CH693304A5

CH693304A5 - Wendestange und Wendestangenanordnung für eine Rollenrotationsdruckmaschine.

Info

Publication number: CH693304A5
Application number: CH01470/98A
Authority: CH
Inventors: Klaus Theilacker; Anton Neumeir
Original assignee: Roland Man Druckmasch
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 2003-05-30
Also published as: FR2766756A1; JPH11105242A; US6131847A; JP2991701B2; DE19834679A1; FR2766756B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wendestange und eine Wendestangenanordnung für eine Rollenrotationsdruckmaschine gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 15.

Bei Rollenrotationsdruckmaschinen müssen viertel- oder halbbreite Bedruckstoffbahnen um ihre Breite oder um ein vorbestimmtes Mass seitlich versetzt werden. Dies geschieht dadurch, dass die zu versetzende Bedruckstoffbahn zwei Wendestangen um jeweils 180 DEG umschlingt. Die zwei Wendestangen können dabei, abhängig von der gewünschten Wendung, parallel oder um 90 DEG gekreuzt stehen. Während die Bedruckstoffbahn diese Wendestangen umschlingt, kommt es auf Grund der Berührung mit der stehenden Wendestange zu Gleitreibung, die die Bahnspannung beeinflusst. Bei noch nicht zuverlässig getrockneter Farbe auf der Bedruckstoffbahn kann dies auch zu einem Ablegen und Verschmieren des Druckbildes führen. Aus diesen Gründen werden Wendestangen von Luft umspült.

Eine derartige mit Blasluft beaufschlagte Wendestange ist aus der DE 3 215 472 C2 bekannt. Luft wird mit Überdruck durch Leitungen zu den Wendestangen geführt. Durch gezielt angeordnete Radialbohrungen dringt die Luft dort aus der Wendestange heraus, wo sie von der laufenden Bedruckstoffbahn umschlungen wird. Dadurch schwimmt diese auf einem laufenden und damit ungleichmässigen Luftkissen mit stark reduzierter Reibung "berührungslos" über die Wendestange.

Abhängig von der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn, dem Druck der zugeführten Luft und der zufällig mehr oder weniger gleichmässigen Verteilung des bewegten Luftpolsters, schwimmt die Bedruckstoffbahn auf einem grösseren oder kleineren Radius um die Wendestange. Dadurch werden der Registerversatz und der Axialversatz grösser oder kleiner, d.h. die Bahnlage der Bedruckstoffbahn bleibt nicht konstant, sondern sie verläuft axial, d.h. in Längsrichtung der Wendestange, und in Umfangsrichtung.

Ein weiterer Nachteil der bekannten blasluftbeaufschlagten Wendestange besteht darin, dass Papierfasern, die beim Schneiden der Bedruckstoffbahn in Längsrichtung aus dieser herausgerissen werden und teilweise noch am Bahnrand haften, an der Wendestange durch die Blasluft mitgerissen werden und durch den Luftstrom im gesamten Raum verteilt werden. Darüber hinaus ist je Wendestange ein konstanter Energieaufwand erforderlich, um die Blasluft zu erzeugen. Die Schlauchführungen für die Druckluft sind aufwändig, insbesondere, wenn die Wendestangen umgelegt werden sollen. Hierbei muss nämlich die Schlauchführung automatisch mitgeführt werden, unterschiedliche Schlauchlängen je Position der Wendestange müssen ausgeglichen werden.

Ein weiterer Nachteil der Blasluft besteht darin, dass beim Verdichten wie auch beim Austreten der komprimierten Luft aus den Bohrungen der Wendestangen Geräusche entstehen, die deutlich hörbar sind.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Wendestange und eine Wendestangenanordnung zur Verfügung zu stellen, bei denen ein gleichmässiges Gleiten der Bedruckstoffbahn über diese möglich ist, ohne dass Druckluft in das Innere der Wendestange eingeführt werden muss.

Diese Aufgabe wird durch die Wendestange und die Wendestangenanordnung gemäss den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 15 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich dann, wenn als Oberflächenbeschichtung für die Wendestange amorpher, modifizierter superharter Kohlenstoff eingesetzt wird. Ebenso ist Wolframcarbid als Material für die Beschickung der Wendestange geeignet, wobei die Rauigkeit, die sich bei einer Beschickung mit Wolframcarbid ergibt, durch den Zusatz von Silikon oder von Polytetrafluorethylen ausgeglichen werden kann, indem dieses nach dem Aufbringen des Wolframcarbids auf die Wendestange aufgebracht wird, sodass es die Vertiefungen zwischen den Wolframcarbidkörnern auffüllt. Überschüssiges Silikon oder Polytetrafluorethylen wird durch die Reibung der Bedruckstoffbahn auf der Wendestange von dieser abgeschliffen, sodass sich im Laufe der Zeit eine sehr glatte Oberfläche auf der Wendestange ergibt.

Nachstehend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine im Querschnitt auf einer Hälfte profilierte Wendestange,
Fig. 2 eine über den ganzen Querschnitt profilierte Wendestange,
Fig. 3 eine Wendestange gemäss Fig. 1, an der ein zusätzliches Leitblech angeordnet ist,
Fig. 4 eine Wendestange mit einem Tragflächenprofil,
Fig. 5 eine beschichtete Wendestange im Querschnitt und
Fig. 6 einen Ausschnitt aus einem Querschnitt einer weiteren beschichteten Wendestange.

Gemäss der Erfindung wird eine Wendestange 1 (Fig. 1) derart ausgeführt, dass die Reibung einer Bedruckstoffbahn 2 auf ihr stark reduziert wird. Das Luftpolster, das die laufende Bedruckstoffbahn in dem Spalt zwischen ihr und der Wendestange 1 aufbaut, wird genutzt, um die Bedruckstoffbahn 2 darauf aufschwimmen zu lassen. Diese Vorgehensweise schafft ein sehr geringes und daher die exakte Lage der Bedruckstoffbahn 2 nicht beeinflussendes Luftpolster. Dadurch, dass die Wendestange 1 auf einer Hälfte 3, auf der sie von der Bedruckstoffbahn 2 umschlungen wird, sägezahnförmige Erhebungen aufweist, wird dieses Ziel erreicht. Die Erhebungen haben jeweils eine flach ansteigende Flanke 5 und eine steil abfallende Flanke 6.

Die Wendestange 1 weist einen hohlen Innenraum 7 auf, der mit den Flanken 5 über Kanäle 8 verbunden ist. Über die Kanäle 8 kann aus dem Innenraum 7 Luft angesaugt werden. Der Bereich zwischen der Bedruckstoffbahn 2 und den Flanken 5 bildet somit eine Ansaugzone, in der die vorbeilaufende Bedruckstoffbahn 2 Luft mitreisst, die über die radial angeordneten Kanäle 8 und den freien Innenquerschnitt des Innenraums 7 nachströmen kann. Diese geringe Luftmenge wird im nachfolgenden Bereich der aufsteigenden Flanke 5 allmählich komprimiert, sodass die Bedruckstoffbahn 2 auf einem Luftpolster über Sägezahnrücken gleitet, die durch den Übergang zwischen den Flanken 5 und 6 gebildet werden und die dem Aussendurchmesser der Wendestange 1 entsprechen.

Bei der nächsten ansteigenden Flanke 5 wiederholt sich dieser Vorgang, sodass die während der Umschlingung der Bedruckstoffbahn 2 um die Wendestange 1 stets seitlich von der Wendestange 1 abströmende Luft in den Ansaugzonen durch die Zuführung aus den Bohrungen 8 erneuert und damit kompensiert wird.

Wenn eine Wendestange 9 (Fig. 2) als umlegbare Wendestange ausgebildet ist, sodass neben einer Bedruckstoffbahn 2 auch eine Bedruckstoffbahn 10 aus der anderen Richtung die Wendestange 9 umschlingen kann, ist diese vorteilhaft auf beiden Hälften 3 und 11 mit einem Profil 40 ausgestattet, das dem bezüglich einer in der Darstellung der Fig. 2 senkrechten Achse 14 spiegelbildlich verdoppelten Profil 4 entspricht. Die Achse 14 wird durch einen Einlaufpunkt 12 und einen Auslaufpunkt 13 der Bedruckstoffbahn 2 oder 10 definiert.

In einer Wendestangenanordnung (Fig. 3) ist vor der Wendestange ein Leitblech 12 angeordnet, um die Bedruckstoffbahn 2 berührungslos auf der Wendestange 15 aufschwimmen zu lassen, die aufgebaut ist wie die Wendestange 1 gemäss Fig. 1. Das Leitblech 12 ist an einer Traverse 13a befestigt, die ebenfalls wie die Wendestange 1 hohl ausgebildet sein kann, um über sich quer zur Bewegungsrichtung der Bedruckstoffbahn 2 über das Leitblech 12 erstreckende \ffnungen 14 Luft, insbesondere Druckluft, zuzuführen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel (Fig. 4) ist das Profil der Wendestange 15 als Tragflügelprofil 16 ausgebildet. Auch in diesem Fall können entweder in der Wendestange 15 ein hohler Innenraum in Verbindung mit axialen Bohrungen oder in dem Bereich des Tragflügelprofils 16 \ffnungen für die Zuführung von Luft vorhanden sein, um die Bedruckstoffbahn 2 auf einem Luftpolster um die Wendestange 15 herumzuführen. Auf einer Seite 150 hat das Profil der Wendestange 15 einen Kreisquerschnitt mit Erhebungen wie die Wendestange 1.

Die oben beschriebenen Massnahmen dienen dazu, das durch Luftreibung zwischen der Wendestange 1, 9, 15 einerseits und der Bedruckstoffbahn 2, 10 andererseits entstehende Luftpolster zu verstärken, sodass es ausreicht, um die Bedruckstoffbahn 2, 10 bei der Umschlingung von 180 DEG "berührungslos" aufschwimmen zu lassen, wobei durch den Zusatz eines Leitblechs 12 oder durch die Ausbildung des Profils der Wendestange als Tragflügelprofil 16 ein noch höherer Anströmdruck erzeugt werden kann, sodass das Luftpolster länger anhält und die Bedruckstoffbahn 2, 10 im Schwebezustand hält.

Eine weitere vorteilhafte Massnahme, um die Luftreibung zwischen der Bedruckstoffbahn 2 und der Wendestange 1 zu vermindern, besteht darin, dass diese eine sehr glatte, harte und verschleissfeste Oberfläche mit einem geringen Reibwert hat. Diese Massnahme lässt sich sowohl in Verbindung mit den oben beschriebenen Profilformen, beispielsweise des Profils 4 oder des Tragflügelprofils 16, als auch unabhängig davon realisieren.

Eine Wendestange 1 (Fig. 5) ist als Vollrohr ausgebildet. Ihr Innenkörper 30 besteht beispielsweise aus Stahl-Vollrohr, wobei der Stahl eine Rockwell-Härte von beispielsweise 55 HRC oder mehr hat. Anstelle des Vollrohrs aus Stahl kann auch ein Hohlrohr eingesetzt werden, das vorzugsweise ebenfalls aus Stahl gebildet ist. Oberhalb des Innenkörpers 30 ist eine Chromschicht 17 aufgebracht, die vorzugsweise eine Vickers-Härte von 850 HV oder mehr aufweist. Die Chromschicht 17 ist mit amorphem modifizierten superharten Kohlenstoff (a-C:H) beschichtet, der eine Schicht 18 bildet. Diese hat vorzugsweise eine Vickers-Härte von 3000 HV oder mehr.

Derartiger amorpher Kohlenstoff, der noch 20 bis 30 Atomprozent Wasserstoff enthält, d.h. auf etwa 3 bis 5 Kohlenstoffatome in einer Schicht kommt ein Wasserstoffatom, ist bekannt aus dem Aufsatz "Structure and bonding of hydrocarbon plasma generated carbon films: an electron energy loss study" von Fink, J., T. Müller-Heinzerling, J. Pflüger, A. Bubenzer, P. Koidl u. G. Crecelius, Solid State Commun. 47 (1983), S. 687. Diese Kohlenstoffmodifikation, die weder reiner Graphit noch reiner Diamant ist, entsteht durch lonenbeschuss. Auf dieser Schicht verursacht die sich bewegende Bedruckstoffbahn 2 nur eine äusserst geringe Reibung. Alternativ zur Verwendung des amorphen, superharten modifizierten Kohlenstoffs besteht die Schicht 18 aus Diamant. Die Schicht 18 hat vorzugsweise eine Oberflächenrauigkeit Ra von höchstens 0,3 mu m.

Ein ebenso günstiges Reibverhalten weist Silikon oder Polytetrafluorethylen auf. Da dieses Material jedoch nicht abriebfest ist, muss es in einer sehr harten und rauen Oberfläche aus Wolframcarbid eingebettet werden. Eine Wendestange 19 weist eine Schicht 20 aus Wolframcarbid auf, in deren Vertiefungen 21 Silikon oder Polytetrafluorethylen eingebettet ist. Diese Materialien haben die Eigenschaft, Farbe abzuweisen. Weil sie sehr weich sind, ist es nicht notwendig, die Wendestange 19 nach dem Aufbringen des Silikons oder des Polytetrafluorethylens auf die von dem Wolframcarbid ausgebildete körnige Oberfläche abzuschleifen; vielmehr wird überschüssiges Silikon oder überschüssiges Polytetrafluorethylen durch die Reibbewegung der Bedruckstoffbahn 2 auf der Wendestange 19 abgeschliffen.

Dann entsteht eine Beschichtung auf der Mantelfläche der Wendestange 19, die einen sehr geringen Reibwert aufweist. Die Wendestange 19 hat ebenfalls einen, in Fig. 6 nicht dargestellten, Innenkörper 30 aus einem Vollrohr oder einem Hohlrohr aus Stahl.

Alternativ zur Verwendung von Wolframcarbid lässt sich auch eine Keramik einsetzen, in deren Tälern dann Teflon oder Polytetrafluorethylen eingebettet wird.

Gemäss der Erfindung wird eine Wendestange 1 geschaffen, die auf Grund ihres Profils den Aufbau von Luftpolstern zwischen ihrer Mantelfläche und einer Bedruckstoffbahn 2 ermöglicht. Zusätzlich zu diesen Massnahmen kann ein Leitblech 12 vor der Wendestange angeordnet sein. Ebenso lässt sich zusätzlich Luft, insbesondere auch Druckluft, aus radialen Bohrungen 8 oder aus Bohrungen 14 in dem Leitblech 12 zuführen, um das Gleiten der Bedruckstoffbahn 2 zu erleichtern.

Claims

1. Wendestange zum Umlenken einer Bedruckstoffbahn (2, 10) in einer Rollenrotationsdruckmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Querschnitt gesehen ein Profil (4, 40) mit sägezahnförmigen Erhebungen in ihrer Mantelfläche aufweist zum Aufbau eines Luftpolsters zwischen der Mantelfläche und der Bedruckstoffbahn (2, 10), wobei die Bedruckstoffbahn (2, 10) jeweils zunächst über eine flach ansteigende (5) und dann über eine steil abfallende Flanke (6) der jeweiligen Erhebung des Profils (4, 40) führbar ist.

2. Wendestange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Querschnitt gesehen eine Hälfte ihrer Mantelfläche sägezahnförmige Erhebungen aufweist.

3.

Wendestange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Querschnitt gesehen ein spiegelsymmetrisches Profil (40) mit 20 sägezahnförmigen Erhebungen in ihrer Mantelfläche aufweist.

4. Wendestange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie in ihrem Innern einen Hohlraum (7) aufweist, von dem aus Radialbohrungen (8) zu den ansteigenden Flanken (5) der sägezahnförmigen Erhebungen des Profils (4, 40) führen.

5. Wendestange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Querschnitt gesehen ein Tragflügelprofil (16) aufweist zum Aufbau eines Luftpolsters zwischen ihrer Mantelfläche und der Bedruckstoffbahn (2).

6.

Wendestange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine von einer äusseren Schicht (18) aus amorphem Kohlenstoff (a-C:H) mit 20 bis 30 Atomprozent Wasserstoff oder aus Diamant gebildete glatte Mantelfläche aufweist.

7. Wendestange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ihre äussere Mantelfläche eine Rauigkeit Ra von höchstens 0,3 mu m aufweist.

8. Wendestange nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ihre äussere Schicht (18) eine Vickers-Härte von 3000 HV oder mehr aufweist.

9. Wendestange nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der äusseren Schicht (18) eine Schicht (17) aus Chrom ist.

10. Wendestange nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (17) aus Chrom eine Vickers-Härte von 850 HV oder mehr aufweist.

11.

Wendestange nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche von einer Schicht (20) aus Wolframcarbid oder einer Keramik gebildet ist, deren Unebenheiten Vertiefungen (21) bilden, die durch ein Füllmaterial ausgeglichen werden.

12. Wendestange nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial Silikon oder Polytetrafluorethylen ist.

13. Wendestange nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Innenkörper (30) durch ein Vollprofil oder ein Rohr aus Stahl gebildet wird.

14. Wendestange nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkörper (30) eine Rockwell-Härte von 55 HRC oder mehr aufweist.

15.

Wendestangenanordnung mit einer Wendestange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Zuführrichtung der Bedruckstoffbahn (2) vor der Wendestange ein Leitblech (12) angeordnet ist.

16. Wendestangenanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Luft, insbesondere Druckluft, aus \ffnungen (14) in dem Leitblech (12) in den Bereich zwischen dem Leitblech (12) und der Bedruckstoffbahn (2) zuführbar ist.