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Die
Erfindung betrifft allgemein eine Bildübertragungsgummituch-konstruktion
zur prinzipiellen Verwendung in Offsetdrucksystemen und hat insbesondere
ein Bildübertragungsgummituch
zum Gegenstand, das flexibel ist und dennoch einen undehnbaren Träger umfasst.
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Beim
Offsetdruck wird ein Rotationszylinder mit einer Druckplatte abgedeckt,
die normalerweise eine Positivdruckfläche umfasst, die Farben auf Ölbasis annimmt
und Wasser abweist, und die eine Hintergrundfläche aufweist, auf welche das
Gegenteil zutrifft. Die Druckplatte wird gedreht, so dass ihre Oberfläche mit
einem zweiten Zylinder in Kontakt kommt, der mit einem zur Aufnahme
von Farben geeigneten Drucktuch mit Gummioberfläche (bisweilen auch als Druckertuch
oder allgemein als Bildübertragungsgummituch
bezeichnet) abgedeckt ist. Eine gebräuchliche Art von Drucktuch
ist eine Ausführung, die
als flacher gewebeverstärkter
Druckbogen mit einer zur Aufnahme von Farben geeigneten Elastomeroberfläche ausgebildet
ist. Die auf der Druckfläche
der Druckplatte vorhandene Farbe wird auf die Oberfläche des
Tuches übertragen
oder abgesetzt. Zu bedruckendes Papier oder sonstiges Bogenmaterial
wird dann zwischen den mit dem Tuch bespannten Zylinder und einen
starren Stützzylinder
hindurchgeführt,
um das Bild von der Gummituchoberfläche auf das Papier zu übertragen.
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Während des
Schritts, bei dem das eingefärbte
Bild von der Platte auf das Tuch übertragen wird, und des Schritts,
bei dem das Bild vom Drucktuch auf das Papier gelangt, ist es wichtig,
dass zwischen den zwei sich kontaktierenden Oberflächen ein
inniger Kontakt vorgehalten wird. Ein bestimmter Interferenzdruck
ist erforderlich, damit das Tuch in Kontakt gelangt und Farbe von
der Druckplatte abnimmt und das eingefärbte Bild auf eine passende Tiefe
in das Papier übertragen
wird. Dies wird im allgemeinen dadurch erreicht, dass der mit dem
Tuch bespannte Zylinder und der mit diesem in Kontakt kommende Stützzylinder
so positioniert werden, dass sich zwischen beiden eine bestimmte
Interferenz ergibt und dass das Tuch während des Druckvorgangs auf
eine bestimmte Tiefe von in der Regel etwa 0.05 bis 0.10 mm (0.002
bis 0.004 Zoll) zusammengepresst wird. Es ist wichtig, dass diese
Pressung gleichmäßig über die
gesamte Tuchoberfläche hinweg
vorgehalten wird.
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Nach
dem Stand der Technik verlieren alle herkömmlichen Drucktücher an
Dicke (d.h. ein Stärkeverlust
oder „Einfallen" ist zu verzeichnen),
wenn sie anfänglich
gespannt und installiert werden, wobei sich ein weiterer Dickenverlust
ergibt, wenn das Tuch wiederholt den Interferenzdrücken an
den Druckspalten zwischen dem Druckzylinder und dem mit Tuch bespannten
Zylinder bzw. zwischen dem mit Tuch bespannten Zylinder und dem
starren Stützzylinder ausgesetzt
wird. Katastrophale Ausfälle
von Tüchern können sich
durch Knautschen, einer bleibenden Verformung in einem Teil der
gesamten Tuchoberfläche,
oder durch eine allmähliche
Abnahme der Tuchstärke
durch wiederholte Einwirkung der Interferenzdrücke auf die Tuchoberfläche ergeben.
Nimmt die Dicke eines Tuches über
die Grenzwerte der Presseneinstellung hinaus ab, so führt dies
zu einem Anpressdruck, der nicht mehr ausreicht, um die Übertragung
des eingefärbten
Druckbildes vom Druckzylinder auf das Tuch oder vom Tuch auf das
Papier oder beides sicherzustellen. So kann zum Beispiel bei einem
typischen Tuch ein dauerhafter Dickenverlust von nur 0.05 bis 0.10
mm (0.002 bis 0.004 Zoll) bereits zu einem Druckmaschinenstillstand
führen.
Derartige Probleme sind an dem im Zylinder ausgebildeten Spalt oder
in dessen Nähe
noch schwerwiegender, da hier eine Tendenz dahingehend besteht,
dass das Tuch in den Spalt „abfällt" (d.h. die zur Übertragung
des Druckbildes auf das Bahnmaterial erforderliche Dicke verloren
geht).
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Auf
herkömmliche
Weise wird die vorstehend beschriebene festgelegte Interferenz dadurch
sichergestellt, dass eine oder mehrere dünne Lagen Papier oder dergleichen
zwischen das Drucktuch und die Oberfläche des Gummituchzylinders
eingeführt
werden, um die Dicke des Drucktuchs aufzubauen. Dieser Vorgang ist
als Unterlegen des Drucktuchs bekannt. Sobald der Stärkenverlust
des Drucktuchs einen bestimmten Wert erreicht, wie dies im Vorstehenden
beschrieben ist, muss unter dem Drucktuch für zusätzliche Dicke gesorgt werden.
Hierzu gehören das
Stillsetzen der Presse, das Abnehmen des Drucktuchs und das Entfernen
der Originalunterlage, die Ausbildung einer neuen Unterlage und
das Wiedereinbauen und erneute Spannen des Drucktuchs.
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Der
Vorgang des Unterlegens ist jedoch insofern mit Problemen verbunden,
als diese Maßnahme
zeitraubend ist und Stillstandszeiten der Druckereieinrichtungen
mit sich bringt. In der Regel können sich
die Kosten für
Pressenstillstände
von mehreren $ 100 bis zu über
$ 1,000 pro Stunde belaufen. Das Unterlegen oder erneute Unterlegen
eines Drucktuchs kann mehr als 30 Minuten dauern. Ein weiterer Zeitverlust
ergibt sich, wenn die optimalen Einstellungen des Systems wiederhergestellt
werden. Darüber hinaus
neigt das Unterlagepapier nach Aufbringen auf den Zylinder dazu,
sich zu verschieben, zu verrutschen bzw. Falten zu bilden, so dass
die Drucktuchoberfläche
ungleichmäßig wird,
was wiederum schlechte Druckergebnisse zur Folge hat.
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Um
einige der mit unterlegten Drucktüchern verbundenen Probleme
zu vermeiden, sind von einigen Pressenbetreibern und vor allem Betreibern
von neuen Zeitungsdruckmaschinen bisweilen Drucktücher verwendet
worden, bei denen kein Unterlegen erforderlich ist. Die so genannten „unterlagefreien" Drucktücher sind
entwickelt worden, um eine bestimmte Interferenz sicherzustellen,
ohne dass das Drucktuch unterlegt zu werden braucht. Unterlagefreie
Drucktücher
werden in sehr genauen Stärken hergestellt,
so dass sie direkt auf einen Gummituchzylinder mit dem richtigen
Interferenzwert aufgebracht werden können. Derartige Drucktücher bieten den
Vorteil einer einteiligen Konstruktion, bei der unter dem Drucktuch
kein Unterlagepapier erforderlich ist. Dies führt zu weniger Stillstandszeiten
der Druckeinrichtungen, wenn ein altes Drucktuch entfernt und durch
ein neues Drucktuch ersetzt wird.
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Wie
die meisten Drucktücher
bestehen derartige unterlagefreien Drucktücher im allgemeinen aus einem
Grundmaterial, das die Maßhaltigkeit
des Drucktuchs sicherstellt. Hierbei werden Gewebe bevorzugt. Das
Grundmaterial umfasst in der Regel zwei oder mehr Schichten eines
derartigen Gewebes, die miteinander verbunden sind. Die Nutzfläche des
Drucktuchs, die mit der Farbe in Kontakt kommt, ist im allgemeinen
eine elastomere Schicht aus Natur- oder Synthesekautschuk, die über der
oder den Grundschichten aufgebracht wird. Die Grundschichten und
die Nutzfläche
werden unter Verwendung geeigneter Kleber miteinander kaschiert.
Auch bei diesen Drucktüchern
ist nach dem ersten Spannen und Einbau wiederum ein gewisser Stärkenverlust
zu verzeichnen und geht im Laufe der Zeit während des Einsatzes weiter
Dicke verloren. Sobald jedoch der Stärkenverlust (Dickenverlust)
bei einem unterlagefreien Drucktuch die Grenzen der Presseneinstellung überschreitet,
wird das Drucktuch unweigerlich unbrauchbar, so dass es durch ein
neues Drucktuch ersetzt werden muss.
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Eine
wichtige Zielsetzung ist beim Offsetdruck die Erhöhung der
Betriebsgeschwindigkeiten der Druckpressen, um die Produktion zu
maximieren. In der Regel werden herkömmliche flache Drucktücher so
hergestellt, dass ihre Enden in einen relativ breiten Spalt bzw.
eine entsprechende Nut im Gummituchzylinder eingeführt und
dort befestigt werden können.
Der Spalt verläuft
in axialer Richtung, wobei die vorderen und hinteren Enden des Drucktuchs
in den Spalt eingeführt
und nach einer Anzahl verschiedener Techniken befestigt werden,
zu denen Verschlussmechanismen und Spannvorrichtungen gehören. In
der Regel sind die vorderen und hinteren Enden des Drucktuchs im
allgemeinen mit als Tuchstangen bekannten Leisten aus Metall verstärkt, um die
Drucktuchenden zu versteifen und das Einführen des Drucktuchs in den
Verschlussmechanismus zu erleichtern.
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Die
Notwendigkeit eines Spalts im Drucktuchzylinder hat jedoch zu Problemen
geführt,
wenn die Drehzahl des Zylinders erhöht wird, da der Zylinder nicht
ausgewuchtet ist (d.h. das Gewicht ungleichmäßig verteilt ist) und das Drucktuch
selbst daher zunehmenden Beanspruchungen ausgesetzt ist. Dies kann
zu Schwingungen und Stossbeanspruchungen des Drucktuchs führen, wodurch
die Druckqualität
herabgesetzt wird. Neuere Pressen für höhere Betriebsgeschwindigkeiten
sind auf den Markt gekommen, bei denen diesen Problemen durch Ausbilden
kleinerer Spalte im Drucktuchzylinder Rechnung getragen wird. Derartige
Pressen werden bisweilen als „Minispalt"-Pressen bezeichnet.
So können Stossbeanspruchungen
dadurch verringert werden, dass der Zylinderspalt so schmal wie
möglich
ausgebildet wird. Herkömmliche
Zylinderspaltbreiten, d.h. Spaltbreiten für Drucktücher mit Gewebeträger reichen
von etwa 5 mm bis zu etwa 10 mm. Um der Notwendigkeit von Gummituchzylindern
mit schmalem Spalt Rechnung zu tragen, sind neuere Arten von Drucktüchern entwickelt
worden. Diese Drucktücher sind
dem Fachmann als Drucktücher
mit Metallträger bekannt
(siehe zum Beispiel die internationale Offenlegungsschrift WO 93/01003
von Pinkston et al.), die auf einem dünnen Metallblech aufliegen
und von diesem getragen werden. Drucktücher mit Metallträger können auf
Zylindern mit Spalten von weniger als 3 mm Breite aufgebracht werden.
Drucktuchzylinder mit diesen wesentlich schmaleren Spalten lassen sich
für hohe
Geschwindigkeiten bei geringeren Stossbeanspruchungen einsetzen.
Ein weiterer Vorteil derartiger Zylinder mit solch einem schmalen Spalt
besteht darin, dass beim Drucken weniger Bahnfläche verloren geht, da der Druck
sich bis zum schmalen Spalt erstrecken kann.
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Ein
Drucktuch mit Metallträger
besteht in der Regel aus einer Grundschicht aus einem dünnen, flachen
elastischen. Metallblech und einer Deckschicht mit einem Elastomer
wie zum Beispiel Gummi. Weitere Schichten aus Materialien wie zum
Beispiel Gewebe können
zwischen Grund- und Deckschicht angeordnet werden, wobei diese Mehrfachschichten dann
anschließend
zusammen kaschiert werden. Ein solches Drucktuch hat in herkömmlicher
Ausführung eine
Dicke von etwa 2 mm, wovon etwa 0.20mm auf die Dicke des Grundblechs
aus Metall entfallen. Eine Ausführung
eines Drucktuchs mit Metallträger,
die von KBA (Koenig & Bauer-Albert
AG in Frankenthal/Deutschland) hergestellt und verkauft wird, weist an
den vorderen und hinteren Kanten des Drucktuchs einen kleinen freiliegenden
Metallstreifen zum Einführen
in den Zylinderspalt auf. Siehe zum Beispiel Puschnerat et al.,
US Patentschriften 5 687 648 und 5 934 194. Siehe ebenfalls Castelli
et al., US Patentschrift 5 749 298.
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Da
die Dicke der Metallkanten wesentlich geringer als die Dicke des
restlichen Drucktuchs ist, können
die Kanten in einen Zylinderspalt eingeführt werden, der wesentlich
schmaler ist als der Spalt, der zur Aufnahme der Dicke herkömmlicherer
Drucktücher
notwendig ist. Drucktücher
mit Metallträger
sind jedoch mit eigenen Problemen behaftet, zu denen auch die Notwendigkeit
verschiedener Verschlussmechanismen zu zählen ist, die verhindern, dass das Drucktuch
bei Druckvorgängen
herausgezogen wird (d.h. sich ein Ende des Gummituches aus dem Verschlussmechanismus
des Spalts löst).
Des weiteren ist es nicht möglich
gewesen, diese Drucktücher
mit Metallträger
bei herkömmlichen
Pressen zu verwenden, da sich die Metallenden nicht in den herkömmlichen
bei vorhandenen Gummituchzylindern vorgesehenen Verschlussmechanismen
verankern lassen.
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Die
einfache Ergänzung
eines herkömmlichen
gewebeverstärkten
Drucktuchs um eine gleichfalls dehnbare Schicht mit Metallträger ist
nicht praktikabel, da das so entstehende Drucktuch sich nur mit großen Schwierigkeiten
montieren und ordnungsgemäß auf dem
Gummituchzylinder spannen lässt.
Der Grund hierfür
ist der, dass das hinzugefügte
Metall insbesondere an den vorderen und hinteren Enden des Drucktuches
relativ unelastisch ist und sich nur schwer in den Zylinderspalt
einpassen lässt
und dass das Drucktuch insgesamt nur schwer um den Gummituchzylinder
gelegt werden kann.
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Demgemäss besteht
nach dem Stand der Technik die Notwendigkeit der Schaffung eine
Bildübertragungsgummituchs,
das während
seiner gesamten Lebensdauer gegenüber Stärkenverlusten beständig ist.
Durch ein solches Drucktuch würden teure
Stillstandszeiten für
die Betreiber von Pressen verringert und wären weniger Einstellungen der
Presse während
des Betriebs erforderlich. Darüber
hinaus besteht nach dem Stand der Technik Bedarf an einem solchen
Bildübertragungsgummituch,
das nachträglich
auf vorhandenen Offsetpressen installiert werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung trägt
diesen Erfordernissen durch Schaffung eines flexiblen Bildübertragungsgummituchs
Rechnung, das einen undehnbaren Träger besitzt, das leicht auf
herkömmlichen Gummituchzylindern
montiert werden kann, das kein Unterlegen erfordert (aber mit Unterlagen
verwendet werden kann), das während
des Betriebs nicht nachgespannt zu werden braucht und das bis zum
Spalt einen besseren Druck als herkömmliche ge webeverstärkte Drucktücher gewährleistet.
Unter „undehnbar" sind Materialien
zu verstehen, die sich unter den in der Regel benutzten Spannungen
nicht dehnen (d.h. typische Verschlussmechanismen für Bildübertragungsgummitücher sind
einem Drehmoment im Bereich von 2.7 bis 162 Newton-m (2 bis 120
ft-Ibs) ausgesetzt und führen
beim Aufziehen von Bildübertragungsgummitüchern zu
einer Spannung zwischen 17.8 und 45 kg/cm (100 bis 250 Ibs/laufender
Zoll). Zum Vergleich ist bei typischen gewebeverstärkten Bildübertragungsgummitüchern je
nach Konstruktion des Drucktuches eine Dehnung um zwischen 1.25
% bis 2.5 % gegenüber
ihrer ursprünglichen
Länge zu verzeichnen,
wenn ihnen herkömmliche
Spannkräfte beaufschlagt
werden. Das erfindungsgemäße Bildübertragungsgummituch
ist für
sowohl Rollen- als auch Bogendruckpressen geeignet.
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Nach
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird ein zum Aufbringen auf einen Gummituchzylinder vorgesehenes
Bildübertragungsgummituch
mit ersten und zweiten Enden bereitgestellt, wobei mindestens eines
dieser ersten und zweiten Enden zum Einpassen in den axial verlaufenden
Spalt im Gummituchzylinder ausgebildet ist. Das Gummituch umfasst
eine Bildübertragungsoberflächenschicht,
mindestens eine Gewebeschicht und eine undehnbare Grundschicht.
Die mindestens eine Gewebeschicht umfasst Kett- und Schussfasern,
wobei die Schussfasern so ausgerichtet sind, dass bei Aufbringen
des Gummituchs auf dem Gummituchzylinder sich die Schussfasern um
den Umfang des Gummituchzylinders erstrecken. Unter „Kettfasern" sind die Fasern
zu verstehen, die in Längsrichtung
verlaufen und die auf einem Webstuhl oder einer sonstigen Webvorrichtung
unter Spannung stehen. „Schussfasern" sind die Fasern,
die im Gewebe um die Kettfasern gewebt sind. Schussfasern sind Fachleuten
bisweilen auch als Einschuss-, Füll-
oder Durchschussfasern bekannt. Im Rahmen dieser Beschreibung sind
die Begriffe Fasern und Garne untereinander austauschbar und bezieht
sich der Begriff Fasern auf sowohl Einzelfasern als auch Mehrfachfaserbündel. Durch
Orientierung der Kett- und Schussfasern im Gewebe in dieser Weise,
bei der sich die Schussfasern beim Aufbringen des Gummituchs um
den Gummituchzylinder erstrecken, verbleibt in den Schussfasern
ausreichend Restdehnung, um die Biegeflexibilität der anderen Schichten im
Gummituch in jeder Richtung zu gewährleisten.
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Bevorzugt
umfasst das Gummituch mindestens eine Tuchstange, die an mindestens
einem Ende des Bildübertragungsgummituchs
befestigt ist. Tuchstangen dienen dem Zweck, ein Ende oder beide
Enden eines Gummituchs in dem axial verlaufenden Spalt im Gummituchzylinder
zu befestigen, wenn das Gummituch auf den Zylinder aufgezogen wird. Nach
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform sind
mindestens zwei Gewebeschichten im Gummituchaufbau vorgesehen, wobei
mindestens eine der Gewebeschichten und bevorzugt beide Gewebeschichten
so verlaufen, dass sich bei Aufbringen des Gummituchs auf dem Gummituchzylinder
die Schussfasern in Umfangsrichtung um den Gummituchzylinder erstrecken.
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Die
Grundschicht wird aus der aus Metallen und deren Legierungen, synthetischen
Polymerharzen und faserverstärkten
synthetischen Polymerharzen bestehenden Gruppe ausgewählt. Ein
bevorzugtes Material für
die Grundschicht besteht aus Metall, Polyester oder glasfaserverstärktem Polymerharz. Der
Aufbau des Gummituchs kann ebenfalls als Option eine kompressible
Schicht umfassen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann das Gummituch eine Anzahl von Merkmalen aufweisen, die
zum Aufbringen und zum Befestigen des Gummituchs auf einem Gummituchzylinder
beitragen. So kann sich zum Beispiel die undehnbare Grundschicht an
mindestens einem Ende über
die Bildübertragungsoberflächenschicht
und die Gewebeschicht hinaus erstrecken. Der Teil der undehnbaren
Schicht, der sich über
das mindestens eine Ende des Gummituchs hinaus erstreckt, kann so
gebogen werden, dass ein Einführen
dieses Teils in den axial verlaufenden Spalt im Gummituchzylinder
möglich ist.
An besagtem Teil der undehnbaren Schicht kann ebenfalls eine Tuchstange
befestigt sein.
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Als
Alternative können
sich die Bildübertragungsoberflächenschicht
und die Gewebeschicht an mindestens einem Ende über die undehnbare Grundschicht
hinaus erstrecken. Dabei kann die Gewebeschicht innerhalb des Spalts
des Gummituchzylinders unter Verwendung herkömmlicher und dem Fachmann allgemein
bekannter Verschlussmechanismen befestigt werden.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann ein knautschbeständiges Bildübertragungsgummituch bereitgestellt
werden, das aus einer Bildübertragungsoberflächenschicht,
mindestens einer Gewebeschicht und einer undehnbaren Grundschicht
besteht. Die mindestens eine Gewebeschicht ist mit einer elastomeren
Zusammensetzung imprägniert
und umfasst Kett- und Schussfasern, wobei die Schussfasern so verlaufen,
dass sie sich beim Aufbringen des Gummituchs auf den Gummituchzylinder um
den Umfang des Gummizylinders erstrecken. Die elastomore Zusammensetzung
verdrängt
die Luft in den Zwischenräumen
zwischen den Kett- und Schussfasern, um ein Einfallen der Gummituchoberfläche zu verhindern,
wenn auf diese die beim Drucken anstehenden Druckkräfte einwirken.
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Demgemäss ist ein
Merkmal der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Bildübertragungsgummituchs,
das während
seiner gesamten Nutzungsdauer gegenüber Stärkenverlusten beständig ist.
Eine weitere Zielsetzung der Erfindung ist die Bereitstellung eines
Gummituchs, bei dem für
Pressenbetreiber teure Stillstandszeiten verringert werden und bei
dem während
des Betriebs weniger Justierungen an der Presse erforderlich sind.
Ein noch anderes Merkmal der Erfindung ist die Bereitstellung eines
Gummituchs, mit dem vorhandene Offsetpressen nachgerüstet werden
können.
Diese und weitere Merkmale sowie Vorteile der Erfindung sind aus
nach nachfolgenden de taillierten Beschreibung, den beiliegenden
Zeichnungen und den beigefügten
Patentansprüchen
ersichtlich.
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Der
Gegenstand der Erfindung ist unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
eines als im nicht einschränkenden
Sinne zu betrachtenden Ausführungsbeispiels
besser verständlich.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
des auf einen Gummituchzylinder aufgezogenen Bildübertragungsgummituchs;
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2 eine im vergrößerten Maßstab gezeichnete
Teilansicht des Bildübertragungsgummituchs
nach 1 mit Darstellung
weiterer Details des Gummituchzylinders und eines axial verlaufenden Spalts,
in den die Enden des Bildübertragungsgummituchs
eingepasst werden;
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3 eine fragmentarische Seitenansicht
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bildübertragungsgummituchs
als Querschnitt entlang der Achse 3–3 in 1;
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4 eine fragmentarische Seitenansicht als
Querschnitt einer anderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bildübertragungsgummituchs;
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5 eine fragmentarische Seitenansicht als
Querschnitt einer noch anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bildübertragungsgummituchs;
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6 eine im vergrößerten Maßstab gezeichnete
Teilansicht einer weiteren Ausführungsform
des Bildübertragungsgummituchs
nach 1 mit Darstellung
weiterer Details des Gummituchzylinders und eines axial verlaufenden
Spalts, in den beide Enden des Bildübertragungsgummituchs eingepasst
werden;
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7 eine im vergrößerten Maßstab gezeichnete
schematische Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Verschlussmechanismus
für das
Bildübertragungsgummituch;
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8 eine im vergrößerten Maßstab gezeichnete
schematische Seitenansicht einer noch anderen Ausführungsform
eines Verschlussmechanismus für
das Bildübertragungsgummituch;
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9 eine schematische Seitenansicht
einer Ausführungsform
einer an einem Ende des Bildübertragungsgummituchs
befestigten Tuchstange;
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10 eine schematische Seitenansicht
einer anderen Ausführungsform
einer an einem Ende des Bildübertragungsgummituchs
befestigten Tuchstange;
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11 eine schematische Seitenansicht
einer weiteren Ausführungsform
einer an einem Ende des Bildübertragungsgummituchs
befestigten Tuchstange;
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12 eine schematische Seitenansicht
einer noch anderen Ausführungsform
einer an einem Ende des Bildübertragungsgummituchs
befestigten Tuchstange;
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13 eine schematische Seitenansicht
einer noch weiteren Ausführungsform
einer an einem Ende des Bildübertragungsgummituchs
befestigten Tuchstange;
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14 eine schematische Seitenansicht
einer noch anderen Ausführungsform
einer an einem Ende des Bildübertragungsgummituchs
befestigten Tuchstange; und
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15 eine im vergrößerten Maßstab gezeichnete
Ansicht einer anderen Ausführungsform des
auf einen Gummituchzylinder aufgezogenen Bildübertragungsgummituchs.
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1 zeigt allgemein einen
Teil einer typischen Offsetdruckeinrichtung 10 mit einem
Gummituchzylinder 12 und einem darauf aufgebrachten Bildübertragungsgummituch 15.
Der Gummituchzylinder 12 besitzt einen axial verlaufenden
Spalt 16 mit ersten und zweiten Kanten 11 bzw. 13,
die einen Spalt mit einer Breite W bilden (siehe 2). Das Bildübertragungsgummituch 15 umfasst
eine Vielzahl von auf einer darunter befindlichen undehnbaren Grundschicht 20 befestigten
Schichten oder Lagen 14, von der verschiedene Ausführungsformen näher in den 3 bis 5 dargestellt sind.
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2 ist eine im vergrößerten Maßstab gezeichnete
Ansicht eines Bildübertragungsgummituchs 15 im
Bereich des Spalts 16. Bei dieser Ausführung erstrecken sich die vorderen
und hinteren Enden 22 der Grundschicht 20 über die
Länge der
anderen Schichten 14 hinaus, wobei die Enden 22 so gebogen
sind, dass sie zur Befestigung des Gummituchs 15 auf dem
Gummituchzylinder 12 in den Spalt 16 eingeführt werden
können.
Wie aus 2 ersichtlich,
sind die Enden 22 gegenüber
dem restlichen Gummituch unter einem Winkel von etwa 90° gebogen.
Es gilt jedoch als vorausgesetzt, dass sich dieser Winkel je nach
Größe und Verlauf
des Spalts 16 ändern
kann. In der Regel kann dieser Winkel zwischen etwa 45° und etwa
135° liegen.
Die Enden des Gummituchs können
bei der Herstellung vorgebogen sein oder zum Zeitpunkt des Einbaus
des Gummituchs gebogen werden.
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15 zeigt eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform ähnlich der
in 2 gezeigten, wobei
gleiche Elemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Nach
der in 15 gezeigten
Ausführungsform
jedoch erstrecken sich die Gewebe- und Polymerschichten 14 zumindest
teilweise in den Spalt 16. Bei dieser Ausführungsform
sind die Gewebe- und Polymerschichten so gewählt und aufgebaut, dass sie
ohne Brechen oder Reißen
gebogen und in den Spalt eingeführt
werden können.
Auch wenn die Enden 22 als gegenüber dem restlichen Gummituch unter
einem Winkel von etwa 90° gebogen
dargestellt sind, gilt auch hier als vorausgesetzt, dass dieser Winkel
je nach Größe und Verlauf
des Spalts 16 variieren kann. In der Regel kann dieser
Winkel zwischen etwa 45° und
etwa 135° liegen.
Auch hier wiederum können
die Enden des Gummituchs bei der Herstellung vorgebogen sein oder
zum Zeitpunkt des Einbaus des Gummituchs gebogen werden.
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In 3 ist ein detaillierterer
Querschnitt einer Ausführungsform
der Bestandteile des Bildübertragungsgummituchs 15 dargestellt.
Die Schichten 14 können
eine Gewebeschicht 30 umfassen, von der eine erste Seite
mittels eines Klebemittels 32 auf der undehnbaren Grundschicht 20 befestigt
ist. Zu den Lagen 14 können
darüber
hinaus wahlweise eine kompressible Schicht 34 auf einer
der ersten Seite der Gewebeschicht gegenüberliegenden zweiten Seite
und eine zweite Gewebeschicht 36 gehören, die auf der zweiten Seite der
kompressiblen Schicht 34 angeordnet ist. Die Außenseite
des Bildübertragungsgummituchs 15 umfasst
vorzugsweise eine elastomere Bildübertragungsoberflächenschicht 38 auf
der Gewebeschicht 36. Das Gummituch hat bevorzugt eine
Gesamtdicke im Bereich von 17.5 bis 23.0 mm (0.070 bis 0.90 Zoll).
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Die
Schichten 14 enden an den Kanten 11 und 13 des
Spalts, wie dies aus 2 ersichtlich
ist. Die Schichten 14 können
jedoch an den Kanten 11 und 13 behandelt sein,
um zu verhindern, dass sich während
der Bildübertragung
bildende Flüssigkeiten in
die Schichten 14 des Bildübertragungsgummituchs 15 eindringen
und zu einer Ablösung
der Schichten führen:
Eine solche Kantenbehandlung ist unter Verwendung von dem Fachmann
allgemein bekannten herkömmlichen
Gummituchversiegelungen möglich.
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Die
Grundschicht 20 umfasst ein flexibles, jedoch undehnbares
Material. Bevorzugt wird die Grundschicht 20 aus der aus
Metallen und deren Legierungen, synthetischen Polymerharzen und
faserverstärkten
synthetischen Polymerharzen bestehenden Gruppe ausgewählt. Zu
diesen Verstärkungsfasern
gehören
Glas, Kohlenstoff sowie Naturfasern (wie zum Beispiel Baumwolle)
und Synthetikfasern (wie beispielsweise Aramid, Polyester). Ein
bevorzugtes Material für
die Grundschicht 20 umfasst handelsüblichen und frei erhältlichen
nichtrostenden Stahl in einer Dicke zwischen 0.15 und 0.25 mm (0.006
und 0.010 Zoll). Alternativ kann die Grundschicht 20 ein
Polyesterharz enthalten. Die Grundschicht 20 hat vorzugsweise
eine Dicke im Bereich von 0.1 mm bis 0.4 mm und noch besser eine
Dicke von zwischen 0.2 und 0.3 mm. Für den Fachmann ist jedoch offensichtlich,
dass je nach Flexibilität
eines gegebenen Grundmaterials die bevorzugte Dicke auch leicht
oberhalb oder unterhalb des genannten Bereichs liegen kann.
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Vorzugsweise
hat das Klebemittel 32 eine Dicke zwischen etwa 0.025 mm
und 0.2 mm (0.001 und 0.008 Zoll) und enthält es einen Polyesterschmelz kleberfilm,
der aufgebracht und danach erhitzt werden kann, damit seine Klebeeigenschaften
aktiviert werden. Obwohl das Klebemittel 32 jede Art von
Kleber enthalten kann, umfasst es vorzugsweise einen Schmelzkleber
auf Polyesterbasis, wie er handelsüblich über eine Vielzahl von Lieferquellen
bezogen werden kann. So kann zum Beispiel ein bevorzugtes Klebemittel 32 ein
modifiziertes Copolymer aus Ethylen und Vinylacetat in Form eines
Schmelzklebefilms enthalten.
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Die
Gewebeschicht 30 kann zum Erreichen der erforderlichen
Dicke ganz oder vollständig
geschliffen werden. Die Gewebeschichten 30 bzw. 36 haben
Dicken vorzugsweise im Bereich von 0.15 bis 0.4 mm (0.008 und 0.016
Zoll) und möglichst
eine Dicke von 0.28 mm (0.011 Zoll). Die Gewebeschicht 30 wie
auch die Gewebeschicht 36 umfassen Gewebe aus Baumwoll-
oder Synthetikgarnen oder -fasern mit sowohl Kett- als auch Schussfasern
oder –garnen. Ein
bevorzugtes Gewebe zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung
ist ein rechteckiges Gewebe, bei dem die Kettgarne aus Baumwolle
(wie zum Beispiel Baumwollspulengarn) und die Schussgarne aus Polyester
(wie beispielsweise einem gesponnenen Polyester) bestehen. Das Gewebe
ist in einer Richtung entlang den Kettgarnen so vorgespannt, dass
das bei der Herstellung von Bildübertragungsgummitüchern verwendete
Gewebe in dieser Richtung nur eine geringe oder überhaupt keine Reststreckung
aufweist.
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Wie
gezeigt, ist/sind eine der Gewebeschichten oder beide Gewebeschichten 30 und 36 innerhalb der
Gummituchkonstruktion so ausgerichtet, dass bei Aufbringen des Gummituchs
auf dem Gummituchzylinder sich die Schussfasern um den Umfang des Gummituchzylinders
erstrecken. Diese Ausrichtung ist um 90° von der Ausrichtung herkömmlicher
Gewebeschichten in einem Gummituch (bei Aufbringen dieses Gummituchs
auf einem Zylinder) abgesetzt und bietet die erforderliche Flexibilität für die Grundschicht 20.
Bei früheren
Gummituchkonstruktionen war es üblich,
zwei Gewebeschichten als Ver stärkungsgrundschicht
im Gummituch miteinander zu verbinden. Eine solche Konstruktion
war gegenüber Flexibilität und Biegen
des Gummituchs in irgendeiner Richtung beständig. Eine solche Konstruktion wäre in Kombination
mit einer undehnbaren Grundschicht nur schwer zu biegen und auf
einen herkömmlichen
Gummituchzylinder aufzubringen.
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Was
die kompressible Schicht 34 angeht, so kann erfindungsgemäß jedes
bekannte und mit den anderen Schichten kompatible kompressible oder elastische
Material verwendet werden. Eine bevorzugte kompressible Schicht 34 umfasst
ein Gemisch aus Nitril und Chloropren-Kautschuk mit einer zur Gewährleistung
ausreichender Festigkeit und Kompressibilität geeigneten Porendichte. Die
kompressible Schicht 34 kann offen- oder geschlossenzelligen
Schaumstoff umfassen, wobei geschlossenzellige Schaumstoffe bevorzugt
werden. Zu geigneten Materialien für kompressible Schichten und
den Methoden zu ihrer Herstellung gehören die gemäss der an Meadows gemeinschaftlich
abgetretenen US Patentschrift 4 548 858 offengelegten Materialien.
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Nach
einer anderen alternativen Ausführungsform
kann die Pufferschicht durch Vermischen eines geeigneten Salzes
wie beispielsweise hydriertes Magnesiumsulfat mit einem polymeren
Material wie zum Beispiel Gummi und anschließendes Aushärten und Auslaugen des Salzes
ausgebildet werden, so dass im Gummi Hohlräume entstehen. Ein solches
Verfahren ist aus der an Haren et al. gemeinsam erteilten US Patentschrift
3 928 521 ersichtlich. Zu einer noch anderen Methode zum Ausbilden
der Pufferschicht gehört
das Einarbeiten von Mikrokapseln in eine Elastomermatrix und das
Fixieren dieser Mikrokapseln im Rahmen einer Niedrigtemperaturteilvulkanisierung,
wie diese in der an Gaworoski erteilten US Patentschrift 4 770 928
beschrieben ist. Bevorzugt hat die kompressible Schicht 34 eine
Dicke in einem Bereich von 0.56 mm bis 0.67 mm (0.022 und 0.026
Zoll) und am besten eine Dicke von 0.62 mm (0.245 Zoll). Diese Dicke
entspricht in etwa der doppelten Dicke einer typischen kompressiblen Schicht
bei einem herkömmlichen
Bildübertragungsgummituch.
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Und
schließlich
bildet die elastomere Bildübertragungsoberflächenschicht 38 die
Bildübertragungsfläche für das Bildübertragungsgummituch 15. Die
Oberfläche
der Schicht 38 kann geschliffen werden, um die endgültige Stärke oder
Dicke des Gummituchs zu erreichen. Zu den geeigneten Materialien zur
Herstellung der Bildübertragungsoberflächenschicht 38 gehören eine
Reihe verschiedener Polymere wie zum Beispiel Butylkautschuk, EPDM-Kautschuk,
Nitrilkautschuk, Naturkautschuk, Neoprenkautschuk, eine Mischung
aus Nitril und Polyvinylchlorid, Polyurethan und Synthetikkautschuk.
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Für den Fachmann
ist offensichtlich, dass die bevorzugten Materialien und ihre jeweilige
Dicke geändert
oder ersetzt werden können,
ohne dass der Erfindungsgedanke verlassen wird. So können zum Beispiel
in der Gummituchkonstruktion bei Bedarf und wie auf diesem Fachgebiet üblich zusätzliche Klebe-,
Grundier-, Verankerungs- und Aufbauschichten vorgesehen werden.
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Eine
bevorzugte Methode zur Befestigung der Schichten 14 auf
der undehnbaren Grundschicht 20 besteht darin, dass zuerst Öle oder
sonstige Verunreiniger von der Oberfläche der Grundschicht 20 entfernt
und dann eine Grundierung aufgebracht werden, um eine erneute Oberflächenverschmutzung
zu verhindern und die Klebefähigkeit
des Kleberfilms 32 zu erhöhen. Der Kleberfilm 32,
gemäss
der vorstehenden Beschreibung bevorzugt ein Schmelzkleberpolyester,
wird zwischen der Gewebeschicht 30 und der Grundschicht 20 eingeschossen.
Es gilt jedoch als vorausgesetzt, dass es möglich ist, eine erste Schicht
des Polyestermaterials auf eine Seite der Gewebeschicht 30 aufzubringen,
auf welcher die Grundschicht 20 haftet, um eine Kleberfilmschicht
als „Grundierung" bereitzustellen.
Danach werden die Schichten 14 und die Grundschicht 20 erhitzt
und dann zum Abbinden des Kleberfilmmaterials 32 abgekühlt, so
dass die Schichten 14 mit der Grundschicht 20 verklebt werden
und eine bevorzugte Bildübertragungsgummituchkonstruktion 15 entsteht.
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Nach
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
nach 4, in der gleiche
Elemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, ist das Bildübertragungsgummituch 15 eine
vereinfachte Konstruktion, zu der eine Bildübertragungsoberflächenschicht 38,
eine Gewebeschicht 36 und eine undehnbare Trägerschicht 20 gehören. Auch
hier wiederum sind die Kett- und Schussfasern der Gewebeschicht 38 so
ausgerichtet, dass die Schussfasern sich um den Umfang des Gummituchzylinders 12 erstrecken.
In 5 ist als eine noch
andere erfindungsgemäße Ausführungsform
eine knautschbeständige
Gummmituchkonstruktion gezeigt. Zu einem solchen Gummituch gehören eine
Bildübertragungsoberflächenschicht 38 und
zwei mit der undehnbaren Grundschicht 20 verbundene Gewebeschichten 36 und 30.
Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist eine der Gewebeschichten oder sind beide Gewebeschichten mit
einer elastomeren Zusammensetzung imprägniert, welche Luft aus den Zwischenräumen zwischen
den Kett- und den Schussfasern verdrängt. Hierdurch wird ein Einfallen der
Gummituchoberfläche
verhindert, wenn auf diese während
des Druckens die kompressiven Kräfte
einwirken. Eine bevorzugte Methode zum Imprägnieren der Gewebeschichten
ist in der gemeinschaftlich an McLean et al. erteilten US Patentschrift
5 498 470 beschrieben.
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Das
erfindungsgemäße Gummituch
kann auf verschiedene Weisen auf dem Gummituchzylinder 12 befestigt
werden. Die 6 bis 13 zeigen hierzu verschiedene
Möglichkeiten.
Mit Bezug nunmehr auf die 6 ist
eine im vergrößerten Maßstab gezeichnete
Ansicht eines Teils einer anderen Ausführungsform des Bildübertragungsgummituchs
nach 1 mit zusätzlichen
Details des Gummituchzylinders und des axial verlaufenden Spalts
dargestellt, in den beide Enden des Bildübertragungsgummituchs eingepasst
werden. Wie zu sehen, ist das Bildübertragungsgummituch 15 auf
dem Gummi tuchzylinder 12 aufgezogen. Der Zylinder besitzt
einen axial verlaufenden Spalt 50 mit einem Paar winkliger
Kanäle 52, 54.
Das Bildübertragungsgummituch 15 umfasst
eine Vielzahl von Schichten 14 und eine undehnbare Grundschicht 20.
Das Gummituch 15 besitzt erste und zweite Enndabschnitte 22 bzw. 22'. Wie aus 6 zu ersehen, ist das Bildübertragungsgummituch 15 so
auf dem Gummituchzylinder 12 montiert, dass erste und zweite
Endabschnitte 22 und 22' über die Kanten des Zylinders 12 und
nach innen in den Spalt 50 umgebogen sind. Die Endabschnitte 22 und 22' erstrecken
sich in Kanäle 52 und 54 und
sind unter Winkeln von weitgehend 135° relativ zur äußeren Oberfläche des
Gummituchzylinders 12 in den Kanälen nach innen gebogen. Auch
hier gilt als vorausgesetzt, dass andere Winkel möglich sind,
ohne dass der Schutzumfang der Erfindung verlassen wird.
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Mit
Bezug nunmehr auf die 7 ist
eine im vergrößerten Maßstab gezeichnete
schematische Seitenansicht einer anderen Ausführung eines Verschlussmechanismus
für das
Bildübertragungsgummituch
dargestellt. Wie ersichtlich, ist das Bildübertragungsgummituch 15 auf
dem Gummituchzylinder 12 mittels eines Doppelrollenverschlussmechanismus
angeordnet. Der Mechanismus umfasst ein Paar drehbarer zylindrischer
Verschlüsse 60 und 62 auf gegenüberliegenden
Seiten des im Zylinder 12 ausgebildeten Spalts mit darin
ausgebildeten entsprechenden Schlitzen 64, 66.
Das Gummituch 15 umfasst Tuchstangen 68 und 70,
die an beiden Enden des Gummituchs 15 angeordnet sind.
Sobald die Tuchstangen 68 und 70 in die Schlitze 64, 66 eingepasst
sind, werden die Verschlüsse
in der durch die Pfeile gekennzeichneten Richtung gedreht, um das Gummituch
in seiner Position zu spannen.
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8 zeigt als weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
eine im vergrößerten Maßstab gezeichnete
schematische Seitenansicht eines Einrollenverschlussmechanismus
für das
Bildübertragungsgummituch.
Wie zu sehen, ist das Bildübertragungsgummituch 15 auf
dem Gummituchzylinder 12 mittels des Verschlussmechanismus
befestigt. Der Mechanismus umfasst einen drehbaren zylindrischen
Verschluss 60 mit einem darin ausgebildeten Schlitz 64.
Auf der gegenüberliegenden
Seite des Spalts im Zylinder 12 befindet sich eine eingezogene Leiste 72.
Das Gummituch 15 umfasst Tuchstangen 68 und 79,
die an beiden Enden des Gummituchs 15 befestigt sind. Sobald
die Tuchstangen 68 und 70 in den Schlitz 64 und
die eingezogene Leiste 72 eingepasst sind, wird der Verschluss
in der durch den Pfeil gekennzeichneten Richtung gedreht, um das
Gummituch in seiner Position zu spannen.
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Die 9 bis 14 zeigen verschiedene Tuchstangenbehandlungen
für die
Enden des Gummituchs 15. Wie dem Fachmann allgemein bekannt,
ist die Konfiguration der Tuchstangen bei einem Bildübertragungsgummituch
von einer Reihe von Faktoren abhängig,
zu denen unter anderem die Art der Presse, die Art des Gummituchzylinders,
die Art des Verschlussmechanismus and die Konfiguration des Gummituchendes
gehören.
In der Regel ist eine Tuchstange ein längliches V-förmiges Metallteil
mit ersten und zweiten seitlich verlaufenden Schenkeln. Das Ende
des Gummituchs wird in den Spalt zwischen den Schenkeln der Tuchstange
eingeführt, und
die Schenkel werden dann zusammengedrückt, um das Gummituchende zu
fassen. Die Oberflächen der
Schenkel der Tuchstange können
aufgerauhte Flächen,
Zahnungen, Ausnehmungen, usw. umfassen, die zu einer besseren Halterung
der Tuchstange am Gummituchende führen, damit sich das Gummituchende
während
des Einsatzes nicht lösen
kann.
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9 ist eine schematische
Seitenansicht einer Ausführungsform
einer an einem Ende des Bildübertragungsgummituchs 15 befestigten
Tuchstange 80. Wie gezeigt, umfasst das Gummituch 15 Polymer-
und Gewebeschichten 14, die auf einer darunter liegenden
undehnbaren Grundschicht 20 befestigt sind. Die Grundschicht 20 erstreckt
sich über das
Ende der Schichten hinaus und ist an der Tuchstange 80 angebracht.
Die Tuchstange 80 umfasst erste und zweite seitlich verlaufende
Schenkel 90, 92, die zur Halterung des Gummituchs
zusammengedrückt
werden.
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10 ist eine schematische
Seitenansicht einer noch anderen Ausführungsform einer an einem Ende
des Bildübertragungsgummituches 15 befestigten
Tuchstange 88. Wie gezeigt, umfasst das Gummituch 15 Polymer- und Gewebeschichten 14,
die auf einer darunter liegenden undehnbaren Grundschicht 20 befestigt
sind. Die Grundschicht 20 erstreckt sich über das
Ende der Schichten 14 hinaus und ist an der Tuchstange 88 befestigt.
Gegenüber
der in 9 gezeigten Ausführungsform
jedoch liegt bei der Ausführungsform
nach 10 die Tuchstange 88 auf
Stoss gegen das Ende der Schichten 14 an.
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11 ist eine schematische
Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer noch anderen und
an einem Ende des Bildübertragungsgummituches 15 befestigten
Tuchstange 82. Wie bei dieser Ausführungsform gezeigt, umfasst
das Gummituch 15 Polymer- und Gewebeschichten 14,
die auf einer darunter liegenden undehnbaren Grundschicht 20 befestigt
sind. Die Grundschicht 20 erstreckt sich über das
Ende der Schichten 14 hinaus und ist an der Tuchstange 82 bei
dieser Ausführungsform
mittels Kleber 83 befestigt. Bei dieser Ausführungsform
ist die Tuchstange 82 einfach ein länglicher Metallstreifen, der
auf einer Seite mit der Grundschicht 20 verbunden ist.
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14 ist ebenfalls eine schematische
Seitenansicht einer noch weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ähnlich der in 11 gezeigten Ausführungsform, wobei gleiche Elemente
mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Bei der Ausführungsform
nach 14 jedoch ist die
Grundschicht 20 zusammen mit dem Ende der Schichten 14 dehnbar
und mittels Kleber 83 an der Tuchstange 82 befestigt.
Bei dieser Ausführungsform
ist die Tuchstange 82 einfach ein länglicher Metallstreifen, der
mit einer Seite mit der Grundschicht 20 verbunden ist.
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12 ist eine schematische
Seitenansicht einer noch weiteren Ausführungsform einer an einem Ende
des Bildübertragungsgummituchs 15 befestigten
Tuchstange 84. Wie bei dieser Ausführungsform gezeigt, umfasst
das Gummituch 15 Polymer- und Gewebeschichten 14,
die auf einer darunter liegenden undehnbaren Grundschicht 20 befestigt
sind. Die Schichten 14 erstrecken sich über das Ende der Grundschicht 20 hinaus
und sind an der Tuchstange 84 befestigt.
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13 ist eine schematische
Seitenansicht einer noch anderen Ausführungsform einer an einem Ende
des Bildübertragungsgummituchs 15 befestigten
Tuchstange 86. Wie bei dieser Ausführungsform gezeigt, umfasst
das Gummituch 15 Polymer- und Gewebeschichten 14,
die auf einer darunter liegenden undehnbaren Grundschicht 20 befestigt
sind. Die Schichten 14 und die Grundschicht 20 sind
zusammen dehnbar, und das Ende des Gummituches ist mit der Tuchstange 86 verbunden.