EP3471962B1 - Vorrichtung zum kontrollierten ableiten von flüssigkeiten mit einer zweikomponentigen abtropfkante - Google Patents

Vorrichtung zum kontrollierten ableiten von flüssigkeiten mit einer zweikomponentigen abtropfkante Download PDF

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EP3471962B1
EP3471962B1 EP17734010.6A EP17734010A EP3471962B1 EP 3471962 B1 EP3471962 B1 EP 3471962B1 EP 17734010 A EP17734010 A EP 17734010A EP 3471962 B1 EP3471962 B1 EP 3471962B1
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EP
European Patent Office
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edge
liquid
shoulder
roller
component
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EP17734010.6A
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Inventor
Sebastian MEISINGER
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Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Original Assignee
Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F31/00—Inking arrangements or devices
    • B41F31/20—Ink-removing or collecting devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F31/00—Inking arrangements or devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F31/00—Inking arrangements or devices
    • B41F31/02—Ducts, containers, supply or metering devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F31/00—Inking arrangements or devices
    • B41F31/26—Construction of inking rollers

Definitions

  • the invention relates to devices in which a controlled dripping of liquids is to be ensured, e.g. with an immersion roller in a printing press.
  • Drip edges are known in the prior art and are used in practice wherever a liquid which, for example, wets a surface arranged substantially perpendicular to gravity, passively, ie driven by the force of gravity, causes it to drip at a certain point in the device shall be. This is to prevent the surface behind the drip edge from coming into contact with the liquid. In addition, the dripping liquid can be collected specifically under the drip edge.
  • Drip edges are usually attached to surfaces that e.g. B are arranged largely perpendicular to the direction of gravity, and which are at least temporarily wetted with a liquid which one would like to drip off this surface in a controlled manner.
  • Drip edges usually have a V-shape, that is, an acute-angled edge from which two flanks extend, the tip or edge being oriented in the direction of gravity. The liquid travels along the flank to the edge of the drip edge. Since the liquid would have to move against gravity on the opposite flank after reaching the edge, a drop forms on the edge, which then drops off at the drip edge.
  • Drip edges are mainly used on fixed surfaces, e.g. in construction technology, to protect against water.
  • Drip edges are not known in rotating systems, for example in printing presses with dipping rollers, and other solutions are usually used. The reason for this is that a rotating film is more likely to be generated because the surface tension causes the liquid to be carried along in the direction of rotation and thus stretched. As a result, no drop initially forms. Drip-off takes place only when a sufficiently large bead of liquid has built up, which is why conventional, single-component drip-off edges are often not sufficient. The problem can then often arise that the wetting of the surface also takes place beyond the tip of the drip edge, and the liquid thus also comes into contact with surfaces which are to be protected from the liquid.
  • transfer cylinders can also be used or provided in general in place of or as part of the dip roller.
  • the object of the invention is to provide an improved drip edge which e.g. can also be used in rotating systems.
  • this object is achieved by a device according to claims 1 to 8, a roller according to claims 9 to 13 and use of a device with a two-component drip edge according to claim 14 and by a printing machine according to claim 15.
  • a device having a surface which is wettable by a liquid and which has a two-component drip edge.
  • the two-component drip edge is formed by a V-shaped projection on the surface with an edge which is oriented in the direction of gravity and two flanks leading away from it. Both flanks are made of different materials.
  • the first flank which is aligned with the liquid-wetted surface, can then have an attractive behavior towards the liquid, while the second flank can have a repulsive behavior towards the liquid. Attractive means good wettability, while repulsive means worse is defined wettable.
  • the first flank is more wettable with the liquid than the second flank of the two-component drip edge.
  • the wettability of a surface with a certain liquid depends on the surface tensions of the substances involved, i.e. the material of the flanks and the liquid. In general, a material with a higher surface tension or a surface tension approximately equal to the liquid is better wettable than a material with a lower surface tension than the liquid. Materials whose surface tension is greater than or equal to that of the liquid show an attractive behavior towards the liquid and can be regarded as easily wettable. Materials whose surface tension is less than that of the liquid show a repulsive behavior towards the liquid and are not to be regarded as well wettable.
  • the surface tension of the liquid should therefore be less than or approximately equal to the surface tension of the first flank and greater than the surface tension of the second flank.
  • the material of the first flank therefore has a higher surface tension than the material from which the second flank is formed. Since a drip edge is used as protection against undesired liquid contact, the two-component drip edge is arranged on the surface in such a way that the first flank, which is more wettable, is aligned with the liquid-wetted surface, while the second flank, which is poorly wettable the opposite side is arranged, at which the liquid contact should be avoided.
  • the border between the two materials runs on the edge of the drip edge.
  • the edge is preferably straight.
  • the surfaces of the flanks can be flat.
  • the surfaces of the flanks can also be curved.
  • the device according to the disclosure is designed in the form of a rotationally symmetrical body in which the two-component drip edge is circular around the rotationally symmetrical body, e.g. a cylinder and is arranged facing outwards. Controlled dripping of the liquid is ensured even while the cylinder is rotating, thanks to the two-component design of the drip edge.
  • the device according to the invention can be used as materials from which the first flank of the two-component drip edge is formed, i.e. Materials with an attractive behavior towards the wetting liquid, i.e. with a higher surface tension, e.g. Iron, polyamide, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polyethylene, polyvinyl chloride, polyoxymethylene, polystyrene or steel.
  • Materials with an attractive behavior towards the wetting liquid i.e. with a higher surface tension, e.g. Iron, polyamide, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polyethylene, polyvinyl chloride, polyoxymethylene, polystyrene or steel.
  • the device according to the invention can be used as materials from which the second flank of the two-component drip edge is formed, i.e. Materials with repulsive behavior towards the wetting liquid, i.e. with lower surface tension, e.g. Have polypropylene, paraffin wax, epoxy resin or Teflon.
  • the two-component drip edge can be formed with a first flank made of steel and a second flank made of Teflon.
  • the flanks of the two-component drip edge can form an angle between 20-120 °, preferably an angle between 20 and 60 °.
  • the angles at which the flanks face the surface can be asymmetrical be. It is particularly advantageous if the second flank forms a small angle to the force of gravity so that the liquid can pull up on it as little as possible. The more acute the angle, the more effective the draining effect.
  • the height of the drip edge i.e. the distance of the edge of the drip edge from the surface depends on the dimensions of the surface.
  • the drip edge can e.g. have a height of 4-20 mm.
  • the width of the drip edge on the surface results from the angle of the edges and the height of the drip edge. If the drip edge is 4-20 mm high and the angle is between 20-120 °, the width can e.g. 3-20 mm.
  • a roller for transferring liquids is provided with a drip edge according to the disclosure.
  • Such rollers are e.g. used in printing presses in which ink is transferred from an ink tray through an immersion roller to a pickup roller, which in turn then prints the ink onto the object to be printed.
  • the roller according to the invention consists of a transfer cylinder which is provided with connecting pieces at the two longitudinal ends.
  • the transfer cylinder is partially in operation in a liquid, e.g. Paint, immersed, or it takes the liquid from another roller.
  • the transfer cylinder can have a relatively large diameter. In any case, the diameter must be larger than that of the connecting pieces so that they do not dip into the liquid bath. He can e.g. have a diameter of 8-50 cm, preferably between 10 and 25 cm.
  • the connectors should not be immersed in the liquid or come into contact with the liquid supply roller. Therefore, they must have a smaller diameter than the transfer cylinder. They are used to fasten the transfer cylinder in the bearing and to connect it to the drive of a rotary motor, for example a printing machine, which sets the transfer cylinder in rotation.
  • the connectors must be one Have diameter that ensures mechanical stability against bending or breaking of the roller.
  • the diameter of the connecting pieces can be, for example, between 4 and 12 cm.
  • the connecting pieces of the roller according to the disclosure each have at least one two-component drip edge, which is arranged circularly around the connecting piece.
  • the two-component drip edge is arranged on the connecting piece in such a way that the flank consisting of the material with the attractive property, that is to say the material with the higher surface tension, is arranged in the direction of the transfer cylinder, and the flank consisting of the material with the repulsive property. So the lower surface tension is arranged in the direction of the ends of the rollers, so that a spreading of the liquid, for example the color in which the printing press is prevented from being stored.
  • the flanks of the two-component drip edge can form an angle between 20 and 120 °.
  • the first flank can be flatter than the second flank.
  • the height of the drip edge i.e. the distance of the edge of the drip edge from the surface depends on the dimensions of the surface.
  • the drip edge can e.g. have a height of 4-20 mm.
  • the width of the drip edge on the surface results from the angle of the edges and the height of the drip edge. It can e.g. 3-30 mm.
  • the invention further relates to the use of a device with a two-component drip edge according to one of claims 1 to 8 for producing a low-maintenance transfer roller for a printing press.
  • the invention further relates to a printing press having a roller according to one of claims 8 to 13.
  • Figure 1 shows schematically the structure of the device with a two-component drip edge, which is attached to the underside of a surface (1) oriented perpendicular to gravity.
  • the two-component drip edge is formed from a first flank (19) and a second flank (20) which meet in the edge (18) which is oriented in the direction of gravity.
  • the first flank (19) is arranged on the side of the surface which is wetted with liquid (5).
  • the first flank (19) is made of a material which has approximately the same surface tension as the wetting liquid (5), or a larger surface tension than the liquid (5).
  • the second flank (20) is formed from a material that has a lower surface tension than the material from which the first flank (19) is formed.
  • the surface tension of the material used for the second flank (20) is advantageously also lower than the surface tension of the liquid with which the device comes into contact.
  • the liquid (5) spreads on the surface (17) and the first flank (19).
  • a drop forms on the edge of the drip edge of the surface drains.
  • Figure 2 shows schematically a longitudinal section through a device for the controlled discharge of liquids with a rotationally symmetrical surface in the form of a cylinder.
  • a two-component drip edge is arranged on the cylindrical surface, formed by an edge which is concentric with the surface and oriented outwards, and with a first and a second flank leading away from the edge, the first flank adjoining the liquid-wettable surface and has a higher surface tension than the second flank.
  • the two flanks each have the shape of a truncated cone.
  • the second flank (4) is fixed by the clamping ring (10).
  • Figure 3 shows a roller according to the disclosure, as it can be used for example as an immersion roller in a printing press.
  • the transfer cylinder which during operation dips into the paint, has a connecting part (7) at both ends.
  • the dipping roller is rotated, for example, at a speed of 15 revolutions per minute.
  • the paint then not only wets the jacket of the cylinder, but also migrates to the surface of the connecting parts (7) during operation.
  • a first and a second one-component drip edge (8, 9) are advantageously arranged on the connecting part. These can be formed from the material of the connecting part itself, for example from steel or iron.
  • These one-component drip edges (8, 9) have a height of 5 mm and a width of approximately 4 mm on the surface of the connecting part.
  • the angle should be chosen as acute as possible, whereby a minimum angle is useful to avoid cutting injuries during cleaning.
  • the angle formed by the two flanks of the pre-drip edge can be, for example, 40 °. Since the roller rotates in operation, the complete shut-off of the liquid, when the roller is used in a printing press a complete shut-off of the ink, cannot be guaranteed with respect to the bearings. For this reason, a two-component drip edge according to the invention is arranged after these one-component drip edges.
  • the first flank of the drip edge is formed from the material of the connecting part (7), in this case from steel.
  • the two flanks of the two-component drip edge form an angle of 97 °, the first flank (3) advantageously being flatter than the second flank (4) in relation to the axis of the connecting part.
  • the second flank (4) consists of a Teflon ring, which is attached directly to the first flank (3) and fixed by the clamping ring (10). With the bearings (11) the roller can e.g. be installed in a printing press.
  • FIG 4 is schematically the use of the roller disclosed in connection with Figure 3 described dip roller (15) shown in a printing press. Individual elements of the representation of Figure 3 are omitted for a clearer presentation.
  • the immersion roller (15) is partly immersed in an immersion bath (14), from which it picks up the ink and transfers it to the printing roller (13).
  • the dipping roller (15) is fixed in the printing press (16) via the connecting parts (7) and the bearings (11) and connected to the rotary motor (12).
  • the arrangement of the drip edges means that the paint drips off above the immersion bath and cannot crawl into the bearings and the motor.
  • a printing press according to the disclosure is therefore less maintenance-intensive.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft Vorrichtungen, bei denen ein kontrolliertes Abtropfen von Flüssigkeiten gewährleistet werden soll, wie z.B. bei einer Tauchwalze in einer Druckmaschine.
    • Hintergrund
  • Abtropfkanten sind im Stand der Technik bekannt und werden in der Praxis immer dort eingesetzt, wo eine Flüssigkeit, die beispielsweise eine im Wesentlichen senkrecht zur Schwerkraft angeordnete Oberfläche benetzt, passiv, d.h. durch die Schwerkraft getrieben, kontrolliert an einer bestimmten Stelle der Vorrichtung zum Abtropfen gebracht werden soll. So soll verhindert werden, dass die hinter der Abtropfkante angeordnete Oberfläche in Kontakt mit der Flüssigkeit kommt. Außerdem kann die abtropfende Flüssigkeit gezielt unter der Abtropfkante gesammelt werden.
  • Abtropfkanten werden üblicherweise an Oberflächen angebracht, die z. B weitgehend senkrecht zur Richtung der Schwerkraft angeordnet sind, und die zumindest zeitweise mit einer Flüssigkeit benetzt sind, die man in kontrollierter Art von dieser Oberfläche abtropfen möchte. Abtropfkanten haben üblicherweise eine V-Form, also eine spitzwinklige Kante, von der zwei Flanken abgehen, wobei die Spitze bzw. Kante in Richtung der Schwerkraft ausgerichtet ist. Die Flüssigkeit wandert entlang der Flanke zur Kante der Abtropfkante. Da sich die Flüssigkeit nach Erreichen der Kante auf der gegenüberliegenden Flanke entgegen der Schwerkraft bewegen müsste, bildet sich an der Kante ein Tropfen, der dann an der Abtropfkante abfällt.
  • Abtropfkanten werden vorwiegend bei feststehenden Flächen, z.B. in der Bautechnik, zum Schutz gegen Wasser verwendet. Bei rotierenden Systemen, z.B. bei Druckmaschinen mit Tauchwalzen, sind Abtropfkanten nicht bekannt, es werden üblicherweise andere Lösungen angewendet. Grund dafür ist, dass bei rotierenden Systemen eher ein Flüssigkeitsfilm erzeugt wird, da durch die Oberflächenspannung die Flüssigkeit in Drehrichtung mitgenommen und somit gestreckt wird. Dadurch bildet sich zunächst kein Tropfen aus. Erst wenn ein genügend großer Flüssigkeitswulst aufgebaut ist, findet ein Abtropfen statt, weshalb herkömmliche, einkomponentige Abtropfkanten oft nicht ausreichend sind. Häufig kann dann das Problem auftreten, dass die Benetzung der Oberfläche auch über die Spitze der Abtropfkante hinaus erfolgt, und die Flüssigkeit so auch in Kontakt mit Oberflächen gelangt, die vor der Flüssigkeit geschützt werden sollen. Im Fall von Druckmaschinen kann sich dann die überschüssige Farbe von der Tauchwalze oder Übertragungswalze bis in die Lagerungen in der Druckmaschine ausbreiten, wodurch häufige Wartungen notwendig werden. An allen Stellen der vorliegenden Schrift, in denen in den Ausführungsformen mit Tauchwalzen beschrieben sind, können ganz allgemein auch Übertragungszylinder anstelle oder als Teil der Tauchwalze verwendet oder vorgesehen sein.
  • Aus diesem Grund werden bei Tauchwalzen anstatt Abtropfkanten üblicherweise Abstreifer eingesetzt, die direkt an den Stirnseiten der Walzen angreifen und die überschüssige Farbe in die Tauchwanne zurückleiten. Diese Abstreifer haben den Nachteil, dass sie recht aufwendige Konstruktionen notwendig machen, da der Kontakt zwischen Abstreifer und Walze sichergestellt sein muss, und auch die Abstreifer recht wartungsintensiv sind. Außerdem können durch Verschleiß der Abstreifer, die meist aus weichem Kunststoff ausgebildet sind, Partikel oder Abrieb in die Farbwanne gelangen. Tauchwalzen mit Abstreifern sind z.B. beschrieben in der DE 19860334 oder der DE 1249885 . Dokument EP-A-0 518 614 beschreibt eine Vorrichtung mit allen strukturellen Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer verbesserten Abtropfkante, die z.B. auch in rotierenden Systemen eingesetzt werden kann.
    • Zusammenfassung der Erfindung / Summary of the invention
  • Nach der Lehre der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 8, eine Walze nach den Ansprüchen 9 bis 13 und eine Verwendung einer Vorrichtung mit einer zweikomponentigen Abtropfkante nach Anspruch 14 sowie durch eine Druckmaschine nach Anspruch 15.
  • Im Einklang mit der vorliegenden Lehre wird in eine Vorrichtung aufweisend eine Oberfläche offenbart, die von einer Flüssigkeit benetzbar ist, und die eine zweikomponentige Abtropfkante aufweist. Die zweikomponentige Abtropfkante wird gebildet durch einen V-förmigen Vorsprung auf der Oberfläche mit einer Kante, die in Richtung der Schwerkraft ausgerichtet ist und zwei davon wegführenden Flanken. Beide Flanken bestehen aus unterschiedlichen Materialien. Die erste Flanke, die zur flüssigkeitsbenetzten Oberfläche ausgerichtet ist, kann dann gegenüber der Flüssigkeit ein attraktives Verhalten aufweisen, während die zweite Flanke gegenüber der Flüssigkeit ein repulsives Verhalten aufweisen kann. Attraktiv bedeutet eine gute Benetzbarkeit, während repulsiv als schlechter benetzbar definiert ist. Die erste Flanke ist besser benetzbar mit der Flüssigkeit als die zweite Flanke der zweikompentigen Abtropfkante.
  • Die Benetzbarkeit einer Oberfläche mit einer bestimmten Flüssigkeit ist abhängig von den Oberflächenspannungen der beteiligten Stoffe, also dem Material der Flanken und der Flüssigkeit. Allgemein gilt, dass ein Material mit einer höheren Oberflächenspannung oder einer Oberflächenspannung ungefähr gleich der Flüssigkeit besser benetzbar ist, als ein Material mit einer niedrigeren Oberflächenspannung als die Flüssigkeit. Materialien, deren Oberflächenspannung größer gleich der der Flüssigkeit ist, zeigen ein attraktives Verhalten gegenüber der Flüssigkeit und sind als gut benetzbar anzusehen. Materialien, deren Oberflächenspannung kleiner ist als die der Flüssigkeit, zeigen ein repulsives Verhalten gegenüber der Flüssigkeit und sind als nicht gut benetzbar anzusehen.
  • Die Oberflächenspannung der Flüssigkeit sollte daher kleiner oder ungefähr gleich der Oberflächenspannung der ersten Flanke und größer als die Oberflächenspannung der zweiten Flanke sein.
  • Methoden zur Bestimmung der Benetzbarkeit sind dem Fachmann bekannt, z.B. Kontaktwinkeluntersuchungen.
  • Das Material der ersten Flanke weist also eine höhere Oberflächenspannung auf als das Material aus dem die zweite Flanke gebildet wird. Da eine Abtropfkante als Schutz gegenüber einem unerwünschten Flüssigkeitskontakt eingesetzt wird, wird die zweikomponentige Abtropfkante so auf der Oberfläche angeordnet, dass die erste Flanke, welche besser benetzbar ist, zu der flüssigkeitsbenetzten Oberfläche ausgerichtet ist, während die zweite Flanke, welche schlechter benetzbar ist, auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, bei der der Flüssigkeitskontakt vermieden werden soll.
  • Die Grenze zwischen den beiden Materialien verläuft auf der Kante der Abtropfkante. Die Kante ist vorzugsweise geradlinig ausgebildet. Die Oberflächen der Flanken können eben ausgebildet sein. Die Oberflächen der Flanken können aber auch gebogen ausgebildet sein.
  • Wenn die Oberfläche mit Flüssigkeit benetzt wird, wird sich diese Flüssigkeit zunächst bis zur Spitze, bzw. Kante der Abtropfkante ausbreiten. An der Kante wird sich getrieben von der Schwerkraft eine Tropfenbildung ergeben. Zusätzlich zur Schwerkraft wird hier die Tropfenbildung noch durch den Materialwechsel an der Kante der Abtropfkante gefördert, da das Material, aus dem die zweite Flanke der Abtropfkante gebildet ist eine niedrigere Oberflächenspannung aufweist und damit ein repulsives Verhalten gegenüber der Flüssigkeit zeigt.
  • Die offenbarungsgemäße Vorrichtung ist in Form eines rotationssymmetrischen Körpers ausgebildet sein, bei dem die zweikomponentige Abtropfkante zirkulär um den rotationssymmetrischen Körper, z.B. einen Zylinder und nach außen gerichtet angeordnet ist. Auch während der Zylinder rotiert, wird durch die zweikomponentige Ausführung der Abtropfkante das kontrollierte Abtropfen der Flüssigkeit gewährleistet.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als Materialien, aus denen die erste Flanke der zweikomponentigen Abtropfkante gebildet wird, d.h. Materialien mit einem attraktiven Verhalten gegenüber der benetzenden Flüssigkeit, also mit einer höheren Oberflächenspannung, z.B. Eisen, Polyamid, Polyethylenterephthalat, Polymethylmethacrylat, Polyethylen, Polyvinychlorid, Polyoxymethylen, Polystyrol oder Stahl aufweisen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als Materialien, aus denen die zweite Flanke der zweikomponentigen Abtropfkante gebildet wird, d.h. Materialien mit einem repulsiven Verhalten gegenüber der benetzenden Flüssigkeit, d.h. mit niedrigerer Oberflächenspannung, z.B. Polypropylen, Paraffinwachs, Epoxidharz oder Teflon aufweisen.
  • In einer Ausführungsform kann die zweikomponentige Abtropfkante mit einer ersten Flanke aus Stahl und einer zweiten Flanke aus Teflon ausgebildet sein.
  • Die Flanken der zweikomponentigen Abtropfkante können einen Winkel zwischen 20-120° bilden, bevorzugt einen Winkel zwischen 20 und 60°. Dabei können die Winkel, in denen die Flanken zur Oberfläche stehen, asymmetrisch ausgebildet sein. Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die zweite Flanke einen kleinen Winkel zur Schwerkraft ausbildet, damit sich die Flüssigkeit möglichst wenig daran hochziehen kann. Je spitzer der Winkel, desto effektiver ist die Abtropfwirkung.
  • Die Höhe der Abtropfkante, d.h. der Abstand der Kante der Abtropfkante von der Oberfläche, ist abhängig von den Dimensionen der Oberfläche. Die Abtropfkante kann z.B. eine Höhe von 4-20 mm aufweisen.
  • Die Breite der Abtropfkante auf der Oberfläche ergibt sich aus dem Winkel der Kanten und der Höhe der Abtropfkante. Wenn die Abtropfkante eine Höhe von 4-20 mm und aufweist, und der Winkel zwischen 20 -120° liegt, kann die Breite z.B. 3-20 mm betragen.
  • In einer Ausführungsform wird eine Walze zur Übertragung von Flüssigkeiten mit einer offenbarungsgemäßen Abtropfkante bereitgestellt. Solche Walzen werden z.B. in Druckmaschinen verwendet, bei denen Farbe aus einer Farbwanne durch eine Tauchwalze auf eine Aufnahmewalze übertragen wird, welche dann wiederum die Farbe auf den zu bedruckenden Gegenstand aufdruckt.
  • Die erfindungsgemäße Walze besteht aus einem Übertragungszylinder, der an den beiden Längsenden mit Verbindungsstücken versehen ist. Der Übertragungszylinder ist in Betrieb teilweise in eine Flüssigkeit, z.B. Farbe, eingetaucht, oder er übernimmt die Flüssigkeit von einer weiteren Walze. Der Übertragungszylinder kann einen relativ großen Durchmesser aufweisen. Auf jeden Fall muss der Durchmesser größer sein als der der Verbindungstücke, damit diese nicht in das Flüssigkeitsbad eintauchen. Er kann z.B. einen Durchmesser von 8-50 cm aufweisen, vorzugsweise zwischen 10 und 25 cm.
  • Die Verbindungsstücke sollen nicht in die Flüssigkeit eingetaucht sein oder in Kontakt mit der flüssigkeitsliefernden Walze kommen. Deshalb müssen sie einen geringeren Durchmesser aufweisen als der Übertragungszylinder. Sie dienen zur Befestigung des Übertragungszylinders in der Lagerung und zur Verbindung mit dem Antrieb eines Drehmotors, z.B. einer Druckmaschine, der den Übertragungszylinder in Rotation versetzt. Die Verbindungsstücke müssen einen Durchmesser aufweisen, der eine mechanische Stabilität gegen ein Durchbiegen oder ein Brechen der Walze gewährleistet. Der Durchmesser der Verbindungsstücke kann z.B. zwischen 4 und 12 cm betragen.
  • Die Verbindungstücke der offenbarungsgemäßen Walze weisen jeweils zumindest eine zweikomponentige Abtropfkante auf, die zirkulär um das Verbindungsstück angeordnet ist. Dabei ist die zweikomponentige Abtropfkante so an dem Verbindungsstück angeordnet, dass die Flanke bestehend aus dem Material mit der attraktiven Eigenschaft, also das Material mit der höheren Oberflächenspannung, in Richtung des Übertragungszylinders angeordnet ist, und die Flanke bestehend aus dem Material mit der repulsiven Eigenschaft, also der niedrigeren Oberflächenspannung, in Richtung der Enden der Walzen angeordnet ist, so dass eine Ausbreitung der Flüssigkeit, z.B. der Farbe, in die Lagerungen der Druckmaschine verhindert wird.
  • Die Flanken der zweikomponentigen Abtropfkante können einen Winkel zwischen 20 und 120° bilden. Dabei kann die erste Flanke flacher ausgebildet sein, als die zweite Flanke.
  • Die Höhe der Abtropfkante, d.h. der Abstand der Kante der Abtropfkante von der Oberfläche, ist abhängig von den Dimensionen der Oberfläche. Die Abtropfkante kann z.B. eine Höhe von 4-20 mm aufweisen.
  • Die Breite der Abtropfkante auf der Oberfläche ergibt sich aus dem Winkel der Kanten und der Höhe der Abtropfkante. Sie kann z.B. 3-30 mm betragen.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer Vorrichtung mit einer zweikomponentigen Abtropfkante gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Herstellung einer wartungsarmen Übertragungswalze für eine Druckmaschine.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Druckmaschine aufweisend eine Walze gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
    • Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer zweikomponentigen Abtropfkante.
    • Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer zirkulär um einen Zylinder angeordneten Abtropfkante
    • Figur 3: zeigt eine schematische Darstellung einer offenbarungsgemäßen Walze
    • Figur 4 zeigt schematisch die Verwendung einer offenbarungsgemäßen Walze in einer Druckmaschine.
    Detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
  • Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau der Vorrichtung mit einer zweikomponentigen Abtropfkante, die an der Unterseite eine senkrecht zur Schwerkraft ausgerichteten Oberfläche (1) angebracht ist. Die zweikomponentige Abtropfkante wird aus einer ersten Flanke (19) und einer zweiten Flanke (20) gebildet, die in der Kante (18) zusammentreffen, die in Richtung der Schwerkraft ausgerichtet ist. Die erste Flanke (19) ist an der Seite der Oberfläche, die mit Flüssigkeit (5) benetzt ist, angeordnet. Die erste Flanke (19) ist aus einem Material gefertigt, das ungefähr die gleiche Oberflächenspannung wie die benetzende Flüssigkeit (5) aufweist, oder eine größere Oberflächenspannung als die Flüssigkeit (5). Die zweite Flanke (20) ist aus einem Material gebildet, dass eine kleinere Oberflächenspannung aufweist, als das Material aus dem die erste Flanke (19) gebildet ist. Die Oberflächenspannung des für die zweite Flanke (20) verwendeten Materials ist vorteilhaft auch kleiner, als die Oberflächenspannung der Flüssigkeit, mit der die Vorrichtung in Kontakt kommt. Die Flüssigkeit (5) breitet sich auf der Oberfläche (17) und der ersten Flanke (19) aus. Sobald die Flüssigkeitsfront die Kante (18) erreicht, bildet sich durch die Umkehr der Richtung der Oberfläche entgegen der Richtung der Schwerkraft und zusätzlich durch das repulsive Verhalten der zweiten Flanke (20) gegenüber der Flüssigkeit ein Tropfen, der an der Kante der Abtropfkante der Oberfläche abtropft. Figur 2 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum kontrollierten Ableiten von Flüssigkeiten mit einer rotationssymmetrischen Oberfläche in Form eines Zylinders. An die zylinderförmig ausgebildete Oberfläche ist eine zweikomponentige Abtropfkante angeordnet, gebildet durch eine Kante, die konzentrisch zu der Oberfläche ausgebildet und nach außen ausgerichtet ist, und mit einer ersten und einer zweiten von der Kante wegführenden Flanke, wobei die erste Flanke an die flüssigkeitsbenetzbare Oberfläche anschließt und eine höhere Oberflächenspannung aufweist als die zweite Flanke. Die beiden Flanken weisen jeweils die Form eines Kegelstumpfes auf. In der dargestellten Ausführungsform wird die zweite Flanke (4) durch den Klemmring (10) fixiert.
  • Figur 3 zeigt eine offenbarungsgemäße Walze, wie sie z.B. als Tauchwalze in einer Druckmaschine verwendet werden kann. Der Übertragungszylinder, der unter Betrieb in die Farbe eintaucht, weist an beiden Enden jeweils ein Verbindungteil (7) auf. Die Tauchwalze wird im Betrieb z.B. mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 15 Umdrehungen pro Minute gedreht. Die Farbe benetzt dann nicht nur den Mantel des Zylinders, sondern wandert während des Betriebes auch auf die Oberfläche der Verbindungsteile (7). Ausgehend von dem Übertragungszylinder in Richtung des Endes des Verbindungsteiles sind an dem Verbindungsteil zunächst vorteilhaft eine erste und eine zweite einkomponentige Abtropfkante (8, 9) angeordnet. Diese können aus dem Material des Verbindungsteiles selbst ausgebildet sein, z.B. aus Stahl oder aus Eisen. Diese einkomponentigen Abtropfkanten (8, 9) haben eine Höhe von 5 mm und an der Oberfläche des Verbindungsteils eine Breite von circa 4 mm. Zur Verbesserung des Abtropfverhaltens sollte der Winkel möglichst spitz gewählt werden, wobei zur Vermeidung von Schnittverletzungen bei der Reinigung ein Minimalwinkel sinnvoll ist. Der Winkel, der von den beiden Flanken der Vorabtropfkante gebildet wird, kann z.B. 40° betragen. Da die Walze in Betrieb rotiert, ist die vollständige Absperrung der Flüssigkeit, bei Verwendung der Walze in einer Druckmaschine eine vollständige Absperrung der Farbe, gegenüber den Lagern nicht gewährleistet. Aus diesem Grund ist nach diesen einkomponentigen Vorabtropfkanten noch eine erfindungsgemäße zweikomponentige Abtropfkante angeordnet.
  • Die erste Flanke der Abtropfkante wird aus dem Material des Verbindungsteiles (7) gebildet, in diesem Fall aus Stahl. Die beiden Flanken der zweikomponentigen Abtropfkante bilden in diesem Fall einen Winkel von 97° aus, wobei die erste Flanke (3) im Verhältnis zur Achse der Verbindungsteils vorteilhaft flacher ausgebildet ist als die zweite Flanke (4). Die zweite Flanke (4) besteht aus einem Teflonring, der direkt an der ersten Flanke (3) angebracht und durch den Klemmring (10) fixiert wird. Mit den Lagerungen (11) kann die Walze z.B. in einer Druckmaschine eingebaut werden.
  • In Figur 4 wird schematisch die Verwendung der offenbarungsgemäßen Walze im Zusammenhang mit Figur 3 beschriebenen Tauchwalze (15) in einer Druckmaschine gezeigt. Einzelne Elemente der Darstellung von Figur 3 sind dabei im Hinblick auf eine übersichtlichere Darstellung weggelassen. Die Tauchwalze (15) ist zum Teil in ein Tauchbad (14) eingetaucht, aus dem sie die Farbe aufnimmt und auf die Druckwalze (13) überträgt.
  • Die Tauchwalze (15) ist über die Verbindungsteile (7) und den Lagerungen (11) in der Druckmaschine (16) fixiert und mit dem Drehmotor (12) verbunden. Durch die Anordnung der Abtropfkanten wird die Farbe überhalb des Tauchbades abgetropft und kann nicht in die Lagerungen und den Motor kriechen. Eine offenbarungsgemäße Druckmaschine ist deshalb weniger wartungsintensiv.
    • Liste der Bezugszeichen
    • Oberfläche (1)
    • Kante (2)
    • Erste Flanke (3)
    • Zweite Flanke (4)
    • Flüssigkeit (5)
    • Übertragungszylinder (6)
    • Verbindungsteile (7)
    • Einkomponentige Vorabtropfkante (8)
    • Einkomponentige Vorabtropfkante (9)
    • Klemmring (10)
    • Lagerung (11)
    • Drehmotor (12)
    • Druckwalze (13)
    • Tauchbad (14)
    • Tauchwalze (15)
    • Druckmaschine (16)
    • Benetzbare Oberfläche (17)
    • Kante (18)
    • Erste Flanke (19)
    • Zweite Flanke (20)

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum kontrollierten Ableiten von Flüssigkeiten von einer mit Flüssigkeit benetzbaren rotationssymmetrischen Oberfläche, aufweisend die rotationssymmetrische Oberfläche (1) sowie eine sich an die Oberfläche anschließende zweikomponentigen Abtropfkante gebildet durch eine Kante (2), die konzentrisch zu der rotationssymmetrischen Oberfläche (1) angeordnet und nach außen gerichtet ist und mit einer ersten und einer zweiten von der Abtropfkante wegführenden Flanke (3, 4), wobei die erste Flanke (3) an die flüssigkeitsbenetztbare Oberfläche anschließt dadurch gekennzeichnet, dass die erste Flanke (3) eine höhere Oberflächenspannung aufweist als die zweite Flanke (4).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (1) zylinderförmig ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Oberflächenspannung der Flüssigkeit kleiner oder ungefähr gleich der Oberflächenspannung der ersten Flanke (3, 19) ist und größer als die Oberflächenspannung der zweiten Flanke (4, 20).
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche wobei die erste Flanke (3, 19) aus Eisen, Polyamid, Polyethylenterephthalat, Polymethylmethacrylat, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polyoxymethylen, Polystyrol oder Stahl besteht.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche wobei die zweite Flanke (4, 20) aus Polypropylen, Paraffinwachs, Epoxidharz oder Teflon ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste Flanke (3, 19) aus Stahl und die zweite Flanke (4, 20) aus Teflon ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die beiden Flanken (3, 19, 4, 20) einen Winkel zwischen 20 und 120° bilden.
  8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die zweikomponentige Abtropfkante eine Höhe von 4-8 mm, bevorzugt 5 mm aufweist.
  9. Walze zur Übertragung einer Flüssigkeit umfassend einen Übertragungszylinder (6), der bei Gebrauch mit Flüssigkeit benetzt ist, und zwei Verbindungsstücken (7) zur Befestigung der Walze in einer Lagerung (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstücke jeweils zumindest eine Abtropfkante gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zum kontrollierten Abtropfen der zu übertragenden Flüssigkeit aufweisen; wobei die der Lagerung (11) zugewandte Flanke (4) der Abtropfkante aus einem Material mit einer niedrigen Oberflächenspannung und die dem Übertragungszylinder (6) zugewandten Flanke (3) aus einem Material mit einer höheren Oberflächenspannung ausgebildet ist.
  10. Walze nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zweikomponentigen Abtropfkante und dem Übertragungszylinder zumindest eine weitere einkomponentige Vorabtropfkante (8, 9) angeordnet ist.
  11. Walze nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorabtropfkante (8, 9) eine Höhe von 4-8 mm, bevorzugt 5 mm aufweist.
  12. Walze nach einem der Ansprüche 10 oder 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorabtropfkante (8, 9) einen Winkel von 20-80° aufweist.
  13. Walze nach einem der Ansprüche 9-12, wobei die Walze ein Übertragungszylinder (15) einer Druckmaschine (16) ist.
  14. Verwendung einer zweikomponentigen Abtropfkante nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Herstellung eines wartungsarmen Übertragungszylinders (15) nach einem der Ansprüche 9 bis 13 für eine Druckmaschine (16).
  15. Druckmaschine (16) mit zumindest einer Walze nach einem der Ansprüche 9 bis 13.
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