DE2363678A1

DE2363678A1 - Leitwalze fuer druckmaschinen, sowie verfahren zur herstellung einer leitwalze und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2363678A1
Application number: DE2363678A
Authority: DE
Inventors: Hans Schwoepfinger
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1973-12-21
Filing date: 1973-12-21
Publication date: 1975-07-03
Also published as: FR2255176A1; FR2255176B3; IT1026058B

Description

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft 8900 Augsburg, . Stadtbachstraße 1

P.B. 2769 Augsburg, den 20. Dezember 1973

Leitwalze für Druckmaschinen, sowie Verfahren zur Herstellung einer Leitwalze und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft eine Leitwalze für Druckmaschinen, insbesondere eine Papierleitwalze für Rollenrotationsdruckmaschinen, mit einer Erhebungen und Vertiefungen aufweisenden Oberfläche sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Leitwalze und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Leitwalzen beispielsweise in Zeitungsdruckmaschinen sollen nach Möglichkeit die Farbe auf der frisch bedruckten Papierbahn nicht verschmieren und selbst eine möglichst farbabstoßende Mantelfläche aufweisen.

Aus dem DT-GM 1 840 845 kann bereits entnommen werden, Leitwalzen von Druckmaschinen hierzu mit einem sogenannten Webbaum-

blech zu umwickeln, bei dem die Papierbahn lediglich mit vorstehenden Blechenden in Berührung kommt. Hierbei besteht jedoch die Gefahr, daß ungleiche Blechstärken, die sich in der Praxis nicht ver-

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meiden lassen, eine Spirale auf der Walze ergeben. Dies führt in nachteiliger Weise zu,einem seitlichen Papiertransport. Außerdem ist hierbei nicht zu vermeiden, daß sich hinter den aufgebogenen Blechenden Farbreste festsetzen, so daß die Standzeit zwischen zwei Waschvorgängen sehr kurz ist. Zudem unterliegen die aufgebogenen Blechenden einem hohen Verschleiß.

Aus dem DT-Gm 7 007 567 ist es ferner bekannt, die Walzenoberfläche von Leitwalzen durch Sandstrahlen aufzurauhen und die aufgerauhte Oberfläche im Anschluß daran etv/k im Tauchverfahren zu verchromen. Hierbei besteht jedoch die Gefahr, daß durch beim Sandstrahlen der Walzenoberfläche frei-«¥öi;ilende innere Spannungen die Rundlaufeigenschaften verlorengehen. Infolge eines derartigen Walzenschlags, der bei den hohen Drehzahlen während des Betriebs noch vergrößert wird, wird die hierauf steh abwälzende Materialbahn unter Umständen zu starken Schwingungen angeregt.

Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe,bei einer Leitwalze der eingangs genannten Gattung eine zylindrische Form mit genauem Rundlauf sicherzustellen sowie eine hohe Standzeit zwischen zwei aufeinander folgenden Waschvorgängen zu erreichen und die Erhaltung einer hohen Druckqualität zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf einer glatten Mantelfläche eine einlagige, harte Tröpfchenschicht vorgesehen ist, deren tragende Oberfläche etwa 40 % der Walzenoberfläche beträgt. Bei einer einlagigen Tröpfchenschicht werden in vorteilhafter Weise innere Poren, in denen sich Farbreste absetzen könnten und die

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nur sehr schwierig zu reinigen wären, vermieden. In den trichterförmigen Vertiefungen zwischen den nebeneinander liegenden Tröpfchen können sich keine Farbreste ansammeln. Versuche haben gezeigt, daß sich hierdurch die Standzeit zwischen zwei Wasch vorgängen gegenüber den bekannten Anordnungen um mehr als das Zehnfache vergrößern läßt. Der gegenüber der Walzenoberfläche verringerte Traganteil ergibt möglichst wenig Berührungspunkte zwischen der Walzenoberfläche und der bedruckten Materialbahn, gewährleistet jedoch infolge der durch die Tröpfchen erzeugten Rauhigkeit eine hinreichend große Reibung zur Vermeidung von Schlupf zwischen der Walzenoberfläche und der hierauf £,o^:gewälzten Materialbahn.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein mit vertretbarem Aufwand durchführbares Verfahren zur Herstellung einer derartigen Leitwalze zu schaffen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zunächst auf das metallisch blanke Walzengrundmaterial eine gleichmäßig deckende Haftschicht durch Flammspritzen aufgebracht wird und daß im Anschluß daran auf die glatt erstarrende oder erstarrte Haftschicht eine weitere Schicht von einlagig nebeneinander liegenden Tröpfchen ebenfalls durch Flammspritzen aufgesprüht wird. Das Flammspritzverfahren bietet den Vorteil, daß sich in Pulver- oder Drahtform vorliegendes Material mit hoher Genauigkeit einfach verarbeiten läßt. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß beim Flammspritzen lediglich eine geringfügige Temperaturerhöhung des Walzengrundmaterials vorhanden ist. Ein Wärmeverzug ist damit nicht zu befürchten. Die

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zwischengeschaltete Haftschicht ergibt^ einen guten Halt der harten Tröpfchenschicht auf dem weichen Walzengrundmaterial.

Vorzugsweise ist zur Bildung der Tröpfchenschicht eine Ni-, Cr-, Si-, Al-, Br-Legierung mit 9, 5 % Cr., 2, 5 % Si -, 1, 5 %Br, o, 5 % Al und Rest Ni vorgesehen. Hiermit läßt sich eine ausreichende Abriebfestigkeit der tragenden Tröpfchenkuppen sowie eine gute farbabstoßende Wirkung der Walzenoberfläche erreichen. Eine derartige Legierung eignet sich besonders gut für das Flammspritzverfahren. Die Al-,- Br- und Si-Anteile ergeben dabei gute Fließeigenschaften. Der hohe Ni-Anteil bildet eine weiche Matrix, in die die liarten und farbabstoßenden Cr-Teilchen eingebettet sind.

Zur Bildung efner Haftschicht für die Tröpfchensctrcht ist günstig eine Ni-, Al-Legierung vorgesehen. Aufgrund des Al-Anteils läßt sich dabei beim Aufspritzen eine exotherme Reaktion in Gang bringen, die für eine gute Fließfähigkeit des aufgebrachten Materials sorgt und damit eine gleichmäßige Verteilung auf der Oberfläche ergibt,-

Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine'einfach aufgebaute Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verfugung zu stellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch Mittel zum Einspannen und Drehen der Leitwalze und Mittel zur Aufnahme, wenigstens eine ττ Flamm spritzpistole, die mif Hilfe eines Vorschubaggregats ,gleichförmig -

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parallel zur Walzenachse in einem Abstand vonder Mantelfläche der Leitwalze bewegbar ist. Dies ergibt in einfacher Weise einen übersichtlichen, leicht steuerbaren drehbankähnlichen Aufbau.

Weitere Merkmale und.Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Anwendung s-. und Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit.den restlichen Unteransprüchen.

Hierbei zeigen. ... ·. . ■ --..

Figur 1 .eine schematische Darstellung der Papierführung in einer Zei^ungsdruckma-■ .. . . schine mit mehreren Leitwalzen,⁵

Figur 2 , - einen Schnitt durch eine

_; . Figur 3 . eine Vorrichtung zur Herstellung von

Leitwalzen.

In Figur. 1 bezeichnen ,1 und.Z Papierbahnen^ die von Rollensternen 3 bzw. 4 abgezogen wenden und-zum beidsejtigen* Bedrucken durch Doppeldruckwerke 5 bzw. 6 geführt sind. Zur Einstellung der Papier spannung sowie zur Führung der Papierbahn sind jeweils eine Anzahl von Leitwalzen-7 vorgesehen^ Die Leitwaisen 7 sind· in.der Regel nicht angetrieben sondern werd.ea voa der, hierauf sich abwälzenden Papierbahn mitgenommen«, Um .einen Schlupf zwischen dea Leitwalzen. 7 und der hierauf abgewälzten Papierbahn und damit ein Verschmieren der Far-

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be auf der frisch bedruckten Papierbahn zu vermeiden, weisen die Leitwalzen 7, insbesondere die hinter den Druckwerken, 5.bzw.. .6 angeordneten Leitwalzen, zur Erzielung einer ausreichenden Reibung eine rauhe Oberfläche auf. Wie die Figur 2 in vergrößertem Maßstab zeigt, ist hierzu eine äußere, durch einlagig nebeneinander angeordnete Tröpfchen 8 gebildete Tröpfchenschicht 9 vorgesehen. Dadurch, daß die Tröpfchen 8 nicht übereinander, sondern im wesentlichen statistisch verteilt nebeneinander angeordnet sind, ergeben sich zwischen den Tröpfchen 8 nach außen sich erweiternde, trichterförmige Vertiefungen 1O₉ die keine zur Ablagerung und Speicherung von Farbresten neigende hinters chnittenen Ecken aufweisen. Durch, einen hohen Chromanteil im Trppfchenmaterial ergibt sich. eine zusätzliche farbabstoßende Wirkung., Eine im Laufe einer langen Betriebs zeit sich dennoch ansetzende Verschmutzung läßt sich in vorteilhafter Weise aus den nach außen sich erweiternden, nicht hinterschnittenen Vertiefungen 10 einfach und schnell auswaschen. Die Verteilung der Tröpfchen 8 ist so gewählt,, daß die tragende Fläche ihrer Kuppen 1-1 etwa 40 % der Walzenoberfläche ausmacht. Hierdurch ist einerseits einerninimale Berührung der gegebenenfalls, bedruckten Papierbahn sichergestellt und andererseits eine ausreichende Reibung zur Vermeidung von Schlupf gewährleistet,. Die Rauhtiefe, da h», die JHöhe der ,Tröpfchen 8 beträgt entsprechend einer. yorteilhafften..Ausgestaltung der Anordnung, etwa Ö_c 05 zpm^ Die in den Ans atzquerschnitten der Tröpfchen 8 zur Wirkung kommenden Biegempmente lassen sich dementsprechend in Grenzen halten;, so daß ein Ausbrechen der Tröpfchen 8 nicht au befürchten ist«. Außerdem erleichtert. die geringe Rauhtiefe das Waschen der erfindungsgemäfien Leitwal-

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zen 7. Ein weiterer Vorteil ist in dem geringen Materialbedarf zur Bildung der Tröpfchenschicht 9 zu sehen. Zur Vermeidung^ eines unzulässigen Reibverschleißes im Bereich der tragenden Kuppen 11 der Tröpfchen 8 beträgt die Härte des Tröpfchenmaterials etwa 50

Die Haftung^ der harten Tröpfchenschicfct; 9 auf dem relativ weichen Grundmaterial 12 läßt sich in vorteilhafter Weise dadurch verbessern, daß einemittlere Haftschicht 13 vorgesehen ist.. Die Haftschicht 13 ist zur Vermeidung von inneren Poren, in denen sich Farbreste absetzen könnten und die nur äußerst schwierig zu reinigen wären, als glatter Überzug ausgebildet. Die Härtö des Haftschichtmaterials liegt vorteilhaft zwischen den Werten der beiden angrenzenden Materialien. Vorzugsweise ist eine Härte von etwa HC 20 vorgesehen. In Figur 3 ist die Dicke der Haftschicht 13 und der Tröpfchenschicht 9 übertrieben gezeichnet. Eine Haft schichtdicke von etwa O^ 05 mm ergibt eine ausreichende Grundlage für die Tröpfchenschicht 9 sowie einen geringen Materialbedarf.

Zur Herstellung der Tröpfchenschicht 9 und vorzugsweise der Haftschicht 13 kann vorteilhaft das- Flamm spritzverfahren Verwendung finden. Hierbei läßt sich auf einfache Weise in Pulver- oder Drahtform vorliegendes Material verarbeiten. Wie aus Figur 3 ersiehtlrctr istj faßt sich eine derartige Bearbeitung von Le it walzen zweckmäßig auf einer drehbankähnlichen Vorrichtung durchführen. Die auf genauen Rundlauf vorbearbeitete Leitwalze 7 ist hierbei einerseits mit einem Walzenstummel £4 in-ein Dreibackenfutter 15 eingespannt und

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andererseits an einem Reitstock 16 gelagert. Der Antrieb erfolgt zweckmäßig über das Dreibackenfutter 15. Hierdurch lassen sich in vorteilhafter Weise serienmäßige Spindelstöcke von Drehbankeinheiten verwenden. Im vorliegenden Beispiel soll die Drehung der Leitwalze 7 in Richtung des Pfeils 17 erfolgen. Auf einem in einfacher Weise mit Hilfe einer Spindel 18 gleichförmig parallel zur Walzenachse hin- und herbewegbaren Support 19 ist wenigstens eine Flammspritzpistole in einem Abstand von der Mantelfläche der Leitwalze 7 fest montierbar. In einer einfachen Ausgestaltung sindsowohl eine zum Auftragen der Haftschicht 13 vorgesehene Flammspritzpistole 20 sowie eine weitere zum Aufsprühen der Tröpfchenschicht 9 vorgesehene weitere Flamm spritzpistole 21 in einem Abstand hintereinander auf demselben Support 19 gehalten. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll der Support 19 im vorliegenden Beispiel von links nach rechts bewegt werden. Durch die Flamm spritzpistole 20 wird dabei zunächst auf das auf Rundlauf vorbearbeitete, metallisch blanke Walzengrundmaterial 12 die gleichmäßig deckende, glatte Haftschicht 13 aufgebracht. Die Düsenöffnung der Flammspritzpistole 20 ist dabei vorzugsweise so eingestellt, daß etwa 10 g des in Pulver- oder Drahtform vorliegenden Werkstoffs pro dm der Walzenoberfläche aufgetragen werden. Vorteilhaft wird zur Bildung der Haftschicht 13 eine Ni-, Al-Legierung verwendet. Beim Aufspritzen dieses Materials kommt in günstiger Weise eine exotherme Reaktion in Gang, die eine hohe Fließfähigkeit des aufgespritzten Materials und damit eine gleichmäßig deckende, glatte Oberfläche ergibt. Auf die relativ schnell erstarrende Haftschicht 13 kann vorteilhaft in einem Arbeitsgang mit Hilfe der nachgeordneten Flamm-

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spritzpistole 21 die Tröpfchenschicht 9 aufgesprüht werden. Vorteilhaft findet hierzu eine Legierung mit 9, 5 % Cr, 2, 5 % Si, 1,5% Br, 0, 5 % Al und Rest Ni Verwendung. Die Düsenöffnung der Flammspritzpistole 21 ist zweckmäßig so eingestellt, daß etwa 7 g dieses Tröpf-

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chenmaterials pro dm der Walzenoberfläche versprüht werden. Dies ergibt gemäß der Anordnung einen Traganteil von 40 % der Walzenoberfläche der einlagig nebeneinander liegenden Tröpfchen. Die Breite des von der Flamm spritzpistole 21 erzeugten Sprühkegels 22 beträgt beim Auftreffen auf die Walzenoberfläche etwa 5 mm. Zur Erzielung einer einlagigen Tröpfchenschicht weist dabei zweckmäßig der Vorschub des Supports 19 bezogen auf eine Umdrehung der im Dreibackenfutter 15 eingespannten Leitwalze 7 denselben Wert auf. Zur Erzielung einer dünnen Haftschicht 13 ist auch der von der Flamm· spritzpistole 20 erzeugte Sprühkegel 23 derart eingestellt. Günstige Spritzverhältnisse sowie hinreichend kurze Taktzeiten lassen sich bei einer Walzenumfangsgeschwindigkeit von 3T-dm pro Sekunde erreichen. Bei einem üblichen Walwalzendurchmesser von 100 τητη ergibt dies zudem den leicht einstellbaren Wert von einer Umdrehung pro Sekunde.

Sofern das Walzengrundmaterial 12 eine hinreichend große Affinität zum Tröpfchenmaterial zeigt, kann auf die Haftschicht 13 verzichtet werden. In diesem Fall ist die Flammspritzpistole 20 stillgelegt. Durch Verwendung des Flammspritzverfahrens zum Aufbringen der Tröpfchenschicht 9 und gegebenenfalls der Haftschicht 13 ergibt sich vorteilhaft nur eine geringe Erwärmung des Walzengrundmaterials um ca 60 bis 80 . Bei derartigen Temperaturen können die im Wal-

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zengrundmaterial 12 latent vorhandenen inneren Spannungen noch nicht frei werden, so daß ein Verzug und damit ein Walzenschlag nicht zu befürchten ist. Außerdem läßt sich hierbei leicht eine
gleichmäßige Schichtdicke einstellen. Wie sich aus Figur 1 leicht ersehen läßt, ist jedoch eine genaue zylindrische Form sowie ein schlagfreier Lauf der Leitwalzen 7 eine wichtige Voraussetzung
zur Erzielung einer ruhigen Papierbahn.

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Claims

Ansprüche

Leitwalze für Druckmaschinen, insbesondere Papierbahnleitwalze für Rollenrotationsmaschinen, mit einer Erhebungen und Vertiefungen aufweisenden Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer glatten Mantelfläche eine einlagige, harte Tröpfchenschicht (9) vorgesehen ist, deren tragende Oberfläche (11) etwa 40 % der Walzenoberfläche beträgt.
2. Leitwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Tröpfchen (8) etwa. O, 05 mm beträgt. .
3. Leitwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte des zur Bildung der Tröpfchenschicht (9) vorgesehenen Materials etwa HC 50 beträgt.
4. Leitwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Bildung der Tröpfchenschicht (9) vorgesehene Material einen Chromanteil aufweist.
5. Leitwalze nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzengrundmaterial (12) mit einer glatten Haftschicht (13) für die Tröpfchenschicht (9) versehen ist.

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6. Leitwalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Haftschicht (13) etwa O, 05 mm beträgt.
7. Leitwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte der Haftschicht (13) etwa HC 20 beträgt.
8. Verfahren zum Herstellen einer Leitwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst auf das metallisch blanke Walzengrundmaterial (12) die gleichmäßig deckende Haftschicht durch Flammspritzen aufgebracht wird und daß im Anschluß daran auf die glatt erstarrende oder erstarrte Haftschicht (13) eine weitere Schicht (9) von einlagig nebeneinander liegenden Tröpfchen (8) ebenfalls durch Flammspritzen aufgebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8„ dadurch gekennzeichnet, daß

als Tröpfchenmaterial eine Ni-, Cr-, Si-, Al-, Br-Legierung mit 9, 5 % Cr, 2, 5 % Si, 1,5 % Br, 0, 5 % Al und Rest Ni vorgesehen ist,
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht (13) aus einer Ni-, Al-Legierung besteht.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden.'Ansprüche 8 bis 1.0, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Tröpfchenschicht (9) etwa 7 g der in Pulver- oder Drahtform vorlie-

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genden Ni-, Cr-, Si-, Al-, Br-Legierung pro dm der Walzenobe rf lache der Leitwalze (7) versprüht werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Haftschicht

(13) etwa 10 g der in Pulver- ode· Drahtform vorliegenden

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Ni-, Al-Legierung pro dm de

walze (7) aufgetragen werden.

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Ni-, Al-Legierung pro dm der V'alzenoberfläche der Leit-
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch Mittel (15, 16) zum Einspannen und Drehen der Leitwalze (7) und Mittel (19) zur Aufnahme wenigstens einer Flammspritzpistole (20, 21), die mit Hilfe eines Vorschubaggregats (18) gleichförmig parallel zur Walzenachse in einem Abstand von der Mantelfläche der Leitwalze (7) bewegbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzpistole (20) zum Auftragen der Haftschicht (13) und die Spritzpistole (21) zum Aufsprühen der Tröpfchenschicht (9-) hintereinander angeordnet und gemeinsam bewegbar sind.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Leitwalze (7) beim Flammspritzen 7l7dm pro Sekunde ist.

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16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13

bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub pro Umdrehung der Leitwalze (7) beim Aufsprühen der Tröpfchenschicht (9) etwa gleich der Breite des Sprühkegels (22) ist.

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