EP3946948A1

EP3946948A1 - Leitwalze zum führen einer materialbahn durch bestandteile einer druckmaschine, druckmaschine und verfahren zur herstellung einer solchen leitwalze

Info

Publication number: EP3946948A1
Application number: EP20705633.4A
Authority: EP
Inventors: Clemens Brinkmann; Thorsten Meyer
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 2019-02-08
Filing date: 2020-02-07
Publication date: 2022-02-09
Anticipated expiration: 2040-02-07
Also published as: WO2020161319A1; EP3946948B1

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Leitwalze (3) zum Führen einer Materialbahn (4) durch Bestandteile einer Druckmaschine, welche in eine Drehrichtung um ihre Hauptachse (13) drehbar ist, und welche wenigstens eine Nut (15) und wenigstens einen Steg (16) umfasst. Der Steg umfasst zumindest bereichsweise lokale Vertiefungen (18), welchen Plateauflächen benachbart sind, wobei die Plateauflächen zur Hauptachse einen größeren radialen Abstand aufweisen als die lokalen Vertiefungen.

Description

Leitwalze zum Führen einer Materialbahn durch Bestandteile einer Druckmaschine, Druckmaschine und Verfahren zur Herstellung einer solchen

Leitwalze

Die Erfindung betrifft eine Leitwalze zum Führen einer Materialbahn durch Bestandteile einer Druckmaschine, eine Druckmaschine und Verfahren zur Herstellung einer solchen Leitwalze.

Leitwalzen werden in einer Vielzahl von Behandlungsmaschinen eingesetzt. In der vorliegenden Erfindung werden vornehmlich Druckmaschinen betrachtet. Leitwalzen werden hier zur Führung und zur Umlenkung einer zu bedruckenden Materialbahn eingesetzt. Es tritt jedoch bei vielen herkömmlichen Leitwalzen, insbesondere bei kleinen Umschlingungswinkeln, der negative Effekt auf, dass die Materialbahn aufgrund der zwischen der Leitwalze und der Materialbahn eingeschleppten Luft letztere auf der Leitwalze schwimmt. Ein seitlicher Bahnversatz kann die Folge sein, so dass ein registerhaltiger Druck in vielen Fällen nicht in ausreichendem Maße möglich ist, ohne Gegenmaßnahmen zu treffen. Die europäische Patentschrift EP 0 046 236 B1 schlägt daher Leitwalzen vor, die aus einem Metallrohr hergestellt werden, deren Oberflächen sandgestrahlt, anschließend verchromt, geschliffen und poliert werden. Durch das Sandstrahlen werden unzählige kleine Vertiefungen geschaffen. Durch das Schleifen und Polieren werden in den Bereichen außerhalb dieser Vertiefungen tafelbergförmige Plateaus erzeugt. Die Vertiefungen sind in der Lage, die mitgeschleppte Luft aufzunehmen, so dass die Materialbahn auf den Plateaus aufliegt und mit einer wesentlich vergrößerten Haftung an der Leitwalze gefördert wird.

Grundsätzlich haben sich derartige Leitwalzen bewährt. In Druckmaschinen, insbesondere in Druckmaschinen, die Materialbahnen mit einer Breite von mehr als 800 mm verarbeiten, ist jedoch zu beobachten, dass diese Leitwalzen eine Faltenbildung begünstigen, die häufig mittig der Bahn auftritt. Dies wird zusätzlich dadurch begünstigt, dass die Dicke der Materialbahnen in jüngerer Vergangenheit zunehmend reduziert wurde. Der Grund für die Faltenbildung ist darin zu suchen, dass eine an große Breiten der Materialbahn angepasste Leitwalze, welche an ihren Enden gelagert ist, eine nicht zu vernachlässigende Durchbiegung aufweist, die durch das Eigengewicht der Walze aufgrund der Schwerkrafteinwirkung zustande kommt. Die Richtung der Durchbiegung zeigt in Richtung der Schwerkraft, also nach unten. Wird nun die Materialbahn im Wesentlichen auf einen der Schwerkraftrichtung abgewandten Bereich der Leitwalze aufgelegt (Auflaufkante), so legt sie sich in der Regel zunächst an den Rändern an die Leitwalze an. Dabei legen sich die einzelnen Abschnitte der Materialbahn in Querrichtung gesehen immer in einer Richtung an die Walze an, die senkrecht zur entsprechenden Walzenoberfläche zeigt. Da die anliegenden Flächenbereiche der Materialbahn jedoch sehr gut an der Walze haften, hat die Materialbahn schließlich nur noch die Möglichkeit der mittigen Faltenbildung, um die Durchbiegung der Walze zu kompensieren. Dieser Effekt ist besonders bei einer sehr dünnen Materialbahn und/oder solche mit einem geringen E-Modul zu beobachten.

Insgesamt führt das dazu, dass zum Teil die Materialbahn unbrauchbar wird oder zumindest die Druckqualität oft nicht den Erfordernissen entspricht.

Um das zu vermeiden, sind die Leitwalzen massiver auszugestalten, so dass die Durchbiegung verringert werden kann. Auch sind bezüglich der Ausrichtgenauigkeit und der Stabilität des Maschinenrahmens die Anforderungen sehr hoch. Das führt in der Regel zu deutlich höheren Kosten einer Druckmaschine im Vergleich zu einer solchen, die mit herkömmlichen Leitzwalzen ausgestattet ist. Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leitwalze für eine Druckmaschine bereitzustellen, mit der sich die vorgenannten Nachteile überwinden oder zumindest vermindern lassen.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Demnach umfasst eine erfindungsgemäße Leitwalze, welche in eine Drehrichtung um ihre Hauptachse drehbar ist, wenigstens eine Nut und wenigstens einen Steg. Der Steg umfasst dabei zumindest bereichsweise lokale Vertiefungen, welchen Plateauflächen sind, wobei die Plateauflächen zur Hauptachse einen größeren radialen Abstand aufweisen als die lokalen Vertiefungen. Die Plateauflächen können somit die lokalen Vertiefungen umgeben, beispielsweise können sie die lokalen Vertiefungen auch umschließen.

Unter „Steg“ ist im Zusammenhang mit der Erfindung die komplette Umfangsfläche der Leitwalze zu verstehen, in die keine Nut eingebracht ist. Allerdings ist hierbei nicht ausgeschlossen, dass auch die Nut zusätzlich lokale Vertiefungen aufweist. Dabei unterscheiden sich die lokalen Vertiefungen von der Nut vorzugsweise zumindest dadurch, dass die Nut eine Querbreite von mindestens 1 mm aufweist. Die lokalen Vertiefungen haben hingegen eine Breite, die kleiner ist als die Nutbreite. Auch die maximale Tiefe der lokalen Vertiefungen ist vorzugsweise geringer als die Tiefe der Nuten. Zudem haben die Nuten in Umfangsrichtung der Leitwalze eine Länge, die vorzugsweise mindestens 10 % des Umfangs der Leitwalze beträgt, wogegen die lokalen Vertiefungen in Umfangsrichtung eine Länge haben können, die vorzugsweise geringer als 1 % des Umfangs der Leitwalze beträgt.

Im Vergleich zum Stand der Technik sind also nicht nur lokale Vertiefungen und Plateauflächen vorgesehen, die den eingangs beschriebenen Effekt haben, sondern wenigstens eine zusätzliche Nut, insbesondere eine Mehrzahl an Nuten. Wie vorstehend beschrieben, können die Nuten - von den Plateauflächen aus gesehen - eine größere Tiefe als die lokalen Vertiefungen haben. Von den lokalen Vertiefungen unterscheiden sich die Nuten zusätzlich dadurch, dass sie in Umfangsrichtung der Leitwalze gesehen wesentlich länger und vorzugsweise umlaufend sind. Alternativ oder zusätzlich sind auch die Stege umlaufend. Walzen mit umlaufenden Nuten sind bereits bekannt, jedoch sind bei diesen die Stege ganz glatt und nicht mit lokalen Vertiefungen versehen. Im Gegensatz dazu lehrt die EP 0 046 236 B1 , Nuten ausschließlich durch lokale Vertiefungen zu ersetzen. Demgegenüber haben die Erfinder erkannt, dass weder das eine (Nuten) noch das andere (lokale Vertiefungen) nachteilsfrei ist. Die Erfinder haben erkannt, dass eine nicht im Stand der Technik vorgeschlagene Kombination beider Möglichkeiten die Probleme löst.

Die erfindungsgemäße Kombination der beiden Möglichkeiten führt dazu, dass im Bereich der Stege die Bereiche der Materialbahn, die hier aufliegen, mit einer starken Haftreibung geführt werden. Ein Schwimmen der Materialbahn wird dadurch vermieden. Jede Nut bietet den Bereichen der Materialbahn nun einen Bereich ohne Auflagefläche, in den die Materiabahn zurückweichen kann, da die Materialbahn in Querrichtung gesehen eine etwas größere Länge zwischen den Stegen hat als die jeweilige Nut breit ist. Damit„staut“ sich der Längenunterschied nicht bis in die Mitte der Leitwalze auf, so dass keine Faltenbildung wie im Stand der Technik zu erkennen ist. Der Abbau der Längenunterschiede verteilt sich eher über die gesamte Bahnbreite und ist im weiteren Verlauf des Druckprozesses nicht schädlich. Zudem kann auf Maßnahmen, die die Durchbiegung der Leitwalze verringern, in der Regel verzichtet werden, so dass eine Kostensteigerung vermeidbar ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Nut und/oder der Steg spiralförmig umlaufend ausgestaltet sind. Oft wird spiralförmigen Nuten eine breitstreckende Wirkung zugeschrieben. Jedoch gibt es Stimmen in der Fachwelt, die diese Ansicht abstreiten. Auch im Rahmen der Erfindung ist davon auszugehen, dass der oben beschriebene Effekt auch ohne spiralförmige Nuten eintritt. Eine breitstreckende Wirkung spiralförmiger Nuten ist bei der erfinderischen Leitwalze ebenfalls zu verneinen, da die Materialbahn aufgrund der erfinderischen Ausgestaltung des Steges in diesem Bereich mit starker Haftreibung aufliegt und sich nicht breitstrecken lässt. Vielmehr ist die spiralförmig umlaufende Ausgestaltung der Nut und/oder des Steges aus anderen Gründen im Zusammenhang mit der Erfindung vorteilhaft, denn dabei wird die Materialbahn über ihre ganze Breite von der Nut und dem Steg erfasst, so dass sich Unterschiede in der Querspannung nicht auf einzelne, längsgerichtete Streifen der Materialbahn beschränken.

Vorteilhaft ist es, wenn wenigstens zwei Nuten vorgesehen sind, wobei jeweils eine Nut jeweils auf einer Seite der Mittelebene der Leitwalze vorgesehen ist. Unter Mittelebene ist dabei die Ebene zu verstehen, die orthogonal zur Drehachse der Leitwalze sich erstreckt und im Wesentlichen in der Mittel des Leitwalzenkörpers angeordnet ist. Somit sind die beiden Hälften der Leitwalze symmetrisch zur Bahnmitte angeordnet, was insgesamt den Lauf der Materialbahn von der Mitte aus gesehen vergleichmäßigt.

In einer bevorzugten, vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass bei einer Drehung in Drehrichtung wenigstens eine Nut von der Mittelebene in Richtung eines Endes der Leitwalze führt. Das bedeutet, dass wenn man von der Mitte aus dem Verlauf der Nut während der Drehung der Leitzwalze folgt, dieser Verlauf nach außen führt. Die Nut kann grundsätzlich auch von außen nach innen führen, wobei der beobachtete Effekt ebenfalls auftritt.

Bevorzugt ist es weiterhin, dass auf jeder Seite der Mittelebene der Leitwalze wenigstens zwei Nuten vorgesehen sind. Es sind also mehrere, ineinander gewundene Nuten vorgesehen, was die Verteilung der Stege als Berührungsfläche für die Materialbahn nochmals besser regelt, so dass die auf die Materialbahn wirkenden Spannungen auf seine kleine Bereiche beschränkt bleiben. Anstelle oder zusätzlich zu ineinander gewundenen Nuten können auch zu jeder Seite der Mittelebene eine nach außen laufende und eine nach innen laufende Nut vorgesehen sein. Damit zeigt sich ein Kreuzmuster auf der Außenoberfläche der Leitwalze.

Es kann - je nach Material der Materialbahn - ausreichend sein, wenn sich die lokalen Vertiefungen zu jeder einer Seite der Mittelebene in einem Bereich befinden, der sich maximal über 50 % der Entfernung von der Mittelebene zur Stirnseite der Leitwalze erstreckt. Insbesondere im mittleren Bereich kann die in Längsrichtung auf die Materialbahn groß sein, so dass es lediglich in diesem Bereich wichtig ist, dass die Materialbahn besser auf der Leitzwalze haftet. Aufgrund dieser Erkenntnis kann auf das Einbringen von lokalen Vertiefungen bereichsweise verzichtet werden. Das hilft, die Herstellungskosten einer solchen Leitwalze zu senken.

Besonders bevorzugt ist es, wenn ein Leitwalzenkörper vorgesehen ist, welcher an seinem Außenumfang die Nut, den Steg und die Vertiefungen umfasst, wobei der Leitwalzenkörper aus einem Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere aus Aluminium, besteht. Ein solcher Leitwalzenkörper ist nicht nur stabil und in der Beschaffung kostengünstig, sondern er kann auch auf sehr einfache Weise und damit schnell bearbeitet werden. Ein Leitwalzenkörper, im Folgenden auch einfach als Walzenkörper bezeichnet, ist ein wesentlicher Bestandteil der Leitwalze, auf dessen Außenumfang die Materialbahn führbar ist. Ein solcher Walzenkörper kann drehbar mittelbar oder unmittelbar sich auf einer Achse abstützen, die beispielsweise in Komponenten eines Druckmaschinengestells befestigt sind. Ein Walzenkörper kann aber auch mit einer Welle oder mit Wellenzapfen versehen sein, so dass sich die Leitwalze in Lagern, welche sich beispielsweise im Druckmaschinengestell abstützen, drehbar gelagert sein. Walzenkörper und insbesondere Wellenzapfen können auch einstückig ausgebildet sein.

In einer weiteren oder anderen Ausgestaltung der Erfindung ist ein Leitwalzenkörper vorgesehen, welcher an seinem Außenumfang die Nut, den Steg und die Vertiefungen umfasst, wobei der Leitwalzenkörper zumindest teilweise aus einem Kunststoff, insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff und bevorzugt aus einem kohlefaserverstärken Kunststoff (CFK), besteht. Bei gleicher Festigkeit beziehungsweise Steifigkeit kann im Vergleich zu einer Leitwalze aus Metall das Gewicht der Leitwalze möglichst niedrig gehalten werden, was zu einem geringeren Trägheitsmoment führt, was wiederum insbesondere für dünne und/oder empfindliche Materialbahn vorteilhaft ist. Die oben genannte Aufgabe kann auch gelöst werden durch eine Druckmaschine, die eine Leitwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst. Mit dieser Druckmaschine ist eine Materialbahn bedruckbar. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang eine Tiefdruckmaschine, welche in der Regel über eine Vielzahl von Leitwalzen verfügt, so dass sich hier die Erfindung besonders positiv auswirkt. Die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Leitzwalze beschriebenen Vorteile gelten auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Druckmaschine. Die oben genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Leitwalze, welche einen zylinderförmigen Leitwalzenkörper umfasst, das sich dadurch auszeichnet, dass die folgenden Bearbeitungsschritte durchgeführt werden:

• Bereitstellen eines Walzenkörpers

· Erzeugen wenigstens einer Nut, so dass wenigstens ein Steg verbleibt

• Erzeugen von lokalen Vertiefungen in dem Steg.

Diese beiden zuletzt genannten Bearbeitungsschritte können dabei in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden, der damit erzielbare Effekt ist der gleiche. Auch ist es möglich, diese genannten Schritte abwechselnd auszuführen. Merkmale und Vorteile, die weiter oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Leitwalze beschrieben wurden, gelten auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Bevorzugt ist dabei, wenn in dem Schritt zum Bereitstellen eines Walzenkörpers ein Walzenkörper, welcher zumindest teilweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung besteht, oder zumindest teilweise einen Kunststoff, insbesondere einen faserverstärkten Kunststoff und bevorzugt einen kohlefaserverstärken Kunststoff (CFK), umfasst, bereitgestellt wird.

Ein Walzenkörper aus einem Metall oder einer Metalllegierung hat den Vorteil der geringen Kosten und der einfachen Bearbeitbarkeit. Ein Walzenkörper, umfassend einen Kunststoff, bietet den Vorteil, dass er im Vergleich zu einem Walzenkörper, umfassend ein Metall oder eine Metalllegierung, bei gleicher Festigkeit leichter ist.

Zur Erzeugung einer Nut kann vorteilhafterweise eine spanendes Fertigungsverfahren eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist dabei ein Fräsverfahren. Insbesondere bei ringförmigen Nuten ist auch ein Drehverfahren vorteilhaft. Insbesondere sind solche Verfahren vorteilhaft, bei denen der Walzenkörper Vorschubbewegungen in verschiedene Richtungen vollführt, so dass diese Verfahren vollautomatisiert durchführbar sind. Auf diese Weise lässt sich die Nut sehr kostengünstig erzeugen.

Vorteilhaft ist es, wenn zum Erzeugen von lokalen Vertiefungen in dem Steg ein Druckluftstrahlen mit festem Strahlmittel eingesetzt wird. Auf diese Weise lassen sich besonders einfach lokale Vertiefungen erzeugen, indem das Strahlmittel aufgrund der Beschleunigung durch die Druckluft mit großer Kraft auf die Außenoberfläche des Walzenkörpers trifft, wodurch die lokalen Vertiefungen entstehen. Dabei werden auch Erhöhungen erzeugt, in die das Material, das zur Erzeugung der Vertiefungen verschoben wird, zurückweicht. Da die Erhöhungen in der Regel nicht gleichmäßig in ihrer Flöhe sind, empfiehlt es sind, nach dem Schritt des Erzeugens von lokalen Vertiefungen einen Schritt zum Schleifen der Außenoberfläche des Walzenkörpers anzuschließen, bei dem die Erhöhungen auf einen im Wesentlichen gleichen Abstand zur Flauptachse des Walzenkörper gebracht werden. Dadurch entstehen Plateauflächen, auf denen später die Materialbahn aufliegt. Vorteilhaft ist die Anwendung dieses Verfahrens, weil in kurzer Zeit eine relativ große Fläche bearbeitbar ist. Damit ist dieses Verfahren recht schnell. Der Einsatz des Druckluftstrahlens kann auch mehrfach nacheinander erfolgen, insbesondere mit unterschiedlichen Strahlmitteln. Vorteilhaft ist es, wenn als Strahlmittel ein sphärisches Strahlmittel, insbesondere Glasperlen, verwendet wird. Diese kugelförmigen Projektile ermöglichen gleichmäßige Vertiefungen. Damit können Zerklüftungen der Vertiefungen, aber auch der entstehenden Erhöhungen vermieden werden, so dass ein Abschleifen der Erhöhungen nur vergleichsweise kurz durchgeführt werden muss. Als Strahlmittel können Stahlkugeln, vorzugsweise Edelstahlkugeln, verwendet werden, insbesondere bei einem ersten Einsatz des Druckluftstrahlens. Als Strahlmittel eignen sich auch Glaskugeln, insbesondere bei einem weiteren Einsatz des Druckluftstrahlens.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zum Erzeugen von lokalen Vertiefungen ein spanendes Fertigungsverfahren, insbesondere zumindest ein Fräsverfahren, eingesetzt wird. Alternativ oder zusätzlich zum Fräsen kann auch das Bohren von Vertiefungen vorgesehen werden. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass der Walzenkörper zum Durchführen zweier Bearbeitungsschritte in derselben Bearbeitungsstation verbleiben kann. Darüber hinaus können die Vertiefungen selektiv an gewünschten Orten eingebracht werden. Beispielsweise lässt sich diese Vorgehensweise auf die Stege beschränken, wobei die Nuten, im Gegensatz zum Druckluftstrahlen, ausgespart werden können.

Als spanende Bearbeitungsverfahren werden im Rahmen dieser Anmeldung alle Verfahren angesehen, die Material abtragen können. Darunter fallen auch berührungslos arbeitende Verfahren, wie etwa das Lasern.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der unter Bezugnahme auf die Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen erläutert sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder beliebige Kombinationen erwähnter Merkmale erfindungswesentlich sein. Im Rahmen der gesamten Offenbarung gelten Merkmale und Einzelheiten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Leitwalze und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Aspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Die anhand einzelner Figuren dargestellten und/oder erläuterten Merkmale sind selbstverständlich mit den verschiedenen weiteren, in den Anmeldeunterlagen offenbarten Ausführungsbeispielen kombinierbar. Insbesondere sind alle Nutformen der Figuren 2 bis 6 und 10 mit allen Formen der lokalen Vertiefungen der Figuren 7 bis 10 kombinierbar. Die einzelnen Figuren zeigen:

Fig. 1 Eine schematische Ansicht einer Mehrfarben-Tiefdruckmaschine Fig. 2 Eine erfindungsgemäße Leitwalze mit einer ersten Ausführungsform einer Nut

Fig. 3 Eine erfindungsgemäße Leitwalze mit einer weiteren

Ausführungsform einer Nut

Fig. 4 Eine erfindungsgemäße Leitwalze mit einer weiteren

Ausführungsform einer Nut

Fig. 5 Eine erfindungsgemäße Leitwalze mit einer weiteren

Ausführungsform einer Nut

Fig. 6 Eine erfindungsgemäße Leitwalze mit einer weiteren

Ausführungsform einer Nut

Fig. 7 Eine erfindungsgemäße Leitwalze mit einer Ausführungsform einer lokalen Vertiefung

Fig. 8 Eine erfindungsgemäße Leitwalze mit einer weiteren

Ausführungsform einer lokalen Vertiefung

Fig. 9 Eine erfindungsgemäße Leitwalze mit einer weiteren

Ausführungsform einer lokalen Vertiefung

Fig. 10 Darstellung der Abmaße der lokalen Vertiefung und der Nut Die Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Mehrfarben-

Tiefdruckmaschine 1 als Beispiel einer erfindungsgemäßen Druckmaschine, wobei die Tiefdruckmaschine 1 in der sogenannten Ständerbauweise ausgeführt ist. Diese beispielhaft gezeigte Tiefdruckmaschine 1 ist mit vier Druckwerken D1 bis D4 dargestellt. Eine Tiefdruckmaschine ist allerdings nicht auf diese Anzahl an Druckwerken beschränkt. Druckmaschinen in

Ständerbauweise sind sogar modular erweiterbar, so dass ein Nutzer einer solchen Druckmaschine so viele Druckständer verwenden kann wie er wünscht. In jedem einzelnen Druckwerk wird eine Druckfarbe verdruckt. Von einer Abwickeleinrichtung 2 ausgehend wird die Materialbahn 4 der Druckmaschine zugeführt. Über vorzugsweise erfindungsgemäße Leitwalzen 3 gelangt die Materialbahn 4 in das Druckwerk D1. Dort wird die Materialbahn 4 über einen Presseur P1 geführt. Dieser Presseur P1 ist in Richtung des Doppelpfeils y in seiner Höhenposition verstellbar und somit an den Tiefdruckzylinder T1 anstellbar. In diesem Fall verläuft die Materialbahn 4 durch den Walzenspalt zwischen dem Presseur P1 und dem Tiefdruckzylinder T1. Die Materialbahn 4 wird dabei mit dem Druckmotiv einer Druckfarbe bedruckt. Über weitere Leitwalzen 3 gelangt die Materialbahn 4 in das Druckwerk D2. Auf dem Weg zum Druckwerk D2 passiert die Materialbahn 4 mehrere nicht dargestellte Trocknungseinrichtungen, so dass die im Druckwerk D1 verdruckte Druckfarbe ausreichend abtrocknen kann. Auch in der Trocknungseinrichtung können erfindungsgemäße Leitwalzen 3 verbaut sein.

Nach dem Bedrucken in dem Druckwerk D2 gelangt die Materialbahn 4 wiederum über weitere Leitwalzen 3 in das Druckwerk D3, wo eine dritte Farbe gedruckt werden kann. Das letzte dargestellte Druckwerk D4 ist nicht druckend dargestellt, d. h., der Presseur P4 ist nach oben verschoben worden, so dass die Materialbahn den Tiefdruckzylinder T4 nicht berührt. In diesem Druckwerk D4 kann beispielsweise eine Reinigung aller farbführenden Teile vorgenommen werden. Nach dem Verlassen des Druckwerks D4 gelangt die Materialbahn 4 über weitere Leitwalzen 3 zu einer Vorzugseinrichtung 5, die eine Zugwalze 6 und eine Andrückwalze 7 umfasst. Schließlich gelangt die Materialbahn 4 zu einer Wickeleinrichtung 8, wo sie zu einem Wickel aufgewickelt wird.

Die Figur 2 zeigt nun eine erfindungsgemäße Leitwalze 3 mit einer ersten Ausführungsform einer Nut. Zunächst einmal werden anhand dieser Figur die einzelnen Bestandteile der Leitwalze 3 erläutert. Diese umfasst zunächst den Walzenkörper 10, welcher eine Außenoberfläche 1 1 aufweist. Auf Teilen dieser Außenoberfläche wird die Materialbahn 4 geführt. Der Umschlingungswinkel der Materialbahn 4 um den Walzenkörper herum kann dabei zwischen 1 ° und 180 ° liegen, bevorzugt jedoch zwischen 5 ° und 120 °. Je kleiner der

Umschlingungswinkel ist, desto stärker tritt bei Leitwalzen des Standes der Technik der Effekt des „Schwimmens“ der Materialbahn auf der Außenoberfläche der Leitwalze 3 auf. Zum Zweck der drehbaren Lagerung der Leitwalze 3 umfasst diese an ihren beiden Enden jeweils einen Zapfen 12, welche Bestandteile des Walzenkörpers 10, einer Welle oder einer Achse sein können. Die Zapfen können sich über Drehlager an Bestandteilen des Maschinengestells einer Maschine, insbesondere einer Druckmaschine abstützen oder der Walzenkörper 10 stützt sich über Drehlager auf dem Zapfen ab. Unabhängig von der Art der drehbaren Lagerung führt das dazu, dass die Leitwalze um die Hauptachse 13, welche mit einer strichpunktierten Linie dargestellt ist, rotierbar ist, was zusätzlich durch den Pfeil 14 verdeutlicht wird. Selbstverständlich kann die Drehrichtung je nach Erfordernis auch entgegen dem Pfeil 14 verlaufen.

Die Leitwalze 3 gemäß der Figur 2 zeigt lediglich eine Nut 15, Ausführungsformen lokaler Vertiefungen werden in diesem Zusammenhang nicht erläutert. Jedoch versteht sich, dass diese Leitwalze solche lokalen Vertiefungen umfasst. Die Nut 15 ist spiralförmig umlaufend und verläuft von einem ersten Ende zum zweiten Ende des Walzenkörpers 10. Gezeigt ist, dass die Nut 15 von rechts nach links läuft. Das bedeutet, dass bei einer Drehung der Leitwalze in Richtung des Pfeils 14 die Nut ein Linksgewinde darstellt. Selbstverständlich kann die Nut auch in die Gegenrichtung, also von rechts nach links verlaufen, wobei die Wirkung der Erfindung in gleicher Weise eintritt.

Die Bereiche der Außenoberfläche 11 , in die keine Nut eingebracht ist, kann als Steg 16 bezeichnet werden. In diesen Steg sind erfindungsgemäß lokale Vertiefungen eingebracht, auf die weiter unten genauer eingegangen wird. Selbstverständlich weisen auch die Leitwalzen der nachfolgenden Ausführungsformen einen oder mehrere Stege auf, ohne dass jeweils darauf eingegangen wird.

In der Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leitwalze 3 dargestellt. Hier sind mehrere erfindungsgemäße Nuten vorgesehen, welche sich in axialer Richtung über die Außenoberfläche 11 des Walzenkörpers 10 verteilen. Die Nuten 15 sind dabei umlaufend und ringförmig ausgestaltet. In der Figur 4 ist noch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leitwalze 3 dargestellt. Hier sind - ähnlich wie im Ausführungsbeispiel der Figur 3 - mehrere erfindungsgemäße Nuten 15 vorgesehen, welche sich in Umfangsrichtung jedoch nicht über die gesamte Außenoberfläche 1 1 des Walzenkörpers 10 erstrecken. Vielmehr ist der Umfangswinkel der Nuten kleiner als 360 °, so dass sie nicht umlaufend sind. Nebeneinander angeordnete, insbesondere benachbarte Nuten können dabei bevorzugt in Umfangsrichtung des Walzenkörpers 10 zueinander versetzt sein. In der Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leitwalze 3 dargestellt. Diese Ausführungsform ähnelt der in der Figur 2 gezeigten Ausführungsform. Es sind jedoch zwei spiralförmig verlaufende Nuten vorgesehen, welche an einer gedachten Teilungsebene 17 beginnen oder enden. Diese Teilungsebene 17 teilt den Walzenkörper 10 in zwei Teile, bevorzugt mittig. Die Mittelebene ist dabei orthogonal zur Hauptachse 13 ausgerichtet. Es können auch mehrere, in die gleiche Richtung verlaufende, spiralförmige Nuten 15 ineinander geschoben sein, man kann dann von einer mehrgängigen Nut sprechen. Dieses Merkmal ist auch auf die Ausführungsbeispiele der Figuren 2 und 6 anwendbar.

Die Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leitwalze 3. Diese ähnelt dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 , wobei hier zwei gegenläufige Nuten vorgesehen sind. Es versteht sich, dass diese Nuten sich an zahlreichen Punkten gegenseitig kreuzen.

Mit der Figur 7 werden anhand des Ausführungsbeispiels der Figur 3 die lokalen Vertiefungen 18 erläutert. Diese können in diesem Ausführungsbeispiel in großer Zahl vorgesehen und beliebig auf den Stegen verteilt sein. Diese Vertiefungen können beispielsweise durch Druckluftstrahlen, bevorzugt unter Verwendung von sphärischen Projektilen, insbesondere Glaskügelchen, eingebracht werden. Die lokalen Vertiefungen können dabei auch innerhalb der Nuten entstehen, was die Wirkung der Erfindung jedoch nicht oder zumindest nicht wesentlich einschränkt. Der Grund ist darin zu suchen, dass die Tiefe der lokalen Vertiefungen geringer ist als die Tiefe der Nuten. Weitere Details hierzu werden weiter unten anhand der Figur 10 erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel sind zudem die lateralen Erstreckungen der lokalen Vertiefungen kleiner als die Breite der Nuten. Die laterale Erstreckung einer lokalen Vertiefung beträgt bevorzugt weniger als die Hälfte der Breite einer Nut. Vorteilhaft ist außerdem, wenn die lokalen Vertiefungen mindestens 20 % der Fläche des Steges oder der Stege bedecken, höchstens jedoch 80 %. In einigen Fällen kann die Flächendeckung der lokalen Vertiefungen auf den Ebenen auch bis zu 99 % betragen. Der verbleibende Anteil von 1 % oder mehr, den die Plateauflächen belegen, kann bei einigen Bahnmaterialien eine ausreichende Auflagefläche sein.

Die Figur 8 zeigt nun eine andere Ausführungsform lokaler Vertiefungen 18. In diesem Beispiel sind sie insbesondere länglich ausgestaltet und können bevorzugt durch ein spanendes Herstellungsverfahren, insbesondere durch Fräsen, in die Stege eingebracht sein. Dabei ist es auch möglich, die Nuten 15 frei von lokalen Vertiefungen zu halten. Auch bei diesen lokalen Vertiefungen 18 ist es vorgesehen, dass die Breite und/oder die Tiefe kleiner sind als die Breite und die Tiefe der Nut. Die Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der lokalen Vertiefungen 18. In diesem Ausführungsbeispiel sind sie ebenfalls nutförmig ausgestaltet und können sogar umlaufend sein. Selbstverständlich ist auch eine wendelförmige Ausgestaltung einer Nut denkbar. Jedoch gilt auch hier, dass ihre Breite und/oder ihre Tiefe geringer ist als die Breite und Tiefe der Nut 15. Aufgrund dieser Ausgestaltung der lokalen Vertiefungen 18 kann auch generell lediglich von„Vertiefungen“ gesprochen werden.

Die Figur 10 verdeutlicht nun die unterschiedlichen Abmaße der Nuten 15 und der lokalen Vertiefungen 18 einer erfindungsgemäßen Leitwalze. Die Nuten haben eine größere Breite als Tiefe, bevorzugt ist ihre Breite mindestens doppelt so groß wie ihre Tiefe. Bevorzugt hat eine Nut eine Breite von mindestens 1 mm, insbesondere aber mindestens 2 mm. In diesem Fall steht der Materialbahn 4 ein ausreichender Raum zur Verfügung, um in diesen zurückweichen zu können, so dass effektiv eine Faltenbildung vermeidbar ist. Die Breite der lokalen Vertiefungen liegt deutlich unter derjenigen der Nut und beträgt bevorzugt maximal 50 % davon. In diesem Fall ist davon auszugehen, dass die Materialbahn nicht in diesen Raum zurückweicht, sondern dieser Raum im Wesentlichen zur Verfügung steht, um die von der Materialbahn 4 mitgeschleppte Luft aufzunehmen. Die Tiefe der lokalen Vertiefungen 18 liegt bevorzugt bei maximal 50 % der Tiefe der Nuten 15, so dass sich die lokalen Vertiefungen auf kostengünstige Weise hersteilen lassen.

Claims

Patentansprüche

1. Leitwalze zum Führen einer Materialbahn durch Bestandteile einer Druckma schine, welche in eine Drehrichtung um ihre Hauptachse drehbar ist, und wel che wenigstens eine Nut und wenigstens einen Steg umfasst, wobei der Steg zumindest bereichsweise lokale Vertiefungen umfasst, welchen Plateauflächen benachbart sind, wobei die Plateauflächen zur Hauptachse einen größeren ra dialen Abstand aufweisen als die lokalen Vertiefungen.

2. Leitwalze nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Nut und/oder der Steg umlaufend sind.

3. Leitwalze nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Nut eine größere Tiefe aufweist als die größte Tiefe der lokalen Vertiefun gen.

4. Leitwalze nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Nut und/oder der Steg spiralförmig umlaufend ausgestaltet sind.

5. Leitwalze nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

wenigstens zwei Nuten vorgesehen sind, wobei jeweils eine Nut jeweils auf ei ner Seite der Mittelebene der Leitwalze vorgesehen ist.

6. Leitwalze nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

bei einer Drehung in Drehrichtung wenigstens eine Nut von der Mittelebene in Richtung eines Endes der Leitwalze führt.

7. Leitwalze nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

auf jeder Seite der Mittelebene der Leitwalze wenigstens zwei Nuten vorgese hen sind.

8. Leitwalze nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

sich die lokalen Vertiefungen zu jeder einer Seite der Mittelebene in einem Be reich befinden, der sich maximal über 50 % der Entfernung von der Mittelebene zur Stirnseite der Leitwalze erstreckt.

9. Leitwalze nach einem der vorstehenden Ansprüche,

gekennzeichnet durch

einen Leitwalzenkörper, welcher an seinem Außenumfang die Nut, den Steg und die Vertiefungen umfasst, wobei der Leitwalzenkörper zumindest teilweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere aus Aluminium, be steht.

10. Leitwalze nach einem der vorstehenden Ansprüche,

gekennzeichnet durch

einen Leitwalzenkörper, welcher an seinem Außenumfang die Nut, den Steg und die Vertiefungen umfasst, wobei der Leitwalzenkörper zumindest teilweise aus einem Kunststoff, insbesondere aus faserverstärkten Kunststoff und bevor- zugt aus einem kohlefaserverstärken Kunststoff (CFK), besteht.

1 1. Druckmaschine, umfassend wenigstens eine Leitwalze nach einem der Ansprü che 1 bis 10.

12. Verfahren zur Herstellung einer Leitwalze, welche einen zylinderförmigen Leit walzenkörper umfasst,

dadurch gekennzeichnet, dass

die folgenden Bearbeitungsschritte durchgeführt werden:

• Bereitstellen eines Walzenkörpers

• Erzeugen wenigstens einer Nut, so dass wenigstens ein Steg verbleibt

• Erzeugen von lokalen Vertiefungen in dem Steg.

13. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch,

dadurch gekennzeichnet, dass

in einem Schritt ein Walzenkörper, welcher zumindest teilweise aus einem Me tall oder einer Metalllegierung oder zumindest teilweise aus einem Kunststoff, insbesondere aus faserverstärkten Kunststoff und bevorzugt aus einem kohle faserverstärken Kunststoff (CFK) besteht, bereitgestellt wird.

14. Verfahren nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

zur Erzeugung wenigstens einer Nut ein spanendes Fertigungsverfahren ge nutzt wird, insbesondere zumindest ein Fräsverfahren.

15. Verfahren nach einem der drei vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

zum Erzeugen von lokalen Vertiefungen ein Druckluftstrahlen mit festem Strahlmittel eingesetzt wird.

16. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch

dadurch gekennzeichnet, dass

als Strahlmittel wenigstens ein sphärisches Strahlmittel, insbesondere Glasper- len, verwendet wird.

17. Verfahren nach einem der fünf vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

zum Erzeugen von lokalen Vertiefungen ein spanendes Fertigungsverfahren, insbesondere zumindest ein Fräsverfahren, eingesetzt wird.