Elektrostatische Druckhilfe

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatische Druckhilfe.

[0002] Elektrostatische Druckhilfen kommen in der Drucktechnik beim Rotationsdruck, insbesondere beim Rotations-Tiefdruck, zum Einsatz. Beim Rotationsdruck wird der Bedruckstoff (z.B. Papier, Karton oder Kunststofffolie) mit hoher Geschwindigkeit zwischen einer Druckwalze und einem Presseur hindurchgeführt. Besonders hohe Geschwindigkeiten werden beim Illustrationsdruck erreicht. Der Druckzylinder nimmt in Näpfchen an seiner Oberfläche Farbe aus einer Farbwanne mit. Der Überschuss wird abgerakelt. Zur möglichst weitgehenden Übertragung der Farbe aus den Näpfchen des an Masse anliegenden Druckzylinders auf das Druckmaterial wird einer begrenzt leitfähigen Schicht - nachfolgend auch als "Halbleiterschicht" bezeichnet - am Umfang des Presseurs eine Hochspannung zugeführt. Hierdurch bildet sich zwischen der Halbleiterschicht und dem Druckzylinder ein elektrisches Feld aus, das auf die Farbe in den Näpfchen eine Kraft ausübt, die den Übergang der Farbe auf das Druckmaterial intensiviert und die Druckqualität steigert.

[0003] Für das Aufbringen der Hochspannung auf die Halbleiterschicht des Presseurs sind verschiedene Lösungen bekannt. Beim Zuführen der Ladung auf die Oberfläche bzw. "Toploading" wird über Nadelelektroden berührungslos Ladung auf die Oberfläche des Presseurs aufgebracht. Herkömmlich weist ein Presseur für Toploading von innen nach außen einen Metallkern, eine elektrisch isolierende Schicht, ggfs. eine elektrisch hochleitende Schicht und außen die Halbleiterschicht auf. Die elektrische Ladung wird der Halbleiterschicht am Umfang des Presseurs zugeführt. Die hochleitende Schicht bewirkt eine Verteilung der elektrischen Ladung in Axialrichtung des Presseurs. Falls keine hochleitende Schicht vorhanden ist, kann die Verteilung der Ladung auch durch eine Nadelelektrode bewirkt werden, die sich über die gesamte axiale Länge des Presseurs erstreckt. Die isolierende Schicht verhindert den Abfluss der Ladung nach Masse. Sie hat einen elektrischen Widerstand von etwa einem bis zu mehreren Gigaohm, so dass aufgebrachte Ladung nicht ungehindert abfließt, jedoch allmählich abfließen kann, wenn der Presseur nicht beladen wird.

[0004] Aus der EP 1 640 160 A1 ist eine Nadelelektrode für das Toploading mit mindestens einem Strömungskanal mit einer auf den Abschnitt mindestens einer Nadel ausgerichteten Ausströmöffnung bekannt, die mit einer Druckgasquelle verbindbar ist. Die Luft- bzw. Gasströmung verhindert, dass sich Schmutz auf den Nadeln der Nadelelektrode ablagert, wodurch der Aufwand für Wartung und Reparatur reduziert wird.

[0005] Beim direkten Zuführen der Ladung zum Kern des Presseurs ("Direct-Charge") ist der metallische Kern des Presseurs isoliert gelagert und am Umfang mit der Halbleiterschicht versehen. Die elektrische Ladung wird der Halbleiterschicht über den Kern zugeführt. Bekannt ist, dem Kern die elektrische Spannung über Elektroden oder Bürstenschleifkontakte zuzuführen. Die US 4,697,514 beschreibt einen Presseur einer isolierend gelagerten Welle, der elektrische Ladung über Schleifkontakte zugeführt wird. Die US 4,966,555 beschreibt einen Presseur mit elektrisch isolierend gelagerter Achse, auf der ein hohlzylindrischer Kern drehbar gelagert ist. Dem Kern wird die elektrische Ladung über Schleifkontakte zugeführt, die einen Flansch am Ende des Hohlzylinders kontaktieren.

[0006] Aus der EP 0 566 463 B1 ist ein mit einer isolierend gelagerten Achse versehender Presseur bekannt, der einen begrenzt leitfähigen Belag über einem Stahlmantel aufweist. Dem Belag wird die elektrische Ladung über die Achse, ein Kugellager zwischen Achse und Stahlmantel und den Stahlmantel zugeführt. Ferner ist aus dieser Druckschrift ein Presseur mit einer Welle und einem begrenzt leitfähigen Belag über einem Stahlmantel bekannt, dem die elektrische Ladung über ein an der Stirnseite der Welle angeordnetes Kugellager, die Welle und den Stahlmantel zugeführt wird.

[0007] Die direkte Ladungszufuhr über Elektroden, Bürsten und Kugellager wird durch Verschmutzung und Abnutzung beeinträchtigt.

[0008] Aus der EP 1 780 011 A2 ist bekannt, dem Kern des Presseurs die Ladung über ein Fluidübertragungssystem zuzuführen, das eine mit dem Kern verbundene Rotorelektrode und eine dazu konzentrische Statorelektrode sowie ein elektrisch leitfähiges Fluid in einem Hohlraum zwischen Rotorelektrode und Statorelektrode umfasst. Durch Anlegen der Spannungsversorgung an die Statorelektrode ist es möglich, elektrische Ladung über das elektrisch leitfähige Fluid auf die Rotorelektrode und von dieser auf den elektrisch leitfähigen Bereich des Zylinders zu übertragen. Die Übertragung über das elektrisch leitfähige Fluid ist praktisch abnutzungsfrei.

[0009] Bekannt für Toploading und Direct Charge sind Presseure mit einer elastisch aufweitbaren Manschette bzw. einem "Sleeve", der auf den Kern bzw. "Sleeve-Dom" aufgebracht wird und die Halbleiterschicht umfasst. Ein Sleeve für Toploading weist z.B. eine Trägerhülse aus isolierendem, glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) auf, auf dem eine Schicht aus halbleitendem Gummi aufgebracht ist. Ein Sleeve für Direct Charge weist z.B. eine Trägerhülse bzw. "Sleeve-Hülse" aus glasfaserverstärktem Kunststoff auf, die durch eingebettete, elektrisch leitfähige Partikel bzw. mindestens einen integrierten, elektrisch leitfähigen Ring zumindest abschnittsweise von der Innenseite zur Außenseite leitfähig ist. Auf der Trägerhülse ist eine Schicht aus halbleitendem Gummi aufgebracht. Der Presseur kann mit einem auf die Breite des jeweils zu bedruckenden Bedruckstoffes angepasstem Sleeve bestückt werden. Der Sleeve kann ausgewechselt bzw. nachbearbeitet werden, wenn die halbleitende Schicht abgenutzt ist. Ferner kann beim Toploading der Sleeve durch einen Sicherheits-Sleeve ersetzt werden, falls nicht mit einer elektrostatischen Druckhilfe gearbeitet werden soll. Der Sicherheits-Sleeve ist von der Innenseite zur Außenseite leitend, so dass die Ladung über den Sicherheits-Sleeve und den Kern zur Masse abfließen kann. Sicherheits-Sleeves werden insbesondere beim Bedrucken von Kunststofffolien eingesetzt. Dabei ist eine Unterstützung durch eine elektrostatische Druckhilfe lediglich für das Aufdrucken spezieller Farben erforderlich. Bei anderen Farben wird keine elektrostatische Druckhilfe benötigt und zur Vermeidung einer Aufladung des Presseurs durch das Folienmaterial mittels des Sicherheits-Sleeves ein Abfluss der Ladung zur Masse gewährleistet. Anderenfalls könnte es beim Drucken lösungsmittelhaltiger Farben zu Spannungsüberschlägen bzw. Funkenbildung und Brand kommen. Spannungsüberschläge können insbesondere durch Verschmutzung gefördert werden, die den Widerstand zwischen voneinander isolierten Bereichen reduziert.

[0010] Der Aufwand für die Ausrüstung und den Betrieb von Druckmaschinen mit elektrostatischen Druckhilfen, die Sleeves für verschiedene Bahnbreiten, ggfs. für Toploading und Direct Charge, ggfs. mit Sicherheits-Sleeves umfassen, ist hoch. Für den Austausch von Sleeves gegen Sicherheits-Sleeves und umgekehrt müssen Stillstandszeiten in Kauf genommen werden. Dadurch, dass Presseure für das Toploading nicht elektrisch isolierend im Maschinenrahmen gelagert sind und Presseure für Direct Charge isolierend im Maschinenrahmen gelagert sind, unterscheiden sich Topload- und Direct Charge-Systeme grundlegend. Eine Umrüstung eines Topload-Systems auf ein Direct Charge-System und umgekehrt ist nicht ohne Weiteres möglich.

[0011] Die US 5,937,750 beschreibt einen "Stencil Printer" bzw. "Schablonendrucker", wobei es sich um eine rotierend arbeitende Sicbdruckvorrichtung handelt. Einer Drucktrommel wird von innen Farbe über ein Farbrohr zugeführt, die über ein Farbrollenwerk auf dem Innenumfang der Drucktrommel verteilt wird. Die Drucktrommel umfasst einen Zylinder, der Poren hat und eine äußere Faserschicht, durch die Farbe nach außen austreten kann. Das Bild eines Dokuments wird auf ein Fasersubstrat übertragen und daraus wird ein Master hergestellt, der um den Zylinder gewickelt wird. Ein Papier wird in den Spalt zwischen Trommel und einer Andruckrolle eingeführt, wenn der Bildbereich des Masters beim Drehen der Trommel den Spalt erreicht. Zu diesem Zeitpunkt wird das Papier mittels der Andruckrolle gegen die Trommel gepresst und eine hohe elektrische Spannung mittels einer Spannungsquelle an die Andruckrolle angedrückt. Der Druck der Andruckrolle und das elektrische Feld wirken zusammen, um die Tinte durch die Poren des Zylinders, die durchlässige Faserschicht und den Master hindurch auf das Papier zu übertragen. Mittels des elektrischen Feldes zwischen Andruckrolle und Drucktrommel wird die Bilddichte des Siebdrucks gesteuert. Hierfür wird beim Bedrucken eines Papiers die Andruckrolle jeweils mit einer hohen Spannung elektrisch aufgeladen und nach dem Bedrucken eines Papiers die Druckrolle jeweils entladen. Die Andruckrolle ist an der Außenseite jeweils dauerhaft mit einer elektrisch isolierenden Schicht oder einer elektrisch halbleitenden Schicht verbunden.

[0012] Davon ausgehend legt die Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrostatische Druckhilfe herzustellen, die das Ableiten elektrischer Ladung vom Presseur erleichtert, wenn sie nicht zum Zuführen elektrischer Ladung zum Presseur genutzt wird. Die elektrostatische Druckhilfe soll sowohl mit einer Ladungszuführung durch Topload als auch mit einer Ladungszuführung durch Direct Charge arbeiten können.

[0013] Die Aufgabe wird eine durch elektrostatische Druckhilfe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der elektrostatische Druckhilfe sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0014] Die erfindungsgemäße elektrostatische Druckhilfe in einer Rotations-Tiefdruckanlagc hat

• einen Presseur mit einem Kern aus einem elektrisch leitfähigen Material und einer elastischen und elektrisch halbleitenden Außenschicht,
• Mittel zum drehbaren Lagern, die den Presseur in einem Maschinenrahmen drehbar lagern,
• Mittel zum Isolieren, die die Mittel zum drehbaren Lagern bezüglich des Maschinenrahmens isolieren,
• eine ein- und ausschaltbare Hochspannungsversorgung,
• Mittel zum Zuführen von der Hochspannungsversorgung bereitgestellter Ladung auf den Presseur,
  dadurch gekennzeichnet dass
• die Außenschicht auf einer zumindest in einem Abschnitt von der Innenseite bis zur Außenseite elektrisch leitfähigen Sleeve-Hülse angeordnet ist und der Kern ein Sleeve-Dorn ist,
• Mittel zum Abführen elektrischer Ladung vom Presseur vorhanden sind,
• Mittel zum elektrischen Schalten vorhanden sind, deren Eingang elektrisch mit den Mitteln zum Abführen von Ladung vom Presseur und deren Ausgang elektrisch mit Masse verbunden ist, und

Mittel zum Steuern der Mittel zum Schalten von einer Öffnungsstellung, in der der Eingang keine Verbindung mit dem Ausgang hat, in eine

• Schließstellung, in der der Eingang mit dem Ausgang verbunden ist und/oder umgekehrt, vorhanden sind.

[0015] Bei der erfindungsgemäßen elektrostatischen Druckhilfe ist der Presseur elektrisch isoliert gelagert. Dies gilt sowohl für einen Presseur mit einer Welle als auch für einen Presseur mit einer Achse. Auf dem - vorzugsweise starren - Kern aus elektrisch leitfähigem Material des Presseurs ist eine elektrisch halbleitende bzw. begrenzt leitende Außenschicht angeordnet, die nachfolgend auch als "Halbleiterschicht" bezeichnet wird. Der Presseur ist sowohl für Toploading als auch für Direct Charge verwendbar, da er elektrisch isolierend gelagert ist und der Übergang der Ladung vom Kern zur Außenschicht nicht durch eine elektrisch isolierende Schicht behindert wird. Unabhängig von der Art der Hochspannungszuführ kann derselbe Presseur verwendet werden. Bei eingeschalteter Hochspannungsversorgung wird bei beiden Verwendungsarten der Außenschicht elektrische Ladung zugeführt, um den Farbübergang auf den Bedruckstoff zu unterstützen. Wenn die elektrische Hochspannungsversorgung ausgeschaltet ist, kann durch Steuern der Mittel zum Schalten der Kern des Presseurs elektrisch mit Masse verbunden werden, sodass unerwünschte Ladung von der Außenschicht nach Masse abfließt. Eine unerwünschte Funkenbildung kann insbesondere beim Bedrucken von Substraten aus Kunststoff vermieden werden. Das Entzündungsrisiko wird hierdurch stark reduziert.

[0016] Ferner kann durch elektrisches Verbinden des Kerns mit Masse sichergestellt werden, dass vor und während Wartungs- und Montagearbeiten der Presseur sicher entladen wird. Zudem ist es möglich, den Presseur in einer Einrichtphase zu entladen, wenn der Synchronlauf der verschiedenen Druckwerke eingestellt wird, ohne dass die elektrostatische Druckhilfe eingeschaltet ist.

[0017] Beim Toploading werden keine Sicherheits-Sleeves mehr benötigt, da die Ableitung unerwünschter Ladung allein durch Steuern der Mittel zum Schalten erfolgt.

[0018] Die Presseure sind sowohl für Toploading als auch für Direct Charge geeignet. Die Lagerung des Presseurs im Maschinenrahmen ist unabhängig von der Art der Hochspannungszufuhr. Der Druckmaschinenhersteller kann die Konstruktionen der Druckmaschinen und der Presseure vereinheitlichen bzw. standardisieren. Die Kosten für Produktion, Lagerhaltung und Betrieb können gesenkt werden.

[0019] Die Presseure können mit einer dauerhaft aufgebrachten Außenschicht versehen werden. Die Außenschicht ist auf einer Sleeve-Hülse angeordnet und der Kern ist ein Sleeve-Dorn. Der Aufwand für den Sleeve kann reduziert werden, da die isolierende Schicht entfällt. Infolgedessen kann die halbleitende Schicht des Sleeves dicker ausgeführt werden, sodass der Sleeve häufiger nachgearbeitet werden kann und eine längere Lebensdauer als herkömmliche Sleeves aufweist. Die Sleeve-Hülse ist zumindest in einem Abschnitt von der Innenseite bis zur Außenseite elektrisch leitfähig. Hierfür kann die Sleeve-Hülse zumindest teilweise aus elektrisch leitfähigem Material bestehen bzw. aus einem Material (z.B. GFK), in das elektrisch leitfähige Partikel (z.B. Graphit-, Ruß-, Eisen- oder Kohlefaserteilchen) eingebettet sind oder kann in die Sleeve-Hülse mindestens ein elektrisch leitfähiger Ring integriert sein.

[0020] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weisen die Mittel zum drehbaren Lagern eine drehfest mit dem Kern verbundene Welle und die Welle bezüglich des Maschinengehäuses drehbar lagernde Drehlager auf. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Mittel zum Isolieren zwischen Lageraufnahmen im Maschinenrahmen und in die Lageraufnahmen eingesetzten Drehlagern, die eine Welle des Presseurs lagern, angeordnet. Es ist aber auch möglich, die Mittel zum Isolieren zwischen der Welle und den Drehlagern anzuordnen. Ferner ist es möglich, den Presseur mit einer Welle aus elektrisch isolierendem Material auszurüsten, die Mittel zum Isolieren bildet.

[0021] Gemäß einer anderen Ausgestaltung weisen die Mittel zum drehbaren Lagern eine Achse und den Kern auf der Achse drehbar lagernde Drehlager auf. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Mittel zum Isolieren zwischen Lageraufnahmen im Maschinenrahmen und Abschnitten der Achse, auf der über Drehlager der Kern gelagert ist, angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung können die Mittel zum Zuführen und/oder Abführen elektrischer Ladung elektrische Anschlüsse an der feststehenden Achse sein. Die Mittel zum Isolieren können aber auch zwischen den Drehlagern und der Achse oder zwischen dem Kern und den Drehlagern angeordnet sein. Ferner kann die Achse aus einem elektrisch isolierendem Material hergestellt sein. Bei den letztgenannten Ausgestaltungen können die Mittel zum Zuführen und/oder Abführen elektrischer Ladung eine Aufladeelektrode und/oder ein seitlich am Kern angeordnetes Fluidübertragungssystem und/oder elektrischer Schleifkontakt und/oder elektrischer Bürstenkontakt sein.

[0022] Gemäß einer Ausgestaltung umfassen die Mittel zum Isolieren zylindrische Lagerschalen aus einem isolierenden Material. Die Lagerschalen können einteilig oder geteilt ausgeführt sein.

[0023] Die Mittel zum Zuführen elektrischer Ladung auf dem Presseur können verschieden ausgeführt sein. Gemäß einer Ausgestaltung weisen sie mindestens eine Aufladeelektrode und/oder Fluidübertragungssystem und/oder elektrischen Schleifkontakt und/oder elektrischen Bürstenkontakt und/oder elektrischen Anschluss an einem äußeren Lagerteil eines Drehlagers zum Lagern einer Welle des Presseurs oder an einer Achse des Presseurs auf. Sämtliche geeigneten Mittel zum Zuführen elektrischer Ladung sind einbezogen. Insbesondere die eingangs in der Beschreibung zum Stand der Technik erwähnten Mittel zum Zuführen einer elektrischen Ladung können im Rahmen der Erfindung zum Einsatz kommen. Vorzugsweise kommt ein Fluidübertragungssystem zum Einsatz.

[0024] Gemäß einer Ausgestaltung weisen die Mittel zum Abführen elektrischer Ladung vom Presseur mindestens ein Fluidübertragungssystem und/oder elektrischen Schleifkontakt und/oder elektrischen Bürstenkontakt und/oder elektrischen Anschluss an einem äußeren Lagerteil eines Drehlagers zum Lagern einer Welle des Presseurs oder an einer Achse des Presseurs auf. Sämtliche geeigneten Mittel zum Abführen elektrischer Ladung sind einbezogen. Insbesondere die in der Einleitung zum Stand der Technik erwähnten Mittel zum Zuführen einer elektrischen Ladung können als Mittel zum Abführen einer elektrischen Ladung erfindungsgemäß zum Einsatz kommen. Vorzugsweise kommt ein Fluidübertragungssystem zum Einsatz.

[0025] Die Mittel zum Zuführen und zum Abführen elektrischer Ladung können dieselben Mittel sein.

[0026] Gemäß einer Ausgestaltung sind die Mittel zum elektrischen Schalten in das Gehäuse der Hochspannungsversorgung integriert oder in einem davon getrennten Gehäuse angeordnet. Die Integration in das Gehäuse der Hochspannungsversorgung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Mittel zum Zuführen der elektrischen Ladung zugleich die Mittel zum Abführen der elektrischen Ladung sind. Über dieselbe Verbindung mit dem Presseur kann dann die elektrische Ladung zugeführt und abgeführt werden. Die Mittel zum Schalten können insbesondere dann in einem von der Hochspannungsversorgung getrennten Gehäuse angeordnet sein, wenn die elektrostatische Druckhilfe durch Nachrüsten einer herkömmlichen elektrostatischen Druckhilfe hergestellt wird bzw. wenn ein Toploading-System mit Hochspannungsversorgung vorhanden ist. Eine Toploading-Elektrode kann nicht zum Abführen elektrischer Ladung vom Presseur genutzt werden.

[0027] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weisen die Mittel zum elektrischen Schalten ein Relais oder einen manuellen Schalter oder einen Halbleiterschalter auf, z.B. einen Thyristor.

[0028] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weisen die Mittel zum Steuern der Mittel zum Schalten eine Signalleitung auf, die mit der elektrischen Hochspannungsversorgung verbunden ist. Über die Signalleitung wird den Mitteln zum Steuern angezeigt, ob die elektrische Hochspannungsversorgung eingeschaltet oder ausgeschaltet ist und/oder welchen Betriebszustand die Druckmaschine hat, beispielsweise ob sie ausgeschaltet ist, im Einlaufbetrieb läuft oder im Druckbetrieb arbeitet. Je nach Schaltzustand können die Mittel zum Steuern die Mittel zum Schalten steuern. Bei ausgeschalteter Hochspannungsversorgung können sie den Kern des Presseurs mit Masse verbinden und bei eingeschalteter Hochspannungsversorgung davon trennen. Ist die Maschine ausgeschaltet oder läuft sie im Einlaufbetrieb, können sie den Kern mit Masse verbinden und den Kern von Masse trennen, wenn die Maschine im Druckbetrieb arbeitet.

[0029] Gemäß einer Ausgestaltung sind die Mittel zum Steuern der Mittel zum Schalten mit Mitteln zum Ermitteln der Drehgeschwindigkeit des Presseurs verbunden, die an die Mittel zum Steuern beim Überschreiten einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit ein Signal abgeben, das die Mittel zum Schalten schaltet. Diese Ausgestaltung ermöglicht insbesondere ein Verbinden des Kerns mit Masse, wenn die Druckmaschine im Einlaufbetrieb arbeitet und ein Trennen des Kerns von Masse während des Druckbetriebs der Druckmaschine.

[0030] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

eine elektrostatische Druckhilfe mit Presseur mit einer Welle und Direct Charge-Hochspannungszuführung sowie Hochspannungs- versorgung mit integrierten Mitteln zum Schalten in einer grob schematischen Ansicht;

Fig. 2

Presseur mit einer Welle Topload-Hochspannungszuführung und von der Hochspannungsversorgung getrennt untergebrachten Mitteln zum Schalten in einer grob schematischen Ansicht;

Fig. 3

Presseur mit einer Achse mit Direct Charge- Hochspannungszuführung und Hochspannungsversorgung mit integrierten Mitteln zum Schalten in einer grob schematischen Ansicht;

Fig. 4

Presseur mit einer Achse mit Topload-Hochspannungszuführung und Hochspannungsversorgung und davon getrennt untergebrachten Mitteln zum Schalten in einer grob schematischen Ansicht.

[0031] Bei der nachfolgenden Erläuterung verschiedener Ausführungsbeispiele sind übereinstimmende Bauteile mit denselben Bezugsziffern versehen. Bauteile mit übereinstimmender Bezeichnung, die unterschiedlich ausgeführt sind, sind mit derselben führenden Bezugsziffer, einem nachgestellten Punkt und einer darauffolgenden, speziellen Bezugsziffer bezeichnet.

[0032] Gemäß Fig. 1 weist ein Presseur 1.1 einen zylindrischen Kern 2.1 und eine drehbare Welle 3 auf, die mit Abschnitten 3.1, 3.2 von den beiden Stirnseiten des Kerns 2.1 vorsteht. Der Kern 2.1 einschließlich der Welle 3 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, z.B. aus einem Metall oder einer Metalllegierung.

[0033] Auf dem Umfang des Kerns 2.1 sitzt ein Sleeve 4. Der Sleeve 4 weist innen eine hohlzylindrische Sleeve-Hülse 5 aus elektrisch leitfähigem Material auf, das z.B. ein mit elektrisch leitenden Partikeln (Graphit-, Russ-, Kohlefaser etc.) leitfähig gemachter glasfaserverstärkter Kunststoff ist. Die Sleeve-Hülse 5 trägt außen eine Halbleiterschicht 6.1 aus elektrisch begrenzt leitfähigem und elastischem Material. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Gummi, das durch elektrisch leitfähige Teilchen (z.B. Graphit-, Russ-, Eisen- oder Kohlefaserteilchen) leitfähig gemacht ist.

[0034] Dieser Presseur 1.1 ist mit - nicht gezeigten - Druckluftkanälen versehen, sodass es durch Anlegen von Druckluft an den Presseur möglich ist, zwischen dem Kern 2.1 und der Sleeve-Hülse 5 ein Druckluftpolster aufzubauen, das es ermöglicht, den Sleeve 4 in Axialrichtung abzuziehen.

[0035] Die Abschnitte 3.1, 3.2 der Welle 3 sind auf Wälzlagern 7, 8 gelagert, die aus einem elektrisch leitfähigem Material bestehen. Hierbei handelt es sich z.B. um Kugellager. Die Wälzlager 7, 8 sind in hohlzylindrische Lagerschalen 9, 10 aus elektrisch isolierendem Material eingesetzt. Die Lagerschalen 9, 10 sind wiederum Lageraufnahmen 11, 12 eines Maschinenrahmens 13 eingesetzt.

[0036] Die elektrostatische Druckhilfe weist Mittel zum Zuführen und zum Abführen elektrischer Ladung 14 auf. Hierbei handelt es sich beispielsweise um ein Fluidübertragungssystem gemäß EP 1 780 011 A2.

[0037] Eine elektrische Hochspannungsversorgung bzw. Hochspannungsgenerator 15.1 ist über eine Verbindungsleitung 16.1 an die Mittel zum Zuführen und Abführen 14 elektrischer Ladung angeschlossen. Der elektrische Hochspannungsgenerator 15.1 enthält Mittel zum Schalten 17.1, die mit Masse 18 z.B. dem Maschinenrahmen 13 ("Maschinenmasse") verbunden sind.

[0038] Der Hochspannungsgenerator 15.1 ist über eine Steuerleitung 19.1 mit Mitteln 20 zum Steuern der Mittel 17.1 zum Schalten verbunden.

[0039] Die elektrostatische Druckhilfe wird innerhalb einer Rotationsdmekanlage folgendermaßen eingesetzt:

Falls auf den Presseur 1 elektrische Ladung übertragen werden soll, werden Mittel 20 zum Steuern der Hochspannungsgenerator 15.1 eingeschaltet und die Mittel zum Schalten 17.1 geöffnet. Infolgedessen wird über die Verbindungsleitung 16.1 eine elektrische Hochspannung an den Fluidübertrager 14 angelegt. Die elektrische Hochspannung gelangt über den Kern 2 und die elektrisch leitfähige Sleeve-Hülse 5 auf die Halbleiterschicht 6 und wirkt durch den Bedruckstoff zwischen Presseur 1 und Druckzylinder hindurch auf die Farbe in den Näpfchen des Druckzylinders ein.

[0040] Da die Wälzlager 7, 8 durch die Lagerschalen 9, 10 vom Maschinenrahmen 13 isoliert sind, kann die auf dem Presseur 1.1 aufgebrachte Hochspannung nicht zum Maschinenrahmen 13 abfließen.

[0041] Wenn keine Hochspannungszufuhr erforderlich ist, wird über die Mittel zum Steuern 20 der Hochspannungsgenerator 15.1 abgeschaltet, und die Mitteln zum Schalten 17.1 werden geschlossen. Infolgedessen wird der Fluidübertrager 14 mit Masse verbunden. Die elektrische Ladung kann vom Umfang der Halbleiterschicht 6 über die Sleeve-Hillse 5 und den Kern 2 sowie den Fluidübertrager 14 nach Masse 18 abfließen. Unerwünschte elektrische Entladungen werden vermieden.

[0042] Die Ausführung von Fig. 2 unterscheidet sich von der vorbeschriebenen dadurch, dass der Hochspannungsgenerator 15.2 über die Verbindungsleitung 16.2 mit einer Nadelelektrode 21 verbunden ist. Die Nadelelektrode 21 ist parallel zum Presseur 1.1 ausgerichtet und um einen kleinen Spalt von der Halbleiterschicht 6.1 beabstandet.

[0043] Ferner ist ein Mittel zum Schalten 17.2 in einem, vom Hochspannungsgenerator 15.2 getrennten Gehäuse untergebracht. Die Mittel zum Schalten 17.2 sind zum Abführen elektrischer Ladung über die Verbindungsleitung 16.1 an den Presseur 1.1 angeschlossen, wobei es sich z.B. um ein Fluidübertragungssystem handelt.

[0044] Wenn über den Presseur 1.1 Ladung auf einem Bedruckstoff aufgebracht werden soll, wird über die Mittel zum Steuern 20 und die Steuerleitung 19.1 der Hochspannungsgenerator 15.2 eingeschaltet. Von der Nadelelektrode 2.1 wird über den Luftspalt elektrische Ladung auf die Halbleiterschicht 6.1 übertragen. Da die Wälzlager 8 des Presseurs 1.2 durch die Lagerschalen 9, 10 vom Maschinenrahmen 12 isoliert sind, kann die aufgebrachte elektrische Ladung nicht nach Masse abfließen.

[0045] Die Mittel zum Schalten 17.2 haben einen hochohmigen Widerstand 22, über den der Presseur 1.1 permanent mit Masse 18 verbunden ist. Über diesen Widerstand 2.2 können überhöhte Spannungen abfließen und kann der Presseur 1.1 nach Ausschalten des Hochspannungsgenerators 15.2 allmählich entladen werden.

[0046] Zudem sind Mittel zu Steuern 20 über die Steuerleitung 19.2 direkt oder über den Hochspannungsgenerator 15 und die Steuerleitung 19.3 mit den Mitteln zum Schalten 17.2 verbunden. Sie steuern die Mittel zum Schalten 17.2 so, dass sie bei eingeschaltetem Hochspannungsgenerator 15.2 geöffnet und bei ausgeschaltetem Hochspannungsgenerator 15.2 geschlossen sind. Infolgedessen kann eine Ladung vom Umfang des Presseurs 1.1 bei ausgeschaltetem Hochspannungsgenerator 15.2 schnell nach Masse 18 abfließen.

[0047] Die Ausführung von Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführung von Fig. 1 zunächst dadurch, dass der Presseur 1.2 einen hohlzylindrischen Kern 2.2 aufweist, der über die Wälzlager 7, 8 auf einer feststehenden Achse 23 gelagert ist. Die Achse ist über isolierende Lagerschalen in Lageraufnahmen 11, 12 eines Maschinenrahmens 13 gelagert.

[0048] Der Kern 2.2 trägt am Außenumfang eine halbleitende Außenschicht 6.2. Sie sitzt im Beispiel direkt auf dem Umfang des Kerns 2.2. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine aufvulkanisierte Gummischicht handeln, die elektrisch leitfähige Partikel (z.B. Eisenteilchen, Graphitteilchen, Russtcilchen, Kohlefasern) enthält.

[0049] Der Hochspannungsgenerator 15.1 ist über die Verbindungsleitung 16.1 direkt elektrisch mit der Achse 23 aus elektrisch leitfähigem Material verbunden. Bei eingeschaltetem Hochspannungsgenerator 15.1 wird über die Achse 23 und die elektrisch leitfähigen Wälzlager 7, 8 sowie den Kern 2.2 elektrische Ladung auf die Halbleiterschicht 6.2 übertragen und gelangt von dort auf den Bedruckstoff im Spalt zwischen Presseur 1.2 und Druckzylinder. Durch die isolierende Lagerung der Achse 23 im Maschinenrahmen 13 wird verhindert, dass Ladung abfließt. Die Mittel zum Schalten 17.1 sind geöffnet, sodass die Hochspannung nicht über diese zur Masse abfließen kann.

[0050] Die Mittel zum Steuern 20 können über die Steuerleitung 19.1 den Hochspannungsgenerator 15.1 ausschalten und die Mittel zum Schalten 17.1 schließen, sodass die Achse 23 über diese mit Masse 18 verbunden ist. Infolgedessen kann Ladung vom Umfang des Presseurs 1.2 zur Achse 23 und von dort über die Verbindungsleitung 16.1 und die Mittel zum Schalten 17.1 zur Masse 16 abströmen.

[0051] Die Ausführung von Fig. 4 unterscheidet sich von der Ausführung von Fig. 2 dadurch, dass der Presseur 1.2 so ausgeführt ist, wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3. Ferner sind die Mittel zum Schalten 17.2 wie in Figur 3 über die Verbindungsleitung 16.1 direkt an die Achse 23 angeschlossen.

[0052] Über die Mittel zum Steuern 20 kann die Druckhilfe so geschaltet werden, dass der Hochspannungsgenerator 15.2 über die Nadelelektrode 21 Ladung der Halbleiterschicht 6.2 zuführt. Zugleich sind die Mittel zum Schalten 17.2 geöffnet, sodass lediglich über den Widerstand 22 Ladung abströmen kann. Ferner können die Mittel zum Schalten 20 den Hochspannungsgenerator 15.2 ausschalten und zugleich die Mittel zum Schalten 17.2 schließen, sodass die Verbindungsleitung 16.1 mit Masse verbunden ist. Infolgedessen kann überschüssige Ladung vom Mantel des Presseurs 1.2 über den Kern 2.2, die Wälzlager 7, 8 und die Achse 23 nach Masse abströmen.

Ansprüche

1. Elektrostatische Druckhilfe in einer Rotations-Tiefdruckanlage mit

- einem Presseur (1) mit einem Kern (2) aus einem elektrisch leitfähigen Material und einer elastischen und elektrisch halbleitenden Außenschicht (6),

- Mitteln zum drehbaren Lagern (7, 8), die den Presseur (1) in einem Maschinenrahmen (13) drehbar lagern,

- Mitteln zum Isolieren (9, 10), die die Mittel zum drehbaren Lagern (7, 8) bezüglich des Maschinenrahmens (13) isolieren,

- einer ein- und ausschaltbaren Hochspannungsversorgung (15),

- Mitteln zum Zuführen von der Hochspannungsversorgung (15) bereitgestellter Ladung auf den Presseur (1),

- Mittel zum Abführen elektrischer Ladung vom Presseur (1),

- dadurch gekennzeichnet, dass

- die Außenschicht (6) auf einer zumindest in einem Abschnitt von der Innenseite bis zur Außenseite elektrisch leitfähigen Sleeve-Hülse (5) angeordnet ist und der Kern (2) ein Sleeve-Dorn ist,

- Mittel zum elektrischen Schalten (17) vorhanden sind, deren Eingang elektrisch mit den Mitteln zum Abführen von Ladung (14) vom Presseur (1) und deren Ausgang elektrische mit Masse (18) verbunden ist, und

- Mitteln zum Steuern (20) der Mittel zum Schalten (17) von einer Öffnungsstellung, in der der Eingang keine Verbindung mit dem Ausgang hat, in eine Schließstellung, in der der Eingang mit dem Ausgang verbunden ist oder umgekehrt, vorhanden sind.

2. Elektrostatische Druckhilfe nach Anspruch 1, bei der die Mittel zum drehbaren Lagern eine drehfest mit dem Kern (2) verbundene Welle (3) und die Welle (3) bezüglich des Maschinengehäuses (13) drehbar lagernde Drehlager (7, 8) aufweisen.

3. Elektrostatische Druckhilfe nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Mittel zum drehbaren Lagern (7, 8) eine Achse (23) und den Kern (2) auf der Achse (23) drehbar lagernde Drehlager (7, 8) aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Mittel zum Isolieren (9, 10) zwischen Lageraufnahmen (11, 12) im Maschinenrahmen (13) und in die Lageraufnahmen (11, 12) eingesetzten Drehlagern (7, 8), die eine Welle (3) des Presseurs (1) lagern, oder Abschnitten einer Achse (23), auf der über Drehlager (7, 8) der Kern (2) gelagert ist, angeordnet sind.

5. Elektrostatische Druckhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Mittel zum Isolieren (9, 10) zylindrische Lagerschalen aus einem elektrisch isolierenden Material umfassen.

6. Elektrostatische Druckhilfe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der die Drehlager (7, 8) Wälzlager sind.

7. Elektrostatische Druckhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Mittel zum Zuführen elektrischer Ladung (14) auf den Presseur mindestens ein/e/n Aufladeelektrode und/oder Fluidübcrtragungssystem und/oder elektrischen Schleifkontakt und/oder elektrischem Bürstenkontakt und/oder elektrischen Anschluss an einem äußeren Lagerteil eines Drehlagers (7, 8) zum Lagern einer Welle (3) des Presseurs oder an einer Achse (22) des Presseurs (1) umfasst.

8. Elektrostatische Druckhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Mittel zum Abführen (14) elektrischer Ladung vom Presseur mindestens ein/ein Fluidübertragungssystem und/oder elektrischen Schleifkontakt und/oder elektrischen Bürstenkontakt und/oder elektrischen Anschluss an einem äußeren Lagerteil eines Drehlagers (7, 8) zum Lagern einer Welle (3) des Presseurs (1) oder an einer Achse (23) des Presseurs (1), aufweist.

9. Elektrostatische Druckhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Mittel zum elektrischen Schalten (17) in das Gehäuse der Hochspannungsvcrsorgung (15) integriert oder in einem von diesem getrennten Gehäuse angeordnet sind.

10. Elektrostatische Druckhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Mittel zum elektrischen Schalten (17) ein Relais oder ein manueller Schalter oder ein Halbleiterschalter aufweisen.

11. Elektrostatische Druckhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Mittel zum Steuern der Mittel zum Schalten (17) eine Signalleitung aufweisen, die mit der elektrischen Hochspannungsversorgung (15) verbunden ist.

12. Elektrostatische Druckhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die Mittel zum Steuern der Mittel zum Schalten (17) mit Mitteln zum Ermitteln der Drehgeschwindigkeit des Presseurs verbunden sind, die an die Mittel zum Steuern beim Überschreiten einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit ein Signal abgeben, das die Mittel zum Schalten schaltet.

Claims

1. An electrostatic printing aid in a rotogravure printing press comprising:

- an impression roller (1) with a core (2) consisting of an electrically conductive material and an elastic and electrically semiconducting outer layer (6),

- rotatably bearing means (7, 8) that rotatably bear the impression roller (1) in a machine frame (13),

- means for insulating (9, 10) that insulate the rotatably bearing means (7, 8) from the machine frame (13),

- a high-voltage supply (15) that can be turned on and off,

- means for supplying a charge from the high-voltage supply (15) to the impression roller (1),

- means to discharge an electrical charge from the impression roller (1),

characterized in that

- the outer layer (6) is arranged on a sleeve sheath (5) that is electrically conductive at least in a section from the inside to the outside, and the core (2) is a sleeve arbor,

- electrical switching means (17) are available, the input of which is electrically connected to the means for discharging a charge (14) from the impression roller (1), and the output of which it is electrically connected to the ground (18), and

- means are available to control (20) the switching means (17) from an open position in which the input is not connected to the output into a closed position in which the input is connected to the output, or vice versa.

2. The electrostatic printing aid according to claim 1, wherein the rotatably bearing means has a shaft (3) that is rotatably connected to the core (2), and the shaft (3) has pivot bearings (7, 8) that are rotatably mounted with reference to the machine housing (13).

3. The electrostatic printing aid according to claim 1 or 2, wherein the rotatably bearing means (7, 8) have an axle (23), and the core (2) has rotatably bearing pivot bearings (7, 8) on the axle (23).

4. A device according to claim 2 and 3, wherein the insulating means (9, 10) are arranged between bearing seats (11, 12) in the machine frame (13) and pivot bearings (7, 8) that are inserted in the bearing seats (11, 12) and bear a shaft (3) of the impression roller (1) or sections of an axle (23) on which the core (2) is mounted by means of pivot bearings (7, 8).

5. The electrostatic printing aid according to one of claims 1 to 4, wherein the insulating means (9, 10) comprise cylindrical bearing shells consisting of an electrically insulating material.

6. The electrostatic printing aid according to one of claims 2 to 5, wherein the pivot bearings (7, 8) are roller bearings.

7. The electrostatic printing aid according to one of claims 1 to 6, wherein the means for supplying an electrical charge (14) to the impression roller comprise at least one charging electrode, and/or fluid transmission system, and/or electrical sliding contact, and/or electrical brush contact, and/or electrical connection to an outside bearing part of a pivot bearing (7, 8) to bear a shaft (3) of the impression roller (1), or to an axle (22) of the impression roller (1).

8. The electrostatic printing aid according to one of claims 1 to 7, wherein the means for discharging (14) an electrical charge from the impression roller has a least one fluid transmission system, and/or electrical sliding contact, and/or electrical brush contact, and/or electrical connection to an outside bearing part of the pivot bearing (7, 8) to bear a shaft (3) of the impression roller (1), or to an axle (22) of the impression roller (1).

9. The electrostatic printing aid according to one of claims 1 to 8, wherein the electrical switching means (17) are integrated in the housing of the high-voltage supply (15) or are arranged in a housing separate therefrom.

10. The electrostatic printing aid according to one of claims 1 to 9, wherein the electrical switching means (17) have a relay, or a manual switch, or a semiconductor switch.

11. The electrostatic printing aid according to one of claims 1 to 10, wherein the means for controlling the switching means (17) have a signal line that is connected to the electrical high-voltage supply (15).

12. The electrostatic printing aid according to one of claims 1 to 11, wherein the means to control the switching means (17) are connected to means for determining the rotary speed of the impression roller which transmit a signal to the means for controlling when a set rotary speed is exceeded which switches the switching means.

Revendications

1. Elément auxiliaire d'impression électrostatique dans une installation d'héliogravure rotative, avec

- un presseur (1) avec un noyau (2) en matériau électriquement conducteur et une couche extérieure (6) élastique et électriquement semi-conductrice,

- des moyens de mise sur palier (7, 8) rotative qui supportent en rotation le presseur (1) dans un châssis de machine (13),

- des moyens d'isolation (9, 10) qui isolent les moyens de mise sur palier (7, 8) rotative par rapport au châssis de machine (13),

- une alimentation haute tension (15) pouvant être mise en et hors circuit,

- des moyens d'acheminement de la charge fournie par l'alimentation haute tension (15) et appliquée au presseur (1),

- des moyens d'évacuation de la charge électrique hors du presseur (1),

- caractérisé en ce que

- la couche extérieure (6) est disposée sur une douille-sleeve (5) électriquement conductrice au moins dans un tronçon allant du côté intérieur jusqu'au côté extérieur, et en ce que le noyau (2) est un mandrin-sleeve,

- en ce qu'il existe des moyens de commutation électrique (17) dont l'entrée est électriquement raccordée aux moyens d'évacuation de la charge (14) hors du presseur (1) et dont la sortie est raccordée électriquement à la masse (18), et

- en ce qu'il existe des moyens de commande (20) pour la commutation (17) à partir d'une position d'ouverture dans laquelle l'entrée n'a pas de raccordement à la sortie vers une position de fermeture dans laquelle l'entrée est raccordée à la sortie ou inversement.

2. Elément auxiliaire d'impression électrostatique selon la revendication 1, dans lequel les moyens de mise sur palier rotative présentent des paliers rotatifs (7, 8) supportant en rotation un arbre (3) raccordé de façon bloquée au noyau (2) et l'arbre (3) par rapport au carter de machine (13).

3. Elément auxiliaire d'impression électrostatique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens de mise sur palier (7, 8) rotative présentent des paliers rotatifs (7, 8) supportant en rotation un axe (23) et le noyau (2) sur l'axe (23).

4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, dans lequel les moyens d'isolation (9, 10) sont disposés entre des logements de palier (11, 12) dans le châssis de machine (13) et des paliers rotatifs (7, 8) insérés dans les logements de palier (11, 12) qui supportent un arbre (3) du presseur (1), ou des tronçons d'un axe (23) sur lequel le noyau (2) est supporté sur des paliers rotatifs (7, 8).

5. Elément auxiliaire d'impression électrostatique selon une des revendications 1 à 4, dans lequel les moyens d'isolation (9, 10) comprennent des coussinets de palier cylindriques en matériau électriquement conducteur.

6. Elément auxiliaire d'impression électrostatique selon une des revendications 2 à 5, dans lequel les paliers rotatifs (7, 8) sont des paliers à roulement.

7. Elément auxiliaire d'impression électrostatique selon une des revendications 1 à 6, dans lequel les moyens d'acheminement de la charge électrique (14) sur le presseur comprennent au moins une électrode de charge et/ou un système de transmission fluidique et/ou un contact glissant électrique et/ou un contact à balais électrique et/ou un raccordement électrique sur une partie de palier extérieure d'un palier rotatif (7, 8) pour la mise sur palier d'un arbre (3) du presseur ou sur un axe (22) du presseur (1).

8. Elément auxiliaire d'impression électrostatique selon une des revendications 1 à 7, dans lequel les moyens d'évacuation (14) de la charge électrique hors du presseur présentent au moins un système de transmission fluidique et/ou un contact glissant électrique et/ou un contact à balais électrique et/ou un raccordement électrique sur une partie de palier extérieure d'un palier rotatif (7, 8) pour la mise sur palier d'un arbre (3) du presseur ou sur un axe (22) du presseur (1).

9. Elément auxiliaire d'impression électrostatique selon une des revendications 1 à 8, dans lequel les moyens de commutation électrique (17) sont intégrés dans le carter de l'alimentation haute tension (15) ou dans un carter séparé de celui-ci.

10. Elément auxiliaire d'impression électrostatique selon une des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens de commutation électrique (17) présentent un relais ou un commutateur manuel ou un commutateur à semi-conducteur.

11. Elément auxiliaire d'impression électrostatique selon une des revendications 1 à 10, dans lequel les moyens de commande des moyens de commutation (17) présentent une ligne de signalisation qui est raccordée à l'alimentation haute tension (15).

12. Elément auxiliaire d'impression électrostatique selon une des revendications 1 à 11, dans lequel les moyens de commande des moyens de commutation (17) sont raccordés à des moyens de détermination de la vitesse de rotation du presseur qui, en cas de dépassement d'une vitesse de rotation prédéfinie, délivrent aux moyens de commande un signal qui commute les moyens de commutation.

Zeichnung