Rakelkammer

Die Erfindung betrifft eine Farbkammerrakel zur Beaufschlagung einer Farbübertragungswalze einer Rotationsdruckmaschine mit einem Fluid nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Solche Farbkammerrakel werden in verschiedenen Rotationsdruckmaschinen eingesetzt, beispielsweise in Flexodruck- oder Tiefdruckmaschinen. Derartige Farbkammerrakel bestehen in der Regel aus einer in axialer Richtung der Farbübertragungswalze verlaufenden und im Druckbetrieb mit Farbe gefüllten Farbkammer. Eine Farbkammerrakel kann auch mit einem anderen Fluid gefüllt sein, beispielsweise mit einer Reinigungsflüssigkeit, wenn Farbübertragungswalzen zu reinigen sind. An den Längsseiten dieser Farbkammer sind in der Regel zwei Rakelmesser angebracht, welche im Betrieb mit der Farbübertragungswalze in Kontakt stehen. Die beiden Rakelmesser begrenzen einen in axialer Richtung der Farbübertragungswalze verlaufenden Spalt, durch welchen die Farbe auf die Oberfläche der Farbübertragungswalze gelangen kann. Farbkammerrakel sind in der Regel stirnseitig zudem mit Dichtungselementen verschlossen, die ein seitliches Auslaufen der Farbe vermeiden. Das System, bestehend aus Farbkammer, Rakelmesser, Farbübertragungswalze und seitlichen Dichtungen, bildet somit ein geschlossenes System, welchem in der Regel über Zuführleitungen Farbe zugeführt und über Abführleitungen Farbe entnommen wird. Im Druckbetrieb ist die Farbkammerrakel normalerweise vollständig oder zumindest zu einem überwiegenden Teil mit Farbe gefüllt.

Bei Flexodruckmaschinen ist die Farbübertragungswalze, die in beschriebener Weise mit der Farbkammerrakel zusammenwirkt, die sogenannte Rasterwalze, welche an ihrem Außenumfang mit zahlreichen kleinen Näpfchen versehen ist. Diese Näpfchen werden, wenn sie sich im Bereich der Farbkammerrakel befinden, mit Farbe gefüllt und nehmen diese mit. Damit auch nur die Näpfchen mit Farbe gefüllt sind und nicht auch andere Bereiche der Außenoberfläche der Rasterwalze Farbe mitnehmen, wird durch eines der beiden Rakelmesser diese überschüssige Farbe von der Rasterwalze abgenommen. Dieses Rakelmesser wird daher als Arbeitsrakel bezeichnet. Das zweite Rakelmesser hat dagegen lediglich die Funktion, die Rakelkammer nach außen hin abzuschließen und wird als Schließrakel bezeichnet. Die Rasterwalze überträgt bei einem Flexodruckverfahren die Farbe auf die auf die Formatwalze aufgebrachten Druckformen, welche die Farbe wiederum an den Bedruckstoff abgeben. Ein solches System ist bereits in der Patentanmeldung DE 101 50 488 A1 der Anmelderin näher beschrieben.

Aber auch bei anderen Druckverfahren werden Farbkammerrakel/Farb- übertragungswalzen-Systeme verwendet. Beispielsweise beim Tiefdruck ist die die Farbe aufnehmende Farbübertragungswalze der Formzylinder, welcher bereits die Druckformen, die als Vertiefungen in die Außenoberfläche des Formzylinders eingearbeitet sind, trägt. Die durch diese Vertiefungen mitgenommene Druckfarbe wird direkt auf den Bedruckstoff aufgetragen.

Die Vertiefungen eines Formzylinders beziehungsweise die Näpfchen einer Rasterwalze, die ihre Farbe abgegeben haben, tragen Luft in die Farbkammerrakel ein, welche dort verwirbelt und die neuerliche Füllung der Vertiefungen oder der Näpfchen mit frischer Druckfarbe erschwert. Dieser Effekt verstärkt sich mit steigender Druckgeschwindigkeit. Aus diesem Grunde schlägt die DE 38 23 340 C1 vor, wenigstens ein weiteres Rakelmesser innerhalb der Rakelkammer anzuordnen. Auch die DE 198 00 840 A1 zeigt eine solche Anordnung. Einerseits wird durch dieses weitere oder diese weiteren Rakelmesser die Farbkammer in mehrere Teilkammern unterteilt, so dass das Luft-Farbe-Gemisch in einer Teilkammer verbleibt, während in der oder den weiteren Teilkammern die Näpfchen mit frischer Farbe vollständig gefüllt

werden. Andererseits können solche zusätzlichen Rakelmesser die Farbe in die Näpfchen bzw. Vertiefungen drücken.

Den besagten Druckschriften sind jedoch keine Ausführungen zu entnehmen, wie das weitere oder die weiteren Rakelmesser in der Farbkammerrakel befestigt sind. Aus der Praxis sind jedoch dritte und weitere Rakelmesser bekannt, die entweder direkt festgeschraubt werden oder die mittels

Halteleisten klemmend gehalten werden, wobei die Halteleisten mit der

Rakelkammer verschraubt werden. Das Lösen und das Befestigen der Schrauben zum Zwecke des Auswechseln des oder der weiteren Rakelmesser ist jedoch zeitraubend.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Farbkammerrakel vorzuschlagen, bei der zumindest ein weiteres Rakelmesser mit geringerem Aufwand in der Rakelkammer montierbar und wieder lösbar ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Farbkammerrakel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , welche zusätzlich die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 umfasst. Demnach umfassen Haltemittel zum Halten des zumindest einen weiteren Rakelmessers ein durch Federkraft gegen zumindest einen Gegenhalter vorgespanntes Element, mit welchem das weitere Rakelmesser gegen den Gegenhalter drückbar ist.

Durch diese Vorrichtungsmerkmale kann das Rakelmesser dadurch befestigt werden, dass eine Kraft gegen die Federkraft aufgewendet wird, so dass sich das vorgespannte Element vom Gegenhalter löst. Dann kann das weitere Rakelmesser an eine Außenoberfläche des Gegenhalters angelegt werden. Nach dem Aufheben der der Federkraft entgegen wirkenden Kraft legt sich das vorgespannte Element gegen das weitere Rakelmesser und drückt letzteres gegen den Gegenhalter. Die Gegenkraft zur Federkraft kann mit einem geeigneten Werkzeug oder sogar werkzeuglos aufgebracht werden. Auf vergleichbare Weise lässt sich das weitere Rakelmesser entfernen. Dabei kann das weitere Rakelmesser auch per Hand vom Gegenhalter abgezogen werden.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Gegenhalter als ein einzelner, sich in axialer Richtung der Farbübertragungswalze erstreckender Balken ausgebildet ist. In diesem Fall braucht das vorgespannte Element nur in dem Bereich vom Gegenhalter abgehoben werden, in dem das weitere Rakelmesser noch nicht in Anlage mit dem Gegenhalter gebracht wurde. Es kann also mit einem Werkzeug, etwa mit einem Schraubendreher, am Gegenhalter entlang gefahren werden und direkt hinter dem Werkzeug Teile des weiteren Rakelmessers auf den Gegenhalter geschoben werden. Dieser einzige Gegenhalter kann derart ausgestaltet sein, dass mehrere Rakelmesser an ihm fixiert werden können. Eine erfindungsgemäße Farbkammerrakel kann jedoch auch ohne weitere Rakelmesser betrieben werden.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist der Gegenhalter einen mehreckigen Querschnitt auf, wobei zumindest zwei Kanten angeschrägt sind. Die Kontur des Gegenhalters ist dabei vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie von einem regelmäßigen Trapez umschrieben werden kann. Dabei liegen die angeschrägten Kanten auf den Schrägen des Trapezes. Auf diesen Schrägen lassen sich Bereiche der weiteren Rakelmesser auflegen, so dass die Rakelmesser schräg an die Farbübertragungswalze ausstellbar sind und ausreichend Unterstützung durch den Gegenhalter bekommen und sich nicht wegbiegen oder abknicken. Mit seiner Unterseite, welcher der langen der beiden parallelen Seitenkante des Trapezes entspricht, liegt der Gegenhalter auf dem inneren Boden der Farbkammer auf, so dass das weitere Rakelmesser einen bestimmten Winkel zur Tangente des Außenumfangs der Farbübertragungswalze einnehmen. Versuche haben ergeben, dass der optimale Winkel zwischen 30 und 60 Grad, insbesondere zwischen 40 und 50 Grad, liegt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der zumindest eine Gegenhalter von innen her mit dem Boden der Farbkammer verschraubt. Auf diese Weise kann bei der Befestigung des Gegenhalters auf Durchgangsbohrungen in den Wandungen der Farbkammer verzichtet werden, welche ansonsten gegen

durchsickernde Farbe abgedichtet werden müssten. Solche Abdichtungen sind immer problematisch und daher möglichst zu vermeiden.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Gegenhalter Kunststoffmaterial oder ein Metall. So kann dieser Gegenhalter aus Stahl, insbesondere aus nichtrostendem Edelstahl (beispielsweise NIROSTA ^® ), bestehen.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet als das gegen den Gegenhalter vorgespannte Element einen sich in axialer Richtung der Farbübertragungswalze erstreckenden Kunststoff- oder Metallstreifen. Eine besonders einfache Montage der erfindungsgemäßen Farbkammerrakel kann erreicht werden, indem das vorgespannte Element Bestandteil eines Bauteils ist, welches zumindest drei Seiten des Gegenhalters umschließt. Diese drei Seiten sind die Schrägen, auf denen das weitere Rakelmesser aufliegt und die Unterseite, mit welchem der Gegenhalter auf der unteren Ebene der Farbkammer aufliegt. Das Bauteil ist dabei vorzugsweise ein abgekantetes Blech, welche in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform aus Federstahl besteht. Zur Befestigung des Bauteils sind keine weiteren Befestigungsmittel notwendig, da es zwischen der Unterseite des Gegenhalters und dem Boden der Farbkammer eingeklemmt wird. Durch diese Maßnahme wird die Montage des vorgespannten Elements vereinfacht. Eine Vorspannung des Elements wird erreicht, indem die Abkantungen um einen Winkel erfolgen, welcher kleiner ist als der Winkel, den die Unterseite des Gegenhalters mit den Schrägen einschließt. Weiterhin kann an dem gegen den Gegenhalter vorgespannten Element eine weitere Abkantung angebracht sein, so dass das Element entlang einer Linie an dem Gegenhalter anliegt, wobei die Linie aber von der Seitenkante des Elements beabstandet ist. Auf diese Weise wird eine Art Trichter geschaffen, welcher das Einschieben des weiteren Rakelmessers erleichtert.

Das Rakelmesser umfasst in vorteilhafter Ausführung Kunststoff und/oder Metall. Das weitere Rakelmesser, das, wie eingangs beschrieben wurde, die Farbkammerrakel nicht gegen die Umgebung dichtend abschließen muss, kann

aus sehr flexiblem Material bestehen. Ein flexibles Material kann bereichsweise bereits zwischen Gegenhalter und dem dagegen vorgespannten Element klemmend erfasst sein, während andere Bereiche des Rakelmessers unter temporärer Ausbildung von Wellen oder Verwerfungen noch nicht erfasst ist. Daher kann das Messer Abschnitt für Abschnitt montiert werden, was die Montage weiter erleichtert.

Versuche haben ergeben, dass das zumindest eine weitere Rakelmesser vorzugsweise mit einer Kraft zwischen 2 und 20 N/cm, insbesondere mit einer Kraft zwischen 6 und 12 N/cm, gegen den Gegenhalter zu drücken ist. Die Haftreibungskraft, mit welcher das Rakelmesser am Gegenhalter gehalten wird, beträgt vorzugsweise zwischen 10 und 60 N, insbesondere zwischen 25 und 40 N. Bei diesen Kräften ist einer sicherer Halt der Rakelmessers im Betrieb gewährleistet, jedoch bleibt ein einfaches Entfernen und Montieren des Rakelmessers per Hand ohne übermäßig großen Kraftaufwand, der Verletzungsgefahren hervorrufen kann, möglich.

Der Lösung der oben genannten Aufgabe dient weiterhin ein Werkzeug, für welches unabhängiger Patentschutz beantragt wird. Dieses Werkzeug umfasst Führungselemente, welche in zumindest einer komplementären Führung der Farbkammerrakel, insbesondere in einer Führung des oben beschriebenen Gegenhalters, führbar ist. Dabei kann das oder können die Führungselemente ein Führungsprofil sein, welche/s in einem komplementären Profil der Farbkammerrakel führbar ist. Das Führungsprofil kann im Querschnitt rechteckig ausgebildet sein, wobei das komplementäre Profil dann eine Rinne mit seitlich begrenzenden Stegen sein kann. Führungselemente können aber auch am Werkzeug angebrachte Räder oder Rollen sein, welche auf Schienen oder in Nuten laufen. Die Führung der Farbkammerrakel verläuft in Längsrichtung der Farbkammerrakel, welche der axialen Richtung der Farbübertragungswalze entspricht, an welche die Farbkammerrakel anstellbar ist.

Weiterhin umfasst dieses Werkzeug Mittel zum Bereitstellen einer Kraft auf eine Seitenkante des Rakelmessers, insbesondere auf die Kante eines dritten oder weiteren Rakelmessers. Auch hier ist mit der Seitenkante die Kante gemeint,

welche in Längsrichtung des Messers bzw. der Farbkammerrakel verläuft. Durch das Führen des Werkzeugs entlang der Führungen wird auf die Seitenkante des Rakelmessers bereichsweise eine Kraft ausgeübt, welche dazu genutzt werden kann, um dieses Messer gegen einen Widerstand zu drücken und/oder diesen Widerstand zu überwinden. Vorzugsweise wird dieses Werkzeug dazu genutzt, um ein weiteres, nicht dichtendes Rakelmesser in Haltemittel der oben beschriebenen Farbkammerrakel einzuführen, ohne dass das vorgespannte Element mit einem weiteren Werkzeug vom Gegenhalter abgehoben werden müsste. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Mittel zum Bereitstellen einer Kraft auf die Seitenkante des Rakelmessers einen Körper umfassen, welcher mit einer Nut versehen ist. Der Körper ist so auf das Rakelmesser aufzusetzen, dass die Nut das Rakelmesser zumindest teilweise umschließt. Durch das Führen des Körpers entlang des Rakelmessers beziehungsweise durch das Führen der Führungselemente in der Führung kann der Boden der Nut eine Kraft auf die Seitenkante des Rakelmessers ausüben. Die Tiefe der Nut ist so gewählt, dass das Rakelmesser nicht durch Verbiegungen der Krafteinwirkung auszuweichen versucht.

Der Körper besteht dabei vorteilhafterweise aus Kunststoff, insbesondere aus einem Kunststoff, welcher Polytetrafluorethylen, bekannt als TEFLON ^® , enthält.

Ein solcher Kunststoff weist eine hohe Festigkeit, aber nur eine geringe

Haftreibung auf. Es können aber auch andere Kunststoffe vorgesehen sein, beispielsweise Polyäthylen.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus der gegenständlichen

Beschreibung und den Ansprüchen hervor.

Die einzelnen Figuren zeigen:

Fig. 1 Schnitt durch eine Farbkammerrakel-/Farbübertragungswalzen- anordnung im Druckbetrieb.

Fig. 2 Vergrößerte Darstellung des Ausschnitts Il in Fig. 1. Fig. 3 Schnitt durch eine erfindungsgemäße Farbkammerrakel mit aufgesetztem Werkzeug.

Fig. 4 Perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Farbkammerrakel.

Fig. 5 Perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Farbkammerrakel mit Aufschiebewerkzeug.

Fig. 1 zeigt eine Farbkammerrakel 1 , die eine Farbkammer 2 umfasst. Auf der Farbkammer 2 sind zwei Rakelmesser 3, 4 aufgelegt und mittels Klemmschienen 5, 6 an der Farbkammer 2 fixiert. Die Rakelmesser 3, 4 stehen in Kontakt mit der Farbübertragungswalze 7, so dass Rakelmesser 3, 4, Farbkammer 2 und die Farbübertragungswalze 7 einen Hohlraum 8 umgrenzen. An den Stirnseiten der Farbkammer 2 begrenzen die in den Figuren 4 und 5 gezeigten Dichtungen 17 den Hohlraum 8. Der Hohlraum 8 ist im Druckbetrieb in der Regel vollständig oder zumindest zu einem überwiegenden Teil mit Farbe gefüllt. Die Drehrichtung der Farbübertragungswalze 7 im Druckbetrieb, welche eine Rasterwalze sein kann, ist mit dem Pfeil A symbolisiert.

Innerhalb der Farbkammer 2 ist ein balkenförmiger Gegenhalter 9 in axialer Richtung der Farbkammerrakel 1 angeordnet. Die Farbkammer weist dazu in ihrem Boden eine axial verlaufende Vertiefung auf, in die der Gegenhalter 9 eingelassen werden kann. Zur Befestigung des Gegenhalters 9 weist dieser Durchgangsbohrungen 10 auf, durch welche nicht dargestellte Schrauben gesteckt werden können, die wiederum in entsprechenden Sacklockbohrungen der Farbkammer 2 verschraubt werden können. Der Gegenhalter 9 weist in der dargestellten Ausführungsform einen mehreckigen Querschnitt auf. An die Grundfläche, mit der der Gegenhalter auf einer Ebene der Farbkammer 2 aufliegt, schließen sich Seitenflächen an, die im Wesentlichen senkrecht zur Grundfläche angeordnet sind. An die Seitenflächen des Gegenhalter 9 grenzen Schrägflächen 11 , 12, auf welchen jeweils ein weiteres Rakelmesser 13 auflegbar ist und die in Ebenen liegen, die entlang der axialen Erstreckung der Farbübertragungswalze 7 verlaufen, aber gegenüber der radialen Richtung der Farbübertragungswalze 7 um bestimmte Winkel geneigt sind. Die Neigungswinkel der beiden Schrägflächen können jeweils einen gleichen oder auch verschiedene Beträge haben. Der Neigungswinkel ist definiert als Winkel zwischen der Tangente an dem Außenumfang der Farbübertragungswalze in

dem Punkt, in dem das weitere Rakelmesser 13 mit der Farbübertragungswalze anliegt, und der Ebene der Schrägfläche 11 , 12. Das weitere Rakelmesser 13 wird durch ein Klemmelement 14 in Anlage an die Schrägfläche 11 gehalten. Dieses Klemmelement 14 ist gegen die Schrägfläche 11 federnd vorgespannt. Die Richtung dieser Federkraft wird durch den Pfeil B (siehe Figur 2) dargestellt. Das Klemmelement 14 weist zudem eine Kante 15 auf, so dass das Klemmelement 14 entlang einer in axialer Richtung der Farbübertragungswalze 7 verlaufenden Linie an dem Gegenhalter 9 oder an dem weiteren Rakelmesser 13 anliegt. Die Kante 15 ist derart ausgeprägt, dass der Endbereich 16 des Klemmelementes 14 von der Schrägfläche 11 des Gegenhalters 9 absteht und mit dieser einen Trichter bildet, in welchen das weitere Rakelmesser 13 bei der Montage eingeschoben werden kann.

An der Schrägfläche 12 liegt ebenfalls ein Klemmelement an, welches der Fixierung eines weiteren Rakelmessers dienen kann. Die dargestellte

Farbkammerrakel kann mit keinem weiteren, mit einem weiteren oder mit zwei weiteren Rakelmessern betrieben werden. Beide Klemmelemente sind aus einem Blech gefertigt, welches um die Unterseite des Gegenhalters herum geführt ist, so dass mit der Befestigung des Gegenhalters 9 an der Farbkammer 2 auch die Klemmelemente fixiert werden.

Die Figur 3 zeigt die eine Farbkammerrakel 1 , welche von der Farbübertragungswalze entfernt wurde und bei der das weitere Rakelmesser durch ein neues ersetzt wird. Um das neue Rakelmesser 13 soweit auf die Schrägfläche 11 aufzuschieben, bis das Rakelmesser 13 mindestens unter die Kante 15 des Klemmelements 14 gelangt ist, wird ein Aufschiebewerkzeug 20 genutzt. Dieses besteht aus einem Körper 21 , welcher eine untere, ebene Fläche 22 einer bestimmten Breite C umfasst. Mit dieser Fläche 22 liegt das Aufschiebewerkzeug 20 auf einer ebenfalls ebenen Oberfläche 23 einer in den Gegenhalter eingebrachten, in axialer Richtung verlaufenden Vertiefung 24 auf. Die Breite der Vertiefung ist dabei minimal größer als die Breite C der Fläche 22, so dass das Aufschiebewerkzeug 20 entlang der Vertiefung 24 geradlinig geführt werden kann. Der Bediener kann dabei über den Handgriff 25 eine Druckkraft auf das Aufschiebewerkzeug ausüben, so dass dieses mit der

Fläche 22 stets auf der Oberfläche 23 aufliegt. Der Körper 21 weist an einer seiner Seitenflächen eine Nut 26 auf, die relativ zur Seitenfläche des Körper schräg geneigt ist. Die untere Innenfläche der Nut 26 liegt dabei in der Ebene der Schrägfläche 11 , wenn das Aufschiebewerkzeug 20 mit der Fläche 22 vollständig auf der Oberfläche 23 aufliegt. Die Tiefe der Nut ist dabei so bemessen, dass die Breite des Rakelmessers 13 größer ist als der Abstand zwischen der Kante 15 und dem Boden 27 der Nut.

Das gezeigte Aufschiebewerkzeug 20 umfasst lediglich eine Nut. Zur Montage eines weiteren Rakelmessers an der Schrägfläche 12 wird das Aufschiebewerkzeug 20, einfach um 180 Grad gedreht, wieder auf die Oberfläche 23 aufgesetzt. Denkbar ist jedoch auch ein Aufschiebewerkzeug mit zwei oder mehr Nuten, so dass mehrere Rakelmesser in einem Arbeitsgang montiert werden können.