CH682894A5 - Presseur einer Tiefdruckrotationsmaschine. - Google Patents

Description

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CH 682 894 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Presseur einer Tiefdruckrotationsmaschine mit einem elastischen rohr-förmigen Walzenmantel, der mittels mehrerer in Axialrichtung nebeneinander angeordneter Stützelemente auf einem zentralen Träger abgestützt ist und bei dem die Stützelemente einzeln oder gruppenweise getrennt voneinander ansteuerbar sind, um Presskräfte in einer Pressebene auszuüben.

Ein solcher Presseur ist beispielsweise aus der CH 671 732 vorbekannt und dient beispielsweise zum Bedrucken von breiten Warenbahnen in einer Tiefdruckrotationsmaschine, wobei die zu bedruk-kende Warenbahn mittels des Presseurs gegen einen Formzylinder gepresst wird, um die in der Formzylinder-Gravur befindliche Farbe auf die Warenbahn, beispielsweise eine zu bedruckende Papierbahn, eine Kunststoffolie oder einen Bedruck-stoff, zu übertragen. Solche Presseure haben den Vorteil, dass sie eine gleichmässige Druckbeaufschlagung über die Walzenbreite ermöglichen und ein einwandfreies Bedrucken breiter Warenbahnen bis in den Bereich von 10 Meter hinein gestatten. Durch Verwendung mehrerer Stützelemente mit separater Druckmittelzufuhr lassen sich solche Presseure auf verschiedene Bahnbreiten einstellen.

Bei Tiefdruckmaschinen ist es ein bekannter Effekt, dass infolge der Adhäsionskräfte und/oder der Kapillarkräfte die Farbe nicht immer vollständig die Farbnäpfchen der Gravur verlässt, was zu einem schlechten Ausdruck führt. Um diesen unerwünschten Effekt zu beseitigen, ist es z.B. aus DE 2 058 315 bekannt, die Oberfläche der Presseurwalze elektrostatisch aufzuladen, so dass mit Hilfe der elektrostatischen Ladung die Kapillarkräfte überwunden werden und die Farbe vollständig an den Bedruckstoff gelangt.

Bekannt ist ein Aufladeverfahren, bei dem die elektrostatische Aufladung der Presseurwalze über eine Coronaentladung zwischen einer an der Rückseite der Walze in kleinem Abstand angeordneten Elektrode und der Oberfläche der Presseurwalze erzeugt wird, welche auf der Walzenoberfläche eine elektrostatische Aufladung erzeugt, wobei sich die Ladung auf der Oberfläche verteilt und über den Bedruckstoff und den Formzylinder abfliesst. Da die Elektrode oberhalb der Presseurwalze angeordnet ist, spricht man zuweilen von «Top Loading».

Es sind auch Aufiadesysteme bekannt, z.B. aus EP 115 611, die die Ladung von der Seite her durch den Presseurmantel auf die Oberfläche aufbringen. Dazu besteht der Mantel der Presseurwalze im Inneren zunächst aus einer hochisolierenden Schicht, auf die eine Schicht mit guter elektrischer Leitfähigkeit aufgebracht wird, die an wenigstens einem Walzenende über den darüber liegenden schlechter leitenden weichen Walzenmantelbezug hinausragt. Bei diesem als «Side Loading» bekannten System wird der herausragende Teil der hochleitenden Schicht von der Seite her über die gesamte Walzenbreite elektrisch aufgeladen, wobei sich die elektrische Ladung über den schlechter leitenden Waizenmantelbezug verteilt wird und dessen Oberfläche auflädt. Dieses System hat den Vorteil,

dass keine äusseren Elektroden erforderlich sind und damit ein Bauteil, das wegen seiner Verschmutzung einen nennenswerten Wartungsaufwand erfordert, entfallen kann.

Bei solchen Verfahren stellt sich jedoch häufig die Aufgabe, mit der gleichen Maschine verschieden breite Materialbahnen mit der gleichen Presseurwalze bedrucken zu müssen. Bei schmaleren Warenbahnen führt das zu dem Problem, dass die Oberfläche des Presseurs an den Stellen, wo keine Materialbahn vorhanden ist, mit dem Formzylinder direkt in Kontakt kommt, da über die gesamte Breite die gleiche Presskraft wirkt. Da jedoch an diesen Stellen keine Warenbahn vorhanden ist, entfällt dort die isolierende Wirkung der Warenbahn und die elektrostatische Ladung fliesst auf dem Weg des geringsten Widerstandes, also vorzugsweise an diesen unbedeckten Stellen ab. Dort wo die Aufladung zur Farbübertragung auf die Warenbahn benötigt wird, wird also die Ladung reduziert und somit das Druckergebnis verschlechtert. Um diesen Nachteil zu vermeiden, besitzt der aus DE 2 058 315 bekannte Presseur abwechselnd über den Umfang verteilt verschieden lange leitfähige Schichten, die getrennt voneinander aufgeladen werden können, um die Ladungszufuhr auf verschiedene Bahnbreiten einzustellen. Nachteilig ist dabei, dass infolge der Zwischenräume zwischen den Leiterschichten der Presseur-Umfang nur streifenweise, d.h. un-gleichmässig aufgeladen wird und keine optimale Druckqualität erreichbar ist. Ferner werden verstärkt auf den unbedeckten Oberflächen des Presseurs Farbpartikel vom Formzylinder auf die Presseur-oberfläche übertragen, so dass dieser schneller durch Abrasion und die in der Farbe enthaltenen Lösungsmittel zerstört wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend angeführten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und einen Presseur zu schaffen, mit dem sich Warenbahnen verschiedener Breite in der gleichen Maschine unter Einsatz der elektrostatischen Druckhilfe mit verbesserter Druckqualität zu bedrucken, ohne dass dabei die Presseurwalze an unbedeckten Flächen einem schnellen Verschleiss unterliegt.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Walzenmantel derart mit elektrischen Ladungen versorgt ist, dass die Ladungszuführung individuell durch die Presskraft der Stützelemente in dem Sinne gesteuert ist, dass die zugeführte Ladung mit der Ausübung einer Presskraft vergrössert wird.

Mit Vorteil kann eine gleichsinnige Zunahme der Ladungszuführung mit der Presskraft dadurch erreicht werden, dass der Walzenmantel aus einem Material mit mässiger elektrischer Leitfähigkeit besteht und dass Teile der Stützelemente aus elektrisch isolierendem Material ausgeführt sind, zumindest deren Lagerflächen jedoch gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen und mit einer Zuführleitung für elektrische Ladung im Träger über einen Schalter verbunden sind, welcher einen Ladungsfluss zur Lagerfläche nur freigibt, wenn das Stützelement eine Presskraft auf den Walzenmantel ausübt.

Mit Vorteil ist der Schalter als Positionsschalter

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ausgebildet, welcher den Ladungsfluss zur Lagerfläche nur freigibt, wenn das Stützelement eine Position einnimmt, bei der es eine Presskraft auf den Walzenmantel ausübt, jedoch den Ladungsfluss blockiert, wenn das Stützelement vom Walzenmantel zurückgezogen ist und somit keine Presskraft ausübt.

Mit Vorteil kann der Schalter jedoch auch, insbesondere bei Venwendung hydraulischer Stützelemente, die mit einem Druckmittel angesteuert sind, als Druckschalter ausgebildet sein, welcher den Ladungsfluss nur freigibt, wenn das Stützelement mit einem bestimmten Hydraulikdruck beaufschlagt ist und somit eine Presskraft ausübt, jedoch nicht bei abgeschaltetem Hydraulikmitteldruck, d.h. wenn keine Presskraft ausgeübt wird.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Walzenmantel so ausgeführt, z.B. durch Einlagerung leitfähiger Partikel, dass seine Leitfähigkeit bei Druckausübung oder Kompression zunimmt. Dabei fliesst automatisch an den Stützelementen, die eine Presskraft ausüben, eine grössere Ladungsmenge durch den Walzenmantel hindurch zur Aussenfläche.

Auf die genannte Weise wird automatisch erreicht und sichergestellt, dass ein Ladungsfluss zum Walzenmantel nur an denjenigen Stellen stattfindet, an denen die Stützelemente zur Erzeugung einer Presskraft angesteuert werden, ohne dass dazu weitere Vorkehrungen nötig wären. Bei einer Umstellung der Stützelement-Ansteuerung auf eine andere Bahnbreite wird automatisch auch lediglich der Bereich des Walzenmantels mit elektrostatischen Ladungen versorgt, wo eine Warenbahn behandelt wird.

Die Erfindung wird anhand der in den beiliegenden Figuren wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Druckmaschine mit einem Presseur im Axialschnitt und mit einem Formzylinder,

Fig. 2 ein Stützelement mit Positionsschalter,

Fig. 3 ein Stützelement mit einem Druckschalter, und

Fig. 4 einen Presseur mit einem Walzenmantel mit druckabhängiger Leitfähigkeit.

In Fig. 1 ist ein Presseur dargestellt, wie er beispielsweise in einer Tiefdruckrotationsmaschine eingesetzt wird. Er besteht aus einem Walzenmantel 1, der um einen feststehenden Träger 2 rotierbar ist und über einen Formzylinder 3 angetrieben wird. Zwischen dem Formzylinder und dem Walzenmantel 1 läuft eine zu bedruckende Warenbahn 4 hindurch, deren Breite im dargestellten Ausführungsbeispiel nur etwa 55% der maximal möglichen Wa-renbahnbreite beträgt.

Der Walzenmantel 1 ist im Durchmesser schichtweise und über die Breite wenigstens partiell segmentweise aufgebaut, wobei die einzelnen Schichten aus Materialien verschiedener elektrischer Leitfähigkeit, z.B. unterschiedlichen Elastomeren bestehen. Die äusserste Schicht 10 ist beispielsweise ein ca. 10-30 mm dicker Bezug aus Gummi, dem zur Erzielung einer mässigen elektrischen Leitfähigkeit bzw. eines spezifischen Widerstandes in der Grössenordnung von ca. 105-107 Ohm m eine genügende Menge Graphit oder andere leitfähige Stoffe beigemischt sind. Ähnliches gilt für die innen darunterliegende Schicht 11. Innerhalb dieser Schicht schliesst sich eine ca. 0,1-0,3 mm dicke hochleitfähige Schicht 12 mit einem spezifischen Widerstand unter 10 Ohm m, z.B. aus Kupfer, Silber oder Graphit an. Die innerste Schicht des Walzenmantels 1 stellt den über die ganze Walzenbreite sich erstreckenden Grundkörper in der Form eines Rohres 13 mit ca. 1-3 mm Wandstärke dar, das als Ganzes oder zumindest in seiner Oberflächenschicht als elektrischer Isolator mit sehr hohem spezifischen Widerstand über 108 Ohm m ausgebildet ist. Es kann beispielsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff bestehen oder aus einem ähnlichen Material.

Zur Erzeugung der erforderlichen Presskraft sind im Inneren des Walzenmantels 1 gegen den Träger 2 abgestützte Stützelemente 5 vorgesehen, die eine Reihe von in Achsenrichtung nebeneinander angeordneten Stützelementen bilden, welche separat oder gruppenweise mit Druckmittel steuerbaren Druckes beaufschlagbar sind, wie z.B. in CH 591 640 beschrieben, als in Pressrichtung bewegliche hydrostatische Stützelemente, oder in anderer bekannter Art mit steuerbarer Presskraft. Damit ist es möglich, den Kraftverlauf im Druckspalt über die Breite so zu variieren, dass die Presskraft an den Stellen, die nicht von der Papierbahn überdeckt sind, wesentlich reduziert ist.

Um bei Betrieb des Presseurs mit reduzierter Warenbahnbreite den Kontaktdruck ganz aufzuheben und einen Ladungsfluss zum Formzylinder ausserhalb der Warenbahn völlig zu verhindern, ist es besonders vorteilhaft, in den Endbereichen des Walzenmantels 1 zusätzliche entgegengesetzt zur Pressrichtung wirkende Stützelemente 7 vorzusehen, welche nur bei Betrieb mit reduzierter Bahnbreite beaufschlagt sind und den Walzenmantel an den Enden dadurch vom Formzylinder wegziehen und somit den Ladungsfluss an den Enden weitgehend oder sogar völlig unterbinden. Zusätzlich kann in der Mitte des Walzenmantels ein Abhebeelement 8 vorgesehen sein, welches mit Unterstützung der Gegenstützelemente 7 ein Abheben des Walzenmantels 1 des Presseurs vom Formzylinder 3 bei Stillstand zum Papiereinzug gestattet.

Um zu erreichen dass nur an denjenigen Stellen elektrische Ladung zugeführt wird, wo eine Warenbahn vorhanden ist und von den Stützelementen eine Presskraft ausgeübt wird, ist einerseits die hochleitfähige Schicht 12 segmentweise aufgebaut, indem sie aus einzelnen in Achsenrichtung nebeneinander liegenden Ringen 121, 122 ... 125 besteht, welche durch isolierende Zwischenräume 14 unterbrochen sind. Die Breite und Anordnung der Segmentringe entspricht dabei der axialen Erstreckung und Anordnung der Stützelemente 5, d.h. jedem Stützelement 5 ist ein entsprechender leitfähiger Segmentring 121, 122 ... 125 positionsmässig zugeordnet.

Die Stützelemente 5 und die zugehörigen zylindrischen Bohrungen 5° im Träger 2 sind nun derart

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ausgebildet, dass dem Körper des betreffenden Stützelementes 5 nur dann elektrische Ladung über eine isolierte Spannungszuführung 15 im Träger 2 zugeführt wird wenn entweder das Stützelement 5 in Pressposition gegenüber der inneren Schicht 13 des Walzenmantels 1 ist oder wenn das Stützelement 5 über die Druckmittelleitung 6 einen ausreichenden Hydraulikmittel-Druck erhält, d.h. eine Presskraft auf die Schicht 13 des Walzenmantels erzeugt.

Gemäss Fig. 2 wird dies durch einen Positionsschalter erreicht. Dieser besteht aus einem elektrisch isolierenden Ring 16 am Kolben des Stützelementes 5, welcher im Verhältnis zur Einmündung der Ladungszufuhr-Leitung 15 im Träger 2 so angeordnet ist, dass bei zurückgezogenem, d.h. nicht druckbeaufschlagtem Stützelement 5 die Leitung 15 auf dem Isolierring 16 mündet und somit im Stützelement 5 keine elektrische Ladung zugeführt wird. Erst wenn das Stützelement über die Leitung 6 druckbeaufschlagt ist und in Pressposition fährt, kommt ein leitender Kontakt zwischen der Spannungszufuhrleitung 15 und dem Körper des Stützelementes 5 zustande, so dass über das Stützelement und einen elektrisch leitenden Ring 17 in der Isolierschicht 13 dem räumlich zugeordneten Segmentring 12 elektrische Ladung zugeführt wird, welche über den mässig leitenden Aussenmantel der zu bedruckenden Warenbahn zugeführt wird.

Wie in Fig. 3 gezeigt, kann zur Steuerung des Ladungsflusses anstatt eines Positionsschalters auch ein Druckschalter 18 verwendet werden, welcher in der Druckmittelzuführleitung 6 vorgesehen ist und einen elektrischen Schalter 19 in der Ladungszuführleitung 15 derart steuert, dass der Ladungsfluss nur freigegeben ist, wenn in der Druckzuführleitung 6 ein vorgegebener Hydraulikmittel-Druck herrscht. Damit wird erreicht, dass nur über diejenigen Stützelemente 5 eine elektrische Ladung zum Walzenmantel weitergeleitet wird, welche druckbeaufschlagt sind und demgemäss eine bestimmte Presskraft auf den Walzenmantel ausüben.

Während Fig. 2 ein hydrostatisches Stützelement mit hydrostatischer Lagerfläche zeigt, ist das Stützelement 5 in Fig. 3 mit einer hydrodynamischen Lagerfläche versehen.

Statt einer Steuerung der Ladungszufuhr direkt über die Stützelemente 5 kann, wie in Fig. 4 gezeigt, der Ladungsfluss auch durch Ausbildung der Zwischenschicht 11 des Walzenmantels 1 gesteuert werden. In diesem Beispiel besteht die Zwischenschicht 11 des Walzenmanteis aus einem druck-oder verformungsabhängigen Material. Geeignet haben sich beispielsweise Schichten mit eingelagerten leitfähigen Partikeln, etwa Graphit oder Metall-Kü-gelchen, erwiesen, welche normalerweise einen bestimmten Abstand voneinander besitzen, so dass die Schicht nur eine mässige Leitfähigkeit hat. Bei Druckausübung oder Verformung der Schicht, etwa unter der Einwirkung der Stützelemente 5, wird die Schicht jedoch so zusammengedrückt, dass sich die leitfähigen Partikel einander annähern oder gar berühren. Daher wird bei Druckverformung die Leitfähigkeit markant gesteigert.

Die leitfähige Schicht 12 ist hier ais durchgehende Schicht ausgebildet, an deren Enden 12° über einen Schleifring 20 elektrische Ladung zugeführt wird. An denjenigen Stellen, an welchen die Stützelemente keine Presskraft ausüben, ist der Widerstand der aussen anschliessenden Schicht 11 relativ hoch, so dass dort nur eine geringe Ladung ab-fliesst. An den Stellen, an welchen die Stützelemente 5 jedoch druckbeaufschlagt sind und eine Presskraft ausüben, ist die Leitfähigkeit der Schicht 11 stark vermindert und die elektrische Ladung fliesst bevorzugt an diesen Stützelementen nach aussen ab. Hiermit wird erreicht, dass automatisch im wesentlichen nur an den Stellen Ladung zur Aussenfläche des Presseurs befördert wird, wo wirklich eine Presskraft ausgeübt wird, d.h. gezielt an den Stellen, wo sich eine Warenbahn 4 befindet.

Claims (6)

Patentansprüche

1. Presseur einer Tiefdruckrotationsmaschine mit einem rohrförmigen Walzenmantel (1), der mittels mehrerer in Axialrichtung nebeinander angeordneter Stützelemente (5) auf einem zentralen Träger (2) abgestützt ist und bei dem die Stützelemente (5) einzeln oder gruppenweise getrennt voneinander ansteuerbar sind, um Presskräfte in einer Pressebene auszuüben, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (1 ) derart mit elektrischen Ladungen versorgt ist, dass die Ladungszuführung individuell durch die Presskraft der Stützelemente (5) in dem Sinne gesteuert ist, dass die zugeführte Ladung mit der Ausübung einer Presskraft vergrössert wird.

2. Presseur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (1) teilweise aus einem Material (10) mit einem spezifischen Widerstand in der Grössenordnung von 105—107 Ohm m besteht und dass die mindestens teilweise leitfähigen Stützelemente (5) mit einer Zuführleitung (15) für elektrische Ladung im Träger über einen Schalter (16, 18, 19) verbunden sind, welcher einen Ladungsfluss zur Lagerfläche nur freigibt, wenn das Stützelement (5) eine Presskraft auf den Walzenmantel (13) ausübt.

3. Presseur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter als Positionsschalter (16) ausgebildet ist, welcher den Ladungsfluss zur Lagerfläche nur freigibt, wenn das Stützeiement (5) eine Position einnimmt, bei der es eine Presskraft auf den Walzenmantel (13) ausübt, jedoch den Ladungsfluss blockiert, wenn das Stützelement (5) vom Walzenmantel (16) zurückgezogen ist und somit keine Presskraft ausübt.

4. Presseur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (5) hydraulisch beaufschlagbar sind und der Schalter als Druckschalter (18, 19) ausgebildet ist, welcher den Ladungsfluss nur freigibt, wenn das Stützelement (5) mit einem bestimmten Hydraulikdruck beaufschlagt ist und somit eine Presskraft ausübt, jedoch nicht bei abgeschaltetem Hydraulikmitteidruck, d.h. wenn keine oder eine zu geringe Presskraft ausgeübt wird.

5. Presseur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (1) so ausgeführt

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ist, dass seine Leitfähigkeit lokal bei Druckausübung oder Kompression durch ein Stützelement (5) zunimmt.

6. Presseur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schicht (11) des Walzenmantels Einlagerungen leitfähiger Partikel aufweist, die sich bei Druckverformung der Schicht einander annähern.

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