DE4034579A1 - Presseur einer tiefdruckrotationsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Presseur einer Tiefdruck­ rotationsmaschine mit einem elastischen rohrförmigen Walzenmantel, der mittels wenigstens einem Stützelement auf einem zentralen Träger abgestützt ist und bei dem das oder die Stützelemente eine Preßkraft in einer Preßebene ausüben.

Ein solcher Presseur ist beispielsweise aus der CH 6 71 732 oder CH 5 90 732 vorbekannt und dient beispielsweise zum Bedrucken von breiten Warenbahnen in einer Tiefdruckrotationsmaschine, wobei die zu bedruckende Warenbahn mittels des Presseurs gegen einen Formzylinder gepreßt wird, um die in der Formzylinder-Gravur befindliche Farbe auf die Warenbahn, beispielsweise eine zu bedruckende Papierbahn, eine Kunststoffolie oder einen Bedruckstoff, zu übertragen. Solche Presseure haben den Vorteil, daß sie eine gleichmäßige Druckbeauf­ schlagung über die Walzenbreite ermöglichen und ein einwandfreies Bedrucken breiter Warenbahnen bis in den Bereich von 10 Meter hinein gestatten. Durch Verwendung mehrerer Stützelemente mit separater Druckmittelzufuhr lassen sich solche Presseure auf verschiedene Bahnbreiten einstellen.

Bei Tiefdruckmaschinen ist es ein bekannter Effekt, daß infolge der Adhäsionskräfte und/oder der Kapillar­ kräfte die Farbe nicht immer vollständig die Farb­ näpfchen der Gravur verläßt, was zu einem schlechten Ausdruck führt. Um diesen unerwünschten Effekt zu beseitigen, ist es z. B. aus DE 20 58 315 bekannt, die Oberfläche der Presseurwalze elektrostatisch aufzu­ laden, so daß mit Hilfe der elektrostatischen Ladung die Kapillarkräfte überwunden werden und die Farbe vollständig an den Bedruckstoff gelangt.

Bekannt ist ein Aufladeverfahren, bei dem die elektrostatische Aufladung der Presseurwalze über eine Coronaentladung zwischen einer an der Rückseite der Walze in kleinem Abstand angeordneten Elektrode und der Oberfläche der Presseurwalze erzeugt wird, welche auf der Walzenoberfläche eine elektrostatische Aufladung erzeugt, wobei sich die Ladung auf der Oberfläche verteilt und über den Bedruckstoff und den Formzylinder abfließt. Da die Elektrode oberhalb der Presseurwalze angeordnet ist, spricht man zuweilen von "Top Loading".

Es sind auch Aufladesysteme bekannt, z. B. aus EP 1 15 611, die die Ladung von der Seite her durch den Presseurmantel auf die Oberfläche aufbringen. Dazu besteht der Mantel der Presseurwalze im Inneren zunächst aus einer hochisolierenden Schicht, auf die eine Schicht mit guter elektrischer Leitfähigkeit aufgebracht wird, die an wenigstens einem Walzenende über den darüber liegenden schlechter leitenden weichen Walzenmantelbezug hinausragt. Bei diesem als "Side Loading" bekannten System wird der herausragende Teil der hochleitenden Schicht von der Seite her über die gesamte Walzenbreite elektrisch aufgeladen, wobei sich die elektrische Ladung über den schlechter leitenden Walzenmantelbezug verteilt wird und dessen Oberfläche auflädt. Dieses System hat den Vorteil, daß keine äußeren Elektroden erforderlich sind und damit ein Bauteil, das wegen seiner Verschmutzung einen nennenswerten Wartungsaufwand erfordert, entfallen kann.

Bei diesen Verfahren stellt sich jedoch häufig die Aufgabe, mit der gleichen Maschine verschieden breite Materialbahnen mit der gleichen Presseurwalze bedrucken zu müssen. Bei schmaleren Warenbahnen führt das zu dem Problem, daß die Oberfläche des Presseurs an den Stellen, wo keine Materialbahn vorhanden ist, mit dem Formzylinder direkt in Kontakt kommt, da über die gesamte Breite die gleiche Preßkraft wirkt. Da jedoch an diesen Stellen keine Warenbahn vorhanden ist, entfällt dort die isolierende Wirkung der Warenbahn und die elektrostatische Ladung fließt bei Aufladung der Presseurwalze über die gesamte Breite auf dem Weg des geringsten Widerstandes, also vorzugsweise an diesen unbedeckten Stellen ab. Dort wo die Aufladung zur Farbübertragung auf die Warenbahn benötigt wird, wird also die Ladung reduziert und somit das Druckergebnis verschlechtert. Um diesen Nachteil zu vermeiden, besitzt der aus DE 20 58 315 bekannte Presseur abwechselnd über den Umfang verteilte verschieden lange leitfähige Schichten, die getrennt voneinander aufgeladen werden können. Somit können wahlweise nur breitere oder nur schmälere Leiterschichten angeschlossen und somit die elektrische Ladung auf die gewünschte Bahnbreite eingestellt werden. Nachteilig ist, daß infolge der Zwischenräume zwischen den Leiterschichten der Presseur-Umfang nicht gleichmäßig sondern nur streifenweise aufgeladen werden kann, so daß keine optimale Druckqualität erreichbar ist. Ferner werden verstärkt auf den unbedeckten Oberflächen des Presseurs Farbpartikel vom Formzylinder auf die Presseuroberfläche übertragen, so daß dieser dort schneller durch Abrasion und durch die in der Farbe enthaltenen Lösungsmittel zerstört wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend angeführten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und einen Presseur zu schaffen, mit dem sich Warenbahnen verschiedener Breite in der gleichen Maschine unter Einsatz der elektrostatischen Druckhilfe mit verbesserter Druckqualität bedrucken lassen, ohne daß dabei die Presseurwalze an unbe­ deckten Flächen einem schnellen Verschleiß unterliegt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Walzenmantel aus einem Walzenmantelbezug mit mäßiger elektrischer Leitfähigkeit besteht, innerhalb dessen mindestens zwei Schichtpakete bestehend aus einer inneren, elektrisch isolierenden Schicht und einer Schicht mit guter elektrischer Leitfähigkeit vorgesehen sind, wobei sich alle Schichtpakete über den gesamten Umfang des Presseurs und wenigstens ein Schichtpaket in Axialrichtung nur über einen Teil der Breite des Presseurs erstreckt, und wobei die einzelnen Schichtpakete getrennt voneinander mit elektrischer Ladung versorgbar sind.

Unter guter elektrischer Leitfähigkeit ist hierbei die Größenordnung der metallischen Leitung verstanden, und unter mäßiger Leitfähigkeit der Bereich zwischen metallischer Leitung und elektrischen Isolatoren.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn wenigstens ein äußeres Schichtpaket auf einem inneren Schichtpaket angeordnet ist, und sich in Axialrichtung nur über einen Teil der Breite des innen anschließenden Schichtpaketes erstreckt, so daß die Breiten der einzelnen Schichtpakete von innen nach außen abnehmend jeweils einer sukzessiv abgestuften Warenbahn­ behandlungsbreite entsprechen. Jedoch können auch mehrere Schichtpakete nebeneinander, jedoch isoliert voneinander vorgesehen sein.

Vorteilhaft ist es hierbei, die Ladungsversorgung der einzelnen Schichtpakete so auszubilden, daß bei der schmalsten Behandlungsbreite nur das entsprechende schmalste Schichtpaket mit elektrischer Ladung versorgt wird, bei der nächstfolgenden größeren Behandlungs­ breite, gleichzeitig das schmalste Schichtpaket und das unmittelbar anschließende Schichtpaket etwas größerer Breite, bei der drittschmalsten Behandlungsbreite, die drei obersten Schichtpakete usw. bis zur maximalen Behandlungsbreite, bei der sämtliche Schichtpakete gleichzeitig mit elektrischer Ladung versorgt sind.

Mit besonderem Vorteil ist die Druckmittelversorgung der Stützelemente so ausgebildet, daß jeweils nur diejenigen Stützelemente mit Druckmittel versorgt werden und somit eine Preßkraft ausüben, welche jeweils unterhalb der mit elektrischer Ladung versorgten Schichtpakete angeordnet sind, während die außen anschließenden Stützelemente drucklos sind.

Von besonderem Vorteil ist es auch, um in den Bereichen außerhalb der zu bedruckenden Warenbahn einen Kontakt des Presseurs mit dem Formzylinder zu verhindern, in den Außenzonen des Presseurs entgegen der Preß­ richtung wirkende Gegenstützelemente vorzusehen, welche bei Behandlung einer Warenbahn kleiner Breite eine Gegenkraft ausüben und den Presseurmantel vom Formzylinder wegziehen, während sie bei der vollen oder maximalen Warenbahnbreite unbeaufschlagt bleiben.

Die Erfindung wird anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Druckmaschine mit einem Presseur im Axialschnitt und mit einem Formzylinder,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Walzenmantel, und

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem anderen Walzenmantel.

In Fig. 1 ist ein Presseur dargestellt, wie er beispielsweise in einer Tiefdruckmaschine eingesetzt wird. Er besteht aus einem Walzenmantel 1, der um einen feststehenden Träger 2 rotierbar ist und über einen Formzylinder 3 angetrieben wird. Zwischen dem Formzylinder 3 und dem Walzenmantel 1 läuft eine zu bedruckende Warenbahn 4 hindurch, deren Breite im dargestellten Ausführungsbeispiel nur etwa 55% der maximal möglichen Warenbahnbreite beträgt.

Der Walzenmantel 1 ist im Durchmesser schichtweise und über die Breite segmentweise aufgebaut, wobei die einzelnen sich über den gesamten Presseur-Umfang erstreckenden Schichten aus Materialien verschiedener elektrischer Leitfähigkeit, z. B. unterschiedlichen Elastomeren, bestehen. Die äußerste Schicht 10 ist beispielsweise ein ca. 10- 30 mm dicker Bezug aus Gummi, dem zur Erzielung einer mäßigen elektrischen Leitfähigkeit in der Größenordnung von ca. 10⁵-10⁷ Ohm×m eine genügende Menge Graphit oder andere leitfähige Stoffe beigemengt sind. Ähnliches gilt für die darunter liegende Schicht 107.

Die inneren Schichten des Walzenmantels 1 sind paketweise aufgebaut. Die innerste Schicht stellt den über die ganze Walzenbreite sich erstreckenden Grundkörper in der Form eines Rohres 100 mit ca. 1-3 mm Wandstärke dar, das als Ganzes oder zumindestens in seiner Oberflächenschicht als elektrischer Isolator mit sehr hohem spezifischem Widerstand über 10⁸ Ohm×m ausgebildet ist. Es kann beispielsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff bestehen oder einem ähnlichen Material. Dieses Rohr 100 ist mit den Stützelementen in direktem Kontakt oder kann auf einen nicht dargestellten Walzenmantel aufgezogen sein. Auf diesen Grundkörper 100 ist außen eine ca. 0,1-0,3 mm dicke hochleit­ fähige Schicht 101 mit einem spezifischen Widerstand unter 10 Ohm×m, z. B. aus Kupfer, Silber oder Graphit in gewickelter Form, oder netz- oder flächenförmig aufgebracht. An einem Walzenende liegt diese Schicht 108 frei, um dort eine elektrische Ladung einführen zu können, die sich über die Schicht 101 über die gesamte Walzenbreite quasi gleichmäßig verbreitet.

Über diesem innersten Schichtpaket 100, 101 ist in einem bestimmten mittleren Segment eine weitere Isolationsschicht 102 mit sehr hohem elektrischen Widerstand vorgesehen, wobei die Breite dieser Schicht etwa der Breite der zu bedruckenden, in diesem Beispiel relativ schmalen Warenbahn 4 entspricht. Eine analoge Isolationsschicht 103 ist ringförmig als Segment am Walzenende auf die leitende Schicht 108 aufgebracht. Auf die Isolationsschichten 102 und 103 sind wiederum hochleitende Schichten 105 bzw. 104 befestigt, wobei die Schichtsegmente 104 und 105 mit einem elektrischen Leiter, z. B. einem isolierten Draht 106, verbunden sind, so daß eine Ladungszufuhr am Walzenmantelende über die Schicht 104, den Zuführungsdraht 106 zur Schicht 105 erfolgen kann.

Die Anzahl von Schichtpaketen aus jeweils einem Isolator und einer hochleitenden Schicht wird so gewählt, daß möglichst alle zu erwartenden Waren­ bahnbreiten wenigstens angenähert der Breite eines Segmentes oder Schichtpaketes entsprechen. Fig. 2 zeigt ausschnittweise eine Anordnung mit drei Schichtpaketen P1, P2 und P3, wobei deren Segmentbreiten B1, B2 und B3 abgestuft nach außen zunehmend schmaler werden, so daß eine stufenweise Anpassung an entsprechende Waren­ bahnbreiten möglich ist.

Stattdessen können, wie in Fig. 3 gezeigt, die Schichtpakete auch nebeneinander in Axialrichtung angeordnet sein , z. B. in der Form von mehreren, durch isolierende Zwischenräume I getrennten leitfähigen Schichten S1, S2, . . ., S5 auf einem gemeinsamen isolierenden Substrat 100.

Auf diese Schichtpakete, welche einzeln nur eine geringe Schichtdicke in der Größenordnung von 1-2 mm aufweisen, sind eine oder mehrere mäßig leitfähige Schichten 10, 107 vorgesehen, deren elektrische Leit­ fähigkeit markant unter der von Metallen liegt, und die in ihrer Leitfähigkeit so aufeinander abgestimmt sind, daß die Schicht 107 weniger leitfähig ist als die Schicht 10, wobei die gesamte Leitfähigkeit jedoch so groß ist, daß von den hochleitenden Schichten 101, 105 etc. abgegebene elektrische Ladungen sich im Walzenmantel nach außen bis zur Oberfläche des Walzenmantelbezuges 10 ausdehnen und dort wirksam werden können. Schichtdicke und Material sind dabei so gewählt, daß die Ladung der hochleitenden Schichten sich über dem ganzen jeweiligen Segment gleichmäßig verteilen muß, bevor sie über die äußeren Schichten und den Bezug in Richtung zur Warenbahn abfließen kann.

Durch separate Einspeisungen 109 bzw. 110 für elektrische Ladungen am Walzenmantelende wird es möglich, wahlweise nur jeweils Teilsegmente aufzuladen. Wenn beispielsweise alle Einspeisungen gleichzeitig in Betrieb sind, wird die Presseurwalze auf der ganzen Breite mit elektrischer Ladung beaufschlagt. Wird dagegen nur Ladung über den Anschluß 110 zugefügt, so wird lediglich das äußerste Schichtpaket und deren hochleitende Schicht 105 aufgeladen und die elektrische Ladung fließt vornehmlich nur über deren Breite in Richtung zur Warenbahn. Da in den seitlich anschließ­ enden Zonen die hochleitende Schicht 101 nicht aufgeladen ist, erfolgt dort ein deutlich geringerer Ladungsabfluß durch die mäßig leitenden äußeren Schichten 107 und 10 hindurch zum unbedeckten Teil des Formzylinders, womit der erwünschte Effekt der Ladungskonzentration auf die Warenbahn 4 wenigstens teilweise erreicht wird. Die elektrische Leistung kann daher zufolge der Ladungskonzentration annähernd auf die Warenbahn reduziert werden. Außerdem wird der Mantelbezug 10 bei dieser Betriebsart bezüglich Abrieb und Verschleiß geschont.

Besonders vorteilhaft ist es, zur Erzeugung einer Preßkraft anstelle eines einzigen sich über die ganze Walzenbreite erstreckenden Stützelementes eine Anzahl von nebeneinander angeordneten Stützelementen vorzu­ sehen, welche separat oder segmentweise mit Druckmittel beaufschlagbar sind, z. B. wie in CH 5 91 640 be­ schrieben, mit hydraulischem Druckmittel. Damit ist es möglich, den Kraftverlauf im Druckspalt über die Breite so zu variieren, daß die Druckkraft an den Stellen, die nicht von der Papierbahn überdeckt sind, wesentlich reduziert ist. Dies hat zur Folge, daß auch die elektrische Leitfähigkeit analog variiert und die elektrostatischen Ladungen vermehrt gezwungen sind, dort zum Formzylinder abzufließen, wo ein erhöhter Kontaktdruck vorhanden ist.

Um bei Betrieb des Presseurs mit reduzierter Warenbahn­ breite den Kontaktdruck ganz aufzuheben und einen Ladungsfluß zum Formzylinder völlig zu verhindern, ist es besonders vorteilhaft, in den Endbereichen des Walzenmantels 1 zusätzliche entgegengesetzt zur Preßrichtung wirkende Stützelemente 7 vorzusehen, welche nur bei Betrieb mit reduzierter Bahnbreite beaufschlagt sind und den Walzenmantel an den Enden dadurch vom Formzylinder wegziehen und somit den Ladungsfluß an den Enden weitgehend oder sogar völlig unterbinden.

Zusätzlich kann in der Mitte des Walzenmantels ein Abhebeelement 8 vorgesehen sein, welches mit Unter­ stützung der Gegenstützelemente 7 ein Abheben des Walzenmantels 1 des Presseurs vom Formzylinder 3 bei Stillstand zum Papiereinzug gestattet.

Die Steuerleitungen 6 der einzelnen Stützelemente 5 können mittels einer Steuereinrichtung, an die auch die elektrischen Zuführungen 109 und 110 angeschlossen sind, derart mit Druckmittel versorgt werden, daß stets nur solche Stützelemente 5 Druckmittel zur Erzeugung einer Preßkraft erhalten, die in den Zonen oder Segmenten der Walze liegen, die auch mit elektrischer Ladung versorgt sind.

Durch gleichzeitigen segmentweisen Betrieb sowohl der elektrostatischen Aufladung als auch der Stützelemente wird also die für eine gute Druckqualität erforderliche elektrische Ladung optimal reduziert und gleichzeitig der Verschleiß in den nicht benutzten Presseur­ segmenten verhindert.

Claims (8)

1. Presseur einer Tiefdruckrotationsmaschine mit einem rohrförmigen Walzenmantel (1), der mittels wenigstens einem Stützelement (5) auf einem zentralen Träger (2) abgestützt ist und bei dem das oder die Stützelemente (5) eine Preßkraft in einer Preßebene ausüben, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (1) aus einem Walzenmantelbezug (10, 107) mit mässiger Leitfähigkeit besteht, sowie innerhalb desselben mindestens zwei Schichtpaketen (100, 101; 102, 105; P1, P2, P3), bestehend aus einer inneren, elektrisch isolierenden Schicht (100, 102) und einer äußeren Schicht (101, 105) mit guter elektrischer Leitfähigkeit, wobei sich alle Schichtpakete über den gesamten Umfang des Presseurs und wenigstens ein Schichtpaket (102, 105; P2, P3) nur über einen Teil der Breite des Presseurs erstreckt, und wobei die einzelnen Schichtpakete (100, 101; 102, 105; P1, P2, P3), getrennt voneinander mit elektrischer Ladung versorgbar sind.

2. Presseur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein äusseres Schichtpaket (102, 105; P2, P3) auf einem inneren Schichtpaket (100, 101; P1) vorgesehen ist und sich nur über einen Teil der Breite des innen anschließenden Schichtpaketes erstreckt, so daß die Breiten (B1, B2, B3) der einzelnen Schichtpakete von innen nach außen abnehmend jeweils einer sukzessiv abgestuften Waren­ bahnbehandlungsbreite entsprechen.

3. Presseur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die Breite des Presseurs mehrere Segmente von Schichtpaketen (S1, S2 . . . S5) vorgesehen sind, deren leitfähige Schichten voneinander isoliert und getrennt voneinander mit elektrischer Ladung versorgbar sind.

4. Presseur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Schichten der Schichtpakete (S1, S2 . . . S5) in den verschiedenen Segmenten des Presseurs auf demselben isolierenden Substrat (100) vorgesehen sind.

5. Presseur nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß über die Breite des Presseurs in Axialrichtung nebeneinander mehrere Stützelemente (5) vorgesehen sind, welche zumindest zum Teil unabhängig voneinander zur Erzeugung einer Preß­ kraft in der Preßebene ansteuerbar sind.

6. Presseur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (5) derart angesteuert sind, daß nur die Stützelemente (5) in denjenigen Segmenten eine Preßkraft ausüben, in denen den Schichtpaketen (P1, P2, P3, S1 . . . S5) elektri­ sche Ladung zugeführt wird.

7. Presseur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Endbereichen des Presseurs zusätzliche, entgegengesetzt zur Preßrichtung wirkende Stütz­ elemente (7) vorgesehen sind, welche derart ange­ steuert sind, daß sie eine Gegenkraft auf den Walzenmantel (1) auszuüben vermögen, wenn die Schichtpakete (P1, S1, S5) in den Endbereichen des Walzenmantels nicht mit elektrischer Ladung versorgt werden.

8. Presseur nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (5) von einer Steuereinrichtung über Steuerleitungen (6) im Träger (2) segmentweise synchron mit der Ladungsversorgung der zugeordneten Schichtpakete (P1, P2, P3) mit Druckmittel versorgt sind.