EP0287002A2 - Rasterwalze für ein Offsetfarbwerk sowie Verfahren zur Herstellung einer derartigen Rasterwalze - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an anilox roller for an inking unit assigned to an offset printing press, in particular a short inking unit, the surface of which is provided with cups which are separated from one another by webs and which cooperates with at least one squeegee device which is arranged around its circumference and is preferably in the form of a chambered doctor blade for the production of such anilox roller with wells separated from each other by scrapable webs.
- a short inking unit for an offset printing press which has an anilox roller which is acted on with color and of the type mentioned above.
- This anilox roller which is to be designed as a steel roller in the known arrangement, interacts with an applicator roller to which a fountain solution is supplied in addition to the ink.
- the dampening solution required for wetting the printing plate will reach the anilox roller via the applicator roller and adversely affect the adhesion of the ink in the wells and thus the filling of the wells with ink.
- the consequence of this can be fluctuations in the amount of ink transferred and thus fluctuations in color density in the printed image.
- anilox rollers designed as pure steel rollers there can be severe wear in the region of the surface having the anvil system.
- the object of the anilox roller is achieved according to the invention in that the webs are at least partially made of hard ceramic material and in that the cups Chen have a hydrophobic lining.
- the procedural solution consists in applying a coating made of hard ceramic to a steel core, which is then engraved and, after the engraving, provided with a coating consisting of hydrophobic, color and cleaning agent-resistant material.
- the coating consisting of hard ceramic material can be ground and polished, preferably lapped, after the engraving and before the coating with hydrophobic material. This measure ensures that the edge of the engraved cells is deburred and smoothed and that a very fine surface is achieved in the area of the circumferential surface of the webs, which has an advantageous effect on the squeegee service life.
- Another useful measure can be that the thickness of the coating made of hard ceramic material is about three times as thick as the depth of the cells. This ensures that the cells are fully embedded in hard ceramic material and the webs accordingly consist entirely of hard ceramic material, which ensures high stability. At the same time it is ensured that the Stability of the hard ceramic coating is not affected by the engraving.
- the hard ceramic coating can consist of chromium oxide. This is a very wear-resistant material that can also be engraved comparatively easily using a laser beam.
- the hydrophobic coating applied after the engraving can consist of copper. This material repels water and at the same time has a high affinity for color, so that there is advantageously an excellent color transfer.
- the short inking unit on which FIG. 1 is based consists of a rubberized applicator roller 2 which cooperates with a plate cylinder 1 which can be covered with hard offset printing plates, has the same diameter as the plate cylinder and an anilox roller 3 which cooperates with the applicator roller 2 and has a smaller diameter.
- the applicator roller 2 acts simultaneously with a dampening unit 4 together.
- the circumference of the anilox roller 3 is provided with cups 5 indicated in an enlarged manner in FIG. 1 and the webs 6 delimiting them.
- the cups 5 are filled with paint, the webs 6 are scraped off, so that there is an exact dosage of the paint corresponding to the capacity of the cups 5.
- the ink supply to the anilox roller 3 and the doctoring take place by means of a chamber doctor blade arrangement designated as a whole in FIG. This consists of two doctor blades lying against the anilox roller 3 with a negative angle of attack, which delimit a chamber acted upon by ink between them.
- the anilox roller 3 consists, as can best be seen from FIG. 2, of a steel core 8, which can have the side bearing stubs, and a coating 9 made of hard ceramic material on the circumference of the steel core 8, into which the cups 5 are embedded. Chromium oxide or aluminum oxide can be used to form the hard ceramic coating. Materials of this type can easily be applied to the steel core 8 by spraying.
- the thickness of the coating 9 is approximately 150 ⁇ .
- the depth of the well 5 is in the order of 20 ⁇ to 50 ⁇ . The thickness of the coating 9 is therefore at least about three times the depth of the cells.
- the coating 9 which consists of hard ceramic material, such as chromium oxide or aluminum oxide or the like
- the webs 6 accordingly consist of a high-strength material, so that a high wear resistance is achieved.
- the wells 5 are provided with a lining 10, as can further be seen in FIG. which consists of water-repellent and color-accepting material, for example vapor-deposited copper, which is also color and detergent-resistant.
- the hard ceramic coating 9 can be applied to the steel core 8 by spraying. Such a coating results in a blank of the type on which FIG. 3 is based. If necessary, this blank can be ground to achieve an exact concentricity and an exact diameter.
- the cups 5 are then engraved into the coating 9, so that the state underlying FIG. 4 is obtained.
- the hard ceramic coating 9 is to be engraved with the aid of a laser beam. This enables a high level of engraving accuracy to be achieved.
- the cups 5 are engraved into the hard ceramic coating 9, as already stated above, they result was believed, the webs made of hard ceramic material 6 automatically. Following the engraving, the blank processed so far is ground and polished or lapped to deburr the webs 6 and smooth the surface. This processing stage is based on FIG. 4 /.
- the blank on which FIG. 4 is based is coated on the circumference with a fine layer of hydrophobic material.
- film-like copper plating should be provided for this.
- the layer thickness of this coating is small compared to the layer thickness of the hard ceramic coating 9 and is approximately 4 ⁇ m to 5 ⁇ m.
- Such a coating can be vapor-deposited or applied galvanically or the like.
- nickel or silicone or asphalt or a suitable plastic in the form of Teflon or Rilsan could also be used. Silicon or asphalt can be applied by brushing or spraying.
- This coating initially also covers the circumferential top surface of the webs 6. In this area, however, abrasion takes place within a very short time during operation, so that grinding off after the coating has taken place can be dispensed with. However, it would also be readily conceivable to grind the webs 6 on the head side after the coating process until hard ceramic material emerges, so that constant conditions would be expected from the start during operation.
- the hydrophobic coating is retained on the surface of the cups 5 that is recessed relative to the peripheral surface and forms the hydrophobic lining 10.
- This lining 10 reduces the capacity of the wells 5 which are initially engraved into the hard ceramic coating 9 by laser beam.
- the actual engraving depth T indicated in FIG. 4 must accordingly be deeper than the engraving of a conventional anilox roller by the thickness of the lining 10.
- the hard ceramic coating 9 and the coating that results in the lining 10 each consist of a layer of the same material.
Landscapes
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Rasterwalze für ein einer Offsetdruckmaschine zugeordnetes Farbwerk, insbesondere Kurzfarbwerk, deren Oberfläche mit durch Stege voneinander getrennten Näpfchen versehen ist und die mit wenigstens einer an ihrem Umfang anliegenden, vorzugsweise als Kammerrakel ausgebildeten Rakeleinrichtung zusammenwirkt und geht gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken auf ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Rasterwalze mit durch abrakelbare Stege voneinander getrennten Näpfchen.
- Aus der DE-B 31 17 341 ist ein Kurzfarbwerk für eine Offsetdruckmaschine bekannt, das eine mit Farbe beaufschlagte Rasterwalze oben erwähnter Art besitzt. Diese Rasterwalze, die bei der bekannten Anordnung als Stahlwalze ausgebildet sein soll, wirkt mit einer Auftragwalze zusammen, der neben der Farbe ein Feuchtmittel zugeführt wird. Hierbei besteht die Gefahr, daß das zur Benetzung der Druckplatte benötigte Feuchtmittel über die Auftragwalze auf die Rasterwalze gelangt und die Haftung der Farbe in den Näpfchen und damit die Füllung der Näpfchen mit Farbe negativ beeinflußt. Die Folge davon können Schwankungen der jeweils übertragenen Farbmenge und damit Farbdichte-Schwankungen im Druckbild sein. Außerdem hat sich gezeigt, daß bei als reinen Stahlwalzen ausgebildeten Rasterwalzen ein starker Verschleiß im Bereich der die Rasterung aufweisenden Oberfläche gegeben sein kann.
- Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfingung, eine Rasterwalze für ein Offsetdruckwerk zu schaffen sowie eine einfache Herstellungsmöglichkeit für eine derartige Rasterwalze anzugeben, die nicht nur eine vergleichsweise hohe Standzeit aufweisen soll, sondern gleichzeitig auch eine zuverlässige, gleichbleibende Dosierung und Übertragung der Farbe gewährleistet.
- Die auf die Rasterwalze gehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stege zumindest teilweise aus hartkeramischem Material bestehen und daß die Näpf chen eine hydrophobe Auskleidung aufweisen.
- Mit diesen Maßnahmen werden die eingangs erwähnten Schwierigkeiten vollständig vermieden. Infolge der hydrophoben Auskleidung der Näpfchen kann sich in den Näpfchen kein trennender Wasserfilm etablieren. Es ist daher eine gute Mitnahme von Farbe und vollständige Füllung der Näpfchen gewährleistet. Dennoch kommt an den tragenden Stellen der Rasterung, nämlich an den Umfangsflächen der Stege, das eine hohe Tragfähigkeit und Verschleißfestigkeit besitzende hartkeramische Material zum tragen, was hohe Standzeiten sowohl der Rasterwalze als auch der hiermit zusammenwirkenden Rakeleinrichtung gewährleistet. Die Verschleißfestigkeit von hartkeramischem Material ist zwar an sich bekannt. Dieses Material ist jedoch gleichzeitig hydrophil und daher zur Farbübertragung bei Offsetdruckmaschinen problematisch. Diese Schwierigkeit wird bei der erfindungsgemäßen Rasterwalze durch die hydrophobe Auskleidung der Näpfchen beseitigt. Im Bereich der Stege spielt diese Eigenschaft keine Rolle, da die Stege abgerakelt werden. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben somit in vorteilhafter Weise sowohl optimale Farbübertragungseigenschaften als auch eine optimale Standzeit.
- Die verfahrensmäßige Lösung besteht darin, daß auf einen Stahlkern eine aus Hartkeramik bestehende Beschichtung aufgebracht wird, die anschließend graviert und nach der Gravur je einem aus hydrophobem, farb- und reinigungsmittelbeständigem Material bestehenden Überzug versehen wird. Diese Maßnahmen ergeben einen mehrschichtigen Walzenaufbau, wobei für jede Schicht eine optimale Materialwahl möglich ist. Da die Gravur erst nach der Beschichtung des Stahlkerns mit hartkeramischem Material erfolgt, gestaltet sich die Beschichtung vergleichsweise einfach. Durch die Gravur der aus hartkeramischem Material bestehenden Beschichtung ergeben sich automatisch aus hartkeramischem Material bestehende Stege. Der hydrophobe Überzug, der zunächst auch die Umfangsfläche der Stege überzieht, wird während des Betriebs innerhalb kürzester Zeit abgetragen oder kann abgeschliffenwerden, so daß automatisch eine hydrophobe Auskleidung der Näpfchen zurückbleibt und im Bereich der Umfangsfläche der Stege das hartkeramische Material zum tragen kommt. Die genannten Maßnahmen ergeben somit eine höchst einfache und kostengünstige Herstellung.
- In vorteilhafterWeiterbildung der übergeordneten Maßnahmen kann die aus hartkeramischem Material bestehende Beschichtung nach der Gravur und vor dem Überzug mit hydrophobem Material überschliffen und poliert, vorzugsweise geläppt werden. Diese Maßnahme stellt sicher, daß der Rand der eingravierten Näpfchen entgratet und geglättet wird und daß im Bereich der Umfangsfläche der Stege eine sehr feine Oberfläche erreicht wird, was vorteilhaft auf die Rakelstandzeiten auswirkt.
- Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, daß die Stärke der aus hartkeramischem Material bestehenden Beschichtung etwa dreimal so dick ist wie die Tiefe der Näpfchen. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Näpfchen voll in hartkeramischem Material eingelassen sind und die Stege dementsprechend voll aus hartkeramischem Material bestehen, was eine hohe Stabilität gewährleistet. Gleichzeitig ist sichergestellt, daß die Stabilität der hartkeramischen Beschichtung durch die Gravur nicht angegriffen wird.
- In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann die hartkeramische Beschichtung aus Chromoxyd bestehen. Hierbei handelt es sich um ein sehr verschleißfestes Material, das zudem vergleichsweise einfach mittels eines Laserstrahls graviert werden kann.
- In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann der nach der Gravur aufgebrachte hydrophobe Überzug aus Kupfer bestehen. Dieses Material stößt Wasser ab und besitzt gleichzeitig eine hohe Affinität zur Farbe, so daß sich in vorteilhafter Weise eine ausgezeichnete Farbmitnahme ergibt.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den restlichen Unteransprüchen.
- In der Zeichnung zeigen:
- Figur 1 eine schematische Darstellung eines Kurzfarbwerks für eine Offsetdruckmaschine.
- Figur 2 eine Teilansicht der Rasterwalze im Schnitt und
- Figuren 3 und 4 der Anordnung nach Figur 2 vorhergehende Fertigungsstufen in Figur 2 entsprechender Darstellung.
- Das der Figur 1 zugrundeliegende Kurzfarbwerk besteht aus einer mit einem mit harten Offsetdruckplatten belegbaren Plattenzylinder 1 zusammenwirkenden, gummierten Auftragwalze 2 gleichen Durchmessers wie der Plattenzylinder und einer mit der Auftragwalze 2 zusammenwirkenden, einen kleineren Durchmesser aufweisenden Rasterwalze 3. Die Auftragwalze 2 wirkt gleichzeitig mit einem Feuchtwerk 4 zusammen. Der Umfang der Rasterwalze 3 mit in Figur 1 vergößert angedeuteten Näpfchen 5 und diese begrenzenden Stegen 6 versehen.
- Die Näpfchen 5 werden mit Farbe gefüllt, die Stege 6 werden abgerakelt, so daß sich eine dem Fassungsvermögen der Näpfchen 5 entsprechende, exakte Dosierung der Farbe ergibt. Die Farbzufuhr zur Rasterwalze 3 und die Abrakelung erfolgen mittels einer in Figur 1 als Ganzes mit 7 bezeichneten Kammerrakelanordnung. Diese besteht aus zwei mit negativem Anstellwinkel an der Rasterwalze 3 anliegenden Rakeln, die zwischen sich eine mit Farbe beaufschlagte Kammer begrenzen.
- Die Rasterwalze 3 besteht, wie am besten aus Figur 2 erkennbar ist, aus einem Stahlkern 8, welcher die seitlichen Lagerstummel aufweisen kann, und einer auf den Stahlkern 8 umfangsseitig aufgebrachten Beschichtung 9 aus hartkeramischem Material, in die die Näpfchen 5 eingelassen sind. Zur Bildung der hartkeramischen Beschichtung kann Chromoxyd oder Aluminiumoxyd Verwendung finden. Materialien dieser Art können auf den Stahlkern 8 einfach im Spritzverfahren aufgetragen werden. Die Dicke der Beschichtung 9 beträgt etwa 150µ. Die Tiefe der Näpfchen 5 liegt in der Größenordnung zwischen 20µ bis 50µ. Die Dicke der Beschichtung 9 beträgt daher mindestens etwa das dreifache der Näpfchentiefe.
- Beim Eingravieren der Näpfchen 5 in die aus hartkeramischem Material, wie Chromoxyd oder Aluminiumoxyd oder dergleichen, bestehende Beschichtung 9 ergeben sich automatisch aus hartkeramischem Material bestehende Stege 6 zwischen den Näpfchen 5. Die Stege 6 bestehen dementsprechend aus einem hochfesten Material, so daß eine hohe Verschleißsicherheit erreicht wird. Um trotz der hohen Affinität des hartkeramischen Materials zu Wasser das Entstehen eines Wasserfilms im Bereich der Näpfchen zu verhindern und eine gute Füllung der Näpfchen 5 mit Farbe zu gewährleisten, sind die Näpfchen 5, wie Figur 2 weiter erkennen läßt, mit einer Auskleidung 10 versehen, die aus wasserabstoßendem und Farbe annehmendem Material, beispielsweise aufgedampftem Kupfer, besteht, das gleichzeitig farb- und reinigungsmittelbeständig ist.
- Die hartkeramische Beschichtung 9 kann, wie weiter oben bereits erwähnt wurde, auf den Stahlkern 8 im Spritzverfahren aufgetragen werden. Nach einer derartigen Beschichtung ergibt sich ein Rohling, der der Figur 3 zugrundeliegenden Art. Sofern erforderlich, kann dieser Rohling zur Erzielung eines exakten Rundlaufs und eines exakten Durchmessers geschliffen werden. Anschließend werden die Näpfchen 5 in die Beschichtung 9 eingraviert, so daß sich der der Figur 4 zugrundeliegende Zustand ergibt. Die Gravur der hartkeramischen Beschichtung 9 soll mit Hilfe eines Laserstrahls erfolgen. Hiermit läßt sich eine hohe Graviergenauigkeit erreichen. Beim Eingravieren der Näpfchen 5 in die hartkeramische Beschichtung 9 ergeben sich, wie weiter oben bereits er wähnt wurde, automatisch die aus hartkeramischem Material bestehenden Stege 6. Im Anschluß an die Gravur wird der soweit bearbeitete Rohling umfangsseitig überschliffen und poliert bzw. geläppt, um die Stege 6 zu entgraten und die Oberfläche zu glätten. Diese Bearbeitungstufe liegt der Figur 4/zugrunde.
- Anschließend wird der der Figur 4 zugrundeliegende Rohling umfangsseitig mit einer feinen Schicht aus hydrophobem Werkstoff überzogen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel soll hierzu filmartiger Kupferüberzug vorgesehen sein. Die Schichtdicke dieses Überzugs ist, wie Figur 2 weiter erkennen läßt, klein gegenüber der Schichtdicke der hartkeramischen Beschichtung 9 und beträgt etwa 4µ bis 5µ. Ein derartiger Überzug kann aufgedampft oder galvanisch aufgebracht werden oder dergleichen. Anstelle von Kupfer könnte auch Nickel oder Silikon oder Asphalt oder ein geeigneter Kunststoff in Form von Teflon oder Rilsan Verwendung finden. Silikon bzw. Asphalt können dabei im Streich- oder Spritzverfahren aufgebracht werden.
- Dieser Überzug bedeckt zunächst auch die umfangsseitige Kopffläche der Stege 6. In diesem Bereich erfolgt jedoch während des Betriebs innerhalb kürzester Zeit eine Abtragung, so daß ein Abschleifen nach erfolgtem Überzug entfallen kann. Es wäre aber auch ohne weiteres denkbar, im Anschluß an den Überziehvorgang die Stege 6 kopfseitig soweit abzuschleifen, bis hartkeramisches Material hervortritt, so daß während des Betriebs von Anfang an konstante Verhältnisse zu erwarten wären. An der gegenüber der Umfangsfläche vertieft liegenden Fläche der Näpfchen 5 bleibt der hydrophobe Überzug erhalten und bildet dabei die hydrophobe Auskleidung 10.
- Diese Auskleidung 10 verkleinert das Fassungsvermögen der zunächst in die hartkeramische Beschichtung 9 durch Laserstrahl eingravierten Näpfchen 5. Die in Figur 4 angedeutete, tatsächliche Gravurtiefe T muß dementsprechend um die Dicke der Auskleidung 10 tiefer als die Gravur einer herkömmlichen Rasterwalze sein, d. h. um die Dicke der Auskleidung 10 tiefer als die zur Erzielung des gewünschten Fassungvermögens der mit der Auskleidung 10 versehenen Näpfchen 5 benötigten, in Figur 2 angedeuteten Näpfchentiefe t.
- Im dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die hartkeramische Beschichtung 9 und der die Auskleidung 10 ergebende Überzug jeweils aus einer Schicht desselben Materials. Es wäre aber auch denkbar, die Beschichtung 9 und die Auskleidung 10 mehrschichtig auszubilden, wobei unterschiedliche Materialien Verwendung finden könnten, wodurch die gegenseitige Haftung beispielsweise der Beschichtung 9 auf dem Stahlkern 8 und des zur Bildung der Auskleidung 10 vorgesehenen Überzug auf der hartkeramischen Beschichtung 9 optimiert werden könnte.
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