, 16 voneinander beabstandet angeordnet. Die beiden Lager­ flansche 15, 16 sind in dem Maschinengestell ortsunver­ änderlich und zueinander spiegelsymmetrisch, weshalb für Bauteile an den beiden Lagerflanschen 15, 16 und den mit ihnen verbundenen Teile dieselben Bezugszeichen verwen­ det werden.

Die beiden Lagerflansche 15, 16 enthalten je ein miteinan­ der fluchtendes Paar von Bohrungen 17 sowie ein weiteres Paar miteinander fluchtender Bohrungen 18. Die Achsen der Bohrungen 17, 18 liegen zu der Achse der Gegendruck­ walze 11 parallel und damit rechtwinklig zu der Durchlauf­ bewegung der Produkte 1 durch die Einfärbestation 3. Au­ ßerdem liegen die Achsen dieser Paare von Bohrungen 17, 18 auf gleicher Höhe.

In der Bohrung 17 steckt eine mit einer Exzenterfläche 19 versehene Bundbüchse 21, die eine zylindrische Lager­ bohrung 22 enthält. Eine entsprechende weitere Bundbüch­ se 21 steckt in entsprechenden Bohrungen des Lagerflan­ sches 16. Die beiden Bundbüchsen 21 dienen der Lagerung einer Welle 23, auf der drehfest die Dosierwalze 14 sitzt. Die Dosierwalze 14 ist ein glatter Stahlzylinder, dessen Außen­ umfangsfläche zu der Drehachse der Welle 23 koaxial ist.

An seinen beiden Stirnenden ist an dem die Dosierwalze 14 bildenden Stahlzylinder jeweils ein Kegelstumpf 24 aus­ gebildet, dessen Ende mit kleinerem Durchmesser von dem betreffenden Lagerflansch 15, 16 wegweist. Diese beiden Kegelstümpfe 24 sitzen ohne Spalt an dem die Dosier­ walze 14 darstellenden Stahlzylinder.

Um die Dosierwalze 14 anzutreiben, steckt auf dem, bezogen auf Fig. 2 linken Wellenstummel der Welle 23 mittels einer Paßfeder 25 drehfest gesichert ein Stirnzahnrad 26.

Die, bezogen auf die Transportrichtung der Produkte 1 stromaufwärts gelegenen Bohrungen 18, enthalten je eine von außen her eingesteckte Bundbüchse 27, die, wie die Figur erkennen läßt, mit ihrem zylindrischen Teil deut­ lich nach innen über die betreffenden beiden Lager­ flansche 15, 16 übersteht. Auf diesem überstehenden Ab­ schnitt der beiden Bundbüchsen 27 sitzt jeweils ein be­ weglicher Lagerflansch 28 bzw. 29, der bezüglich der Bundbüchse 27 schwenkbar ist. Im übrigen dient die Bund­ büchse 27 der Lagerung der Dosierwalze 13, die ebenfalls als außen glattwandiger Stahlzylinder ausgebildet ist, der auf einer Welle 31 drehfest angeordnet ist. Die Enden dieser Welle 31 sitzen drehbar in den miteinander fluch­ tenden Bohrungen der beiden Bundbüchsen 27.

Der Bund der Bundbüchsen 27 befindet sich außerhalb der feststehenden Lagerflansche 15, 16, während die beweg­ lichen Lagerflansche 28 bzw. 29 an deren Innenseiten angeordnet sind. Damit die Anordnung nicht auseinander rutscht, ist noch auf dem aus den beweglichen Lagerflan­ schen 28, 29 vorstehenden Ende der Bundbüchsen 27 eine Nut 32 eingestochen, in der ein entsprechender Außenspreng­ ring 33 sitzt.

In der gleichen Weise wie bei der Dosierwalze 14 ist auch bei der Übertragwalze 13 an deren beiden stirnseitigen Enden ein kegelstumpfartiger Fortsatz 34 vorgesehen, des­ sen kleinere Fläche der Übertragwalze 13 zugekehrt ist. Beide kegelstumpfartige Fortsätze 24 und 34 dienen dazu, über die Stirnseite der beiden Walzen 13, 14 ablaufende Farbe aufzufangen und über dazwischen angeordnete Ab­ streifer 35 in einen unter den beiden Walzen 13, 14 be­ findlichen Farbauffangbehälter 36 zu leiten.

Um die Übertragwalze 13 in Umdrehungen zu versetzen, ist auf dem über die linke Bundbüchse 27 überstehenden Wellen­ ende der Welle 31 ein Stirnzahnrad 37 angeordnet, das mit dem Stirnzahnrad 26 ausgerichtet ist, mit dem es über eine nicht gezeigte Räderschere getrieblich gekuppelt ist.

Auf der von dem festen Lagerflansch 15 abliegenden Seite des Stirnzahnrades 37 ist schließlich eine Zahnriemen­ bundscheibe 38 aufgesteckt, die ebenfalls über eine Paß­ feder 39 drehfest mit der Welle 31 verbunden ist. Mit­ tels eines Zahnriemens 41, der von einem Antriebsmotor 42 in Gang gesetzt wird, wird die Zahnriemenscheibe 38 angetrieben und in der Folge über die Räderschere auch das Zahnrad 36. Auf diese Weise laufen die Dosierwalze und die Übertragwalze 14, 13 mit derselben Drehzahl, und zwar so, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit an derjenigen Stelle, an der sich ihre Umfänge am weitesten benachbart sind, in der gleichen Richtung bewegen, wie dies in Fig. 1 durch entsprechende Pfeile angedeutet ist. Mit anderen Worten, die Übertragwalze 13 bewegt sich in Fig. 1 im Gegen­ uhrzeigersinne, während die Dosierwalze 14 im Uhrzeiger­ sinne rotiert.

Die beiden Lagerflansche 28, 29 sind an ihrem, von der Bundbüchse 27 abliegenden Ende mit einer weiteren Bohrung 44 versehen, und zwar sind die Bohrungen 44 zueinander koaxial und zu den Bohrungen 18 achsparallel. In jeder der beiden Bohrungen 44 steckt eine mit einem Bund ver­ sehene Exzenterbüchse 45. Von denen nimmt die Exzenter­ büchse 45, die in dem Lagerflansch 29 steckt, einen zylindrischen Bolzen 46 auf, der mittels einer Klemm­ schraube 47 axial gesichert ist. In der zu dem anderen Lagerflansch 28 weisenden Stirnseite enthält der Zylinder­ bolzen 46 eine zylindrische Sackbohrung 48, die als La­ gerbohrung für einen entsprechenden Wellenstummel 49 der Farbauftragswalze 12 dient. Auf der anderen Stirnseite ist die Farbauftragswalze 12 mit einem weiteren Wellen­ stummel 51 versehen, der in einer zylindrischen Sackboh­ rung 52 steckt. Diese zylindrische Sackbohrung 52 befin­ det sich in einem stirnseitigen Ende einer Mitnehmer- oder Antriebswelle 53, die in der Exzenterbüchse 45 des Lager­ flansches 28 drehbar gelagert ist. Auf ihrem freien, nach außen aus der Exzenterbüchse 45 vorstehenden Wellenstummel sitzt drehfest einer als Bundscheibe ausgeführte Zahn­ riemenscheibe 54. Ein auf der Zahnriemenscheibe 54 auf­ liegender endloser Zahnriemen 55 verbindet die Zahnrie­ menscheibe 54 mit einem Antriebsmotor 56. Hierdurch kann die Farbauftragswalze 12 unabhängig von der Drehzahl der Übertragwalze 13 und der Dosierwalze 14 in Umdrehungen versetzt werden. Außerdem läuft die Farbübertragwalze 12 mit dem gleichen Drehsinn wie die Übertragwalze 13, d. h. dort, wo sich die Farbübertragwalze 13 und die Farb­ auftragwalze 12 berühren, tritt eine gegenläufige Bewe­ gung auf.

Es sei darauf hingewiesen, daß auch Fig. 2 eine stark schematisierte Darstellung enthält und daß hier insbe­ sondere jene Teile weggelassen sind, die die Flansche 15 und 16 halten und die dafür sorgen, daß die beiden beweg­ lichen Lagerflansche 28 und 29 nur gleichsinnig auf den Bundbüchsen 27 zu verschwenken sind, damit die Fluch­ tung zwischen den Bohrungen 44 nicht verlorengeht. Außer­ dem ist in den Figuren der Übersichtlichkeit halber die Kupplungseinrichtung weggelassen, die dafür sorgt, daß die beiden Exzenterbüchsen 21 nur gleichsinnig verstellt werden können, damit in jeder Einstellung der Exzenter­ büchsen 21 die Fluchtung ihrer Lagerbohrungen 22 nicht verlorengeht. Gleiches gilt für eine bei den Exzenter­ büchsen 45 vorgesehene Kupplungseinrichtung, die eben­ falls die Aufgabe hat, eine gleichsinnige Verstellung zu gewährleisten.

Gemäß Fig. 1 ist jeder der beiden beweglichen Lagerflan­ sche 28, 29 mit einem nach oben wegstehenden Fortsatz 57 versehen, an den ein doppelseitig wirkender Pneumatik­ zylinder 58 angreift. Dessen Kolbenstange 59 ist mit ei­ nem Fortsatz 61 verbunden, der von der betreffenden Exzen­ terbüchse 45 außerhalb des beweglichen Lagerflansches 28 bzw. 29 radial wegsteht. Hierdurch können durch Be­ tätigung der beiden Pneumatikzylinder 58 die beiden Exzenterbüchsen 45 gleichsinnig verstellt werden, wodurch der Abstand, den die Farbauftragswalze 12 von der Übertragwalze 13 hat, variiert wird.

Um außerdem den Abstand der Farbübertragwalze 12 von der Gegendruckwalze 11 verändern zu können, ist jeder der beiden beweglichen Lagerflansche 28, 29 noch mit einem Fortsatz 62 versehen, der von dem Lagerflansch 28 bzw. 29 etwa in Richtung parallel zu der Bahn, längs derer sich die Produkte 1 bewegen, wegsteht. An dem freien Ende dieses Fortsatzes 61 greift eine Kolbenstange 63 eines Pneumatikzylinders 64 an, um durch Ausfahren der Kol­ benstange 63 die Farbauftragwalze 12 von der Gegendruck­ walze 11 abzuheben. Umgekehrt wird bei einem Einfahren der Kolbenstange 63 die Farbauftragwalze 12 in Richtung auf die Gegendruckwalze 11 abgesenkt.

Obwohl in Fig. 1 lediglich die eine Seite der Vorrichtung gezeigt ist, ist klar, daß die vom Betrachter abliegende Seite in der gleichen Weise mit einem entsprechenden Pneu­ matikzylinder 64 und einem entsprechenden Fortsatz 62 versehen ist.

Während die Dosierwalze 14 und die Übertragwalze 13 starre Walzen mit einer glatten zylindrischen Außen­ umfangsfläche sind, weist die Farbauftragswalze 12 eine elastische, ebenfalls zylindrische Außenumfangs­ fläche auf. Diese elastische Außenumfangsfläche wird dadurch erreicht, daß die Farbauftragswalze 12 aus ei­ nem starren Kern 66 mit zylindrischer Außenkontur besteht, in den einzelne Borstenbüschel 67 in entsprechenden Sackbohrungen eingesetzt sind. Die Borstenbüschel 67 bestehen aus Polyprophylenborsten mit 0,2 mm Durchmes­ ser und sie haben eine freie Länge, gemessen ab der zylindrischen Außenumfangsfläche des Kerns 66 von etwa 12 mm. Hierdurch wird für die Farbauftragswalze 12 eine nachgiebige und Farbe aufnehmende Fläche oder Schicht erzeugt, die sich an die Rillen 67 der offenen Wellpappe, die das Produkt 1 bildet, anpassen kann.

Die auf die Produkte 1 aufzutragende Farbe kommt aus einem Farbvorratsbehälter 69, von dem ein einen Auslaß bilden­ des Rohr 71 abgeht. In dem Rohr 71 befindet sich ein Do­ sierventil 72, das mittels eines Pneumatikzylinders 73 verstellbar ist, wobei der Verstellumfang des Dosierven­ tils 72 das vollständige Absperren beinhaltet. Das Rohr 71 endet oberhalb des Tals oder Zwickelbereiches zwi­ schen der Dosierwalze 14 und der Übertragwalze 13, so daß die aus dem Rohr 71 herauslaufende Farbe in den Be­ reich zwischen den beiden genannten Walzen 13, 14 ein­ läuft. Der Abstand zwischen der Dosierwalze 14 und der Übertragwalze 13 mit Hilfe der Exzenterbüchsen 21 so eingestellt, daß zwischen ihren Außenumfangsflächen ein über die gesamte Länge der beiden Walzen 13, 14 durchgehend schmaler Spalt entsteht, was in Fig. 1 durch eine entsprechende Doppellinie bei dem Pfeil 74 angedeutet ist. Die Einstellung und die Funktionsweise dieses Spaltes 74 ist weiter unten im einzelnen erläutert.

Die stromab der Einfärbestation 3 angeordnete Egalisie­ rungsstation 4 weist zwei gegenläufig rotierende Egali­ sierungswalzen 75, 76 auf, die in der gleichen Weise wie die Farbauftragswalze 12 als Bürstenwalzen ausgebildet sind. Sie haben dementsprechend einen starren festen Kern: 77, in den, wie vorher, mit kleinem Abstand voneinander Borstenbüschel 78 eingesetzt sind, womit die gesamte Ober­ fläche der beiden Egalisierungswalzen 75, 76 von den En­ den dicht stehender Bürstenborsten gebildet ist.

Die Lagerung und der Antrieb der beiden Egalisierungswal­ zen 75, 76 ergibt sich aus Fig. 3. Hiernach sind in dem nicht gezeigten Maschinengestell zwei voneinander beab­ standetete Lagerflansche 79 vorhanden, die miteinander fluchtende Bohrungen 81, 82 und 83 enthalten. Durch die miteinander fluchtenden Bohrungen 81 führt eine Welle 84 auf der die Egalisierungswalze 75 drehfest zwischen den Lagerflanschen 79 angeordnet ist. Eine weitere Antriebs­ welle 85 sitzt drehbar in den miteinander fluchtenden Bohrungen 82 und dient der Lagerung sowie dem Antrieb der Egalisierungswalze 78. Die Bohrungen 83 dienen schließ­ lich der beweglichen Lagerung der Flansche 79, und zwar stecken in diesen Bohrungen 83 büchsenartige Fortsätze 86 von gestellfesten Konsolen 87.

Die Wellen 84 und 85 stehen seitlich über einen der bei­ den Lagerflansche 79 über und sie tragen in der Nähe des betreffenden Lagerflansches 79 je eine Zahnriemen­ scheibe 68 bzw. 89. Außerdem befindet sich eine weitere Zahnriemenscheibe 91 auf einer Welle 92, die in den büchsenartigen Fortsätzen 86 drehbar und axial unver­ schieblich gelagert sind. Um die Zahnriemenscheiben 88, 89 und 91 führt ein an der Vorder- und an der Rückseite mit Zähnen versehener Zahnriemen 93 herum, der außerdem mit einer in Fig. 1 erkennbaren Losrolle 94 im Bereich eines seiner Trume im Abstand gehalten ist. Infolge der aus Fig. 1 erkennbaren Führung des Zahnriemens 93 läuft die stromaufgelegene Egalisierungswalze 75 im Uhrzeigersinn und damit im Gleichlauf zu den ankommenden Produkten 1, während die stromabgelegene Egalisierungs­ walze 76 im Gegenuhrzeigersinn rotiert und damit im Gegenlauf zu den vorbeilaufenden Produkten 1 umläuft. Der Antrieb kommt über die Welle 92, die außer der Riemenscheibe 91 noch eine weitere Riemenscheibe 95, eben­ falls drehfest, trägt und so die Welle 92 mittels eines Zahnriemens 96 antriebsmäßig mit einem Antriebsmotor 97 verbindet.

Die beiden Egalisierungswalzen 75, 76 vollführen während ihrer Rotation um die von den Wellen 84, 85 definierte Drehachse gleichzeitig noch eine Bewegung in Längsrich­ tung der Wellen 84, 85 aus. Um diese Längsbewegung zu erzeugen, trägt das aus der Riemenscheibe 95 vorstehende Ende der Antriebswelle 92 eine Schnecke 97, die mit ei­ nem Schneckenrad 98 kämmt. Das Schneckenrad 98 ist ge­ stellfest drehbar gelagert und auf der dem Betrach­ ter zugekehrten Stirnseite mit einem zu der Drehachse des Schneckenrades 98 achsparallelen Kurbelzapfen 99 versehen. Der Kurbelzapfen 99 wirkt mit einem zweiarmigen Hebel 101 zusammen, der bei 102 gestellfest schwenkbar gelagert ist. Dieser Lagerungspunkt 102 liegt zwischen den beiden Wellen 84 und 85 und er trägt im gleichen Ab­ stand von dem gestellfesten Drehpunkt 102 zu diesem achs­ parallele Zapfen 103 und 104. Das über den Zapfen 104 hinausgehende Ende des Hebels 101 ist gegabelt und das durch die Gabelung gebildete Maul 105 übergreift den Kurbelzapfen 99.

Um die Bewegung des Hebels 101 in die gewünschte Längs­ bewegung der beiden Egalisierungswalzen 75, 76 umzuwan­ deln, ist auf jeder eine genutete Scheibe 106 bzw. 107 aufgesetzt, deren in Umfangsrichtung verlaufende Nut 108 bzw. 109 als Kulisse für die Zapfen 103 bzw. 104 wirkt.

Sobald durch den Antriebsmotor 97 über den Zahnriemen 96 die Welle 92 in Umdrehungen versetzt ist, dreht sich auch das Schneckenrad 98 um eine Achse, die rechtwinklig zu der Drehachse der Welle 92 liegt. Der dabei außermittig um die Drehachse des Schneckenrades 98 umlaufende Kurbel­ zapfen 98 erteilt dem zweiarmigen Hebel 109 eine periodi­ sche hin- und hergehende Schwenkbewegung um die Achse seines Drehpunktes 102. Bei der Schwenkbewegung des Hebels 101 werden die beiden Egalisierungswalzen 75, 76 jeweils um gleiche Beträge in entgegengesetzter Richtung längs­ verschoben, ohne daß zwischendurch die Rotationsbewegung unterbrochen wird. Die Zahnriemenscheiben 88 und 89 sind deswegen breit genug ausgeführt, damit in jeder axialen Stellung der beiden Egalisierungswalzen 75 und 76 der Zahnriemen 93 mit den beiden Zahnriemenscheiben 88 und 89 in Eingriff bleibt.

Mittels der weiteren Transportstation 5, die aus zwei im Gleichlauf rotierenden Walzen 111 und 112 gebildet ist, wird das betreffende Produkt 1 in die stromabliegende Trockenstation 6 geschafft, die eine mit Heißluft be­ schickte Kammer 113 umfaßt. Aus dieser Kammer 113 tritt die Warmluft aus, um die mit Farbe versehene Oberseite des Produktes 1 zu trocknen.

Die insoweit beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Von der der Zufuhrstation vorgeschalteten Vereinze­ lungsstation, die beispielsweise nach Art der bekannten Bogenanleger ausgeführt sein kann, werden nacheinander einzelne Wellpappenzuschnitte, die die Produkte 1 bilden, abgezogen und in Richtung auf die Einfärbestation 3 vor­ geschoben. Das Produkt 1 gelangt sodann zwischen die Gegendruckwalze 11 und die Farbauftragswalze 12, wobei die von dem Zuschnitt einzufärbende Seite, also die gerillte Seite der offenen Wellpappe der Farbauftrags­ walze 12 zugekehrt ist. Deren Borsten übertragen im Ge­ genlaufverfahren die von der Übertragwalze 13 auf genom­ mene Farbe auf das Produkt 1. Gegenlauf bedeutet hier, daß die Borsten der Farbauftragwalze 12 im Kontakt­ bereich mit dem Produkt 1 gegen dessen Vorschubbewegung laufen. Dadurch wird trotz geringer Drehzahl der Farb­ auftragswalze eine verhältnismäßig hohe Relativbewegung zwischen dem Produkt 1 und den Borsten der Farbauftrags­ walze 12 erreicht, womit die Farbe gleichsam auf das Produkt 1 aufgebürstet wird. Während des Farbauftrags dringen die Borsten auch in die Täler der Wellpappe­ rillen ein, so daß eine gleichmäßige Einfärbung statt­ findet, ohne die Wellpappe in ihrer Struktur zu zer­ stören.

Während des Durchlaufs des Produktes 1 durch die Einfärbe­ station 3 wird das Produkt 1 auf seiner Oberseite über die gesamte Breite und, abgesehen von der nachfolgend erläuterten Einschränkung, auch über die gesamte Länge eingefärbt. Das sodann aus der Einfärbestation 3 weiter beförderte Produkt 1 gelangt in die Egalisierungsstation, in der die noch feuchte Farbe weiter egalisiert wird, um einen noch gleichmäßigeren Farbauftrag und eine noch schattenfreiere Färbung zu erzielen. Hierbei läuft die stromauf angeordnete Egalisierungswalze 75 im Gleichlauf mit dem Produkt, während die weiter stromabliegende Walze 76 wie vorher die Farbauftragswalze 12 im Gegenlauf rotiert. Auch in dieser Egalisierungsstation 4 können wieder Gegendruckeinrichtungen vorgesehen sein, damit die Wellpappe bzw. das Produkt 1 in einem satten Kontakt mit den Egalisierungswalzen 75 und 76 gehalten wird. Da in dieser Egalisierungsstation 4 die Egalisierungs­ walzen 75 und 76 außerdem eine translatorische Bewegung in Richtung ihrer Drehachse vollführen, werden bei die­ ser Querbewegung, bezogen auf die Laufrichtung des Pro­ duktes 1, auch die Borsten stärker gegen die Flanken der Wellpapperillen gedrückt, um auch in diesem Bereich wirksam die Farbe zu egalisieren. Außerdem verhindert das periodische Hin- und Herlaufen der Egalisierungs­ walzen 75, 76, daß sich im Laufe der Zeit das Profil der halboffenen Wellpappe in komplementärer Weise auf die Borsten dieser beiden Walzen 75, 76 überträgt.

Nach dem Egalisieren des Farbauftrags erfolgt in der nach­ folgenden Trocknungsstation 6 das Trocknen der bis dahin noch feuchten oder zumindest restfeuchten Farbe, so daß die Produkte 1 die Vorrichtung in einem so weit trocke­ nen Zustand verlassen, daß ein Abfärben der Farbe von der Oberfläche nicht mehr zu befürchten ist.

Die Regulierung des Farbauftrages geschieht mit Hilfe der beiden Stahlzylinder, die die Dosierwalze 14 und die Übertragwalze 13 bilden. In den Zwickelbereich zwischen diesen beiden Walzen 13, 14 läuft aus dem Dosie­ rungsbehälter 69 ständig Farbe. Diese Farbe kann den Bereich zwischen den beiden Walzen 13, 14 entweder nur verlassen, indem sie über die Stirnenden abläuft und dort im Zusammenwirken mit den kegelstumpfförmigen Fort­ sätzen 24, 34 sowie mit dem Abstreifer 35 in die Auffang­ wanne 36 geleitet wird oder durch den zwischen den beiden Walzen 13, 14 eingestellten Spalt 74. Dabei läuft jener Teil der Farbe, der sich auf der Außenumfangsfläche der Dosierwalze 14 befindet, nach einem Umlauf wieder zurück in den Bereich oberhalb und zwischen den beiden Walzen 13, 14, während der auf der Außenumfangsfläche der Über­ tragwalze 13 befindliche Farbanteil auf die Farbauftrags­ walze 12 übergeben wird. Es laufen deswegen an der Kon­ taktstelle die Übertragwalze 14 und die Farbauftrags­ walze 12 gegeneinander, damit die Übertragwalze 14 nahezu ihre gesamte Farbe an die Borsten der Farbauf­ tragswalze 12 abgibt. Somit ist der zwischen der Farb­ auftragswalze 12 und dem Zwickelbereich liegende Teil der Außenumfangsfläche der Übertragwalze 13 praktisch farbfrei und wird erst im Bereich des Spaltes 74 neu eingefärbt. Gleichzeitig ist zu erkennen, daß durch die Weite des Spaltes 74 die Farbmenge dosiert werden kann, die an die Farbauftragswalze 12 abgegeben wird. Je kleiner die Weite des Spaltes 74 eingestellt wird, umso weniger Farbe wird auf die Farbauftragswalze 12 übergeben.

Während des Laufs der Vorrichtung wird durch synchrones Verstellen der beiden Exzenter in Gestalt der Büchsen 21 die Spaltweite so eingestellt, daß weder zu wenig noch zuviel Farbe auf die Borsten der Farbauftragswalze 12 übertragen wird. Gleichzeitig wird das Dosierventil 72 über den Pneumatikzylinder 73 so reguliert, daß möglichst wenig Farbe über die Stirnenden der Dosierwalze 14 und der Übertragswalze 13 abläuft, also möglichst alle Farbe, die aus dem Farbvorratsbehälter 69 zugeführt wird, auch nur durch den Spalt 74 abfließt.

Da die Farbübertragswalze 12 praktisch ständig mit Farbe versorgt wird, ist es zweckmäßig, dafür zu sorgen, daß nicht die Gegendruckwalze 11 durch Farbe verunreinigt wird, weil sonst auf die Rückseite des Produktes 1 ebenfalls Farbe übertragen wird. Um dies zu vermeiden, können zwei Betriebsarten gewählt werden. Gemäß der einen Betriebsart werden die Produkte 1 der Einfärbestation 3 leicht geschuppt liegend zugeführt, d. h. ein schmaler, sich über die Breite des Produktes 1 hinziehender Strei­ fen an der stromaufwärts gelegenen Kante wird von dem nachfolgenden Produkt 1 überdeckt, wodurch sicherge­ stellt ist, daß zwischen aufeinanderfolgenden Produkten 1 auf keinen Fall eine Lücke entstehen kann, durch die hindurch die Borsten der Farbauftragswalze 12 die Ge­ gendruckwalze 11 mit Farbe verschmieren. Die andere Betriebsmöglichkeit besteht darin, mit Hilfe der Reflexlichtschranke 9 den Beginn und das Ende eines jeweiligen Produktes 1 zu erfassen und sodann recht­ zeitig nach dem Vorbeilauf der führenden Kante und auch rechtzeitig vor dem Vorbeilauf der nacheilenden Kante des Produktes 1 , gesteuert über die Pneumatik­ zylinder 64, die Lagerung der Farbauftragswalze 12 anzuheben, so daß die Borsten der Farbauftragswalze 12 auf keinen Fall die Gegendruckwalze 11 berühren können, wenn sich kein Produkt 1 zwischen diesen beiden Walzen 11, 12 befindet. Auch in diesem Falle müssen gewisse Sicherheitsbereiche eingehalten werden, die dazu führen, daß am Anfang und am Ende jedes Produktes 1 ungenügend oder gar nicht eingefärbte Streifen entstehen.

Damit in Produktionspausen, also beispielsweise zwischen mit Lücken aufeinanderfolgenden Produkten 1 keine lokale Überfärbung der Farbauftragswalze 12 auftritt, ist es zweckmäßig, gleichzeitig mit dem Anheben der Farbauf­ tragswalze 12, also dem Wegführen von der Gegendruckwal­ ze 11, auch den Kontakt zu der Übertragwalze 13 zu unter­ brechen, denn sonst würde sich allmählich die Farbauf­ tragswalze 12 wegen mangelnder Abnahme von Farbe allmäh­ lich mit Farbe sättigen, denn über den Kontakt mit der Übertragwalze 13 würde ständig Farbe nachgefördert werden. Um diesen Kontakt mit der Übertragwalze 13 zu unterbre­ chen, werden gleichzeitig die Pneumatikzylinder 58 be­ tätigt, durch die die beiden Exzenterbüchsen 45 so ver­ stellt werden, bis die Berührung zwischen der Farbauftrags­ walze 12 und der Übertragwalze 13 aufhört.

Da auch im Bereich der Egalisierungsstation 4 nicht ver­ anschaulichte Gegendruckmittel vorgesehen sind, die bei­ spielsweise in einem endlosen Förderband bestehen, wer­ den auch die Egalisierungswalzen 75, 76 angehoben, wenn kein Produkt 1 den Egalisierungswalzen 75, 76 gegenüber­ steht. Zu diesem Zweck sind Pneumatikzylinder 114 vorge­ sehen, die die Lagerflansche 79 nach oben schwenken, wobei sie um die büchsenartigen Fortsätze 86 wegschwenken, bis die Borsten von der Gegendruckeinrichtung abgehoben sind. Die Bewegung ist ähnlich wie bei der Farbauftragswalze 12, bei der die beweglichen Lagerflansche 28, 29 um die Fortsätze der Bundbüchsen 27 nach oben schwenken.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel vollführen ledig­ lich die beiden Egalisierungswalzen 75, 76 eine transla­ torische Bewegung in Richtung ihrer Drehachse, während die Farbauftragswalze 12 axial festgelegt ist und von dem Antriebsmotor 56 über den Zahnriemen 55 und der Kupp­ lungswelle 53 in Umdrehungen versetzt wird, wozu ein Mitnehmerstift 115 in eine entsprechende Nut in der benachbarten Stirnseite der Mitnehmerwelle 53 eingreift. Es ist jedoch auch möglich, dieser Farbauftragswalze 12 eine hin- und hergehende Bewegung zu erteilen, indem eine Mechanik verwendet wird, wie sie im Zusammenhang mit den beiden Egalisierungswalzen 75, 76 beschrieben ist.

Wenn die Farbauftragswalze 12 gereinigt oder ersetzt wer­ den muß, genügt es, die Sicherungsschraube 47 zu lösen, um den Zylinderbolzen 46 ein Stück weit zurückzuziehen, bis die Wellenstummel 48 und 51 freikommen können, um die Farbauftragswalze 12 zu entnehmen. Nach dem Reinigen wird die Farbauftragswalze 12 oder eine andere Farbauf­ tragswalze in umgekehrter Richtung eingesetzt und über den Mitnahmestift 115 die drehfeste Kupplung mit der Mitnehmerwelle 53 hergestellt.

Außerdem ist aufgrund des Ausführungsbeispieles ersicht­ lich, daß auch andere strukturierte flache Teile einge­ färbt werden können, obwohl es natürlich zweckmäßig ist, wenn die Hauptrichtung der Strukturen parallel zur Trans­ portrichtung liegt, wie dies bei halboffener Wellpappe der Fall ist, wenn die entsprechenden Zuschnitte so ein­ gelegt werden, daß die Rillen parallel zu Transportrich­ tung liegen. Schließlich eignet sich die neue Vorrichtung auch für andere druckempfindliche flächige Teile, wenn keine besonders ausgeprägte Oberflächenstruktur vorhan­ den ist. In jedem Falle ist ein sehr sparsamer Farbauf­ trag gewährleistet und die Umgebung wird nicht beim Ein­ färben der Produkte ebenfalls mit Farbe versehen, die aus der Vorrichtung entweicht.

Claims (29)

1. Vorrichtung zum wenigstens einseitigen Einfärben von flächigen Teilen (1)
mit einer in einem Maschinengestell angeordneten Transporteinrichtung (2) zum Transportieren der Teile (1) längs eines Weges, der zu der einzufärbenden Sei­ te parallel ausgerichtet ist,
mit einer in einem Gestell drehbar gelagerten und außen zylindrischen Farbauftragswalze (12), deren Au­ ßenumfangsfläche elastisch ist, die mittels einer An­ triebseinrichtung (56) in Umdrehungen zu versetzen ist und die auf der Seite des Weges angeordnet ist, die in dieselbe Richtung weist, wie die einzufärbende Fläche,
mit einer Farbübertragungseinrichtung (13,14), um von einem Farbvorratsbehälter (69) Farbe auf die Farbauf­ tragswalze (12) zu übertragen, sowie
mit einer Gegendruckeinrichtung (11) zum Andrücken des Teils (1) an die Farbauftragswalze (12).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Farbauftragswalze (12) eine Bürstenwalze ist und daß die elastische Außenumfangsfläche von Bür­ stenborsten gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbauftragswalze (12) bezogen auf das vor­ beilaufende Teil (1) im Gegenlauf rotiert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit zwischen xxx m/sec und yyy m/sec liegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbübertragungseinrichtung (13, 14) eine drehbar gelagerte zylindrische Übertragwalze (13) aufweist, die drehbar angetrieben, deren Drehachse zu der Drehachse der Farbauftragswalze (12) parallel ausgerichtet ist und die mit ihrer Außenfläche die Farbauftragswalze (12) berührt, und daß die Übertrag­ walze (13) entgegengesetzt wie die Farbauftragswalze (12) rotiert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragwalze (13) eine glatte Außenumfangs­ fläche aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragwalze (13) in Längsrichtung ihrer Drehachse verschieblich gelagert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragwalze (13) eine Antriebseinrichtung (42) zugeordnet ist, mittels derer die Übertragwalze (13) parallel zu ihrer Drehachse periodisch hin- und herbewegt wird, während sie um ihre Drehachse ro­ tiert.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbübertragungseinrichtung (13, 14) eine drehbar gelagerte zylindrische Dosierwalze (14) auf­ weist, die drehbar angetrieben und deren Drehachse zu der Drehachse der Übertragwalze (13) parallel ausge­ richtet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierwalze (14) eine glatte Außenumfangsflä­ che aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Dosierwalze (14) und der Übertrag­ walze (13) ein Spalt (74) vorhanden ist und daß die Dosierwalze (14) in der entgegengesetzten Richtung rotiert wie die Übertragwalze (13).

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Übertrag- und/oder der Dosier­ walze (14) derart gestaltet ist, daß der Spalt (74) zwischen der Dosierwalze (14) und der Übertragwalze (13) einstellbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Farbauftragswalze (12) und der Gegendruckeinrichtung (11) kleiner ist als es der Dicke des einzufärbenden Teils (1) entspricht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckeinrichtung eine mit der Bahnge­ schwindigkeit des Teil (1) rotierende Walze (11) auf­ weist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbauftragswalze (12) und/oder die Übertrag­ walze (13) und/oder die Dosierwalze (14) und/oder die Gegendruckeinrichtung (11) breiter als das einzufär­ bende Teil (1) sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbauftragswalze (12) mit einer anderen Um­ fangsgeschwindigkeit läuft wie die Übertragwalze (13).

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Farbegalisierungsstation (4) aufweist, die bezogen auf die Laufrichtung des Teils (1) stro­ mab der Farbauftragswalze (12) angeordnet ist, um die auf das Teil (1) übertragene Farbe zu egalisieren.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbegalisierungsstation (4) wenigstens eine Walze (75, 76) mit elastischer Außenumfangsfläche auf­ weist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbegalisierungswalze (4) eine Bürstenwalze ist und daß die elastische Außenumfangsfläche von Bürstenborsten gebildet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbegalisierungsstation (4) wenigstens zwei Walzen (75, 76) mit elastischer Außenumfangsfläche aufweist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Farbegalisierungswalzen (75, 76) Bürstenwal­ zen sind und daß ihre elastischen Außenumfangsflächen von Bürstenborsten gebildet sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stromauf gelegene Farbegalisierungswalze (75) bezogen auf die Laufrichtung des Teils (1) im Gleich­ lauf und die stromab gelegene Farbegalisierungswalze (76) bezogen auf die Laufrichtung des Teil (1) im Ge­ genlauf rotiert.

23. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Farbegalisierungswalzen (75, 76) bezüglich ihrer Drehachsen längsverschieblich gelagert und derart angetrieben sind, daß sie während ihrer Rotation gleichzeitig eine hin- und hergehende Bewegung auf der Oberfläche des einzufärbenden Teils (1) vollfüh­ ren.

24. Vorrichtung nach Anspruch 1, 19 oder 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bürstenwalze auf ihrer Außen­ umfangsfläche dicht stehende Bürstenborsten trägt, die die gesamte Oberfläche bedecken, und daß die von den Bürstenborsten definierte Außenfläche zylindrisch ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenborsten in Büscheln (67, 78) angeordnet sind.

26. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenborsten eine frei Länge von zwischen 3 mm und 15 mm aufweisen.

27. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß stromab der Farbegalisierungsstation (4) eine Trocknungsstation (6) angeordnet ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Achse der Übertragwalze (13) von der Achse der Farbauftragswalze (12) einstellbar ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbauftragswalze (12) eine Betätigungsein­ richtung (64) zugeordnet ist, durch die der Abstand der Farbauftragswalze (12) von der Gegendruckeinrich­ tung (11) zumindest soweit zu vergrößern ist, daß die Farbauftragswalze (12) die Gegendruckeinrichtung (11) nicht berührt.