EP1543962B1 - Gravure cylinder - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a gravure cylinder with a mold carrier, on the peripheral surface of a metallic engraving layer is attached.
- the mold carrier of a gravure cylinder is formed because of the high mechanical stresses by a steel cylinder with a firmly welded or welded axle.
- a 2 micron thick nickel layer is attached, which in turn carries as an engraving layer one or more copper layers, such as a layer of base copper, on the over a 1 micron thick separation layer another copper layer with a thickness of about 60 to 120 microns is appropriate, the so-called form copper or the ballard skin.
- the ink-receiving cavities of the gravure cylinder are engraved electromechanically, chemically or by laser in the copper mold, and after engraving, the cylinder is chrome-plated.
- the object of the invention is to provide a gravure cylinder, which can be handled easier.
- the mold carrier is supported on discs self-supporting sleeve made of carbon fiber composite material that the discs are annular and are designed such that they are fixed with mechanical or hydraulic clamping devices on the support rod of a gravure printing machine, and that between the Carrier rod and the sleeve is a radial distance.
- EP 0 527 293 A1 describes a rubber-coated, glass-fiber-reinforced sleeve which, however, is provided for an impression cylinder of a gravure printing machine.
- the sleeve is supported on at least two axially adjustable discs and bends depending on the position of the discs to different degrees.
- a printing plate cylinder for a flexographic printing machine which comprises a supported on two discs sleeve made of carbon fiber composite material with a wound skeleton of carbon fibers.
- the printing plates are then attached either directly or using a pushed-on sleeves.
- the engraving layer is formed directly on the surface of the mold carrier and in the printing process, the line pressure is about 10 times higher than in a flexographic printing machine, it has surprisingly been found that even with a gravure cylinder, the mechanical requirements by a sleeve of carbon fiber Composite material can be met.
- the discs carrying the sleeve may also be made of carbon fiber reinforced plastic or optionally also of steel or aluminum. They may either be flush with the ends of the sleeve or slightly indented inwardly to better control the deformations that occur during the printing process.
- the two discs are additionally connected by an inner tube of carbon fiber reinforced plastic, glass fiber reinforced plastic, steel or aluminum.
- the layers of nickel, copper, etc. are applied to the gravure cylinder according to the invention either directly or with the aid of a primer layer on the carbon fiber composite material, for example galvanically or by powder or plasma spraying.
- the invention also has the advantage that the gravure cylinder made of carbon fiber composite material has a natural frequency spectrum, which is different from that of a conventional Steel cylinder differs significantly and has a greater distance from the exciter frequencies occurring in a printing press, so that a smoother running and due to the high stiffness and good damping properties of the carbon fiber reinforced plastic also increased print quality is possible.
- the gravure cylinder 10 shown in Figure 1 has a self-supporting cylindrical sleeve 12 made of carbon fiber composite material, for example, carbon fiber reinforced plastic, which is supported in the region of both ends of the cylinder on radial discs 14.
- the annular discs 14, which in turn may consist of carbon fiber reinforced plastic, are connected by a made of steel, aluminum or fiber reinforced plastic guide tube 16 in the region of their inner peripheral surfaces. Between the guide tube 16 and the sleeve 12 there is a considerable radial distance, which varies depending on the desired printing length of the gravure cylinder 10.
- the printing length in the range of 400 to 1100 mm and the printing width (length of the sleeve 12) may be in the range of 800 to 1600 mm
- the sleeve 12 has two layers 18, 20 of carbon fiber reinforced material, for example an inner layer 18, in which the carbon fibers extend or wrap substantially in the circumferential direction or diagonally and an outer layer 20 of predominantly axially extending carbon fibers.
- the Wanddikke the sleeve 12 should total more than about 4 mm and is depending on the size of the printing cylinder preferably in the order of 6 to 20 mm, so that the gravure cylinder 10 a total despite the high line pressure occurring in the gravure printing high deformation stiffness and good damping behavior having.
- the sleeve 12 On the outer peripheral surface of the sleeve 12, for example, galvanically or by spraying a few microns thick layer 22 of nickel or other suitable metal attached, which in turn, as in gravure cylinders wearing a gravure layer 24, which consists for example of several layers of different copper alloys.
- the ink receptive, printing depressions of the gravure cylinder are engraved in the engraving layer 24, as shown symbolically in Figure 1 by the words "engraving". After engraving, as usual, a chromium layer 26 has been applied.
- the gravure cylinder 10 described above is characterized by a low weight despite its high mechanical strength, which leads to improved resonance behavior and significantly lower inertial forces during printing operation and offers the advantage in a cylinder change that even gravure cylinder for very large print lengths and print widths of Hand can be handled without robots or other aids.
- FIG. 2 shows schematically a support rod 28 which serves to receive the gravure cylinder 10 and is rotatably supported by means of bearings 30 in a frame, not shown, of a printing press.
- the carrier bar 28 has mechanical or hydraulic tensioning devices 32 for the gravure cylinder 10.
- the bearing is removed at one end of the support rod 28, so that the support rod is held like a jib in the printing machine, as shown in Figure 2.
- the printing cylinder 10 can then be pushed easily with his guide tube 16 by hand on the support rod and is then using the clamping devices 32 fixed, as shown in Figure 3. After closing and locking the bearing 32 on the left side in Figure 3, the printing press is ready for operation again after extremely short set-up time.
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Description
Die Erfindung betrifft einen Tiefdruckzylinder mit einem Formträger, auf dessen Umfangsfläche eine metallische Gravurschicht angebracht ist.The invention relates to a gravure cylinder with a mold carrier, on the peripheral surface of a metallic engraving layer is attached.
Bisher wird der Formträger eines Tiefdruckzylinders wegen der hohen mechanischen Beanspruchungen durch einen Stahlzylinder mit einer fest an- oder eingeschweißten Achse gebildet. Auf der Umfangsfläche des Stahlzylinders ist eine beispielsweise 2 µm dicke Nickelschicht angebracht, die ihrerseits als Gravurschicht eine oder mehrere Kupferschichten trägt, beispielsweise eine Schicht aus Grundkupfer, auf der über einer 1 µm dicken Trennschicht eine weitere Kupferschicht mit einer Dicke von etwa 60 bis 120 µm angebracht ist, das sogenannte Formkupfer oder die Ballardhaut. Die farbaufnehmenden Vertiefungen des Tiefdruckzylinders werden elektromechanisch, chemisch oder mittels Laser in das Formkupfer eingraviert, und nach dem Gravieren wird der Zylinder verchromt.So far, the mold carrier of a gravure cylinder is formed because of the high mechanical stresses by a steel cylinder with a firmly welded or welded axle. On the peripheral surface of the steel cylinder, for example, a 2 micron thick nickel layer is attached, which in turn carries as an engraving layer one or more copper layers, such as a layer of base copper, on the over a 1 micron thick separation layer another copper layer with a thickness of about 60 to 120 microns is appropriate, the so-called form copper or the ballard skin. The ink-receiving cavities of the gravure cylinder are engraved electromechanically, chemically or by laser in the copper mold, and after engraving, the cylinder is chrome-plated.
Da der aus Stahl bestehende Tiefdruckzylinder insbesondere bei großen Drucklängen und großen Druckbreiten ein beträchtliches Gewicht hat, werden zur Handhabung des Tiefdruckzylinders, etwa bei einem Zylinderwechsel in der Druckmaschine, geeignete Hilfsmittel wie Kräne, Manipulatoren, Roboter und dergleichen eingesetzt.Since the existing of steel gravure cylinder has a considerable weight, especially for large print lengths and large print widths, suitable tools such as cranes, manipulators, robots and the like are used to handle the gravure cylinder, such as a cylinder change in the printing press.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tiefdruckzylinder zu schaffen, der sich einfacher handhaben läßt.The object of the invention is to provide a gravure cylinder, which can be handled easier.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Formträger eine auf Scheiben abgestützte selbsttragende Hülse aus Kohlefaser-Verbundmaterial ist daß die Scheiben ringförmig sind und derart ausgebildet sind, daß sie mit mechanischen oder hydraulischen Spanneinrichtungen auf der Trägerstange einer Tiefdruckmaschine fixiert werden, und daß zwischen der Trägerstange und der Hülse ein radialer Abstand besteht.This object is achieved in that the mold carrier is supported on discs self-supporting sleeve made of carbon fiber composite material that the discs are annular and are designed such that they are fixed with mechanical or hydraulic clamping devices on the support rod of a gravure printing machine, and that between the Carrier rod and the sleeve is a radial distance.
Dadurch, daß der herkömmliche Stahlzylinder durch einen im wesentlichen aus Kohlefaser-Verbundmaterial bestehenden Zylinder ersetzt wird, der ein wesentlich geringeres Gewicht hat, wird die Handhabung wesentlich erleichtert, so daß auch bei großen Druckbreiten von beispielsweise 1 bis 2 m oder mehr und auch bei großen Zylinderdurchmessern von beispielsweise 10 bis 20 cm oder mehr ein Zylinderwechsel von dem Bedienungspersonal mühelos von Hand vorgenommen werden kann. Auf diese Weise werden teure Hilfsausrüstungen eingespart und darüber hinaus auch eine Beschleunigung des Zylinderwechsels ermöglicht.The fact that the conventional steel cylinder is replaced by a substantially consisting of carbon fiber composite cylinder, which has a much lower weight, the handling is much easier, so that even with large print widths, for example, 1 to 2 m or more and even with large cylinder diameters of, for example, 10 to 20 cm or more, a cylinder change by the operator can be easily done by hand. In this way, expensive auxiliary equipment can be saved and, moreover, an acceleration of the cylinder change is made possible.
Aus US 4,503,769 ist eine glasfaserverstärkte Kunststoffdruckhülse für Flexodruck und Rotationstiefdruck bekannt. Zur Verwendung in einer Tiefdruckmaschine wird eine innere Stützkonstruktion in Form einer inneren, aufweitbaren Hülse vorgeschlagen. Die Handhabung des Druckzylinders mit der Stützkonstruktion wird dadurch jedoch nicht vereinfacht.From US 4,503,769 a glass fiber reinforced plastic printing sleeve for flexographic printing and rotogravure printing is known. For use in a gravure printing machine, an inner support structure in the form of an inner, expandable sleeve is proposed. The handling of the printing cylinder with the support structure is thereby not simplified.
Aus UA 5,468,568 ist eine faserverstärkte Kunststoffhülse für eine Druckwalze bekannt, die sich in auf ganzer Länge und ganzem Umfang auf einem Zylinderkern abstützt. Wiederum wird nicht die Handhabung der gesamten Druckwalze vereinfacht. Eine ähnliche Hülse sowie ein Herstellungsverfahren dafür sind aus EP 0 384 104 A1 bekannt.From UA 5,468,568 a fiber-reinforced plastic sleeve for a pressure roller is known, which is supported in full length and full extent on a cylinder core. Again, the handling of the entire pressure roller is not simplified. A similar sleeve and a manufacturing method thereof are known from EP 0 384 104 A1.
EP 0 527 293 A1 beschreibt eine gummibeschichtete, glasfaserverstärkte Hülse, die jedoch für einen Gegendruckzylinder einer Tiefdruckmaschine vorgesehen ist. Die Hülse stützt sich auf mindestens zwei axial verstellbaren Scheiben auf und biegt sich je nach Position der Scheiben unterschiedlich stark durch.EP 0 527 293 A1 describes a rubber-coated, glass-fiber-reinforced sleeve which, however, is provided for an impression cylinder of a gravure printing machine. The sleeve is supported on at least two axially adjustable discs and bends depending on the position of the discs to different degrees.
Aus EP-A-1 025 996 ist bereits ein Druckplattenzylinder für eine Flexodruckmaschine bekannt, der eine auf zwei Scheiben abgestützte Hülse aus Kohlefaser-Verbundmaterial mit einem gewickelten Gerüst aus Kohlefasern aufweist. Auf diesem Zylinder werden dann die Druckplatten entweder direkt oder unter Verwendung eines aufgeschobenen Sleeves befestigt. Obgleich bei einem Tiefdruckzylinder die Gravurschicht unmittelbar auf der Oberfläche des Formträgers gebildet ist und bei dem Druckprozeß die Linienpressung etwa 10-fach höher ist als bei einer Flexodruckmaschine, hat sich überraschend gezeigt, daß auch bei einem Tiefdruckzylinder die mechanischen Anforderungen durch eine Hülse aus Kohlefaser-Verbundmaterial erfüllt werden können.From EP-A-1 025 996 a printing plate cylinder for a flexographic printing machine is already known, which comprises a supported on two discs sleeve made of carbon fiber composite material with a wound skeleton of carbon fibers. On this cylinder, the printing plates are then attached either directly or using a pushed-on sleeves. Although in a gravure cylinder, the engraving layer is formed directly on the surface of the mold carrier and in the printing process, the line pressure is about 10 times higher than in a flexographic printing machine, it has surprisingly been found that even with a gravure cylinder, the mechanical requirements by a sleeve of carbon fiber Composite material can be met.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Die die Hülse tragenden Scheiben können ebenfalls aus kohlefaserverstärktem Kunststoff oder wahlweise auch aus Stahl oder Aluminium bestehen. Sie können entweder mit den Enden der Hülse bündig oder etwas nach innen eingerückt sein, damit die beim Druckprozeß auftretenden Verformungen besser beherrscht werden. Wahlweise sind die beiden Scheiben zusätzlich durch ein Innenrohr aus kohlefaserverstärktem Kunststoff, glasfaserverstärktem Kunststoff, Stahl oder Aluminium verbunden. Hierdurch wird nicht nur der Tiefdruckzylinder insgesamt stabilisiert, sondern auch eine gute Führung erreicht, wenn der Tiefdruckzylinder bei einem Zylinderwechsel auf ein Träger- oder Spannwelle einer Druckmaschine aufgeschoben wird.The discs carrying the sleeve may also be made of carbon fiber reinforced plastic or optionally also of steel or aluminum. They may either be flush with the ends of the sleeve or slightly indented inwardly to better control the deformations that occur during the printing process. Optionally, the two discs are additionally connected by an inner tube of carbon fiber reinforced plastic, glass fiber reinforced plastic, steel or aluminum. As a result, not only the gravure cylinder is stabilized as a whole, but also achieved a good guide when the gravure cylinder is pushed in a cylinder change on a carrier or tensioning shaft of a printing press.
Die Schichten aus Nickel, Kupfer etc. werden bei dem erfindungsgemäßen Tiefdruckzylinder entweder direkt oder mit Hilfe einer Grundierungsschicht auf dem Kohlefaser-Verbundmaterial aufgebracht, beispielsweise galvanisch oder durch Pulver- oder Plasmaspritzverfahren.The layers of nickel, copper, etc. are applied to the gravure cylinder according to the invention either directly or with the aid of a primer layer on the carbon fiber composite material, for example galvanically or by powder or plasma spraying.
Neben einer erheblichen Gewichtsersparnis und einer dadurch ermöglichten Verringerung der Rüstzeiten der Tiefdruckmaschine hat die Erfindung auch den Vorteil, daß der Tiefdruckzylinder aus Kohlefaser-Verbundmaterial ein Eigenfrequenzspektrum aufweist, das sich von dem eines herkömmlichen Stahlzylinders deutlich unterscheidet und einen größeren Abstand zu den in einer Druckmaschine auftretenden Erregerfrequenzen aufweist, so daß auch eine größere Laufruhe und aufgrund der hohen Steifigkeit und der guten Dämpfungseigenschaften des kohlefaserverstärkten Kunststoffs auch eine erhöhte Druckqualität ermöglicht wird.In addition to a considerable weight saving and thus made possible reduction of set-up times of the gravure printing machine, the invention also has the advantage that the gravure cylinder made of carbon fiber composite material has a natural frequency spectrum, which is different from that of a conventional Steel cylinder differs significantly and has a greater distance from the exciter frequencies occurring in a printing press, so that a smoother running and due to the high stiffness and good damping properties of the carbon fiber reinforced plastic also increased print quality is possible.
Im folgenden wird ein Ausführungbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine teilweise aufgebrochene Ansicht eines Tiefdruckzylinders gemäß der Erfindung;
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung einer Trägerstange einer Druckmaschine, auf die der in Figur 1 gezeigte Tiefdruckzylinder aufzuschieben ist; und
- Fig. 3
- einen Schnitt durch den auf die Trägerstange aufgeschobenen Tiefdruckzylnder.
- Fig. 1
- a partially broken view of a gravure cylinder according to the invention;
- Fig. 2
- a schematic representation of a support rod of a printing press, to which the gravure cylinder shown in Figure 1 is postponed; and
- Fig. 3
- a section through the slid onto the support rod Tiefdruckzylnder.
Der in Figur 1 gezeigte Tiefdruckzylinder 10 weist eine selbsttragende zylindrische Hülse 12 aus Kohlefaser-Verbundmaterial, beispielsweise aus kohlefaserverstärktem Kunststoff auf, die sich im Bereich beider Enden des Zylinders auf radialen Scheiben 14 abstützt. Die ringförmigen Scheiben 14, die ihrerseits aus kohlefaserverstärktem Kunststoff bestehen können, sind durch ein aus Stahl, Aluminium oder faserverstärktem Kunststoff bestehendes Führungsrohr 16 auch im Bereich ihrer inneren Umfangsflächen miteinander verbunden. Zwischen dem Führungsrohr 16 und der Hülse 12 besteht ein beträchtlicher radialer Abstand, der je nach gewünschter Drucklänge des Tiefdruckzylinders 10 variiert. Zum Beispiel kann die Drucklänge im Bereich von 400 bis 1100 mm und die Druckbreite (Länge der Hülse 12) im Bereich von 800 bis 1600 mm liegenThe
Im gezeigten Beispiel weist die Hülse 12 zwei Lagen 18, 20 aus kohlefaserverstärktem Material auf, beispielsweise eine innere Lage 18, in der die Kohlefasern im wesentlichen in Umfangsrichtung oder diagonal verlaufen bzw. gewickelt sind, und eine äußere Lage 20 mit vorwiegend axial verlaufenden Kohlefasern. Es sind jedoch auch andere Konfigurationen des Kohlefasergerüsts sowie auch einlagige Ausbildungen der Hülse 12 denkbar. Die Wanddikke der Hülse 12 sollte insgesamt mehr als etwa 4 mm betragen und liegt je nach Größe des Druckzylinders vorzugsweise in der Größenordnung von 6 bis 20 mm, so daß der Tiefdruckzylinder 10 insgesamt trotz der im Tiefdruckprozeß auftretenden hohen Linienpressung eine hohe Verformungssteifheit und ein gutes Dämpfungsverhalten aufweist.In the example shown, the
Auf der äußeren Umfangsfläche der Hülse 12 ist beispielsweise galvanisch oder im Spritzverfahren wenige µm dicke Schicht 22 aus Nickel oder einem anderen geeigneten Metall angebracht, die ihrerseits wie bei Tiefdruckzylindern üblich eine Gravurschicht 24 trägt, die beispielsweise aus mehreren Lagen unterschiedlicher Kupferlegierungen besteht. Die farbaufnehmenden, druckenden Vertiefungen des Tiefdruckzylinders sind in die Gravurschicht 24 eingraviert, wie in Figur 1 symbolisch durch den Schriftzug "Gravur" dargestellt wird. Nach dem Gravieren ist wie üblich eine Chromschicht 26 aufgebracht worden.On the outer peripheral surface of the
Der oben beschriebene Tiefdruckzylinder 10 zeichnet sich trotz seiner hohen mechanischen Festigkeit durch ein geringes Gewicht aus, was während des Druckbetriebs zu einem verbesserten Resonanzverhalten und zu deutlich geringeren Trägheitskräften führt und bei einem Zylinderwechsel den Vorteil bietet, daß auch Tiefdruckzylinder für sehr große Drucklängen und Druckbreiten von Hand ohne Roboter oder sonstige Hilfsmittel gehandhabt werden können.The
Figur 2 zeigt schematisch eine Trägerstange 28, die zur Aufnahme des Tiefdruckzylinders 10 dient und mit Hilfe von Lagern 30 drehantreibbar in einem nicht gezeigten Gestell einer Druckmaschine gelagert ist. An zwei Positionen, die den Positionen der Scheiben 14 in Figur 1 entsprechen, weist die Trägerstange 28 mechanische oder hydraulische Spanneinrichtungen 32 für den Tiefdruckzylinder 10 auf. Bei einem Zylinderwechsel wird das Lager an einem Ende der Trägerstange 28 entfernt, so daß die Trägerstange auslegersartig in der Druckmaschine gehalten wird, wie in Figur 2 dargestellt ist. Der Druckzylinder 10 läßt sich dann mit seinem Führungsrohr 16 mühelos von Hand auf die Trägerstange aufschieben und wird dann mit Hilfe der Spanneinrichtungen 32 fixiert, wie in Figur 3 gezeigt ist. Nach dem Schließen und Verriegeln des Lagers 32 auf der in Figur 3 linken Seite ist die Druckmaschine nach äußerst kurzer Rüstzeit wieder betriebsbereit.Figure 2 shows schematically a
Claims (7)
- Gravure printing cylinder with a block carrier (12) having a metallic gravure layer (24) applied to its peripheral surface, characterised in that the block carrier is a self-supporting sleeve (12) made of carbon fibre composite material and supported on disks (14), the disks are annular and adapted to be fixed on the support axle (28) of a gravure printing machine with mechanical or hydraulic clamping devices (32) and a radial spacing exists between the support axle (28) and the sleeve (12).
- Gravure printing cylinder according to claim 1, characterised in that the sleeve (12) has at least one layer (18) in which the carbon fibres extend essentially in circumferential direction.
- Gravure printing cylinder according to claim 1 or 2, characterised in that the sleeve (12) has at least one layer (30) in which the carbon fibres extend essentially in axial direction.
- Gravure printing cylinder according to any of the preceding claims, characterised in that the disks (14) are inwardly offset relative to the ends of the gravure printing cylinder (10).
- Gravure printing cylinder according to any of the preceding claims, characterised in that the disks (14) are interconnected by a guide tube (16) which is surrounded by the sleeve (12) with radial spacing.
- Gravure printing cylinder according to any of the preceding claims, characterised in that the gravure layer (24) and/or a metallic intermediate layer (22) is galvanically applied to the carbon fibre containing material of the sleeve (12).
- Gravure printing cylinder according to any of the claims 1 to 5, characterised in that the gravure layer (24) and/or a metallic intermediate layer (22) is applied to the peripheral surface of the sleeve (12) by spray coating.
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