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Spannspindel
Die vorliegende Spannspindel ist allgemein dort verwendbar, wo Körper mit entsprechenden Bohrungen, vorwiegend aber rohrförmige Walzenkörper, vorübergehend auf Spindeln befestigt werden sollen.
Als Beispiel wird das Aufnehmen und Spannen von Druckwalzen auf Spindeln beschrieben, wie es im Gewebe-, Papier- und Foliendruck üblich ist. Die Vielfalt der Muster erfordert viele Druckwalzen, und man ist bzstrebt, diese möglichst billig zu halten. Dies erreicht man durch Trennung der gravierten Walzenmäntel von den Spindeln, an welchen sich die Lagerzapfen befinden. Für eine Druckmaschine genügen dann ein bis zwei Sätze der sogenannten Druckspindeln, auf denen die als Hohlzylinder ausgebildeten, gravierten Mäntel (in Fachkreisen Druckwalzen genannt), befestigt und beliebig oft ausgewechselt werden können.
Bisher wurden die Druckwalzen mit schwach konischer Bohrung ausgeführt und auf ebenfalls konisch gestaltete Druckspindeln mittels Spzzialpressen auf-und wieder abgeschoben. Weil die Konizitäten der Walzenbohrungen und der Druckspindeln, schon rein herstellungsmässig bedingt, fast immer Differenzen aufweisen, die Walzen aber während des Druckens keinesfalls locker werden dürfen, muss vorbeugend sehr stark aufgepresst werden.
Die Druckwalzen bestehen überwiegend aus Kupfer, die Druckspindeln aus Stahl. Bei starkem Aufpressen kommt es zu partiellen Überbeanspruchungen des Druckwalzenmaterials und an diesen Stellen zu Dauerverformungen. Walzen mit verformten und aufgeweiteten Bohrungen werden beim Wiederverwenden mit Papier ausgefüttert, das zu weiteren Deformationen führt, weil sich das Papier vorwiegend auf den Sitzstellen und nicht auf den lockeren Stellen, wo es verbleiben sollte, festsetzt. Hinzu kommt, dass die Wandstärke der Kupferwalze keine grosse Anstossfläche bietet und es dementsprechend beim Auf-, pressen zu Anstauchungen der Walzenenden kommt. Diese Anstauchungen sind beim Drucken sehr unangenehm, denn sie bewirken, dass zwischen Rakel und Walzenmantel ein Spalt bleibt, durch den beim Drucken ungewollt Farbe schlüpft und den Mitläufer vorzeitig verkrustet.
Dieser Übelstand stellt einen wesentlichen Unkostenfaktor in der Druckerei dar.
Das Kupfer neigt zum Einsetzen in die Unebenheiten der Druckspindel und dies ist der Grund, weshalb zum Abpressen einer Walze, welche eine Zeit lang auf der zugeordneten Spindel gesessen hat, ein Druck ausgeübt werden muss, der etwa doppzlt so hoch ist, wie der zum Aufschieben erforderliche. Dies führt unweigerlich zu Stauchungen und oft zum Verbiegen der Druckspindeln. Krumme Spindeln verursachen unrunden Lauf der Druckwalzen, wodurch das Druckbild verzerrt und ungleichmässig wird. Zu berücksichtigen ist auch, dass sich infolge des starken Aufpressens die im Bereich der Lager entstehende Wärme über die Druckspindel auf die Kupferwalze überträgt, so dass letztere, wenn sie nicht sehr fest auf der Druckspindel aufsitzt und rückfedem kann, locker wird, da der Ausdehnungskoeffizient von Kupfer fast doppelt so gross ist, wie der von Stahl.
Um diese Nachteile zu beheben, hat man den Druckspindeln schon durch Gewindemuttem verschiebbare Kegel zugeordnet, die mit einem Teil ihrer Erstreckung in die Bohrung der Druckwalze einfassen.
Eine derart gestaltete Verbindung zwischen Druckspindel und Druckwalze lässt sich bei Walzendruckmaschinen nur dann verwenden, wenn mit verhältnismässig geringen Drücken gearbeitet wird, die aber im Tiefdruckverfahren gewöhnlich nicht ausreichen.
Bei Aufspannvorrichtungen für Druckwalzen ist es auch bekannt, dafür zu sorgen, dass jede Vorrichtung mindestens zwei axial gegeneinander verspannbare Kegelstümpfe aufweist, die von einem einen Zylinder bildenden und den Zylindermantel tragenden, aus Sektoren bestehenden Spannkörper umschlossen sind, welcher beim Spannen der Kegelstümpfe seinen Durchmesser erweitert. Die Kegelstümpfe weisen eine axiale Bohrung auf, durch welche sich ein Spannorgan erstreckt. Der Nachteil einer solchen Aufspannvorrichtung besteht darin, dass die Sektoren nur auf einem Durchmesser einwandfrei rund spannen. Bei Abweichungen werden dünne Walzen verformt, was bei Druckwalzen unzulässig ist.
Der grosse Platzbedarf geht auf Kosten des Spindeldurchmessers und es treten infolge der erheblichen Biegespannungen beim Drucken Kriecherscheinungen zwischen der Walze und den Spannsegmenten auf, so dass sich diese bekannten Vorrichtungen nicht bewährt haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannspindel zu schaffen, die die ihr zugeordnete Walze auch dann zuverlässlich festhält, wenn mit verhältnismässig hohen Arbeitsdrücken gearbeitet wird
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ohne dass beim Festlegen der Walze auf der Spannspindel Schäden entstehen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, die Spannspindel mit mindestens einem, ein pneumatisches oder hydraulisches Druck- mittel führenden Hohlraum zu versehen, der über mindestens zwei Öffnungen mit dem Umfang der
Spindel in Verbindung steht und dafür zu sorgen, dass auf der Spindel beiderseits der Öffnungen am
Umfang bewegbare Dichtungen und neben diesen Spreizringe mit keilförmigem Querschnitt vorge- sehen sind, die auf schwach konischen Abschnitten der Spindel aufruhen, wobei durch das Druckmedium die Dichtringe und mit ihnen die Spreizringe auseinander und letztere gegen das Innere des Walzenkörpers gepresst werden können. Zweckmässig ist es, die Dichtungen eines Spannsatzes mit einer zylin- drischen Buchse zu überdecken, deren Aussendurchmesser kleiner ist, als der Innendurchmesser des Walzenkörpers.
Das Festspannen der Walze auf der Spannspindel erfolgt also zweckmässigerweise pneumatisch oder hydraulisch.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung schematisch erläutert. Es zeigen Fig. 1 die Zuordnung einer Druckwalze zu einer Druckspindel gemäss der Erfindung, Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 in vergrösserter Darstellung.
Die Druckspindel weist einen Hohlraum 2 und Öffnungen 3 auf, die in die Druckspindelumfangsfläche münden. Während das eine Ende der Druckspindel 1 luft-bzw. flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist, wird das andere Ende durch ein Ventil 4 abgeschlossen, das es erlaubt, Druckluft, bzw. Druckflüssigkeit in den Hohlraum 2 einzubringen bzw. zu entfernen. Als Spannmittel sind zwischen der Druckspindel und der Druckwalze 15 beiderseits jeder Öffnung 3 Spreizringe 5 oder 6 vorgesehen, deren Innenkonizität der Aussenkonizität von Innenkegeln 7, 8 entsprechen, von denen der Innenkegel 7 lösbar sein sollte, um ausser einer Buchse 9 verschiebbare Ringe 10 und 11, sowie Dichtungen 12 und 13 und die Spreizringe 5 und 6 aufbringen zu können.
Die Umfangsfläche der Spreizringe 5 und 6 ist der Form der Walzenbohrung angepasst. Wird nun über den Hohlraum 2 den Druckräumen 14 ein Druckmittel zugeführt, so verschieben sich die Dichtringe 12 und 13 von der Öffnung 3 weg, nehmen die Ringe 10 und 11 mit und verschieben dadurch die Spreizringe 5 und 6, wodurch die Druckwalze 15 gegenüber der Druckspindel. ? festgelegt wird. Soll die Druckwalze von der Druckspindel gelöst werden, so ist das Ventil 4 zu öffnen.
Die Spreizringe ziehen sich wieder zusammen, gleiten von den Gegenkegeln 7 und 8 ab und geben damit die Walze frei.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Spannspindel zum Aufnehmen und Spannen von rohrförmigen Walzenkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (1) mindestens einen, ein pneumatisches oder hydraulisches Druckmittel führenden Hohlraum (2) aufweist, der über mindestens zwei Öffnungen (3) mit dem Umfang der Spindel in Verbindung steht, und dass auf der Spindel beiderseits der Öffnungen (3) am Umfang bewegbare Dichtungen (12, 13) und neben diesen Spreizringe (5, 6) mit keilförmigem Querschnitt vorgesehen sind, die auf konischen Abschnitten der Spindel aufruhen, wobei durch das Druckmedium die Dichtringe (12, 13) und mit ihnen die Spreizringe (5, 6) auseinander und letztere gegen das Innere des Walzenkörpers (15) gepresst werden können.