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Die
Erfindung betrifft Farb-, Feucht- oder Lackierwalzen mit einem starren
Walzenkern und einem lösbar
mit diesem verbunden Walzenmantel und ein Farb-, Feucht- oder Lackierwerk
einer Offsetdruckmaschine. Hierbei handelt es sich im wesentlichen
um Walzen, deren Kern und Mantel nach den Prinzipien der Hülsentechnik
miteinander lösbar
verbunden werden. Derartige Walzen sind in verschiedenen Ausführungsarten
und für
unterschiedliche Anwendungen in der Drucktechnik bekannt.
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Bekannteste
Anwendungen für
nach der Hülsentechnik
aufgebaute Walzen sind Druckzylinder für den Tiefdruck und für den Flexodruck.
Diese Walzen bestehen aus einem starren, im wesentlichen zylindrischen Walzenkern,
gelegentlich auch Walzengrundkörper
genannt, und einem passgenauen lösbaren
Walzenmantel mit mehrschichtigem Aufbau. Bei Tiefdruckzylindern
besteht die äußere Schicht
des Walzenmantels gewöhnlich
aus einem metallischen Material. Diese Schicht ist in der Regel über verschiedene
elastische und flexible Zwischenschichten mit einem hülsenförmigen metallischen
oder aus einem Faserverbundwerkstoff geformten Trägerkörper verbunden.
Beim Flexodruck ist ein ähnlicher
Aufbau bekannt, wobei die äußere Schicht
in der Regel aus einem Kunststoff besteht.
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Beispielsweise
wird in
DE 195 45
597 A1 eine Hülse
für Druck-
oder Rasterwalzen beschrieben, die ein inneres Rohr aus einem dehnbaren
Kunststoffmaterial und ein äußeres metallisches
Rohr aufweist, deren Oberfläche
mit einer gravierbaren oder für
den Flexodruck geeigneten Schicht beschichtet ist, wobei der Raum zwischen
den Rohren mit Schaumstoff ausgefüllt ist. Eine Druckwalze für den Flexodruck
aus einer Leichtmetall-Legierung oder Stahl oder Druckwalzenhülse aus
Faserverbundwerkstoffen wie GFK und CFK oder einem metallischen
Material wie Nickel mit einer nahtlosen Beschichtung aus Polyurethan
(PU) mit einer Stärke
von mindestens 3 mm und einer Härte
von 30 bis 60 Shore A, deren Oberfläche mit endlosen, positiven
oder negativen Druckformen mittels Lasergravur versehen ist, offenbart
DE 19944136 A1 .
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Die
Entwicklung der Hülsentechnik
im Tief- und Flexodruck basiert im wesentlichen darauf, dass Druckplatten
aus gravierbaren Materialien zum Zwecke des Endlosdrucks auf Warenbahnen
auswechselbar auf Druckzylinder aufzubringen waren. Die Möglichkeit,
mit Hilfe der Hülsentechnik
austauschbare Mäntel
für Walzen
zu gestalten wurde jedoch auch auf anderen Gebieten erkannt. So
beschreibt
US 36 39 959 Gummilaufmäntel für Transportrollen
auf einer starren konischen Innenhülse aus glasfaserverstärktem Kunstharz,
die als austauschbares Ausrüstungsteil
in Verbindung mit in gleicher Weise konisch ausgebildeten Rollenkernen dienen.
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DE 25 14 294 C2 offenbart
Walzen zur Druckbehandlung von Warenbahnen, beispielsweise Tiefdruckwalzen,
mit montagefertigen Mänteln.
Diese Walzen bestehen aus einem starren zylindrischen Walzenkern und
einem lösbar
aufgebrachten Mantel aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen mit Verstärkungseinlage,
beispielsweise aus Textilfäden
oder Stahldraht, und einem konischen Winkel von wenigen Minuten
bis maximal 1° der
Innenmantelfläche.
Der abgenutzte elastomere Walzenmantel kann an Ort und Stelle abgenommen
und für
sich allein zum Erneuern eingeschickt werden, während der zugehörige Walzenkern
in dem Einsatzbetrieb verbleibt.
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Eine
Walze aus einem zylindrischen Walzenkern und einem zylindrischen
Mantel aus einer am Walzenkern anliegenden Haftgummischicht, einer
darauf angebrachten Gewebeschicht und einer darüber befindlichen äußeren Arbeitsschicht
wird in
DE 3139494
C2 beschrieben. Die Schichten des Mantels sind durch Vulkanisieren
miteinander verbunden. Der Innendurchmesser des Mantels ist etwas
geringer ist als der Außendurchmesser
des Walzenkerns, der mit einer Drucklufteinrichtung zur Erzeugung
eines Druckluftpolsters zur Erleichterung des Aufschiebens des Mantels
auf den Walzenkern versehen ist.
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Der
Einzug der Hülsentechnik
in den Bereich der mit Gummidruckzylinder arbeitenden Offsetdruckmaschinen
beschränkt
sich bisher auf Farbwalzen für
den Panoramadruck und auf Druckzylinder. Austauschbare Gummi-beschichtete
Hülsen
für Druckwerkzylinder,
d. h. Offset-, Platten- und Gegendruckzylinder sowie eine Vorrichtung
zum Aufbringen der Hülse
mit Hilfe der Drucklufttechnik innerhalb der Druckmaschine werden
beispielsweise in
EP
277 545 A2 offenbart.
EP 704 301 B1 beschreibt eine Druckwalze
für den
kanallosen Druck mit einem Walzenkern und einer mit Druckluft aufbringbaren
hülsenförmigen Druck-
oder Übertragungsform mit
einer zusätzlichen
Zwischenschicht, beispielsweise aus selbstklebender Kunststofffolie,
zur Justage. Bei Farbwalzen für
den Panoramadruck sind Teile des Mantels als Hülse ausgebildet und axial verschiebbar
bzw. über
Wälzlager
dreh- und verschiebbar auf dem Walzenkern gelagert (
DE 196 28 647 A1 ,
DE 296 09 007 U1 ).
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Walzen
in den Farb-, Feucht- und Lackierwerken von Offsetdruckmaschinen
werden in der Regel auch heutzutage noch bei Abnutzung komplett
ausgebaut und zur Aufarbeitung oder Regummierung an den Walzenlieferanten
geschickt. Da in der Druckerei stets Druckwalzen zum Austausch in
der Maschine befindlicher Walzen verfügbar sein müssen und meist ein Satz Walzen
oder mehr sich beim Walzenhersteller befindet, führt dies dazu, dass eine Vielzahl
von Walzenkernen beschafft und bevorratet werden muss. Dies schlägt insbesondere
bei aufwendig konstruierten oder gestalteten Walzen wie changierenden
oder mit einer Temperierung versehenen Walzen kostenmäßig zu Buche.
Hinzu kommt insbesondere bei größeren und
somit schwereren Walzen der erhöhte
Arbeitsaufwand, der seitens der Druckerei insbesondere mit dem Austausch
der kompletten Walzen und seitens des Walzenherstellers mit dem
Transport und der Handhabung der Walzen bei der Fertigung verbunden
ist.
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Aus
der
deutschen Offenlegungsschrift
1 806 2631 A ist ferner eine Druckwalze (Trägerwalze)
für eine Mehrfarben-Stahlstichdruckmaschine
bekannt, welche aus einem ferromagnetischen Material besteht und durch
die ein Klischee aus einem dauermagnetischen Material lösbar gehalten
wird, so dass das Klischee bei Bedarf auf einfache Weise frei auf
der Trägerwalze
verschiebbar und justierbar ist. Ein Verfahren zum Lösen, Verschieben
und Halten des Klischees auf der Trägerwalze wird nicht näher offenbart.
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Vor
diesem Hintergrund bestand die Aufgabe, Farb-, Feucht- und Lackierwalzen
für Offsetdruckmaschinen
sowie ein Farb-, Feucht- oder Lackierwerk derart weiterzubilden,
dass deren Walzenmäntel
im Einwegverfahren benutzt werden können, wobei ein einwandfreier
fester Halt der Mantelhülse
am Walzenkern sowie eine hohe Formstabilität des Walzenmantels in sich
während
der Betriebs- und Nutzungsdauer der Walze gewährleistet ist. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß durch
eine Farb-, Feucht- oder Lackierwalze mit den Merkmalen nach Patentanspruch
1 gelöst.
Besondere Ausführungsarten
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gegenstand
der Erfindung ist somit einerseits eine Farb-, Feucht- oder Lackierwalze
für Rotations- und
Bogenoffsetdruckmaschinen, mit einem starren Walzenkern und einem
Walzenmantel mit einer äußeren Schicht
aus einem elastomeren oder elastischen Kunststoffmaterial, dadurch
gekennzeichnet, dass der Walzenmantel lösbar mit dem Walzenkern verbunden
ist, andererseits ein Farb-, Feucht- oder Lackierwerk einer Rotations- oder Bogenoffsetdruckmaschine,
dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Farb-, Feucht- oder
Lackierwalze gemäß der Erfindung
aufweist.
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Auch
vor dem bereits zitierten langläufig
bekannten Stand der Technik bezüglich
des Einsatzes der Hülsentechnik
bei Walzen war es durchaus nicht naheliegend, diese Technik auch
für Farb-,
Feucht- und Lackierwalzen in Offsetdruckmaschinen umzusetzen. Gegen
diese Umsetzung sprachen nämlich
sowohl emotionale/psychologische Gründe, beispielsweise der in
langjähriger
Tradition eingefahrene Vertriebsweg zwischen Druckerei und Walzenhersteller,
als auch mehrere technische Gründe.
Farb-, Feucht- und Lackierwerke in Offsetdruckmaschinen weisen nämlich je
nach Gestaltung und Ausführung
des Druckstuhls in der Regel eine Vielzahl von Walzen auf, die ihrer
jeweiligen Funktion entsprechend beispielsweise als Tauch-, Duktor-, Heber-,
Verreiber-, Übertrags-
oder Auftragswalze bezeichnet werden und teilweise auch in mehrfacher
Anzahl vorhanden sind. Diese Walzen haben von Hersteller zu Hersteller,
von Maschinentyp zu Maschinentyp und oft auch innerhalb eines Maschinentyps
und Farb-, Feucht- oder Lackierwerks unterschiedliche Dimensionen. Dies
bedingt, dass die Fertigung von austauschbaren Walzenmänteln eine
hohe Flexibilität
und Variabilität
ermöglicht.
Diese Flexibilität
sowie die mit der Umrüstung
der Druckmaschinen verbundenen Kosten sind bis dato als zu teuer
und unwirtschaftlich betrachtet worden.
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Trotz
dieser bisher ökonomisch
negativen Anschauung wird in der Bereitstellung von Farb-, Feucht- oder
Lackierwalzen für
Rotation- und Bogenoffsetdruckmaschinen mit einem starren Walzenkern
und einem lösbar
mit diesem verbundenen Walzenmantel ein ökonomischer Vorteil gesehen.
Langfristig gesehen sind die Anschaffungskosten für die Druckerei
günstiger,
die Handhabung der Walzen innerhalb des Druckbetriebs wird durch
die leichteren hülsenartigen
Walzenmäntel
vereinfacht und die Handhabung seitens des Walzenherstellers wird
vereinfacht, insbesondere wenn die Walzenmäntel kostengünstig entsorgt
und gegen fabrikneue Walzenmäntel
ausgetauscht werden können,
anstatt mühsam
transportiert, zwischengelagert und aufgearbeitet oder regummiert
zu werden. Durch die Erfindung werden somit erstmals Farb-, Feucht-
oder Lackierwalzen für Offsetdruckmaschinen
bereitgestellt, deren Walzenmäntel
im Einwegverfahren benutzt werden können.
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Ein
weiteres technisches Problem, das beim Einsatz der Hülsentechnik
für Druckwalzen
in Offsetdruckmaschinen zu berücksichtigen
ist und dessen fehlende Lösung
diesen Einsatz bisher verhinderte, ist die oftmals hohe mechanische
und dynamische Belastung dieser Walzen im laufenden Betrieb. Ein
einwandfreier fester Halt der Mantelhülse am Walzenkern sowie eine
hohe Formstabilität
des Walzenmantels in sich während der
Betriebs- und Nutzungsdauer der Walze ist für den Drucker unabdingbar.
Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Farb-, Feucht- oder Lackierwalze,
die im Folgenden sowie in den Ausführungsbeispielen und Unteransprüchen dargelegt
sind, betreffen u. a. Lösungen
dieser speziellen Problematik.
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Der
Walzenkern der erfindungsgemäßen Farb-,
Feucht- oder Lackierwalze besteht aus einem Walzengrundkörper mit
einer im wesentlichen zylindrischen Mantelfläche, der an seinen Stirnseiten
Einrichtungen zur Aufnahme der Walze in der Druckmaschine aufweist,
beispielsweise Lagerzapfen oder Wälzlager zur Aufnahme der Walze
auf eine Welle. Nimmt die Walze in der Druckmaschine eine bestimmte
Funktion wahr, so kann der Walzenkern dementsprechend modifiziert
sein. Hierzu zählen
beispielsweise changierende Walzen, die über eine Vorrichtung zur axialen
Bewegung der Walze verfügen,
sowie Walzen mit Kanälen,
durch die ein zur Temperierung dienendes Medium geleitet werden
kann.
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Der
Grundkörper
des Walzenkerns kann als Vollkörper
ausgebildet sein, häufig,
insbesondere bei Walzen mittlerer (Durchmesser 30 bis 250 mm) und
größerer Dimensionen
(Durchmesser > 250
mm), ist der Walzengrundkörper
zur Einsparung von zu bewegender Masse oder von Herstellungskosten
jedoch rohrförmig ausgeführt. Zur
Versteifung rohrförmiger
Grundkörper
können
diese beispielsweise Stützscheiben,
Stützringe, Verstrebungen,
Gitter- oder Netzwerke aufweisen. Der Walzenkern, insbesondere sein
Grundkörper
kann aus einem metallischen Material, einem oxid-, metall-, glas-
oder polymerkeramischen Material, einem polymergebundenen Mineralguss
(auch als Reaktionsharzbeton oder Polymerbeton bekannt) oder aus
einem Kunststoffmaterial bestehen. Kunststoffmaterialien sind vorzugsweise
mit Fasern oder anderen Partikeln verstärkt, um eine ausreichende Form-
und Dimensionsstabilität
zu gewährleisten.
Wahlweise kann die Oberfläche
des Walzenkerns chemisch oder physikalisch behandelt, beispielsweise
ganz oder teilweise mit einer metallischen Schicht versehen werden.
Auf diese Weise kann Stoß-
und Reibfestigkeit der Oberfläche
erhöht
oder der optische Eindruck des Walzenkerns verbessert werden. Methoden
zur Oberflächenbehandlung
sind in verschiedenen technischen Bereichen bekannt und können zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Walze übertragen werden.
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Der
Walzengrundkörper
kann an seiner Mantelfläche
und wahlweise auch an einer entsprechend ausgeformten Stirnseite
mit Öffnungen
versehen sein. Bei Beaufschlagung des Walzenkerns mit Druckluft
tritt dann Luft durch diese Öffnungen
hindurch und bildet ein Luftpolster, auf dem der Walzenmantel bewegt
werden kann. Dieses Prinzip und die dazugehörige Technik sind dem Fachmann
prinzipiell vertraut. Der Walzengrundkörper kann auch so ausgeführt sein,
dass sein Durchmesser variabel ist. Mögliche Ausführungen derartiger Walzenkerne
sind beispielsweise in
EP
0 970 807 A1 beschrieben.
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Die
Mantelfläche
des Walzengrundkörpers
ist im wesentlichen zylindrisch oder leicht konisch gestaltet. Der
konische Winkel beträgt
dabei vorteilhaft wenige Minuten bis 1°, vorzugsweise weniger als 0,5°. Die Mantelfläche kann
zudem Vertiefungen und/oder Erhebungen aufweisen, in die entsprechende
an der Innenfläche des
Walzenmantels ausgeführte
Erhebungen und/oder Vertiefungen eingreifen können. Diese Erhebungen und
Vertiefungen dienen dazu, den Sitz des Walzenmantels auf dem Walzenkern
zu stabilisieren (= „Verankern" des Walzenmantels)
und somit auch den Einsatz der Walze unter hoher mechanischer oder
dynamischer Belastung zu gewährleisten.
Andererseits sind diese Erhebungen und Vertiefungen so gestaltet,
dass der arretierte Walzenmantel unter mechanischer Einwirkung und/oder
beim Aufbau eines Druckluftpolsters vom Walzenkern gelöst werden
kann. Hierzu kann es vorteilhaft sein, die Kanten der Erhebungen
bzw. Vertiefungen in axialer Richtung der Walze weniger steil zu
gestalten als in radialer Richtung sowie die Kanten abzurunden.
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Die
Mantelfläche
des Walzengrundkörpers
kann beispielsweise über
ihre gesamte Länge
oder in Teilbereichen axial eine oder mehrere Vertiefungen in Form
von Rillen aufweisen. In diese Rillen greifen – vorzugsweise stegförmige – Erhebungen
an der Innenseite des Walzenmantels und gewährleisten somit einen festen Sitz
des Walzenmantels auf dem Walzenkern in Drehrichtung. Die Mantelfläche des
Walzengrundkörpers
kann auch radial eine oder mehrere Vertiefungen in Form von durchgehenden
oder unterbrochenen Rillen aufweisen, in die entsprechend ausgeführte Erhebungen
an der Innenfläche
des Walzenmantels eingreifen. Hierdurch kann beispielsweise eine
Verankerung des Walzenmantels in axialer Richtung erfolgen. Rillenförmigen Vertiefungen
können
auch auf spiralförmigen
Linien angeordnet sein, so dass der Walzenmantel durch eine Schraubbewegung
auf den Walzenkern aufgesetzt wird. Vorteilhaft ist diese Schraubrichtung
entgegen der Rotationsrichtung der Walze im Druckbetrieb gerichtet.
Die Mantelfläche
des Walzenkerns kann auch punktuell eine oder mehrere beliebig geformte
Vertiefungen aufweisen, in die korrespondierende Erhebungen an der
Innenseite des Walzenmantels eingreifen können. Entsprechend diesen Beispielen
können
umgekehrt auch Erhebungen an der Mantelfläche des Walzengrundkörpers und
Vertiefungen an der Innenfläche
des Walzenmantels vorliegen.
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Der
Walzengrundkörper
kann, insbesondere an seiner Manteloberfläche, auch mit einer oder mehreren
elektromagnetischen Vorrichtungen versehen sein. Diese können beispielsweise
bei Auslösung
eine magnetische Haftung zu am oder im Walzenmantel befindlichen
Gegenpolen bewirken und somit den Walzenmantel am Walzenkern verankern.
Prinzipiell kann auch der Walzenmantel mit einer elektromagnetischen
Vorrichtung versehen sein, die mit Gegenpolen am Walzenkern magnetisch
verhaftet. Vorzugsweise befindet sich die elektromagnetische Vorrichtung
am Walzenkern.
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Der
Walzenmantel kann vollständig
aus einem Bezug aus einem elastomeren oder elastischen Kunststoff
bestehen oder von einem mit einem Bezug versehenen Trägerkörper gebildet
sein. Dieser Trägerkörper kann
in Form einer Hülse
aus einem metallischen, oxid-, metall-, glas- oder polymerkeramischen Material oder aus
einem Kunststoffmaterial vorliegen. Beispielsweise kann es sich
bei dem Trägerkörper um
eine dünne
Hülse aus
Aluminium, Nickel oder Stahl, oder aus einer Aluminiumoxid-Keramik
handeln oder um eine Hülse
aus einem Faserverbundwerkstoff. Letztere sind insbesondere aus
der Tiefdruck- und Flexodrucktechnik prinzipiell bekannt und in
vielfältigen
Ausführungen
kommerziell erhältlich.
Derartige Hülsen
bestehen beispielsweise aus einem mit Glasfasern (GFK), Kohlenstofffasern
(CFK), oder Aramidfasern verstärkten
Epoxid- oder Polyesterharz, sie können aber auch aus anderen
temperaturbeständigen
Hochleistungskunststoffen bestehen. Bei den Fasern kann es sich
sowohl um Kurzfasern und Langfasern (Länge der Einzelfaser > 0,4 mm) als auch Endlosfasern
handeln.
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Da
die Walzenmäntel
erfindungsgemäß auf einen
stabilen Walzenkern aufgezogen werden, müssen sie nicht die hohen mechanischen
Anforderungen erfüllen,
wie sie an selbsttragende hülsenförmige Trägerkörper oder
Walzenmäntel
gestellt werden. Die Schichtdicke der Trägerkörper kann daher vergleichsweise
deutlich verringert werden, beispielsweise auf die Hälfte oder
weniger als die Dicke eines selbsttragenden gleich großen Trägerkörpers. Der
Vorteil eines mit Trägerkörper versehenen
Walzenmantels besteht im wesentlichen darin, die bei der Montage
und Demontage des Walzenmantels auftretenden Reibungskräfte zu vermindern sowie
durch ihre im Vergleich zum Bezug höhere Steifigkeit einen sicheren
passgenauen Sitz des Walzenmantels am Walzenkern zu gewährleisten.
Zur Verringerung von Reibungskräften
ist es besonders von Vorteil, gleit-reib-modifizierte Kunststoffe
zu verwenden oder zumindest die Außenseite der Mantelinnenfläche des Walzenmantels
mit einer Beschichtung zu versehen, die sehr gute gleit-reib-Eigenschaften
aufweist.
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Walzenmäntel, die
keinen festen Trägerkörper besitzen,
können,
insbesondere im Bereich der Mantelinnenfläche, durch Verstärkungseinlagen
wie Gewebe, Geflechte oder Vliese aus Textilfäden verstärkt werden. Auf diese Weise
kann ebenfalls der feste Sitz des Walzenmantels am Walzenkern für die Betriebsdauer gewährleistet
werden. Ob ein Walzenmantel mit oder ohne Verstärkung bzw. mit oder ohne Trägerkörper ausgestattet
ist, richtet sich nach den betrieblichen Anforderungen an die jeweilige
Walze. Bei geringer mechanischer Belastung der Walze kann der Walzenmantel
ausschließlich
aus dem Bezugsmaterial bestehen, bei besonders hoher mechanischer
und dynamischer Belastung der Walze infolge der Walkung bei hohen
Drehzahlen oder hohen Anpressdrücken
ist der Walzenmantel vorzugsweise mit einem festen Trägerkörper versehen.
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Walzenmäntel mit
einem Trägerkörper oder
eine Verstärkung
halten auch während
ihrer Lagerung zwischen der Fertigung beim Walzenhersteller und
dem Einsatz im Druckbetrieb problemlos ihre Form. Walzenmäntel ohne
Trägerkörper oder
Verstärkung
werden vorteilhaft während
der Lagerung mit einem Lagerdorn versehen. Aus ökonomischen und ökologischen
Gründen
wird hierzu vorzugsweise Recyclingmaterial aus Kunststoff oder Pappe
verwendet.
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Als
weitere oder alternative Vorrichtung zur Stabilisierung der Verbindung
zwischen Walzenkern und Walzenmantel insbesondere während des
Druckbetriebs können
an den Stirnseiten des Walzenmantels Erhebungen oder Vertiefungen
vorgesehen werden, die mit korrespondierenden am Walzenkern ausgebildeten Vertiefungen
oder Erhebungen verzahnen und somit den Walzenmantel in radialer
und axialer Richtung fixieren. Bei Walzen mit Trägerkörper sind diese Erhebungen
und Vertiefungen vorzugsweise durch Aussparungen im Trägerkörper ausgeführt. Allgemein
sind die Walzenmäntel
so geformt, dass die Erhebungen und Vertiefungen an den Stirnseiten
sich beim Drucken nicht negativ auf das Druckbild oder die Verteilung
der flüssigen
Medien auswirken. Vorzugsweise ist der Bezug des Walzenmantels daher
im Bereich der Manteloberfläche
zylindrisch und weist an den Stirnflächen keine Strukturierungen
auf.
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Der
Bezug des Walzenmantels kann jedoch bei Bedarf Einschnitte, Profilierungen,
Texturen oder Gravierungen aufweisen. Beispielsweise kann die Oberfläche des
Walzenmantels durch Einschnitte in zwei, drei oder mehr Bereiche
unterteilt werden. Auf diese Weise können beispielsweise austauschbare
Walzenmäntel für den Panoramadruck
bereitgestellt werden.
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Der
Walzenmantel kann wahlweise ein- oder mehrschichtig aufgebaut sein.
Dies betrifft sowohl den Aufbau eines Trägerkörpers als auch den des Bezuges,
der gegebenenfalls über
ein geeignetes Haftmittel mit einem Trägerkörper verbunden ist. Als elastomeres
oder elastisches Kunststoffmaterial für den Walzenbezug können erfindungsgemäß vulkanisierte
Kautschuke wie Naturkautschuk (NR) oder synthetischer Kautschuk, z.
B. Acrylnitril-Butadien-Kautschuk
(NBR, HNBR, XNBR), Ethylenkautschuk (CM, CSM), Ethylen-Propylen-Kautschuk
(EPM, EPDM), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR, XSBR), Butylkautschuk
(IIR), Polyisopren-Kautschuk (IR), Polyester- und Polyetherurethan-Kautschuk (AU, EU),
Polyacrylat-Kautschuk (ACM), Ethylen-Acrylat-Kautschuk (EAM), Epichlorhydrin-Kautschuk
(CO, ECO, EIER), Polynorbornen-Kautschuk (PNR), Silikonkautschuk
(MQ, MFQ, MPQ, MVQ, MPVQ), Fluorkautschuk (FKM) oder Chloropren-Kautschuk (CR),
elastische Thermoplaste, z. B. Polyvinylchlorid (PVC) oder elastifiziertes
Polyolefin (z. B. PP-EPDM), thermoplastisches Elastomer (TPE), z.
B. Styrol-Blockcopolymerisat
(SBS, SEES, SIS), Copolyester-Elastomer oder thermoplastisches Polyurethan
(TPU), gieß-
oder schäumbare
Kunststoffe, insbesondere auf Basis von Polyurethan, oder Mischungen
der genannten Komponenten als Basis eingesetzt werden. Das Material
ist entsprechend dem Einsatzzweck und der Funktion der jeweiligen
Walze auszuwählen
und zu modifizieren.
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Das
elastomere oder elastische Kunststoffmaterial kann zudem übliche Zusätze insbesondere
Füllstoffe,
Farbstoffe, Verstärkungsstoffe,
Weichmacher und/oder Fasermaterial sowie weitere funktionelle Zusätze, beispielsweise
Substanzen zur Einstellung der Hydrophilie oder Hydrophobie der
Walzenoberfläche
oder farbabweisende Substanzen wie fluorierte Polyolefin (z. B.
Teflon), enthalten. Diese können
in das Kunststoffmaterial des Bezuges eingemischt oder – im Falle
der Zusätze – reaktiv
mit dem Kunststoffmaterial verbunden oder in dieses einpolymerisiert
sein. Der Bezug kann wahlweise auch mit einer dünnen Hülse aus einem thermoplastischem
Kunststoff, z. B. aus Teflonschlauch, überzogen oder mit textilen
Materialien, z. B. gummigetränkten
Vliesen umhüllt
oder umwickelt werden.
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Bei
der Herstellung der Walzen wird der Kautschuk in der Regel durch
Vulkanisation vernetzt und erhält
somit die gewünschte
Festigkeit, während
elastische Thermoplaste, thermoplastische Elastomere und gieß- bzw.
schäumbare
Kunststoffe durch die Abkühlung
aus der Schmelze ihre Festigkeit erlangen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen verdeutlicht.
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a) Tauch- oder Duktorwalze
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Die
Walze weist einen Walzenkern aus Kunststoff sowie einen ablösbaren Walzenmantel
auf Basis von Polyurethan auf. Der Walzenkern besteht in einer Ausführungsform
(A) aus einem faserverstärkten
Hochleistungskunststoff und in einer anderen Ausführungsform
(B) aus einer Hülle
aus CFK die mit einem thermoplastischen Kunststoff ausgefüllt ist.
Die Walze hat folgende Dimensionen:
| Gesamtlänge: | 596
mm | Bezugslänge: | 513
mm |
| Gesamtdurchmesser: | 45,5
mm | Kerndurchmesser: | 25
mm |
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Der
Grundkörper
des Walzenkerns (A) weist an seiner Mantelfläche in radialer und axialer
Richtung stegförmige
Erhebungen mit einer Höhe
von ca. 5 bis 7 mm auf, deren Kanten abgerundet sind. Der Grundkörper des
Walzenkerns (B) weist an seiner Mantelfläche in radialer und axialer
Richtung rillenförmige
Vertiefungen mit einer Tiefe von ca. 5 bis 7 mm auf, deren Kanten
abgerundet sind. Die Grundkörper
der Walzenkerne (A) und (B) sind zu einer Seite hin konisch ausgeführt, wobei
der konische Winkel 15 Minuten beträgt. Der Walzenmantel ist ohne
Verstärkung
oder Trägerkörper ausgeführt. Er
weist jedoch an seiner Mantelinnenfläche die gleiche Konizität auf wie
die Walzenkerne, wobei der Innendurchmesser des Walzenmantels 0,8
Millimeter kleiner ist als der Außendurchmesser des Walzenkerns.
Zudem befinden sich an der Mantelinnenfläche Vertiefungen bzw.
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Erhebungen
im Bezugsmaterial, die mit den entsprechenden Erhebungen bzw. Vertiefungen
an der Mantelfläche
der Walzengrundkörper
korrespondieren. Zur Herstellung der Betriebsfertigkeit der Walze
wird der jeweilige Walzenmantel auf den dazugehörigen Walzenkern (A) bzw. (B)
aufgeschoben bis die jeweiligen Erhebungen und Vertiefungen ineinander
greifen. Nach Abnutzung des Walzenmantels wird dieser mechanisch
vom Walzenkern gelöst
und durch einen neuen ersetzt. Der abgenutzte Walzenmantel kann
direkt entsorgt werden.
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b) Übertragwalze
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Die
Walze weist einen im wesentlichen zylindrischen Walzenkern aus Stahl
sowie einen ablösbaren Walzenmantel
auf Basis von NBR auf. Der Grundkörper des Walzenkerns besitzt
eine abgeschrägte
Stirnseite mit Öffnungen
sowie Öffnungen
an seiner Mantelfläche.
Diese Öffnungen
sind mit einem Kanal im Inneren des Walzenkerns verbunden, so dass
der Walzenkern von innen her mit Druckluft beaufschlagt werden kann.
Die Walze hat folgende Dimensionen:
| Gesamtlänge: | 1087
mm | Bezugslänge: | 1035
mm |
| Gesamtdurchmesser: | 72
mm | Kerndurchmesser: | 52
mm |
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Der
Walzenmantel ist mehrschichtig aufgebaut, wobei die den Innendurchmesser
umschließende Schicht
mit einem Vlies aus Polyamidfasern verstärkt ist. Diese Schicht bildet
gewissermaßen
eine flexible Verstärkung
der Mantelinnenfläche
des Walzenmantels, die ebenfalls zylindrisch ausgebildet ist, wobei
der Innendurchmesser des Walzenmantels etwas geringer ist als der
Außendurchmesser
des Walzenkerns. Zur Montage oder Demontage des Walzenmantels wird
der Walzenkern mit Druckluft beaufschlagt, wobei sich an der Oberfläche des
Walzengrundkörpers
ein Luftpolster bildet, über
das der Walzenmantel bewegt wird.
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c) Changierende Farbreibwalze
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Die
Walze weist einen leicht konischen Walzenkern aus Stahl sowie einen
ablösbaren
Walzenmantel auf Basis von EPDM auf. Der Walzenkern besteht aus
einem rohrförmigen
Grundkörper,
in dessen Stirnseiten Wälzlager
eingesetzt sind. Zudem beinhaltet der Grundkörper einen Teil der Mechanik
mit der die changierende Bewegung der Walze bewirkt wird. Der Grundkörper des
Walzenkerns ist zu einer Seite hin konisch, wobei der konische Winkel
30 Minuten beträgt.
An der Seite mit dem geringeren Durchmesser weist der Grundkörper eine
abgeschrägte
Stirnseite mit Öffnungen
auf. Diese besteht aus einem Kunststoff mit guten gleit-reib-Eigenschaften.
Weitere Öffnungen
befinden sich auf der Mantelfläche
des Walzengrundkörpers.
Der Walzenkern kann von innen her mit Druckluft beaufschlagt werden.
Die Walze hat folgende Dimensionen:
| Gesamtlänge: | 1071
mm | Bezugslänge: | 1035
mm |
| Gesamtdurchmesser: | 60
mm | Kerndurchmesser: | 34
mm |
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Der
Walzenmantel besteht aus einem ca. 2 bis 3 mm starken Trägerkörper aus
thermo- oder duroplastischem Faserverbundwerkstoff und einem zweischichtig
aufgebauten Bezug. Der Trägerkörper ist
entsprechend dem Walzenkern konisch ausgeführt und weist an seinem größeren Radius
strukturierte Formen auf, die beim Aufsetzen der Hülse auf
den Walzengrundkörper
in dort vorgesehene Aussparungen einrasten. Zur Vermeidung von Druckluftverlusten
können
die Stirnseiten oder die dort befindlichen Wälzlager des Walzenkerns mit
einer Vorrichtung zum Verschließen
oder Abdichten versehen sein.
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d) Auftragwalze
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Die
Walze weist einen im wesentlichen zylindrischen Walzenkern aus Stahl
sowie einen ablösbaren Walzenmantel
auf Basis von NBR auf. Der Grundkörper des Walzenkerns ist so
gestaltet, dass sein Durchmesser variabel ist. Die Walze hat folgende
Dimensionen:
| Gesamtlänge: | 596
mm | Bezugslänge: | 576
mm |
| Gesamtdurchmesser: | 49
mm | Kerndurchmesser: | 23/25
mm |
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Der
Walzenmantel besteht aus einem ca. 2 bis 5 mm starken ebenfalls
zylindrischen Trägerkörper aus Langglasfaser-verstärktem, thermoplastischem
Kunststoff sowie einem einschichtigen Bezug auf Basis NBR. Der im
Durchmesser variable Grundkörper
des Walzenkerns besitzt mindestens zwei einstellbare Durchmesser.
Zur Montage und Demontage der Walze wird der Grundkörper auf
den kleineren Durchmesser eingestellt wodurch der Walzenmantel frei
beweglich wird. Der Durchmesser des Grundkörpers kann wahlweise auch über mehrere
Einstellungen schrittweise oder stufenlos eingestellt werden. Auf
diese Weise ist es möglich, über einen
gewissen Bereich Walzenmäntel
mit unterschiedlichem Innendurchmesser zu verwenden.
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Die
genannten Ausführungsbeispiele
verdeutlichen in erster Linie die vielfältige Gestaltungsmöglichkeit
der erfindungsgemäßen Farb-,
Feucht- oder Lackierwalze. Der Fachmann kann hieraus unter Kenntnis
der im speziellen Anwendungsfall zu berücksichtigenden mechanischen
Parameter (z. B. statische und dynamische Belastung der Walze),
des mit der Walze in Berührung
tretenden Mediums (Farbe, Feuchtmittel, Farbfeuchtmittelemulsion,
Lack, ggf. auch Schmierstoffe oder Reinigungsmittel etc.) und der
gewünschten
Funktion der Druckwalze im Farb-, Feucht- oder Lackierwerk die jeweils
geeignete Konstruktion der Farb-, Feucht- oder Lackierwalze, insbesondere
die Auswahl des Bezugsmaterials ohne weiteres ableiten. Während die
Auswahl des Walzenkerns, z. B. mit oder ohne Vorrichtung zur Beaufschlagung
mit Druckluft bzw. mit konstantem oder variablem Durchmesser, dabei
in vielen Fällen
eher eine Kostenfrage darstellt, richtet sich die Auswahl der Konstruktion
des Walzenmantels mit oder ohne Trägerkörper oder Verstärkung sowie
der vorgesehene Verbindungsmechanismus zwischen Walzenkern und Walzenmantel
mehr nach den mechanischen Belastungen. Je höher die mechanische Belastung
ist, desto fester und formstabiler muss die Schicht im Bereich des
Innendurchmessers des Walzenmantels sein.
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Vorteilhaft
ist der Walzenmantel der erfindungsgemäßen Walze so konstruiert, dass
er während
der üblichen
Nutzungsdauer des Bezuges einen einwandfreien Gebrauch gewährleistet,
jedoch nach Abnutzung des Bezuges einfach gegen einen neuen Walzenmantel
ausgetauscht und entsorgt werden kann. Vorteilhaft ist weiterhin,
wenn die in einem Farb-, Feucht- oder Lackierwerk befindlichen Walzen
die gleiche technische Konstruktion und/oder gleiche Kerndurchmesser
aufweisen. Auf diese Weise können
die Walzenmäntel
je nach Anwendungszweck getauscht bzw. ausgewählt werden und in der Druckerei
können
insgesamt weniger Walzen, d. h. Walzenmäntel, am Lager gehalten werden.