COHAUSZ & FLORACK
PATENTANWALTS BÜRO D-4 DÜeSBLDORP . SCHUMANNSTR. 87
270011a
WOENTANWWE-.
DipL-ln«.W.COHMfiZ ■ (Kpl.-tng. W. HOOACK ■ DipL-ln«. R. KNAUF ■ Dr.-Ing, tXpL-Wirtsch.-lng. A. GERBER - KpI-In8. H. I. COHAUSZ
Strachan & Henshaw Limited
Speedwell, Bristol, England 3.1.1977
Druckwalze
Die Erfindung betrifft eine Druckwalze, insbesondere deren Druckzylinder und ein Verfahren zum Herstellen
derselben«
Druckzylinder, die auf Druckwalzen aufbringbar und von ihnen abziehbar sind, sind bei verschiedenen Arten des
Drückens, insbesondere in der "Flexographic* bekannt.
Die Art des Aufbringens und Abnehmen3 solcher Druckzylinder
wirft Probleme auf, und eine Herstellung derselben» die ein Aufbringen und Abnehmen ermöglicht, hat ebenfalls zu
erhebliehen Schwierigkeiten geführt.
Einige Verfahren zum Aufbringen, und Abnehmen verschiedener
Arten von Druckzylindern und -walzen ergeben sich aus den
OS-Patentschriften 2 117 722, 2 *5O 727» 2 501 630 und
3 035 331* Die letztgenannte dieser Patentschriften ist
hier von einigem. Interesse, veil sie idle Kontraktion der
Außenfläche eines Druckwalzenkerns durch Anwendung von Vakuum zeigt, während auf sie ein nicht erweiterbarer Druckzylinder aufgebracht wird. Nachdem das Vakkum abgeschaltet
ist» expandiert die Oberfläche des Ken» in den Zylinder.
Diese an sich elegante Lösung setzt einen fcompressiblen
Druckwalzenkern voraus; das aber ist kaum in Einklang zu
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C/w. " 2 "
bringen mit guten Arbeitsergebnissen und selbst wenn dies erreicht werden würde, so würde es sehr schwierig sein, einen
solchen Kern mit ausreichend großer Leitung für das Vakuum herzustellen.
Vermutlich aus diesen Gründen ist in der im Jahren 1964 veröffentlichten US-Patentschrift 3 146 709 vorgeschlagen, den Druckzylinder durch Druckgas aufzuweiten, während er auf den Druckwalzenkern aufgebracht wird. Dabei wird Luft von dem Kern her nach
auswärts geblasen, so daß sie den Druckzylinder während dessen Aufbringens aufweitet. Dabei ergibt sich aber die Schwierig·*
keit beim Beginn des Aufbringens des Druckzylinders, da er noch keiner Aufweitung unterliegt, bevor er genügend Druckgas-Auelaßöffnungen bedeckt, überdies ergibt sich bei einem solchen
Aufbringen ein verhältnismäßig geringer Wirkungsgrad wegen des DruckluftVerlustes durch die vom Druckluftzylinder noch nicht
bedeckten Druckluft-Austrittsöffnungen.
Die US-Patentschrift 3 146 709 erwähnt auch ein Verfahren zu©
Herstellen eines Druckzylinders. Dies Verfahren besteht darin, daß aus einer Folie von Polyester-Harz ein zylindrischer Körper
in der Heise geformt wird, daß ein mit Klebstoff versehenes Band schraubenförmig aufgewickelt wird und dann darauf ein beidseitig mit Klebstoff versehenes Band (mit Handel bekannt als
"sticfcy-back") schraubenförmig aufgewickelt wird., Auf diesen
zylindrischen Körper wird dann eine Schicht aus Gummi oder gummiartigem Stoff aufgebracht und darauf durch den genannten
Klebstoff des Bandes gehalten. Diese Gummischicht ist in Jener Patentschrift als Gummiplatte bezeichnet. Es ergibt sich, daß
beim Expandieren einer solchen zusammengesetzten Hülse durch ■:
in sie eingebrachtes Gas Lecks durch aneinander anstoßende Kanten der Bolle auftreten können« die zu Blasen unter den
Platten führen können.
Un das Problern zu lösen, das sich zu Beginn des Aufbringen»
solcher bekannter Druckzylinder ergibt und gleichzeitig die
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besonderen und schwierigen Probleme zu vermeiden, die sich ergeben, wenn der Druckwalzenkern komprimiert werden muß, um
den Druckzylinder aufzubringen, wird das Aufbringen eines Druckzylinders auf einen Druckwalzenkern erfindungsgemäß durch
ein Verfahren bewirkt, das darin besteht, daß die Oberfläche eines Walzenkerns mindestens auf einem Teil seiner Länge
konisch ausgebildet wird und ein Druckzylinder mit einer Innenfläche versehen wird, die in der Arbeitsstellung mit
Preßsitz auf ihm sitzt, und daß der Druckzylinder mit dem Ende, das den größeren Durchmesser hat, auf das Ende des
Kernes, das den kleineren Durchmesser hat, soweit aufgeschoben wird, bis Zylinder und Kern einander auf dem ganzen Umfang
des Zylinders berühren und der Zylinder alle Gasauslässe des Kerne bedeckt, dann Gas unter Druck durch die Gasauslasse auf
die Innenseite des Zylinders gebracht wird, so daß dieser aufgeweitet wird, und der Zylinder während dieses Expandierens
bis zur gewünschten Arbeitsstellung geschoben wird. Die Innenfläche des Zylinders hat vorzugsweise eine Konizität, die der
Konizität der Außenfläche des Kernes entspricht.
Das Verfahren umfaßt ferner das Herstellen des Druckzylinders
durch Beschichten eines Hohlkörpers aus faserverstärktem Polyester- oder Epoxy-Harz mit einem ungehärteten Gummi und
dem Härten des Gummis nach dem Aufbringen um eine Druckfläche
auf dem Druckzylinder zu erzeugen.
Die Erfindung betrifft ferner die Erfindung eines Druckzylinders aus einem faserverstärkten Polyester- oder Epoxy-Harz-Hohlkörper, dessen Innenfläche auf mindestens einem Teil
der Länge konisch geformt ist und dessen zylindrische Außenfläche die Druckfläche ist. Der Zylinder kann eine auf dem
Hohlkörper vulkanisierte Gummischicht aufweisen. Pur das Drucken kann die Gummioberfläche in bekannter Weise graviert
oder bearbeitet sein, nachdem sie aufvulkanisiert ist, Wenn
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die Innenfläche des Hohlkörpers konisch ist, so kann seine Außenfläche zylindrisch sein, so daß ihre Wandstärke verschieden groß ist; der Hohlkörper kann aber auch von durchgehend
gleicher Wandstärke und die Gummischicht auf seiner Oberfläche von entsprechend verschiedener Wandstärke sein. Eine
flexible Druckplatte kann auf eine zylindrische Außenfläche der Gummischicht oder des Hohlkörpers aufgeklebt sein und
dann die Druckfläche bilden.
Die Erfindung betrifft ferner einen Druckwalzenkern, auf dessen
Oberfläche ein Druckzylinder abnehmbar aufgebracht ist, wobei die Außenfläche des Kernes eine Tragfläche für den Druckzylinder
ist und mindestens auf einem Teil der Länge konisch ist, wobei lediglich im Bereich der Oberfläche des Kerns, die von seinen
Enden entfernt liegen, Leitungen für Gas führen und Mittel vorgesehen sind, Gas unter Druck zu diesen Leitungen zu führen.
Die Konizität ist gering und beträgt vorzugsweise 5 J IO 000
bis 5 : 20 000, wobei letzteres vorzuziehen ist. Bei einer solchen Konizität ändert sich der Durchmesser je Längeneinheit um nur 0,00025 Einheiten. Wenn gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform die gesamte Oberfläche des Kernes konisch ist, kann ein Druckzylinder, dessen Innenwandung eine entsprechende
Konizität hat, leicht von einem Ende des Kerns aufgeschoben werden bis zu einer Lage, in der die genannten Flächen von
Kern und Druckzylinder einander berühren. Das erfolgt, bevor der Druckzylinder auf dem Kern die Lage erreicht hat, die er beim
Drucken einnimmt. In dieser Lsge bedeckt der Druckzylinder alle Gasauslässe des Kerns, da diese in einem Abstand von dem Ende
des Kerns angebracht sind. Durch eingelassenes Druckgas wird somit der Druckzylinder aufgeweitet; er kann dann weiter auf
den Kern bis zu seiner Arbeitsstellung aufgeschoben werden. Wenn beispielsweise der Kern einen Aufiendurchmesser von 12 cm
hat, wird der Innendurchmesser des Druckzylinders in seiner Arbeitsstellung um 0*012 cm kleiner sein; die Konizität des
Kernes ist dabei 5 : 20 000 und die Stellung, an der der
Druckzylinder und der Kern einander beim Aufschieben erstmalig
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berühren, liegt etwa 48 cm von der Arbeitsstellung entfernt.
Wenn der Druckzylinder in der vorgeschrieben Weise hergestellt
ist* ist ihr Gummi mit ihrem Hohlkörper fest und ohne Saum verbunden, so daß er beim Anwenden eines solchen Drucks weder
abgehoben noch verformt wird und es wird kein Spalt entstehen, der zu einem Leck führen könnte.
Aus führ ungs formen der Erfindung und ein Herstellungsverfahren
gemäß der Erfindung werden im folgenden beschrieben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt nach Linie 1-1 der Fig.
durch einen auf einem Druckwalzenkern sitzenden Druckwalzenzylinder gemäß der Erfindung,
Fig. 2 ist ein Querschnitt nach Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 ist ein Längsschnitt ähnlich Fig. 1, wobei der
Druckzylinder in einer Stellung gegenüber dem
Druckwalzenkern dargestellt ist, an dem sich beide beim Aufschieben erstmalig rundrum berühren,
Fig« Iu. 5 sind Längsschnitte durch abweichende Ausführungsformen.
Zn Fig. 1 besteht der Druckzylinder 1 aus einen inneren Hohlkörper 2, der von einer Gummischient 3 umgeben ist, dessen Außenfläche 4 ein für das Drucken geeignetes Relief aufweist. Die
Innenfläche 5 des Hohlkörpers 2 hat eine geringe Konizität;
in der Zeichnung ist die Konizität übertrieben* Die Konizität
liegt vorzugsweise in einer solchen Größenordnung, daß der
Innendurchmesser sich auf einer axialen Länge von 1 ca in
Oy00025 cm ändert. Die Dicke des Hohlkörpers 2 iet über
seine Länge gleichbleibend; die Außenfläche 16 de· Hohlkörpers 16 hat daher die gleiche Konizität wie die Innenfläche 5, Be
ist aber auch möglich, die Außenfläche 16 zylindrisch abzuführen
oder ait einer Konizität, die von der Konizität der Innenfläche
abweicht. Die Druckfläche 4 ist selbstverständlich ein genauer
Zylinder.
In Fig. 1 ist der Druckzylinder 1 in seiner Arbeitsstellung dargestellt.
Der Kern 6 besteht aus einem inkompressiblen Metallrohr mit an beiden Enden angebrachten Wellenstümpfen 8, 9· Ein
Wellenstumpf 9 besitzt einen Anschluß 10 für eine Gasleitung, durch die Gas unter Druck in eine Leitung 13 eingeführt werden
kann, die im Inneren des vom Rohr 7 umschlossenen Volumens liegt. Das Gas kann nur durch die Radialauslässe 18 entweichen, die in
einer Querwand 17 angeordnet sind, und zu Auslässen 12 führen,
die auf dem Umfang des Kerns in einer Ebene liegen, die von den
beiden Enden des Kerns entfernt ist und vorzugsweise in einem Bereich in der Mitte der axialen Länge des Kerns 6 liegt. Der
Außendurchmesser dieses Bereiches ist g·?. Die Oberfläche des
Rohres 7 hat eine Konizität, die der Konizität der Innenfläche des Hohlkörpers 2 entspricht, so daß sein eines Ende einen
Durchmesser d^ und das andere Ende einen Durchmesser d^ hat,
wobei dj größer ist als d, und d, größer ist als d^.
Zur Herstellung des Druckzylinders wird faserverstärktes Harz,
s.B. glasfaserverstärktes Polyesterharz oder glasfaserverstärkte»
Epoxyharz auf eine Form, die die gewünschte Diskonizität bat.
in einer Dicke von etwa 1,5 na aufgebracht. Die Schicht kann
überall gleiche Dicke haben, so daß ihre Außenfläche die gleich· Konizität hat wie ihre Innenfläche. Die Schicht wird
dann geharzt, so daß sie einen nahtlosen Hohlkörper 2 bildet. Auf die Außenseite desselben wird dann eine Schicht ungehärteten
Gummis, worunter auch synthetischer Gummi und andere geeignet« ■
Elastomere verstanden werden, aufgebracht. Der Gummi wird dann, ·. >■
vulkanisiert und bildet dann ein vollständiges spalt- und nahtfreies, auf dem Hohlkörper 2 fest sitzendes Rohr 3. Kenn die. ■
Konizität so gering ist wie 5 : 20 000 kann ein Hohlkörper von
uniformer Dicke umso mehr benutzt werden, als der Unterschied der Wandstärke der Gunmischicht Ober die gesamte Länge vernachlässigbar gering ist, wenn die Außenfläche der Gummischicht in
die Form eines genauen Zylinders gebracht worden ist.
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Die Außenfläche der Gummischicht wird genau rundgeschliffen
und für das Drucken graviert oder anderweitig präpariert.
In Pig. 5 ist der Fall dargestellt, daß die Außenfläche 41 der
Gummischicht nach dem Vulkanisieren genau zylindrisch geschliffen wird und dann als Unterlage für das Aufkleben flexibler Druck
platten 15 benutzt wird, die beispielsweise rückseitig mit Klebstoff versehen sind.
Wenngleich es in der Regel vorzuziehen ist, dem Hohlkörper 2
eine gleichmäßige Dicke zu geben, so daß die Außenfläche 16 entweder eine andere Konizität hat als die Innenfläche oder
genau zylindrisch ist.
Fig. 4 zeigt den letztgenannten Fall. Ein Hohlkörper 2* ist in
der vorgenannten Art aufgebracht, jedoch derart, daß die Außen fläche I61 zylindrisch ist. Nach dem Vulkanisieren und zylindrisch
schleifen wird eine flexible Platte 15 direkt auf die Oberfläche I61 mittels eines "sticky back"-Stücks festgeklebt. Es ergibt sich
ohne weiteres, daß dies Verfahren, soweit es sich um die Herstellung des Hohlkörpers handelt, ebenfalls anwendbar ist auf die
Herstellung nahtloser Hohlkörper mit zylindrischer Innenfläche.
Die folgenden Ausführungen bezüglich des Aufschiebens des Druckzylinders auf den Kern beziehen sich auf die Figuren 1 und 3*
Grundsätzlich gilt das gleiche für die Anordnungen gemäß den
Fig. 4 und 5.
Die Schablone, auf die der Hohlkörper 2 gebildet wird, hat einen
geringeren Durchmesser als der Druckrollenkern 6, auf dem der Druckzylinder aufzubringen ist; der Druckzylinder 2 wird daher
einen Größendurchmesser haben, der größer ist als der kleinste
Durchmesser des Kernes, aber kleiner ist als dessen größter Durchmesser; er kann frei in Richtung des Pfeiles A (Pig. 3)
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In Längsrichtung des Kernes bewegt werden, jedoch nur auf einem Teil der Länge des Kerns, vorzugsweise auf etwa 3/4 der Länge
des Kerns. Dann nämlich wird der Innenumfang des Vorderendes 14 d2 rundum den Kern berühren und sich darauf festkeilen, wie
dies die ausgezogenen Linien der Fig. 3 zeigen. Um den Druckzylinder 1 in seine Arbeitsstellung zu bringen, wird er mittels
de» durch die Gasauslässe 12 austretende Gas expandiert und kann dann weiterhin in Richtung des Pfeiles A bis in die Arbeitsstellung
geschoben werden, die in Fig. 3 mit V und in Fig. 1 dargestellt ist. Wegen des Untermaßes des Druckzylinders 1 und
die nur sehr geringe Konizität der Flächen 5 und 11 sitzt der Druckzylinder nach Aufheben des Gasdruckes fest und mit Spannung
auf dem Kern in seiner Arbeitsstellung.
Wegen der Konizität der Flächen 5 und 11 und der Lage der Gasaustritte
in großem Abstand von demjenigen Ende des Kerns 6, von dem aus der Druckzylinder 1 aufgeschoben wird, braucht das
Gas erst angewendet zu werden, nachdem der Druckzylinder 1 alle Gasauslässe 12 bedeckt. Statt vorzusehen, die Flächen 9 und 11
mit konstanter Konizität zu versehen, kann die Erfindung mit einigem Vorteil auch in der Weise benutzt werden, daß nur ein
Teil der Fläche 11, vorzugsweise ein größerer Teil an demjenigen Ende, das während des Aufbringens des Druckzylinders zuletzt von
diesem bedeckt wird, konisch ausgebildet wird.
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