DE9007784U1

DE9007784U1 - Druckmaschine

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Publication number: DE9007784U1
Application number: DE9007784U
Authority: DE
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 1989-03-18
Filing date: 1990-03-10
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2000-03-11

Description

Beschreibung:
Druckmaschine

Die Neuerung betrifft eine Druckmaschine zum Bedrucken eines Bedruckstoffs.

Aus der Offenlegungsschrift 27 08 689 ist es bereits bekannt, bei einer Endlos-Offsetdruckmaschine eine beschichtete auswechselbare Trägerhülse zu verwenden. Für die Beschichtung werden elastische Materialien verwendet.

Wie das Fachbuch von "Walenski", Seiten 262 und 263 zeigt, werden auch bei herkömmlichen Offset-Rotationsdruckmaschinen u. a. Gummitücher verwendet, die zwar elastisch verformbar, aber nicht volumenkompressibel sind. Man spricht von sogenannten "inkompressiblen Gummitüchern". Der Grund liegt darin, daß lediglich gasförmige Stoffe nennenswerte volumenkompressible Eigenschaften aufweisen, hingegen flüssige und feste Stoffe nicht. Dieser bekannte Stand der Technik zeigt jedoch auch Gummitücher mit Zwischengummierungen aus mikrokompressiblen Schichten, die durch Luftkanäie miteinander verbunden sind, jedoch haben derartige Materialien noch keine Anwendung bei Offset-Übertragungshülsen gefunden. Bei diesen macht sich die Verwendung herkömmlicher, d. h. lediglich elastischer, aber nicht volumenkompressibler Materialien besonders nachteilig bemerkbar, da im Gegensatz zu den mit Zylindergruben versehenen Offsetzylindern bei den Trägerhülsen mit durchgehender, d. h. ununterbrochener Beschichtung keine Entspannung des sich bildenden Wulstes stattfindet, so daß der praktische Einsatz von beschichteten Trägerhülsen, zumindest auf breiter Basis, bisher nicht möglich war, weder als kompakte, elastomere Hülse, noch als elastomer beschichtete Hülse, und schon gar nicht als Schaum.

Hinzu kommt, daß es sich bei den bisher verwendeten Materialien um sogenannte formgeschäumte Stoffe handelt, beispielsweise "gegossenes Polyurethan". Auch aus diesem Grunde war die Verwendung der bisher bekannten voiumenkompressiblen Materialien kaum oder zumindest nicht wirtschaftlich möglich.

Aus der EP 0 225 509 A2 ist bereits eine Offsetdruckmaschine mit einem Übertragungszylinder (Offsetzylinder) bekannt, dessen Belag als Hülse ausgebildet

ist, die sich auf den Offsetzylinder aufschieben läßt und auf diesem austauschbar befestigt ist. Die Befestigung der Hülse erfordert keinen massiven Zylinder. Vielmehr kann ein leichter Zylinder als Zylindermantel aus Rohrmateriai Verwendung finden. Dieser Zylindermantel kann auf hohe Drehzahlen beschleunigt werden, ohne daß infolge von Unwuchten die Gefahr besteht, daß unvertretbare Schwingungsbelastungen in das Gerüst der Druckmaschine eingeleitet werden. Die Oberfläche des Übertragungszylinders ist eine auswechselbare Hülse mit einer nachgiebigen Schicht, beispielsweise Gummi. Auf dieses Gummi wird die Farbe übertragen, die von dem Übertragungszylinder an den als Bahn ausgebildeten Druckträger abgegeben wird. Die Hülse umfaßt eine Trägermetallhülse, die etwa 0,3 mm stark ist und eine Trägerfunktion hat. Darüber ist ein Gummibelag. Diese Trägermetallhülsen werden durch Luft aufgeweitet, so daß sie aufschiebbar sind.

Die Hülse haftet mit ihrer inneren Oberfläche kraftschlüssig so fest auf der Oberfläche des Übertragungszylinders, daß sie sich beim Drucken auf ihr nicht verschieben kann. Die Hülse kann auf verschiedene Weise auf der Oberfläche des Übertragungszylinders befestigt werden, beispielsweise, indem die Hülse vordem Aufbringen auf den Übertragungszylinder gleichmäßig erwärmt, dann auf ihn aufgeschoben wird und auf ihm durch Abkühlen aufgeschrumpft wird. Zum Auswechseln der Hülse läßt sich der Übertragungszylinder ganz aus den Seitenwänden ausbauen. Dann wird die Hülse gegen eine andere ausgewechselt. Der Übertragungszylinder verbleibt jedoch bevorzugt zwischen den Seitenwänden.

!n einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Übertragungszylinder an seinem einen Ende in einer Seitenwand fliegend gelagert und hat an seinem anderen Ende ein verschwenkbares Lager, bzw. eine abschwenkbare Halterung oder Klappe, die um ein Schwenklager in der Seitenwand verschwenkbar gelagert ist und in eine von dem Übertragungszylinder abgewandte Richtung weggeschwenkt wird. Nach dem Abschwenken des verschwenkbaren Lagers erstreckt sich durch die Seitenwand eine Ausnehmung, deren Querschnitt größer ist als der Querschnitt der Hülse. Durch diese Ausnehmung kann die Hülse von dem Übertragungszylinder, nachdem sie durch Luft aufgeweitet wurde, abgezogen und durch eine andere ersetzt werden. Nach dem Auswechseln der Hülse wird das verschwenkbare Lager bzw. die Klappe in Richtung auf den Zylinder zurückgeschwenkt, so daß das Ende des Übertragungszylinders innerhalb des verschwenkbaren Lagers geführt wird.

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in einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Übertragungszylinder selbst an einem seiner Enden schwenkbar an seine Lagerung angekoppelt. Zu diesem Zweck ist zwischen seiner Lagerung in der Seitenwand und seinem Ende ein Schwenklager vorgesehen, um das der Übertragungszylinder quer zu seiner Längsachse verschwenkt werden kann. In verschwenkter Stellung läßt sich die Hülse von dem Übertragungszylinder abziehen und gegen eine andere austauschen. Anschließend wird der Übertragungszylinder in seine Drucksteliung zurückgeschwenkt.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, eine Druckmaschine mit einer beschichteten zylindrischen Trägerhülse aufzuzeigen, die die Nachteile bekannter Beschichtungen und Druckübertragungsträger nicht aufweist und die ein günstigeres Abroil- und Druckverhalten bei verbesserter Druckqualität ermöglicht, wobei keine Wulstbildung bzw. Materialverdrängung stattfinden soll. Diese Aufgabe wird durch die Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der Beschreibung in Verbindung mit der Skzizze.

Gemäß der Neuerung werden die Mikrozellen nicht von außen eingebracht, sondern sie sind materialimmanent.

Schematisch ist in der Skizze zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels ein Offset-Zylinder 1 dargestellt, wie er in Rotationsdruckmaschinen zur Übertragung eines Bildes von einer eingefärbten Druckform auf einen Bedruckstoff verwendbar ist. Bekanntlich werden derartige Zylinder beidseitig im Druckmaschinengestell gelagert. Dieser Zylinder 1 umfaßt eine auswechselbare Hülse 2, auf der eine volumenkompressible Beschichtung 3 vorgesehen ist. In einem besonderen Ausführungsbeispiel kann die volumenkompressible Beschichtung 3 mit einer Deckschicht 4 versehen werden. Als Trägerhülse 2 auf dem zylindrischen Körper 1 kann beispielsweise eine Kunststoffhülse verwendet werden, die kohlefaserverstärkt sein kann oder ein metallisches Rohr, beispielsweise aus Aluminium. Die Wandstärke liegt (je nach Material) vorzugsweise zwischen 0,02 und 0,3 mm. Als Ausgangsmaterial wird für die volumenkompressible Schicht 3, die die Basisschicht darstellt, ein auf Polyol basierendes Material wie z. B. Polyurethan oder ein auf Silikon basierendes Material verwendet, wobei die Schicht 3 eine Dicke aufweist, die

vorzugsweise zwischen 1 und 5 mm liegt, die aber auch andere Werte aufweisen kann. Gegebenenfalls kann auf der volumenkompressiblen Basisschicht 3 eine Deckschicht 4 angeordnet werden, die nicht volumenkompressibel ist und beispielsweise aus auf Polyurethan basierendem Material besteht oder aus auf Kautschuk basierendem Material. Die Stärke der Deckschicht kann nur wenige 1/100 mm, also < 0,5 mm betragen. Die Materialien zur Erzeugung der volumenkompressiblen Basisschicht 3 sind exotherm durch Polyaddition vernetzende Materialien, d. h. sie geben bei der Vernetzung Wärme ab.

Die Basisschicht 3 sollte gemäß der Neuerung mit Mikrozellen vorzugsweise < 1/100 mm hergestellt werrden, wobei die Volumenanteile der Zellen größer als 50 % sein sollen und vorzugsweise ihre Häufigkeit nach außen hin zunimmt. Die volumenkompressible Schicht weist eine Dichte zwischen 0,30 g/cm^ bis 0,60 g/cm^ auf, und die Steigzeit des Materials der volumenkompressiblen Schicht 3 liegt zwischen 2 und 15 Sekunden. Der Anteil der sich bei der Herstellung bildender geschlossenen Zellen sollte größer sein als der Anteil der offenen Zellen, d. h. derjenigen Zellen, die untereinander über Kanäle verbunden sind, beziehungsweise ausmünden.

Der Kontaktanteil der kompakten Deckschicht 4, auf dem Schichtaufbau gemessen, ist vorzugsweise größer als 50 % und die Dämfung der volumenkompressiblen Schicht 3 kleiner als 25 %. Die volumenkompressible Schicht 3 ermöglicht in vorteilhafterweise die Berücksichtigung von Federkennlinien durch den Druckeinsatz, wobei aus dem Kennlinienfeld Fiächenpressung, Drucklinienbreite und Zustellweg ermittelt werden können. Die Größe der Zellen sollte kleiner als 1/100 mm betragen und das Verhältnis Zellvolumen : Wandstärke bei > 1,5:1 liegen, vorzugsweise bei 2,5:1. Die Rückprallelastizität beträgt mehr als 95 %, und der Druckverformungsrest ist kleiner als 5 %, vorzugsweise kleiner als 2 %.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Übertragungshülse liegt darin, daß der Aufbau über die gesamte Aufbaudicke voiumenkompressibel ist.

Ein besonders geeignetes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Übertragungshülse besteht darin, daß die Basismaterialien thixotropiert werden, beispielsweise durch auf Polyoi basierendem Material mit Kieselsäure, so daß die in

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einem Behälter als Gel vorliegenden Materialien durch Rühren dünnflüssig werden, wobei infolge der thixotropen Eigenschaften nach dem Rühren wieder der GeI-Zustand auftritt. Darüber hinaus läßt sich das Material zur Erhöhung der Konsistenz füllen, verdicken und verstärken, beispielsweise mit Kreide oder Talkum. In neuerungsgemäßer Weise ist es somit möglich, die zur Erzeugung der volumenkompresiblen Schicht eingesetzten Materialien flüssig auf einen die Übertragungsform bildenden Körper aufzubringen, und zwar vorzugsweise unter Drehung und Vorschub der Trägerhülse, so daß sich das Material spiralförmig in flüssiger Form aufbringen läßt und noch verfließen kann, so daß sich keine Wulste und keine freien Stellen bilden.

Danach wird das Material wieder fest. Durch Einsatz geeigneter Härter kann dieser Prozeß gesteuert werden.

Die Erfindung vermittelt also auch ganz allgemein die technische Lehre, eine zylindrische Trägerhülse für Rotationsdruckmaschinen, insbesondere Offset-Maschinen, zu schaffen, die eine geschlossene (nahtlose) Matenlbeschichtung aus Kunststoff aufweist, der nicht untereinander verbundene Mikrozellen enthält. Bevorzugt wird hierfür das vorangehend offenbarte Verfahren vorgeschlagen.

Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren ergibt sich somit im Rahmen der Neuerung die Möglichkeit, eine volumenkompressible Schicht auch frei geschäumt aufzubringen, d. h., es ist keine Gießform erforderlich wie bei dem bekannten Verfahren. Durch den Einsatz von Treibmitteln und Inhibitoren können die Eigenschaften gemäß vorangehenden Angaben unter entsprechendem Rühren und den Zusatz von Hartem beeinflußt werden, so daß die gewünschte Größe und Anzahl der Mikrozellen bestimmt werden kann. Die verwendeten Härter haben Einfluß auf die Ruhezeit, die vorzugsweise zwischen zwei und zehn Sekunden liegt. Durch die Treibmittel und inhibitoren (Aktivatoren) initiiert, bilden sich geschlossene oder offene Zellen, so daß ein elastomerer Schaum entsteht, dessen Volumen, Kompaktheit, Zellgröße, Zellwände und Zellanteile in weiten Grenzen durch Versuche einstellbar ist.

Inhibitoren sind bekanntlich Aktivatoren mit indirekter Wirkung, beispielsweise tertiäre Amine. Sie verändern die Grundeigenschaften der verwendeten

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Basismaterialien entsprechend den gewünschten Bedingungen. Die Treibmittel sind Stoffe, die selbst vergasen, z. B. Methylenchlorid. Die Deckschicht kann in herkömmlicher Weise aufgebracht werden oder ebenfalls unter Anwendung des vorangehend beschriebenen Prinzips.

Wie bereits erwähnt, wird die Zellgröße entscheidend durch die Rührenergie und -geschwindigkeit während des Materialansatzes beeinflußt, wohingegen die Verteilung der Räume innerhalb der Schichtstärke in zeitlicher Abhängigkeit von der Austragzeit, der Steigzeit, der Drehzahl und Aushärtungszeit bestimmt wird. Für die zweite Deckschicht ist besonders ein kompaktes Elastomer geeignet, dessen Oberfläche als Feinstschicht mit den benötigten Rauhtiefen beziehungsweise Glätten herzustellen ist. Die Deckschicht sollte < 0,5 mm dick sein und kann an sich aus beliebigem Material, wie Kautschuk oder Silikon oder Polyurethan, bestehen.

Die Vorteile der neuerungsgemäßen Übertragungshülse zeigen sich nicht nur auf der maschinenbaulichen Seite, sondern auch auf der drucktechnischen Seite. Darüber hinaus sind diese kostengünstig herzustellen.

Unter anderem unterliegen die neuerungsgemäß hergestellten nahtlosen Übertragungshülsen nicht mehr strapaziösen wechselseitigen Druck- und Zug-Belastungen, was die Ausdruckqualität, den Passer und die Leistung fördert und einen schonenden Papierlauf ermöglicht. Es ergibt sich zudem eine reduzierte Antriebsleistung für die Maschine. Der Maschinenzylinder zur Aufnahme der Übertragungsträger muß nicht massiv sein, wie dies heute der Fall ist. Das neuerungsgemäße volumenkompressible Material "walkt nicht", so daß al! die damit verbundenen Probleme eliminiert sind.

In drucktechnischer Hinsicht ergibt sich des weiteren, daß sich die Drucklinie allein in die Schichtdicke des Übertragungsträgermaterials drückt, ohne sich zu verbreitem, da kein Material verdrängt wird, und dies bei einem kanallosen Druck. Dadurch wird der Druckpunkt in seiner exakten Größe von der Platte auf den Übertragungszylinder übernommen und genau so an den Bedruckstoff übergeben. Das Einfederungsverhalten, also die Kompression und die Rückstellung sind ein gasdynamischer Prozeß, bei dem keine nennenswerte Temperatur frei werden kann,

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da Erwärmung durch Kompression und Kälteentstehung bei Entspannung naturgemäß sich die Waage halten.

Durch die wesentlich geringeren mechanischen Strapazen, d. h. das Entfallen des Walkens, des Schiebens und des Spannens, in Verbindung mit dem hier vorliegenden ohnehin hochverschleißfesten Material ergeben sich hohe Standzeiten.

Hinsichtlich der kostengünstigen Herstellung ergeben sich die Vorteile daraus, daß sich ein runde Geometrie leichter bearbeiten läßt und die Form und Lage vorher bekannt ist, im Gegensatz zu gespannten Gummitüchern. Die Größe ist vorbestimmbar, weil sich das Material derart beeinflußen läßt, daß das Verhalten der Schicht beim Druck determinierbar ist. Die Kostengünstigkeit basiert auch darauf, daß das Material exotherm aushärtet, also im Gegensatz zur heutigen Vulkanisierung keine Wärme zugeführt werrden muß und weil keine Gegenform benötigt wird, wie beispielsweise bei der Herstellung der allgemein bekannten Polyurethanwalzen, die mit kompaktem Material zwischen Form und Gegenform gegossen werden.

Die Neuerung betrifft insbesondere zylindrische Trägerhülsen, also beschichtete Hülsen, die anstelle herkömmlicher Gummitücher (formatbegrenzend) Druckbilder aufnehmen und diese auf einen Bedruckstoff weitergeben können (Offset), jedoch kann die neuerungsgemäße Beschichtung auch auf sonstigen zylindrischen Körpern, z. B. Walzen, aufgebracht werden und zwar für das gleiche Einsatzgebiet (zylindrische Bildübertragung) oder für andere Zwecke (z. B. Farbwalzen für Druckmaschinen).

Claims

3925 Schutzansprüche:

1. Druckmaschine zum Bedrucken eines Bedruckstoffes mittels einer eingefärbten Druckform in Form einer Druckplatte und einer auf einen Offsetzylinder (1) aufgebrachten Hülse (2), wobei die Hülse (2) über eine geschlossene nahtlose Manteibeschichtung (3, 4) verfügt und auswechselbar auf dem Offsetzylinder (1) ist, wobei die Hülse (2) zumindest teilweise aus einem volumenkompressiblen Material aufgebaut ist, derart, daß die Hülse (2) über eine zylindrische Deckschicht (4) aus einem nicht volumenkompressiblen Material, insbesondere einem Elastomer oder Kautschuk oder Silikon oder Polyurethan, und über eine Schicht (3) aus volumenkompressiblen Material verfügt, die auf einer zylindrischen Trägerhülse aus einem Kunststoff- oder einem metallischen Rohr aufgebracht ist, das eine Wandstärke vorzugsweise zwischen 0,02 und 0,3 mm hat.

2. Druckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material zur Herstellung der Beschichtung (3) thixotropiert und in flüssiger Form auf die Trägerhülse unter Drehung und Vorschub derselben etwa spiralförmig aufgebracht ist.

3. Druckmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Trägerhülse aufgebrachte Material durch Zusatz von Treibmittel und Inhibitoren in der Weise aufgeschäumt ist, daß geschlossene Mikrozellen kleiner als 1/100 mm vorhanden sind und sich ein Verhältnis zwischen Zellvolumen zu Wandstärke von > 1,5:1 ergibt, wobei die Anzahl der geschlossenen Zellen größer als 50 % im Verhältnis zu den offenen Zellen ist.

4. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die voiumenkompressible Beschichtung (3) eine Dichte von 0,30 g/cm³ bis 0,65 g/cm³ aufweist.

5. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Materialien für die voiumenkompressible Beschichtung (3) ein auf Polyol basierendes Material oder ein auf Polyurethan basierendes Material oder ein auf Silikon basierendes Material verwendet sind, die exotherm durch Polyaddition vernetzend sind.

6. Druckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der volumenkompressiblen Beschichtung (3) eine Deckschicht (4) aufgebracht ist.

7. Druckmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (4) ein auf Polyurethan basierendes Material oder ein auf Kautschuk basierendes Materia! enthält.

8. Druckmaschine nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (4) mit einer Dicke von < 0,5 mm hergestellt ist.

9. Druckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die volumenkompressible Schicht (3) mit einer Dicke zwischen 1 bis 5 mm hergestellt ist.

10. Druckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerhüise aus Kunststoff oder aus Metall besteht und eine Wandstärke zwischen 0,02 bis 0,3 mm aufweist.

11. Druckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung der volumenkompressibien Schicht (3) kleiner als 25 % ist.

12. Druckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückprallelastizität > 95 % und/oder der Druckformungsrest < 5 % sind.

13. Druckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerhülse eine geschlossene Manteibeschichtung aus Kunststoff mit nicht untereinander verbundenen Mikrozellen aufweist.