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Die Erfindung betrifft eine . Einrichtung zum Führen eines Blattes
an einem Zylinder insbesondere einer Rotationsdruckmaschine mit in einem Abstand
von dem Zylinder angeordneten elektrostatischen Blattniederhaltvorrichtungen, von
denen jede zur Erzeugung eines gegen den Zylinder zu verlaufenden elektrischen Feldes
ein mit einer gleichgerichteten Hochspannungsquelle verbundenes, elektrisch leitfähiges
Rohr aufweist, das von einem Isoliergehäuse umschlossen ist, welches auf den Zylinder
zu gerichtete Öffnungen aufweist, in die von dem elektrisch leitfähigen Rohr abstehende
Ionisierungsnadeln ragen.
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Aus der USA.-Patentschrift 3174 748 ist bereits eine derartige Einrichtung
bekannt. Durch die bekannte Einrichtung wird ein elektrisches Feld zwischen dem
zu führenden Blatt und der Oberfläche des Zylinders erzeugt, wodurch sich das Blatt
besser an den Zylinder anlegt.
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Weiter sind aus der deutschen Patentschrift 864 653 und aus der deutschen
Auslegeschrift 1140 423 Einrichtungen bekannt, durch welche ein Bogen mittels
Druckluft gegen einen Zylinder gepreßt wird.
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Es hat sich jedoch herausgestellt, daß keine dieser bekannten Einrichtungen
geeignet ist, sowohl sehr dicke als auch ganz dünne Bogen oder Blätter gleichmäßig
und insbesondere dünne Blätter ohne Runzelbildung an eine gekrümmte Oberfläche anzulegen.
Insbesondere ist mit keiner der bekannten Einrichtungen eine feine Anpassung an
jede Papierstärke möglich. Beispielsweise ist für dicke Kartons ein so großer Energieaufwand
erforderlich, daß dieser in keinem Verhältnis zu der erzielten Wirkung mehr steht.
Die elektrostatischen oder Drucklufteinrichtungen müssen in diesem Fall so leistungsfähig
sein und so große Abmessungen besitzen, daß die Energie- und Platzverhältnisse stark
beeinträchtigt würden. Darüber hinaus ist es auch mit leistungsstärksten derartigen
Einrichtungen bei dickeren Kartons praktisch unmöglich, ein vollständiges Anliegen
derselben an der gekrümmten Oberfläche zu erreichen.
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Andererseits sind sehr leistungsstarke elektrostatische oder Drucklufteinrichtungen
für die Behandlung von sehr dünnen Blättern ungeeignet, da ein zu starkes Andrücken
des Blattes an die gekrümmte Oberfläche leicht Falten und Runzeln in demselben hervorruft.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die bekannten
Einrichtungen derart zu verbessern, daß sie gleich gut für die Führung von dicken
Kartons wie von sehr dünnen Blättern geeignet sind. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe
dadurch gelöst, daß Druckluft mittels Öffnungen des Isoliergehäuses so gegen den
Zylinder lenkbar ist, daß sie in Bewegungsrichtung des Blattes vor dem elektrischen
Feld auf das Blatt auftrifft.
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Die Kombination von elektrostatischen Vorrichtungen mit Druckluftvorrichtungen
gemäß der Erfindung ergibt nicht einfach die Summe der Wirkungen der beiden getrennten
Vorrichtungen, sondern es ist mit dieser Kombination tatsächlich eine Führung von
sehr dicken und sehr dünnen Bogen oder Blättern in einwandfreier Weise möglich.
Durch das Auftreffen der Druckluft wird beispielsweise bei der Behandlung von sehr
dicken Bogen, wie Pappe oder Karton, der Bogen durch die Luft näher an die gekrümmte
Oberfläche, beispielsweise einen sich drehenden Druckzylinder, bewegt. Wenn sich
der Bogen aber der Oberfläche nähert, wird die durch das elektrostatische Feld auf
denselben ausgeübte Kraft nicht linear, sondern exponentiell größer, da sich die
Wirkung der darauf befindlichen elektrostatischen Ladungen mit dem Abstand zwischen
Bogen und geerdeter Oberfläche nicht linear verändert. Der tatsächlich erforderliche
Leistungsaufwand ist daher wesentlich geringer als bei Verwendung einer elektrostatischen
Aufladung oder eines Druckluftstrahls jeweils allein, abgesehen davon, daß es bei
sehr starken Kartons mit einem der beiden Mittel praktisch unmöglich ist, ein vollständiges
Anlegen des Kartons an die gekrümmte Oberfläche zu erzielen. Bei Verwendung von
Druckluft allein ist es darüber hinaus außerordentlich schwierig, eine wirklich
feine Steuerung der Bewegung des Bogens zu erzielen.
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Andererseits ist es bei der Führung von sehr dünnen Blättern nunmehr
einwandfrei möglich, jedes Blatt mit einer nicht allzu großen elektrostatischen
Kraft an die Oberfläche zu ziehen und andererseits ein Runzeln durch die auf das
Blatt auftreffende Luft mit Sicherheit zu verhindern.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Einrichtung nach der Erfindung
besteht darin, daß die elektrostatischen Vorrichtungen und die Druckluft getrennt
steuerbar sowie einzeln oder gemeinsam anwendbar sind. So können beispielsweise
bei dicken Kartons ein sehr starkes elektrisches Feld und sehr starke Luftstrahlen
erzeugt werden, während bei sehr dünnen Blättern ein minimales elektrisches Feld
und verhältnismäßig starke Luftstrahlen erzeugt werden können. In Sonderfällen ist
es sogar möglich, eine der beiden Vorrichtungsarten ganz abzuschalten und nur mit
elektrostatischer Aufladung oder mit Druckluft zu arbeiten, was in diesen Sonderfällen
vorteilhaft sein kann.
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Gemäß der Erfindung wird bevorzugt, daß die Ebenen der Öffnungen,
welche die Ionisierungsnadeln umschließen, und die der Öffnungen für die Druckluft
einen Winkel von etwa 45° einschließen. Durch ein solches Divergieren der beiden
auf den Bogen oder das Blatt gerichteten Kräfte wird ein besonders vorteilhaftes
Anliegen desselben erzielt. Insbesondere ist dabei die Strömungsrichtung der Druckluft
der Blattbewegungsrichtung entgegengesetzt.
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Vorteilhafterweise fluchten die Druckluftöffnungen im Isoliergehäuse
mit Druckluftöffnungen in dem elektrisch leitfähigen Rohr.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert.
Es zeigt F i g.1 eine teilweise schematische Ansicht der Vorrichtung nach der Erfindung
an einer Druckpresse, F i g. 2 einen Querschnitt der elektrostatischen Vorrichtung
gemäß der Erfindung, F i g. 3 eine Schnittansicht etwa entlang der Linie 3-3 der
F i g. 2 und F i g. 4 eine vereinfachte schematische Steuerschaltung für die in
F i g. 1 gezeigte Niederhaltvorrichtung.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in Verbindung mit einer Flachdruckmaschine
mit einer Andruckstelle gezeigt, die durch einen Druckzylinder 10 und einen
Drucktuchzylinder 11, z. B. Gummituchzylinder,
gebildet ist. Das
zu bedruckende Blatt wird dem Druckzylinder 10 durch einen Zuführ- oder Anlegezylinder
13 zugeführt, und sein vorderer Rand wird von Greifern am Druckzylinder erfaßt,
die das Blatt mit dem Druckzylinder in und durch die Andruckstelle bewegen. Nachdem
die Vorderkante des Blattes durch die Andruckstelle gelaufen ist, wird sie an einen
Zylinder 14 abgegeben, der als weiterer Übergabezylinder gezeigt ist und das Blatt
einem nachfolgenden Druckwalzenpaar zuführt, wenngleich er eine Abgabewalze sein
kann.
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Das Blatt wird durch eine oder mehrere elektrostatische Niederhaltvorrichtungen
eng an die Oberfläche des Druckzylinders 10 angelegt. In der Zeichnung sind
zwei solche Niederhaltvorrichtungen 15,15' dargestellt. Die Niederhaltvorrichtung
15 ist unmittelbar über der Andruckstelle angeordnet, die durch den Drucktuchzylinder
11 und den Druckzylinder gebildet wird, während die Niederhaltvorrichtung 15' vor
der Vorrichtung 15 neben der übergabestelle zwischen dem Zylinder 13 und dem Druckzylinder
10 vorgesehen ist. Eine Niederhaltvorrichtung 15" kann ferner neben der Übergabestelle
zwischen dem Druckzylinder 10 und dem übergabezylinder 14 angeordnet sein.
Die Niederhaltvorrichtungen sind im bevorzugten Ausführungsbeispiel einander gleich,
und es wird daher nur eine beschrieben.
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Wie in F i g. 2 gezeigt, weist die Blattniederhaltvorrichtung vorzugsweise
ein langes rohrförmiges elektrisch leitfähiges Teil 20 auf, das innerhalb eines
rohrförmigen Isoliergehäuses 21 untergebracht ist. Der Außendurchmesser des leitfähigen
Teiles 20 ist kleiner als der Innendurchmesser des Isoliergehäuses 21, wodurch ein
ringförmiger Raum 22 zwischen der Innenwand des Gehäuses 21 und dem Teil 20 gebildet
wird. Das leitfähige Teil 20 wird von Endeinsätzen 24, 25 aus Isoliermaterial
in dem Gehäuse 21 getragen und steht über den Einsatz 24 mit einem Schlauch oder
einer Leitung 26 in Verbindung, die dem Innenraum des leitfähigen Teiles Druckluft
zuführt. Bei der bevorzugten Ausführung bestehen das Gehäuse 21 und die Endeinsätze
24, 25 aus Kunststoff, z. B. Polyvinylchlorid, das frei von Lufteinschlüssen
ist und gleichmäßig feine leitfähige Teilchen, z. B. Ruß, enthält. Der Ruß kann
etwa 20 Gewichtsprozent des Materials ausmachen.
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Eine Reihe von Ionisierungsnadeln 28 ist in dem leitfähigen Teil 20
befestigt und über dessen Länge im Abstand angeordnet. Sie erstrecken sich radial
nach außen. Die Nadeln 28 liegen in einer gemeinsamen Ebene und enden kurz vor der
Innenwand des Gehäuses 21, das eine Reihe von Öffnungen 30, jeweils gegenüber einer
jeden Nadel 28, aufweist, um die Nadeln freizulegen. Die Niederhaltvorrichtung
ist in der Druckpresse so befestigt, daß die Ionisierungsnadeln direkt gegen den
Druckzylinder 10
zeigen, um so zwischen der elektrostatischen Vorrichtung
und dem Zylinder ein elektrisches Feld zu erzeugen und das Blatt elektrostatisch
aufzuladen, damit sich dieses eng an den Druckzylinder anschmiegt. Das elektrische
Feld verläuft im wesentlichen senkrecht zu einer Ebene, die unmittelbar gegenüber
der Niederhaltvorrichtung mit dem Druckzylinder 10 tangiert.
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Das leitfähige Teil 20 ist durch einen Leitungsanschluß mit der einen
Seite einer gleichgerichteten Hochspannungsquelle verbunden, der durch den Endeinsatz
25 in die Stange 20 geführt ist, und der Zylinder 10 ist ebenso wie die andere
Seite der Hochspannungsquelle geerdet. Im Betrieb ionisieren die Nadeln 28 die Luft,
und das elektrische Feld zwischen den Nadeln 28 und dem Zylinder
10 treibt die aufgeladenen Teilchen gegen den geerdeten Druckzylinder, um
das Blatt elektrostatisch aufzuladen, damit dieses von der Oberfläche des Druckzylinders
angezogen wird.
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Die Niederhaltvorrichtung wird mit Druckluft versorgt, die durch den
Schlauch 26 dem Innenraum des leitfähigen Teiles 20 zugeführt wird; das leitfähige
Teil 20 weist eine Anzahl von Öffnungen 32 auf, die den Innenraum des hohlen Teiles
20 mit dem Ringraum 22 verbinden.
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Die Luft strömt aus den Öffnungen 32 in den Ringraum 22 und entweicht
aus dem Ringraum 22 durch Öffnungen 34 im Gehäuse 22. Die Öffnungen 34 sind im Abstand
über die Länge des rohrförmigen Gehäuses verteilt, und ihre Achsen verlaufen unter
einem Winkel von etwa 45° zur Ebene der Nadeln 28. Die Achsen der Öffnungen 34 erstrecken
sich von der Niederhaltvorrichtung 15 gegen das Blatt auf dem Zylinder
10 in einer Richtung, die entgegengesetzt zur Blattbewegungsrichtung verläuft.
Wie in F i g. 3 gezeigt ist, liegen die Achsen der Öffnungen 32 im leitfähigen Teil
20 in der gleichen Ebene wie die Öffnungen 34, und die Öffnungen 32, 34 fluchten
miteinander.
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Eine derartige Niederhaltvorrichtung ist zur Verwendung für einen
weiten Bereich von Blattmaterialien geeignet. Bei einem Druckvorgang kann eine Druckpresse
dazu verwendet werden, sehr leichte und schwache Blätter oder auch steifen oder
schweren Karton zu bedrucken, der sehr schwierig gegen die Oberfläche des Druckzylinders
zu halten ist. Bei leichtem Papier hat eine elektrostatische Niederhaltung das Bestreben,
das Papier zu zerknittern und zu falten, und das elektrische Feld wird vorzugsweise
verringert, und es wird ferner der Niederhaltvorrichtung etwas Luft zugeführt, wenn
solche Papiere bedruckt werden sollen. Die Luft wird dann aus der Vorrichtung heraus
in einer im allgemeinen tangentialen Richtung längs der Oberfläche des Zylinders
geleitet, jedoch in einer Richtung, die entgegengesetzt zur Förderrichtung verläuft.
Infolgedessen legt sich das leichte Blatt eng an den Druckzylinder ohne Faltenbildung
an. Für Materialien mit normalem Gewicht ist im allgemeinen nur die elektrostatische
Blattniederhaltung erforderlich. Bei vielen schweren Materialien, einschließlich
Karton, ermöglicht es jedoch die Kombination der Luftniederhaltung und der elektrostatischen
Blattniederhaltung, daß sich das sehr schwere Material an dem elektrisch geerdeten
Metalldruckzylinder eng anlegt. Da die Luft eine Kraft auf das schwere Material
ausübt, die sich zu derjenigen addiert, die von elektrostatischen Aufladungen erzeugt
wird, verbessert sie die Leistungsfähigkeit der Niederhaltvorrichtung auch dadurch,
daß sie eine elektrostatische Aufladung des Kartons bewirkt.
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F i g. 4 zeigt schematisch eine einfache Steuerschaltung für den Betrieb
der Niederhaltvorrichtung mit Luft oder auf elektrostatische Weise, oder für beides.
Es kann bei jeder Vorrichtung durch Betätigung eines Schalters 40 der elektrostatische
Effekt ab- und eingeschaltet werden, wobei der Schalter 40 das Teil 20 mit einer
gleichgerichteten Hochspannungsquelle verbindet, die, wie der metallische
Druckzylinder
10, geerdet ist, während die Luftzufuhr durch einen Schalter 41 gesteuert
werden kann, der ein elektromagnetisches Ventil 42 zum Ein- und Abschalten der Luft
betätigt. Die Schalter können so eingestellt werden, daß Entweder die elektrostatische
Niederhaltung oder die Luftniederhaltung oder beide eingeschaltet sind. Ein von
Hand betätigbares Ventil 44 ist vor dem Magnetventil 42 angeordnet und so einstellbar,
daß es den Druck der Luft und damit die Kraft der Luftströmung regelt. Ein Manometer
45, das den Luftdruck anzeigt, ist zwischen dem Ventil 42 und der Niederhaltvorrichtung
vorgesehen.
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Wie in F i g. 1 dargestellt ist, ist die elektrostatische Niederhaltvorrichtung
15', die der Vorrichtung 15 entspricht, an der Übergabestelle zwischen dem Zylinder
13 und dem Druckzylinder 10 angeordnet. Die Vorrichtung 15' ist so eingestellt,
daß die Luft aus den Öffnungen 32 der Vorrichtung tangential entlang den Zylindern
10 und 13 zu deren Berührungsstelle gelenkt wird. Wenn der Zylinder 13 ein übergabezylinder
für die Überführung eines Blattes von einer vorgeschalteten Druckeinheit zum Druckzylinder
10 ist, wird das Blatt erneut auf der Seite bedruckt, die dem Übergabezylinder 13
zugekehrt ist, und die Luft verhindert ein Aufheben oder Verrücken des Druckes auf
dem Blatt am übergabezylinder 11.
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In ähnlicher Weise kann die Vorrichtung 15" so ausgerichtet sein,
daß die aus den Öffnungen 32 ausströmende Luft im allgemeinen tangential gegen den
Zylinder 10 und zwischen dem Zylinder 10 und dem Übergabezylinder 14 gelenkt wird.
Die elektrostatische Niederhaltvorrichtung bewirkt in dieser Stellung, daß sich
das Blatt eng an die Oberfläche des Druckzylinders anlegt, wenn das Blatt die Druckstelle
verläßt und sich zur Übertragungsstelle zwischen dem Druckzylinder 10 und
dem Übergabezylinder 14
bewegt. Die Luft, die zwischen die neu bedruckte Oberfläche
des Blattes und den Übergabezylinder 14 gelenkt wird, verhindert ein Absetzen auf
dem Übergabezylinder 14 an der Abgabeseite der Druckstelle.