EP2930025A1

EP2930025A1 - Dichtungselement

Info

Publication number: EP2930025A1
Application number: EP14164499.7A
Authority: EP
Inventors: Ralf Willutzki
Original assignee: WIGUTEC GUMMITECHNOLOGIE & CO KG GmbH
Current assignee: WIGUTEC GUMMITECHNOLOGIE & CO KG GmbH
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2034-04-11
Also published as: EP2930025B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dichtungselement (1) mit einem Dichtungskörper (2), an dem eine Dichtungsfläche (3) ausgebildet ist, wobei der Dichtungskörper (2) zumindest im Bereich der Dichtungsfläche (3) aus einem vulkanisierbaren Material besteht und ein Gleitmaterial (4) in die Dichtungsfläche (4) einvulkanisiert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtungselement mit einem Dichtungskörper, an dem eine Dichtungsfläche ausgebildet ist, insbesondere zur seitlichen Abdichtung der Kammerrakel einer Rollrotationsdruckmaschine.
Derartige Dichtungselemente sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Sie werden insbesondere beim Flexodruckverfahren in Rollenrotationsdruckmaschinen verwendet, um die aus zwei Rakelmessern, dem Rakelträger und einem Segment der Umfangsfläche einer Rasterwalze gebildete Kammerrakel seitlich abzudichten. Durch die seitliche Abdichtung wird eine flüssigkeitsdichte Farbkammer zur Aufnahme und Abgabe von Druckerfarbe geschaffen.
Die Dichtungsflächen derartiger Dichtungselemente sind funktionsbedingt starker Reibung ausgesetzt. Dies führt zu raschem Materialverschleiß durch Abrieb und Erhitzung, so dass die Dichtungselemente der Kammerrakel häufig ausgewechselt werden müssen.
Zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Rollenrotationsdrucks gehen die Bestrebungen dahin, die Verschleißfestigkeit der Dichtungselemente zu erhöhen. Das gelingt durch den Einsatz von Materialen besonders großer Abriebund Hitzebeständigkeit sowie hoher Wärmeleitfähigkeit.
Die EP 0 949 074 B1 offenbart beispielsweise ein Dichtungselement mit einem Grundkörper aus nachgiebigem Material und einer daran ausgebildeten
Dichtungsfläche zur seitlichen Abdichtung einer Kammerrakel gegenüber dem Umfang einer Rasterwalze. Dessen Dichtungsfläche ist mit einem Streifen aus elastischem Material bedeckt, das härter ist als das Material des Grundkörpers. Der Streifen ist lösbar und nur mit einem Ende am Gehäuse der Kammerrakel und/oder einem Rakelmesser der Kammerrakel befestigt, so dass er den Grundkörper des Dichtungselements gegenüber der Rasterwalze vollständig abdeckt und durch die Rotation der Rasterwalze in seiner Position gehalten wird. Durch diese Maßnahme wird der Verschleiß des Grundkörpers verringert, ohne dass die Dichtungswirkung des Dichtungselements beeinträchtigt ist.
Aus der DE 20 2012 102 483 U1 ist ferner bekannt, an dem Grundkörper eines Dichtungselements ein austauschbares Gleitstück vorzusehen. Bei dem Gleitstück handelt es sich um ein Spritzgussteil aus Kunststoff, das Zapfen oder Steckbolzen aufweist, die in entsprechende Aufnahmen des Grundkörpers eingesetzt werden.
Die EP 0 438 731 A2 beschreibt schließlich ein Dichtungselement mit einem Grundkörper aus elastomerem und/oder plastischem Material, dessen Dichtungsfläche zur Erhöhung der Abriebbeständigkeit mit einer Beschichtung versehen ist, die aus Teflon oder einer Mischung aus Teflon und Kuper bzw. Kupferpulver besteht.
Bei Teflon (Polytetrafluorethylen, PTFE) handelt es sich um einen Stoff, der einen sehr geringen Gleitreibungskoeffizienten und einen ebenso geringen, gleich großen Haftreibungskoeffizienten aufweist. Der geringe Gleitreibungskoeffizient bewirkt, dass die Rotation der Rasterwalze nur ein kleines Drehmoment erfordert und die durch die Rotation der Rasterwalze entstehende Wärme gering bleibt. Der geringe Haftreibungskoeffizient ermöglicht überdies ein ruckloses Anlaufen der Rasterwalze aus dem Stand, da kein besonderer Anlaufwiderstand zu überwinden ist.
Die typische Beschichtungsdicke solcher Dichtungselemente liegt im Bereich einiger Mikrometer. Dies führt dazu, dass die Beschichtung trotz ihrer hohen Abriebbeständigkeit und ihrer guten Gleiteigenschaften nach relativ kurzer Zeit abgetragen ist. Diese Gefahr besteht insbesondere beim sog. Trockenlauf, wenn keine oder nicht genügend Druckfarbe in der Kammerrakel vorhanden ist. Zudem lassen sich durch Abrieb beanspruchte PTFE-Oberflächen schwierig oder nur mit hohem Aufwand reinigen, so dass auch bei einem Farbwechsel ein Austausch der Dichtungselemente erforderlich sein kann.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dichtungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine besonders hohe Laufleistung aufweist und dessen Dichtungsfläche leicht zu reinigen ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein Dichtungselement der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Dichtungskörper zumindest im Bereich der Dichtungsfläche aus einem vulkanisierbaren Material besteht und ein Gleitmaterial in die Dichtungsfläche einvulkanisiert ist.
Durch eine Einvulkanisierung des Gleitmaterials in die Dichtungsfläche wird im Unterschied zu einer bloßen Beschichtung der Dichtungsfläche das Gleitmaterial mit dem Material des Dichtungskörpers vernetzt. Die Einvulkanisierung führt also gegenüber einer Beschichtung zu einer erhöhten mechanischen Stabilität und einer längeren Nutzungsdauer bis zum vollständigen Abrieb des Gleitmaterials.
Vorteilhaft kann das Gleitmaterial Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweisen oder daraus bestehen. Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon) besitzt hohe Abriebbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit sowie einen sehr niedrigen Gleitreibungskoeffizienten. Daraus folgt, dass bei der rotationsbedingten Reibung einer Rasterwalze an der Dichtungsfläche nur wenig Wärme entsteht und das einvulkanisierte Gleitmaterial kaum abgetragen wird. Die hohe Wärmeleitfähigkeit wirkt überdies dem Entstehen von Stauwärme entgegen. Dieser Vorteil kommt insbesondere im sog. Trockenlauf zur Geltung, wenn sich keine oder nicht genügend Druckfarbe in der Kammerrakel befindet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es bevorzugt, dass das Gleitmaterial in die Dichtungsfläche mit einer Eindringtiefe von wenigstens 0,2 mm, insbesondere wenigstens 0,3 mm einvulkanisiert ist. Diese Eindringtiefe liegt deutlich über der üblichen Dicke von Beschichtungen, die lediglich einige Mikrometer beträgt. Demzufolge kann das Dichtungselement länger seine Funktion erfüllen, bevor das einvulkanisierte Gleitmaterial durch die Reibung einer Rasterwalze vollständig abgetragen ist. Zudem ist die Dichtungsfläche auch im teilweise abgeriebenen Zustand leicht zu reinigen, so dass das Dichtungselement nach einem Farbwechsel ohne weiteres weiterverwendet werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Dichtungselement umfasst der Dichtungskörper einen Grundkörper und ein Formteil, wobei der Grundkörper und das Formteil fest miteinander verbunden, insbesondere verklebt sind. Der Grundkörper besteht dabei vorteilhaft aus einem elastischen Material, insbesondere aus einem geschäumten Material. Der zweiteilige Aufbau des Dichtungselements aus einem Grundkörper und einem Formteil, an dem die Dichtungsfläche angeordnet ist, ermöglicht es, für das Formteil ein im Hinblick auf die gewünschten Funktionen Beständigkeit und Wärmeleitung optimales Material auszuwählen.
In bevorzugter Weise weist das Formteil eine geringere Elastizität als der Grundkörper auf. Bei der Verwendung eines festen, gummi- oder kautschukartigen Materials ist der Abrieb an der Dichtungsfläche des Formteils - bereits ohne einvulkanisiertes Gleitmaterial - gegenüber dem elastischen Material des Grundkörpers deutlich herabgesetzt. Diese Ausgestaltung ist im Hinblick auf die Aufgabenstellung insbesondere solchen Lösungen überlegen, die unmittelbar das elastische Material des Grundkörpers vor Abrieb und Überhitzung schützen.
Das Formteil kann aus Gummi oder Kautschuk bestehen. Andere vulkanisierbare Materialien können aber auch eingesetzt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dichtungselementes ist die Dichtungsfläche derart zylinderschalenförmig gekrümmt ausgebildet, dass sie mit der zylindermantelförmigen Umfangsfläche einer Rasterwalze zur seitlichen Abdichtung einer Kammerrakel in engem Kontakt steht. Dadurch wird erreicht, dass sich Rasterwalze und Formteil formschlüssig derart berühren, dass ein seitliches Austreten von Druckerfarbe aus der Kammerrakel verhindert wird.
Weitere Merkmale und Varianten der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Dichtungselemente unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich. In der Zeichnung zeigt

Figur 1: eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Dichtungselements und
Figur 2: eine perspektivische Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Dichtungselements und
Figur 3: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Dichtungselements im engen Kontakt zur in Schnittansicht abgebildeten Rasterwalze.

Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Dichtungselement 1 zur seitlichen Abdichtung einer Kammerrakel mit einem Dichtungskörper 2, an dem eine Dichtungsfläche 3 ausgebildet ist. In die Dichtungsfläche 3 des Dichtungskörpers 1 ist ein Gleitmaterial 4 einvulkanisiert.
Das einvulkanisierte Gleitmaterial 4 enthält oder besteht aus Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon). Dadurch besitzt die Dichtungsfläche 3 eine hohe Abrieb- und Hitzebeständigkeit sowie eine hohe Wärmeleitfähigkeit, die eine hohe Verschleißfestigkeit bewirken. Die Eindringtiefe des einvulkanisierten Gleitmaterials 4 in die Dichtungsfläche 3 beträgt mindestens 0,2 mm, insbesondere 0,3 mm, und liegt damit deutlich über der Dicke herkömmlicher Beschichtungen. Darüber hinaus besitzt die Dichtungsfläche 3 wegen des niedrigen Gleitreibungskoeffizienten von PTFE eine hohe Gleitfähigkeit. Das reduziert die Reibung einer rotierenden Rasterwalze sowie die dabei unvermeidliche Wärmeentwicklung. Weiterhin setzt die Dichtungsfläche 3 einer anliegenden Rasterwalze aufgrund des geringen Haftreibungskoeffizienten von PTFE beim Anlaufen nur einen geringen Widerstand entgegen, der ohne Ruck überwunden wird.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Dichtungselement 1 einen Grundkörper 2a und ein Formteil 2b. Der Grundkörper 2a besteht aus einem elastischen, insbesondere geschäumten Material, und ist fest mit dem Formteil 2b verbunden, insbesondere verklebt. Das Formteil 2b besteht aus einem härteren und weniger elastischen Material als der Grundkörper 2a, insbesondere aus Gummi oder Kautschuk.
Die Dichtungsfläche 3 ist an dem Formteil 2b zylinderschalenförmig ausgebildet, um einen formschlüssigen engen Kontakt mit der zylindermantelförmigen Umfangsfläche einer Rasterwalze zu ermöglichen.
Die Figur 2 zeigt den Grundkörper 2a und das Formteil 2b sowie eine das Gleitmaterial 4 darstellende PTFE-Folie des in Figur 1 abgebildeten Dichtungselements 1 in unverbundenem Zustand.
Die Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Dichtungselement 1 im bestimmungsgemäßen Zustand am seitlichen Ende einer Kammerrakel. Dabei steht die Dichtungsfläche 3 des Dichtungselements 1 in engem Kontakt mit der Umfangsfläche 5 der Rasterwalze 6 einer Rollenrotationsdruckmaschine. Die zylinderschalenförmige Krümmung der Dichtungsfläche 3 sorgt für einen formschlüssigen Kontakt des Dichtungselementes 1 mit der zylindermantelförmigen Umfangsfläche 5 der Rasterwalze 6. Durch die elastische Kraft des Grundkörpers 2a wird das enge Anliegen des Dichtungselements 1 an der Rasterwalze 6 bewirkt, so dass zwischen der Dichtungsfläche 3 und der Umfangsfläche 5 der Rasterwalze 6 keine Farbe aus der Kammerrakel nach außen dringen kann.

Bezugszeichenliste

1: Dichtungselement
2: Dichtungskörper
2a: Grundkörper
2b: Formteil
3: Dichtungsfläche
4: Gleitmaterial
5: Umfangsfläche der Rasterwalze
6: Rasterwalze

Claims

Dichtungselement (1) mit einem Dichtungskörper (2), an dem eine Dichtungsfläche (3) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungskörper (2) zumindest im Bereich der Dichtungsfläche (3) aus einem vulkanisierbaren Material besteht und ein Gleitmaterial (4) in die Dichtungsfläche (4) einvulkanisiert ist.
Dichtungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmaterial (4) Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist oder daraus besteht.
Dichtungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmaterial (4) in die Dichtungsfläche (3) mit einer Eindringtiefe von wenigstens 0,2 mm, insbesondere wenigstens 0,3 mm einvulkanisiert ist.
Dichtungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungskörper (2) einen Grundkörper (2a) aus einem elastischen Material und ein Formteil (2b) umfasst, wobei der Grundkörper (2a) und das Formteil (2b) fest miteinander verbunden, insbesondere verklebt sind.
Dichtungselement (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (2b) eine geringere Elastizität als der Grundkörper (2a) aufweist.
Dichtungselement (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (2b) aus Gummi oder Kautschuk hergestellt ist.
Dichtungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsfläche (3) derart zylinderschalenförmig gekrümmt ausgebildet ist, dass sie mit der zylindermantelförmigen Umfangsfläche (5) eine Rasterwalze (6) zur seitlichen Abdichtung einer Kammerrakel im engen Kontakt steht.