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Die
Erfindung betrifft eine Walze für
ein Druck-/Lackwerk in einer Verarbeitungsmaschine nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Die Verarbeitungsmaschine ist bevorzugt eine Druckmaschine mit
Druckwerken und vorzugsweise kombiniert mit wenigstens einem Lackwerk
oder eine Lackiermaschine mit wenigstens einem Lackwerk.
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Eine
Walze dieser Art ist aus
GB-A-337
250 bekannt. Auf einem Walzenkern ist eine konzentrisch angeordnete
Schaumgummischicht und auf dieser konzentrisch angeordnet eine elastische
Gummischicht. Bevorzugt ist zwischen dem Walzenkern und der Schaumgummischicht
ein beidseitig beschichtetes Gummituch angeordnet und die Schichten
sind untereinander vulkanisiert und somit haftfest verbunden. Die
Schichten können
in mehreren Lagen auf dem Walzenkern angeordnet sein.
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Aus
US-A- 4, 378, 622 ist
ein weitere Walze bekannt, die auf einem Walzenkern eine konzentrisch
angeordnete Schaumgummischicht und auf dieser konzentrisch eine
elastische Gummischicht trägt.
Dabei sind die beiden Schichten untereinander durch Reibschluss
verbunden. Der Walzenkern besteht aus einem Metall.
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Gemäß
US-A- 3,152,387 ist
eine weitere Walze bekannt, die einen Schichtaufbau bestehend aus
einer Innenschicht aus Hart-Gummi mit einer Qualität von Shore-A
80 bis 90 und konzentrisch dazu eine Mittelschicht aus Gummi mit
einer Qualität von
Shore-A 30 bis 40 und dazu konzentrisch eine Außenschicht (Deckschicht) aus
Gummi mit einer Qualität
von Shore-A 50 bis 60 aufweist. Dabei enthält die Außenschicht eingelagerte Viskosefasern. Die
Schichten sind durch Vulkanisation haftfest untereinander verbunden
und auf einem metallischen Walzenkern angeordnet. Bevorzugt ist
die Walze für den
Feuchtmitteltransport einsetzbar.
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Beim
Einsatz einer derartigen Walze in einem Druck-/Lackwerk mit weiteren
Walzen ist es nachteilig, dass bei der Übertragung eines Mediums eine
Beeinträchtigung
der Walzenkontaktflächen, beispielsweise
bedingt durch höhere
Maschinengeschwindigkeiten, Biegemomente, größere Formatbreiten etc., auftritt.
Diese Beeinträchtigung
wirkt sich als streifiger Druck (bzw. Lack) im Drucksujet aus und vermindert
die Druckqualität.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Walze der eingangs genannten
Art derart zu verbessern, dass die Beeinträchtigung der Walzenkontaktflächen reduziert
wird und auch bei großen
Formatbreiten bei Kontakt mit einer benachbarten Walze ein gleichmäßiger Walzenstreifen
gewährleistet
ist und die Duckqualität
weiter erhöht
wird.
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Gelöst wird
die Aufgabe durch die Ausbildungsmerkmale des unanhängigen Anspruches
1. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein
erster Vorteil ist darin begründet,
dass die erfindungsgemäß ausgebildete
Walze auch bei großen
Formatbreiten des zu verarbeitenden Bedruckstoffes ein spürbar verbessertes
Dämpfungsverhalten
aufweist. Durch die Ausbildung der Walze werden keine bzw. nur vernachlässigbar
geringe Erschütterungen
in die benachbarten Walzengruppen bzw. Zylinder übertragen. Weiterhin ist eine
Steigerung der Druckqualität
(bzw. Lackierqualität)
realisierbar. Die Walze ist durch die spezielle Ausbildung des Walzenkerns
(hoher axialer Elastizitätsmodul) auch
bei großen
Formatbreiten biegesteif und weist eine relativ geringe Masse auf,
so dass – über die Formatbreite
betrachtet – ein
im Wesentlichen gleichmäßiger Walzenstreifen
zu wenigstens einer benachbarten, weiteren Walze gewährleistet
ist.
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In
einer bevorzugten Ausbildung ist die erfindungsgemäß ausgebildete
Walze als Heberwalze ausgebildet, welche intermittierend Farbe oder
Lack oder Feuchtmittel in Streifen von einer vorgeordneten Walze
zu einer nachgeordneten Walze im Farb-, Feucht- oder Lackwerk überträgt.
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Als
zweiter Vorteil kann aufgeführt
werden, dass neben wenigstens einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Walze auch weitere erfindungsgemäß ausgebildete
Walzen in einem Farbwerk, einem Feuchtwerk oder einem Lackwerk einsetzbar
sind. Die erfindungsgemäß ausgebildete
Walze ist somit nicht auf die Ausbildung als Heberwalze beschränkt ist.
Vielmehr können
zusätzlich
weitere Walzen in einem Druck-/Lackwerk eine derartige Ausbildung
aufweisen. Beispielsweise eignen sich dazu Zwischenwalzen und/oder
Reiter-/Glättwalzen
und/oder Auftragwalzen. Die Anordnung mit wenigstens einer derartigen
Zwischenwalze und/oder Reiter-/Glättwalze und/oder Auftragwalze
verbessert die Übertragung des
jeweiligen Medium im Walzenspalt und reduziert zusätzlich die
aus dem Heberschlag resultierenden Stöße im Farbwerk, Lackwerk bzw.
Farb-/Feuchtwerk, welche ansonsten über den jeweiligen Walzenzug
in das Farbwerk, Lackwerk bzw. Farb-/Feuchtwerk weiter geleitet werden können.
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Schließlich ist
es vorteilhaft, dass die vorzugsweise als Heberwalze ausgebildete
Walze eine über
den gesamten Walzenumfang beim Abrollen und beim Heberschlag (Auftreffen
der Heberwalze an eine benachbarte Walze) wirksame kompressible Schicht
aufweist. Zusätzlich
wird durch den relativ hohen axialen Elastizitätsmodul die Durchbiegung der
Walze auch bei großen
Formatbreiten reduziert, so dass ein gleich bleibender Walzenstreifen
erzeugbar ist. Unter dem Aspekt des streifigen Druckes verbessert
ein bei der Übertragung
des Mediums gleich bleibender Walzenstreifen spürbar die Druckqualität.
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Die
Walze weist hierbei einen Walzenkern mit hohem axialen Elastizitätsmodul
auf, auf dem die kompressible Schicht konzentrisch haftfest angeordnet
ist und auf dieser kompressiblen Schicht ist eine das zu verarbeitende
Medium (Farbe, Lack, Feuchtmittel) führende elastische Deckschicht
aus einem Elastomer konzentrisch haftfest angeordnet.
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Die
Deckschicht ist somit härter
als die kompressible Schicht ausgebildet.
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Unter
haftfester Anordnung sind stoffschlüssige Verbindungen, beispielsweise
Klebeverbindungen, Vulkanisationen etc., zu verstehen.
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Beim
Auftreffen der Heberwalze auf eine benachbarte Walze wird der Heberschlag
gedämpft
und nach dem Kontakt (im Walzenspalt) der beiden Walzen weist speziell
die kompressible Schicht der Walze eine hinreichend elastische Rückstellkraft
auf, so dass die Walzengrundeinstellung insbesondere der vorgegebene
Walzenstreifen an der jeweils benachbarten Walze erneut einnehmbar
ist. Zusätzlich
vermindert der relativ hohe axiale Elastizitätsmodul des Walzenkerns die
Durchbiegung der Walze.
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Die
kompressible Schicht der Walze besteht aus einem Schaumstoffmaterial
mit einer zelligen Struktur, vorzugsweise Moosgummi, Schaumgummi oder
Zellgummi. Bevorzugt beträgt
der Porendurchmesser einer Zelle annähernd 0,1-5 mm. Die Struktur kann
geschlossenzellig, d.h. die einzelnen Zellen bilden abgeschlossene
Hohlräume
oder offenzellig, d.h. die Zellen stehen untereinander in Verbindung, ausgebildet
sein. Alternativ ist ein Schaumstoffmaterial mit gemischtzelliger
Struktur einsetzbar.
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Die
Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert werden.
Dabei zeigen schematisch:
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1 ein
Offsetdruckwerk,
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2 eine
Heberwalze im Querschnitt,
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3 einen
Schichtaufbau der Heberwalze gemäß 2,
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4 eine
Detaildarstellung der Heberwalze gemäß 2.
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Gemäß 1 ist
ein Offsetdruckwerk mit einem Farbwerk 6 und bei Bedarf
einem Feuchtwerk 5 gezeigt. Das Farbwerk 6 weist
u.a. einen Farbkasten (mit Dosiersystem) mit einem Farbduktor 12 auf.
Für die
Farbübertragung
ist dem Farbduktor eine Heberwalze 10 benachbart nachgeordnet
und dieser Heberwalze 10 ist in Farbtransportrichtung ein
Farbwalzenzug 11 mit Farbwalzen und axial changierbaren und
rotativ antreibbaren Farbreiberwalzen nachgeordnet, der endseitig
mehrere Farbauftragswalzen 9 aufweist. Bevorzugt ist der
Heberwalze 10 unmittelbar eine Farbreiberwalze nachgeordnet
(1, schraffierter Querschnitt).
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Im
vorliegenden Beispiel sind in Drehrichtung eines Platten-/Formzylinders 1 umfangsseitig vier
Farbauftragwalzen 9 dem Platten-/Formzylinder 1 reibschlüssig zugeordnet.
Hierbei sind in Drehrichtung des Platten-/Formzylinders 1 die
erste und zweite Farbauftragwalze 9 gemeinsam mit einer
vorgeordneten ersten Farbreiberwalze reibschlüssig in Kontakt und die dritte
und vierte Farbauftragwalze 9 sind gemeinsam mit einer
vorgeordneten zweiten Farbreiberwalze reibschlüssig in Kontakt.
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Der
Platten-/Formzylinder 1 ist weiterhin mit einem Gummituchzylinder 2 und
der Gummituchzylinder 2 ist mit einem den Bedruckstoff
in Förderrichtung 3 führenden
Druckzylinder 4, hier als doppeltgroßer Bogenführungszylinder ausgebildet,
ausgeführt, über einen
Druckspalt 7 in Kontakt.
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Bei
Bedarf, beispielsweise beim Feuchtmittel unterstützten Offsetdruck, ist in Drehrichtung
des Platten-/Formzylinders 1 dem Farbwerk 6 ein
Feuchtwerk 5 vorgeordnet. Das Feuchtwerk 5 weist
zumindest eine mit dem Platten-/Formzylinder 1 in
Kontakt bringbare Feuchtauftragwalze 8 auf, welche mit
einem vorgeordneten Feuchtmitteldosiersystem in Funktionsverbindung
ist.
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Gemäß 1 ist
eine Walze 10 als eine zwischen zwei Walzen intermittierend
bewegbare, von einer vorgeordneten Walze das Medium in Form eines
Streifens abnehmende und an eine nachgeordnete Walze in Form eines
Streifens übertragende
Heberwalze 10 ausgebildet.
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In 2 ist
die Heberwalze 10 im Querschnitt gezeigt, welche einen
Walzenkern 14 als Trägermaterial
besitzt. Der Walzenkern 14 umfasst einen Faserverbundwerkstoff
aus Karbon, beispielsweise ein CFK-Material. Mit Bezug zur Walzenachse 13 kann
der Walzenkern 14 aus einem Vollmaterial (Vollzylinder)
eines Faserverbundwerkstoffes aus Karbon oder aus einem Hohlzylinder
eines Faserverbundwerkstoffes aus Karbon gebildet sein. Alternativ kann
der Walzenkern 14 als Vollzylinder oder Hohlzylinder aus
einem konzentrisch zur Walzenachse 13 angeordneten Schichtverbund,
bestehend aus wenigstens einer metallischen Schicht, beispielsweise Aluminium,
und wenigstens einer Schicht eines Faserverbundwerkstoffes, beispielsweise
CFK-Material, gebildet sein. Beispielsweise kann der Walzenkern 14 einen
Aluminium-Kern als Vollzylinder oder Hohlzylinder aufweisen um den
konzentrisch ein CFK-Material angeordnet ist.
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Der
Walzenkern 14 weist ferner zur Aufnahme in Lagerungen bevorzugt
endseitig angeordnete Walzenzapfen oder haftfest angeordnete, beispielsweise
eingepasste, Buchsen auf.
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Bevorzugt
ist der Walzenkern 14 mit Bezug zur Walzenachse 13 aus
einem Hohlzylinder eines Faserverbundwerkstoffes aus Karbon gebildet.
Bei dieser Ausbildung weist der Walzenkern 14 jeweils eine
konzentrisch zur Walzenachse 13 angeordnete Innenschicht 14a und
eine in einem Abstand konzentrisch zur Innenschicht 14a angeordnete
Außenschicht 14c auf.
Zwischen der Innenschicht 14a und Außenschicht 14c ist
eine Zwischenschicht 14b haftfest mit diesen Schichten 14a, 14c verbunden
angeordnet. Dabei ist wenigstens eine dieser Schichten 14a bis 14c aus
einem Faserverbundwerkstoff aus Karbon gebildet. Bevorzugt sind
zumindest die Innenschicht 14a und die Außenschicht 14c jeweils
aus einem Faserverbundwerkstoff aus Karbon gebildet. In einer Ausbildung
ist die Zwischenschicht 14b aus einer Mehrzahl von Distanzelementen 18 gebildet (4).
In bevorzugter Ausbildung sind die Distanzelemente 18 in
Richtung der Walzenachse 13 stabförmig ausgebildet.
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Bevorzugt
weist der Walzenkern 14, gebildet aus einem Vollmaterial
oder einem Hohlzylinder, einen Faserverbundwerkstoff aus Karbon
mit hohem Elastizitätsmo dul,
speziell einem axialen Elastizitätsmodul
von 150 bis 450 GPa auf. Ein Elastizitätsmodul in diesem Bereich ist
beispielsweise bei einem Hohlzylinder (vorzugsweise CFK-Rohr) durch
eine Wicklung des Faserverbundwerkstoffes aus Karbon mit 50% Faseranteil
bei einem Wickelwinkel von 75° bis 90° und mit
50% Faseranteil bei einem Wickelwinkel von 30° bis 50° jeweils mit Bezug zur Walzenachse 13 realisierbar.
Alternativ kann ein Elastizitätsmodul in
diesem Bereich durch Pultrusion realisiert sein.
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Bei
der Ausbildung als Hohlzylinder kann jeweils endseitig in den Hohlzylinder
ein Walzenzapfen (Vollmaterial oder Hülse), alternativ eine durchgehende
Achse, eingesetzt sein. Die Walzenzapfen können zusätzlich Lagereinheiten tragen.
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Auf
dem einen Faserverbundwerkstoff aus Karbon umfassenden Walzenkern 14 ist
konzentrisch eine kompressible Schicht 15 aus einem zelligen Schaumstoffmaterial
haftfest angeordnet, auf der wiederum konzentrisch eine das jeweilige
Medium (Farbe, Lack, Feuchtmittel) führende Deckschicht 16 haftfest
angeordnet ist. Die kompressible Schicht 15 kann unmittelbar
auf dem Walzenkern 14 haftfest angeordnet sein. Alternativ
kann zwischen der kompressiblen Schicht 15 und dem Walzenkern 14 eine Haftschicht 17 (Zwischenschicht)
als Haftvermittler und/oder Sperrschicht angeordnet sein.
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Die
kompressible Schicht 15 ist bevorzugt ein offenzelliges
oder geschlossenzelliges, alternativ ein gemischtzelliges, Schaumstoffmaterial.
Des Weiteren ist die kompressible Schicht 15 mit blasenförmigen oder
kanalförmigen
Luft- oder Gaseinschlüssen ausführbar. Die
Deckschicht 16 besteht aus einem Elastomermaterial, bevorzugt
einem farb-/lackführenden
bzw. Feuchtmittel führenden
Gummimaterial.
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Die
aus einem zelligen Schaumstoffmaterial gebildete kompressible Schicht 15 ist
haftfest, vorzugsweise mittels einer ersten Vulkanisation, auf dem
Walzenkern 14 angeordnet. Als ein derartiges Schaumstoffmaterial
ist beispielsweise Moosgummi einsetzbar. Die konzentrisch auf der
kompressiblen Schicht 15 angeordnete elastische Deckschicht 16 ist auf
dieser Schicht 15, vorzugsweise mittels einer zweiten Vulkanisation,
haftfest angeordnet.
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Bei
den bevorzugten Vulkanisationen von Schaumstoffmaterial (Schicht 15)
auf dem Walzenkern 14 sowie von Deckschicht 16 auf
dem Schaumstoffmaterial (Schicht 15) erfolgen Vernetzungsreaktionen,
so dass die haftfesten Anordnungen durch jeweils einen unendlich
großen
Molekülverband
gebildet sind.
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Die
Deckschicht 16 als Elastomer ist bevorzugt ein elastisches
Gummimaterial mit für
Lack- Feucht- bzw. Farbauftragwalzen üblichen Benetzungseigenschaften.
Vorzugsweise ist die Deckschicht 16 ein elastisches Gummimaterial
mit einer Qualität
von etwa 20-50 Shore-A. Je nach gewählter Qualität der Deckschicht 16 ist
die kompressible Schicht 15 von gleicher oder bevorzugt
geringerer Shore-A-Härte.
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Der
Schichtaufbau der Heberwalze 10 ist derart ausführbar, dass
in einer Weiterbildung zusätzlich
zwischen der kompressiblen Schicht 15 und der Deckschicht 16 und/oder
zwischen der kompressiblen Schicht 15 und dem Walzenkern 14 wenigstens
eine Lage aus einem Gewebe oder einem Kunststoff oder einem Metall,
z.B. einer Folie, als Haftschicht 17 (alternativ Sperrschicht)
haftfest angeordnet ist. Bevorzugt ist die Haftschicht 17 zwischen dem
Walzenkern 14 und der kompressiblen Schicht 15 konzentrisch
auf der Oberfläche
des Walzenkerns 14 angeordnet (3) und haftfest
verbunden mit dem Walzenkern 14 und der kompressiblen Schicht 15.
Die Verbindung kann stoffschlüssig
(geklebt) oder geschrumpft sein.
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In
einer Weiterbildung kann die Heberwalze 10 an wenigstens
einer Stirnseite, bevorzugt an beiden Stirnseiten, je ein Schutzmittel 19 aufweisen. Das
Schutzmittel 19 soll das Eindringen von im Verarbeitungsprozess
auftretenden Chemikalien (Farbe, Lack, Feuchtmittel, Reinigungsfluid,
Schmierstoff etc.) in den Stirnseitenbereich der Heberwalze 10 verhindern.
Das Schutzmittel 19 kann dabei den Stirnseiten der Heberwalze 10 außen vorgeordnet sein
(3) oder alternativ in die relevanten Schichten 14a bis 14c, 15, 16, 17, 20 stirnseitig,
beispielsweise als Randversiegelung, integriert sein. Dabei kann
das Schutzmittel 19 mit einer einzelnen Schicht, mehreren
oder sämtlichen
Schichten 14a bis 14c, 15, 16, 17, 20 in
Wirkverbindung stehen.
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Erfindungsgemäß wurde
eine Walze 10, insbesondere eine Heberwalze 10 für ein Farbwerk 6, ein
Feuchtwerk 5 und/oder ein Lackwerk, eines Druck-/Lackwerkes
einer Verarbeitungsmaschine geschaffen, welche einen neuartigen
Aufbau hat. Der Walzenkern 14 der Walze 10 umfasst
einen Faserverbundwerkstoff aus Karbon. Konzentrisch auf dem Walzenkern 14 ist
zumindest eine kompressible Schicht 15 aus einem zelligen
Schaumstoffmaterial haftfest angeordnet und konzentrisch auf der
kompressiblen Schicht 15 ist eine das zu verarbeitende Medium,
Farbe, Feuchtmittel, Lack, führende
elastische Deckschicht 16 aus einem Elastomer haftfest angeordnet.
Der Walzenkern 14 ist jeweils aus einem Vollmaterial oder
bevorzugt aus einem Holzylinder eines Faserverbundwerkstoffes aus
Karbon gebildet. Der Walze 10 ist für die Übertragung des Mediums wenigstens
eine weitere Walze der Walze 10 benachbart angeordnet.
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In
der Ausbildung als Hohlzylinder ist der Walzenkern 14 bevorzugt
durch jeweils eine konzentrisch zur Walzenachse 13 angeordnete
Innenschicht 14a und eine zur Innenschicht 14a in
einem Abstand konzentrisch angeordnete Außenschicht 14c ausgeführt. Zwischen
Innenschicht 14a und Außenschicht 14c ist
eine Zwischenschicht 14b haftfest mit diesen Schichten 14a, 14c verbunden
angeordnet und wenigstens eine dieser Schichten 14a bis 14c ist
aus einem Faserverbundwerkstoff aus Karbon gebildet. Bevorzugt sind
zumindest die beiden Schichten, Innenschicht 14a und Außenschicht 14c,
aus einem Faserverbundwerkstoff aus Karbon gebildet.
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Aus
schalltechnischen Gründen
kann im Inneren des Hohlzylinders des Walzenkerns 14 eine Schall
absorbierende Füllung 20 angeordnet
sein. Bevorzugt ist die Füllung 20 aus
einem geschäumten Material,
beispielsweise Polyurethan (PU)-Schaum oder
Aluminium (Al)-Schaum, ausgebildet.
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Die
Wirkungsweise der Auftragsvorrichtung ist wie folgt:
Bei Betrieb
der Verarbeitungsmaschine pendelt die Heberwalze 10 in
einem bestimmten intermittierenden Takt zwischen zwei Walzen und
hebt dabei von einer vorgeordneten Walze, beispielsweise dem Farbduktor,
einen Streifen (Walzenstreifen) des zu verarbeitenden Mediums (Farbe,
Lack, Feuchtmittel) ab und übergibt
diesen einer nachgeordneten Walze zum Weitertransport des Mediums.
Trifft dabei die Heberwalze 10 auf eine der benachbarten
Walzen tritt der an sich bekannte Heberschlag auf. Bei der erfindungsgemäßen Heberwalze 10 wird
dieser durch die kompressible Schicht 15 spürbar gedämpft, so dass
die ansonsten auftretenden Stöße, Schwingungen
im Druck-/Lackwerk deutlich reduziert sind. Gleichzeitig wird durch
den Walzenkern 14 mit relativ hohen axialen Elastizitätsmodul
die Durchbiegung der Heberwalze 10 spürbar reduziert, so dass ein gleich
bleibender Walzenstreifen über
die gesamte Formatbreite des Bedruckstoffes, einschließlich bei großen Formaten,
gewährleistet
ist. Zusätzlich
ist mittels des Schichtaufbaus und der speziellen Ausbildung des
Walzenkerns 14 eine Massenreduzierung erzielbar, die ebenfalls
zur Reduzierung der durch den Heberschlag bedingten Auswirkungen
beiträgt.
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- 1
- Platten-/Formzylinder
- 2
- Gummituchzylinder
- 3
- Förderrichtung
- 4
- Druckzylinder
- 5
- Feuchtwerk
- 6
- Farbwerk
- 7
- Druckspalt
- 8
- Feuchtauftragwalze
- 9
- Farbauftragwalze
- 10
- Heberwalze
- 11
- Farbwalzenzug
- 12
- Farbkasten
mit Farbduktor
- 13
- Walzenachse
- 14
- Walzenkern
- 14a
- Innenschicht
- 14b
- Zwischenschicht
- 14c
- Außenschicht
- 15
- kompressible
Schicht
- 16
- Deckschicht
- 17
- Haftschicht
- 18
- Distanzelement
- 19
- Schutzmittel
- 20
- Füllung