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Die Erfindung betrifft eine Farbwerk einer Druckmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Farbwalzen werden in Druckmaschinen zum Einfärben von Druckformen verwendet. Ziel ist es, eine Druckform hinsichtlich der Farbschichtdicke möglichst gleichförmig einzufärben, so dass keine unerwünschten Streifen oder Moirès im Druckbild auftreten.
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Aus der
EP 662 394 B1 ist eine Farbwalze bekannt, deren Oberfläche durch Rillen mit unregelmäßiger und zufälliger Breite und Tiefe aufgeraut ist. Mit einem Schleifwerkzeug wird eine mittlere Rautiefe von 10 bis 200 μm erreicht. Die Rillen liegen schräg zur Umlaufrichtung und zur Achsrichtung der Farbwalze, so dass auf der Oberfläche zwischen den Rillen rautenförmige Erhebungen stehen.
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Bei einer Druckmaschine nach der
DE 81 10 726 U1 sind Verreiberwalzen jeweils mit einer strukturierten Oberfläche versehen. Die Oberflächenstruktur besteht aus rasterförmigen Vertiefungen, die mit einem Rändelrad oder einer Prägewalze geformt sind.
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Gemäß der
DE 100 39 279 A1 sind auf einer Farbwalze Strukturelemente ausgebildet, die in Umfangsrichtung nachgiebig sind. Die Strukturelemente können zufallsverteilt oder gerastert angeordnet sein. Als Strukturelemente können in die Oberfläche der Farbwalze schraubenförmige Nuten oder Ringnuten durch Drehen eingeschnitten werden. In diesem Fall sind die Strukturen regelmäßig.
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In der
DE 10 2007 053 270 A1 ist eine gummibeschichtete Farbübertragungswalze beschrieben, deren Mantelfläche mit einem Igelfräser schuppenartig aufgeraut ist. Die Oberflächenstruktur ist ungleichmäßig ausgebildet, so dass Druckprobleme durch Farbnebel oder Farbspritzer vermieden werden.
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Eine Oberfläche einer Farbwalze nach der
WO 2008/009699 A1 enthält durch Lasererhitzen erzeugte Erhebungen und Vertiefungen, die ein unregelmäßiges zufälliges Muster bilden. Das stochastische Muster entsteht, wenn mit einem Laser rechnergesteuert Material abgetragen wird, wobei die Bearbeitungsrichtung des Lasers zufällig geändert wird.
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Die
DE 10 2007 053 270 A1 offenbart eine Farbauftragswalze mit lederartig genarbter Oberfläche, die durch Grobschleifen erzeugt ist. Wenn die Oberfläche eine mittlere Rautiefe von mindestens 50 μm aufweist, sollen Streifen im Druckbild weitestgehend vermieden werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Farbwerk für eine Druckmaschine zu entwickeln, das eine Verbesserung des Farbauftrages auf eine Druckform ermöglicht.
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Die Aufgabe wird mit einem Farbwerk gelöst, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Gemäß der Erfindung besitzen mindestens zwei Farbübertragungswalzen eines Farbwerks eine durch Abtragen erzeugte Mantelfläche, die in Umfangsrichtung und in Richtung der Rotationsachse jeweils teilbereichsweise ein unregelmäßiges Profil aufweist.
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Das Oberflächenprofil wird vorzugsweise durch Drehen erzeugt. Die Schnitttiefe und/oder der Vorschub werden, z. B. bei einem Längs-Rund-Drehen, zufällig oder gezielt verändert. Die mittlere Rautiefe einer durch Drehen erzeugten Rille liegt vorzugsweise zwischen 6 und 18 μm. Die Rauheit der Mantelfläche kann jeweils vorteilhaft in Richtung der Rotationsachse der Walze größer als in Umfangsrichtung sein. Das Oberflächenprofil wird vorteilhaft in eine Kunststoffschicht oder einer Kupferschicht eingedreht. Eine unregelmäßige Drehstruktur jeweils in Achsrichtung der Walze kann durch eine entsprechende Programmierung eines Drehautomaten erreicht werden, indem die gesamte Bearbeitungslänge in eine Vielzahl von Segmenten unterteilt wird und unterschiedliche Steigungen, Zustellmengen und Segmentlängen gewählt werden.
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Eine weitere Möglichkeit, eine unregelmäßige Drehstruktur zu erzeugen, besteht darin, dass zwei Drehbearbeitungsvorgänge mit unterschiedlichen Parameter nacheinander vorgenommen werden.
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Die Farbwalzen mit harten und rauen Mantelflächen werden vorzugsweise im Farbwerk einer Druckmaschine im Farbstrom stromaufwärts von Farbauftragswalzen eingesetzt. Die jeweils benachbarten Farbauftragswalzen besitzen jeweils eine weiche elastische Mantelfläche und übertragen Druckfarbe auf eine Druckform an einem Formzylinder.
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Die Oberflächenprofile der Farbwalzen bewirken, dass regelmäßige Farboberflächenstrukturen, die sich auf den benachbarten liegenden Farbwalzen gebildet haben, zerstört werden. Die störenden Farbstrukturen haben in der Regel eine parallele Ausrichtung zur Walzenachse. Ein durch Drehen erzeugtes Oberflächenprofil steht senkrecht zu den störenden Farbstrukturen.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden, es zeigen:
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1: ein Schema eines Farbwerkes einer Offsetdruckmaschine mit harten und unregelmäßig rauen Farbwalzen,
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2: ein Drehprofil einer herkömmlichen Farbwalze,
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3: ein Drehprofil einer Farbwalze mit zufällig erzeugter Drehstruktur,
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4: ein Drehprofil einer Farbwalze nach einem ersten Bearbeitungsgang, und
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5, 6: ein Drehprofil der Farbwalze nach 4 nach einem zweiten Bearbeitungsgang.
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1 zeigt Walzen und Zylinder eines Druckwerks einer Offsetdruckmaschine. Das Druckwerk umfasst u. a. einen Druckzylinder 1, einen Übertragungszylinder 2 und einen Formzylinder 3. Auf dem Übertragungszylinder 2 ist ein elastischer Aufzug 4 aufgezogen. Am Umfang des Formzylinders 3 ist eine Druckform 5 gespannt. Beim Drucken wird Druckfarbe 6 von der Druckform 5 auf den Aufzug 4 und auf einen Bedruckstoff 7 übertragen. Während sich die Zylinder 1–3 in Richtung der Pfeile 8 bewegen, wird der Bedruckstoff 7 unter Pressung im Spalt zwischen dem Druckzylinder 1 und dem Übertragungszylinder 2 gefördert.
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Auf die Druckform 5 wird mit einer Feuchtmittelauftragswalze 9 Feuchtmittel und mit Farbauftragswalzen 10–13 Druckfarbe 6 aufgetragen. Das Feuchtmittel gelangt mittels einer Walze 14 aus einem Vorratsbehälter zur Feuchtmittelauftragswalze 9. Die Druckfarbe 6 ist in einem Farbkasten 15 bevorratet. Mittels einer Farbkastenwalze 16 und Farbwalzen 17–23 gelangt die Druckfarbe 6 aus dem Farbkasten zu den Farbauftragswalzen 10–13.
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Die die Farbauftragswalzen 12, 13 überbrückende Farbwalze 23 und die die Farbauftragswalzen 10, 11 überbrückende Farbwalze 20 besitzen jeweils eine Mantelfläche 25 mit unregelmäßigen Oberflächenprofil, wie in 3 dargestellt.
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2 zeigt eine Farbwalze 26 mit einem herkömmlichen Oberflächenprofil 27, welches durch Längs-Rund-Drehen erzeugt ist. Beim Drehen wurde der das Profil 27 erzeugende Drehstahl mit gleichförmiger Vorschubgeschwindigkeit in Richtung z parallel zur Drehachse der Farbwalze 26 bewegt. Bei einem finalen Feindrehen entsteht eine Mantelfläche 27 mit ungefähr gleichförmigen Rillen 28 in z-Richtung, deren Tiefe t1 mit ca. 2 μm gering ist.
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Das in 3 dargestellte Oberflächenprofil der Mantelfläche 25, der Farbwalzen 20, 23 wurde ebenfalls durch Längs-Rund-Drehen erzeugt, wobei das Profil in z-Richtung, d. h., parallel zur Drehachse der Walzen 20, 23 unregelmäßig ist. Beim Erzeugen einer erfindungsgemäßen Mantelfläche werden beim Drehen der Vorschub in z-Richtung und/oder die Zustellung eines Drehstahls in y-Richtung, d. h. senkrecht zur Drehachse der Walzen 20, 23 zufällig geändert. Es entstehen Rillen 29 mit verschiedenem Abstand und mit verschiedenen Tiefen t2 , die im Wesentlichen um ein Mehrfaches größer als die Tiefe t1 konventioneller Farbwalzen 26 sind. Die mittlere Rauheit der Rillen 29 ist in z-Richtung größer als in Umfangsrichtung bzw. Drehrichtung der Farbwalzen 20, 23. Die Mantelflächen 25 der Walzen 20, 23 sind in einem harten Kunststoff mit einer mittleren Rautiefe im Bereich zwischen 6 und 18 μm erzeugt. Die Mantelflächen 25 wirken mit den Mantelflächen der Farbauftragswalzen 10–13 zusammen, deren Oberflächen aus einem elastischen Material bestehen. Beim Drucken wirken die Farbübertragungswalzen 20, 23 als in Achsrichtung hin- und hergehende Reiberwalzen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Oberflächenprofil 25 werden gleichmäßige Farboberflächenstrukturen im Farbwerk erheblich reduziert. Gegenüber herkömmlichen Walzen mit unregelmäßiger Oberfläche lassen sich die erfindungsgemäßen Walzen 20, 23 deutlich besser reinigen.
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Die 4 bis 6 zeigen eine weitere Möglichkeit der Herstellung eines unregelmäßigen Profils auf den Farbwalzen 20, 23. Ausgangsmaterial für eine Obeflächenbearbeitung ist ein Farbwalzengrundkörper, der mit einem harten thermoplastischen Werkstoff beschichtet ist. Das Oberflächenprofil wird durch zweimaliges Längs-Rund-Drehen erzeugt. Das Drehwerkzeug besitzt eine Schneide, die z. B. einen Radius von 1,5 mm aufweist.
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Nach einem ersten Längs-Rund-Drehen entsteht in der Beschichtung das in 4 dargestellte Profil. Das Profil entsteht durch Drehen mit einem relativ großen Werkzeugvorschub von ca. 0,7 mm pro Umdrehung des Walzenkörpers. Die Zustellung des Drehwerkzeuges ist so gewählt, dass die Schneidenspitze ungefähr um den angestrebten Rauigkeitswert von ca. 0,01 mm über dem Solldurchmesser in den thermoplastischen Werkstoff eindringt. Die nach dem ersten Drehdurchgang entstandenen Rillen 30 haben eine Tiefe t3 von etwa 0,1 mm.
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In einem zweiten Drehdurchgang wird der Vorschub deutlich kleiner gewählt und mit ca. 0,13 mm pro Umdrehung so auf den Vorschub im ersten Durchgang abgestimmt, dass entsprechend den 5 und 6 ein Endprofil entsteht, bei dem in einem Bereich zwischen zwei Rillen 30 aus dem ersten Drehdurchgang gezielt veränderlich zwei bis drei Mikrovertiefungen 31 entstehen. Wie in 6 näher gezeigt, bestehen z. B. zwischen den Rillen 30.1 und 30.2; 30.2 und 30.3 zwei Mikrovertiefungen 31. Zwischen den Rillen 30.3 und 30.4 sind drei Mikrovertiefungen 31 vorhanden. Die Oberflächenbereiche mit den Mikrovertiefungen 31 bilden bei einer Farbübertragung einen tragenden Anteil der Mantelfläche der Farbwalzen 20, 23. Die Restrillen 30, 30.1 bis 30.4 bilden einen nichttragenden Anteil. Ein derartiges Endprofil erfordert im zweiten Durchgang einen Vorschub von ca. 0,13 mm/Umdrehung der jeweiligen Farbwalze 20, 23. Der im zweiten Durchgang geringere Vorschub ergibt ein Mikroprofil mit einer Rautiefe von ca. 3 μm. Eine Zurücknahme der Zustellung im zweiten Durchgang gegenüber der ersten Drehbearbeitung um ca. 0,007 mm ergibt sich aus der im ersten Durchgang erzeugten Rautiefe von 0,01 mm abzüglich der Rautiefe von 3 μm des Mikroprofils. Das Endprofil hat eine Rautiefe von ca. 10 μm.
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Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Alternativ können die Mantelflächen der Farbwalzen 20, 23 durch Kugelstahlen mit einer mittleren Rautiefe im Bereich zwischen 10 und 35 μm erzeugt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckzylinder
- 2
- Übertragungszylinder
- 3
- Formzylinder
- 4
- Aufzug
- 5
- Druckform
- 6
- Druckfarbe
- 7
- Bedruckstoff
- 8
- Pfeil
- 9
- Feuchtmittelauftragswalze
- 10–13
- Farbauftragswalze
- 14
- Walze
- 15
- Farbkasten
- 16
- Farbkastenwalze
- 17–24
- Farbwalze
- 25
- Mantelfläche
- 26
- Farbwalze
- 27
- Oberflächenprofil
- 28
- Rille
- 29
- Rille
- 30
- Rille
- 31
- Mikrovertiefung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 662394 B1 [0003]
- DE 8110726 U1 [0004]
- DE 10039279 A1 [0005]
- DE 102007053270 A1 [0006, 0008]
- WO 2008/009699 A1 [0007]
