WO2015014994A2 - Dosing device - Google Patents

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WO2015014994A2
WO2015014994A2 PCT/EP2014/066623 EP2014066623W WO2015014994A2 WO 2015014994 A2 WO2015014994 A2 WO 2015014994A2 EP 2014066623 W EP2014066623 W EP 2014066623W WO 2015014994 A2 WO2015014994 A2 WO 2015014994A2
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WO
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liquid
nozzle head
relative movement
dispensing surface
dispensing
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PCT/EP2014/066623
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French (fr)
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Inventor
Martin Krümpelmann
Frank Gunschera
Original Assignee
Windmöller & Hölscher Kg
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Publication date
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    • B41P2231/20Recovering printing ink

Definitions

  • the invention relates to a metering unit and a method for the controlled transfer of a liquid, in particular printing ink, lacquer, liquid toner or adhesive.
  • a preferred use of the metering unit according to the invention and the method according to the invention is the use in a Flexod backbone.
  • the original system is the fountain roller inking unit (3-roller inking unit), which is known for example from DE 29 42 521 C2.
  • the ink is metered by squeezing off the excess ink in the nip between the fountain roller and the anilox roller.
  • the adjustment of the optimum amount of ink moves only in a very narrow range of contact pressure between fountain roller and anilox roller, so that this range of contact pressure is difficult to determine and adjust. If the contact pressure is too high, then too little ink is transferred, so that the complete coloring of the format cylinder is no longer guaranteed. On the other hand, if the contact pressure is too low, then too much ink is transferred, so that the spaces between the grid points become clogged and the printed image smeared.
  • the squeegee system again differentiates between the open and the closed system, whereby the closed system has now prevailed as far as possible, as this also an automatic cleaning of the anilox rollers and all ink-carrying parts and thus fast and automatable job and color changes is possible.
  • a closed squeegee system according to the prior art is known for example from EP1 302 315 B1.
  • a remaining problem of such a doctor chamber system is the fact that the Ensuring the tightness of various measures must be taken, which entail a constant and not negligible maintenance.
  • the front-side seals mentioned in EP1 302 315 B1 must be regularly replaced and replaced in order to ensure the tightness of the closed doctoring chamber system.
  • the closed doctoring chamber system according to EP1 302 315 B1 is usually used in a central cylinder printing machine, as is known for example from WO 2009/144016 A1. This means that typically 8 closed doctoring chamber systems are arranged around the central cylinder.
  • the central cylinder In order to maintain the necessary uniform pressure in the nip, the central cylinder must be manufactured with high concentricity and tempered with the lowest possible temperature tolerance.
  • the central cylinder is a sensitive centerpiece in any central-cylinder printing press, in the vicinity of which maintenance work on the doctoring chamber systems can be carried out only with extreme caution and only by trained specialist personnel. This in turn increases the cost of any maintenance on the doctoring chamber systems.
  • the object of the invention is therefore to further reduce the maintenance of the particular known from the flexographic printing inking without having to accept losses in terms of print quality, the chamber system in flexographic printing with the closed squeegee is already achievable.
  • the metering unit according to the invention is a metering unit for the controlled transfer of a liquid, in particular printing ink, lacquer, liquid toner or adhesive, with a dispensing surface which is wetted with a liquid film for metered dispensing of the liquid, with a A nozzle head for applying the liquid film, comprising a drive which effects a relative movement between the nozzle head and the emitting surface, having a liquid transfer station which is connected downstream of the nozzle head in the direction of relative movement and wherein the liquid from the liquid film at least partially transferable to a receiving surface is, and with a liquid return station, which is downstream of the liquid transfer station in the direction of relative movement and upstream of the nozzle head and is removed in the liquid from at least part of the donor surface.
  • a flexographic inking unit can be operated particularly advantageously with the metering unit according to the invention.
  • the method according to the invention is a method for the controlled transfer of a liquid, in particular printing ink, varnish, liquid toner or adhesive, in which, in a first method step, a nozzle head is moved over a dispensing surface in order to wet the dispensing surface with a liquid film, in which, in a second method step, the liquid is at least partially transferred from the liquid film to a receiving surface, and in which, in a third method step, the liquid is taken from at least part of the emitting surface.
  • a flexographic inking unit with a smooth roller can be operated particularly advantageously, in which the smooth roller performs the function of the conventional anilox roller.
  • the inking of the smooth roll takes place with a nozzle head.
  • a nozzle head can be designed, for example, as used in the method of slide bead coating, curtain coating or spray coating mentioned in JP 2007-069559 A.
  • the specific design of the nozzle head can be carried out, for example, as shown in JP 2005-296797 A or JP 2006- 281 103 A.
  • An essential finding of the invention is based on the liquid recovery station, which is not known from JP 2007-069559 A, from JP 2005-296797 A or from JP 2006-281103 A.
  • the liquid return station is connected downstream of the liquid transfer station in the direction of relative movement and upstream of the nozzle head.
  • liquid is additionally removed from those areas of the smooth roll before inking by the nozzle head, in which case no liquid transfer took place in the liquid transfer station.
  • the coloring of the smooth roller with a nozzle head only leads to high-quality printing results within a flexographic printing machine when the entire donor surface is actually freed of the liquid film before re-coloring by the nozzle head. This is achieved by the liquid return station, by no later than those areas are freed from the liquid film, which have remained intact in the liquid transfer station.
  • An important advantage of the solution according to the invention is the fact that, in contrast to coloring with a chambered doctor blade system, lateral seals are no longer needed on the end faces of the smooth roller.
  • the coloring of the smooth roller with the nozzle head can be made slightly wider than the printing width of the format cylinder, so that reliable and uniform color can be transferred to the format cylinder over its entire width.
  • the liquid return station can in turn advantageously be designed wider than the inking area of the smooth roller, so that after the liquid transfer station not removed liquid or color surfaces reliably freed of color and thus virtually cleaned on an ongoing basis.
  • Another advantage of the solution according to the invention is finally the fact that the width of the coloring on the donor surface with a Düsenkopf can vary much easier compared to a blade chamber.
  • a change in the inking width is always very expensive, since the replacement of a doctoring chamber is associated with a considerable installation effort.
  • the width of the coloring can be realized much easier in all possible variants of a coloring by a nozzle head.
  • a doctor blade for doctoring excess liquid against the donating surface can be adjusted, wherein the doctor blade downstream of the nozzle head in the direction of relative movement and the liquid transfer station is connected upstream.
  • a doctor blade is not employed, as in the case of an anilox roller, with a sliding contact with the smooth roller, but rather with a minimum working distance, so that the liquid film can be doctored off to a smaller film thickness.
  • a nozzle head has proven to be advantageous as a nozzle head, as shown in JP 2006-281103 A.
  • the inking process of the smooth roll is optimized with the nozzle head until a liquid film has been achieved, as is required in the downstream liquid transfer station.
  • the process parameters to be optimized here are, in particular, the volume flow emerging from the nozzle head, the working distance between the nozzle head and the dispensing surface and the working angle of the nozzle head transversely to the direction of the relative movement.
  • the volume flow emerging from the nozzle head basically results from the scoop volume of the emitting surface and the feed movement of the relative movement. From these two parameters can the theoretical volume flow is calculated and set in advance. With a camera or with a suitable sensor can now be checked whether the liquid level required by the downstream liquid transfer station has already been reached. If this is not the case, then the volume flow emerging from the nozzle head is readjusted accordingly.
  • the working distance and the working angle of the nozzle head are optimized so that just forms a liquid film with the required layer thickness after coloring by the nozzle head.
  • the optimization of the inking process can also be carried out continuously during the printing process in the same way. For this purpose, for example, the printed image can be continuously monitored via a printed image camera and used as a measured variable for the optimization of the corresponding parameters.
  • an air flow can be generated beyond the nozzle head at the impact point of the liquid on the emitting surface.
  • the liquid between the nozzle head and impact point forms a kind of curtain, it is additionally necessary to differentiate between the side of the nozzle head connected downstream in the direction of the relative movement and the side of the nozzle head upstream in the direction of the relative movement.
  • a first air flow can be generated on the side of the nozzle head downstream in the direction of the relative movement
  • a second air flow can be generated on the side of the nozzle head which is upstream in the direction of the relative movement.
  • the single airflow or even the two airflows can flow rectified or even opposite, and they can clocked or continuously flow, this depending on how the location of the point of impact is to be influenced.
  • the above-described air flow control at least approximately compensates for the different influence of gravity that arises in the case of several inking units of a central cylinder machine in that the different inking units have a different angle of attack with respect to the gravity vector.
  • the nozzle head is designed as a slot nozzle, which extends transversely to the direction of the relative movement over the donor surface, as shown for example in JP 2006- 281 103 A is shown.
  • a slot nozzle proves to be particularly advantageous in combination with the air flow control described above, because a slot nozzle forms a characteristic liquid bead between the nozzle and the point of impact, the shape of which can be regulated and stabilized by means of the air flow control. For example, it is possible that the shape of the liquid bead is automatically observed with a camera and supplied as a measured variable to the air flow control.
  • the slot nozzle In the design of the slot nozzle is to ensure that the transverse distribution of the exiting flow is as homogeneous as possible, so that in fact a uniform liquid bead can form.
  • one measure could be, for example, to provide fan-shaped longitudinal channels within the slot nozzle. Through the longitudinal channels cross flows within the slot nozzle and thus also the occurrence of turbulent flows can be largely suppressed.
  • Another possibility is to actively control the flow distribution within the slot nozzle so that a homogeneous transverse distribution of the exiting volume flow is supported. For example, each partial volume flow within a longitudinal channel of the slot nozzle could be controlled by valves and / or pumps.
  • each partial volume flow within a longitudinal channel of the slot nozzle could also be controlled by variable cross sections, wherein the variable cross sections can be realized by elastic rubber walls, the be acted upon pneumatically.
  • a closed control loop for actively controlling the flow distribution within the slot nozzle is also possible, for example by observing the liquid bead at several points transversely to the relative movement with corresponding cameras, and using each individual camera signal as a measurement signal for a specific partial volume flow.
  • the advantageous embodiment of the liquid return station ultimately depends largely on the characteristics and properties of the donor surface.
  • a rubber roller which is engageable against the smooth roller, wherein the reclaimed liquid is doctored off the rubber roller.
  • the surface of the rubber roller is made of the same material as the material of the plate of the format cylinder. In this way, approximately the same conditions prevail with respect to the surface of the smooth roller in the liquid transfer station.
  • FIG. 1 shows a metering device according to the invention within a flexographic printing
  • FIG. 2 shows further details of the metering unit according to the invention according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows an inventive metering unit within a flexographic printing central cylinder machine according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows further details of the metering device according to the invention according to FIG. 3.
  • Fig. 1 shows an inventive metering within a flexographic central cylinder machine according to a first embodiment.
  • the central cylinder machine may be, for example, an 8-color printing machine in which 8 printing units are arranged around an impression cylinder. Behind each printing unit, a drying device is arranged in each case. The of the preference device The next material web is pressed firmly onto the impression cylinder by a rubberized pressure roller, so that no air can get between the impression cylinder and the material web and the material web rests firmly on the impression cylinder. The material web is guided immovably firmly past the 8 printing units so that no register fluctuations occur.
  • the impression cylinder is tempered from the inside with water to a constant temperature. Shown in FIG.
  • the impression cylinder 101 typically has a diameter of 2000 mm and typically allows printing widths up to 1500 mm.
  • the printing length is determined by the grouping of 8 printing units and by the diameter of the impression cylinder 101 and is typically 1200 mm.
  • a format cylinder 102 with a printing plate glued thereon.
  • the metering device according to the invention with a smooth roller 103, a slot 104, a rubber roller 105 and a doctor blade 106th
  • the smooth roller 103 is colored.
  • the working distance between the slot nozzle 104 and smooth roller 103 is adjustable in the direction of the axis Y by a control unit. Also controlled by a control unit is the working angle of the slot nozzle, for which purpose the slot nozzle is mounted pivotably about the axis Z. Due to an exact control of the ink flow rate and the positioning parameters of the slot nozzle, it is possible to color the smooth roller with the optimal liquid film required. Further details of the inking process will be explained with reference to FIG. 2.
  • the liquid film on the smooth roller 103 is partially transferred to the printing plate of the format cylinder 102. If the liquid film strikes depressions in the printing plate, these regions of the liquid film are not involved in the ink transfer.
  • the downstream in the direction of rotation of the format cylinder 102 side of the smooth roller 103 thus has areas that are still wetted with a liquid film. If the surface of the smooth roller 103 still partially wetted in this way were to be directly re-stained by the slot nozzle 104, then this would lead to an uneven ink quantity distribution after the inking process, since the ink quantity bead emerging from the slot nozzle is not able to vary greatly Directly compensate for color quantity distributions.
  • FIG. 2 shows further details of the metering device according to the invention according to FIG. 1. Shown are the smooth roller 103 and the slot nozzle 104 of FIG. 1, which are now identified in FIG. 2 by the reference numerals 203 and 204. As already mentioned, the slot nozzle 204 is movable along the axis Y and pivotally mounted about the axis Z. On the upper side of the slot nozzle there are a multiplicity of attachment stubs 205, into which ink supply hoses (not shown) open. The total ink flow supplied by all ink supply tubes corresponds to the pumping volume rate, which can be calculated from the scoop volume and the speed of the smooth roller 203.
  • the ink flow rate can also be controlled individually, specifically as a function of the transverse distribution (ie, in the Z-axis direction) of the ink quantity bead 201 and 202 exiting at the slot nozzle.
  • the inking area 201 of the ink amount bead On the side of the slot nozzle 204 downstream in the direction of rotation of the smooth roller 203 the inking area 201 of the ink amount bead, while forms on the upstream in the direction of rotation of the smooth roller 203 side of the slot nozzle 204, a characteristic meniscus 202, which allows a measurement of the transverse distribution.
  • a corresponding camera system (not shown) installed, which forwards the measuring signals to a control unit for controlling the Farbzu Switzerlandschläuche.
  • an air flow nozzle 206 is installed on the upstream side of the slot nozzle 204 in the direction of rotation of the smooth roller 203, which generates a suction air flow in front of the meniscus 202 along the Z axis. If, for example, the slotted nozzle 204 is displaced along the Y axis to increase the working distance and the meniscus 202 threatens to tear off in the direction of rotation of the smooth roller 203, this process can also be detected by the camera system and the air flow nozzle 206 can be controlled such that the meniscus 202 is brought back against the direction of rotation of the smooth roller 203 and stabilized.
  • Fig. 3 shows an inventive metering within a flexographic printing central cylinder engine according to a second embodiment.
  • the components shown in Fig. 1 are also in Fig. 3 again, with matches in the last digit of the respective reference numerals designate corresponding parts.
  • the description according to FIG. 1 can therefore be referred to first analogously.
  • FIG. 4 shows further details of the metering device according to the invention according to FIG. 3.
  • the components shown in FIG Fig. 4 again, with matches in the last digit of the respective reference numerals again identify corresponding parts.
  • the description according to FIG. 2 can thus be referred to first analogously.
  • the coloring with the slot nozzle 403 takes place against the force of gravity.
  • the effects of gravity opposite to FIG. 2 make themselves noticeable above all in the inking area 401.
  • a second Heilströmdüse 407 is also installed.
  • the air flow nozzle 407 does not generate suction air flow, but rather creates a flow of compressed air at the surface of the inking area 401.
  • the strength of the compressed air flow is thereby adjusted so that the effects of gravity are compensated and the inking area 401 of the ink quantity bead is thus pressed against the smooth roller 403, as it were, against the force of gravity.

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  • Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)
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Abstract

The invention relates to a dosing device and to a method for the controlled transfer of a liquid, in particular printing ink, varnish, liquid toner, or adhesive. In order to further reduce the maintenance expenditure, in particular of inking systems known from flexographic printing, without any negative effects on the printing quality, a dosing device for the controlled transfer of a liquid, in particular printing ink, varnish, liquid toner, or adhesive, is provided, having a dispensing surface, which is moistened with a liquid film for the metered dispensing of the liquid, having a nozzle head for applying the liquid film, having a drive that triggers a relative movement between the nozzle head and the dispensing surface, having a liquid transfer station connected downstream of the nozzle head in the direction of the relative movement, and wherein the liquid can be transferred from the liquid film to a receiving surface, at least partially. The dosing device further comprises a liquid return station, which is connected downstream of the fluid transfer station in the direction of the relative movement and is connected upstream of the nozzle head, and wherein liquid is removed from at least one part of the dispensing surface.

Description

Dosierwerk  doser
Die Erfindung betrifft ein Dosierwerk und ein Verfahren zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff. Eine bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Dosierwerks und des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Einsatz in einem Flexod ruckwerk. The invention relates to a metering unit and a method for the controlled transfer of a liquid, in particular printing ink, lacquer, liquid toner or adhesive. A preferred use of the metering unit according to the invention and the method according to the invention is the use in a Flexod backbone.
Im Bereich des Flexodrucks sind verschiedene Dosierwerke bzw. Farbwerkstypen bekannt. In the field of flexographic printing various metering units or inking unit types are known.
Das ursprüngliche System ist das Tauchwalzenfarbwerk (3-Walzen-Farbwerk), das beispielsweise aus der DE 29 42 521 C2 bekannt ist. Die Farbdosierung erfolgt über das Abquetschen der überflüssigen Farbe in dem Walzenspalt zwischen Tauchwalze und Rasterwalze. Die Einstellung der optimalen Farbmenge bewegt sich allerdings nur in einem sehr schmalen Bereich des Anpressdrucks zwischen Tauchwalze und Rasterwalze, sodass dieser Bereich des Anpressdrucks schwierig zu ermitteln und einzustellen ist. Ist der Anpressdruck zu hoch, dann wird zu wenig Farbe übertragen, sodass die komplette Einfärbung des Formatzylinders nicht mehr gewährleistet ist. Ist der Anpressdruck dagegen zu gering, dann wird zu viel Farbe übertragen, sodass sich die Zwischenräume zwischen den Rasterpunkten zusetzen und das Druckbild verschmiert. Hiervon ausgehend sind im Flexodruck zur Verbesserung der Dosierbarkeit weitere Farbkwerkstypen entwickelt worden. So ist es beispielsweise aus der DE 196 19 998 C2 bekannt, die Einfärbung des Formatzylinders über ein mit Farbe getränktes Druckband vorzunehmen. Zur Abgabe der Farbe wird das Druckband zwischen einer Presseurwalze und dem Formatzylinder komprimiert, wodurch eine gute und einfache Dosierung der zu übertragenden Farbe möglich ist. The original system is the fountain roller inking unit (3-roller inking unit), which is known for example from DE 29 42 521 C2. The ink is metered by squeezing off the excess ink in the nip between the fountain roller and the anilox roller. However, the adjustment of the optimum amount of ink moves only in a very narrow range of contact pressure between fountain roller and anilox roller, so that this range of contact pressure is difficult to determine and adjust. If the contact pressure is too high, then too little ink is transferred, so that the complete coloring of the format cylinder is no longer guaranteed. On the other hand, if the contact pressure is too low, then too much ink is transferred, so that the spaces between the grid points become clogged and the printed image smeared. On this basis, further inking unit types have been developed in flexographic printing to improve the meterability. So it is for example from the DE 196 19 998 C2 known to make the coloring of the format cylinder over a saturated with ink pressure belt. To deliver the color, the printing tape is compressed between a impression roller and the format cylinder, whereby a good and easy dosage of the ink to be transferred is possible.
Aus der JP 2007-069559 A ist es bekannt, Dünnfilmbeschichtungen von Flüssigkristallanzeigen mit einem Flexodruckwerk vorzunehmen, wobei bei dieser speziellen Anwendung die Rasterwalze vorzugsweise nach dem Verfahren des Slide-Bead-Coating, des Curtain-Coating oder des Spray- Coating eingefärbt wird. From JP 2007-069559 A it is known to make thin-film coatings of liquid crystal displays with a flexographic printing unit, wherein in this particular application, the anilox roller is preferably dyed by the method of slide-bead coating, curtain coating or spray coating.
Aus "Der Verpackungsdruck: Flexodruck 2.0 - Refurbishment bestehender Anlagen durch neuartiges Farbauftragssystem für effizientere und wirtschaftlichere Produktionsprozesse.", Heft Nr. 1 aus 2013, Erscheinungstermin 27.02.2013, ist außerdem ein Flexodruckfarbwerk bekannt, bei dem an Stelle einer Rasterwalze eine Glattwalze verwendet wird, die mit einer Schlitzdüse eingefärbt wird. Mit der zunehmenden Bedeutung des Rasterdrucks wurden immer höhere Anforderungen an die Druckqualität gestellt, die sich durch die vorgenannten Farbwerkstypen allesamt nicht erfüllen lassen. Als weiterer Farbwerkstyp hat sich daher neben den vorgenannten Farbwerkstypen vor allem das Rakelkammersystem etabliert, das den Vorteil einer sehr gut dosierbaren Farbübertragung bei gleichzeitig beliebiger Wiederholbarkeit bietet. Beim Rakelkammersystem unterscheidet man wiederum zwischen dem offenen und dem geschlossenen System, wobei sich das geschlossene System inzwischen weitestgehend durchgesetzt hat, da hiermit auch eine automatische Reinigung der Rasterwalzen und aller farbführenden Teile und damit schnelle und automatisierbare Auftrags- und Farbwechsel möglich ist. From "Packaging Printing: Flexo Printing 2.0 - Refurbishment of existing plants by a new inking system for more efficient and economical production processes.", Issue No. 1 from 2013, release date 27.02.2013, also a flexographic inking unit is known in which instead of an anilox roll, a smooth roller is used , which is colored with a slot nozzle. With the increasing importance of halftone printing ever higher demands were placed on the print quality, which can not be met by the aforementioned inking types all. As a further type of inking unit, therefore, in particular the doctoring chamber system has been established in addition to the aforementioned types of inking unit, which offers the advantage of a very easily metered ink transfer while at the same time allowing any repeatability. The squeegee system again differentiates between the open and the closed system, whereby the closed system has now prevailed as far as possible, as this also an automatic cleaning of the anilox rollers and all ink-carrying parts and thus fast and automatable job and color changes is possible.
Ein geschlossenes Rakelkammersystem nach dem Stand der Technik ist beispielsweise aus der EP1 302 315 B1 bekannt. Ein verbleibendes Problem eines derartigen Rakelkammersystems ist allerdings die Tatsache, dass zur Gewährleistung der Dichtigkeit verschiedene Maßnahmen ergriffen müssen, die einen ständigen und nicht zu vernachlässigen Wartungsaufwand nach sich ziehen. So müssen beispielsweise die in der EP1 302 315 B1 erwähnten stirnseitigen Dichtungen regelmäßig ausgetauscht und erneuert werden, um die Dichtigkeit des geschlossenen Rakelkammersystems sicherzustellen. Als erschwerend kommt in diesem Zusammenhang hinzu, dass das geschlossene Rakelkammersystem gemäß der EP1 302 315 B1 in der Regel in einer Zentralzylinderdruckmaschine zum Einsatz kommt, wie diese beispielsweise aus der WO 2009/144016 A1 bekannt ist. Dies bedeutet, dass typischerweise 8 geschlossene Rakelkammersysteme um den Zentralzylinder herum angeordnet sind. Um den notwendigen gleichmäßigen Druck im Druckspalt zu halten, muss der Zentralzylinder mit hoher Rundlaufgenauigkeit gefertigt und mit einer möglichst geringen Temperaturtoleranz temperiert werden. Damit bildet der Zentralzylinder ein empfindliches Herzstück in jeder Zentralzylinderdruckmaschine, in dessen Nähe Wartungsarbeiten an den Rakelkammersystemen nur mit äußerster Vorsicht und nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden können. Dies erhöht wiederum die Kosten für jegliche Wartungsarbeiten an den Rakelkammersystemen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Wartungsaufwand der insbesondere aus dem Flexodruckbereich bekannten Farbwerke weiter zu reduzieren, ohne hierbei Einbußen hinsichtlich der Druckqualität hinnehmen zu müssen, die im Flexodruck mit dem geschlossenen Rakel kammersystem bereits erreichbar ist. Diese Aufgabe wird durch ein Dosierwerk nach dem Patentanspruch 1 bzw. durch ein Flexodruckfarbwerk nach dem Patentanspruch 10 sowie durch ein Verfahren zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit nach dem Patentanspruch 1 1 bzw. durch ein Verfahren zum Betreiben eines Flexodruckfarbwerks nach dem Patentansprüch 20 gelöst. A closed squeegee system according to the prior art is known for example from EP1 302 315 B1. A remaining problem of such a doctor chamber system, however, is the fact that the Ensuring the tightness of various measures must be taken, which entail a constant and not negligible maintenance. Thus, for example, the front-side seals mentioned in EP1 302 315 B1 must be regularly replaced and replaced in order to ensure the tightness of the closed doctoring chamber system. To complicate matters in this context, that the closed doctoring chamber system according to EP1 302 315 B1 is usually used in a central cylinder printing machine, as is known for example from WO 2009/144016 A1. This means that typically 8 closed doctoring chamber systems are arranged around the central cylinder. In order to maintain the necessary uniform pressure in the nip, the central cylinder must be manufactured with high concentricity and tempered with the lowest possible temperature tolerance. Thus, the central cylinder is a sensitive centerpiece in any central-cylinder printing press, in the vicinity of which maintenance work on the doctoring chamber systems can be carried out only with extreme caution and only by trained specialist personnel. This in turn increases the cost of any maintenance on the doctoring chamber systems. The object of the invention is therefore to further reduce the maintenance of the particular known from the flexographic printing inking without having to accept losses in terms of print quality, the chamber system in flexographic printing with the closed squeegee is already achievable. This object is achieved by a metering unit according to claim 1 or by a flexographic inking unit according to claim 10 and by a method for the controlled transfer of a liquid according to claim 11 or by a method for operating a flexographic inking unit according to claim 20.
Bei dem erfindungsgemäßen Dosierwerk handelt es sich um ein Dosierwerk zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff, mit einer abgebenden Oberfläche, die mit einem Flüssigkeitsfilm zum dosierten Abgeben der Flüssigkeit benetzt ist, mit einem Düsenkopf zum Aufbringen des Flüssigkeitsfilms, mit einem Antrieb, der zwischen dem Düsenkopf und der abgebenden Oberfläche eine Relativbewegung bewirkt, mit einer Flüssigkeitsübertragungsstation, die dem Düsenkopf in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet ist und bei der die Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsfilm zumindest teilweise auf eine aufnehmende Oberfläche übertragbar ist, und mit einer Flüssigkeitsrücknahmestation, die der Flüssigkeitsübertragungsstation in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und dem Düsenkopf vorgeschaltet ist und bei der Flüssigkeit von zumindest einem Teil der abgebenden Oberfläche entnommen wird. The metering unit according to the invention is a metering unit for the controlled transfer of a liquid, in particular printing ink, lacquer, liquid toner or adhesive, with a dispensing surface which is wetted with a liquid film for metered dispensing of the liquid, with a A nozzle head for applying the liquid film, comprising a drive which effects a relative movement between the nozzle head and the emitting surface, having a liquid transfer station which is connected downstream of the nozzle head in the direction of relative movement and wherein the liquid from the liquid film at least partially transferable to a receiving surface is, and with a liquid return station, which is downstream of the liquid transfer station in the direction of relative movement and upstream of the nozzle head and is removed in the liquid from at least part of the donor surface.
Insbesondere ein Flexodruckfarbwerk lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Dosierwerk besonders vorteilhaft betreiben. In particular, a flexographic inking unit can be operated particularly advantageously with the metering unit according to the invention.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein Verfahren zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt ein Düsenkopf über eine abgebende Oberfläche bewegt wird, um die abgebende Oberfläche mit einem Flüssigkeitsfilm zu benetzen, bei dem in einem zweiten Verfahrensschritt die Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsfilm zumindest teilweise auf eine aufnehmende Oberfläche übertragen wird, und bei dem in einem dritten Verfahrensschritt die Flüssigkeit von zumindest einem Teil der abgebenden Oberfläche entnommen wird. The method according to the invention is a method for the controlled transfer of a liquid, in particular printing ink, varnish, liquid toner or adhesive, in which, in a first method step, a nozzle head is moved over a dispensing surface in order to wet the dispensing surface with a liquid film, in which, in a second method step, the liquid is at least partially transferred from the liquid film to a receiving surface, and in which, in a third method step, the liquid is taken from at least part of the emitting surface.
Mit den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten lässt sich insbesondere ein Flexodruckfarbwerk mit einer Glattwalze besonders vorteilhaft betreiben, bei dem die Glattwalze die Funktion der herkömmlichen Rasterwalze übernimmt. With the method steps according to the invention, in particular a flexographic inking unit with a smooth roller can be operated particularly advantageously, in which the smooth roller performs the function of the conventional anilox roller.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt das Einfärben der Glattwalze mit einem Düsenkopf. Ein derartiger Düsenkopf kann beispielsweise so ausgebildet sein, wie dieser bei in der JP 2007-069559 A erwähnten Verfahren des Slide- Bead-Coating, des Curtain-Coating oder des Spray-Coating zum Einsatz kommt. Die konkrete Ausgestaltung des Düsenkopfes kann dabei beispielsweise so erfolgen, wie dies in der JP 2005-296797 A oder JP 2006- 281 103 A gezeigt ist. Eine wesentliche Erkenntnis der Erfindung beruht auf der Flüssigkeitsrücknahmestation, die aus der JP 2007-069559 A, aus der JP 2005- 296797 A oder aus der JP 2006-281 103 A nicht bekannt ist. Die Flüssigkeitsrücknahmestation ist der Flüssigkeitsübertragungsstation in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und dem Düsenkopf vorgeschaltet. In der Flüssigkeitsrücknahmestation wird somit vor der Einfärbung durch den Düsenkopf zusätzlich noch Flüssigkeit aus denjenigen Bereichen der Glattwalze entnommen, bei denen in der Flüssigkeitsübertragungsstation keine Flüssigkeitsübertragung stattfand. Es hat sich nämlich gezeigt, dass das Einfärben der Glattwalze mit einem Düsenkopf erst dann zu qualitativ hochwertigen Druckergebnissen innerhalb einer Flexodruckmaschine führt, wenn die gesamte abgebende Oberfläche vor der erneuten Einfärbung durch den Düsenkopf auch tatsächlich von dem Flüssigkeitsfilm befreit ist. Dies wird durch die Flüssigkeitsrücknahmestation erreicht, indem spätestens dort auch diejenigen Bereiche von dem Flüssigkeitsfilm befreit werden, die zuvor in der Flüssigkeitsübertragungsstation unangetastet geblieben sind. Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist die Tatsache, dass im Gegensatz zu einer Einfärbung mit einem Kammerrakelsystem keine seitlichen Dichtungen mehr an den Stirnseiten der Glattwalze benötigt werden. Vorteilhafterweise kann vielmehr die Einfärbung der Glattwalze mit dem Düsenkopf etwas breiter als die Druckbreite des Formatzylinders erfolgen, sodass auf den Formatzylinder über dessen gesamte Breite zuverlässig und gleichmäßig Farbe übertragen werden kann. Darüber hinaus kann die Flüssigkeitsrücknahmestation wiederum vorteilhafterweise breiter als der Einfärbebereich der Glattwalze ausgelegt werden, sodass nach der Flüssigkeitsübertragungsstation nicht abgenommene Flüssigkeits- bzw. Farbflächen zuverlässsig von Farbe befreit und damit quasi laufend gereinigt werden. In the solution according to the invention, the inking of the smooth roll takes place with a nozzle head. Such a nozzle head can be designed, for example, as used in the method of slide bead coating, curtain coating or spray coating mentioned in JP 2007-069559 A. The specific design of the nozzle head can be carried out, for example, as shown in JP 2005-296797 A or JP 2006- 281 103 A. An essential finding of the invention is based on the liquid recovery station, which is not known from JP 2007-069559 A, from JP 2005-296797 A or from JP 2006-281103 A. The liquid return station is connected downstream of the liquid transfer station in the direction of relative movement and upstream of the nozzle head. In the liquid return station, liquid is additionally removed from those areas of the smooth roll before inking by the nozzle head, in which case no liquid transfer took place in the liquid transfer station. It has been shown that the coloring of the smooth roller with a nozzle head only leads to high-quality printing results within a flexographic printing machine when the entire donor surface is actually freed of the liquid film before re-coloring by the nozzle head. This is achieved by the liquid return station, by no later than those areas are freed from the liquid film, which have remained intact in the liquid transfer station. An important advantage of the solution according to the invention is the fact that, in contrast to coloring with a chambered doctor blade system, lateral seals are no longer needed on the end faces of the smooth roller. Advantageously, rather, the coloring of the smooth roller with the nozzle head can be made slightly wider than the printing width of the format cylinder, so that reliable and uniform color can be transferred to the format cylinder over its entire width. In addition, the liquid return station can in turn advantageously be designed wider than the inking area of the smooth roller, so that after the liquid transfer station not removed liquid or color surfaces reliably freed of color and thus virtually cleaned on an ongoing basis.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich die Tatsache, dass sich die Breite der Einfärbung auf der abgebenden Oberfläche mit einem Düsenkopf im Vergleich zu einer Rakelkammer wesentlich leichter variieren lässt. Bei einem Rakelkammersystem ist eine Veränderung der Einfärbebreite immer sehr aufwendig, da der Austausch einer Rakelkammer mit einem erheblichen Montageaufwand verbunden ist. Demgegenüber lässt sich bei allen möglichen Varianten einer Einfärbung durch einen Düsenkopf die Breite der Einfärbung wesentlich leichter realisieren. Another advantage of the solution according to the invention is finally the fact that the width of the coloring on the donor surface with a Düsenkopf can vary much easier compared to a blade chamber. In a doctoring chamber system, a change in the inking width is always very expensive, since the replacement of a doctoring chamber is associated with a considerable installation effort. In contrast, the width of the coloring can be realized much easier in all possible variants of a coloring by a nozzle head.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Rakelmesser zum Abrakeln überschüssiger Flüssigkeit gegen die abgebende Oberfläche anstellbar ist, wobei das Rakelmesser dem Düsenkopf in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und der Flüssigkeitsübertragungsstation vorgeschaltet ist. Ein derartiges Rakelmesser ist nicht wie bei einer Rasterwalze mit einem schleifenden Kontakt gegenüber der Glattwalze angestellt, sondern vielmehr mit einem minimalen Arbeitsabstand, sodass sich der Flüssigkeitsfilm auf eine geringere Filmdicke abrakeln lässt. According to a preferred embodiment, it is provided that a doctor blade for doctoring excess liquid against the donating surface can be adjusted, wherein the doctor blade downstream of the nozzle head in the direction of relative movement and the liquid transfer station is connected upstream. Such a doctor blade is not employed, as in the case of an anilox roller, with a sliding contact with the smooth roller, but rather with a minimum working distance, so that the liquid film can be doctored off to a smaller film thickness.
Mit der Erfindung ist es aber grundsätzlich auch möglich, dass die Glattwalze mit einem Flüssigkeitsfilm direkt benetzt wird, wie dieser in der nachgeschalteten Flüssigkeitsübertragungsstation benötigt wird. Als Düsenkopf hat sich hierbei insbesondere ein Düsenkopf als vorteilhaft erwiesen, wie dieser in der JP 2006-281 103 A gezeigt ist. With the invention, it is also possible in principle that the smooth roller is wetted directly with a liquid film, as this is needed in the downstream liquid transfer station. In particular, a nozzle head has proven to be advantageous as a nozzle head, as shown in JP 2006-281103 A.
Es ist gemäß der Erfindung möglich, dass vor Druckbeginn bzw. zwischen einzelnen Druckaufträgen der Einfärbeprozess der Glattwalze mit dem Düsenkopf solange optimiert wird, bis ein Flüssigkeitsfilm erzielt worden ist, wie dieser in der nachgeschalteten Flüssigkeitsübertragungsstation benötigt wird. Die zu optimierenden Prozessparameter sind hierbei insbesondere der aus dem Düsenkopf austretende Volumenstrom, der Arbeitsabstand zwischen Düsenkopf und abgebender Oberfläche und der Arbeitswinkel des Düsenkopfes quer zur Richtung der Relativbewegung. It is possible according to the invention that before starting printing or between individual print jobs, the inking process of the smooth roll is optimized with the nozzle head until a liquid film has been achieved, as is required in the downstream liquid transfer station. The process parameters to be optimized here are, in particular, the volume flow emerging from the nozzle head, the working distance between the nozzle head and the dispensing surface and the working angle of the nozzle head transversely to the direction of the relative movement.
Der aus dem Düsenkopf austretende Volumenstrom ergibt sich grundsätzlich aus dem Schöpfvolumen der abgebenden Oberfläche sowie der Vorschubbewebung der Relativbewebung. Aus diesen beiden Parametern kann der theoretische Volumenstrom berechnet und im Voraus eingestellt werden. Mit einer Kamera bzw. mit einem geeigneten Sensor kann nunmehr überprüft werden, ob der von der nachgeschalteten Flüssigkeitsübertragungsstation benötigte Flüssigkeitspegel bereits erreicht ist. Ist dies nicht der Fall, so wird der aus dem Düsenkopf austretende Volumenstrom entsprechend nachgeregelt. Zusätzlich werden der Arbeitsabstand und der Arbeitswinkel des Düsenkopfes derart optimiert, dass sich nach der Einfärbung durch den Düsenkopf gerade ein Flüssigkeitsfilm mit der benötigten Schichtdicke ausbildet. Die Optimierung des Einfärbeprozesses kann in der gleichen Weise selbstverständlich auch laufend während des Drucks selber erfolgen. Hierzu kann beispielsweise das Druckbild über eine Druckbildkamera laufend überwacht und als Messgröße für die Optimierung der entsprechenden Parameter herangezogen werden. The volume flow emerging from the nozzle head basically results from the scoop volume of the emitting surface and the feed movement of the relative movement. From these two parameters can the theoretical volume flow is calculated and set in advance. With a camera or with a suitable sensor can now be checked whether the liquid level required by the downstream liquid transfer station has already been reached. If this is not the case, then the volume flow emerging from the nozzle head is readjusted accordingly. In addition, the working distance and the working angle of the nozzle head are optimized so that just forms a liquid film with the required layer thickness after coloring by the nozzle head. Of course, the optimization of the inking process can also be carried out continuously during the printing process in the same way. For this purpose, for example, the printed image can be continuously monitored via a printed image camera and used as a measured variable for the optimization of the corresponding parameters.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jenseits des Düsenkopfes am Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der abgebenden Oberfläche eine Luftströmung erzeugbar. Insbesondere lässt sich mit der Luftströmung bzw. mit einer Steuerung des Luftdrucks der genaue Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der abgebenden Oberfläche stabilisieren und somit die Druckqualität weiter erhöhen. Soweit die Flüssigkeit zwischen Düsenkopf und Auftreffpunkt eine Art Vorhang bildet, ist zusätzlich zwischen der in Richtung der Relativbewegung nachgeschalteten Seite des Düsenkopfes und der in Richtung der Relativbewegung vorgeschalteten Seite des Düsenkopfes zu unterscheiden. Auf der in Richtung der Relativbewegung nachgeschalteten Seite des Düsenkopfes ist somit eine erste Luftströmung erzeugbar, und auf der in Richtung der Relativbewegung vorgeschalteten Seite des Düsenkopfes ist eine zweite Luftströmung erzeugbar. Die einzelne Luftströmung oder auch die beiden Luftströmungen können gleichgerichtet oder auch entgegengesetzt strömen, und sie können getaktet oder auch kontinuierlich strömen, und zwar dies in Abhängigkeit davon, in welcher Weise die Stelle des Auftreffpunktes beeinflusst werden soll. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird mit der oben beschriebenen Luftströmungssteuerung zumindest näherungsweise der unterschiedliche Einfluss der Schwerkraft kompensiert, der bei mehreren Farbwerken einer Zentralzylindermaschine dadurch entsteht, dass die verschiedenen Farbwerke mit Bezug auf den Schwerkraftvektor einen unterschiedlichen Anstellwinkel aufweisen. According to a further preferred embodiment, an air flow can be generated beyond the nozzle head at the impact point of the liquid on the emitting surface. In particular, can be stabilized with the air flow or with a control of the air pressure of the exact point of impact of the liquid on the donor surface and thus further increase the print quality. As far as the liquid between the nozzle head and impact point forms a kind of curtain, it is additionally necessary to differentiate between the side of the nozzle head connected downstream in the direction of the relative movement and the side of the nozzle head upstream in the direction of the relative movement. Thus, a first air flow can be generated on the side of the nozzle head downstream in the direction of the relative movement, and a second air flow can be generated on the side of the nozzle head which is upstream in the direction of the relative movement. The single airflow or even the two airflows can flow rectified or even opposite, and they can clocked or continuously flow, this depending on how the location of the point of impact is to be influenced. According to a further preferred embodiment, the above-described air flow control at least approximately compensates for the different influence of gravity that arises in the case of several inking units of a central cylinder machine in that the different inking units have a different angle of attack with respect to the gravity vector.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Düsenkopf als Schlitzdüse ausgebildet, die sich quer zur Richtung der Relativbewegung über die abgebende Oberfläche erstreckt, so wie dies beispielsweise in der JP 2006- 281 103 A gezeigt ist. Eine Schlitzdüse erweist sich insbesondere in Kombination mit der oben beschriebenen Luftströmungssteuerung als vorteilhaft, denn bei einer Schlitzdüse bildet sich zwischen der Düse und dem Auftreffpunkt ein charakteristischer Flüssigkeitswulst heraus, dessen Form mithilfe der Luftströmungssteuerung geregelt und stabilisiert werden kann. So ist es beispielsweise möglich, dass die Form des Flüssigkeitswulstes mit einer Kamera automatisch beobachtet und als Messgröße der Luftströmungssteuerung zugeführt wird. Bei der Ausgestaltung der Schlitzdüse ist darauf zu achten, dass die Querverteilung des austretenden Volumenstroms möglichst homogen ist, damit sich auch tatsächlich ein gleichmäßiger Flüssigkeitswulst herausbilden kann. Um dies zu erreichen, könnte eine Maßnahme zum Beispiel darin bestehen, innerhalb der Schlitzdüse fächerförmige Längskanäle vorzusehen. Durch die Längskanäle können Querströmungen innerhalb der Schlitzdüse und damit auch das Auftreten turbulenter Strömungen weitgehend unterdrückt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, aktiv die Strömungsverteilung innerhalb der Schlitzdüse so zu steuern, dass eine homogene Querverteilung des austretenden Volumenstroms unterstützt wird. Beispielsweise könnte jeder Teil- Volumenstrom innerhalb eines Längskanals der Schlitzdüse durch Ventile und/oder Pumpen gesteuert werden. In entsprechender Weise könnte jeder Teil-Volumenstrom innerhalb eines Längskanals der Schlitzdüse auch durch veränderliche Querschnitte gesteuert werden, wobei die veränderlichen Querschnitte durch elastische Gummiwandungen realisiert werden können, die pneumatisch beaufschlagt werden. Auch ein geschlossener Regelkreis zur aktiven Steuerung der Strömungsverteilung innerhalb der Schlitzdüse ist möglich, indem beispielsweise der Flüssigkeitswulst an mehreren Stellen quer zur Relativbewegung mit entsprechenden Kameras beobachtet wird, und jedes einzelne Kamerasignal als Messsignal für einen bestimmten Teilvolumenstrom herangezogen wird. According to a further preferred embodiment, the nozzle head is designed as a slot nozzle, which extends transversely to the direction of the relative movement over the donor surface, as shown for example in JP 2006- 281 103 A is shown. A slot nozzle proves to be particularly advantageous in combination with the air flow control described above, because a slot nozzle forms a characteristic liquid bead between the nozzle and the point of impact, the shape of which can be regulated and stabilized by means of the air flow control. For example, it is possible that the shape of the liquid bead is automatically observed with a camera and supplied as a measured variable to the air flow control. In the design of the slot nozzle is to ensure that the transverse distribution of the exiting flow is as homogeneous as possible, so that in fact a uniform liquid bead can form. To achieve this, one measure could be, for example, to provide fan-shaped longitudinal channels within the slot nozzle. Through the longitudinal channels cross flows within the slot nozzle and thus also the occurrence of turbulent flows can be largely suppressed. Another possibility is to actively control the flow distribution within the slot nozzle so that a homogeneous transverse distribution of the exiting volume flow is supported. For example, each partial volume flow within a longitudinal channel of the slot nozzle could be controlled by valves and / or pumps. Correspondingly, each partial volume flow within a longitudinal channel of the slot nozzle could also be controlled by variable cross sections, wherein the variable cross sections can be realized by elastic rubber walls, the be acted upon pneumatically. A closed control loop for actively controlling the flow distribution within the slot nozzle is also possible, for example by observing the liquid bead at several points transversely to the relative movement with corresponding cameras, and using each individual camera signal as a measurement signal for a specific partial volume flow.
Die vorteilhafte Ausgestaltung der Flüssigkeitsrücknahmestation hängt schließlich maßgeblich von den Merkmalen und Eigenschaften der abgebenden Oberfläche ab. Beispielsweise kann in der Flüssigkeitsrücknahmestation eine Gummiwalze vorgesehen sein, die gegen die Glattwalze anstellbar ist, wobei die rückgenommene Flüssigkeit von der Gummiwalze abgerakelt wird. Vorzugsweise besteht die Oberfläche der Gummiwalze aus dem gleichen Material wie das Material des Klischees des Formatzylinders. Auf diese Weise herrschen mit Bezug auf die Oberfläche der Glattwalze in der Flüssigkeitsübertragungsstation annähernd die gleichen Verhältnisse. The advantageous embodiment of the liquid return station ultimately depends largely on the characteristics and properties of the donor surface. For example, may be provided in the liquid return station, a rubber roller which is engageable against the smooth roller, wherein the reclaimed liquid is doctored off the rubber roller. Preferably, the surface of the rubber roller is made of the same material as the material of the plate of the format cylinder. In this way, approximately the same conditions prevail with respect to the surface of the smooth roller in the liquid transfer station.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen: Further details and advantages of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In these show:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Dosierwerk innerhalb einer Flexodruck-1 shows a metering device according to the invention within a flexographic printing
Zentralzylindermaschine nach einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 weitere Details zum erfindungsgemäßen Dosierwerk gemäß Fig. 1 , Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Dosierwerk innerhalb einer Flexodruck- Zentralzylindermaschine nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, und 2 shows further details of the metering unit according to the invention according to FIG. 1, FIG. 3 shows an inventive metering unit within a flexographic printing central cylinder machine according to a second exemplary embodiment, and FIG
Fig. 4 weitere Details zum erfindungsgemäßen Dosierwerk gemäß Fig. 3.  4 shows further details of the metering device according to the invention according to FIG. 3.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Dosierwerk innerhalb einer Flexodruck- Zentralzylindermaschine nach einem ersten Ausführungsbeispiel. Bei der Zentralzylindermaschine kann es sich beispielsweise um eine 8- Farbendruckmaschine handeln, bei der 8 Druckwerke um einen Gegendruckzylinder herum angeordnet sind. Hinter jedem Druckwerk ist jeweils eine Trockenvorrichtung angeordnet. Die von der Vorzugseinrichtung kommende Materialbahn wird durch eine gummierte Anpresswalze fest auf den Gegendruckzylinder gedrückt, sodass keine Luft zwischen dem Gegendruckzylinder und der Materialbahn geraten kann und die Materialbahn fest auf dem Gegendruckzylinder aufliegt. Die Materialbahn wird so unverschiebbar fest an den 8 Druckwerken vorbeigeführt, sodass keine Registerschwankungen auftreten. Um dabei die Rundlaufgenauigkeit des Gegendruckzylinders sicherzustellen, ist der Gegendruckzylinder von innen mit Wasser auf eine konstante Temperatur temperiert. Gezeigt ist in Fig. 1 eines von den 8 an dem Gegendruckzylinder 101 angeordneten Druckwerken (ohne Trockenvorrichtung). Der Gegendruckzylinder 101 hat typischerweise einen Durchmesser von 2000 mm und lässt typischerweise Druckbreiten bis zu 1500 mm zu. Die Drucklänge ist durch die Gruppierung der 8 Druckwerke sowie durch den Durchmesser des Gegendruckzylinders 101 vorgegeben und beträgt typischerweise 1200 mm. Fig. 1 shows an inventive metering within a flexographic central cylinder machine according to a first embodiment. The central cylinder machine may be, for example, an 8-color printing machine in which 8 printing units are arranged around an impression cylinder. Behind each printing unit, a drying device is arranged in each case. The of the preference device The next material web is pressed firmly onto the impression cylinder by a rubberized pressure roller, so that no air can get between the impression cylinder and the material web and the material web rests firmly on the impression cylinder. The material web is guided immovably firmly past the 8 printing units so that no register fluctuations occur. In order to ensure the concentricity of the impression cylinder, the impression cylinder is tempered from the inside with water to a constant temperature. Shown in FIG. 1 is one of the 8 arranged on the impression cylinder 101 printing units (without drying device). The impression cylinder 101 typically has a diameter of 2000 mm and typically allows printing widths up to 1500 mm. The printing length is determined by the grouping of 8 printing units and by the diameter of the impression cylinder 101 and is typically 1200 mm.
An dem Gegendruckzylinder 101 angestellt ist ein Formatzylinder 102 mit einem darauf aufgeklebten Druckklischee. Vor dem Formatzylinder 102 befindet sich dann das erfindungsgemäße Dosierwerk mit einer Glattwalze 103, einer Schlitzdüse 104, einer Gummiwalze 105 und einer Rakel 106. Employed on the impression cylinder 101 is a format cylinder 102 with a printing plate glued thereon. Before the format cylinder 102 is then the metering device according to the invention with a smooth roller 103, a slot 104, a rubber roller 105 and a doctor blade 106th
Mit der Schlitzdüse 104 wird die Glattwalze 103 eingefärbt. Der Arbeitsabstand zwischen Schlitzdüse 104 und Glattwalze 103 ist dabei in Richtung der Achse Y durch eine Steuereinheit einstellbar. Ebenfalls durch eine Steuereinheit gesteuert wird der Arbeitswinkel der Schlitzdüse, wozu die Schlitzdüse um die Achse Z verschwenkbar gelagert ist. Durch eine exakte Steuerung des Farbvolumenstroms und der Positionierparameter der Schlitzdüse ist es möglich, die Glattwalze mit dem optimal benötigten Flüssigkeitsfilm einzufärben. Weitere Details zum Einfärbeprozess werden anhand von Fig. 2 erläutert. With the slot nozzle 104, the smooth roller 103 is colored. The working distance between the slot nozzle 104 and smooth roller 103 is adjustable in the direction of the axis Y by a control unit. Also controlled by a control unit is the working angle of the slot nozzle, for which purpose the slot nozzle is mounted pivotably about the axis Z. Due to an exact control of the ink flow rate and the positioning parameters of the slot nozzle, it is possible to color the smooth roller with the optimal liquid film required. Further details of the inking process will be explained with reference to FIG. 2.
Der Flüssigkeitsfilm auf der Glattwalze 103 wird teilweise auf das Druckklischee des Formatzylinders 102 übertragen. Trifft der Flüssigkeitsfilm auf Vertiefungen in dem Druckklischee, so sind diese Bereiche des Flüssigkeitsfilms an der Farbübertragung nicht beteiligt. Die in Drehrichtung dem Formatzylinder 102 nachgeschaltete Seite der Glattwalze 103 weist somit Bereiche auf, die noch mit einem Flüssigkeitsfilm benetzt sind. Würde man die in dieser Weise teilweise noch benetzte Oberfläche der Glattwalze 103 der Einfärbung durch die Schlitzdüse 104 direkt wieder zurühren, dann würde dies zu einer ungleichmäßigen Farbmengenverteilung nach dem Einfärbevorgang führen, denn der aus der Schlitzdüse austretende Farbmengenwulst ist nicht in der Lage, stark variierende Farbmengenverteilungen direkt auszugleichen. The liquid film on the smooth roller 103 is partially transferred to the printing plate of the format cylinder 102. If the liquid film strikes depressions in the printing plate, these regions of the liquid film are not involved in the ink transfer. The downstream in the direction of rotation of the format cylinder 102 side of the smooth roller 103 thus has areas that are still wetted with a liquid film. If the surface of the smooth roller 103 still partially wetted in this way were to be directly re-stained by the slot nozzle 104, then this would lead to an uneven ink quantity distribution after the inking process, since the ink quantity bead emerging from the slot nozzle is not able to vary greatly Directly compensate for color quantity distributions.
Um dieses Problem der ungleichmäßigen Farbmengenverteilung zu beseitigen, befindet sich vor der Schlitzdüse 104 eine Gummiwalze 105, die den Farbfilm in denjenigen Bereichen der Glattwalze 103 abnimmt, die vorher nicht an der Farbübertragung auf den Formatzylinder 102 beteiligt waren. Die abgenommene Farbe wird dann von der Rakel 106 von der Gummiwalze abgerakelt und dem Farbkreislauf der Einfärbung wieder zugeführt. In order to eliminate this problem of uneven ink quantity distribution, in front of the slit nozzle 104 there is a rubber roller 105 which decreases the color film in those areas of the smooth roller 103 which were not previously involved in the color transfer to the form cylinder 102. The removed color is then doctored from the squeegee 106 of the rubber roller and fed back to the color cycle of coloring.
Fig. 2 zeigt weitere Details zum erfindungsgemäßen Dosierwerk gemäß Fig. 1 . Gezeigt sind die Glattwalze 103 und die Schlitzdüse 104 aus Fig. 1 , die in Fig. 2 jetzt mit den Bezugsziffern 203 und 204 gekennzeichnet sind. Wie bereits erwähnt, ist die Schlitzdüse 204 entlang der Achse Y verfahrbar und um die Achse Z schwenkbar gelagert. Auf der Oberseite der Schlitzdüse befinden sich eine Vielzahl von Ansatzstutzen 205, in die Farbzuführschläuche (nicht gezeigt) münden. Der insgesamt durch alle Farbzuführschläuche zugeführte Farbvolumenstrom entspricht der Schöpfvolumenrate, die sich aus dem Schöpfvolumen und der Drehzahl der Glattwalze 203 berechnen lässt. Für jeden einzelnen Farbzuführschlauch ist der Farbvolumenstrom allerdings auch individuell steuerbar, und zwar in Abhängigkeit von der Querverteilung (d.h. in Richtung Z-Achse) des an der Schlitzdüse austretenden Farbmengenwulstes 201 und 202. Auf der in Drehrichtung der Glattwalze 203 nachgeschalteten Seite der Schlitzdüse 204 befindet sich der Einfärbebereich 201 des Farbmengenwulstes, während sich auf der in Drehrichtung der Glattwalze 203 vorgeschalteten Seite der Schlitzdüse 204 ein charakteristischer Meniskus 202 ausbildet, der eine Messung der Querverteilung erlaubt. Zur Messung der Querverteilung ist dabei ein entsprechendes Kamerasystem (nicht gezeigt) installiert, das die Messsignale an eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Farbzuführschläuche weiterleitet. Eine weitere Möglichkeit zur Stabilisierung des Meniskus 202 besteht darin, dass auf der in Drehrichtung der Glattwalze 203 vorgeschalteten Seite der Schlitzdüse 204 eine Luftströmungsdüse 206 installiert ist, die vor dem Meniskus 202 entlang der Z-Achse eine Saugluftströmung erzeugt. Falls nun beispielsweise die Schlitzdüse 204 zur Erhöhung des Arbeitsabstandes entlang der Y-Achse verstellt und der Meniskus 202 dabei in Drehrichtung der Glattwalze 203 abzureißen droht, so kann dieser Vorgang durch das Kamerasystem ebenfalls detektiert und die Luftströmdüse 206 derart angesteuert werden, dass der Meniskus 202 entgegen der Drehrichtung der Glattwalze 203 wieder zurückgeholt und stabilisiert wird. FIG. 2 shows further details of the metering device according to the invention according to FIG. 1. Shown are the smooth roller 103 and the slot nozzle 104 of FIG. 1, which are now identified in FIG. 2 by the reference numerals 203 and 204. As already mentioned, the slot nozzle 204 is movable along the axis Y and pivotally mounted about the axis Z. On the upper side of the slot nozzle there are a multiplicity of attachment stubs 205, into which ink supply hoses (not shown) open. The total ink flow supplied by all ink supply tubes corresponds to the pumping volume rate, which can be calculated from the scoop volume and the speed of the smooth roller 203. For each individual ink supply tube, however, the ink flow rate can also be controlled individually, specifically as a function of the transverse distribution (ie, in the Z-axis direction) of the ink quantity bead 201 and 202 exiting at the slot nozzle. On the side of the slot nozzle 204 downstream in the direction of rotation of the smooth roller 203 the inking area 201 of the ink amount bead, while forms on the upstream in the direction of rotation of the smooth roller 203 side of the slot nozzle 204, a characteristic meniscus 202, which allows a measurement of the transverse distribution. To measure the Transverse distribution is a corresponding camera system (not shown) installed, which forwards the measuring signals to a control unit for controlling the Farbzuführschläuche. Another way to stabilize the meniscus 202 is that an air flow nozzle 206 is installed on the upstream side of the slot nozzle 204 in the direction of rotation of the smooth roller 203, which generates a suction air flow in front of the meniscus 202 along the Z axis. If, for example, the slotted nozzle 204 is displaced along the Y axis to increase the working distance and the meniscus 202 threatens to tear off in the direction of rotation of the smooth roller 203, this process can also be detected by the camera system and the air flow nozzle 206 can be controlled such that the meniscus 202 is brought back against the direction of rotation of the smooth roller 203 and stabilized.
Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Dosierwerk innerhalb einer Flexodruck- Zentralzylindermaschine nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Im Prinzip finden sich die in Fig. 1 gezeigten Komponenten auch in Fig. 3 wieder, wobei Übereinstimmungen in der letzten Ziffer der jeweiligen Bezugszeichen einander entsprechende Teile kennzeichnen. Auf die Beschreibung gemäß Fig. 1 kann somit zunächst analog verwiesen werden. Fig. 3 shows an inventive metering within a flexographic printing central cylinder engine according to a second embodiment. In principle, the components shown in Fig. 1 are also in Fig. 3 again, with matches in the last digit of the respective reference numerals designate corresponding parts. The description according to FIG. 1 can therefore be referred to first analogously.
Der wesentliche Unterschied des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 besteht darin, dass der Formatzylinder 302 nunmehr auf der gegenüberliegenden Seite des Gegendruckzylinders 301 angeordnet ist, was dazu führt, dass die Anordnung der Schlitzdüse 304 und der Gummiwalze 305 gegenüber der Anordnung der Schlitzdüse 104 und der Gummiwalze 105 gerade vertauscht ist. Damit ist es mit der Schlitzdüse 304 erforderlich, die Glattwalze 303 entgegen der Schwerkraft einzufärben, wodurch weitere Details bei der Einfärbung zu beachten sind, die anhand von Fig. 4 weiter erläutert sind. The essential difference of the second embodiment according to FIG. 3 from the first embodiment according to FIG. 1 is that the format cylinder 302 is now arranged on the opposite side of the impression cylinder 301, which results in that the arrangement of the slot nozzle 304 and the rubber roller 305 to the arrangement of the slot nozzle 104 and the rubber roller 105 is just reversed. Thus, it is necessary with the slit nozzle 304 to color the smooth roller 303 against gravity, whereby further details in the coloring are observed, which are further explained with reference to FIG. 4.
Fig. 4 zeigt weitere Details zum erfindungsgemäßen Dosierwerk gemäß Fig. 3. Im Prinzip finden sich wiederum die in Fig. 2 gezeigten Komponenten auch in Fig. 4 wieder, wobei Übereinstimmungen in der letzten Ziffer der jeweiligen Bezugszeichen erneut einander entsprechende Teile kennzeichnen. Auf die Beschreibung gemäß Fig. 2 kann somit zunächst analog verwiesen werden. Als wesentlicher Unterschied gegenüber Fig. 2 erfolgt nun die Einfärbung mit der Schlitzdüse 403 entgegen der Schwerkraft. Die Auswirkungen der gegenüber Fig. 2 entgegengesetzten Schwerkraft machen sich vor allem im Einfärbebereich 401 bemerkbar. Um diese Auswirkungen zu kompensieren, ist daher zusätzlich eine zweite Luftströmdüse 407 installiert. Im Gegensatz zur Luftströmdüse 406 erzeugt die Luftströmdüse 407 allerdings keine Saugluftströmung, sondern vielmehr eine Druckluftströmung an der Oberfläche des Einfärbebereichs 401 . Die Stärke der Druckluftströmung wird dabei gerade so eingestellt, dass die Auswirkungen der Schwerkraft kompensiert werden und der Einfärbebereich 401 des Farbmengenwulstes damit quasi entgegen der Schwerkraft an die Glattwalze 403 gedrückt wird. FIG. 4 shows further details of the metering device according to the invention according to FIG. 3. In principle, the components shown in FIG Fig. 4 again, with matches in the last digit of the respective reference numerals again identify corresponding parts. The description according to FIG. 2 can thus be referred to first analogously. As an essential difference with respect to FIG. 2, the coloring with the slot nozzle 403 takes place against the force of gravity. The effects of gravity opposite to FIG. 2 make themselves noticeable above all in the inking area 401. To compensate for these effects, therefore, a second Luftströmdüse 407 is also installed. However, unlike the air flow nozzle 406, the air flow nozzle 407 does not generate suction air flow, but rather creates a flow of compressed air at the surface of the inking area 401. The strength of the compressed air flow is thereby adjusted so that the effects of gravity are compensated and the inking area 401 of the ink quantity bead is thus pressed against the smooth roller 403, as it were, against the force of gravity.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 1
2  2
3  3
4  4
5  5
6  6
7  7
8  8th
9  9
10  10
11  11
12  12
13  13
14  14
15  15
16  16
17  17
18  18
19  19
20  20
21  21
22  22
23  23
24  24

Claims

Patentansprüche Dosierwerk zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff, mit einer abgebenden Oberfläche, die mit einem Flüssigkeitsfilm zum dosierten Abgeben der Flüssigkeit benetzt ist, mit einem Düsenkopf zum Aufbringen des Flüssigkeitsfilms, mit einem Antrieb, der zwischen dem Düsenkopf und der abgebenden Oberfläche eine Relativbewegung bewirkt, mit einer Flüssigkeitsübertragungsstation, die dem Düsenkopf in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet ist und bei der die Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsfilm zumindest teilweise auf eine aufnehmende Oberfläche übertragbar ist, und mit einer Flüssigkeitsrücknahmestation, die der Flüssigkeitsübertragungsstation in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und dem Düsenkopf vorgeschaltet ist und bei der Flüssigkeit von zumindest einem Teil der abgebenden Oberfläche entnommen wird. Claims Dosing unit for the controlled transfer of a liquid, in particular printing ink, varnish, liquid toner or adhesive, with a dispensing surface that is wetted with a liquid film for metered dispensing of the liquid, with a nozzle head for applying the liquid film, with a drive that is between the nozzle head and the dispensing surface causes a relative movement, with a liquid transfer station which is connected downstream of the nozzle head in the direction of the relative movement and in which the liquid can be at least partially transferred from the liquid film to a receiving surface, and with a liquid withdrawal station which is connected to the liquid transfer station in the direction of the relative movement is connected downstream and upstream of the nozzle head and in which liquid is removed from at least part of the dispensing surface.
2. Dosierwerk nach Anspruch 1 , wobei ein Rakelmesser zum Abrakeln überschüssiger Flüssigkeit gegen die abgebende Oberfläche anstellbar ist, wobei das Rakelmesser dem Düsenkopf in Richtung der Relativbewegung nachgeschaltet und der Flüssigkeitsübertragungsstation vorgeschaltet ist. 2. Dosing unit according to claim 1, wherein a doctor blade can be adjusted to scrape off excess liquid against the dispensing surface, the doctor blade being connected downstream of the nozzle head in the direction of the relative movement and upstream of the liquid transfer station.
3. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 2, wobei der Düsenkopf mit Bezug auf die abgebende Oberfläche auf einen vorbestimmten Arbeitsabstand positionierbar ist. 3. Dosing unit according to one of claims 1 - 2, wherein the nozzle head can be positioned at a predetermined working distance with respect to the dispensing surface.
4. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 3, wobei der Düsenkopf quer zur Richtung der Relativbewegung um einen Arbeitswinkel verschwenkbar ist. 4. Dosing unit according to one of claims 1 - 3, wherein the nozzle head can be pivoted transversely to the direction of the relative movement by a working angle.
5. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 4, wobei auf der abgebenden Oberfläche am Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der in Richtung der Relativbewegung nachgeschalteten Seite des Düsenkopfes eine erste Luftströmung erzeugbar ist. 5. Dosing device according to one of claims 1 - 4, wherein a first air flow can be generated on the dispensing surface at the point of impact of the liquid on the side of the nozzle head downstream in the direction of the relative movement.
6. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 5, wobei auf der abgebenden Oberfläche am Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der in Richtung der Relativbewegung vorgeschalteten Seite des Düsenkopfes eine zweite Luftströmung erzeugbar ist. 6. Dosing device according to one of claims 1 - 5, wherein a second air flow can be generated on the dispensing surface at the point of impact of the liquid on the side of the nozzle head upstream in the direction of the relative movement.
7. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 6, wobei der Düsenkopf als Schlitzdüse ausgebildet ist, die sich quer zur Richtung der Relativbewegung über die abgebende Oberfläche erstreckt. 7. Dosing unit according to one of claims 1 - 6, wherein the nozzle head is designed as a slot nozzle which extends transversely to the direction of the relative movement over the dispensing surface.
8. Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 7, wobei die abgebende Oberfläche die Oberfläche einer Glattwalze ist. 8. Dosing unit according to one of claims 1 - 7, wherein the dispensing surface is the surface of a smooth roller.
9. Dosierwerk nach Anspruch 8, wobei in der Flüssigkeitsrücknahmestation eine Gummiwalze vorgesehen ist, die gegen die Glattwalze anstellbar ist, wobei die rückgenommene Flüssigkeit von der Gummiwalze abgerakelt wird. 9. Dosing unit according to claim 8, wherein a rubber roller is provided in the liquid withdrawal station, which can be adjusted against the smooth roller, the withdrawn liquid being scraped off by the rubber roller.
10. Flexodruckfarbwerk mit einem Dosierwerk nach einem der Ansprüche 1 - 9. 10. Flexographic printing inking unit with a metering unit according to one of claims 1 - 9.
1 1 Verfahren zum kontrollierten Übertragen einer Flüssigkeit, insbesondere Druckfarbe, Lack, Flüssigtoner oder Klebstoff, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt ein Düsenkopf über eine abgebende Oberfläche bewegt wird, um die abgebende Oberfläche mit einem Flüssigkeitsfilm zu benetzen, bei dem in einem zweiten Verfahrensschritt die Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsfilm zumindest teilweise auf eine aufnehmende Oberfläche übertragen wird, und bei dem in einem dritten Verfahrensschritt die Flüssigkeit von zumindest einem Teil der abgebenden Oberfläche entnommen wird. 1 1 Method for the controlled transfer of a liquid, in particular printing ink, varnish, liquid toner or adhesive, in which in a first process step a nozzle head is moved over a dispensing surface in order to wet the dispensing surface with a liquid film, in which in a second process step Liquid is at least partially transferred from the liquid film to a receiving surface, and in which in a third process step the liquid is removed from at least part of the releasing surface.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei nach Durchführung des ersten Verfahrensschritts und vor Durchführung des zweiten Verfahrensschritts ein Rakelmesser zum Abrakeln überschüssiger Flüssigkeit gegen die abgebende Oberfläche angestellt wird. 12. The method according to claim 1 1, wherein after carrying out the first method step and before carrying out the second method step, a doctor knife is used to scrape off excess liquid against the dispensing surface.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 - 12, wobei der Düsenkopf mit Bezug auf die abgebende Oberfläche auf einen vorbestimmten Arbeitsabstand positioniert wird. 13. The method according to any one of claims 1 1 - 12, wherein the nozzle head is positioned at a predetermined working distance with respect to the emitting surface.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 - 13, wobei der Düsenkopf quer zur Richtung der Relativbewegung um einen Arbeitswinkel verschwenkt wird. 14. The method according to any one of claims 1 1 - 13, wherein the nozzle head is pivoted transversely to the direction of the relative movement by a working angle.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 - 14, wobei auf der abgebenden Oberfläche am Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der in Richtung der Relativbewegung nachgeschalteten Seite des Düsenkopfes eine erste Luftströmung erzeugt wird. 15. The method according to any one of claims 1 1 - 14, wherein a first air flow is generated on the dispensing surface at the point of impact of the liquid on the side of the nozzle head downstream in the direction of the relative movement.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 - 15, wobei auf der abgebenden Oberfläche am Auftreffpunkt der Flüssigkeit auf der in Richtung der Relativbewegung vorgeschalteten Seite des Düsenkopfes eine zweite Luftströmung erzeugt wird. 16. The method according to any one of claims 1 1 - 15, wherein on the dispensing surface at the point of impact of the liquid on the in the direction of the relative movement A second air flow is generated on the upstream side of the nozzle head.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 - 16, wobei der Düsenkopf als Schlitzdüse betrieben wird, die sich quer zur Richtung der Relativbewegung über die abgebende Oberfläche erstreckt. 17. The method according to any one of claims 1 1 - 16, wherein the nozzle head is operated as a slot nozzle which extends transversely to the direction of relative movement over the dispensing surface.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 - 17, wobei als abgebende Oberfläche die Oberfläche einer Glattwalze verwendet wird. 18. The method according to any one of claims 1 1 - 17, wherein the surface of a smooth roller is used as the releasing surface.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei zur Durchführung des dritten Verfahrensschritts eine Gummiwalze verwendet wird, die gegen die Glattwalze angestellt wird und von der die rückgenommene Flüssigkeit abgerakelt wird. 19. The method according to claim 18, wherein a rubber roller is used to carry out the third method step, which is placed against the smooth roller and from which the withdrawn liquid is scraped off.
20. Verfahren zum Betreiben eines Flexodruckfarbwerks mit den Verfahrensschritten nach einem der Ansprüche 1 1 - 19. 20. A method for operating a flexographic printing inking unit with the method steps according to one of claims 1 1 - 19.
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