CH646377A5

CH646377A5 - Rotationsdruckzylinder.

Info

Publication number: CH646377A5
Application number: CH303080A
Authority: CH
Inventors: John Willy Olsson
Original assignee: Tetra Pak Int
Priority date: 1977-07-11
Filing date: 1978-06-30
Publication date: 1984-11-30
Also published as: AU3789978A; IT7825456A0; SE7708025L; SE414291B; IT1096921B; JPS5418311A; EP0000410A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotationsdruckzylinder, der sich z.B. für den Tiefdruck eignet. Bekannte Rotationsdruckzylinder dieser Art bestehen meist aus einem Trägerzylinder aus Stahl, dessen Oberfläche mit einer Kupferlage überzogen ist. Die Kupferlage besitzt eine Dicke von einigen wenigen Millimetern und in ihr sind die Druckfarben-Auftragselemente in Form von Rasterfächern oder Rastervertiefungen ausgebildet. Diese Druckfarben-Auftragselemente werden in die Kupferlage eingraviert, geätzt oder eingerollt und anschliessend wird die Kupferlage mit einer dünnen Chromschicht überzogen, um die Abriebfestigkeit der Oberfläche zu steigern.

Wenn z.B. Packungsmaterial im Mehrfarben-Tiefdruck bedruckt werden soll, werden für jedes Dekorationsmuster mehrere Zylinder, meistens vier, benötigt. Diese Zylinder werden mit einem speziellen Muster hergestellt, das in die Druckoberflächen der Zylinder eingraviert oder auf andere Weise eingearbeitet wird, weshalb die Zylinder immer nur für ein spezielles Dekorationsmuster verwendet werden können. Wenn dieses Muster nicht mehr benötigt wird, müssen die Zylinder ausrangiert werden. Bei einem mit Unterbrechungen stattfindenden Bedrucken bestimmter Dekorationsmuster werden die Zylinder aus der Druckmaschine herausgenommen und bis zur Wiederverwendung in separaten Gestellen gelagert.

Es leuchtet ein, dass die Verwendung von Zylindern der vorgenannten bekannten Art eine Reihe von Nachteilen mit sich bringt. Ein Nachteil besteht darin, dass für jedes Dekorationsmuster ein oder mehrere Druckzylinder benötigt werden, welche kostenaufwendig in ihrer Herstellung sind und auf ein spezielles Dekorationsmuster abgestellt werden müssen. Die Handhabung solcher Druckzylinder ist schwierig, einmal aufgrund des hohen Eigengewichtes und zum anderen auch wegen der Beschädigungsgefahr für die Druckoberfläche. Ferner sind zur Aufbewahrung dieser Zylinder stabile Gestelle notwendig, welche zur Senkung der Beschädigungsgefahr für die Zylinderoberfläche auch noch so konstruiert sein; müssen, dass sie viel ungenutzten Raum umfassen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Rotationsdruckzylinder unter Überwindung der vorgenannten Nachteile zu schaffen, der insbesondere wesentlich einfacher und kostensparender in seiner Handhabung und Lagerung ist.

Die erfindungsgemässe Lösung kennzeichnet einen Rotationsdruckzylinder, der einen konusförmigen Trägerzylinder und eine von diesem getragene Druckhülse aufweist, wobei diese Druckhülse einen der Konusform des Trägerzylinders entsprechenden Innenkonus und eine äussere, das gewünschte Druckmuster tragende zylindrische Druckmantelfläche besitzt.

Bei diesem Druckzylinder nach der Erfindung lassen sich vorteilhafterweise mit einem einzigen Trägerzylinder mehrere Druckhülsen mit unterschiedlichen Druckmustern kombinieren. Für den Fall einer Unterbrechung eines Druckvorganges und der Aufbewahrung eines bestimmten Dekorationsmusters brauchen nur die Druckhülsen selbst gelagert zu werden, was aufgrund des wesentlich geringeren Gewichts und der grösseren Handhabungserleichterung der Druckhülse eine entscheidende Vereinfachung darstellt.

Durch die Konusform wird ein sicherer Sitz der Druckhülse auf dem Trägerzylinder ini einer lagengenauen reproduzierbaren Weise sichergestellt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungs-gemässen Rotationsdruckzylinders kann vorteilhafterweise die Druckhülse eine Innenlage aus Nickel und eine aussen auf dieser angebrachte Lage aus Kupfer aufweisen. Dieser Aufbau aus einer Nickel- und einer Kupferlage macht eine vereinfachte Herstellung der Druckhülse möglich und verleiht ihr gleichzeitig eine genügende Festigkeit und Formstabilität.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Nickellage und die dem Zylinder zugewandte Verbindungsfläche zur Kupferlage konusförmig und die vom Zylinder abgewandte Oberfläche der Kupferlage zylindrisch geformt. Durch diese Formgebung erhält die Kupferlage eine zunehmende Dicke in Längsrichtung der Druckhülse, wodurch die Kombination aus einer äusseren zylindrischen Druckmantelfläche und einer kegelförmigen Innenfläche möglich wird.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besitzt die Nickellage eine Dicke von 0,05 bis 0,4 mm und vorzugsweise von 0,1 mm. Es hat sich gezeigt, dass diese Dicke der Nickellage ausreichend ist und eine vereinfachte Herstellung auf dem Wege eines elektrolytischen Auftragens in der noch zu beschreibendem Weise erlaubt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dir erfindungsgemässen Anordnung besitzt die Kupferlage eine Dicke von 0,1 bis 3 mm.

Ferner ist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemässen Rotationsdruckzylinders der Trägerzylinder so ausgebildet, dass er eine Dickendifferenz von 0,05 bis 1 mm pro Meter seiner Länge aufweist. Diese geringe Konusneigung hat sich als sehr günstig herausgestellt, um einen sicheren Sitz der Druckhülse auf dem Trägerzylinder zu erhalten und es wird dadurch möglich, für die Kupferlage eine geringe Dicke auszuwählen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besitzt der Trägerzylinder mehrere Radialkanäle, welche die Oberfläche des Zylinders mit einer Zum einen Zy5

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linderende hin offenen zentralen Axialbohrung verbinden. Mit diesem Kanalsystem ist es möglich, das Aufbringen der Druckhülse auf den Trägerzylinder mit Unterstützung eines unter Druck stehenden Fluids, z.B. mit Druckluft, vorzunehmen.

Eine weitere Ausführungsform der Anordnung nach der Erfindung ist dadürch gekennzeichnet, dass die Öffnungen der Radialbohrungen aus der Zylinderoberfläche hauptsächlich auf der dickeren Hälfte des konusförmigen Zylinders austreten. Aufgrund dieser Plazierung der Kanalausgänge auf der Zylinderoberfläche wird die Wirkung des Druck-fluids in der Endphase des Aufbringens der Hülse auf den Trägerzylinder am stärksten, was deshalb von Vorteil ist,

weil der Widerstand gegen ein Aufdrücken der Hülse in dieser Phase am grössten ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch eine Druckhülse nach den Merkmalen der Erfindung und

Fig. 2 eine Teilschnitt-Seitenansicht eines Trägerzylinders nach den erfindungsgemässen Merkmalen.

Die in Fig. 1 gezeigte Druckhülse 1 besitzt eine konus-förmige Innenbohrung 2 und einen zylindrischen Aussenum-fang 3 und ist auf einer Innenlage 4 aus Nickel mit einer gleichförmigen Dicke zwischen 0,05 und 0,4 mm über die gesamte Hülsenlänge aufgebaut. Aussen auf der Nickellage 4 ist eine Kupferlage 5 aufgebracht, die fest mit der Nickellage verbunden ist. Die Kupferlage besitzt eine zunehmende Dicke zum Hülsenende hin, an dem der Kegel seinen kleinsten Durchmesser aufweist. Dabei nimmt die Dicke der Kupferlage 5 in einem solchen Mass zu, dass die Dickendifferenz der Konusneigung der Nickellage kompensiert wird, so dass der Aussenmantel der Kupferlage zylindrisch ist. Die Dicke der Kupferlage schwankt typischerweise zwischen 0,1 und 3 mm. In der zylindrischen Aussenmantel-fläche der Kupferlage befindet sich das Druckmuster z.B. in Form von Rastervertiefungen zum Auftragen der Druckfarben, welche jedoch in der Zeichnung nicht sichtbar sind. Nachdem die Rastervertiefungen in der äusseren Kupfermantelfläche ausgebildet sind, wird die Kupferlage herkömmlicherweise mit einer äusseren Maske 6, z.B. aus Chrom, überzogen, was zur Erhöhung der Abriebfestigkeit der Druckoberfläche erfolgt, um während des Druckens, wenn die Abstreichmesser mit der Druckfläche in Berührung gelangen, den Flächenabrieb so klein wie möglich zu halten.

Der in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemässe Trägerzylinder 7 ist leicht konusförmig (in den Figuren ist aus Gründen der Anschaulichkeit die Konusform stark übertrieben dargestellt). Typische Konusmasse des Zylinders sind 0,05 bis 1 mm Durchmesserabnahme pro Meter der Zylinderlänge. Die Zylinderoberfläche ist geschliffen und poliert und besitzt eine glatte und abmessungsgenaue Form. An beiden Enden des Trägerzylinders 7 sind Lagerzapfen 8 vorgesehen, welche zur Drehabstützung des Zylinders in der Druckpresse dienen. Eine durch einen Lagerzapfen 8 hindurchgehende Bohrung 9 verläuft axial durch den Zylinder und erstreckt sich zumindest bis zur Zylindermitte. Von dieser Axialbohrung 9 verlaufen Radialbohrungen 10 in einer oder in mehreren Ebenen zur Oberfläche des Zylinders 7 und sind zum gesamten Zylinderumfang hin offen.

Wenn der erfindungsgemässe Druckzylinder zum Einsatz kommt, wird die Druckhülse 1 auf den Trägerzylinder 7 aufgebracht, indem die Hülse mit dem weiten Ende der konusförmigen Innenbohrung auf das schlanke Ende des Trägerzylinders aufgeschoben wird, was nach Fig. 2 von rechts nach links bedeuten würde. Die Passung zwischen der Innenbohrung und der Aussenfläche des Zylinders ist derart genau, dass die Hülse in ihrer verwendungsgemässen Lage,

d.h. wenn sie die Oberfläche des Trägerzylinders völlig abdeckt, nicht durch während des Einsatzes des Zylinders auftretende Kräfte verlagert werden kann. Zwischen der Hülse und dem Zylinder besteht somit ein fester Passsitz und um 5 das Aufschieben der Hülse zu ermöglichen, sind die Bohrungen 9 und 10 im erfindungsgemässen Trägerzylinder vorgesehen.

Das Aufbringen der Hülse auf den Trägerzylinder geht, wie beschrieben, so vor sich, dass die Hülse auf den Träger-10 Zylinder von seinem schmalen Ende her aufgeschoben wird. Aufgrund der Konusform an der Innenbohrung 2 und des Zylinders 7 ist das Aufschieben anfänglich vergleichsweise leicht, jedoch wird, wenn der vordere Rand der Hülse die Mitte des Trägerzylinders überschritten hat, das Aufschieben 15 erschwert und ist schliesslich praktisch nicht mehr möglich. In diesem Zustand wurde die Hülse bereits so weit auf den Zylinder aufgeschoben, dass ihr vorderes Ende zumindest die erste Reihe der Bohrungen 10 übergreift. Die Axialbohrung 9 wird nun über den Lagerzapfen 8, durch den der 20 axiale Kanal hindurchgeht, an eine Druckluftquelle angeschlossen und es wird Druckluft vorzugsweise mit etwa 10 kg/cm2 durch die Bohrungen 10 auf die konusförmige Oberfläche des Trägerzylinders 7 geleitet. Die Luft wird in den Raum zwischen der Innenfläche der Druckhülse und der 25 Zylinderoberfläche eingeleitet und verringert dadurch die Reibung, so dass ein weiteres Aufschieben der Hülse möglich ist, bis diese fest und lagengenau auf der Zylinderoberfläche sitzt, d.h. bis sie die Gesamtmantelfläche des Zylinders abdeckt. Danach wird die Verbindung der Bohrung 9 30 mit der Druckluftquelle unterbrochen und die Hülse sitzt unbeweglich auf der Zylindermantelfläche.

Nach dem Druckvorgang kann die Hülse vom Trägerzylinder mit dem umgekehrt ablaufenden Verfahren entfernt werden; dabei wird wieder Druckluft über die Radialbohrun-35 gen 10 in den Raum zwischen der Innenfläche der Druckhülse und der Aussenfläche des Trägerzylinders eingeleitet, mit der Folge, dass gleichzeitig mit der Ausbildung eines Luftkissens eine geringfügige Ausdehnung der Druckhülse auftritt. Das Luftkissen hebt die Reibschlusswirkung auf 40 und ermöglicht das Abziehen der Druckhülse vom Trägerzylinder. Wenn die Druckhülse später wiederverwendet werden soll, kann sie nun auf einfache Art aufbewahrt werden, z.B. in einem Schutzrohr aus geeignetem Material. Der Trägerzylinder 7 kann sofort nach dem Entfernen der Druck-45 hülse wieder verwendet werden, um in Verbindung mit einer neuen, ein unterschiedliches Dekorationsmuster tragenden Druckhülse für den Druckvorgang zur Verfügung zu stehen.

Die Herstellung der erfindungsgemässen Druckhülse kann auf folgende Weise erfolgeu: Eine Zylindermatrix mit einer 50 präzis geschliffenen Konusmantelfläche, die eine Konusneigung entsprechend derjenigen des zu verwendenden Trägerzylinders besitzt, wird elektrolytisch mit Nickel überzogen, so dass eine Lage mit der gewünschten Dicke erhalten wird. Die Nickellage wird dann von der Zylindermatrix durch 55 Erwärmen entfernt, wobei im Nickel gebildete Spannungen gelöst werden. Nach dem Entfernen der Nickelhülse, die eine Dicke von vorzugsweise von 0,1 mm besitzt, wird sie auf einen weiteren Stahlzylinder aufgebracht, wo sie kupferplattiert wird, so dass sie eine Kupferlage der gewünschten 6o Dicke erhält. Diese Kupferlage wird dann zylindrisch geschliffen, wobei es wesentlich ist, dass die Kupferlage so dick sein sollte, dass nach dem Schleifen an ihrem dünnsten Ende noch eine genügende Dicke verbleibt, um das anschliessende Eingravieren oder Ätzen der Rastervertiefungen 65 bis zur gewünschten Tiefe zu erlauben. Nach dem Eingravieren des Dekorationsmusters in die Zylinderoberfläche wird diese mit einer weiteren Lage aus Chrom überzogen, welche die Abriebfestigkeit der Zylinderoberfläche erhöht.

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Infolge des elektrolytischen Auftrags der Nickelschale auf die Zylindermatrix wird eine Oberfläche der konusför-migen Innenbohrung 2 erzielt, die unter der Voraussetzung, dass die Zylindermatrix mit grosser Präzision poliert ist,

keine weitere Bearbeitung mehr benötigt. Die Konusneigung entspricht auch genau dem Konus der Zylindermatrix.

Innerhalb des Erfindungskonzepts ist es auch möglich, die Druckhülse auf unterschiedliche Weise und aus unterschiedlichem Material anzufertigen. Beispielsweise kann eine Druckhülse hergestellt werden, indem eine konisch geschliffene Stahlmatrix durch Drehen, Tiefziehen oder auf andere Weise erstellt wird. Nach dem Zylindrischschleifen der äusseren Fläche werden das Dekorationsmuster oder die Rastervertiefungen direkt in die Kupferhülse eingraviert.

Unter den Begriff Rotationsdruckzylinder sollen nach der Erfindung auch solche Zylindertypen fallen, mit denen Muster von Faltlinien, sogenannte Falze auf eine Bahn, beispielsweise aus Papier aufgedruckt werden. Für diesen Anwendungsfall des Druckzylinders wird dieser elektrolytisch mit einer Hartmetallschicht überzogen, beispielsweise aus Chrom oder Wolfram. Im Anschluss daran kann das gewünschte Muster der Falzlinien z.B. durch Ätzen hergestellt werden.

5 Wenn die Druckhülsen nicht im Gebrauch sind, können sie in Papierhülsen oder Kunststoffröhren verwahrt werden. Die Hülse kann durch eine einfache Plastikröhre, die auf sie draufgeschoben wird, geschützt werden. Im Falle einer solchen Lagerung ist es angebracht, jegliche Deformation io der Hülse mit Hilfe einer in sie eingesetzten, steifen Kunststoffröhre zu verhindern.

Durch die Erfindung lassen sich in hohem Masse Kosteneinsparungen vornehmen, da die Anzahl der Zylinder merklich herabgesetzt werden kann. Die benötigte Anzahl von 15 Druckhülsen, die der vorgenannten Zylinderzahl entspricht, kann wesentlich billiger hergestellt werden, als dies bei voll-Ständig aus einem Stück bestehenden Druckzylindern der Fall ist. Die Druckhülsen sind auch leicht aufzubewahren, zu transportieren und gestatten eine einfache Handhabung.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Rotationsdruckzylinder, gekennzeichnet durch einen konisch verjüngten Trägerzylinder (7) und eine von diesem, getragene Druckhülse (1), die einen der Konusform des Trägerzylinders entsprechenden Innenkonus und eine äussere, das gewünschte Druckmuster tragende zylindrische Druckmantelfläche (3) besitzt.

2. Rotationsdruckzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckhülse (1) eine Innenlage (4) aus Nickel und eine aussen auf dieser aufgebrachte Lage (5) aus Kupfer aufweist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Rotationsdruckzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nickellage (4) und die dem Zylinder (7) zugewandte Verbindungsfläche zur Kupferlage (5) konus-förmig sind und dass die vom Zylinder abgewandte Oberfläche der Kupferlage (5) zylindrisch ist.

4. Rotationsdruckzylinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nickellage (4) eine Dicke von 0,05 bis 0,4 mm, vorzugsweise 0,1 mm, besitzt.

5. Rotationsdruckzylinder nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferlage (5) eine Dicke von 0,1 bis 3 mm besitzt.

6. Rotationsdruckzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerzylinder (7) eine Durchmesserdifferenz von 0,05 bis 1 mm pro Meter Länge besitzt.

7. Rotationsdruckzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerzylinder (7) mehrere Radialkanäle (10) aufweist, welche die Oberfläche des Zylinders mit einer zum einen Zylinderende hin offenen zentralen Axialbohrung (8) verbinden.

8. Rotationsdruckzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen der Radialkanäle (10) aus der Zylinderoberfläche hauptsächlich auf der dickeren Hälfte des kegelförmigen Zylinders austreten.