DE112006000264T5

DE112006000264T5 - Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Walze, insbesondere zum Drucken und Formen, nach diesem Verfahren hergestellte Walze

Info

Publication number: DE112006000264T5
Application number: DE112006000264T
Authority: DE
Inventors: José PORTOLES
Original assignee: Epsilon Composite SA
Current assignee: Epsilon Composite SA
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2007-12-13
Also published as: FR2881370A1; FR2881370B1; WO2006079761A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer bezogenen Walze, umfassend ein Rohr (10) und zwei mit dem Rohr (10) verbundene Ansätze (14), dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schrittfolge umfasst:
– Herstellen des Rohres (10),
– Erstellen mindestens eines Lüftungsloches (28) in jedem Ansatz, welches dazu bestimmt ist, wandernde Luft, die sich zwischen dem Rohr und diesem Ansatz bewegt, nach außen zu führen,
– Einführen der auf diese Weise bereitgestellten Ansätze (14) zur Verbindung mit dem Rohr, um eine Walze zu bilden,
– Aufbringen eines Überzuges (22) aus einem Elastomermaterial auf die Walze,
– Polymerisation unter Hitze des Überzuges mit gleichzeitiger Entlüftung über das mindestens eine Lüftungsloch und
– Oberflächenbehandlung des Überzugs.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Walze, insbesondere einer Walze zur Verwendung in einer Druck- bzw. Formgebungsmaschine.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf die nach diesem Verfahren hergestellte Walze.
In den Papierdruckmaschinen und in den Maschinen zur Kunststoffumformung, beispielsweise im Heatset oder beim Zeitungsdruck, werden mit Elastomeren bezogene Walzen verwendet, deren Aufgabe darin besteht, einen Träger zu beschichten, zwei Träger zu kaschieren oder aber Tinte oder Wasser auf den Träger zu übertragen, wobei diese Walzen auch andere Aufgaben erfüllen können.
Diese Walzen müssen unbedingt eine hohe Steifigkeit aufweisen, damit die durch die sehr schnelle Drehung und die Anpresskräfte erzeugten Verformungen auf ein Minimum beschränkt bleiben.
Diese Walzen werden im Allgemeinen anhand von verschiedenen Techniken hergestellt und insbesondere durch kontinuierliches Ziehen von Rohren, wobei hierzu Kohlenstofffasern und eine Harzmatrix verwendet werden.
Durch diese Rohre sind die Verformungen unter Last sehr gering, wobei dies sowohl für das Unrundwerden als auch für die Durchbiegung gilt.
Dadurch werden, insbesondere bei hoher Geschwindigkeit, sehr zufrieden stellende Druckqualitäten erreicht.
Für die Montage an der Maschine werden diese Rohre auf metallene Ansätze montiert, welche ihrerseits dazu vorgesehen sind, mit den Lagern der Druckmaschine zusammenzuarbeiten.
Diese Ansätze sind zu beiden Enden des Rohres in diese eingesteckt und geklebt, im Allgemeinen unter Verwendung eines Epoxidklebstoffes.
Jeder Ansatz weist in bekannter Weise einen Teil auf, der sich ins Rohrinnere erstreckt, während ein Bund auf der ringförmigen Schnittfläche des Rohres in Anlage gelangt, so dass der Ansatz gehalten wird, in Anschlag kommt und die Kontinuität der Außenfläche gewährleistet.
Die auf diese Weise hergestellte Walze weist alle geforderten mechanischen Merkmale auf.
Manche dieser Walzen werden dann mit einer Schicht aus einem Elastomermaterial überzogen. Dieses Material weist eine Härte auf, die für das Drucken bzw. für die gewünschte Aufgabe, wie zum Beispiel das Beschichten oder das Laminieren, geeignet ist. Die Beschaffenheit des Überzugs an sich ist von der Art des Druckens abhängig. Das Anpressen auf den zu bedruckenden Träger muss nämlich mit einem geeigneten Druck erfolgen.
Im Offsetdruck zum Beispiel erlaubt die Druckplatte nicht, direkt auf das Papier zu drucken, so dass ein Drucktuch genannter Übertragungszylinder verwendet wird, welcher die Tinte aufnimmt und diese auf das Papier überträgt. Dieses Drucktuch ist eine mit einer Elastomerschicht überzogene Walze.
Die Walzen werden auch mit einer Schicht aus einem natürlichen oder künstlichen Elastomer überzogen, welches anschließend je nach Polymerart heiß vulkanisiert bzw. polymerisiert wird, wodurch die Vernetzung des Polymers und die Verbindung dieses Polymers mit der dieses aufnehmenden Rohrfläche erfolgt.
Dieser Vorgang erfolgt unter Druck und bei einer Temperatur von etwa 150 °C, wobei die gesamte Walze, das heißt das Rohr, die Ansätze und der Überzug hierzu in einen Autoklaven gegeben werden.
Nach der Vulkanisierung oder Polymerisierung des Überzugs wird die Walze mit ihrer Elastomerschicht geschliffen, um der Außenfläche des Überzugs eine präzise Geradlinigkeit und Zylinderform sowie einen ebenfalls äußerst präzisen Durchmesser zu verleihen. Mit diesem Schleifvorgang kann auch eine zufrieden stellende Oberflächenbeschaffenheit erzielt werden.
Während der Vulkanisierung des Elastomers, aus dem der Überzug besteht, stellt man fest, dass sich durch die Temperaturerhöhung eine oder mehrere Blasen an der Grenzfläche zwischen der Außenseite der Walze und der Innenseite des Elastomerüberzugs bilden.
Derartige Blasen sind mit der gewünschten Präzision, die im Allgemeinen von der Walze abhängt, nicht zu vereinbaren und können nachträglich nicht beseitigt werden, da lediglich die Außenseite des Überzugs geschliffen wird. Zudem weist dieser Bereich nicht die gleiche Härte auf, so dass die Oberfläche nicht homogen ist.
Diese Blasen können vom Klebstoff herrühren, der beim Montieren der Ansätze Luft einschließt, wobei für das Beseitigen dieser Luftansammlung noch keine Lösung gefunden wurde.
Es scheint also, dass die sich ausdehnende Luft beim Erhitzen in die Klebstoffverbindung wandert, wobei diese Luft zwischen das Rohr und den Bund eindringt und sich unter dem Elastomer ansammelt. Dieses haftet fest am Rohr, kann sich aber aufgrund seiner verbleibenden Elastizität verformen, so dass sich dort Luft ansammeln kann. Jede Blase unterbindet dann die Verbindung dieses Überzugs mit dem Rohr in diesem Bereich.
Daher ist eine Walze mit einem derartigen Fehler inakzeptabel. Es bleibt nur, den Überzug zu entfernen, die Walze neu zu beschichten und zu prüfen, dass der Blasenfehler nicht wieder erscheint. Es versteht sich, dass die Endkosten des Überzugs sehr hoch sind. Es sei auch darauf hingewiesen, dass manche Ansätze ohne Klebstoff kraftschlüssig montiert sind, wobei in diesem Fall dieses Wandern der Luft mit Blasenbildung auch auftreten kann, wobei der Weg, den die Luft zurücklegt, zwischen mindestens einem Ansatz und dem Zylinder identisch ist.
Daher schlägt die vorliegende Erfindung eine Lösung vor, mit der die Blasenbildung vermieden und das Wandern der Luft beseitigt werden können. Die Erfindung schlägt auch eine Walze vor, die die Durchführung dieses Verfahrens ermöglicht.
Der Einfachheit halber wird im Folgenden immer nur von einer Blase die Rede sein, auch dann, wenn mehrere Blasen vorhanden sind.
Nun wird die Erfindung anhand einer besonderen, nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht einer beschichten Walze aus dem Stand der Technik mit einem Blasenfehler,
2 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Walze, die die Blasenbildung verhindert.
In 1 ist eine Walze 10 dargestellt, die beispielsweise durch kontinuierliches Ziehen aus Kohlenstofffasern und einer Harzmatrix hergestellt ist.
Dieses Rohr wird auf die gewünschte Länge geschnitten und hat klare Ränder 12.
Dieses Rohr nimmt an beiden Enden jeweils einen Ansatz 14 auf. Jeder Ansatz umfasst einen eindringenden Teil 16, der in das Rohr einführbar ist, und einen äußeren Teil 18, der einen Bund bildet und gegen die Schnittfläche des Rohres in Anschlag bringbar ist.
Der eindringende Teil 16 ist mit Klebstoff 20 versehen, so dass jeder Ansatz irreversibel mit der Innenwand des Rohres verbunden ist.
Dieses Rohr nimmt einen Elastomerüberzug 22 auf, der heiß polymerisiert werden soll, damit die Vernetzung in der Masse schell und homogen erfolgt.
Bei dieser Heißpolymerisation wandert Luft durch die Klebstoffverbindung und sammelt sich völlig willkürlich unter Bildung von Blasen an, wobei im vorliegenden Fall zur Vereinfachung der Zeichnung lediglich eine Blase 24 dargestellt wurde.
Diese Blase ist an der Grenzfläche zwischen dem Rohr und dem Überzug angeordnet und bleibt auch nach der Aushärtung des Überzugs bestehen, so dass es zum einem endgültigen Lufteinschluss kommt.
In 2 ist eine Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
Dieses Verfahren besteht nämlich darin, mindestens einen Weg zur Ableitung der wandernden Luft vorzusehen, wobei dieser Weg ringförmig gegenüber des Ansatzes beginnt und an der Außenfläche der Walze mündet.
In dieser 2 wurde in den äußeren Teil 18, der den Bund eines jeweiligen Ansatzes bildet, eine ringförmige Nut 26 eingebracht. Insbesondere wurde diese Nut in dem Winkel angeordnet, der durch den eindringenden Teil 16 des Ansatzes und den äußeren, den Bund bildenden Teil 18 gebildet wird.
Diese Nut 26 befindet sich gegenüber des Klebstoffes und gegenüber der Schnittfläche des Rohres 10 und befindet sich auf dem Weg, auf dem die Luft wandert.
An der Seitenfläche eines jeden Ansatzes ist mindestens ein Lüftungsloch 28 eingebracht, über das die Nut 26 mit dem Außenbereich der Walze in Verbindung steht. Vorzugsweise sind mehrere Lüftungslöcher in regelmäßigen Abständen verteilt, so dass der Weg zur Ableitung der Luft verkürzt wird.
Zudem, sollte es zu einer Verstopfung eines der Lüftungslöcher kommen, beispielsweise bei zu viel Klebstoff oder wenn dieser zu fließen beginnt, so verbleiben noch weitere verfügbare Lüftungslöcher, die die Luft abführen können.
Diese Nut kann auch ganz oder teilweise in dem Rohr, an der Schnittfläche desselben, vorgesehen werden.
Wenn also der Erhitzungsvorgang zur Polymerisierung stattfindet, wird die sich ausdehnende Luft in die als Sammler wirkende Nut geleitet, und jeglicher Überdruck wird durch die Belüftung über das bzw. die Lüftungslöcher abgeleitet. Daher wandert die Luft nicht bis zur Grenzfläche, so dass jeglicher Überdruck unter dem Überzug, welcher eine Blase bilden könnte, vermieden wird.
Abgesehen von dieser bevorzugten Ausführungsform wird festgestellt, dass die hauptsächlichen Fehler auch dann beseitigt werden können, wenn keine Sammelnut vorgesehen wird, nämlich einfach nur, indem mindestens ein Lüftungsloch im Lot zum Ansatz steht.
Sind die Ansätze nicht geklebt, so kann mit dem Verfahren, das darin besteht, einen Fluchtweg auf dem Weg, auf dem die Luft wandert, vorzusehen, die Blasenbildung unterhalb des Überzugs vermieden werden.
Schließlich sind in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform die Lüftungslöcher zur Außenseite der Walze hin, senkrecht zu deren Seitenfläche gerichtet, wobei ein derartiges Lüftungsloch auch ins Innere der Walze gerichtet sein könnte, das heißt zur Innenseite des Ansatzes hin, wenn dieser hohl ist.
In diesem Fall entweicht die wandernde Luft auch durch Entlüftung, wobei lediglich die Ausführung eine andere ist, das Ergebnis bleibt das Gleiche.
Zusammenfassung
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer bezogenen Walze umfassend ein Rohr (10) und zwei mit dem Rohr (10) verbundene Ansätze (14), dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schrittfolge umfasst:

– Herstellen des Rohres (10),
– Erstellen mindestens eines Lüftungsloches (28) in jedem Ansatz, welches dazu bestimmt ist, wandernde Luft, die sich zwischen dem Rohr und diesem Ansatz bewegt, nach außen zu führen
– Einführen der auf diese Weise bereitgestellten Ansätze (14) zur Verbindung mit dem Rohr, um eine Walze zu bilden,
– Aufbringen eines Überzuges (22) aus einem Elastomermaterial auf die Walze,
– Polymerisation unter Hitze des Überzuges mit gleichzeitiger Entlüftung über das mindestens eine Lüftungsloch und
– Oberflächenbehandlung des Überzugs.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer bezogenen Walze, umfassend ein Rohr (10) und zwei mit dem Rohr (10) verbundene Ansätze (14), dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schrittfolge umfasst: – Herstellen des Rohres (10), – Erstellen mindestens eines Lüftungsloches (28) in jedem Ansatz, welches dazu bestimmt ist, wandernde Luft, die sich zwischen dem Rohr und diesem Ansatz bewegt, nach außen zu führen, – Einführen der auf diese Weise bereitgestellten Ansätze (14) zur Verbindung mit dem Rohr, um eine Walze zu bilden, – Aufbringen eines Überzuges (22) aus einem Elastomermaterial auf die Walze, – Polymerisation unter Hitze des Überzuges mit gleichzeitiger Entlüftung über das mindestens eine Lüftungsloch und – Oberflächenbehandlung des Überzugs.
Verfahren zur Herstellung einer bezogenen Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine ringförmige Nut (26) in dem Rohr und/oder in dem Ansatz eingebracht wird, wobei die Nut mit dem Lüftungsloch (28) in Verbindung steht.
Verfahren zur Herstellung einer bezogenen Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Lüftungsloch (28) derart angeordnet wird, dass es an der Seitenfläche des Ansatzes (14), in dem es eingebracht ist, mündet.
Verfahren zur Herstellung einer bezogenen Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Ansatz hohl ist, jedes Lüftungsloch (28) derart angeordnet wird, dass es an der Innenseite eines jeden Ansatzes mündet.
Bezogene Walze, insbesondere für eine Druckmaschine, hergestellt nach der Lehre des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes umfasst: – ein Rohr (10), – zwei mit dem Rohr verbundene Ansätze (14), und – mindestens ein Lüftungsloch (28) in jedem Ansatz, um die wandernde Luft, die sich zwischen dem Rohr und diesem Ansatz bewegt, nach außen zu führen.
Bezogene Walze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ansatz (14) mindestens eine Nut (26) umfasst, welche vorgesehen ist, um mit dem mindestens einen in diesem Ansatz eingebrachten Lüftungsloch (28) in Verbindung zu stehen.
Bezogene Walze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ansatz (14) einen eindringenden Teil (16) und einen äußeren, einen Bund bildenden Teil (18) umfasst, wobei die Nut (26) in dem Winkel vorgesehen ist, der durch diesen eindringenden Teil (16) und diesem einen Bund bildenden äußeren Teil (18) eingeschlossen wird.
Bezogene Walze nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (26) ringförmig ist.
Bezogene Walze nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Lüftungsloch (28) derart eingebracht ist, dass es an der Seitenfläche des entsprechenden Ansatzes (14) mündet.
Bezogene Walze nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ansatz (14) mittels Klebstoff (20) mit dem Rohr (10) verbunden ist.