DE2401575A1

DE2401575A1 - Druckwalze fuer ein druck- bzw. farbdruckverfahren

Info

Publication number: DE2401575A1
Application number: DE2401575A
Authority: DE
Inventors: William Augustine Mcelroy; Erling Borge Owren
Original assignee: Cranston Print Works Co
Current assignee: Cranston Print Works Co
Priority date: 1973-04-09
Filing date: 1974-01-14
Publication date: 1974-10-17
Also published as: IT999950B; JPS50912A; FR2224298B1; ATA291274A; CH573308A5; NL7404408A; BE813145A; GB1432858A; DE2401575C2; FR2224298A1; US3858507A; JPS5852836B2; CA1009505A; AT331277B

Description

021-22.O24P(22.O25H) I¹*. 1.

CRANSTON PRINTWORKS COMPANY, Webster (Mass.) V. St. A.

Druckwalze für ein Druck- bzw. Farbdruckverfahren

Die Erfindung betrifft eine Druckwalze für ein Druck- bzw. Farbdruckverfahren, bei welchem ein zylinderförmiger, perforierter Körper verwendet wird, und insbesondere auf die Halterung und die Verstärkung eines solchen Körpers. Derartige Druckwalzen sind z. B. in einer Druckmaschine verwendbar, welche in der US-Patentschrift Nr. 3 304 860 beschrieben ist.

Eine bestehende Ausführung einer solchen Druckwalze ist am Umfang mit einem Gitter aus Nickel versehen, das von Eindringen aus Alu-

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minium gehalten wird. Die Lebensdauer von Druckwalzen dieser Ausführung wird von mindestens drei Problemen beeinträchtigt, d. h. vom Loslösen der Endringe und von der Beschädigung des Gitters bei Azofarben, sowie von einer Beschädigung des Gitters bei kationischen oder basischen Farben.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer gegenüber bestehenden Ausführungen verbesserten Druckwalze, welche einfach herzustellen ist und eine lange Lebensdauer hat.

Gemäß der Erfindung wurde festgestellt, daß die bei herkömmlichen Ausführungen bestehenden Probleme in einem bisher nicht vermuteten Grade von Konstruktionsparametern abhängen, welche Material und Abmessungen betreffen. Dabei haben Probleme mit den losen Endringen häufig dazu geführt, daß sich diese vom Gitter lösen, weil sich die Klebverbindung löst. Die Lösung, welche zu einer Reduktion dieser Häufigkeit auf ein Mindestmaß führte, bestand in der Verwendung eines Endringes aus Kunststoff. Die Verbesserung ist anscheinend auf eine vergrößerte Klebefläche des Endringes, ferner auf eine verbesserte Haftwirkung des Klebstoffes, z. B. Epoxy, bezüglich Kunststoff und auf eine genaue Einhaltung der Kreisform des Ringes zurückzuführen, welche bei Endringen aus Aluminium schwer einzuhalten ist. Ferner wurde diejenige Oberfläche des Endringes, welche gegen das Gitter anliegt, vergrößert, was zu einer Reduktion der beschädigten Gitter in den relativ häufigen Fällen geführt hat, in welchen sich die Endringe gelöst haben.

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Das Problem bei den beschädigten Gittern beim Drucken von Azofarben wurde durch die Entdeckung der Anwesenheit einer galvanischen Zelle gelöst, bei welcher der Endring aus Aluminium als Anode, das Nickelgitter als Kathode und die stark alkalische Druckpaste als Elektrolyt wirkt. In einer solchen Zelle ist die Anode einer Oxydation (Korrosion) und die Kathode einer Reduktion ausgesetzt. Wasserstoff setzt sich dabei als eine Schicht an der Kathode ab, und während diese Schicht bei den meisten Metallen einen Schutz bildet, wird der Wasserstoff bei Nickel von ihm absorbiert, welche Wirkung Wasserstoff-Laden genannt wird. Es wurde festgestellt, daß der Nickel in diesem Zustand sehr brüchig ist, so daß Gitterbrüche entstehen. Die Brüche treten dabei als etwa 12 bis 25 mm lange Schlitze auf, die zur Umfangsrichtung des Gitters parallel laufen, und zwar innerhalb von mehreren Zentimetern von derjenigen Stelle, an welcher der Endring mit dem Gitter zusammenkommt. Sehr wahrscheinlich würde die brüchige Fläche des Gitters- nicht die normalerweise auftretende Biegebewegung aushalten, welche mit den Änderungen im Antriebsdrehmoment verbunden sind oder als Folge derselben entstehen.

Gemäß der Erfindung wurde die Lösung in einem Endring aus Kunststoff gefunden. Da dieser Endring nichtleitend ist, hebt er die Zelle dadurch auf, daß er das Nickel-Gitter elektrisch isoliert.

Das Problem bei beschädigten Gittern beim Drucken von kationischen oder basischen Farben wurde ferner durch die Entdeckung der Anwesenheit einer galvanischen Zelle gelöst, bei welcher der herkömm-

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liehe Endring aus Aluminium als Kathode, das Nickel-Gitter als Anode und die säurehaltige Druckpaste als Elektrode dienen. Die verwendeten Säuren enthalten normalerweise Azetylsäure, Citronensäure und Ammoniumsulfat. Die verursachte Wirkung besteht in einer Abtragung des Nickels vom Gitter. Durch Messungen wurde festgestellt, daß das Gitter bei einer ursprünglichen Dicke von 0,075 bis 0,088 mm auf 0,025 bis 0,038 mm reduziert wurde. Bei dieser reduzierten Dicke kann das Gitter nicht das beim Drucken ausgeübte Druckmoment, ja nicht einmal sein eigenes Gewicht tragen, und fällt somit zusammen.

Die mit dem Drucken von kationischen Farben verbundene, galvanische Zelle ist umgekehrt von derjenigen, welche bei Azofarben verwendet wird. Die Entwicklung und Verwendung von Endringen aus Kunststoff haben dieses Problem auch dadurch gelöst, daß die Zelle durch elektrische Isolierung des Nickelgitters eliminiert wurde.

Gemäß der Erfindung wird somit ein Endring zum Tragen bzw. Halten eines dünnen, perforierten, zylinderförmigen Körpers geschaffen . Der Endring ist aus einem isolierfähigen Kunststoff hergestellt und umfaßt erste, zweite, dritte und vierte koaxial angeordnete, zylinderförmige Teile. Der erste und der dritte Teil haben einen ersten Außendurchmesser, welcher praktisch gleichgroß ist wie der Innendurchmesser des perforierten Körpers, während der vierte Teil einen Außendurchmesser hat, der praktisch gleichgroß ist wie der Außendurchmesser des Körpers. Der zweite zylinderförmige Teil hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmes-

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ser des ersten zylinderförmigen Teils, und ferner eine aufgerauhte, äußere Zylinderfläche, die zur Aufnahme von Klebstoff zum Ankleben des perforierten Körpers an den Endring dient.

In bevorzugten Ausführungen ist der Außendurchmesser des zweiten Teils etwa 0,5 mm kleiner als der Außendurchmesser des ersten Teils, wobei die Länge in der axialen Richtung sowohl des ersten als auch des dritten Teils mindestens der Hälfte der axialen Länge des zweiten Teils entsprechen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Druckwalze geschaffen, welche einen dünnen, perforierten, zylinderförmigen Körper aus Metall einschließt, der einen vorbestimmten Innen- und Außendurchmesser aufweist. Die Druckwalze umfaßt ferner zwei gleiche als Isolatoren dienende Endringe aus Kunststoff, die in den offenen Enden des perforierten Körpers angeordnet sind.

Jeder Endring schließt vorteilhaft erste, zweite, dritte und vierte koaxial zueinander angeordnete zylinder form ige Teile ein, deren Durchmesser und Oberflächen wie oben beschrieben bemessen bzw. ausgebildet sind. Die aufgerauhte Oberfläche des zweiten Teils ist mit einem Klebstoff überzogen und berührt denjenigen Teil des perforierten Körpers, welcher über dieser Oberfläche angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Druckwalze wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Seitenansicht einer Druckwalze,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Endring der Druckwalze nach Fig. 1 in größerem Maßstab, und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch denjenigen Teil des in Fig. 1 verwendeten, perforierten Körpers 1, welcher einen Teil des Endringes nach Fig. 2 trägt und befestigt, in größerem Maßstab.

In der Zeichnung ist eine Druckwalze 10 mit einem dünnen, zylinderförmigen, perforierten Körper 12 aus Metall, z.B. Nickel, sowie mit Endringen 14 dargestellt, die in den offenen Enden des Körpers 12 angeordnet sind. Die Druckwalze 10 ist in herkömmlicher Weise in einer Druckmaschine drehbar angeordnet, wobei eine Vorrichtung zur Zufuhr einer Druckflüssigkeit zur Innenseite des Gitters vorgesehen ist. Der Körper 12 ist oft als Gitter ausgebildet, von welchem Teile offen sind, damit die Druckflüssigkeit von der Innenseite des Körpers 12 zu dessen Außenfläche fließen kann, während andere Teile zugedeckt sind. Ferner kann der Körper 12 ein empfindlicher, dünnwandiger, zylinderförmiger Körper, statt ein Gitter sein, wobei aber seine Verwendung in einer Druckereimaschine sowie die mit dem Tragen und dem Befestigen des Körpers 12 verbundenen Probleme die gleichen sind. Es wird aber darauf hingewiesen, daß die mit zylinderförmigen Körpern der beschriebenen Art verbundenen Montageprobleme von denjenigen verschieden sind, welche bei gröberen, dicken Körpern aus Metall

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auftreten, die in einigen Druckwalzen als gleichmäßige Unterlage für das eigentliche Gitter dienen. Die Abstützung dieser relativ schweren zylindrischen Körper wird durchrihre eigene Starrheit und den größeren Massen des Materials vereinfacht, wodurch z.B. eine derartige Dicke entsteht, daß der Körper mittels einer Reihe von Schrauben an einem Endring befestigt werden kann, die am Umfang angeordnet sind .

Die Endringe 14 sind aus Polyterephthalat hergestellt und umfassen jeweils einen Trag- und Befestigungsteil 16, welcher in das offene Ende des perforierten Körpers 12 eingesetzt ist. Der Endring 14 schließt ferner einen Teil 18 des in herkömmlicher Weise in die Antriebsvorrichtung für die Druckwalze 10 eingreifenden, sowie einen Übergangsteil zwischen den Teilen 16 und 18 ein. Der Endring 14 ist rotationssymmetrisch zu den Teilen 16, 18 und 20, die eine gemeinsame Achse 22 haben (Fig. 2).

Der Teil 16 umfaßt erste, zweite, dritte bzw. vierte Teile 24, 26, 28 bzw. 30. Die Teile 24 und 28 dienen als Stützen für den perforierten Körper 12 und haben einen Außendurchmesser, der praktisch gleichgroß ist wie der Innendurchmesser des Körpers 12, und beträgt bei einer bevorzugten Ausführung etwa 200 mm. Die Fläche 32 des Teils 30 liegt radial weiter außen als diejenige 34 des Teils 28, und zwar um einen Abstand, der etwa der Dicke des Körpers 12 entspricht, damit eine zusammenhängende, glatte Außenfläche für die Druckwalze 10 entsteht. Die frei zugängliche Schulter 36 zwischen den Flächen 32 und 34 dient auch als Anschlag für die Kante des per-

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forierten Körpers 12. Bei einer Dicke des Körpers 12 von 0,075 bis 0,088 mm ist der Außendurchmesser des Körpers 30 somit etwa 0,18 mm größer als der Außendurchmesser der Teile 24 und 28.

Der Teil 26 hat einen kleineren Durchmesser als die anderen Teile, wobei dessen Fläche 38 etwa 0,25 mm tiefer liegt als die Fläche 34. Somit hat der Teil 26 einen Außendurchmesser, der etwa 0,50 mm kleiner ist als der Außendurchmesser der Teile 24 und 28. Ferner ist die Fläche 38 rauher als die übrigen Flächen des Endringes 14 aus Kunststoff, was in Fig. 1 durch die Schattierung der Fläche 38 angedeutet ist.

Insbesondere aus Fig. 3 geht hervor, daß die Gesamtlänge der Teile 24 und 28 im Vergleich zur Länge des Teils 26 relativ groß ist, wobei es bevorzugt ist, daß jeder der beiden Teile mindestens halb so lang ist wie der Teil 26. Bei der dargestellten, bevorzugten Ausführung ist der Teil 24 länger als der Teil 26.

Aus Fig. 1 geht hervor, daß die Fläche 38 mit einer Klebstoffschicht 40 versehen ist, die eine ausreichende Masse aufweist, um die kleine Vertiefung des Teils 26 zu füllen und den darüberliegenden Teil des perforierten Körpers 12 zu berühren, damit ^r am Endring 14 befestigt wird. Als Klebstoff hat sich derjenige als geeignet erwiesen, welcher unter der Handelsbezeichnung Scotchweld 175 IA oder 1752 bekannt ist und von der Minnesota Mining and Manufacturing Co. hergestellt wird.

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Im Betrieb wird der empfindliche, perforierte Körper 12 von den Teilen 24 und 28 auf jeder Seite des Gittersegments getragen, das mit dem Endring 14, d. h. mit demjenigen Teil des Gitters, welcher über der Fläche 38 liegt, verklebt ist. Die relativ große axiale Länge der Trägerteile 24 und 28 und insbesondere die große Länge des Teils 24 verhindern, daß Spannungen im empfindlichen Körper 12 zu einer Verbeulung oder einem Verbiegen desselben während des Erstarrens des Klebstoffs in derjenigen Zone führen, welche über der Fläche 38 liegt. Die Rauheit der Fläche 38 erhöht ferner die Festigkeit der Klebeverbindung zwischen dem Klebstoff und dem Teil 14. Die Schulter 36 am Übergang zwischen den Teilen 28 und 30 bewirkt , daß sich die Endringe 14 und der Körper 12 bezüglich irgendwelchen axialen Kräften als eine Einheit verhalten. Das beschriebene Verhältnis zwischen den Teilen 28 und 30 verhindert deshalb praktisch alle axialen Kräfte daran, vom Endring zum Gitter oder umgekehrt durch den Klebstoff 40 übertragen zu werden, wodurch die Lebensdauer der Klebeverbindung erhöht wird.

Ferner hat die Verwendung von Endringen aus Kunststoff, insbesondere Polyterephthalat, zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Druckwalzen geführt.

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Claims

Patentansprüche

C l.jEndring zum Halten einer dünnen, perforierten Druckwalze, dadurch gekennzeichnet, daß er einen zum Tragen und Befestigen eines perforierten Körpers dienenden Verbindungsteil aufweist , mit dem je ein erster, zweiter, dritter und vierter, zylinder förmiger Teil mit gemeinsamer Längsachse, der aus elektrisch isolierfähigem Kunststoff besteht, verbunden ist, wobei der erste und der dritte Teil einen ersten Außendurchmesser haben, der gleichgroß ist wie der Innendurchmesser des Körpers, und der zweite Teil einen Außendurchmesser hat, der kleiner ist als der genannte erste Außendurchmesser und mit einer aufgerauhten, zylinderförmigen Außenfläche versehen ist, und daß der vierte Teil einen Außendurchmesser hat, der demjenigen des Körpers entspricht.
2. Endring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des zweiten Teils einen Durchmesser hat, der etwa 0,5 mm kleiner ist als der erste Außendurchmesser.
3. Endring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Außendurchmesser etwa 200 mrn beträgt.
4. Endring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des vierten Teils etwa 0,18 mm kleiner ist als der erste Außendurchmesser.

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5. Endring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der erste als auch der dritte Teil in der axialen Richtung eine Länge aufweist, die mindestens anderthalb so groß ist wie diejenige des zweiten Teils.
6. Endring nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des ersten Teils in axialer Richtung größer ist als diejenige des zweiten Teils.
7. Druckwalze, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:

a) einen dünnen, perforierten, zylinderförmigen Körper mit offenen Enden, der mit einem vorbestimmten Innendurchmesser und einem ebensolchen Außendurchmesser versehen ist; und

b) zwei gleich ausgebildete Endringe aus einem isolierfähigen Kunststoff , die in den offenen Enden des Körpers angeordnet und mittels Klebstoff befestigt sind.
8. Druckwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Endring je einen ersten, zweiten, dritten und vierten, zylinderförmigen Teil einschließt, welche alle eine gemeinsame Längsachse haben, wobei der erste und der dritte Teil Außenflächen aufweisen, die mit der Innenfläche des Körpers in Berührung sind, und der zweite Teil einen Außendurchmesser hat, der kleiner ist als der Innendurchmesser

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des Körpers, und ferner mit einer aufgerauhten Außenfläche versehen ist, daß der vierte Teil einen Außendurchmesser aufweist, der demjenigen des Körpers entspricht, und daß der Klebstoff an der aufgerauhten Außenfläche des zweiten Teils angeordnet ist und denjenigen Teil des Körpers berührt, welcher sich gegenüber dieser Außenfläche befindet.
9. Druckwalze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der erste als auch der dritte Teil in der axialen Richtung eine Länge aufweisen, welche mindestens anderthalb mal so lang ist wie diejenige des zweiten Teils.
10. Druckwalze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des ersten Teils in axialer Richtung größer ist als diejenige des zweiten Teils.
11. Druckwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ringe aus Polyterephthalat bestehen.

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