DE102008009156A1

DE102008009156A1 - Anordnung zum Ableiten elektrostatischer Ladungen von einem Bedruckstoff

Info

Publication number: DE102008009156A1
Application number: DE102008009156A
Authority: DE
Inventors: Detlev Berlingen; Bernhard Falk; Johann Schunn; Steffen Siegemund
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2007-02-23
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2028-02-15
Also published as: DE102008009156B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ableiten elektrostatischer Ladungen von einem Bedruckstoff. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu entwickeln, die eine verbesserte Entladungswirkung bei hohen Fördergeschwindigkeiten des Bedruckstoffes ermöglicht. Die Erfindung besteht darin, dass bei einer Anordnung zum Ableiten elektrostatischer Ladungen von einem Bedruckstoff, mit einem Förderer (15, 16) zum relativen Bewegen des Bedruckstoffes (3) zu einer Entladungsvorrichtung (26), wobei die Entladungsvorrichtung (26) auf Erdpotential (30) liegenden Elektroden (29) aufweist, deren freie Enden dem Bedruckstoff (3) zugewandt liegen, die Elektroden (29) berührend am Bedruckstoff (3) anliegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ableiten elektrostatischer Ladungen von einem Bedruckstoff nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Fördern durch eine drucktechnische Anlage können sich Bogen durch Kontakt und Reibung mit elektrisch neutralen Materialien elektrostatisch aufladen. Die Bogen können dadurch auf ein Potential > 10000 Volt aufgeladen werden. Die damit verbundenen elektrostatischen Kräfte sind störend beim Fördern und Oberflächenbehandeln der Bogen. Z. B. können die Bogen an einem Bogenentroller einer Druckmaschine so stark aufgeladen werden, dass ein nachfolgender Puderauftrag verschlechtert wird.
Aufgeladene Bogen können elektrostatisch neutralisiert werden, indem zusätzliche Ladungen zugeführt werden. In der DE 10 2005 032 601 A1 ist eine Bogenleiteinrichtung einer Druckmaschine gezeigt, bei der am Rand eines Leitbleches ein Ionensprühstab angeordnet ist. Diese aktive Entladungsanordnung ist verschmutzungsanfällig und beseitigt die Ladungen eines Bogens nicht zuverlässig.
Es sind weiterhin aus der DE 43 06 734 A1 passive Entladungsanordnungen bekannt, bei denen mit geerdeten Borsten die Oberfläche eines Bedruckstoffes kontaktiert wird. Die Borsten kontaktieren den Bogen punktuell, wobei die Haltbarkeit durch Abrieb gemindert ist.
Die DE 195 36 248 A1 zeigt eine passive Entladungsanordnung bei der quer zur Förderrichtung eines Aufzeichnungsträgers entlang einer Geraden Elektroden vorgesehen sind. Die Elektroden sind kammartig aus einer dünnen Kupferschicht einer Leiterplatte erzeugt und liegen auf Erdpotential. Zum Vermeiden von Verschleiß wird der Aufzeichnungsträger in einem Abstand an den Elektroden vorbeigeführt. Eine Berührung des Aufzeichnungsträgers mit den Elektroden ist nicht beabsichtigt. In Förderrichtung des Aufzeichnungsträgers gesehen besitzen die Elektroden nur eine geringe Tiefe, so dass bei hohen Fördergeschwindigkeiten die Zeit nicht ausreichend ist, die Ladungen wie gewünscht abzuleiten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zum Ableiten elektrostatischer Ladungen von einem Bedruckstoff zu entwickeln, die eine verbesserte Entladungswirkung bei hohen Fördergeschwindigkeiten des Bedruckstoffes ermöglicht.
Die Aufgabe wird mit einer Anordnung gelöst, welche die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung besteht die Anordnung zum Ableiten elektrostatischer Ladungen aus auf Erdpotential liegenden Elektroden, die berührend an einem Bedruckstoff anliegen. In Wechselwirkung mit den Ladungen entstehen zwischen den Elektroden und dem Bedruckstoff inhomogene elektrische Felder. Bei Kontakt der Elektroden mit dem Bedruckstoff fließen die Ladungen gegen das Erdpotential ab. Damit kann eine elektrostatische Aufladung bereits bei ihrer Entstehung gemindert oder vermieden werden. Die Anordnung der Elektroden ist in Bewegungsrichtung des Bedruckstoffes so gewählt, dass jede Elektrode einen linienförmigen oder punktförmigen Kontakt zur Oberfläche des Bedruckstoffes hat. Dadurch ist die Entladung der Oberfläche des Bedruckstoffes besonders effektiv, so dass hohe Fördergeschwindigkeiten für den Bedruckstoff möglich sind.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft am Auslauf eines Bogenentrollers einer Bogendruckmaschine anwendbar. Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt es, Bogen geringer Dicke auf einen Stapel zu fördern, ohne dass störende elektrostatische Ladungen dazu führen, dass ein Bogen von einer gewünschten Bahn abweicht und sich Druckfarbe im Stapel auf benachbarten Bogen ablegt.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden, es zeigen:
1: eine Entladungsanordnung im Ausleger einer Bogendruckmaschine,
2: ein Bogenentroller mit integrierten kammförmigen Elektroden,
3: ein Bogenentroller mit integrierten kammförmigen Elektroden und Isolierstoff zwischen den Elektroden,
4: ein Bogenentroller mit scheibenförmigen Elektroden auf einer Welle,
5: ein Bogenentroller mit angerauter Auslauffläche,
6: ein Bogenentroller mit nachgelagerten kammförmigen Elektroden,
7: ein Bogenentroller mit Bogenführungswalze und kammförmigen Elektroden an der Ausgangsseite,
8: ein Bogenentroller mit scheibenförmigen Elektroden und kammförmigen Elektroden an der Ausgangsseite und
9: ein Bogenentroller mit elektrisch isolierter Bogenführungswalze und kammförmigen Elektroden an der Ausgangsseite.
1 zeigt ein Lackwerk 1 einer Bogendruckmaschine, dem ein Ausleger 2 nachgeordnet ist. Zum Zuführen von Bogen 3 zum Lackwerk 1 sind Transporttrommeln 4, 5 vorgesehen. Im Spalt zwischen einem Druckzylinder 6 und einem Lackzylinder 7 erhalten die Bogen 3 eine Lackierung. Der Lackzylinder 7 wird mittels Lackauftragswalzen 8.1, 8.2 mit Lack 9 benetzt. Die Transporttrommeln 4, 5 und der Druckzylinder 6 enthalten Greifersysteme 10–13 zum Halten eines Bogens 3 am vorderen Bogenrand. Die fertig lackierten Bogen 3 werden mittels des Auslegers 2 auf einen Stapel 14 gefördert. Der Ausleger 2 enthält ein Kettengreifersystem mit an Ketten 15 befestigten Greifersystemen 16.1-16.8. Die Ketten 15 sind über Umlenkkettenräder 17, 18 gelegt. Weiterhin enthält der Ausleger 2 Bogenführungsbleche 19, 20, eine Bogenbremse 21 und einen Anschlag 22.
Die Transporttrommeln 4, 5, der Druckzylinder 6 und die Kettenräder 17, 18 laufen synchron in Richtung der Pfeile 23 um. Im Lackwerk 1 und im Bereich der Kettenräder 17 werden die Bogen 3 auf kreisförmigen Bahnen gefördert, so dass die Bogen 3 eine Neigung zum Einrollen erhalten. Um die Bogen 3 zu glätten, ist am Auslauf der Kettenräder 17 ein Bogenentroller 24 vorgesehen. Dem Bogenentroller 24 folgt in Förderrichtung 25 des Bogens 3 eine Entladungsvorrichtung 26. Der Bogenentroller 24 erstreckt sich quer zur Förderrichtung 25 über die gesamte Breite eines Bogens 3. Dem Bogen 3 zugewandt ist am Bogenentroller 24 eine V-förmige Furche 27 ausgebildet, die Saugluftöffnungen aufweist. Die Saugluftöffnungen stehen mit einer Saugluftquelle 28 in Verbindung. Die Entladungsvorrichtung 26 enthält Elektroden 29, die mit einer Erdungsklemme 30 verbunden sind.
2 zeigt eine mögliche Ausführungsform, bei der ein Bogenentroller 24 und eine Entladungsvorrichtung 26 baulich vereinigt sind. Durch Ausfräsungen in der auslaufenden Flanke des Bogenentrollers 24 sind kammförmige Elektroden 29 gebildet, die mit der Entladungsklemme 30 verbunden sind. Die Elektroden 29 liegen in Förderrichtung 25.
Bei einer Variante nach 3 sind der auslaufenden Flanke 31 eines Bogenentrollers 24 schmale kammförmige Elektroden 29 in Förderrichtung 25 nachgeordnet. Die Zwischenräume zwischen den Elektroden 29 sind mit einem Isolierwerkstoff 32 aufgefüllt. Die Elektroden 29 und der Isolierstoff 32 liegen in einer Ebene, die die von der auslaufenden Flanke 31 vorgegebene Führungsebene für einen Bogen 3 fortsetzt. Der Isolierstoff 32 ist tragfähig. Beim Entlanggleiten des Bogens 3 über die Elektroden 29 werden Ladungen abgeleitet, wobei die Elektroden 29 keine Spuren am Bogen 3 hinterlassen.
4 zeigt einen Bogenentroller 24, bei dem eine Furche 27 zwischen einer Einlaufflanke 33 und scheibenförmigen Elektroden 29 gebildet ist. Die Elektroden 29 sind drehfest auf einer Welle 34 angeordnet. Auf einem Wellenzapfen ist eine Zahnrad 35 befestigt, welches Bestandteil eines Zahnrädergetriebes ist. Zwischen den Elektroden 29 ist ein tragender Isolierstoff 32 eingebracht, so dass die Elektroden 29 und der Isolierstoff 32 in einer zylindermantelförmigen Ebene liegen. Mittels des Zahnrades 6 wird die Welle 34 in Richtung des Pfeiles 36 so angetrieben, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Elektroden 29 der Fördergeschwindigkeit eines Bogens 3 entspricht. Die Oberfläche eines Bogens 3 kontaktiert die Elektroden 29 in einem Drehwinkelbereich, der ausreichend groß ist, um Ladungen zuverlässig abzuleiten. Durch die Drehbewegung der Elektroden 29 ergibt sich keine Relativbewegung zur Bogenoberfläche, so dass die Elektroden 29 keine Spuren am Bogen 3 hinterlassen. Die Welle 34 kann auch durch den Bogen 3 direkt angetrieben werden, dabei würde ein geringer Schlupf auftreten.
Wie in 5 gezeigt, ist die auslaufende Flanke 31 eines Bogenentrollers 24 mit einer rauen Oberfläche ausgebildet. Die raue Oberfläche bildet mikrofeine Erhebungen 37 aus einem elektrisch leitenden Material. Die Erhebungen 37 bilden auf Erdpotential liegende Entladungselektroden. Die raue Oberfläche kann porös sein, wobei im Inneren des Bogenentrollers 24 ein Saugkanal 38 mit Saugluftanschluß 39 besteht.
Bei einer Variante nach 6 sind kammförmige Elektroden 29 an einem geerdeten Tragkörper 40 angeordnet. Die Elektroden 29 sind abgesetzt von einem Bogenentroller 24 angeordnet. Die Elektroden 29 liegen gleichabständig in einer Ebene, die eine Erweiterung der Ebene darstellt, die von der Auslaufflanke des Bogenentroller 24 vorgegeben ist.
Ein Bogenentroller 24 nach 7 enthält eine Bogenführungswalze 41 aus einem elektrisch leitenden Material. Zwischen der Bogenführungswalze 41 und einer Einlaufflanke 33 ist eine Furche 27 ausgebildet, die mit einer Saugluftquelle evakuiert werden kann. Ausgangsseitig des Bogenentrollers 24 sind an einem geerdeten Tragkörper 42 Elektroden 29 ausgebildet, deren Kontaktflächen annähernd tangential zur Bogenführungswalze 41 liegen. Durch den Kontakt mit der Bogenführungswalze 41 wird ein Teil der Ladung an einem Bogen 3 abgeleitet. Nach dem Verlassen der Elektroden 29 sind auch Restladungen beseitigt.
Eine Variante nach 8 umfasst in einem Bogenentroller 24 erste scheibenförmige Elektroden 29.1, die drehfest an einer Welle 34 angeordnet sind. Auf der Welle 34 sitzt ein Zahnrad 35 eines Zahnrädergetriebes. Weiterhin enthält der Bogenentroller 24 zweite kammförmige Elektroden 29.2, die den ersten Elektroden 29.1 nachgeordnet sind. Beim Glätten eines Bogens 3 laufen die Elektroden 29.1 in Richtung des Pfeiles 36 um. Die Elektroden 29.1, 29.2 sind geerdet, wobei der Zwischenraum zwischen den Elektroden 29.1 mit einem Isolierstoff 32 aufgefüllt ist. Bei dieser Variante wird ein Bogen 3 zweifach mittels inhomogenen Feldern entladen, die von den Elektroden 29.1, 29.2 ausgehen.
Bei einem in 9 dargestellten Bogenentroller 24 ist im Auslauf eine Bogenführungswalze 43 aus einem elektrisch isolierenden Material angeordnet. Der Walze 43 folgt eine Anordnung mit kammförmigen Elektroden 29, die auf Erdpotential 30 liegen. Beim Glätten eines Bogens 3 rotiert die Walze 43 in Richtung des Pfeiles 36. Die triboelektrischen Eigenschaften der Walze 43 sind so auf das Material der Bogen 3 eingestellt, dass die Aufladung beim Glätten gemindert ist. Beim Fördern von Papierbogen 3 ist eine Walze 43 mit Teflonoberfläche besonders geeignet. Die in Förderrichtung 25 nach der Walze 43 noch vorhandenen Ladungen werden durch den Kontakt mit den Elektroden 29 abgeleitet.
10 zeigt eine weitere Transportwalze 43, die vorteilhaft in einer Glätteinrichtung 24 im Ausleger 2 einer Druckmaschine verwendet werden kann. Die Walze 43 besteht aus einem metallischen Walzenkörper 44, an dem Lagerzapfen 45, 46 ausgebildet sind. Der Walzenkörper 44 liegt auf Erdpotential 30. Auf dem Walzenkörper 44 befindet sich eine tragfähige Kunststoffschicht 47. In die elektrisch isolierende Kunststoffschicht 47 ist schraubenförmig eine Wicklung 48 aus einem elektrisch leitfähigen Kohlefasermaterial eingebettet. Die Wicklung 48 ragt in die Tragfläche 49 der Kunststoffschicht, so das ein elektrischer Kontakt zwischen der Wicklung 48 und einem über die Tragfläche 49 geförderten Bogen 3 besteht. Die Walze 43 rotiert um eine Achse 50 des Walzenkörpers 44, so dass die Umlaufgeschwindigkeit der Tragfläche 49 der Fördergeschwindigkeit des Bogens 3 entspricht. An den Seiten der Walze 43 ist die Wicklung 48 mit Leitungen 51, 52 und/oder in direktem Kontakt elektrisch mit dem Walzenkörper 44 verbunden. Die am Bogen 3 vorhandenen Ladungen werden über die Wicklung 48 und den Walzenkörper 44 in die Erde 30 abgeleitet.
Die Ausführung nach 10 kann an Stelle der Wicklung 48 mit elektrisch leitenden Ringen realisiert sein, welche auf Erdpotential 30 liegen. Die Ringe können parallel auf Abstand gesetzt sein und koaxial zur Achse 50 liegen. Beim Fördern eines Bogens 3 berühren die Ringe die Bogenoberfläche und leiten unerwünschte Ladungen ab.
Bei einer weiteren Ausführung kann eine Transportwalze einer Glätteinrichtung 24 im Ausleger 2 einer Druckmaschine mit Elektroden (29) aus bürstenförmig an einem geerdeten Walzenkörper (44) radial angeordneten elektrisch leitenden Drahtstücken ausgestattet sein. Die Freiräume zwischen den Drahtborsten sind dann mit einem isolierenden Werkstoff aufgefüllt. Der isolierende Werkstoff und die Enden der Drahtborsten bilden eine einen Bogen 3 tragende Zylindermantelfläche. Durch den Kontakt der Enden der Drahtborsten mit der Bogenoberfläche werden unerwünschte Ladungen abgeleitet.

1: Lackwerk
2: Ausleger
3: Bogen
4, 5: Transporttrommel
6: Druckzylinder
7: Lackzylinder
8: Lackauftragswalze
9: Lack
11–13: Greifersystem
14: Stapel
15: Kette
16: Greifersystem
17, 18: Umlenkkettenrad
19, 20: Bogenführungsblech
21: Bogenbremse
22: Anschlag
23: Pfeil
24: Bogenentroller
25: Förderrichtung
26: Entladungsvorrichtung
27: Furche
28: Saugluftquelle
29: Elektrode
30: Erdungsklemme
31: Flanke
32: Isolierstoff
33: Einlaufflanke
34: Welle
35: Zahnrad
36: Pfeil
37: Erhebung
38: Saugkanal
39: Saugluftanschluß
40: Tragkörper
41: Bogenführungswalze
42: Tragkörper
43: Transportwalze
44: Walzenkörper
45, 46: LagerzapfenBogenführungswalze
47: Kunststoffschicht
48: Wicklung
49: Tragfläche
50: Achse
51, 52: Leitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005032601 A1 [0003]
- DE 4306734 A1 [0004]
- DE 19536248 A1 [0005]

Claims

Anordnung zum Ableiten elektrostatischer Ladungen von einem Bedruckstoff, mit einem Förderer (15, 16) zum relativen Bewegen des Bedruckstoffes (3) zu einer Entladungsvorrichtung (26), wobei die Entladungsvorrichtung (26) auf Erdpotential (30) liegenden Elektroden (29) aufweist, deren freie Enden dem Bedruckstoff (3) zugewandt liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (29) berührend am Bedruckstoff (3) anliegen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass lamellenförmige Elektroden (29) vorgesehen sind, die in Förderrichtung (25) angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (29) feststehende Kontaktflächen aufweisen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (29) als kreisförmige Scheiben ausgebildet und um eine Achse drehbar gelagert sind, wobei die Achse quer zur Förderrichtung (25) des Bedruckstoffes (3) liegt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Elektroden (29) quer zur Förderrichtung (25) über die Bedruckstoffbreite gleichmäßig verteilt liegen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zwischenräumen zwischen den Elektroden (29) ein elektrisch isolierendes Material (32) eingebracht ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (29) ungleichmäßig verteilt in einer Kontaktfläche liegen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Gruppen von Elektroden (29.1, 29.2) in Förderichtung (25) nacheinander angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (29) baulich mit einer Glätteinrichtung (24) für den Bedruckstoff (3) vereinigt sind.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (29) ausgangsseitig der Glätteinrichtung (24) angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Glätteinrichtung (24) eine elektrisch leitfähige Transportwalze (41) enthält, der lamellenförmige Elektroden (29) nachgeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportwalze (41) Elektroden (29.1) enthält, die in Umlaufrichtung (36) in der tragenden Mantelfläche liegen.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Glätteinrichtung (24) eine elektrisch isolierte Transportwalze (43) enthält, der lamellenförmige Elektroden (29) nachgeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (29) drahtförmig ausgebildet und um eine Achse (50) drehbar gelagert sind, wobei die Achse (30) quer zur Förderrichtung (25) des Bedruckstoffes (3) liegt.
Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (29) aus mindestens einem elektrisch leitenden Draht (48) gebildet sind, der jeweils schraubenförmig um die Achse (50) eines Walzenkörpers (44) gewickelt und mit dem geerdeten Walzenkörper (44) elektrisch leitend verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (29) aus bürstenförmig an einem geerdeten Walzenkörper (44) radial angeordneten elektrisch leitenden Drahtstücken gebildet sind.