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Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationsdruckmaschine mit Einrichtungen zur Verringerung einer Aufladung des Bedruckstoffs.
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In einem Druckwerk einer Rotationsdruckmaschine rollen Druckzylinder (auch „Druckformzylinder“ genannt) und Gegendruckzylinder (auch „Presseur“ genannt) gegensinnig aufeinander ab. Unterschieden werden Rollen- und Bogendruckmaschinen, je nachdem, ob ein bahn- oder bogenförmiger Bedruckstoff verarbeitet wird. Bei Rollendruckmaschinen wird der bahnförmige Bedruckstoff von einer Abwickelrolle abgezogen und nach dem Bedrucken entweder auf eine Aufwickelrolle aufgewickelt oder von einer Stanze in Bahnabschnitte bzw. Zuschnitte zerteilt und die Bahnabschnitte bzw. Zuschnitte werden aufeinandergestapelt. Der aufgewickelte, bahnförmige Bedruckstoff wird ggfs. später in Abschnitte bzw. Zuschnitte zerschnitten. Beim Rotationstiefdruck nimmt der Druckzylinder in Näpfchen seiner Oberfläche Farbe aus einer Farbwanne auf. Der Überschuss wird abgerakelt. Die Farbe wird auf den zwischen Druckzylinder und Gegendruckzylinder durchlaufenden Bedruckstoff übertragen.
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Elektrostatische Druckhilfen verbessern die Farbübertragung vom Druckzylinder auf den Bedruckstoff und erhöhen damit die Druckqualität. Hierzu wird im Bereich des Druckspaltes zwischen Druckzylinder und Gegendruckzylinder ein elektrisches Feld erzeugt, das auf die Farbe in den Näpfchen des Druckzylinders eine Kraft ausübt, die den Übergang der Farbe auf den Bedruckstoff intensiviert und die Druckqualität steigert.
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Bei bekannten elektrostatischen Druckhilfen liegt der Druckzylinder aus einem elektrisch leitenden Material (z.B. aus einem Metall) an Masse. Der Gegendruckzylinder bzw. Presseur hat am Umfang eine (halb-)leitende Schicht, auf die eine Hochspannung übertragen wird, die in der Regel eine negative Polarität aufweist. Die Schicht am Umfang ist meistens halbleitend, um die elektrischen Ströme gering zu halten und die Erzeugung von Funken zu vermeiden, die beim Arbeiten mit Lösemittelfarben zur Entflammung oder Explosion führen könnte. Insbesondere beim Arbeiten mit Wasserfarben kann auch mit einer höherleitenden bzw. hochleitenden Schicht am Umfang des Presseurs gearbeitet werden.
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Unter einer halbleitenden Schicht wird eine Schicht mit einem hohen elektrischen Widerstand verstanden, der den elektrischen Strom stark reduziert, jedoch noch einen gewissen elektrischen Strom hindurchlässt. Der elektrische Widerstand der Schicht wird beispielsweise mit einer Messanordnung mit zwei parallelen Gabeln gemessen, die jeweils einen befeuchteten Lederstreifen mit einer Länge von etwa 8 cm und einer Breite von etwa 1 cm halten, sodass die beiden parallelen Lederstreifen etwa 10 cm Abstand voneinander haben. Die beiden parallelen Lederstreifen werden auf eine Länge von 8 cm um die Außenseite der Schicht geschlungen. Es wird eine Messspannung von 1.000 Volt angelegt. Mit dieser Messanordnung werden bei für den vorliegenden Zweck besonders geeigneten halbleitenden Schichten Widerstände im Bereich von etwa 1 MΩ bis 20 MΩ gemessen. Bei höherleitenden Schichten liegen die mit dieser Messanordnung gemessenen Widerstände deutlich darunter und bei hochleitenden Schichten sind sie noch sehr viel geringer.
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Zum Übertragen der Hochspannung auf den Presseur dienen beispielsweise Aufladeelektroden, die auf den Umfang des Presseurs gerichtet sind und die Ladung an die (halb-)leitende Schicht am Umfang des Presseurs abgeben, die auf einer isolierenden Schicht sitzt (sogenanntes „Top-Loading“). Dabei ist der Widerstand der isolierenden Schicht bevorzugt so gewählt, dass sie eine langsame Entladung des Presseurs nach dem Abschalten der Druckmaschine ermöglicht. Besonders geeignete isolierende Schichten haben einen Widerstand im Bereich von etwa einem bis zwei Gigaohm, gemessen mit einer Vorrichtung der oben erläuterten Art, wobei nur ein Lederstreifen um die Außenseite der Schicht geschlagen und der Widerstand zwischen den Lederstreifen und Maschinenmasse gemessen wird.
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Andere Aufladeelektroden sind auf zumindest eine Stirnseite des Presseurs gerichtet und geben die Ladung an eine leitende bzw. hochleitende Schicht unterhalb einer (halb-)leitenden Schicht ab, die an einer Stirnseite des Presseurs freiliegt (sogenannte „Seitenaufladung“). Ferner sind an der Stirnseite angeordnete Aufladeelektroden bekannt, die mit einer leitenden Platine an der Stirnseite des Presseurs zusammenwirken, die elektrisch mit einer (hoch-)leitenden Schicht verbunden ist. Die (hoch-)leitende Schicht unterhalb der (halb-)leitenden Schicht sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Ladung über die Länge des Presseurs.
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Des Weiteren bekannt sind Einrichtungen zum Übertragen der Hochspannung auf eine Stirnseite des Presseurs, die nach dem Transformatorprinzip arbeiten. An der Stirnseite ist eine feststehende Primärspule angeordnet und diese ist einer an der Stirnseite des Presseurs fixierte, mitdrehende Sekundärspule zugeordnet.
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Eine „Direktaufladung“ erfolgt beispielsweise über Schleiferkontakte oder Bürsten am Umfang oder einer Stirnseite des Presseurs oder über elektrisch leitfähige Wälzlager, die eine Welle des Presseurs lagern oder über die der Presseur auf einer Achse gelagert ist, oder über ein Fluidübertragungssystem gemäß
EP 1 780 011 B1 . Vorzugsweise besteht hier der Presseur aus einem metallischen, elektrisch leitfähigen Werkstoff (z.B. Stahl) mit einer halbleitenden Schicht am Umfang.
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Die (halb-)leitende Schicht am Umfang des Presseurs ist z.B. aus Gummi oder Polyurethan mit eingebetteten elektrisch leitfähigen Partikeln (z.B. Graphit). Eine (hoch-)leitende Schicht kann ebenfalls aus Gummi oder Polyurethan mit einem entsprechend höheren Anteil elektrisch leitfähiger Partikel hergestellt werden. Hierbei kann es sich aber auch um eine metallische Schicht handeln. Eine isolierende Schicht wird beispielsweise ebenfalls aus Gummi oder Polyurethan, jedoch mit einer entsprechend geringen Anzahl elektrisch leitfähiger Partikel oder ohne elektrisch leitfähige Partikel hergestellt. Bei Sleeves kann die Sleevehülse (i.d.R. aus GFK) zugleich die isolierende Schicht sein.
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Rotationsdruckmaschinen weisen meist mehrere hintereinander angeordnete Druckwerke auf, um verschiedene Farben auf den Bedruckstoff aufzubringen. Nachteilig ist, dass der Bedruckstoff infolge der elektrostatischen Aufladung durch elektrostatische Druckhilfen sehr hohe Ladungen annehmen kann, die eine nachfolgende Verarbeitung beeinträchtigen. So kann es beispielsweise bei einem Transportieren oder Schneiden einer den bedruckten Bedruckstoff umfassenden Rolle zu Spannungsüberschlägen kommen, die Druckereiarbeiter gefährden. Wenn der bahnförmige Bedruckstoff zugeschnitten wird und beim Arbeiten mit Bögen kann es aufgrund der hohen Ladungen Probleme beim Stapeln der Zuschnitte bzw. Bögen und beim Abziehen einzelner Zuschnitte bzw. Bögen von den Stapeln sowie zu Spannungsüberschlägen kommen, die Druckereiarbeiter gefährden. Dies ist bei Einsatz von Papier als Bedruckstoff und verstärkt bei Einsatz von Kunststofffolie und von Verbundstoffen zu beobachten, die beispielsweise Kunststoff-, Papier- und Aluminiumfolien umfassen.
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EP 1 914 071 A beschreibt eine Rotationsdruckmaschine mit mehreren, in Durchlaufrichtung des Bedruckstoffes hintereinander angeordneten Druckwerken, die jeweils einen Druckzylinder und eine diesem zugeordnete elektrostatische Druckhilfe aufweisen, wobei die elektrostatischen Druckhilfen mindestens zweier Druckwerke verschiedene Polaritäten aufweisen. Dadurch, dass mindestens eine elektrostatische Druckhilfe mit negativer und mindestens eine elektrostatische Druckhilfe mit positiver Polarität vorhanden ist, wird einer übermäßigen Aufladung des Bedruckstoffes entgegengewirkt und werden ungewollte Entladungen des bedruckten Bedruckstoffes und Gefährdungen der Druckereiarbeiter vermieden.
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Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rotationsdruckmaschine zur Verfügung zu stellen, die unerwünschte Aufladungen des Bedruckstoffes noch weiter reduziert.
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Ferner soll ein Verfahren zum Betreiben der Rotationsdruckmaschine zur Verfügung gestellt werden.
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Die Aufgabe wird durch eine Rotationsdruckmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Rotationsdruckmaschine umfasst einen elektrisch im Wesentlichen isolierenden Bedruckstoff auf einer Abwickelrolle, von der der Bedruckstoff zu mehreren in Durchlaufrichtung des Bedruckstoffes hintereinander angeordneten Druckwerken geführt wird, die jeweils einen Druckzylinder und einen Presseur, die gegensinnig aufeinander abrollen, und eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes im Druckspalt zwischen Druckzylinder und Presseur aufweisen, wobei die Einrichtungen zum Erzeugen des elektrischen Feldes verschiedener Druckwerke mit Hochspannungsquellen verbunden sind, die verschiedene Polaritäten aufweisen, und mit einer Aufwickelrolle, auf die der Bedruckstoff hinter den Druckwerken geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes über eine Umschalteinrichtung mit einer Hochspannungsquelle positiver Polarität und einer Hochspannungsquelle negativer Polarität verbunden ist, sodass durch Umschalten der Umschalteinrichtung wahlweise eine Hochspannung positiver Polarität oder eine Hochspannung negativer Polarität an die Einrichtung zum Erzeugen des elektrischen Feldes anlegbar ist.
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Ein elektrisch im Wesentlichen isolierender Bedruckstoff ist z.B. eine Kunststofffolie oder eine Verbundfolie, die einen Kunststoff enthält. Die Verbundfolie enthält den Kunststoff beispielsweise in Form einer Kunststofffolie oder in Form einer aufextrudierten Schicht oder in Form von aufgebrachten Kunststoffpartikeln. Zusätzlich umfasst die Verbundfolie z.B. eine Metallfolie oder eine Papierbahn oder eine Kartonbahn oder eine weitere Kunststofffolie. Zudem kann die Verbundfolie mehrere beliebige der vorgenannten Bestandteile in Kombination umfassen.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Aufladungen des Bedruckstoffes am geringsten sind, wenn an das letzte Druckwerk eine positive Spannung angelegt wird. Anscheinend beruht dies darauf, dass Kunststofffolie zur Annahme negativer Ladungen neigt. Bei einer herkömmlichen Rotationsdruckmaschine ist nicht sichergestellt, dass der Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes des in Durchlaufrichtung des Bahnmaterials (Durchlaufrichtung) letzten eingesetzten Druckwerkes eine Hochspannung positiver Polarität zugeführt wird. Dies beruht darauf, dass die Einrichtungen zum Erzeugen des elektrischen Feldes fest mit den Hochspannungsquellen verdrahtet sind, sodass die Einrichtung zum Erzeugen des elektrischen Feldes des in Durchlaufrichtung letzten Druckwerkes permanent mit einer Hochspannungsquelle oder positiver negativer Polarität verdrahtet ist. Bei vielen Druckaufträgen wird jedoch nur ein Teil der Druckwerke der Rotationsdruckmaschine eingesetzt und werden die Hochspannungsquellen der übrigen Druckwerke abgeschaltet, beispielsweise bei einem Dreifarbdruck auf einer Rotationsdruckmaschine mit vier Druckwerken. Infolgedessen kann das Bahnmaterial auf der Aufwickelrolle noch eine hohe Ladung aufweisen, welche das Handling und die weitere Verarbeitung der Aufwickelrolle beeinträchtigt und Druckereiarbeiter gefährdet. Bei der erfindungsgemäßen Rotationsdruckmaschine wird durch die Verbindung jeder Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes über eine Umschalteinrichtung mit einer Hochspannungsquelle positiver Polarität und einer Hochspannungsquelle negativer Polarität erreicht, dass bei jedem Druckauftrag durch einfaches Umschalten jeder Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes eine Spannung mit einer Polarität zugeführt wird, welche störende Aufladungen des Bedruckstoffes hinter dem in Drucklaufrichtung letzten Druckwerk bestmöglich herabsetzt. Insbesondere kann bei jedem Druckauftrag der Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes des in Durchlaufrichtung letzten eingesetzten Druckwerkes eine Hochspannung positiver Polarität zugeführt werden. Den Einrichtungen zum Erzeugen eines elektrischen Feldes der in Durchlaufrichtung vorgeordneten eingesetzten Druckwerke kann Hochspannung mit verschiedenen Polaritäten zugeführt werden, sodass sich die Polarität in Durchlaufrichtung von Druckwerk zu Druckwerk ändert und/oder von einer Gruppe Druckwerke zu einer anderen Gruppe Druckwerke ändert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist jedes Druckwerk eine Hochspannungsquelle positiver Polarität und eine Hochspannungsquelle negativer Polarität und eine die Hochspannungsquellen mit der Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes verbindende Umschalteinrichtung auf. Bei dieser Ausgestaltung sind jedem Druckwerk zwei Hochspannungsquellen zugeordnet Somit weist die Rotationsdruckmaschine eine gleiche Anzahl Hochspannungsquellen positiver und negativer Polarität auf. Umfasst vom Umfang der Erfindung sind aber auch alternative Ausgestaltungen, bei denen die Anzahl der Hochspannungsquellen der einen Polarität größer ist, als die Anzahl der Hochspannungsquellen der anderen Polarität. Vorzugsweise ist eine größere Anzahl Hochspannungsquellen positiver Polarität als negativer Polarität vorhanden, weil die Kunststofffolie zur Annahme negativer Ladungen neigt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Umschalteinrichtung Mittel zum verzögerten Umschalten, sodass beim Umschalten von einer Hochspannungsquelle der einen Priorität auf eine Hochspannungsquelle der anderen Polarität keine Spannungen ungleicher Polarität gleichzeitig an die Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes anliegen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist zumindest hinter dem in Durchlaufrichtung letzten Druckwerk eine Feldstärkemessvorrichtung vorhanden, welche die Aufladung ermittelt, die der Bedruckstoff hinter dem letzten Druckwerk aufweist, wobei die Feldstärkemessvorrichtung mit mindestens einer Steuerungseinrichtung verbunden ist, die mit den Umschalteinrichtungen verbunden ist, um in Abhängigkeit von der von der Feldstärkemessvorrichtung gemessenen Aufladung des Bedruckstoffes an die Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes der verschiedenen Druckwerke Hochspannungen bestimmter Polarität anzulegen. Die Feldstärkemessvorrichtung ist so angeordnet, dass der Bedruckstoff durch den Erfassungsbereich der Feldstärkemessvorrichtung hindurch verläuft, sodass die Aufladung des Bedruckstoffes durch die Feldstärkemessvorrichtung erfasst wird. Diese Ausgestaltung begünstigt die automatische Steuerung des Abbaus der Aufladung des auf die Aufwickelrolle aufgewickelten Bedruckstoffes. Hierfür ist vorzugsweise hinter dem letzten Druckwerk eine Feldstärkemessvorrichtung vorhanden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind eine oder mehrere weitere Feldstärkemessvorrichtungen hinter einem oder mehreren in Durchlaufrichtung des Bedruckstoffes weiter vorn angeordneten Druckwerken vorhanden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Feldstärkemessvorrichtung am Umfang oder mindestens einer Stirnseite der Aufwickelrolle angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist eine weitere Feldstärkemessvorrichtung an einer Umlenkrolle mindestens eines Druckwerks angeordnet. Vorzugsweise ist die weitere Feldtärkenmessvorrichtung am Umfang der Umlenkrolle oder in Durchlaufrichtung des Bedruckstoffes vor oder hinter der Umlenkrolle auf der Druckseite und/oder der dieser gegenüberliegenden Seite des Bedruckstoffes angeordnet.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuerungseinrichtung so ausgebildet, dass sie an die Einrichtungen zum Erzeugen eines elektrischen Feldes der verschiedenen Druckwerke Hochspannungen mit einer Polarität anlegt, die die Aufladung des Bedruckstoffes hinter dem in Drucklaufrichtung letzten Druckwerk minimiert. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuerungseinrichtung so ausgebildet, dass sie an die Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes mindestens eines Druckwerks eine Hochspannung mit einer Polarität anlegt, die die Aufladung des Bedruckstoffes hinter dem Druckwerk minimiert. Durch diese Ausgestaltung wird eine automatische Minimierung der Aufladung des Bedruckstoffes auf der Aufwickelrolle erreicht. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuerungseinrichtung so ausgebildet, dass für jede Kombination eingesetzter Druckwerke eine bevorzugte Zuschaltung der Hochspannungsquellen verschiedener Polarität zu den verschiedenen Einrichtungen zum Erzeugen eines elektrischen Feldes der eingesetzten Druckwerke hinterlegt ist und die Umschalteinrichtungen entsprechend geschaltet werden oder ausgehend von der hinterlegten Kombination die Zuschaltungen der Hochspannungsquellen unterschiedlicher Polarität optimiert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuerungseinrichtung so ausgebildet, dass an die Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes des in Durchlaufrichtung des Bedruckstoffes letzten zugeschalteten Druckwerkes eine Hochspannung positiver Polarität angelegt wird. Bei dem letzten zugeschalteten Druckwerk handelt es sich um das in Durchlaufrichtung des Bahnmaterials letzte Druckwerk, das aktiv druckt und bei dem die ESA eingeschaltet ist. Hierdurch wird automatisch das Anlegen einer positiven Polarität an die Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes des letzten Druckwerkes sichergestellt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist jede Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes über eine weitere Umschalteinrichtung mit Masse verbunden und durch Umschalten der weiteren Umschalteinrichtung an Masse anlegbar, wenn das Druckwerk bei einem Druckauftrag nicht zugeschaltet ist. Durch diese Ausgestaltung wird eine schnelle Entladung der nicht eingesetzten Druckwerke erreicht. Die weitere Umschalteinrichtung kann eine von der Umschalteinrichtung desselben Druckwerkes gesonderte Umschalteinrichtung oder gemeinsam mit dieser ausgebildet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weisen die Einrichtungen zum Erzeugen eines elektrischen Feldes einen mit einer elektrisch (halb-)leitenden Schicht versehenen Presseur und eine Einrichtung zum Übertragen elektrischer Ladung auf die (halb-)leitende Schicht des Presseurs auf und sind die Einrichtungen zum Übertragen der elektrischen Ladung jeweils mit einer Umschalteinrichtung verbunden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Einrichtung zum Übertragen elektrischer Ladung auf die Außenschicht des Presseurs ein Top-Loading-System, ein Seitenaufladungs-System (side loading) oder ein Kernaufladungs-System (core charging).
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Die Rotationsdruckmaschine weist mindestens zwei hintereinander angeordnete Druckwerke auf. Vorzugsweise weist sie mindestens drei hintereinander angeordnete Druckwerke auf, beispielsweise für den Dreifarbdruck bzw. Dekor-Druck. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Rotationsdruckmaschine mindestens vier hintereinander angeordnete Druckwerke auf, beispielsweise für den Vierfarbdruck. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Rotationsdruckmaschine sechs, zwölf oder mehr hintereinander angeordnete Druckwerke auf. Die Druckwerke der erfindungsgemäßen Rotationsdruckmaschine sind vorzugsweise Farbdruckwerke. Ferner umfasst die Erfindung Rotationsdruckmaschinen, bei denen ein oder mehrere Druckwerke zum Prägen des Bedruckstoffes oder zum Aufbringen eines Glanzstoffes oder einer Schutzschicht oder für eine anderweitige Behandlung des Bedruckstoffes vorhanden sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Rotationsdruckmaschine eine Rotationstiefdruckmaschine. Ferner bezieht die Erfindung Rotationsdruckmaschinen ein, die als Hochdruck-, Flachdruck- oder Siebdruckmaschinen ausgebildet sind.
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Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Rotationsdruckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11 wird durch Schalten der Umschalteinrichtungen an die Einrichtungen zum Erzeugen eines elektrischen Feldes des in Durchlaufrichtung des Bedruckstoffes letzten eingeschalteten Druckwerkes eine Hochspannung positiver Polarität angelegt.
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Hierdurch wird eine bestmögliche Entladung des Bedruckstoffes hinter dem letzten Druckwerk ermöglicht.
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Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens werden an die Einrichtungen zum Erzeugen eines elektrischen Feldes verschiedener Druckwerke durch Umschalten der Umschalteinrichtungen Hochspannungen einer Polarität angelegt, die eine minimale Aufladung des Bedruckstoffes in Drucklaufrichtung hinter dem letzten Druckwerk bewirken.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung werden durch Umschalten der Umschalteinrichtungen an die Einrichtungen zum Erzeugen eines elektrischen Feldes in Durchlaufrichtung des Bedruckstoffes aufeinanderfolgender Druckwerke Hochspannungen verschiedener Polaritäten angelegt werden und/oder an die Einrichtungen zum Erzeugen eines elektrischen Feldes in Durchlaufrichtung des Bedruckstoffes aufeinanderfolgender Gruppen von Druckwerken Hochspannungen verschiedener Polaritäten angelegt. Durch den in Durchlaufrichtung wechselnden Einsatz von Hochspannungen verschiedener Polaritäten zum Erzeugen elektrischer Felder wird die Aufladung des Bedruckstoffes hinter den Druckwerken reduziert.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Rotationsdruckmaschine mit mehreren Druckwerken und diesen umschaltbar zugeordneten Hochspannungsquellen unterschiedlicher Polarität in einer grobschematischen Ansicht;
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2 Hochspannungsgeneratoren unterschiedlicher Polarität mit Umschalteinrichtungen und Presseuren mit verschiedenen Aufladesystemen in grobschematischer Ansicht;
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3 eine alternative Rotationsdruckmaschine in grobschematischer Ansicht
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Gemäß 1 weist eine Rotationsdruckmaschine vier hintereinander angeordnete Druckwerke 1.1 bis 1.4 auf. Jedes Druckwerk 1.1 bis 1.4 hat einen metallischen, elektrisch leitfähigen Druckzylinder 2.1 bis 2.4, der über elektrisch leitfähige Lager elektrisch an Masse anliegt. Ferner hat jedes Druckwerk 1.1 bis 1.4 eine elektrostatische Druckhilfe 3.1 bis 3.4.
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Jede elektrostatische Druckhilfe 3.1 bis 3.4 weist einen Presseur 4.1 bis 4.4 auf, der ein Gegendruckzylinder ist, der auf dem Druckzylinder 2.1 bis 2.4 abrollt. Ferner hat jede elektrostatische Druckhilfe 3.1 bis 3.4 eine Hochspannungsquelle positiver Polarität 5.1 bis 5.4 und eine Hochspannungsquelle negativer Polarität 6.1 bis 6.4. Die Hochspannung jeder Hochspannungsquelle 5.1 bis 5.4 und 6.1 bis 6.4 ist vorzugsweise einstellbar.
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Jedes Druckwerk 1.1 bis 1.4 umfasst eine Umschalteinrichtung 7.1 bis 7.4, wobei jede Umschalteinrichtung 7.1 bis 7.4 mit einer Hochspannungsquelle positiver Polarität 5.1 bis 5.4 und eine Hochspannungsquelle negativer Polarität 6.1 bis 6.4 verbunden ist.
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Jede Umschalteinrichtung 7.1 bis 7.4 ist über eine Einrichtung zum Übertragen elektrischer Ladung 8.1 bis 8.4 eine (halb-)leitende Schicht des Presseurs 4.1 bis 4.4 desselben Druckwerkes 1.1 bis 1.4 verbunden. Jeder Presseur 4.1 bis 4.4 bildet gemeinsam mit der Einrichtung zum Übertragen einer elektrischen Ladung 8.1 bis 8.4 eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes 9.1 bis 9.4 im Druckspalt 10.1 bis 10.4 zwischen Druckzylinder 2.1 bis 2.4 und Presseur 4.1 bis 4.4.
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Von einer Abwickelrolle 11 wird ein Bedruckstoff 12 zwischen den Druckzylindern 2.1 bis 2.4 und Presseuren 4.1 bis 4.4 aufeinanderfolgender Druckwerke 1.1 bis 1.4 hindurchgeführt. Hierbei sind zwischen den Druckwerken 1.1 bis 1.4 jeweils Umlenk- und/oder Ausgleichsrollen 13.1 bis 13.4 und 14.1 bis 14.4 vorhanden, über die der Bedruckstoff 12 hinweggeführt wird. Hinter den Druckwerken 1.1 bis 1.4 wird der Bedruckstoff 12 auf eine Aufwickelrolle 15 geführt.
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Ein Feldstärkesensor 16 ist neben dem Bedruckstoff 12 unmittelbar vor dem Auflaufen auf die Aufwickelrolle 15 angeordnet.
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Ferner ist hinter jedem Druckwerk ein weiterer Feldstärkesensor 17.1 bis 17.4 angeordnet, der dem Bedruckstoff 12 an einer Umlenkrolle 14.1 bis 14.4 zugeordnet ist.
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Jedes Druckwerk 1.1 bis 1.4 hat eine Steuerungseinrichtung 18.1 bis 18.4 zum Steuern der elektrostatischen Druckhilfe 3.1 bis 3.4. Die Steuerungseinrichtungen 1.1 bis 1.4 sind untereinander über einen Datenbus 19 verbunden.
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Ferner sind die Steuerungseinrichtungen 18.1 bis 18.4 über den Datenbus 19 mit einer Hauptsteuerung 18.5 verbunden.
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Der Feldstärkesensor 16 ist über den Datenbus 19 mit den Steuerungseinrichtungen 18.1 bis 18.5 verbunden.
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Jeder weitere Feldstärkesensor 17.1 bis 17.4 ist mit der Steuerungseinrichtung 18.1 bis 18.4 desselben Druckwerkes 1.1 bis 1.4 und/oder mit dem Datenbus 19 verbunden.
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Beim Betrieb der Rotationsdruckmaschine wird der Bedruckstoff 12 von der Abwickelrolle 11 abgewickelt, durch die Druckwerke 1.1 bis 1.4 hindurchgeführt und auf die Aufwickelrolle 15 aufgewickelt. In den Druckwerken 1.1 bis 1.4 wird er mit verschiedenen Farben bedruckt.
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Von den Steuerungseinrichtungen 18.1 bis 18.4 werden die Umschalteinrichtungen 7.1 bis 7.4 so gesteuert, dass an dem in Durchlaufrichtung letzten eingesetzten Druckwerk 1.4 eine Hochspannung positiver Polarität anliegt. Die Polaritäten der den in Durchlaufrichtung vorgeordneten eingesetzten Druckwerke 1.1 bis 1.3 zugeführten Hochspannungen werden von den Steuerungseinrichtungen 18.1 bis 18.4 so eingestellt, dass der Feldstärkesensor 16 vor der Aufwickelrolle 15 eine minimale Aufladung des Bedruckstoffes 12 misst. Hierfür werden beispielsweise den Druckwerken 1.1 und 1.3 Hochspannungen negativer und im Druckwerk 1.2 eine Hochspannung positiver Polarität zugeführt.
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Gemäß 2 kann die Einrichtung zum Übertragen elektrischer Ladung 8.1 bis 8.4 auf die (halb-)leitende Schicht des Presseurs 4.1 bis 4.4 unterschiedlich ausgeführt sein. Sämtliche Ausführungen weisen einen Presseur 4.1 bis 4.4 mit einem metallischen Kern 20 auf. Bei den Ausführungen von 2a bis c weist der Kern eine drehende Welle 21 auf, die in Wälzlagern 22.1, 22.2 gelagert ist. Bei den Ausführungen von 2a und b sind die Wälzlager 22.1, 22.2 geerdet. Bei der Ausführung gemäß 2c sind die Wälzlager 22.1, 22.2 durch Isolierungen von Masse getrennt.
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Bei den Ausführungen von 2d bis f ist der metallische Kern 20 über Wälzlager 22.1, 22.2 auf einer feststehenden Achse 24 gelagert. Die Achse 24 ist in Isolierelementen 23.1, 23.2 gehalten und gegenüber Masse isoliert.
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Bei der Ausführung von 2a ist außen auf dem Außenumfang des metallischen Kerns 20 eine Isolierschicht 25 angeordnet. Außen auf der Isolierschicht 25 sitzt unmittelbar eine (halb-)leitende Schicht 26 des Presseurs 4.1 bis 4.4.
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Bei der Ausführung von 2b ist auf den Außenumfang des metallischen Kerns 20 eine Isolierschicht 25 angeordnet und auf dem Außenumfang der Isolierschicht 25 eine elektrisch hochleitende Schicht 27, auf deren Außenumfang wiederum die (halb-)leitende Schicht 26 des Presseurs 4.1 bis 4.4 sitzt. Bei der Ausführung von 2f ist auf dem Außenumfang des metallischen Kerns 20 eine elektrisch hochleitende Schicht 27 angeordnet, auf deren Außenumfang die (halb-)leitende Schicht 26 des Presseurs 4.1 bis 4.4 sitzt.
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Bei der Ausführung von 2a wird die elektrische Ladung über eine Nadelelektrode 28 von außen der Schicht 26 des Presseurs 4.1 bis 4.4 zugeführt (Top Loading). Die Isolierschicht 25 verhindert, dass die Ladung nach Masse abfließt.
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Bei 2b wird die Ladung über die eine Aufladeelektrode 29 zu einer Stirnseite des Presseurs 4.1 bis 4.4 der elektrisch hochleitenden Schicht 27 zugeführt (Side Loading) und von dieser gleichmäßig innen über die Schicht 26 verteilt. Auch hier verhindert die Isolierschicht 25 ein Abfließen zur Masse.
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Bei
2c wird die Hochspannung über die Welle
21 zugeführt (Core Charge Loading), beispielsweise mittels eines Fluidübertragungssystems
30 gemäß
EP 1 780 011 B1 oder mittels Bürsten. Über den metallischen Kern
20 wird die Ladung gleichmäßig auf die Innenseite der Schicht
26 verteilt. Die Isolierelemente
23.1,
23.2 verhindern ein Abströmen zur Masse.
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Bei der Ausführung von 2d wird die Ladung über die feststehende Achse 24 und die Wälzlager 22.1, 22.2 dem metallischen Kern 20 zugeführt (Core Charge Loading). Über den Außenumfang wird die Ladung gleichmäßig auf die Schicht 26 verteilt. Die Isolierelemente 23.1, 23.2 verhindern auch hier ein Abströmen der Ladung zur Masse.
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Bei 2e wird die Ladung der Schicht 26 wiederum über eine Nadelelektrode 28 zugeführt (Top Loading). Hier verhindern die Isolierelemente 23.1, 23.2 ein Abströmen zur Masse hin.
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Gemäß 2f wird die Ladung wiederum über eine Aufladeelektrode 29 an einer Stirnseite der hochleitenden Schicht 27 zugeführt (Side Loading). Hier verhindern die Isolierelemente 23.1, 23.2 ein Abfließen der Ladung zur Masse. Bei dieser Ausführung kann auf eine der Isolierungen verzichtet werden.
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Gemäß 1 sind der Presseur 4.1 bis 4.4 und die Einrichtung zum Übertragen der elektrischen Ladung 8.1 bis 8.4 wie in 2c oder d ausgebildet.
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Die Rotationsdruckmaschine von 3 unterscheidet sich von der von 1 dadurch, dass die Presseure 4.1 bis 4.4 und die Einrichtungen zum Übertragen der elektrischen Ladung 8.1 bis 8.4 wie in 2a oder 2e ausgebildet sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1780011 B1 [0009, 0057]
- EP 1914071 A [0012]
