DE2102286A1

DE2102286A1 - Unterdrückung von Farbspruhnebel

Info

Publication number: DE2102286A1
Application number: DE19712102286
Authority: DE
Inventors: Robert B Grove City Ohio Reif (VSiA)
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1970-01-29
Filing date: 1971-01-19
Publication date: 1971-08-12
Also published as: GB1272349A; SE378078B; FR2077029A5; CH528978A; CA951957A; DE2102286B2; DE2102286C3; US3672298A; JPS5028841B1

Description

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Patentanmeldung

NORTH AMERICAN ROCKWELL CORPORATION, Fifth Avenue and Wood Street, Pittsburgh, Pennsylvania 15222, V. St. v. A.

Unterdrückung von Farbsprühnebel

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Unterdrückung von Farbsprühnebel bei Druckerpressen.

Die Sprühnebelbildung von Druckfarbe in einem Druckerpressenraum ist seit vielen Jahren als Problem bekannt. Jede Druckerpresse weist zahlreiche Walzen und Zylinder auf, die mit hoher Geschwindigkeit arbeiten, um einen Druckfarbefilm zu übertragen und gleichmäßig zu verteilen. Die Trennung des Films an den Austrittsspalten bewirkt offensichtlich die Bildung von zähflüssigen Druckfarbesträngen, die schnell zu dem Punkt gezogen werden, an dem sie auseinanderreißen und Druckfarbeteilchen in die Luft freigeben, die so klein sind, daß sie mit der Luft mitgeführt werden und sich auf allen freiliegenden Flächen im Pressenraum und innerhalb der Presse absetzen, was zu einem äußerst schwer zu bekämpfenden Problem,was Sauberkeit und d

Sicherheit angeht, führt. Es sind Versuche unternommen worden, dieses Problem dadurch zu verringern, daß man ständig die Luft innerhalb einer Presse abgesaugt und Elektroden verschiedener Gestalt verwendet hat, um entweder die Farbteilchen anzuziehen oder die Färbteilchen in einem elektrischen Feld zu laden, so daß sie sich wieder auf der Fläche der Walzen und Zylinder in der Presse abzulagern suchen. Vorbekannte Ladeelektroden waren beispielsweise als ein in Nähe eines Austrittsspaltes gestreckter Draht ausgebildet, der erregt wird, um sowohl eine Koronaentladung zum Laden der Farbteilchen zu erzielen als auch ein elektrisches Feld zum Einwirken auf solche Teilchen zu errichten. Γ.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Unterdrückung von Farbsprühnebel bei einer Druckerpresse zu schaffen, die wirksam eine Sprühnebelbildung an ihrer Quelle korrigiert, so daß sich der Sprühnebel nicht in der Presse in Form eines unerwünschten Films oder auf Flächen im Pressenraum absetzt. Damit in Zusammenhang steht die Aufgabe,eine Anordnung zur Unterdrückung von Farbsprühnebel zu schaffen, durch welche die Teilchen sofort nach ihrer Bildung auf dem Film auf der Fläche der Walzen und Zylinder wieder abgelagert werden, so das es nicht erforderlich ist, die Luft, welche die Teilchen trägt, abzusaugen oder zu filtern.

Der Erfindung liegt hauptsächlich die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Unterdrückung von Farbsprühnebel zu schaffen, welche eine hohe Spannung zur Steuerung der Sprühnebelteilchen verwendet, aber nicht die Verwendung irgendwelcher besonderer Elektroden beispielsweise Drähte oder dergl. erfordert, um entweder das Feld zu erzeugen oder die Teilchen zu laden, auf die das Feld einwirken soll. Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde,eine Unterdrückungsanordnung zu schaffen, bei der die Verwendung irgendwelcher besonderer Ladelektroden vermieden ist, die nicht auf Koronaentladung beruht, und die stattdessen die geringe Ladung ausnutzt, die von jedem der Teilchen bei seiner Bildung zufällig aufgenommen wird. Dadurch, daß besondere Elektroden vermieden sind, gibt es keine Stör-ung beim Reinigen der Walzen oder Zylinder, es gibt keine Drähte, die zu montieren oder aufrechtzuerhalten sind; für den Bedienungsmann der Presse oder das Wartungspersonal isiu die Berührungsgefahr herabgesetzt. Da ferner die Koronaentladung und Streuströme auf einen äußerst niedrigen Wert vermindert werden können in Abhängigkeit teilweise von der Spannung und anderen Bedingungen, wird der Leistungsverbrauch auf eine so geringe Höhe herabgesetzt, daß die Kosten pro Betriebsstunde unerheblich sind.

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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Unterdrückung von Farbsprühnebel zu schaffen, die leistungsfähiger als vorbekannte Vorrichtungen und an allen Walzenspalten ohne Rücksicht auf die Drehrichtung wirksam ist, selbst bei Pressen, bei denen die Walzen eine zickzackförmige Anordnung aufweisen, und bei denen ein Teil der Spalte bislang für Drähte oder andere Elektroden unzugänglich war. Damit in Zusammenhang steht die Aufgabe, eine Unterdrückungsanordnung zu schaffen, die bei bereits bestehenden Ausführungen von Pressen wie auch bei neuen Pressen fast allgemein und unter äußerst niedrigen Kosten angewendet werden kann, und die einen dauernden Gebrauch von Materialien für den Ober- % flächenbelag der Walzen in herkömmlicher Dicke ermöglicht·

Erfindungsgemäß ist eine Druckerpresse oder dergleichen vorgesehen, mit einem Rahmen, einem Walzenglied und einem Zylinderglied, die im Rahmen gelagert und miteinander in Abrolleingriff sind, um einen Eintrittsspalt und einen Austrittsspalt zu bestimmen, Mitteln zum Fördern eines Druckfarbefilms zu den Gliedern, Mitteln zum Drehen der Glieder mit hinreichend hoher Geschwindigkeit, um einen Sprühnebel von Farbteilchen am AustrittsspaIt zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzenglied einen Zylinderkörper aus federndem Isoliermaterial aufweist, Isoliermittel zwischen dem d Walzenglied und dem Rahmen angeordnet und Mittel vorgesehen sind, um eine hohe Spannung auf das Walzenglied gegenüber dem Zylinderglied zu geben, um ein elektrisches Feld im Bereich des Austrittsspaltes zu erzeugen, das auf die Farbteilchen wirkt, so daß die Teilchen sich auf dem Film auf der Oberfläche der Glieder wieder abzusetzen suchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Abbildungen näher beschrieben:

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Fig. 1 ist eine schematische Stirnansicht einer typischen Druckerpresse, bei der die Erfindung anwendbar ist, mit entferntem Endrahmen, um die Anordnung der Walzen und Zylinder zu zeigen, die den Druckfarbeweg von der Quelle zum Formzylinder bilden,

Fig. 2 ist eine bruchstückartige Endansicht eines Teils des Druckfarbeweges und zeigt einen Farbzylinder und zwei mit diesem zusammenwirkende Farbauftrags-* walzen mit einer anliegenden Hochspannungsquelle,

Fig.2a ist eine bruchstückartige Ansicht und zeigt das Profil des Austrittsspaltes und die Bildung einzelner Farbteilchen,

Fig.2b ist eine schematische Ansicht ähnlich wie Fig.2a und zeigt die allgemeine Beschaffenheit des zwischen der Walze und dem Zylinder errichteten Feldes,

Fig. 3 zeigt eine typische Farbwalzenanordnung mit Mitteln zum Isolieren der Stummelwellen, und

Fig. 4 zeigt ein Ende der Anordnung von Fig. 3 und dessen Anbringung in einem geeigneten Walzensockel·

Fig. 1 zeigt eine Presse Io mit einem ersten Druckerpaar, das aus einem Druckzylinder 11 und einem mit diesem zusammenwirkenden Gegendruckzylinder 12 besteht, der auf eine fortlaufende Papierbahn 13 wirkt. Von einer Druckfarbenquelle 2o zugeführte Druckfarbe bildet einen Film und wird über eine Reihe von Walzen und Zylindern aufwärts geleitet, um schließlich auf die Oberfläche des Druckzylinders 11 aufgetragen zu werden. Die Walzen und Zylinder Im Druckfarbefördersystem sind jeweils bei 21-27 angedeutet. Die gegenüberliegende Seite der Presse weist ein zweites Druckerpaar auf, das dem Druckfarbemechanismus zugeordnet ist, wobei entsprechende Teile mit dem gleichen Bezugszeichen unter Zusatz des Indexes a gekennzeichnet sind.

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Bei Betrieb wird Druckfarbe von der Druckfarbenquelle 2o unter Druck zum ersten Zylinder 21, auch Quellenzylinder genannt, gefördert, und von dort über eine Walze 22, einen Zylinder 23 und eine Walze 24 zu einem Endzylinder 25 weitergeleitet, von dem der Farbfilm auf den Formzylinder über Farbauftragswalzen 26, 27 aufgetragen wird. Ein Teil der Walzen kann in Schwingungen versetzt werden, die Mittel, mit denen die endseitige Bewegung bewirkt wird, liegen jedoch außerhalb des Umfanges dieser Erfindung.

In Fig. 3, welche eine typische Farbauftragswalze 26 zeigt, weist diese einen zylinderförmigen Körper 3o aus Stahl mit f[

zueinander ausgerichteten Stummelwellen 31, 32 an den Enden und einer Außenfläche 33 auf. Die Stummelwellen sind in Lagern 35, bzw. 36 angeordnet, die beispielsweise Kegelrollenlager sein können und die in geeigneten, schematisch bei 37, 38 angedeuteten Sockeln angeordnet sind. Ein typischer Sockel 38, wie er in Fig. 4 gezeigt ist, weist einen Basisteil 4o auf, der an der Seitenwand des Rahmens durch Schrauben 41 befestigt ist und einen Träger 42 hält, der das Lager 36 umgibt. Der Träger ist an der Basis durch eine erste Schraube 43 befestigt, die eine begrenzte Schwenktätigkeit ermöglicht, und ist durch eine Klemmschraube 44 einstellbar festgeklemmt. Es genügt, darauf hinzuweisen, daß die Walzensockel der gezeig- A ten Art nicht nur dazu dienen, die Walze abzustützen, sondern auch diese in,Eingriff mit dem zugeordneten Zylinder vorzuspannen und ein "Auswerfen¹¹ zu ermöglichen, um die Reinigung zu erleichtern.

Der aus Stahl bestehende zugeordnete Zylinder 25 weist Stummelwellen 51 auf, die ebenfalls gegenüber dem Pressenrahmen gelagert sind und zwangsschlüssig durch den Pressenantrieb durch geeignete, nicht gezeigte Mittel, die aber dem Fachmann bekannt sind, verdreht werden. Die Faraauftragswalzen werden

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durch Reibung bedingt durch ihren Kontakt mit der Oberfläche eines zugeordneten Zylinders angetrieben·

Erfindungsgemäß sind die Farbwalzen mit einer Schicht aus federndem Isoliermaterial um die Außenfläche herum überzogen und gegen den Pressenrahmen isoliert, wobei ein hoher Spannungsunterschied zwischen jeder Farbwalze und ihrem zugeordneten Zylinder anliegt, um ein intensives elektrisches Feld im Bereich des dazwischenliegenden Spaltes zu errichten, so daß das Feld auf die an dem Spalt erzeugten Farbsprühnebelteilchen, die eine zufällige Ladung besitzen, einwirkt, um diese wieder auf dem Druckfarbefilm auf der Oberfläche der Farbwalze und des Zylinders abzulagern. In Fig. 2 weist der Körper 3o der Farbwalze 26 eine federnde Isolierschicht 6o auf, die über die Länge des Walzenkörpers verläuft und beispielsweise aus federndem Material bestehen kann, das im wesentlichen die Eigenschaften von synthetischem Guniai, als Buna-N bekannt, aufweist. Bei einer Farbwalze mit einem Solldurchmesser von 152,4 mm kann der federnde überzug 6o eine radiale Dicke in der Größenordnung von 6,35o mm bis 25,4 mm haben. Um eine Isolierung zwischen der Stummelwelle 31 und dem Lager 35 zu schaffen, ist ein Isolierbund 7o aus Nylon oder dergleichen vorgesehen mit einer angeflanschten Schalenform, die aus einem Zylinderteil 71, einem Flansch 72 und einem Endteil 73 besteht. Am entgegengesetzten Enda der Farbwalze ist ein ähnlicher Isolierbund 7ο mit einem Zylinderteil 71, einem Flansch 72 und einem Endteil 73 vorgesehen mit der Ausnahme, daß das Ende mit einer axialen öffnung 74 versehen ist, um einen Zugang zu einem Federkolben 75 zu schaffen zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit dem Körper 3o der Walze. Am Ende des Kolbens 75 ist ein Kontakt 76 fest angeordnet, der von einer Halterung 77 aus Isoliermaterial umgeben ist und eine Klemme 78 bildet. Die Klemme 78 liegt an einer Hochspannungsquelle 8o mit einer Klemme 81 über eine isolierte Leitung

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82 an. Die Hochspannungsquelle 80 liegt vorzugsweise über den Rahmen der Presse an Erde . Der Stromkreis vom Farbzylinder ist entweder über die Zylinderlager oder über einen geeigneten Schleifkontakt geschlossen, wobei der Erdschluß schematisch bei 83 angedeutet ist.

Obgleich hier nur die Rede von einem Farbzylinder 25 und einer Farbwalze 26 ist, versteht es sich, daß die anderen Farbzylinder und Walzen Im System auf ähnliche Weise angeordnet und konstruiert sind, und daß die anderen Walzenkörper auf ähnliche Weise an der Hochspannungsquelle 80 anliegen, wobei entsprechende Bezugszeichen mit dem Zusatz des Indexes ä a verwendet sind.

Bevor erläutert wird, wie der Farbsprühnebel unterdrückt wird, soll auf Fig. 2a hingewiesen werden, die in sehr vereinfachter Form zeigt, wie die Sprühnebelteüchen gebildet werden. In dieser Figur wird der allgemein bei 9o gezeigte Druckfarbefilm zwangsläufig in einen Walzenfilm 91 und einen Zylinderfilm 92 an einem Austrittsspalt 93 getrennt. Der Eintrittsspalt ist bei 94 gezeigt. Wegen der zähflüssigen Beschaffenheit der Druckfarbe ist die Trennung mit der Bildung von feinen Strängen 95 verbunden, die sich schnell zu der Stelle ausdehnen, an der sie auseinanderreißen, wie bei 96 ange- j deutet ist und ein oder mehrere dünne Tröpfchen 97 aus- " stoßen. Es ist zu beachten, daß solche Tröpfchen nicht in Form von tangential ausgestoßenen Spritzern auftreten, sondern vielmehr in Form von "freigesetzten" Teühen sehr geringer Größe gemessen in Mikrons, die hinreichend klein sind, um mit der Luft mitgeführt und im Luftstrom innerhalb und ' außerhalb der Presse zirkuliert zu werden. Wenn die Walzen und Zylinder mit einer Umfangsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 3o4,8o bis 914,4ο m pro Minute betrieben werden, geschieht die Freisetzung der Teilchen mit einer so hohen Geschwindigkeit, daß eine unerwünschte Sprühnebelhöhe entsteht.

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■" y "·

Die Beobachtungen zeigen, daß die freigesetzten Farbteilchen, wie sie bei 97 in Fig. 2a angedeutet sind, einfach als Folge des Freisetzungsprozesses eine zufällige elektrische Ladung aufnehmen. Die Beobachtungen zeigen weiter, daß eine solche zufällige Ladung ausreicht, um eine Kontrolle der Teilchen durch das zwischen dem positiv geladenen Walzenkörper 3o und der Oberfläche des Zylinders 25 bestehende elektrische Feld zu erzielen. Der, obwohl nicht sichere, Mechanismus der Ladungsaufnahme kann wie folgt erklärt werden: Obwohl der federne überzug 6o, der die Oberfläche der Walze 26 bildet, aus einem Material, beispielsweise synthetischem Gummi wie Buna-N besteht, das normalerweise als äußerst isolierend angesehen wird, und obwohl die Druckfarbe selbst angeblich ein Nichtleiter ist, sind beide Materialien tatsächlich bis zu einem gewissen Grad leitend und haben einen spezifischen

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Widerstand in der allgemeinen Größenordnung von Io bis Io Ohm/cm , genannt Ohmzentimeter, der bei einer eingeprägten Spannung von 5 bis 2o Kilovolt zu einem Stromfluß zu der und durch die Druckfarbe und durch die in dem Spalt 93 gebildeten Farbstränge 95 führt. Wenn ein Strang auseinanderreißt, lösen sich die sich ergebenden Farbteilchen nicht vom elektrischen Kontakt sowohl mit der Oberfläche der Farbwalze und des Farbzylinders zum gleichen Zeitpunkt. Wenn man beispielsweise das Teilchen 97 betrachtet, so löst es sich zunächst aus dem Kontakt mit der Farbwalze und danach aus dem Kontakt mit dem Farbzylinder, so daß es eine Ladung der Polarität des Farbzylinders, in diesem Fall negativ, aufzunehmen sucht. Bedingt durch Induktion kann eine erhebliche Ladung aufgenommen werden. Im Falle des Teilchens 97 dient also das Bestehen der positiven Ladung an der Walze 26 unmittelbar nach dem Auseinanderreißen dazu, Elektronen aus dem Druckfarbefilm 92 in das beginnende Teilchen 97 aufgrund der Tatsache anzuziehen, daß das Teilchen, während es noch gehalten wird, nach.außen in das elektrische Feld in Richtung der Farbwalze 26 ausgedehnt wird.Andere Teilchen, die

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den letzen Kontakt mit der positiv geladenen Walze 26 kurz vor der Freisetzung haben, nehmen eine positive Ladung auf.

Ein weiterer Lademechanismus, der hier anwendbar ist, ist die Selbstladung von Teilchen durch den triboelektrischen Effekt. Einfach die Trennung eines kleinen Teilchens von einem großen Materialkörper sucht also dem Teilchen eine elektrische Ladung zu geben, In diesem Zusammenhang ist daran zu erinnern, daß eine Druckfarbe nicht vollständig homogen ist, sondern aus einem Geraisch aus Pigmentteilchen in einem isolierenden dielektrischen Vehikel besteht. Wenn M

ein kleines Teilchen vom Druckfarbekörper freigesetzt wird, kann das Teilchen eine größere oder geringere Arbeitsfunktion als der Druckfarbekörper haben. Im Falle einer größeren Arbeitsfunktion nimmt das Teilchen eine negative Ladung auf. Wenn das freigesetzte Teilchen eine geringere Arbeitsfunktion hat, gibt es bei der Trennung Elektronen ab und nimmt dadurch eine positive elektrische Ladung auf. Von den dünnen Druckfarbefilmen auf Walzen getrennte Tröpfchen tragen wahrscheinlich Ladungen, die durch Trennung der doppelten Ladungsschicht erzeugt werden, die in der Druckfarba*in Nähe der Walzen-Flüssigkeitsberührungsschicht oder zwischen Pigmentteilchen und dem umgebenden Farbvehikel bestehen.

Auf jeden Fall ist dia sufällige Ladung auf den vorliegenden Farbteilchen ohne Verwendung dar Koronaentladung offensichtlich von hinreichender Größe, so daß das Teilchen von dem im Bereich des Spaltes 93 zwischen den Farbwalzen und dem Färbzylinder erzeugten elektrischen Feld stark beeinflußt und wieder auf der mit, sins-ία Film überzogenen Oberfläche ainsär der -falzen oder dem ö/LIiulaj;- abgalayart wirel, bavor as durch die starken Konvektionsstronia, walcha dia siöh jjchnall bawsgandan i/alasn und i-yünclac umgeben,aus ämn F'ald her aus gestoßen wird j Xr- Fi'jj .ib v/iektdas bji loo gezeigte elektrische Feld auf das negativ jöladiüiia TaLLchan 97 und aLoht es auf

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- Io -

einem verhältnismäßig kurzen Weg lol in Kontakt mit dem Farbfilm 91 auf der Walze 26, Ein positiv geladenes Teilchen wird, ohne Rücksicht auf seine Ladungsquelle, auf ähnliche Weise zum Film 92 auf dem Zylinder 25 angezogen. Der Effekt dabei ist in beiden Fällen, daß das Teilchen sich wieder mit dem Film verbindet, bevor es den Feldbereich verläßt, um ein Entweichen in die Umgebungsluft zu verhindern. Das in Fig. 2b gezeigte Feld loo ist absichtlich vereinfacht. Die Verwendung von UaI-zen unterschiedlichen Durchmessers beeinflußt die Symmetrie wie es auch die Verwendung federnder Materialien für den Oberflächenbelag unterschiedlicher dielektrischer Konstante kann,

Versuche mit,und ohne,anliegender Spannung zeigen, daß im Durchschnitt über 9o£ dö3 Farbsprühnebels wieder eingefangen werden können.

Bai Anwendung der Erfindung ist es wünschenswert, ein federnden Isoliermaterial So zu wählen, das kein vollkommener Isolator ist, und es ist weiterhin wünschenswert, daß die Schicht eine begrenzte Dicke aufweist, um die Feldstärke im Spaltberoich bei ainer gegebenen anliegenden Spannung zu erhöhen.

8 12 Ein spezifischer Widerstand im Bereich von Io bis Io Ohmzentimater wird bevorzugt, wobei die Spannung und die Dicke des IiK)iiermatariäl3 so gewählt sind, daß sich ein Streustrom geringer Größe argibt, der aber nicht einige Milliampere pro Waiaa, ilao beispielsweise 1 bis 5 IlilliampSre pro Walze üfaoi.iühreitöt, nenn α Loh dar spezifische Widerstand im unbei'jii ieil d^a Bereichs befindet, oder wenn die Schicht zn dünn l-sfc, kann <iia 'Stromableitung von der Hochspannungsquel-Ia ;k> h^i oiner i'oiiimm jshöhe von 5 bis 2o Kilovolt übermäfUj- ; iin_? btiiijpifslawoisa auf ^iner Höhe über 5 bis Io MilLLiiap^fJ pro MxVMi, Die Stromab leitung zeigt sich durch <U."5 7:>ϊ,iviu i;iu£iüi.ti .iinar Kotuna am Eintrittsspalt 94, wenn n loh d-ij t-/ai-ion-3^i tn'J'Jirpaai: droht, und eina KoconaenhLidvmg in büMail iSpaiUui, uenn d^:i3 Paar stillsteht. Eine solch«

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Koronaentladung erklärt nicht die Ladung der Teilchen am Austrittsspalt, da am Austrittsspalt keine Korona unter tatsächlichen Betriebsbedingungen vorhanden ist. Hinsichtlich der gewünschten Dicke der Schicht 60 hat sich ein Dickebereich von 6,35o bis 25,4 mm als optimal erwiesen. Eine wesentlich größere Dicke vermindert die Feldstärke bei einer gegebenen anliegenden Spannung und vermindert dadurch die Wirksamkeit. Eine Dicke von weniger als annähernd 6,35o mm erhöht wesentlich den Stromfluß, der Energie vergeudet und ferner eine übermäßige Koronaentladung am Eintrittsspalt erzeugt, wenn nicht die Spannung verringert wird. Es ist eine glückliche Fügung, daß herkömmliche Ausbildungen von Farbwalzen mit ^ synthetischem Gummi wie Buna-N oder einem Material mit annähernd gleichen physikalischen und elektrischen Eigenschaften innerhalb eines Dickebereichs in der Größenordnung von 6,35c bis 25,4 mm überzogen sind. Folglich wird einfach durch Ansetzen von Isolierbunden 7o an den Enden der Farbwalzen sowohl bei neuen wie auch bei bereits bestehenden Pressenausführungen die Voraussetzung für das Anlegen einer hohen Spannung geschaffen, um die Vorteile der Erfindung zu erzielen ohne Hinzufügen von weiteren Elektroden oder anderen Teilen und ohne die Notwendigkeit einer Neukonstruktion oder weiteren Abwandlung.

Es ist besonders zu beachten daß, obwohl eine Spannung mit einer normalerweise als riskant angesehenen Höhe an bereits bestehende und zugängliche Elemente in einer Druckerpresse gelegt wird, die Spannung innerhalb der Walzen begrenzt ist, die von einem Ende zum anderen durch eine schwere und bereits vorhandene Isolierschicht geschützt werden. Das steht im Gegensatz zu der Verwendung von Drähten oder anderen Hilfselektroden, die gezwungenermaßen versehentlichem Kontakt ausgesetzt werden müssen, die beschädigt werden können und im Weg liegen»wenn der Pressenmechanismus gereinigt oder gewartet werden muß. Gegebenenfalls können selbst die Enden

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der Gummiwalzen von der Isolierschale 71 zum Rand der Gummischicht 60 mit Isolierung abgedeckt sein, wie bei Ho in Fig. 3 angedeutet ist, um es unmöglich zu machen, daß das Wartungspersonal für die Presse mit irgendeinem Teil der Leiter, an denen Spannung anliegt, in Berührung kommen kann.

Die vorliegende Erfindung verwendet vorzugsweise Druckfarben mit einem spezifischen Widerstand, der in derselben Größenordnung liegt wie die Gummischicht 60, mit anderen Worten

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innerhalb eines Bereichs von annähernd Io bis Io Ohmzentimeter, was die meisten der handelsüblichen Druckfarben sowohl sctaarze und andere Farben umfaßt, obwohl der Betrieb bei Justierung der Betriebsbedingungen auch bis zu einem gewissen Grad oberhalb dieser Grenzen möglich ist. Das betrifft insbesondere Druckfarben, die weitgehendst aus Druckerschwärze bestehen, bei denen die Isolierung durch das Mineralöl oder ein anderen dielektrisches Vehikel geschaffen wird, das jedes der Pigmentteilchen umgibt.

Bei der Durchführung der Erfindung hat es sich gezeigt, daß sowohl Gleichspannung als auch Wechselspannung das gewünschte Ergebnis liefern. Eine Gleichspannung wird für Druckerschwärze bevorzugt, wobei an den Farbwalzen eine positive Polarität anliegt. Eine solche Polarität wird bevorzugt, da eine höhere Spannung bei einer gegebenen physikalischen Umgebung der in den Abbildungen dargelegten Art mit geringerem Streustrom und folglich geringerer Möglichkeit eines Überschlags oder Zusammenbruchs bei Betrieb bei extremen Spannungshöhen erzielt werden kann. Eine gute Sprühnebelunterdrückung kann bei den mästen Druckfarben unter Verwendung einer Gleichspannung innerhalb eines Bereichs von 5 bis Kilovolt erzielt werden, wobei eine Spannung in der Größenordnung von 15 Kilovolt bevorzugt wird. Eine solche Spannung entspricht in einem praktischen Fall einem Streustrom von nicht mehr als wenigen MilliarapSre pro Spalt, gewöhnlich nur

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einem Bruchteil des von den besonderen koronaerzeugenden Elektroden erforderten Stromes. Da die Wirksamkeit der Sprühnebelunterdrückung im gewissen Grade mit der Spannung zunimmt, muß ein Ausgleich zwischen der Wirksamkeit der Unterdrückung und dem zulässigen Streustrom gefunden werden. Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung einer Gleichspannung besteht darin, daß die Wirksamkeit der Unterdrückung bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten erhalten bleibt. Gewöhnlich liegen die bei einer Druckerpresse auftretenden Oberflächengeschwindigkeiten zwischen 457,2o und 914,4o m pro Minute. Am höheren Ende dieses Bereichs kann sich die Oberfläche . der Walze während des Schaltabschnitts des Wechselstrom-* ™

zyklus über eine nennenswerte Strecke bewegen, wenn die Spannung auf einer niedrigen Höhe liegt, so daß einige der Farbteilchen entweichen können, während die Gleichspannung auf einer konstanten Höhe gehalten wird.

Trotzdem ist es wünschenswert, eine Wechselspannung bei Verwendung von Druckfarben anzulegen, die einer "Pigmenttrennung¹' bei Gleichspannung unterworfen zu sein scheinen. Dieses Phänomen erklärt sich aus der Neigung der Pigmentkomponenten bestimmter Druckfarben, sich im Film zwischen der Walze und dem Zylinder wahlweise nach Bereichen positiver und negativer Polarität zu verlagern, so daß bei wiederhol- Jj ter Drehung der Farbfilm auf der Walze zu einer vom Farbfilm auf dem Zylinder leicht unterschiedlichen Zusammensetzung neigt. Das wird durch die Verwendung einer hohen Wechselspannung mit herkömmlicher Frequenz von 6o Hz. überwunden, obwohl gegebenenfalls sogar höhere Frequenzen verwendet werden können. Gute Unterdrückungsergebnisse sind sowohl bei Buntdruckfarben und schwarzer Druckfarbe bei Oberflächengeschwindigkeiten im Bereich von 457.2o bis 914,4o m pro Minute unter Verwendung einer effektiven Wechselspannung von 9.5 Kilovolt entsprechend einer Spitzenspannung von annähernd 13 Kilovolt erzielt worden.

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Zweckmäßigerweise kann die als kommerzielle Einheit erhältliche Kraftversorgungsquelle 80 mit einem Steuerknopf zur Veränderung der Spannungshöhe und mit einem Schalter versehen sein, um die Aus gangs spannung zur Anpassung an die unterschiedlichen Druckfarbetypen von Gleichspannung auf Wechselspannung umzuschalten.

Bei der vorstehenden Beschreibung ist angenommen, daß sich die Walzen und Zylinder in einer bestimmten Richtung drehen. Es ist eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung, daß der Unterdrückungseffekt unabhängig von der Drehrichtung ist, und daß der Pressenantrieb umgekehrt werden kann, wie es für gewisse Bahnläufe erforderlich ist. Der Hinweis bezüglich des Vorganges am Spalt 93 (Fig. 2a) bei umkehrung betrifft einfach den Spalt 94, der dann zum Austrittsspalt wird.

In der vorstehenden Beschreibung ist die Erfindung auf eine herkömmliche Anordnung angewendet, bei welcher die Farbwalze aus Stahl besteht und mit einer Gummischicht überzogen ist, und bei welcher der Gummi eine Isolierfunktion ausübt und das erforderliche Federungsvermögen aufweist. Es ist für den Fachmann einleuchtend, daß bei der Errichtung des elektrischen Feldes die Außenfläche des Walzenkörpers die entscheidende Rolle spielt· Folglich ist der hier verwendete Ausdruck "Körper" nicht auf einen massiven Metallkörper der offenbarten Art beschränkt, und die Walze kann gegebenenfalls aus einem nichtmetallischen Material mit einem dünnen Metallmantel direkt unter der Gumraischicht hergestellt sein, der zur Errichtung des Feldes an eine Spannungsquelle angeschlossen ist. Es ist ebenfalls denkbar, daß Gummi oder anderes federndes Material mit höherer Leitfähigkeit als hier angegeben für die Walze verwendet werden könnte, und daß der erforderliche Grad an Isolierung zwischen der Walze und dem Zylinder dadurch erreicht werden kann, daß eine dünne Schicht aus dielektrischem Material auf die Oberfläche des Zylinders aufgebracht wird, ohne dabei von der Lehre der Erfindung abzuweichen.

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Obwohl hier in Zusammenhang mit der Gummischicht 60 auf der Farbwalze der Ausdruck "federnd" verwendet ist, versteht es sich, daß in Ausübung der Erfindung nicht die Verwendung eines weichen Schichtmaterials erforderlich ist, und daß die Größe des Federungsvermögens sogar sehr begrenzt sein kann vorausgesetzt, daß ein enger Kontakt zwischen der Walze und dem Zylinder über den gesamten Eingriffsbereich erzielt wird.

Es verstäit sich ferner, daß, obwohl die Erfindung besonders bei einer Druckerpresse zur Steuerung der Sprühnebelbildung von Druckfarbe anwendbar ist, die Lehren der vorliegenden Erfindung als Maßnahme gegen die Sprühnebelbildung überall * dort anwendbar sind, wo ein Druckfarbefilm größerer oder geringerer Zähflüssigkeit mit der Neigung, Sprühnebel zu verursachen, von mit großer Umfangsgeschwindigkeit sich drehenden zusammenwirkenden Walzen weitergeleitet wird. Der Begriff "Druckfarbe" betrifft eine solche Flüssigkeit.

Die Anordnung zur Unterdrückung von Sprühnebel ist besonders geeignet zur Verwendung bei Einrichtungen mit einer großen Anzahl von zusammenwirkenden Walzen oder Zylindern, besonders wenn sie umkehrbar sind, die verschachtelt oder zickzackförmig zueinander angeordnet sind, und bei denen ein Teil der Spalte für herkömmliche Elektroden mit Koronaentladung J unzugänglich sein würde. Bei einer solchen Einrichtung können alle isolierten Walzen von einer einzigen Kraftversorgungsquelle 80 versorgt werden, und die Unzugänglichkeit einzelner Spalte ist ohne Bedeutung.

In der vorstehenden Darlegung ist der Streustrom als/durch den spezifischen Widerstand der fe-dernden Isolierschicht begrenzt beschrieben. Natürlich kann auch ein Serienwider-'" ■ stand, beispielsweise in der Leitung 82 verwendet werden, um den Strom auf nur wenige Milliampere pro Spalt zu begrenzen!

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Wenn eine Mehrzahl von Spalten vorgesehen sind, ist vorzugsweise eine getrennte Leitung 82 von der Spannungsquelle zu jeder beschichteten Walze geführt, wobei veränderliche oder eingestellte Widerstände mit den einzelnen Leitungen in Reihe liegen. Auf diese Weise kann dieselbe Spannungsguelle für eine Mehrzahl von Walzen mit Beschichtungen unterschiedlicher Dicke oder spezifischen Widerstandes verwendet werden, um die gewünschte Streustromhöhe in jeder von ihnen herzustellen. Vorzugsweise werden zwar die Walzen durch Verwendung von Isolierbunden 7o isoliert, es kann aber auch stattdessen der gesamte Sockel 38 gegen den Pressenrahmen isoliert sein, ohne dadurch vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

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Claims

Patentansprüche

1.) Druckerpresse oder dergleichen mit einem Rahmen, einem Walzenglied und einem Zylinderglied, die im Rahmen gelagert und miteinander in Abrolleingriff sind, um einen Eintrittsspalt und einen Austrittsspalt zu bestimmen, Mitteln zum Fördern eines Druckfarbefilms zu den Gliedern, Mitteln zum Drehen der Glieder mit hinreichend hohar Geschwindigkeit, um einen Sprühnebel von Farbteilchen am Austrittsspalt zu erzeugen,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Walzenglied (26, 26a) einen Zylinderkörper (3o) aus leitendem Metall mit einer Oberflächenschicht aus federndem Isoliermaterial (6o) aufweist, Isoliermittel zwischen dem Walzenglied (26, 26a) und dem Rahmen angeordnet, und Mittel vorgesehen sind, um eine hohe Spannung auf das Walzenglied .(26, 26a) gegenüber dem Zylinderglied (25, 25a) zu geben, um ein elektrisches Feld im Bereich des Austrittsspaltes (93) zu erzeugen, das auf die Farbteilchen wirkt, so daß die Teilchen sich auf dem Film auf der Oberfläche der Glieder (25, 25a; 26, 26a) wieder abzusetzen suchen.

2. Druckerpresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Spannung zwischen dem Walzenglied (26, 26a) und dem Zylinderglied (25, 25a) und die Leitfähigkeit des Isoliermaterials so gewählt sind, daß ein Stromfluß zwischen der Walze und dem Zylinder bewirkt wird, der einige Milliamp5re nicht überschreitet.

3. Druckerpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Oberflächenschicht (6o) aus federndem Isoliermaterial einen spezifischen Widerstand in der Größenordnung

von lo⁸ bis lo¹² Ohmzentimeter hat.

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4. Druckerpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Gleichspannung in der Größenordnung von 5 bis 3o Kilovolt am Walzenglied (26, 26a) anliegt, um ein elektrostatisches Feld im Bereich des Austrittsspa1tes (93) zu erzeugen,

5. Druckerpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Spitzenwerte in der Größenordnung von 5 bis 3o Kilovolt erreichende hohe Wechselspannung am Walzenglied (26_r 26a) anliegt, um ein elektrisches Wechselfeld im Bereich des Austrittsspaltes (93) zu erzeugen und dadurch ein Wandern von Pigmentteilchen gegenüber dem Farbvehikel im Bereich des Films zwischen den Gliedern (25, 25a; 26, 26a) zu unterbinden.

6. Druckerpresse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das Walzenglied (26, 26a) eine Oberflächenschicht (6o) aus federndem Isoliermaterial von ungefähr 6,35o bis 25,4 mm Dicke aufweist.

7. Druckerpresse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das Walzenglied (26, 26a) und das Zylinderglied (25, 25a) Stummelwellen (31, 32; 51) aufweisen, der Rahmen Sockel (37, 38) zur Lagerung der Stummelwellen aufweist, und Isolierbunde (7o) zwischen den Stummelwellen (31, 32) des Walzengliedes (26, 26a) und den zugeordneten Sockeln (37, 38) angeordnet sind, um das Walzenglied gegen den Rahmen zu isolieren.

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8. Druckerpresse nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,

daß zumindest einer der Bunde (7o) die Form einer Flanschschale (71, 72, 73) aus Isoliermaterial besitzt, die über das Ende der Stummelwelle (31, 32) geschoben ist und eine darin ausgebildete axiale öffnung (74) aufweist, und Mittel (75) durch die öffnung (74) verlaufen, um eine elektrische Verbindung mit dem Walzenglied (26, 26a) herzustellen).

9. Druckerpresse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Enden des Walzengliedes (26, 26a) mit einer Isolierschicht (6o) überzogen sind, die im wesentlichen von den Rändern der Bunde (7o) zu den Enden der Schicht aus Isoliermaterial verläuft.

10. Druckerpresse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß beide der leitende Zylinderkörper aufweisenden Glieder (25, 25a; 26, 26a) in eine Stellung neben einem Eingriffsbereich verlaufen.

11. Druckerpresse nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Walzengliedern (22, 24, 26, 22a,24a,26a) und Zylindergliedern (21,23,25, 21a,23a,25a), die im Rahmen gelagert und miteinander in Abrolleingriff sind, um eine Mehrzahl von Eintritts-(94) und Austrittsspalten (93) zu bestimmen, wobei die Walzenglieder und die Zylinderglieder zickzackförmig angeordnet sind, so daß zumindest ein Teil der Spalte unzugänglich ist, Antriebsmittel zum Drehen der Glieder mit hinreichend hoher Geschwindigkeit, um einen Sprühnebel von Farbteilchen an den Austrittsspalten zu erzeugen, wobei die Walzenglieder aus Zylindern (3o) aus leitendem Metall mit- einer Oberflächenschicht (6o) aus federndem Isoliermaterial bestehen, Mittel, um jedes der Walzenglieder gegen den Rahmen zu isolieren, eine Hochspannungsquelle (8o) mit einem Paar

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Ausgangsklemmen (81,83), von denen eine (81) an den Walzengliedern und die andere (83) am Rahmen anliegt, um elektrische Felder im Bereich der Austrittsspalte zu erzeugen, die auf die Farbteilchen wirtel, so daß sich die Teilchen wieder mit dem Film auf der Oberfläche der Glieder zu verbinden suchen.

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