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Elektrostatische Farbübertragungswalze Die Erfindung betrifft eine
elektrostatische Farbübertragungswalze, durch die eine zu bedruckende Bahn gegen
einen die Druckfarbe in Vertiefungen enthaltenen Zylinder gedruckt und durch deren
elektrostatisches Feld eine Bewegung der Farbpartikel auf die bedruckende Bahn zu
bewirkt wird.
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Derartige Farbübertragungswalzen bestehen entweder aus einem von der
Lagerung elektrisch isolierten Mantel, der mit halbleitendem Gwmmi überzogen ist
und dem, beispielsweise über einen Schleifring, eine hohe elektrische Spannung ztigefulirt
wird oder aus einem Zylinder mit isoliertem Mantel, über dem wieder ein leitender
Mantel, dem die Spannung zugeführt wird, angeordnet ist und der ebenfalls einen
rohrartigen Überzug atis halbleitendem Gummi trägt.
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Da die Oberfläche bekannter elektrostatischer Farbtibertragunswalzon
demzufolge grundsätzlich aus halbleitendem Material besteht, an welches von einer
leStenden,
rohrartigen Unterlage der gegen Erde isolierten Walze
her eine hohe elektrische Spannung gegen Erde angelegt wird, baut sich um den Umfang
der FarbUbertragungswalze herum ein starkes elektrostatisches Feld auf. Da der Umfang
der Farbübertragungswalze nach außen einmal durch Luft und zum anderen durch das
in der Regel ebenfalls isolierende zu bedruckende Material gegen Erde isoliert ist,
ist der Stromfluß trotz der hohen Spannung gering und die Spannung sowie das elektrostatische
Feld am gesamten Umfang sind hoch.
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Die hohe Spannung kann zu Entladungen in Form von Funken ftiiiren,
die infolge der beim Drucken entstehenden explosiven Lösemitteldämpfe äußerst gefährlich
sind. Eine Presseurwalze, die die Farbübertragungswalze gegen den die Druckfarbe
führenden Zylinder pressen soll, muß gegenüber der Farbübertragungswalze elektrisch
isoliert sein.
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Es sind weiter elektrostatische Farbtbertragungswalzen bekannt, bei
denen die Spannung einem in der Regel aus halbleitendem Gummi bestehenden Walsenmantel,
der dem Walzenkörper gegenüber isoliert ist, von außen zugefiihrt wird, beispielsweise
durch eine isoliert gelagerte Xontaktwalze, die auf der dem Druckfarbe fuhrenden
Zylinder abgewandten Seite der Farbtibertragungswalze am Walzenmantel anliegt. Da
das elektrostatische Feld naturgemäß seine größte Stärke im Bereich der hohen Spannung
hat und die höchste Spannung im
Bereich der schmalen Berührungslinie
zwischen Eontaktwalze und Farbübertragungswalze auftritt, tritt über den Jeweils
halben Umfang der Farbiibertrag'ungswalze bis zur Beruhrungsstelle mit dem zu bedruckenden
Material ein erheblicher Spannungsabfall auf, , der eine entsprech#end höhere to:taktwalsenspannung
erfordert, demzufolge ist der Wirkungsgrad dieser Anordnung im Bereich zwischen
Ubertragungswalze und dem die Druokfarbe führenden Zylinder gering. An der langen
Bertihrungslinie zwischen Kontaktwalze und Farbtibertragungswalze, die praktisch
nicht funkensicher verkleidet werden kann, können Funken auftreten,und der gesamte
Umfang der Farbübertragungswalze steht unter Spannung gegen Erder Es ist möglich,
die Kontaktwalze zugleich als Presseurwalze zu benutzen; aus Gründen ihrer Erwärmung,
Abnutzung und elektrischen Isolation lassen sich Jedoch nur niedrige bis mittlere
Presseurdrucke erreichen. Da sowohl die Kontaktwalze als auch die Farbübertragungswalze
mit einem halbleitenden Gummiüberzug versehen sein müssen, erwärmen sich die Überzüge
insbesondere bei hohen Drücken und Drehzahlen verhältnismäßig stark und nutzen sich
entsprechend stark abs Elektrostatische Farbübertragungswalzen lassen sich aus den
angeftilirten Gründen nur in Druckmaschninen verwenden, die diesem Einsatzgebiet
besonders angepaßt sind. Es ist nicht möglich, normale Tiefdruckmaschinen,
die
tibereinanderliegend einen Druckfarbe führenden Zylinder, das zu bedruckende Material,
eine gummitibersogen Zwischenwalze und zu seiner zusätzlichen Belastung einen Presseur
mit Stahlmantel besitzen, an Stelle der Zwischenwalze mit einer Farbübertraungswalze
zu versehen Der geerdete Presseur kann nicht zur Spannungszuführung verwendet werden
und würde bei zentrischer Spannungszuführung zur Farbübertragungswalze, beispielsweise
durch einen Schleifring,die Ausbildung eines elektrostatischen Feldes zwischen der
Farbübertragungswalze und dem von ihm durch das bedruckende Material isolierten
farbfuhrenden Zylinder infolge Ableitung der Spannung gegen Erde weitgehend verhindern.
Würde man die geerdete Presseurwalze mit Stahloberfläche durch eine mit halbleitendem
Gummi überzögene oder oberflächenisolierte Presseurwalze ersetzen, dann werden die
bereits geschilderten Nachteile auftreten, so daß die Leistung der Anordnung nicht
befriedigen kann. In konventionellen Tiefdruckmaschinen ohne Stahlpresseur und nur
mit einer Farbübertragungswalze an Stelle der Zwischenwalze zu drucken, ist einmal
aus drucktechnischen Griladen und zum anderen, weil die Farbübertragungswalze unkontrollierbare
Bewegungen in der Vertikalen ausfahren Würde, nicht möglich.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Farbtibertragungs walzen ist,
daß die Breite des elektrostatischen Feldes durch die Breite eines unter dem halbleitenden
Gummimantel
befindlichen leitenden Mantels bestimmt ist und somit
konstruktiv festliegt. Häufig kommt es vor, daß unterschiedlich breite Bahnen zu
bedrucken sind, dabei darf die Breite des elektro statischen Feldes die Bahnbreite
nicht iberschreiten. Aus diesem Grund müssen die Farbübertragungswalzen der Bahnbreite
angepaßt sein und bei Ä:nderungen der Breite der zu bedruckenden Bahn ausgetauscht
werden. Der Austausch führt zu Zeitverlusten,und es mEssen unterschiedliche Farbübertragungswalzen
auf Lager gehalten werden, die in ausgebautem Zustand leicht Beschädigungen ausgesetzt
sind.
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Mit der Erfindung wird bezweckt, eine Farbibertragungswalze zu schaffen,
die die Nachteile der bekannten Farbübertragungswalzen nicht aufweist und die insbesondere
auoh in konventionellen Druckmaschinen mit am Umfang geerdetem Stahlpresseur einsetzbar
ist, Dazu ist die Aufgabe zu lösen, die Farbtibertragungs walze so auszubilden,
daß sich ein elektrostatisches Feld mit einem Maximum in der Nähe der Beruhrungsstelle
der ElPsrbUbertragungawalze mit dem Druckfarbe ftihrenden Zylinder, die beide voneinander
durch das zu bedruckende Material getrennt sind, ausbildet.
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Dies iet nur dadurch erreichbar, daß man im Bereich des gewünschten
elektrostatischen Feldes die maximale Spannung zur Wirkung bringt.
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Diese Aufgabe wird mit einer Farbübertragungswalze, die unter einem
halbleitenden Mantel eine gegen Erde isolierte leitende Schicht besitzt, dadurch
gelöst, daß die leitende Schicht erfindungsgemäß aus einer unzahl durch die Halbleiterschicht
voneinander getrennter und mit Anschluß- und Ubertragungsmitteln für die Spannung
versehener, längsachsig zur FarbUbertragungswalze liegender, um den Umfang des von
Erde isolierten Walzenkörpers oder -mantels herum verteilter schmaler Leiter besteht,
die einzeln oder gruppenweise an Spannung legbar sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Farbübertragungswalze wird die Hochspannung
Silber einen kollektorartig ausgebildeten Rotationskörper und einen blirstenF oder
schleiferartig ausgebildeten ruhenden Teil Jeweils nur den Leitern zugeführt, die
dem die Druckfarbe ftuirenden Zylinder unmittelbar benachbart sind, ao daß sich
das elektrostatische Feld nur an der gewünschten Stelle ausbilden kann. Da die einzelnen
Leiter voneinander durch das halbleitende Material mit hohem Wioderstand voneinander
getrennt sind, fällt die Restspannung an nicht mehr mit Hochspannung versorgten
Leitern rasch ab und es tritt kein nennenswerter Leistungsverlust bei Verwendung
einer geerdeten leitenden Presseurwalze an der dem elektrostatischen Feld gegentiberliegenden
Seite des Umfanges der ParbUbertragungewalze auf,
Eine vorteilhafte
Weiterbildung der Erfindung ist dadurch möglich, daß die am Umfang im halbleitenden
Material verteilten Leiter abwechselnd die einem breiten zu bedruckenden Material
und die einem schmalen zu bedruckenden Material entsprechende Länge besitzen und
die Stromzufuhrungen zu den Leitern gleicher Länge getrennten Anschluß- und Übertragungsmitteln
für die Spannung zugeführt werden. Dadurch ist es möglich, mit einer Farbübertragungewalze
zwei unterschiedlich breite elektrostatische Felder zu erzeugen, abhängig von der
Breite des zu bedruckenden Materials, Je nachdem, ob man die Spannung den längeren
oder den ktirzeren Leitern zuftihrt.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand zweier Ausftlhrungsbeispiele
näher erläutert werden. In den zagehörigen Zeichnungen zeigen unter Verzicht auf
ftir die Erfindung unwesentliche Einzelheiten: Fig. 1: einen Querschnitt durch eine
Druckeinheit und einer Farbübertragungswalze und Fig. 2: einen Längsschnitt durch
eine BarbUbertragungiwalze für zwei unterschiedliche Breiten des zu bedruckenden
Materials.
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Fig. t zeigt eine elektrostatische Farbübertragungswalze 1, durch
die eine Bahn 2 gegen eien Druckformzylinder 3, der die Druckfarbe führt, gedrttckt
wird.
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Die Farbübertragungswalze 1 iet durch eine geerdete
Stahlpresseurwalze
4 belastet. Eine solche Anordnung, bei der an Stelle der Farbübertragungswalze eine
ein fache gummitiberzogene Walze verwendet wird, ist als normale Druckeinheit von
Rollenroltations-T'iefdruckmaschinen bekannt. Wie ausfuhrlich begründet wurde, ist
es nicht möglich, bekannte Farbtibertragungswalzen in dieser Druckeinheit an Stelle
der gummitiberzogenen Walze einzusetzen.
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Die erfindungsgemße und in der Anordnung nach Fig- 1 dargestellte
Farbübertragungswalze 1 besteht aus einem Stahlzylinder 5, der mit einer Isolierschicht
6 zumindest auf seiner Umfangsfläche überzogen ist. Auf der Isolierschicht 6 ist
eine Halbleiterschicht 7 angeordnet, dabei ist unter eEalbleiter" eine Schicht mit
hohem spezifischen Widerstand, vorzugsweise aus durch Grafitbeimischung in geringem
Maße leitfähig gemachtem Gummi, zu verstehen. In dieser Halbleiterschicht 7 sind
längs der Farbübertragungswalze 1 verlaufende und voneinander durch die Halbleiterschicht
7 getrennte Leiter 8 in gleichmäßigem Abstand voneinander eingebettet,und ihre Enden
oder mit ihnen verbundene besondere Anschlußdrähte sind seitlich aus der Halbleiterschicht
7 herausgeführt, Mit Hilfe eines Spannungsübertragers 9, der gestrichtlt dargestellt
wurde, kann den der Bahn 2 unmittelbar benachbarten Leitern 8, eine hohe elektrische
Spannung zugeftihrt werden, durch die sich in der Nähe dieser Leiter ein starkes
elektrostatisches Feld ausbildet.
Die einander benachbarten Leiter
8 in Richtung auf die Stahlpresseurwalze 4 zu, die vom Spannungstibertrager 9 nicht
mehr erfaßt werden, können als durch eine Reihenschaltung hochohmiger Widerstände
aus dem Material der Halbleiterschicht 7 miteinander verbunden betrachtet werden,
so daß ein nennenswerter Stromfluß in Richtung auf die geerdete Stahlpresseurwalse
4 ebensowenig auftreten kann, wie eine gefährliche oder auch nur merkbare Spannung
auf der Oberfläche der Halbleiterschicht 7 in einigem Abstand vom letzten durch
den Spannungsttbertrager 9 mit Spannung versorgten Leiter 8. Je nach den vorliegenden
Bedingungen kann man sogar die in einigem Abstand von den spannungsfuhrenden Leitern
8 befindlichen Leiter 8 über nicht dargestellte Spannungsableiter auf Erdpotential
legen, so daß die Spannung und damit das elektrostatische Feld ganz eng begrenzt
nur dort auftreten können, wo sie benötigt werden und sohon von der Konstruktion
der Maschine her ein gentigender Schutz vor zufälliger BerUhrng gewährleistet ist.
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Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine andere Ausfilhrungsform
einer Farbübertragungswalze. Auch hier ist auf den Umfang eines Stahlzylinders 10
eine Isolierschicht 11 aufgebracht, auf der sich wieder eine Halbleiterschioht 12
befindet. In der Halbleiterschicht 12 sind in gleichmäßigem Abstand voneinander
abwechselnd um den Umfang herum eine Anzahl langer Leiter 13 und
kurzer
Leiter 14 angeordnet. Die Länge der langen Leiter 13 und damit die Länge des von
ihnen erzeugten elektrostatischen Feldes entspricht der maximal verarbeitbaren Bahnbreite,
die Länge der kurzen Leiter 14 entspricht einer beliebigen verminderten und häfiger
zu bedruckenden Bahnbreite. Jeder lange Leiter 13 besitzt eine Spannungszuftitirung
15, die isoliert nach rechts aus der Farbübertragungswalze herausgefuhrt und über
einen nicht dargestellten kollektorartigen Verteiler an Spannung legbar ist, die
kurzen Leiter 14 sind sinngemäß über Spannungszufuhrungen 16, die nach links heraus
gefiahrt sind, an Spannung anschließbar. Je nach der Breite der zu bedruckenden
Bahn kann man durch Anschluß der Spannung an den rechten Verteiler ein breites und
an den linken Verteiler ein schmales elektrostatisches Feld erzeugen.