专利名称：印刷机喷射润版系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种印刷机喷射润版或喷射润湿系统。其包含至少一个旋转辊，多个指向所述辊、用来产生喷雾或喷射流体的喷嘴，向所述喷嘴提供水或其他流体的加压管道，和控制阀，其用来调节流向和通过所述喷嘴的水或流体流量。
背景技术：
在印刷机中，润版系统包含一加压管道和一配套的阀系统。例如，美国专利4,708,058公开了一种胶印平板印刷机，其配备有一旋转滚筒，一安装在所述滚筒上的平版，该平版具有至少一个吸墨区和将墨水提供到所述平版上至少一个吸墨区的装置；一输送拒墨水润湿液到所述平版的润版系统，该润版系统包括与所述平版旋转接触、具有25-40肖氏A硬度柔性面的第一辊；与所述第一辊滚动接触、其外表面选自于铬、镍和硬化橡胶的第二辊；与所述第二辊旋转接触、具有25-40肖氏A硬度柔性面的第三辊；所述第一辊和第二辊之间形成了第一间隙，所述第二辊和第三辊之间形成了第二间隙，所述第一辊、第二辊和第三辊与向所述印版提供墨水的装置间隔一定距离，以基本阻止大量的墨水进入所述润版系统，所述第一、第二和第三辊的每一表面都使得相应辊以基本相同的滚动速度运动，以接触每个表面；提供的增压润湿流体大约为30psi至大约60psi；管道装置与所述流体供给相连；多个喷嘴与所述管道装置连接，以便向所述第三辊喷射润版流体；与所述管道装置相配合的阀装置可操作地阻断润版流体流过所述管道装置；以及与所述阀装置相结合、以便可选择地操作阀的控制装置，所述控制装置可以使所述管道中的流体在脉冲时间持续大约5毫秒到大约75毫秒的范围内流动通过所述喷嘴，所述控制装置可操作地提供一系列所述脉冲，该脉冲具有在完全压力速度下大约为50到600次脉冲/每分钟的频率，所述喷嘴相互距离大约4到10英寸，所述喷嘴距离第三辊大约2到4英寸，所述喷嘴的相互距离和所述喷嘴与第三辊的距离是这样的，即由每一个喷嘴提供给所述第三辊的喷射图案叠置在由相邻的喷嘴提供给所述第三辊的喷射图案上，从而基本上是沿所述第三辊的整个长度方向将润版流体均匀分布在所述第三辊上，同时将润版流体从所述第三辊均匀地传递给所述第二和第一辊，并借此在计量所述润版流体时，使印版穿过所述第一和第二辊之间的第一间隙，和穿过所述第二和第三辊之间的第二间隙。
印刷机润版或润湿系统的目的是向平版印刷机的辊分配适当的水或润湿流体。系统中重要的是水或者润湿流体的量应当是准确的，水/流体的液滴尺寸要准确，水/流体要均匀分布在辊表面上，且调整值要保持常量或者为一给定值。根据印刷中使用的墨水量、印刷纸等级和印刷机的速度来改变所需要的水或流体的量。如果需要，印刷过程中所需要的水/流体的量也可以有所波动。传统系统中-例如图7所示-水的供给受连接到喷嘴的加压管11的影响，喷射到一个辊或多个辊2上则受辊长度方向上并排设置的喷嘴3影响，因此获得的总喷射范围或总喷射区域在整个长度上覆盖了辊2。由一个喷嘴的喷射8覆盖的范围或者区域4通常为沿辊纵向上的一般为100mm到200mm的宽度，这里还涉及印刷机的宽度W。因此，喷嘴3的数量取决于印刷机的宽度W。喷嘴以相同间距设置在固定喷射棒15上。水喷射的宽度、液滴的大小和喷射的形状均由喷嘴3的尺寸和设计决定。水的需要量是通过以给定的频率单独打开和关闭与各自喷嘴3相连的控制阀而进行分配的。典型的阀频率是100...200Hz。传统上，阀心轴是由特定的阀螺线管30控制的。在这种情况下，心轴有两个位置-完全关闭和完全打开。因此，只能是通过改变螺线管的打开/关闭频率实现调节。
发明内容
本发明提供了一种印刷机的改进和其使用。
本发明涉及一种印刷机的喷射润版系统，包括至少一个旋转辊；多个朝向所述辊并产生水/流体喷雾的喷嘴；用来给所述喷嘴提供水或其他流体的加压管；控制阀，每个控制阀都具有阀体，位于阀体中的水或流体的开口，和一个电驱动器，且每一个都与所述喷嘴中的相应一个流体连通，所述控制阀用来调节流向或流过所述喷嘴的水或流体的量。根据本发明，每一个所述控制阀都配备有一个相对所述阀体向着闭合和打开移动的心轴；所述电驱动器是磁性形状记忆驱动器，包括一固定底座，一磁性形状记忆材料调节棒或环，其具有长度，第一端同心轴相接触，第二端靠着固定底座，一平衡弹簧或者一个电阻装置，一线圈组件，其围绕调节棒或环以建立一个磁场，该磁场对所述调节棒/环具有可变强度，该可变强度在驱动器模式下能改变所述调节棒/环的长度，因此调节控制阀中所述心轴朝向关闭或朝向打开或者保持一个一般位置，这样就调节了流过喷嘴的水或流体的量。更精确和更快捷的控制是通过使用电压/电流作为控制参数来获得的，其中，不同参数值引起MSM材料片某些尺寸上的变化ΔL，因此引起了心轴与阀体之间阀间隙的变化，从而调节了穿过阀间隙的水/流体的流量。
图1是从图7的I向看过去、根据本发明阀方案的第一实施例的示意图，该阀用来调节供给喷射润版系统中每一个喷嘴的水/流体的量。在该实施例中，磁性形状记忆驱动器具有可变的线性长度，并且在受到驱动时使心轴朝向阀体的水/流体开口移动以关闭或减小通过喷嘴的水/流体的量。
图2示意性地示出了从与图1的相同方向看过去的本发明阀方案的第二实施例，该阀用来调节供给喷射润版系统中每一个喷嘴的水/流体的量。在该实施例中，磁性形状记忆驱动器具有可变的线性长度，但是在受到驱动时使心轴远离阀体的水/流体开口以打开或增大通过喷嘴的水/流体的量。
图3示意性地示出了从与图1、图2的相同方向看过去的本发明阀方案的第三实施例，该阀用来调节供给喷射润版系统中每一个喷嘴的水/流体的量。在该实施例中，磁性形状记忆驱动器具有可通过改变线性长度而得到的可变曲率，并且在受到驱动时使心轴朝向或远离阀体的水/流体开口移动以打开/关闭或减小/增大通过喷嘴的水/流体的量。
图4A示意性地示出了从与图1至图3相同方向看过去的本发明阀方案的第四实施例，该阀用来调节供给喷射润版系统中每一个喷嘴的水/流体的量。在该实施例中，磁性形状记忆驱动器具有可通过改变周长而得到的可变旋转角，并且在受到驱动时使心轴朝向或远离阀体的水/流体开口移动以打开/关闭或减小/增大通过喷嘴的水/流体的量。
图4B是沿图4中方向II看过去的示意性地显示了本发明第四实施例中用于实现心轴转动的磁性形状记忆驱动器的可能结构。
图5示意性地示出了从与图1至图4相同方向看过去的本发明阀方案的第五实施例，该阀用来调节供给喷射润版系统中每一个喷嘴的水/流体的量。在该实施例中，同第二实施例一样，磁性形状记忆驱动器具有可变的长度，并且在受到驱动时使心轴远离阀体的水/流体的开口移动以打开或增大通过喷嘴的水/流体的量，但该磁性形状记忆驱动器还进一步包含了一磁制动器，因此可以调整心轴以具有处于喷嘴完全打开和完全关闭喷嘴之间的中间位置。
图6示意性地示出了从与图1至图5相同方向看到的本发明阀方案的第六实施例，但是只显示了阀部件的一部分，该阀用来调节供给喷射润版系统中每一个喷嘴的水/流体的量。所示出的原理是分级或无级调整心轴，这是通过使用图5所示的磁制动器或使用具有控制电路的位置传感器获得的。
图7示意性地示出了现有技术中已知的布置简图，即表示现有技术的心轴测投影。此处水/流体量的调节是通过改变螺线管的频率实现的。
优选实施例描述关于喷射润版或喷射润湿系统，印刷机通常是胶印平版印刷机-包含至少一个旋转辊2和多个喷嘴3，这些喷嘴指向这至少一个辊2，并且能够产生水或流体喷射8。喷嘴3并排固定在刚性和固定的喷射棒15上，加压管道11被设置在喷嘴和贮水池(图中未示出)之间，用来给所述喷嘴提供水或其他流体。具有控制阀7，即每个喷嘴都有一个控制阀，每个控制阀7都具有阀体13、位于所述阀体中用于产生流体喷射8的水或流体开口17，和一电驱动器16。每个控制阀都与相应的一个喷嘴流体连通，所述控制阀用来调节流向和通过所述喷嘴3的水或流体的量。应该注意的是，在这些喷嘴3中，控制阀7与喷嘴组合在一起，这些阀也能够作为彼此分离的装置，或者作为一个单元使用。
根据本发明，每一个控制阀7都带有心心轴1，其可相对于阀体1活动以实现打开和关闭，同时电驱动器16是磁性形状记忆(＝MSM)驱动器20。该驱动器包括一例如可以由喷射棒15直接或间接支撑的固定底座10；一磁性形状记忆材料制成的调节棒5a或调节环5b，其长度为L，并且其第一端15a同心轴1相接触，第二端15b抵靠固定底座10；还包括一平衡弹簧(counterspring)12，14或磁性形状记忆(＝MSM)阻力装置24。驱动器进一步包括围绕调节棒5a或调节环5b的线圈组件19，用以形成具有可变强度的磁场MF，以调整调节棒/调节环5a/5b。MF磁场强度的变化可以改变所述调节棒/环的长度L。这种方式下，控制阀7中心轴1的位置可以变化成朝向关闭，或者朝向打开，或者保持一个主要位置，因此可以调节通过喷嘴3的水或流体的量。
因此，在根据本发明的一个阀方案中，阀7具有可通过MSM驱动器20控制的心轴1，从而代替了传统的螺线管驱动器或其他电驱动器。此处，MSM驱动器指一种在驱动器中使用磁性形状记忆材料的设备。返回运动会受到平衡弹簧12或其它MSM驱动器或阻力装置24的影响。调节棒5a或调节环5b能够使心轴1向闭合方向运动或产生用于心轴的闭合力S1，而平衡弹簧12或阻力装置24则使心轴向相反的打开方向运动，或产生用于心轴的打开力S2。或者，调节棒5a或调节环5b能够使心轴1向打开方向运动或产生用于心轴的打开力S2，而平衡弹簧12或阻力装置24则使心轴向相反的闭合方向运动，或产生用于心轴1的闭合力S1。在这两种情况下，所述调节棒/环的长度L产生变化，这种长度的变化可以称为驱动模量ΔL。因此，磁性形状记忆驱动器中的运动是通过从一块磁性形状记忆材料的传输产生的，所述块的尺寸是由磁场14将原始尺寸放大10％得到的。因此，如果需要1mm的运动，MSM调节棒5的长度会选为10mm。这种材料已经在2002年6月10-12日德国不莱梅，2002年第8届国际驱动器会议中Tellinen，Suorsa，Jskelinen，Aaltio，Ullakko的“BasicProperties of Magnetic Shape Memony Actuators”公开。
如图1所示，在本发明控制阀7的第一实施例中，MSM材料调节棒5a具有第一端，其用于利用相应的闭合力S1推动心轴棒朝向阀7的阀体13移动一必要距离，此时磁场14打开或处于更强的状态。磁性形状记忆调节棒具有一第二端，所述第二端抵靠装置的刚性的固定底座10。于是，心轴1被压向或挤压成与阀7的阀体接触，以阻止从喷嘴3喷口流出水/流体，或者减少喷嘴3喷口中的作为喷雾8的水/流体的流量，以减小心轴1和阀体之间的间隙。在运动过程中，例如在响应于弹簧12时、在与磁场14关闭相反的方向中或相应的打开力S2处于强度较弱状态时，心轴1和阀体之间的间隙变大，这就增加了从喷嘴3喷口流出的作为喷雾8的水/流体的流量。
如图2所示本发明控制阀7的第二实施例，磁性形状记忆材料调节棒5a用打开力S2使心轴1缩回穿过所需的距离ΔL，从而提高了用作喷雾8的水/流体的流量，同时，平衡弹簧14或其它类似的MSM阻力装置24用闭合力S1推动心轴，从而减少了通过阀7的水/流体的流量。在这种情况下，刚性的固定底座10可以设置在平衡弹簧14和调节棒5a之间，并且心轴1可以通过凸缘21贯穿调节棒的开口与调节棒的第二端15b相接触。
如图3所示本发明控制阀7的第三实施例，磁性形状记忆材料调节棒5a连接一非SMS材料的附加片25。当强度可变的磁场MF影响调节棒5a和附加片25的结合时，这种结合相对于刚性的固定底座10被弯曲或成曲线，而第二端15b则使连接着的心轴朝向打开或关闭的方向移动。进一步地，使用包含磁性形状记忆片的电阻力装置24，磁场mf能够被指向该电阻力装置，以便与磁性形状记忆材料调节棒5a相比，引起相反方向运动或者力。调节棒和电阻力装置的交替工作可以这样获得，即当主磁场MF没有被启动时启动其他磁场mf，而当其他磁场mf没有被启动时启动主磁场MF。
如图4A、4B所示本发明控制阀7的第四实施例，该阀7与第一实施例的系统相似，或者也可以与第二实施例的系统类似，MSM部件可以弯曲成，例如字母C型的调节环5b。另外，调节环5b可以是圆形、螺旋状或管状，也可以具有一径向切口或开口，因此第二端15b可以由延伸到开口中的刚性的固定底座10支撑，第一端15a可以绕与其接触的心轴1旋转。当强度可变的磁场MF影响调节环5b时，其环向或外周长度L改变，形成旋转运动或闭合力S1。根据该详细结构，旋转运动可以引起可供选择的打开力S2。在这一可供选择的方案中，平衡弹簧12、14可以是螺旋型弹簧或者类似件。
如图5所示本发明控制阀7的第五实施例，调节棒5a或调节环5b以及心轴结构可以是如上所述任一形式。此处，喷射润版系统包含一心轴位置传感器21和一磁性心轴制动器22，它们能够停止或减慢心轴1的运动。这里也给出了控制单元23，其控制至少供应给磁性形状记忆驱动器20的线圈组件19的电流/电压IU。心轴位置传感器21和/或磁性心轴制动器22-如果出现在系统中-连接到控制单元，在这里心轴的主要位置都可以被直接探测到，供应给线圈组件19的电流/电压IU可以使用合适的运算法则计算得到。
图6显示了当操作根据本发明的磁性形状记忆材料的调节棒5a或调节环5b时，与心轴1结合的喷嘴3的操作。当控制阀7中的心轴1进行如本文先前所述朝向关闭的操作时(标记为驱动模式M1)，心轴1被闭合力S1压向阀体13流体开口17的内壁26，此处水/流体喷射8是无效的。相反地，当控制阀7中的心轴1进行如本文先前所述朝向打开的操作时(标记为驱动模式M3)，心轴1从与流体开口17的内壁26接触状态被打开力S2松开或弹开，于是，水/流体喷雾8被驱动或最大化地通过心轴和阀体件之间的较大间隙。在中间模式下(标记为驱动模式M2)，心轴1由闭合力S1驱动，或者由打开力S2驱动，或者由于接触内壁26的闭合力和打开力之间的平衡而保持静止不动，但不是完全被松开或弹开，即，保持在中间位置上，于是一部分水/流体喷雾8通过了心轴1和阀体13之间的间隙。这种情况下，在关闭位置＝驱动模式M1和完全打开位置＝驱动模式M3之间的最大变化量ΔL是不同的。在喷嘴3的出口28处，能够设置附加部件25，用来控制喷射结构和/或喷射中液滴分配。正如图中所见，调节棒5a或调节环5b长度L的变化量ΔL可大可小。当然，心轴可以具有无限量的驱动模式。流体开口17的内壁26和开口17中心轴的那一端外表面27具有这样的机构或形式，即根据调节棒/环5a、5b长度L的变化量ΔL，适当改变水/流体流量的变化。
一般地，调节棒5a的长度L可以为线性长度或者调节环5b的长度L可为曲线长度。平衡弹簧可以是一个用以抵抗所述心轴1的闭合力S1的打开弹簧(opening spring)12，或者是一个用以抵抗所述心轴1的打开力S2的关闭弹簧(closing spring)14。当然，这些力来源于磁性形状记忆材料调节棒5a或调节环5b。进一步地，在所述磁场MF的作用下，调节棒5a或调节环5b相应地被构造成用以产生伸长或弯曲或旋转或以上运动的结合。通过改变所述电驱动器16的线圈组件19中的电流和/或电压IU，可以影响所述磁场MF的强度变化。通常电流/电压IU是直流电流/电压。因此，磁性形状记忆驱动器20的操作形式可以延长，即长度变化或弯曲变化或旋转变化或这些变化的结合。根据本发明的系统可以进一步包含磁或电或机械等制动或锁定机构，以停止心轴的运动或将心轴保持在特定位置上，或者是多种驱动模式中的任何一种。根据本发明的系统还可以包含一个或多个用来探测其位置或运动的传感器。可以通过塑料或金属的气密盖9来保护MSM驱动器不接触到水和流体。
在现有已知的解决方案之上，MSM驱动器带来如下的有益效果1.机械结构简单2.结构坚固耐用3.除了运动返回弹簧和心轴外没有可动部件4.喷嘴和MSM驱动器组成一集成组件5.可调节频率超过了0...1KHz这一较宽范围6.可以多种方式调节a.通过改变频率b.通过调节脉冲时间
c.通过合适的阀操作，换句话说心轴能够具有一位置而不只是关闭或打开d.一些a到c原理的结合7.上述调节模式保证了水量的精确配给8.喷射阀棒尺寸更为紧凑(节省空间)9.模块结构是可行的10.调节保持恒定应用包括有印染辊润湿、对辊清洗、纸幅润湿、润墨、润湿涂覆和清洗辊。
权利要求
1.一种印刷机喷射润版系统，其包括-至少一个旋转辊(2)；-多个指向所述辊，并产生水或流体喷雾(8)的喷嘴(3)；-一用来给所述喷嘴提供水或其他流体的加压管(11)；-控制阀(7)，每个控制阀都具有阀体(13)，位于所述阀体中的水或流体开口(17)，和一个电驱动器(16)，且每一个都与所述喷嘴中的相应一个流体连通，所述控制阀用来调节流向或流过所述喷嘴(3)的水或流体的量，其特征在于每一个所述控制阀(7)都配备有一个相对所述阀体(13)向着闭合和打开移动的心轴(1)；所述电驱动器(16)是磁性形状记忆驱动器(20)，包括-一固定底座(10)，-一磁性形状记忆材料调节棒(5a)或环(5b)，其具有长度(L)，同心轴(1)相接触的第一端(15a)，抵靠固定底座(10)的第二端(15b)，-一平衡弹簧(12，14)或者一个电阻装置(24)，-一线圈组件(19)，其围绕调节棒(5a)或环(5b)以建立一个磁场(MF)，该磁场对所述调节棒/环(5a/5b)具有可变强度，其可变强度能改变所述调节棒/环的长度(L)，因此调节控制阀中所述心轴朝向所述关闭或朝向所述打开或者保持一个一般位置，这样就调节了流过喷嘴(3)的水或流体的量。
2.如权利要求1所述的喷射润版系统，其特征在于调节棒(5a)的长度(L)是线性长度。
3.如权利要求1所述的喷射润版系统，其特征在于调节环(5b)的长度(L)是曲线长度。
4.如权利要求1所述的喷射润版系统，其特征在于所述平衡弹簧为-抵抗所述心轴(1)的闭合力(S1)的打开弹簧(12)，或-抵抗所述心轴(1)的打开力(S2)的关闭弹簧(14)。
5.如上述权利要求任一所述的喷射润版系统，其特征在于所述调节棒(5a)或调节环(5b)分别被构造成在所述磁场(MF)的影响下产生伸长或弯曲或旋转或组合运动。
6.如上述权利要求任一所述的喷射润版系统，其特征在于所述磁场(MF)的可变强度受到通过改变所述磁性形状记忆驱动器(20)的线圈组件(19)中电流和/或电压(IU)的影响；电流/电压是直流电流/电压。
7.如权利要求1或2或3或5或6所述的喷射润版系统，其特征在于所述电阻力装置(24)是一个磁性形状记忆阻力装置。
8.如上述权利要求任一所述的喷射润版系统，其特征在于进一步包含一控制单元(23)，其用来控制至少一个所述磁性形状记忆驱动器(20)的线圈组件(19)中的电流和/或电压(IU)。
9.如上述权利要求任一所述的喷射润版系统，其特征在于进一步包含与控制单元(23)相连的一心轴位置传感器(21)和/或磁性心轴制动器(22)。
全文摘要
本发明涉及一种印刷机喷射润版系统，包括一旋转辊(2)；面向辊的喷嘴(3)；用来给喷嘴提供水或其他流体的加压管(11)；连同电驱动器一起与每个喷嘴相结合的控制阀(7)，所述控制阀包括关闭和打开心轴(1)。所述电驱动器包括MSM材料调节棒(5)，其具有同心轴(1)相接触的第一端，抵靠固定底座(10)的第二端，一返回元件(12)，以及一围绕调节棒以建立磁场(14)的线圈组件，其中该磁场应用于调节棒。磁场的强度能改变调节棒长度，在控制阀中设定一心轴位置，从而调节流过喷嘴(3)的、作为喷雾(8)的水或流体的量。
文档编号B41F33/04GK101045359SQ20071010359
公开日2007年10月3日 申请日期2007年3月20日 优先权日2006年3月21日
发明者O·萨尔尼亚霍, H·林奎斯特 申请人:韦斯拉泰克有限公司