DE20380219U1 - Leitelemente einer Druckeinheit - Google Patents
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Abstract
Leitelement
einer Druckeinheit (05), welche für den Einsatz mit Imprinterfunktion
derart ausgebildet ist, dass eine Bahn (02) in einer Betriebsituation
in einem Druckspalt (10) der Druckeinheit (05) bedruckt, und in einer
anderen Betriebsituation über
das Leitelement (01) berührungslos
durch den Druckspalt (10) geführt
ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (01) in seiner Mantelfläche eine
Vielzahl von Öffnungen
(03) für
den Austritt eines unter Druck stehenden Fluids aufweist, und dass die Öffnungen
(03) als Mikroöffnungen
(03) mit einem Durchmesser kleiner 500 μm ausgeführt sind und dass die Mikroöffnungen
(03) als nach außen
gerichtete Öffnungen (03)
von Mikrobohrungen (11) in einer das Leitelement (01) nach außen begrenzenden
Wand (12) ausgeführt
sind.
Description
- Die Erfindung betrifft Leitelemente einer Druckeinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2.
- Aus der
DE 93 11 113 U1 ist eine Druckeinheit mit zwei Bahnleitelementen bekannt, welche in einem Einlauf- und einem Auslaufbereich einer Druckeinheit derart angeordnet sind, dass eine Bahn bei abgestellter Druckstelle berührungslos durch die Druckstelle führbar ist. Die Bahnleitelemente sind als drehbar in Seitenwänden gelagerte Walzen ausgeführt. - Durch die
US 37 44 693 A ist in einem Ausführungsbeispiel eine Wendestange offenbart, wobei ein Rohrwandsegment aus porösem, luftdurchlässigem Material mit einem Grundkörper zusammen eine geschlossene Druckkammer bildet. Das poröse Segment bildet eine Wandung der Kammer und ist über deren Breite hinweg Last tragend – ohne lasttragende Unterlage – ausgeführt. In einem zweiten Beispiel ist anstelle des porösen Segmentes ein durchgehende Bohrungen aufweisendes Segment angeordnet. - Die
US 54 23 468 A zeigt ein Leitelement, welches einen Bohrungen aufweisenden Innenkörper und einen Außenkörper aus porösem, luftdurchlässigem Material aufweist. Die Bohrungen im Innenkörper sind lediglich im zu erwartenden Umschlingungsbereich vorgesehen. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Leitelemente einer Druckeinheit zu schaffen.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 2 gelöst.
- Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, ein zuverlässig und genau arbeitendes Bahnleitelement einer Druckeinheit geschaffen wird. Durch ein mittels Mikroöffnungen geschaffenes Luftpolster wird ein hohes Maß an Homogenität über die Länge des Luftpolsters bei gleichzeitig geringen Verlusten geschaffen. Im Gegensatz zu Walzen ist – insbesondere bei variierender Geschwindigkeit – keine Trägheit zu überwinden.
- Mittels Luftaustrittsöffnungen mit Durchmessern im Millimeterbereich sind punktuell auf das Material Kräfte (Impuls des Strahls) aufbringbar, mittels welchen dieses vom betreffenden Bauteil fern, bzw. an ein anderes Bauteil angestellt wird, während durch eine Verteilung von Mikroöffnungen mit hoher Lochdichte eine breite Unterstützung und vorrangig der Effekt eines ausgebildeten Luftpolsters zum Tragen kommt. Bisher verwendete Bohrungen lagen im Querschnitt beispielsweise bei 1 bis 3 mm, wohingegen für die Mikroöffnungen der Querschnitt um mindestens eine Zehnerpotenz kleiner liegt. Es bilden sich hierdurch wesentlich verschiedene Effekte aus. Beispielsweise lässt sich der Abstand zwischen der die Öffnungen tragenden Oberfläche und der Bahn verringern, der Volumenstrom an Strömungsmittel erheblich absenken, und hierdurch außerhalb des Wirkbereichs mit der Bahn austretende Verlustströme deutlich verkleinern.
- Im Gegensatz zu Bauteilen mit Öffnungen bzw. Bohrungen von Öffnungsquerschnitten im Bereich von Millimetern und einem Lochabstand von mehreren Millimetern, wird vorteilhaft bei der Ausbildung von Mikroöffnungen auf der Oberfläche eine weitaus homogenere Oberflächenstruktur geschaffen. Unter Mikroöffnungen werden hier Öffnungen auf der Oberfläche des Bauteils verstanden, welche einen Durchmesser kleiner oder gleich 500 μm, vorteilhaft kleiner oder gleich 300 μm, insbesondere kleiner oder gleich 150 μm aufweisen. Eine „Lochdichte" für die mit den Mikroöffnungen versehene Fläche liegt bei mindesten eine Mikroöffnung je 5 mm2 (= 0,20 / mm2), vorteilhaft mindestens eine Mikroöffnung je 3,6 mm2 (= 0,28 / mm2).
- Durch die Ausbildung der Öffnungen als Mikroöffnungen wird das Luftpolster vergleichmäßigt und der je Flächeneinheit austretende Volumenstrom derart herabgesetzt, dass auch in nicht durch die Bahn umschlungenen Bereichen ein Verluststrom vertretbar klein sein kann.
- Die Mikroöffnungen können vorteilhaft als offene Poren an der Oberfläche eines porösen, insbesondere mikroporösen, luftdurchlässigen Materials oder aber als Öffnungen durchgehender Bohrungen kleinen Querschnittes ausgeführt sein, welche sich durch die Wand einer Zuführkammer nach außen erstrecken. In anderer Ausführung sind die Mikroöffnungen als Öffnungen durchgehender Mikrobohrungen ausgeführt.
- Um im Fall des Einsatzes von mikroporösen Materials eine gleichmäßige Verteilung von an der Oberfläche des Materials austretender Luft zu erzielen, ohne gleichzeitig hohe Schichtdicken des Materials mit hohem Strömungswiderstand zu benötigen, ist es zweckmäßig, dass das Leitelement einen festen, luftdurchlässigen Träger aufweist, auf dem das mikroporöse Material als Schicht aufgebracht ist. Ein solcher Träger kann mit Druckluft beaufschlagt werden, die aus dem Träger heraus durch die mikroporöse Schicht fließt und so an der Oberfläche des Bauteils ein Luftkissen bildet.
- Dieser Träger kann seinerseits mit einer besseren Luftdurchlässigkeit als der des mikroporösen Materials porös sein; er kann aber auch aus einem einen Hohlraum umschließenden, mit Luftdurchtrittsöffnungen versehenem Flachmaterial bzw. geformtem Material gebildet sein. Auch Kombinationen dieser Alternativen kommen in Betracht.
- Um eine gleichmäßige Luftverteilung zu erzielen, ist es außerdem wünschenswert, dass die Dicke der Schicht wenigstens dem Abstand benachbarter Öffnungen des Trägers entspricht.
- Im Fall des Einsatzes von Mikrobohrungen ist eine Ausführung vorteilhaft, wobei die der Bahn zugewandte und die Mikroöffnungen aufweisende Seite des Leitelements als ein Einsatz oder mehrere Einsätze in einem Träger ausgebildet ist. Der Einsatz kann in Weiterbildung lös- und ggf. wechselbar mit dem Träger verbunden sein. So ist eine Reinigung und/oder aber ein Austausch von Einsätzen verschiedenartiger Mikroperforationen zur Anpassung an unterschiedliche Materialien und Bahnbreiten möglich.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
- Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung mehrerer von einer Bahn durchlaufener Druckwerke; -
2 einen Schnitt durch eine erste Ausführung eines Leitelements; -
3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführung eines Leitelements; -
4 einen Schnitt durch eine dritte Ausführung eines Leitelements; -
5 einen Schnitt durch eine vierte Ausführung eines Leitelements; -
6 einen Schnitt durch eine fünfte Ausführung eines Leitelements; -
7 einen Schnitt durch eine sechste Ausführung eines Leitelements; -
8 einen Schnitt durch eine siebte Ausführung eines Leitelements; -
9 einen Schnitt durch eine achte Ausführung eines Leitelements. -
1 zeigt einen schematischen Schnitt durch drei von einer Bahn02 , z. B. Materialbahn02 oder Bedruckstoffbahn02 , insbesondere Papierbahn02 , nacheinander durchlaufene Druckeinheiten05 , z. B. Druckwerke05 für Schön- und Widerdruck, insbesondere Offsetdruckwerke05 für den Schön- und Widerdruck. Die Druckwerke05 können auch in anderer Weise, z. B. als dreizylindrische Offset-Druckwerke05 , als Direkt- oder Flexodruckwerk, als Druckwerk für den Hochdruck oder Tiefdruck oder aber voneinander verschieden ausgeführt sein. Beispielsweise weist wenigstens eines der als Druckwerke05 für Schön- und Widerdruck ausgeführten Druckwerke05 zumindest im Auslaufbereich (in1 im Ein- und Auslaufbereich) seines Druckspaltes10 ein Leitelement01 , insbesondere Bahnleitelement01 auf, um die frisch bedruckte, noch nicht getrocknete Bahn02 am Ausgang des Druckwerks05 umzulenken, um sie beispielsweise dem Druckspalt10 des darauffolgenden Druckwerks05 in korrekter Orientierung zuzuführen. - Ein auf das erste Druckwerk
05 folgendes Druckwerk05 , weist im Ein- und Auslaufbereich des Druckspaltes10 jeweils ein Bahnleitelement01 auf, um eine bereits bedruckte Bahn02 berührungslos durch den Druckspalt10 bei abgestellter Druckstelle führen zu können. Dieses Druckwerk05 ist als Eindruckdruckwerk05 oder als Druckwerk05 für den fliegenden Druckformwechsel im Wechsel zu einem zweiten derartigen Druckwerk05 betreibbar. In einer Betriebsituation wird die Bahn02 durch eines der Druckwerke05 bedruckt während es das andere dieser Druckwerke05 berührungslos durchläuft. In der anderen Betriebssituation tritt der umgekehrte Fall ein. Die beiden Bahnleitelemente01 sind z. B. räumlich so angeordnet, dass die Bahn02 im Bereich des Druckspaltes10 im wesentlich senkrecht zu einer Verbindungsebene der beiden die Druckstelle bildenden Zylinder steht. Von mindestens zwei Druckeinheiten05 ist im Imprintbetrieb die eine Druckeinheit05 angestellt und bedruckt die Bahn02 , während die andere abgestellt und von der Bahn02 berührungslos durchlaufen wird. Vorzugsweise weist die Druckmaschine fünf Druckeinheiten05 auf, wobei in einer Betriebsweise eine der fünf Druckeinheiten berührungslos durchlaufen wird, während die Bahn02 durch die übrigen vier Druckeinheiten05 vierfarbig (z. B. beidseitig) bedruckt wird. In der anderen zweiten Betriebssituation ist die zuvor berührungslos durchlaufene Druckeinheit 05 im Druckbetrieb angestellt, während eine der vier zuvor druckenden Druckeinheiten05 berührungslos durchlaufen wird. Zumindest die beiden berührungslos zu durchlaufenden Druckeinheiten05 weisen jeweils im Einlauf- und Auslaufbereich des Druckspaltes10 unten beschriebene Leitelemente01 auf. - Zumindest die beiden Bahnleitelemente
01 des für den wechselseitigen Druck ausgeführten Druckwerkes05 oder/und mindestens das im Auslaufbereich des Druckspaltes10 wenigstens einer Druckeinheit05 angeordnete Bahnleitelement01 sind bzw. ist als berührungslos wirkendes Bahnleitelement01 , insbesondere als luftumspülte Stange01 , in der nachfolgend beschriebenen Weise ausgebildet. - Die Mantelfläche des Leitelements
01 weist Öffnungen03 , z. B. Mikroöffnungen03 auf, durch welche im Betrieb aus einem im Innern liegenden Hohlraum04 , z. B. einer Kammer04 , insbesondere Druckkammer04 , unter Überdruck gegen die Umgebung stehendes Fluid, z. B. eine Flüssigkeit, ein Gas oder ein Gemisch, insbesondere Luft, strömt. In den Figuren ist eine entsprechende Zuleitung von Druckluft in den Hohlraum04 nicht dargestellt. - Das Leitelement
01 weist zumindest auf der mit der Bahn02 zusammenwirkenden bzw. auf der der Bahn02 zugewandten Seite ihre Oberfläche die Mikroöffnungen03 auf. Sie kann die Öffnungen03 jedoch auch auf anderen, der Bahn02 nicht zugewandten Seiten aufweisen oder zumindest auf ihrem mit der Bahn02 zusammen wirkenden Längsabschnitt gänzlich aus einem die Mikroöffnungen03 aufweisenden Material bestehen. - Diese einfachste Ausführung ohne Vorzugsrichtung für die Anordnung der Öffnungen
03 wird durch die Ausbildung der Öffnungen03 als Mikroöffnungen03 möglich, da hiermit ein dünneres aber homogeneres Luftpolster geschaffen, gleichzeitig ein erforderlicher bzw. resultierender Volumenstrom und damit auch ein Verluststrom über die „offene" Seite erheblich reduziert ist. Der hohe Widerstand der Mikroöffnungen03 bewirkt im Gegensatz zu Öffnungen großen Querschnitts, dass ein „Nichtbedecken" eines Bereichs von Öffnungen nicht zu einer Art Kurzschlussstrom führt. Im Gesamtwiderstand erhält der über die Öffnungen03 abfallende Teilwiderstand ein erhöhtes Gewicht. - In einer ersten Ausführung (
2 bis6 ) sind die Mikroöffnungen03 als offene Poren an der Oberfläche eines porösen, insbesondere mikroporösen, luftdurchlässigen Materials06 , z. B. aus einem offenporigen Sintermaterial06 , insbesondere aus Sintermetall, ausgebildet. Die Poren des luftdurchlässigen porösen Materials06 weisen einen mittleren Durchmesser (mittlere Größe) von kleiner 150 μm, z. B. 5 bis 60 μm, insbesondere 10 bis 30 μm auf. Das Material06 ist mit einer unregelmäßigen, amorphen Struktur ausgebildet. - Materialwahl, Dimensionierung und Druckbeaufschlagung sind derart gewählt, dass aus der Luftaustrittsfläche des Sintermaterials pro Stunde 1 – 20 Normkubikmeter pro m2, insbesondere 2 bis 15 Normkubikmeter pro m2, austreten. Besonders vorteilhaft ist der Luftaustritt von 3 bis 7 Normkubikmeter pro m2.
- Vorteilhaft wird die Sinterfläche aus dem Hohlraum
04 heraus mit einem Überdruck von mindestens 1 bar, insbesondere mit mehr als 4 bar, beaufschlagt. Besonders vorteilhaft ist eine Beaufschlagung der Sinterfläche mit einem Überdruck von 5 bis 7 bar. - Wird der Hohlraum
04 des Leitelements01 , zumindest auf ihrem mit der Bahn02 zusammen wirkenden Längsabschnitt, im wesentlichen allein aus einem den Hohlraum04 umschließenden Körper aus porösem Material06 gebildet (d. h. ohne weitere lasttragende Schichten), so ist dieser z. B. rohrförmig ausgebildete Körper im wesentlichen selbsttragend mit einer Wandstärke von größer oder gleich 2 mm, insbesondere größer oder gleich 3 mm, ausgebildet (2 ). Ggf kann im Hohlraum04 ein Träger verlaufen, auf welchem sich der Körper punktuell bzw. bereichsweise abstützen kann, welcher jedoch nicht vollflächig mit dem Körper im Wirkkontakt steht. Ein derartiger Körper porösen Materials06 kann, wie in3 dargestellt, auch halbschalenförmig ausgebildet sein. - Um eine gleichmäßige Verteilung von an der Oberfläche des mikroporösen Materials
06 austretender Luft zu erzielen, ohne gleichzeitig hohe Schichtdicken des Materials06 mit entsprechend erhöhtem Strömungswiderstand zu benötigen, ist es in einer vorteilhaften Ausführung zweckmäßig, dass die Leitelemente01 einen festen, zumindest bereichsweise luftdurchlässigen Träger07 aufweist, auf dem das mikroporöse Material06 als Schicht06 aufgebracht ist (4 ,5 und6 ). Ein solcher Träger07 kann mit Druckluft beaufschlagt werden, die aus dem Träger07 heraus durch die mikroporöse Schicht06 fließt und so an der Oberfläche des Leitelements01 ein Luftkissen ausbildet. In einer besonders vorteilhaften Ausführung wird das poröse Material06 somit nicht als tragender Vollkörper (mit oder ohne Rahmenkonstruktion), sondern als Beschichtung06 auf einem Durchführungen08 bzw. Durchgangsöffnungen08 aufweisenden, insbesondere metallischem, Trägermaterial ausgeführt. Unter „nicht tragender" Schicht06i .V.m. dem Träger07 wird – im Gegensatz zu beispielsweise o.g. „selbsttragenden" Schichten – ein Aufbau verstanden, wobei sich die Schicht06 über ihre gesamte Schichtlänge und gesamte Schichtbreite jeweils auf einer Vielzahl von Stützstellen des Trägers07 abstützt. Der Träger07 weist z. B. auf seiner mit der Schicht06 zusammen wirkenden Breite und Länge jeweils eine Mehrzahl nicht zusammenhängender Durchführungen08 auf. Diese Ausführung ist deutlich von einer Ausbildung verschieden, in welcher sich ein über die gesamte, mit der Bahn02 zusammen wirkende Breite erstreckendes poröses Material06 über diese Distanz selbsttragend ausgeführt ist, sich lediglich in einem Endbereich an einem Rahmen oder Träger abstützt, und daher eine entsprechende Stärke aufweisen muss. - In den in
4 ,5 und6 dargestellten Ausführungsbeispiel nimmt das Trägermaterial im wesentlichen die Gewichts-, Scher-, Torsions-, Biege- und/oder Scherkräfte des Bauteils auf, weshalb eine entsprechende Wandstärke (z. B. größer als 3 mm, insbesondere größer 5 mm) des Trägers07 und/oder eine entsprechend versteifte Konstruktion gewählt ist. Der z. B. den Hohlraum04 zur Schicht06 hin begrenzende, oder durch entsprechende Formgebung (z. B. in4 rohrförmig) den Hohlraum04 bildende Träger07 weist auf der mit dem porösen Material beschichteten Seite eine Vielzahl von Öffnungen09 zur Zufuhr der Druckluft in das poröse Material06 auf. Auch in den Öffnungen09 des Trägers07 kann sich im Bereich der Wandungen z. T. poröses Material befinden. - Das Leitelement
01 , wie in den4 ,5 und6 dargestellt, weist den auch als Grundkörper07 bezeichneten Träger07 mit dem Hohl- bzw. Innenraum04 , z. B. einen rohrförmigen Träger07 (4 ), auf, welcher in seiner Wandung radial bis zur Mantelfläche eine Mehrzahl der durchgehenden Öffnungen09 aufweist. Der Träger07 kann prinzipiell mit beliebigem Hohlprofil, jedoch vorteilhaft mit kreisringförmigem Profil ausgeführt sein. Durch den Hohlraum04 und die Öffnungen09 wird im Betrieb ein Fluid, z. B. Gas, geblasen, welches z. B. durch einen nicht dargestellten Verdichter unter einem Druck P größer dem Umgebungsdruck steht. Die Mantelfläche des Trägers07 weist zumindest im mit Öffnungen09 versehenen Abschnitt die Schicht06 aus dem porösen Material auf, welche auch die Öffnungen09 überdeckt und sich durchgehend über den mit der Bahn02 zusammen wirkenden Bereich erstreckt, also eine durchgehende Oberfläche zumindest im von der Bahn02 zur Umschlingung vorgesehenen Bereich bildet. - In anderer Ausführung (
5 und6 ) wird der Hohlraum04 nicht durch einen als Rohr mit kreisringförmigem ausgebildeten Träger07 , sondern in anderer Geometrie gebildet. Vorteilhaft weist der Träger07 eine teilkreisförmigen Wandung15 bzw. Wand15 (insbesondere mit festem Radius bzw. Krümmungsradius R07 bzw. R15 bzgl. eines fixen Mittelpunktes M07) auf, welcher auf seiner offenen Seite beispielsweise durch eine Abdeckung20 abgeschlossen ist. Diese teilkreisförmige Wand15 mit Abdeckung20 können einstückig oder mehrstückig aber miteinander verbunden ausgeführt sein. In5 ist der Teilkreiswinkel γ der die Öffnungen09 aufweisenden Wandung15 zu ca. 180° gewählt. Mit dieser Maßnahme ist bei beispielsweise bestimmten Breite b01 des Leitelements01 – beispielsweise einer aus Bauraumgründen vorgegebener maximaler Breite – eine möglichst große wirksame Fläche erreichbar. Bei einer gewünschten oder vorgegebenen Breite b01 ist anhand der benötigten Umlenkung (Ablenkwinkel α der Richtungsänderung der Bahn02 ) der Radius R15 für den Teilkreis (bzw. das Rohr als Rohmaterial) gewählt und ein entsprechender Teilkreis entnommen. Eine Umlenkung erfolgt damit möglichst „weich" und ist auf den zur Verfügung stehenden Bauraum im größtmöglichen Bereich durch das Luftpolster unterstützt. - In der Darstellung der
6 ist ein Teilkreiswinkel γ kleiner 180°, z. B. zwischen 10° und 150°, insbesondere zwischen , hier ca. 90°, gewählt. In einer bevorzugten Ausführung für den Einsatz im Bereich des Druckspaltes vor und/oder hinter der Druckeinheit05 ist der Teilkreiswinkel γ zu 10° bis 45°, insbesondere zwischen 15° bis 35° gewählt. Die Breite b01 ist beispielsweise zu 30 bis 150 mm, insbesondere 50 bis 110 mm gewählt. Der Krümmungsradius R15 beträgt für die Wandung15 beispielsweise zwischen 120 und 150 mm, insbesondere zwischen 140 und 200 mm. Die Schicht kann wie in5 bis auf die stirnseitige Abdeckung20 ausgedehnt sein oder aber auch lediglich die die Öffnungen09 aufnehmende, gekrümmte Wandung15 bedecken. Die Schicht06 kann in ihrem auslaufenden Bereich auch abgeflacht, einen weichen Übergang bildend ausgeführt sein. - Mit der genannten Maßnahme ist bei einer Breite b01 des Leitelements
01 bzw. Breite b07 des Trägers07 – beispielsweise einer aus Bauraumgründen vorgegebener maximaler Breite – eine möglichst große als Abstützung wirksame Fläche der Luftpolsterung erreichbar. Bei einer gewünschten oder vorgegebenen Breite b01 ist anhand der benötigten Umlenkung (exemplarisch als Ablenkwinkel α der Richtungsänderung der Bahn02 in1 in erster Druckeinheit05 dargestellt) der Radius R07 für den Teilkreis (bzw. das Rohr als Rohmaterial) gewählt und ein entsprechender Teilkreis entnommen. Eine Umlenkung erfolgt damit möglichst „weich" und ist auf den zur Verfügung stehenden Bauraum im größtmöglichen Bereich durch das Luftpolster unterstützt. - In einer vorteilhaften Ausführung erfolgt die Gestaltung des Leitelements
01 derart, dass der Teilkreiswinkel γ der Wandung15 aus dem für den Bahnlauf gewünschten Ablenkwinkel α zu γ = α + δ gebildet wird, wobei δ eine Zugabe für ein sicheres Auflaufen und Ablaufen der Bahn02 darstellt und z. B. zwischen 0° und 50°, insbesondere von 10° bis 30° gewählt wird. Der Krümmungsradius R07 wird dann so gewählt, dass unter Berücksichtigung der Zugabe δ die gewünschte Breite b01 bzw. b07 eingehalten wird. Der Krümmungsradius R15 (bzw. R07) ist dann zu R15(bzw.R07)=b01/(a*sin(γ/2)) gewählt. Ein ggf. durch die Schichtdicke gebildeter Überstand kann bei den geringen Dicken vernachlässigt werden. Bei optimaler Bauraumnutzung ist so unter Berücksichtigung einer Sicherheit eine große Wirkfläche geschaffen. - Bei erforderlichen Ablenkwinkeln α von beispielsweise 120° an, kann aus Gründen der Vereinfachung auch ein halbkreisförmiges Profil oder gar ein Vollkreis von Vorteil sein. In diesem Fall können Öffnungen
09 und/oder Schicht06 den vollen 360°-Winkel, oder aber nur einen Teilkreis umfassen. - Grundsätzlich sind auch andere, von Teilkreisen abweichende Profile für den mit der Bahn
02 in Wechselwirkung stehenden Bereich des Leitelements01 (bzw. dessen gekrümmte Wandung15 ) denkbar, beispielsweise als Abschnitt einer Ellipse, Parabel oder Hyperbel. Hierbei kann die Kurvenform der Umlenkung im Hinblick auf eine „weiche" Umlenkung optimiert werden. Die Teilkreisform hat jedoch im Hinblick auf die Standardisierung, den Materialverbrauch und die vereinfachte Fertigung Vorteile. - Gegenüber einer Ausbildung eines Leitelements
01 , wobei das poröse Material06 nicht weitgehend durch einen Öffnungen09 aufweisenden Träger07 bzw. Grundkörper07 unterfüttert ist, sondern sich beispielsweise lediglich brückenähnlich auf einem rahmenartigen Träger in Randbereichen abstützt, weist die Ausbildung eines kreis-, teilkreis-, elliptischen-, parabolischen- oder hyperbolischen Grundkörpers07 direkt unter der Schicht im Hinblick auf Fertigung, Formstabilität, Kosten und Handhabung große Vorteile auf. Für diese Ausführung ist beispielsweise mindestens die Hälfte der mit der Bahn02 zusammen wirkenden Fläche der Schicht06 durch den Träger07 bzw. dessen gekrümmte Wandung15 unterlegt und/oder Öffnungen09 bzw. freie Querschnitte weisen einen Durchmesser bzw. eine maximale lichte Weite von 10 mm, insbesondere von kleiner oder gleich 5 mm auf. - Für die mit Träger
07 ausgeführten Beispiele weist das poröse Material06 außerhalb der Durchführung08 eine Schichtdicke auf, die kleiner als 1 mm ist. Besonders vorteilhaft ist eine Schichtdicke zwischen 0,05 mm und 0,3 mm. Ein Anteil an offener Fläche im Bereich der wirksamen Außenfläche des porösen Materials, hier mit Öffnungsgrad bezeichnet, liegt zwischen 3 % und 30 %, bevorzugt zwischen 10 % und 25 %. Um eine gleichmäßige Luftverteilung zu erzielen, ist es außerdem wünschenswert, dass die Dicke der Schicht wenigstens dem Abstand benachbarter Öffnungen09 des Trägers07 entspricht. - Die Wandstärke des Trägers
07 ist – zumindest im die Schicht06 aufweisenden Bereichgrößer als 3 mm, insbesondere größer 5 mm, ausgeführt. - Der ggf. mit einem Hohlprofil ausgestaltete Träger
07 kann seinerseits ebenfalls aus porösem Material, jedoch mit einer besseren Luftdurchlässigkeit – z. B. einer größere Porengröße – als der des mikroporösen Materials der Schicht06 ausgeführt sein. In diesem Fall werden die Öffnungen09 des Trägers07 durch offene Poren im Bereich der Oberfläche, und die Durchführungen08 durch die sich über die Porosität im Inneren zufällig ausgebildeten Kanäle gebildet. Der Träger07 kann aber auch aus einem beliebigen, den Hohlraum04 umschließenden, mit Durchführungen08 versehenem Flachmaterial bzw. geformtem Material gebildet sein. Auch Kombinationen dieser Alternativen kommen in Betracht. - In einer zweiten Ausführung (
7 bis9 ) sind die Mikroöffnungen03 als Öffnungen durchgehender Bohrungen11 , insbesondere Mikrobohrungen11 ausgeführt, welche sich durch eine den z. B. als Druckkammer04 ausgebildeten Hohlraum04 begrenzende Wand12 , z. B. Kammerwand12 , nach außen erstrecken. Die Bohrungen11 weisen z. B. einen Durchmesser (zumindest im Bereich der Öffnungen03 ) von kleiner oder gleich 500 μm, vorteilhaft kleiner oder gleich 300 μm, insbesondere zwischen 60 und 150 μm auf. Der Öffnungsgrad liegt z. B. bei 3 % bis 25 %, insbesondere bei 5 % bis 15 %. Eine Lochdichte beträgt zumindest 1 / (5 mm2), insbesondere mindestens 1 / mm2 bis hin zu 4 / mm2. Die Wand12 weist somit, zumindest in einem der Bahn02 gegenüber liegenden Bereich, eine Mikroperforation auf. Vorteilhafter Weise erstreckt sich die Mikroperforation über den Bereich, welcher mit der Bahn02 zusammen wirkt; sie kann sich jedoch – wie im ersten Ausführungsbeispiel die Durchführungen08 und Schicht06 – um den vollen Umfang von 360° erstrecken, da die Verluste wie genannt in Grenzen gehalten sind. - In einem zweiten Beispiel zur Ausführung des Leitelements
01 mit Mikrobohrungen11 (8 ) ist weist die Kammerwand12 auf der der Bahn02 zugewandten Seite eine gekrümmte Wand14 bzw. einen gekrümmten Wandabschnitt14 – vergleichbar mit der zu5 und6 beschriebenen Wandung15 – auf, welcher die Mikrobohrungen11 aufweist. Das zu den Winkeln α, γ, δ und den Breiten b01 bzw. b07 (hier b01 bzw. b12) und dem Radius R15 (hier R14) zu5 und6 gesagte, sowie die Vorgehensweise und Auswahl der Krümmungsradien ist in gleicher Weise auf das hier vorliegende Beispiel zu übertragen. - In einem Ausführungsbeispiel gemäß
9 ist die die Mikrobohrungen11 aufweisende Wand14 als ein Einsatz14 oder als mehrere in axialer Richtung nebeneinander angeordnete Einsätze14 in einem Träger16 ausgebildet. Der Einsatz kann fest oder lösbar bzw. wechselbar mit dem Träger16 verbunden sein. Letzteres ist von Vorteil bzgl. einer Reinigung oder aber eines Austauschs von Einsätzen14 verschiedenartiger Mikroperforationen zur Anpassung an unterschiedliche Materialien (Masse und/oder Oberflächenstruktur) und Bahnbreiten. In der Variante dieser Ausführung mit im wesentlichen vollumfänglich angeordneten Einsätzen14 und/oder Mikroöffnungen03 können derartige Einsätze14 beispielsweise auf einem im Hohlraum04 verlaufenden Träger16 angeordnet sein. Vorteilhaft ist jedoch eine Ausführung, wobei wie dargestellt der die Öffnungen09 aufweisende Einsatz14 lediglich über ein Winkelsegment mit einer - insbesondere an den Bahnlauf angepassten – Krümmung ausgebildet ist. - Für die Ausbildung der gekrümmten Fläche des Einsatzes
14 bzw. der Einsätze14 ist wieder das zu den Winkeln α, γ, δ und den Breiten b01 bzw. b07 (hier b01 bzw. b12) und dem Radius R15 (hier R14) zu5 und6 gesagte, sowie die Vorgehensweise und Auswahl der Krümmungsradien in gleicher Weise auf das hier vorliegende Beispiel zu übertragen. Hierbei ist jedoch ggf. ein für die Verbindung erforderlicher Überstand zwischen Einsatzbreite und Trägerbreite zu berücksichtigen. Die Krümmung kann beispielsweise durch eine beabsichtigte Überbreite des Einsatzes14 gegenüber dem Träger16 (bzw. dessen Befestigungseinrichtung) als sich hieraus ergebende Biegung erzwungen werden. - Die lösbare Verbindung kann wie dargestellt beispielsweise durch die Enden des Einsatzes
14 aufnehmende Nuten17 im Träger16 realisiert sein. Zusätzlich oder statt dessen kann jedoch auch eine Verbindung durch Verschrauben oder durch Verspannen erfolgen. - Eine u.a. den Strömungswiderstand beeinflussende Wandstärke der die Bohrungen
11 beinhaltenden Kammerwand12 (bzw. Wandung14 bzw. Einsatz14 ) kann für alle betreffenden Beispiele bei 0,2 bis 3,0 mm, vorteilhaft bei 0,2 bis 1,5 mm, insbesondere von 0,3 bis 0,8 mm, liegen. Im Innern des Leitelements01 , insbesondere im Hohlraum04 , kann insbesondere bei den kleineren der genannten Wandstärken eine nicht dargestellte verstärkende Konstruktion, beispielsweise ein sich in Längsrichtung des Leitelements01 erstreckender Träger, insbesondere Metallträger, angeordnet sein, auf welchem sich die Kammerwand12 , die Wandung14 bzw. der Einsatz14 zumindest abschnittsweise bzw. punktuell abstützt. Dies kann beispielsweise durch voneinander in axialer Richtung beabstandete Rippen erfolgen. - Für die Ausführung der Mikroöffnungen
03 als Öffnungen03 von Bohrungen11 ist z. B. ein Überdruck in der Kammer04 von 0,5 bis 2 bar, insbesondere von 0,5 bis 1,0 bar von Vorteil. - Die Bohrungen
11 können zylindrisch, trichterförmig oder aber mit anderer spezieller Formgebung (z. B. in Form einer Lavaldüse) ausgeführt sein. - Die Mikroperforation, d. h. die Herstellung der Bohrungen
11 , erfolgt vorzugsweise durch Bohren mittels beschleunigter Teilchen (z. B. Flüssigkeit wie beispielsweise Wasserstrahl, Ionen oder Elementarteilchen) oder mittels elektromagnetischer Strahlung hoher Energiedichte (z. B. Licht mittels Laserstrahl). Insbesondere vorteilhaft ist die Herstellung mittels Elektronenstrahl. - Die der Bahn
02 zugewandte Seite der die Bohrungen11 aufweisenden Wand12 (14 ), z. B. eine aus Edelstahl gebildete Wand12 (14 ), weist in bevorzugter Ausführung eine schmutz- und/oder farbabweisende Veredelung auf. Sie weist eine nicht dargestellte, die Öffnungen03 bzw. Bohrungen11 nicht bedeckende Beschichtung – z. B. Nickel oder vorteilhaft Chrom – auf, welche z. B. zusätzlich bearbeitet ist – z. B. mit Mikrorippen oder einen Lotusblüteneffekt bewirkend strukturiert oder aber vorzugsweise hochglanzpoliert). -
- 01
- Leitelement, Bahnleitelement, Stange
- 02
- Bahn, Materialbahn, Bedruckstoffbahn, Papierbahn
- 03
- Öffnung, Mikroöffnung
- 04
- Hohlraum, Innenraum, Kammer, Druckkammer
- 05
- Druckeinheit, Druckwerk, Offset-Druckwerk
- 06
- mikroporöses Material, Sintermaterial, Schicht, mikroporös
- 07
- Träger, Innenkörper, Grundkörper
- 08
- Durchführung, Durchgangsöffnung
- 09
- Öffnung
- 10
- Druckspalt
- 11
- Bohrung, Mikrobohrung
- 12
- Wand, Kammerwand
- 13
- Zuleitung
- 14
- Wand, gekrümmt, Wandabschnitt, Einsatz
- 15
- Wand, Wandung, gekrümmt
- 16
- Träger
- 17
- Nut
- 18
- –
- 19
- –
- 20
- Abdeckung
- b01
- Breite
- b07
- Breite
- M07
- Mittelpunkt
- R07
- Radius
- R14
- Radius
- R15
- Radius, Krümmungsradius
- α
- Ablenkwinkel
- γ
- Teilkreiswinkel
Claims (39)
- Leitelement einer Druckeinheit (
05 ), welche für den Einsatz mit Imprinterfunktion derart ausgebildet ist, dass eine Bahn (02 ) in einer Betriebsituation in einem Druckspalt (10 ) der Druckeinheit (05 ) bedruckt, und in einer anderen Betriebsituation über das Leitelement (01 ) berührungslos durch den Druckspalt (10 ) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (01 ) in seiner Mantelfläche eine Vielzahl von Öffnungen (03 ) für den Austritt eines unter Druck stehenden Fluids aufweist, und dass die Öffnungen (03 ) als Mikroöffnungen (03 ) mit einem Durchmesser kleiner 500 μm ausgeführt sind und dass die Mikroöffnungen (03 ) als nach außen gerichtete Öffnungen (03 ) von Mikrobohrungen (11 ) in einer das Leitelement (01 ) nach außen begrenzenden Wand (12 ) ausgeführt sind. - Leitelement einer Druckeinheit (
05 ), welche für den Einsatz mit Imprinterfunktion derart ausgebildet ist, dass eine Bahn (02 ) in einer Betriebsituation in einem Druckspalt (10 ) der Druckeinheit (05 ) bedruckt, und in einer anderen Betriebsituation über das Leitelement (01 ) berührungslos durch den Druckspalt (10 ) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (01 ) als luftumspülte Stange ausgeführt ist, welche mikroporöses, luftdurchlässiges Material (06 ) aufweist und dass das mikroporöse Material (06 ) als Schicht (06 ) auf einem lasttragenden, aber zumindest bereichsweise fluiddurchlässigen Träger (07 ) ausgebildet ist. - Leitelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (
01 ) mit kreisförmigem Profil ausgebildet ist. - Leitelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (
01 ) mit halbschalenförmigem Profil ausgebildet ist. - Leitelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (
01 ) auf der der Bahn (02 ) zugewandten Seite mit im wesentlichen kreissegmentförmigem Profil ausgebildet ist. - Leitelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (
06 ) in seiner Mantelfläche eine Vielzahl von Mikroöffnungen (03 ) für den Austritt eines unter Druck stehenden Fluids aufweist, welche einen Durchmesser kleiner 500 μm aufweisen. - Leitelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroöffnungen (
03 ) als offene Poren eines vom Fluid durchströmten porösen Materials (06 ) ausgeführt sind. - Leitelement nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Poren des fluiddurchlässigen porösen Materials (
06 ) einen mittleren Durchmesser von 5 bis 50 μm, insbesondere 10 – 30 μm, aufweisen - Leitelement nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material (
06 ) als offenporiges Sintermaterial (06 ), insbesondere als Sintermetall, ausgebildet ist. - Leitelement nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mikroporöse Material (
06 ) als im wesentlichen selbsttragender Hohlkörper ausgeführt ist, welcher durch seine innere Begrenzungsfläche mindestens einen als Druckkammer (04 ) wirksamen Hohlraum (04 ) bildet. - Leitelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem porösen Material (
06 ) gebildete Hohlkörper eine Wandstärke von mindestens 2 mm aufweist. - Leitelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mikroporöse Material (
06 ) als Schicht (06 ) auf einem lasttragenden, aber zumindest bereichsweise fluiddurchlässigen Träger (07 ) ausgebildet ist. - Leitelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (
07 ) auf seiner der Schicht (06 ) zugewandten Seite mindestens eine mit der Schicht (06 ) verbundene Tragfläche sowie eine Vielzahl von Öffnungen (09 ) für die Zufuhr des Fluids in die Schicht (06 ) aufweist. - Leitelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (
06 ) im Bereich der Tragfläche eine Dicke kleiner als 1 mm, insbesondere von 0,05 mm bis 0,3 mm, aufweist. - Leitelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (
07 ) auf seiner mit der Schicht (06 ) zusammen wirkenden Breite und Länge jeweils eine Vielzahl, insbesondere nicht zusammenhängender, Durchführungen (08 ) aufweist. - Leitelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (
07 ) als Trägerrohr (07 ) mit einem Hohlprofil, insbesondere einem kreisringförmigem Profil, ausgebildet ist. - Leitelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Schicht (
06 ) tragende Wand (15 ) des Trägers (07 ) im Profil im wesentlichen eine dem Bahnlauf nachempfundene Krümmung aufweist. - Leitelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Schicht (
06 ) tragende Wand (15 ) des Trägers (07 ) als gekrümmte Wand (15 ) mit im wesentlichen kreissegmentförmigem Profil ausgebildet ist. - Leitelement nach Anspruch 12, 18 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandstärke des Trägers (
07 ) oder zumindest der die Schicht (06 ) tragenden Wand (15 ) größer als 3 mm, insbesondere größer 5 mm, ist. - Leitelement nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnungsgrad auf der nach außen gerichteten Oberfläche des porösen Materials (
06 ) zwischen 3 % und 30 %, bevorzugt zwischen 10 % und 25 %, liegt. - Leitelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser der Öffnungen (
03 ) kleiner oder gleich 300 μm, insbesondere zwischen 60 und 150 μm, ist. - Leitelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandstärke der Wand (
12 ) bei 0,2 bis 3,0 mm liegt. - Leitelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lochdichte, d. h. eine Anzahl von Öffnungen (
03 ) pro Flächeneinheit, für die mit den Mikroöffnungen (03 ) versehene Fläche mindestens 0,2 / mm2 beträgt. - Leitelement nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass 1 – 20 Normkubikmeter Luft pro Stunde auf einen Quadratmeter der die Öffnungen (
03 ) aufweisenden Mantelfläche austreten. - Leitelement nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass 2 – 15, insbesondere 3 – 7 Normkubikmeter Luft pro Stunde auf einen Quadratmeter der die Öffnungen (
03 ) aufweisenden Mantelfläche austreten. - Leitelement nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material (
06 ) von Innen mit mindestens 1 bar Überdruck beaufschlagt ist. - Leitelement nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material (
06 ) von Innen mit mehr als 4 bar, insbesondere mit 5 bis 7 bar, Überdruck mit dem Fluid beaufschlagt ist. - Leitelement nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuleitung zur Zuführung des Fluids zum Leitelement (
01 ) eine Innenquerschnitt kleiner 100 mm2, insbesondere zwischen 10 und 60 mm2, aufweist. - Leitelement nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Leitelements (
01 ) 60 – 100 mm beträgt. - Leitelement nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (
01 ) eine Länge größer 1.200 mm aufweist. - Leitelement nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das unter Druck stehende Fluid als Druckluft ausgeführt ist.
- Leitelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Mikroöffnungen (
03 ) tragende Teil des Leitelementes (01 ) als lösbarer Einsatz (14 ) an einem Träger (16 ) ausgeführt ist. - Leitelement nach Anspruch 1 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Mikrobohrungen (
11 ) tragender Bereich der Wand (12 ) bzw. der Einsatz (14 ) im Profil im wesentlichen eine dem Bahnlauf nachempfundene Krümmung aufweist. - Leitelement nach Anspruch 1 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Mikrobohrungen (
11 ) tragender Bereich der Wand (12 ) des Trägers (07 ) bzw. der Einsatz (14 ) als gekrümmte Wand (15 ) mit im wesentlichen kreissegmentförmigem Profil ausgebildet ist. - Leitelement nach Anspruch 5, 18 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilkreiswinkel (γ) des Segmentes zu 10° bis 45°, insbesondere zwischen 15° bis 35° gewählt ist.
- Leitelement nach Anspruch 5, 18 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite (b01) des Leitelements (
01 ) im Bereich des Segments bei 30 bis 150 mm, insbesondere bei 50 bis 110 mm, liegt. - Leitelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von mindestens zwei Druckeinheiten (
05 ) in einer ersten Betriebsweise eine erste Druckeinheit (05 ) die Bahn (02 ) bedruckend angestellt ist, während die Bahn (02 ) durch eine zweite Druckeinheit (05 ) berührungslos durchgeführt ist, und in einer zweiten Betriebsweise die erste Druckeinheit (05 ) abgestellt und von der Bahn (02 ) berührungslos durchlaufen ist während die zweite angestellt ist und die Bahn (02 ) bedruckt. - Leitelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn (
02 ) durch fünf Druckeinheiten (05 ) geführt ist, wobei in einer ersten Betriebsweise die Bahn (02 ) über das Leitelement (01 ) durch eine der fünf Druckeinheiten (05 ) berührungslos durchgeführt ist, während die übrigen vier Druckeinheiten (05 ) die Bahn (02 ) vierfarbig bedruckend angestellt sind, und in der zweiten Betriebsweise die zuvor berührungslos durchlaufene Druckeinheit (05 ) im Druckbetrieb angestellt ist, während eine der vier zuvor druckenden Druckeinheiten (05 ) berührungslos durchlaufen sind. - Leitelement nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die beiden wahlweise berührungslos zu durchlaufenden Druckeinheiten (
05 ) jeweils im Einlauf- und Auslaufbereich ihres Druckspaltes (10 ) das Leitelemente (01 ) aufweisen.
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