印刷机的省墨式供墨 【技术领域】
本发明涉及一种印刷机的省墨式供墨。背景技术 印刷机在操作期间必需被供应油墨。尤其在胶版印刷机中， 为此目的提供上墨系 统， 该上墨系统从墨斗取出油墨并将油墨转移到压印滚筒。 有时， 根据消耗需要将油墨补充 到这些墨斗内。
为此目的， 已知显示出不同解决方案的各种装置。
在胶印供墨中， 有时经由管道系统将油墨输送到墨斗内。 为此， 通常使用在管道系 统内形成压力的双作用活塞泵。通过致动供墨阀来执行对墨斗填充的控制， 该供墨阀根据 需要而打开并在填充过程结束时关闭。该活塞泵在填充过程中持续输送。
此外， 已知诸如 DE 199 53 324 A1 的供墨系统， 其中经由墨盒来实现油墨供给。 在 DE 10 2004 001 751 A1 中公开了该类型的另一种供墨装置。
发明目的
本发明的目的是提供一种用于输墨装置的通用方法以及该输墨装置， 其可结合各 种印刷机和印刷材料来使用。
技术方案
通过如独立权利要求所述的方法和装置来达到上述目的。 在从属权利要求中公开 了有利的实施方式。
本发明的第一方面涉及一种用于输墨装置的方法， 输墨装置用于向印刷机的上墨 系统供应油墨并且包括储墨装置、 驱动器以及控制装置， 驱动器与储墨装置连接并且构造 成可以借助于驱动器对储墨装置加压， 控制装置用于控制输墨装置的驱动器， 其中， 所述方 法包括如下步骤 ：
- 开始输墨过程 ；
- 将储墨装置内的压力增加到目标操作压力 ；
- 将储墨装置内的压力调节到调节后操作压力 ； 以及
- 结束输墨过程。
出乎意料的是， 已证实在一些油墨供应中， 其中在用于输送油墨的油墨容纳管道 系统内形成并维持压力， 由于压力永久地作用于油墨， 因此机械应力对油墨具有负面影响。 例如， 尤其在 UV 油墨 ( 紫外光固化油墨 ) 的情况下， 可能发生诸如油墨的硬化或固化等不 期望的反应。这些影响通过根据本发明的方法而被消除或至少被减弱， 从而根据本发明的 方法可用于使用诸如印刷油墨等不同印刷材料的各种印刷机。根据本发明， 压力增加步骤 可在开始步骤的同时或者之前或之后执行， 并且结束步骤可在减小储墨装置内的压力的步 骤的同时或者之前或之后执行。储墨装置可包括管道系统的容积， 管道系统例如在泵与一 个或多个供墨阀之间延伸并且将油墨容器与一个上墨系统或若干个上墨系统的一个墨斗 或若干个墨斗连接。储墨装置还可包括墨盒的容积， 在墨盒中例如可经由活塞对油墨容积
加压。也可设想到其它构造形式。目标操作压力优选为与期望的输送油墨流量即每单位时 间的期望输送油墨量 ( 重量或体积 ) 相适应的压力。在整个输送时间内目标操作压力是可 变的， 从而可将输送油墨流量适应于各种参数。这些参数可以是 ： 墨斗内的油墨高度、 尤其 是墨斗的不同区域内的不同高度、 所用油墨的类型 ( 粘性、 印刷稳定性、 在压力下的硬化性 能等 )、 打开的供墨阀的数量、 待输送的总油墨流量等。
进一步优选的是这样一种方法， 其中压力增加步骤包括如下步骤 ：
- 检测储墨装置内的实际压力 ；
- 将检测到的实际压力与目标操作压力进行比较 ；
- 基于实际压力与目标操作压力之间的比较值控制驱动器使得驱动器的驱动功率 增大。
用于增大输送装置的驱动器的驱动功率的示例是接通或连接上驱动器， 即将输送 功率从零增大到大于零的值。这种驱动器可以是墨泵， 诸如经由频率控制式三相马达驱动 的螺杆泵。例如， 这种泵可将油墨从油墨容器泵送到储墨装置。此外， 驱动器例如可以为电 动机， 其经由螺旋传动来操作储墨装置内的活塞。 也可以设想到驱动器由压缩机形成， 其以 目标操作压力在油墨的相反侧对储墨装置内的活塞加压。在这种气动式输送装置中， 也可 由诸如压缩容器等压力罐来提供驱动器， 其可经由阀与储墨装置内的活塞的油墨相反侧连 接。此外， 可以设想到其它任何类型的能够输送油墨的驱动器。可有目标地增加驱动功率 使得实际压力达到目标操作压力， 因而将输送功率增加到目标水平。
进一步有利的实施方式涉及这样一种方法， 其中该方法还包括如下步骤 ：
- 将储墨装置内的压力维持在目标操作压力。
优选地， 这种方法具有如下设计， 根据该设计， 压力维持步骤包括如下步骤 ：
- 检测储墨装置内的实际压力 ；
- 将检测到的实际压力与目标操作压力进行比较 ；
- 基于实际压力与目标操作压力之间的比较值控制输墨装置， 使得
如果实际压力对应于目标操作压力， 则维持驱动功率恒定 ； 和/或
如果实际压力超过目标操作压力， 则减小驱动功率 ； 和/或
如果实际压力低于目标操作压力， 则增大驱动功率。
在此， 可将目标操作压力限定为目标操作压力上限值与目标操作压力下限值之间 的范围。维持压力具有如下优点 ： 例如同样在不同的大输送油墨流量之间变化的情况下， 如果在具有若干个供墨阀的输墨装置中打开不同数量的供墨阀， 则不会超过期望的操作压 力。在具有经由输出压力控制并经由三相马达驱动的墨泵 ( 例如螺杆泵 ) 的输墨装置中， 可经由供应频率的变化来增大和 / 或减小驱动功率。减小驱动功率的示例除了简单的降低 外， 还包括将驱动功率减小到零 ( 切断驱动器 )。同样， 增加驱动功率包括接通输送装置的 驱动器。由此， 可对压力水平进行脉冲控制。
进一步优选的是这样一种方法， 其中将储墨装置 (31) 内的压力调节到调节后操 作压力的步骤包括如下步骤 ：
- 检测储墨装置 (31) 内的实际压力 ；
- 将检测到的实际压力与改变后的目标操作压力进行比较 ；
- 基于实际压力与改变后的目标操作压力之间的比较值控制输墨装置 (30) 使得驱动器的驱动功率减小。
进一步有利的变型例涉及这样一种方法， 其中将储墨装置 (31) 内的压力调节到 调节后操作压力的步骤包括将压力减小到空载压力。
这具有如下优点 ： 在输墨装置未开动即不输送油墨时作用于储墨装置内的油墨的 压力减小到最小压力。在此方面， 出乎意料的是已证实不仅压力峰值对某些油墨具有负面 影响， 而且压力作用于油墨的持续时间也对某些油墨具有负面影响。 因此， 油墨仅承受最小 机械应力因而在特大程度上被节省。这种最小压力可以为大气压力， 即周围环境压力。
进一步优选的是这样方法的实施方式， 其中将压力调节到空载压力的步骤包括如 下步骤中的一个或多个步骤 ：
- 使输墨装置的输送方向反向 ； 和/或
- 打开供墨阀。
如果输送装置包括泵， 则可通过反向泵送来执行输送方向的反向。 如前已描述的， 通过这种控制可将压力减小到有利的、 特别节省油墨的最小压力。可以以任意方式调节这 种压力。 优选地， 调节压力使得压力略微高于周围环境的大气压力， 更优选地大约处于周围 环境的大气压力的水平， 乃至低于周围环境的大气压力的水平。使压力期望地减小到空载 压力的方法步骤的简单顺序可以为 ： 首先， 关闭供墨阀从而以限定方式中断输墨过程。 可在 该步骤之前切断驱动器， 从而在关闭供墨阀之后不产生不必要的高压。 之后， 可使驱动器反 向以进一步减小压力。 最后， 在停机状态下， 可打开供墨阀以获得与周围环境压力一致的压 力。这在使用具有适当粘性的油墨时特别有利， 其防止油墨流出。在具有若干个供墨阀的 情况下， 可仅打开一个供墨阀。 此外， 这种方法优选具有如下实施方式， 其中将压力减小到空载压力的步骤包括 如下步骤中的一个或多个步骤 ：
- 停止或断开输墨装置的驱动器 ； 和/或
- 将储墨装置与存在目标空载压力的空间连通 ； 和/或
- 打开供墨阀。
将储墨装置与存在目标空载压力的空间连通包括将储墨装置内的压力致动式活 塞的油墨相反侧与周围环境压力连通。 例如如果使用墨盒， 则这种变型例是有利的， 其中在 墨盒内经由储墨装置内的油墨邻近处的容积内的压力增大而增加油墨。 可经由活塞将邻近 容积内的压力传递至储墨装置内的油墨。在这种装置中， 输墨装置的驱动器可具有压缩机 和 / 或压力罐， 压缩机和 / 或压力罐提供邻近容积内的目标操作压力。根据优选方法， 可以 切断或者可以经由阀将压力罐与邻近容积分离。 例如可通过打开阀使邻近容积与周围环境 的大气压力或与放气罐连通。在具有一个或多个可致动供墨阀的装置中， 将储墨装置与存 在目标空载压力的空间连通可包括使供墨阀中的一个或多个打开， 这容许油墨从储墨装置 排出到上墨系统的墨斗内， 因而提供储墨装置与周围环境空气之间的连通。
进一步优选的是这样一种方法， 其中开始输墨过程的步骤包括如下步骤 ：
- 打开供墨阀。
在本申请中， 术语供墨阀指容许油墨从储墨装置排出到上墨系统的墨斗内的阀。 一个或多个这种供墨阀可设置在可移动的墨盒上或者以固定方式设置在配置于上墨系统 上的所谓的油墨导引管上， 使得墨斗的各区域可被供以油墨。
进一步有利的实施方式涉及这样一种方法， 其中结束输墨过程的步骤包括如下步骤： - 关闭供墨阀。
优选地， 这种方法具有这样一种设计， 根据该设计所述方法还包括如下步骤 ：
- 检测实际油墨高度 ；
- 将检测到的实际油墨高度与目标油墨高度进行比较 ；
- 如果检测到的实际油墨高度低于目标油墨高度， 则开始输墨过程 ； 和/或
- 如果检测到的实际油墨高度低于目标油墨高度， 则将储墨装置内的压力增加到 目标操作压力。
进一步优选的是这样一种方法， 其中所述方法包括如下步骤 ：
- 检测实际油墨高度 ；
- 将检测到的油墨高度与目标油墨高度进行比较 ；
- 如果检测到的实际油墨高度超过目标油墨高度， 则结束输墨过程 ； 和/或
- 如果检测到的实际油墨高度超过目标油墨高度， 则将储墨装置内的压力减小到 空载压力。
进一步有利的变型例涉及这样一种方法， 其中所述方法还包括如下步骤 ：
- 确定目标操作压力和 / 或调节后操作压力。
进一步优选的是所述方法的实施方式， 其中确定目标操作压力和 / 或调节后操作 压力的步骤包括如下步骤 ：
- 检测墨斗 (21) 内的油墨高度， 尤其是墨斗 (21) 的不同区域内的不同高度 ； 和/ 或
- 确定所用油墨的类型及其性能， 尤其是油墨的粘性和 / 或印刷稳定性和 / 或在压 力下的硬化性能 ； 和/或
- 根据所确定的所用油墨的类型来确定最大许用压力 ； 和/或
- 检测打开的供墨阀 (34) 的数量 ；
- 确定待输送的总油墨流量 ； 和/或
- 确定用于一个输送过程的可用时间 ； 和/或
- 基于上述值中的一个或多个值计算目标操作压力。
可通过用户输入油墨类型并且通过将参数存储在控制单元内来执行确定所用油 墨的类型的步骤。 也可设想到， 例如通过适当传感器以自动或半自动方式检测油墨类型， 和 / 或存储该油墨类型。可根据打开的阀的数量来执行确定待输送的总油墨流量即每单位时 间的总体积的步骤。
本发明的第二方面涉及一种输墨装置， 输墨装置用于向印刷机的上墨系统供应油 墨并且包括储墨装置、 驱动器以及控制装置， 驱动器与储墨装置连接并且构造成可以借助 于驱动器对储墨装置加压， 控制装置用于控制输墨装置的驱动器， 其中驱动器和控制装置 彼此连接并且构造成可以基于前述方法中的任一种方法来操作储墨装置。
从上述方法的描述和 / 或对附图的以下描述中所产生的主题的特征中， 形成输墨 装置的其它优选实施方式。
以下， 将举例描述本发明的各个特别优选的实施方式。各个所述的实施方式部分
地具有为实现本发明而非绝对必需但通常是有利的特征。因此， 未包括下文描述的实施方 式的所有特征的实施方式由于也落入本发明的教示内而视为公开。 也可设想到选择性地结 合关联不同实施方式而描述的特征。 附图说明
图 1 示出了根据本发明的装置的优选实施方式。 具体实施方式
图 1 示出了根据本发明的输墨装置 30 的优选实施方式。在图示的实施方式中， 输 墨装置 30 设置在印刷机 10 上， 在图 1 中仅示出了印刷机 10 的一部分。输墨装置 30 也可 设置在若干个印刷机 10 上， 并向这些印刷机供应油墨。
示出了两个上墨系统 20 的部分， 其中输墨装置 30 向图示的两个上墨系统 20 供应 油墨。也可以设想到， 输墨装置 30 仅向一个上墨系统 20 或超过所示两个的上墨系统 20 供 应油墨。
输墨装置 30 具有驱动器 32、 控制装置 33 以及供墨阀 34。在优选实施方式中， 驱 动器 32 形成为可由三相马达驱动的螺杆泵。可经由供应给三相马达的三相 AC( 交流电 ) 的频率来调节泵的转速， 以便可以经由转速调节泵的性能。
在驱动器 32 与供墨阀 34 之间形成有储墨装置 31。在图示实施方式中， 由管道系 统形成储墨装置 31。 在优选实施方式中， 术语储墨装置 31 因此指封闭在泵与供墨阀之间的 容积。根据驱动器 32 的配置及其对各自具有一个或多个供墨阀 34 的一个或多个上墨系统 的分配方式， 这种管道系统可以以高度分支的方式形成， 其中泵与各供墨阀 34 之间的各管 道区段可具有不同的直径和长度。
在图示实施方式中， 输墨管 38 沿油墨在管道系统内的流动方向延伸于相应供墨 阀 34 之后， 输墨管将所输送的油墨有目标地供给到上墨系统 20 的墨斗 21 内。也可以设想 到， 供墨阀 34 附接在管道的末端处， 从而在供墨阀 34 之后不设置输墨管 38。
在图示实施方式中， 泵将油墨从油墨容器 35 通过管道系统而泵送到墨斗 21 内。 例 如可根据泵的类型经由泵的转速来调节每单位时间由泵输送的油墨体积 ( 油墨流量 )。根 据输送的油墨流量、 管道系统的不同支路内的流动阻力、 打开的供墨阀的数量、 油墨类型、 尤其是油墨粘性、 温度以及其它参数， 在管道系统的不同区段内可存在不同的压力。 压力传 感器 36 恰好设置于驱动器 32 之后， 以便能够检测这些压力。恰好定位于驱动器 32 之后具 有如下优点， 即通常在此点处可检测到管道系统内的最高压力。替代地或除了所示压力传 感器 36 之外， 可设置另外的压力传感器 36。
为了能够在墨斗 21 内提供期望的油墨高度并且尽可能地维持该高度恒定， 例如 经由输墨装置 30 补充在墨斗内耗尽的油墨。为了确定此种需求， 设置有填充高度传感器 37， 经由该填充高度传感器 37 可检测到相应墨斗 21 内的油墨高度。可将由填充高度传感 器 37 检测到的油墨高度传输到控制装置 33。此外， 输墨装置 30 构造成可以经由控制装置 33 来控制对墨斗的填充过程。可根据检测到的填充高度来进行该控制。为此， 可以通过控 制装置 33 控制驱动器 32 和各个供墨阀 34 两者。也可以设想到， 仅驱动器 32 或供墨阀 34 是可控的。例如， 可设置旁路阀以替代驱动器 32 的控制， 如果供墨阀全部或个别地关闭， 则旁路阀将油墨流或一部分油墨流输送回油墨容器 35。
在图示的优选实施方式中， 驱动器 32 和阀 34 可都由控制装置 33 控制。在此， 控 制装置 33 可构造成 ： 可针对操作模式 ( 启用 / 停机 ) 和所输送的油墨流量两方面对驱动器 进行控制。在此， 控制装置 33 优选地构造成 ： 如果仅打开很少的供墨阀 34， 则在输墨装置 30 的操作过程中可减少油墨流量， 如果打开若干个或全部供墨阀， 则可增大油墨流量， 并且 如果关闭全部供墨阀， 则可切断驱动器。
为了在例如利用印版感光性 (print-sensitive) 的某些油墨 ( 例如 UV 油墨， 即紫 外光固化油墨 ) 进行操作时尽可能将系统内的压力维持得低， 输墨装置 30 优选地构造成 ： 可根据由压力传感器 36 检测到的压力来控制驱动器 32 和 / 或供墨阀 34。
这种优选的输墨装置 30 例如可操作如下。
控制装置 33 检测墨斗 21 内的油墨填充高度。如果检测到的油墨高度过低， 则控 制驱动器 32， 于是驱动器 32 开始将油墨从油墨容器 35 泵送到储墨装置 31 内。同时， 可打 开供墨阀 34， 使得可在压力不增加或略有增加的情况下通过储墨装置 31 将油墨输送到墨 斗 21 内的所需位置。
如果填充高度传感器 37 检测到达到墨斗 21 内期望的填充高度， 则控制装置 33 控 制驱动器 32 和相应的供墨阀 34， 使得驱动器 32 停止并且供墨阀 34 关闭。在此， 首先可以 停止驱动器 32， 然后可以关闭供墨阀， 从而避免压力峰值。在关闭后的供墨阀 34 与驱动器 32 之间， 储墨装置 31 此时形成大体封闭的容积， 在该大体封闭的容积内存在残余压力。在 另外的方法步骤中， 例如可通过使驱动器 32 反向操作， 即返回油墨容器 35 的短的输送过 程， 或者通过打开一个或多个阀， 从而减小残余压力。
此外， 可设想到， 如果经由若干个打开的供墨阀 34 执行填充过程， 那么当墨斗 21 的相应区域内达到期望的油墨高度即期望的填充高度时则逐个关闭已打开的供墨阀。 在这 种情况下， 该方法可构造成 ： 例如经由降低驱动器 32 的转速连同对相应阀进行关闭操作， 从而减小驱动器 32 的输送功率。同样在这种情况下， 因为减小输送功率与关闭相应供墨阀 34 同时发生或在关闭相应供墨阀 34 之前不久发生， 因此可减小或避免不必要的压力峰值。
理论上， 如果在接通驱动器或增大驱动器 32 的驱动功率之前不久打开待打开的 供墨阀 34， 以及在相反的情况下， 即如果在切断驱动器 32 或减小驱动器 32 的驱动功率之前 不久关闭待关闭的供墨阀 34， 则可特别可靠地防止压力峰值。
在填充过程结束之后， 例如可通过使驱动器 32 反向操作和 / 或通过将储墨装置 31 连通到具有低压力的空间 ( 例如通过打开供墨阀而具有周围环境压力 ) 来减小仍存在于储 墨装置 31 内的压力。如果压力传感器 36 检测到储墨装置 31 内的足够低的压力并与控制 装置 33 通信， 则可停止驱动器 32 的反向操作。也可以设想到， 控制驱动器 32 使得驱动器 32 在填充过程结束之后总是执行特定量的反向操作。
因此， 在根据本发明的方法中， 可借助于不同的参数来控制油墨泵或另一驱动器 的输送功率。例如， 这些参数可以是一个或多个油墨罐或墨斗 21 内的油墨高度、 打开的供 墨阀 34 的数量、 印刷机的油墨压力和 / 或操作模式 ( 例如执行油墨印刷的操作模式 )。
附图标记列表
10 印刷机
20 上墨系统21 墨斗 30 输墨装置 31 储墨装置 32 驱动器 33 控制装置 34 供墨阀 35 油墨容器 36 压力传感器 37 填充高度传感器 38 输墨管道