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Dokumentenidentifikation DE102004015334B3 29.09.2005
Titel Rasterwalzen und Verfahren zu deren Herstellung
Anmelder Koenig & Bauer AG, 97080 Würzburg, DE
Erfinder Junker, Jens, 01445 Radebeul, DE;
Kluge, Gerald, 01259 Dresden, DE
DE-Anmeldedatum 30.03.2004
DE-Aktenzeichen 102004015334
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.09.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.09.2005
IPC-Hauptklasse B41F 31/26
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Rasterwalze zum Auftragen von Farbe auf eine Druckform, wobei die Oberfläche der Rasterwalze mit mindestens einem Rakel einer Rakelvorrichtung in Kontakt steht, die Rasterwalze selbst an ihrer Mantelfläche mit Stegen und farbaufnehmenden Vertiefungen in Form von Haschuren versehen ist, derart, dass die das Rakel kontaktierenden Stege eine verschleißfeste Oberfläche aufweisen und in ihrem Verlauf einer Wendel-Linie mit flachem Anstieg folgen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Rasterwalze mit einer Oberflächenstruktur zu entwickeln, die eine höhere Standzeit gegenüber Rasterwalzen mit den üblichen Haschuren- oder Näpfchenstrukturen aufweist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Verlauf der Stege in regelmäßigen Abständen unterbrochen ist, die daraus resultierenden Steg-Segmente (4) am Anfang und Ende konisch zulaufen und die in axialer Richtung benachbarten Steg-Segmente (4) zueinander versetzt angeordnet sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Rasterwalze zum Auftragen von Farbe auf eine Druckform, wobei die Oberfläche der Rasterwalze mit mindestens einem Rakel einer Rakelvorrichtung in Kontakt steht, die Rasterwalze selbst an ihrer Mantelfläche mit Stegen und farbaufnehmenden Vertiefungen in Form von Haschuren versehen ist, derart, dass die das Rakel kontaktierenden Stege eine verschleißfeste Oberfläche aufweisen und in ihrem Verlauf einer Wendel-Linie mit flachem Anstieg folgen.

Rasterwalzen der oben genannten Gattung sind zum Beispiel als Farbübertragungswalzen in Druckmaschinen vorgesehen. An diese werden sogenannten Kammerrakel angestellt, deren Rakelkammern die zu übertragende Farbe bevorraten. Dabei werden insbesondere für die Übertragung hochviskoser Farben hinsichtlich des Farbschöpfvermögens an die verwendeten Rasterwalzen besondere Anforderungen gestellt.

Aus der DE 198 47 108 A1 ist eine derartige Rasterwalze bekannt. Diese Rasterwalze ist an ihrer Mantelfläche mit Rastern bzw. Näpfchen zur Aufnahme der Farbe versehen. Diese sind auf mindestens einer spiralförmig umlaufenden Wendel-Linie angeordnet. Die Näpfchen gehen in Richtung der Wendel-Linie ineinander über, so dass mindestens eine umlaufende Rille entsteht. Das nicht abgetragene Material bleibt als umlaufender Steg bzw. bei mehr als einer Rille als umlaufende Stege stehen. Es entsteht eine Struktur, die entfernt mit einem Schraubengewinde vergleichbar ist. Auf dem Steg bzw. auf den Stegen stützt sich das Rakelmesser ab. Bedingt durch die Vielzahl der Kontaktflächen auf den Stegen wird eine gleichmäßige Abnützung des Rakelmesser gewährleistet. Gravuren dieser Art werden auch als Haschuren bezeichnet.

Aus der US 5 222 434 A ist ein Walze zur Übertragung von Farbe und Feuchtmittel bekannt, bei der wendelförmige Erhebungen bzw. Vertiefungen angeordnet sind. Die Niveaunterschiede zwischen den Erhebungen und Vertiefungen sind bestimmend für die Farbförderkapazität der betreffenden Walze. Wird ein definiertes Maß überschritten, dann wird auch Farbe über die Erhebungen transportiert, so dass sich ein Schmiereffekt einstellt. Die Steigung der wendelförmigen Erhebungen bzw. Vertiefungen sind in der Nähe der Achsschenkel entgegengesetzt zum Walzenkörper ausgeführt, so dass sich ein Fördereffekt weg von den Achsschenkeln und hin zur Mitte der Walze ergibt.

Derartige Walzen sind nicht für das Zusammenwirken mit einem Rakel bestimmt. Die Erhebungen sind aus einem elastomeren Material gefertigt. Das verursacht technologische Probleme und führt zu einem vorzeitigen Verschleiß.

Die in der DE 90 04 016 U1 beschriebene Lösung betrifft eine Näpfchenstruktur, geht aber ebenfalls von einer Haschuren-Gravur aus. In die harte und farbabweisende Keramikoberfläche der Walze werden Rillen der oben genannten Art graviert und somit eine der oben beschriebenen Haschuren-Gravuren erzeugt. Die Rillen werden anchließend mit einem farbfreundlichen Material wie Kupfer oder Messing gefüllt. Durch eine zweite Haschuren-Gravur in einem Winkel zur ersten Gravur wird eine zweite Gravur über die erste Gravur gelegt. Dadurch entsteht eine Näpfchen-Struktur. Stimmen die Rasterungen der Gravuren überein, dann wird damit jedes Näpfchen durch zwei Keramikstege und zwei Kupfer- bzw. Messingstege gebildet, die sich jeweils gegenüber liegen. Das Ergebnis ist somit eine Näpfchenstruktur der Walze, die den Vorteil einer Haschuren-Gravur in Hinblick auf die verschleißfesten Stege mit den Qualitäten einer Näpfchenstruktur vereint. Voraussetzung für das Entstehen der Näpfchenstruktur ist ein Winkel zwischen den beiden Haschuren, der sich je nach Geometrie der Näpfchen weitläufig im Bereich um 90° bewegt.

Nachteilig an den oben angeführten Lösungen ist, dass der durch die Werkstoffpaarung Rakel/Stegoberfläche bedingte Abrieb und andere in der Rakelkammer befindliche Partikel zum Verlassen der Rakelkammer die Stege passieren müssen, so das damit deren Oberfläche beschädigt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine Rasterwalze mit einer Oberflächenstruktur zu entwickeln, die eine höhere Standzeit gegenüber Rasterwalzen mit den üblichen Haschuren- oder Näpfchenstrukturen aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des 1. und des 7. Anspruchs gelöst

Die Erfindung hat den Vorteil, dass ausgebrochene Partikel und Verunreinigungen durch das entstehende Labyrinth die Rakelkammer ungehindert verlassen können, ohne die Stege an der Rasterwalzenoberfläche zu zerstören. Durch den steileren Steigungswinkel wird die Tröpfchenbildung hinter den Arbeitsrakel verhindert. Insbesondere bei hochviskosen Farben entsteht entgegengesetzt zur Steigung der Haschur eine den Fördereffekt der Farbe ausgleichenden Spirale.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt einen Ausschnitt der Mantelfläche 2 der Rasterwalze 1 mit den erfindungsgemäßen Haschuren 3.

Die Rasterwalze 1 besteht aus farbaufnehmenden Haschuren 3, die in Art einer Wendel-Linie mit einem flachen Anstieg auf der Mantelfläche 2 der Rasterwalze 1 verlaufen. Die zwischen den Haschuren 3 verbleibenden Stege sind in regelmäßigen Abständen unterbrochen. Die verbleibenden Steg-Segmente 4 laufen an ihrem Anfang und an ihrem Ende konisch zu. Die in axialer Richtung benachbarten Steg-Segmente 4 sind regelmäßig zueinander versetzt. Das heißt, der Anfang und das Ende der benachbarten Steg-Segmente 4 liegen nicht auf der gleichen Höhe, sondern sind zueinander immer um den selben Betrag versetzt. Der Steigungswinkel &agr; der Steg-Segmente 4 beträgt 10 bis 30°. Die Länge der Steg-Segmente 4 ist so ausgelegt, dass diese immer nur einen Teil des Umfangs der Rasterwalze 1 belegen.

Die Oberflächen der Steg-Segmente 4 stehen, wie in der Beschreibungseinleitung erläutert, mit einem hier nicht dargestellten Rakelmesser in Kontakt. Daher sind die Steg-Segmente 4 und insbesondere deren Oberflächen aus einem harten und verschleißfesten Material ausgeführt. Gut geeignet ist eine Spritzschicht aus Wolfram-Karbid-Kobalt, die einen Chromanteil aufweist. Um Adhäsionserscheinungen, z.B. das Verschweißen, zu verhindern, sind die Oberflächen der Steg-Segmente 4 feinstgeschliffen. Durch diesen Bearbeitungsschritt entstehen Mikrorillen 41 in Umfangsrichtung der Rasterwalze 1, die ein minimale Farbmenge führen und so eine Trockenreibung zwischen den Oberflächen der Steg-Segmente 4 und dem Rakelmesser verhindern.

Die erfindungsgemäße Rasterwalze wird nach dem folgenden Verfahren hergestellt:

Die Haschuren 3 werden auf dem üblichen Weg durch Lasergravur eingebracht. Um die oben angeführte Geometrie der Steg-Segmente 4 zu erzielen, ist das Gravieren zweier Haschuren 3 erforderlich: einer Haupthaschur 31 und einer Gegenhaschur 32. In der Figur ist je eine Haupthaschur 31 und eine dieser benachbarten Gegenhaschur 32 eingezeichnet. Der Steigungswinkel &bgr; der Haupthaschur 31, der mit dem Steigungswinkel &agr; der Steg-Segmente 4 identisch ist, weicht vom Steigungswinkel &ggr; der Gegenhaschur 32 um einen Winkelbetrag von 5 bis 10° ab. Von der Wahl dieser Steigungswinkel &bgr;, &ggr; hängt die Länge der Steg-Segmente 4 sowie die Ausbildung des Anfangs und des Endes der Steg-Segmente 4 ab. Das heißt, je geringer der abweichende Betrag des Steigungswinkels &bgr; zum Steigungswinkel &ggr; ist, desto spitzwinkliger sind Anfang und Ende der Steg-Segmente 4 und desto länger sind die Steg-Segmente 4. Die Steigungswinkel &bgr;, &ggr; müssen gleichsinnig sein. Das heißt, sie müssen beide das selbe Vorzeichen aufweisen, also beide negativ oder beide positiv zum Steigungswinkel Null sein.

Auf die weiteren geometrische Zusammenhänge wird hier nicht eingegangen, da diese für einen ausgebildeten Fachmann leicht erschließbar sind.

Die Breite der Steg-Segmente 4 ist durch den Abstand der Haupthaschur 31 zur Gegenhaschur 32 gegeben.

&agr;Steigungswinkel &agr; der Steg-Segmente &bgr;Steigungswinkel &bgr; der Haupthaschur &ggr;Steigungswinkel &ggr; der Gegenhaschur 1Rasterwalze 2Mantelfläche 3Haschuren 31Haupthaschur 32Gegenhaschur 32 4Steg-Segment 4 41Mikrorillen

Anspruch[de]
  1. Rasterwalze zum Auftragen von Farbe auf eine Druckform, wobei die Oberfläche der Rasterwalze (1) mit mindestens einem Rakel einer Rakelvorrichtung in Kontakt steht, die Rasterwalze (1) selbst an ihrer Mantelfläche (2) mit Stegen und farbaufnehmenden Vertiefungen in Form von Haschuren (3) versehen ist, derart, dass die das Rakel kontaktierenden Stege eine verschleißfeste Oberfläche aufweisen und in ihrem Verlauf einer Wendel-Linie mit flachem Anstieg folgen, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Stege in regelmäßigen Abständen unterbrochen ist, die daraus resultierenden Steg-Segmente (4) am Anfang und Ende konisch zulaufen und die in axialer Richtung benachbarten Steg-Segmente (4) zueinander versetzt angeordnet sind.
  2. Rasterwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steg-Segmente (4) gleichmäßig zueinander versetzt angeordnet sind.
  3. Rasterwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Betrag des Steigungswinkels (&agr;) der Steg-Segmente (4) zwischen 10 bis 30° bewegt.
  4. Rasterwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Steg-Segmente (4) feinstgeschliffen ist.
  5. Rasterwalze nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Stegoberflächen infolge des Feinstschliffs gezielt Mikrorillen (41) in Umfangsrichtung eingebracht sind.
  6. Rasterwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Steg-Segmente (4) nur über einen Teil des Umfangs der Walze erstrecken.
  7. Verfahren zum Herstellen einer Rasterwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

    – eine Haupthaschur (31) in die Oberfläche der Rasterwalze (1) eingebracht, der

    – Haupthaschur (31) eine Gegenhaschur (32) überlagert wird, wobei die

    – Gegenhaschur (32) zur Haupthaschur (31) in einem spitzen Winkel angeordnet ist.
  8. Verfahren zum Herstellen einer Rasterwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupthaschur (31) unter einem Steigungswinkel (&bgr;) von 10 bis 30° eingebracht wird.
  9. Verfahren zum Herstellen einer Rasterwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem Steigungswinkel (&bgr;) der Haupthaschur (31) und dem Steigungswinkel (&ggr;) der Gegenhaschur (32) 5 bis 10° beträgt, wobei der Steigungswinkel (&bgr;) der Haupthaschur (31) zum Steigungswinkel (&ggr;) der Gegenhaschur (32) gleichsinnig ist.
  10. Verfahren zum Herstellen einer Rasterwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Haupthaschur (31) und der Gegenhaschur (32) mittels Lasertechnologie erfolgt.
  11. Verfahren zum Herstellen einer Rasterwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einbringen der Haupthaschur (31) und der Gegenhaschur (32) die Oberflächen der verbleibenden Steg-Segmente (4) feinstgeschliffen werden.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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