DE10142226C1 - Walze - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walze einer Druckmaschine mit einem drehbar gelagerten Walzenkörper, der an zumindest eine Gegenwalze angestellt werden kann, wobei die Walze zumindest eine Achse aufweist und wobei zumindest ein Federelement zwischen Walzenkörper und Maschinengestell angeordnet werden kann. Das Federelement ist dabei zwischen Walzenkörper und dem Teil der Achse, das der Befestigung der Walze dient, angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Durch die EP 09 41 849 A1 ist eine Walze bekannt. Bei der dort beschriebenen Walze stehen an den Stirnseiten jeweils Achsabschnitte über, die drehbar in Lagerschalen gelagert sind. Die Lagerschalen sind dabei mittels Federelementen mit dem Maschinengestell verbunden, so dass beim Anstellen der Walze an eine Gegenwalze der Walzenkörper radial ausweichen kann. Durch diese federnde Lagerung der Walze wird insbesondere erreicht, dass Maßabweichungen, beispielsweise durch vermehrten Verschleiß, ausgeglichen werden können. Außerdem können durch die federnde Lagerung in einfacher Weise definierte Andruckkräfte zwischen Walze und Gegenwalze realisiert werden.

Die US 47 56 249 beschreibt eine Farbwalze, deren Mantelrohr auf seiner Achse in radialer Richtung gefedert gelagert ist.

Die DE-PS 15 61 014 zeigt eine Farbwalze, deren Achse in einer gefederten Lagerung aufgenommen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leicht einstellbare Walze zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Bei der vorgeschlagenen Walze ist das Federelement zwischen dem Walzenkörper der Walze und dem Teil der Achse, das der Befestigung der Walze dient, angeordnet. Ein Vorteil der Walze liegt insbesondere darin, dass durch die Anordnung des Federelements zwischen Walzenkörper und Achse besonders kompakte Bauformen möglich sind. Außerdem können Walzen in vorhandene Druckmaschinen ohne federnde Lagerelemente nachgerüstet werden, um auf diese Weise den gewünschten Federungseffekt ohne größere Umbaumaßnahmen erreichen zu können.

Zur Realisierung der Anordnung des Federelements zwischen Walzenkörper und Achse ist die konstruktive Ausbildung der Achse selbst grundsätzlich beliebig. So ist es beispielsweise denkbar, die Achse im Wesentlichen einstückig auszubilden, so dass sich diese im Inneren des Walzenkörpers von einer Stirnseite zur anderen erstreckt. Insbesondere bei längeren Walzen ist es vorteilhaft, wenn der Walzenkörper auf zwei getrennten Achsen gelagert ist, die jeweils im Bereich einer Stirnseite angeordnet sind.

Die konstruktive Ausbildung des Federelements ist grundsätzlich beliebig. Beispielsweise ist es denkbar, zwischen der Achse und dem Walzenkörper federgelagerte Lagerschalen anzuordnen, so dass sich der Walzenkörper relativ zur Achse in radialer Richtung entgegen einer Federkraft verschieben kann. Eine besonders einfache und preisgünstige Möglichkeit zur Realisierung des Konstruktionsprinzips ist es, wenn die Achse selbst als Federelement ausgebildet ist. Das heißt mit anderen Worten, dass die Achse aufgrund ihrer Ausbildung eine zumindest geringfügige elastische Verformung erlaubt, so dass sich der Walzenkörper relativ zum Einspannung der Achse entgegen der für die Verformung der Achse erforderlichen elastischen Rückstellkraft verschieben lässt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Achse in der Art eines Stabfederelements ausgebildet. Aufgrund der stabförmigen Gestalt der Achse kann diese quer zu ihrer Längsachse verformt werden und ermöglicht dadurch den Federungseffekt.

Weist das als Achse eingesetzte Stabfederelement einen rotationssymmetrischen Querschnitt auf, kann dadurch insbesondere erreicht werden, dass die Federungscharakteristik des Stabfederelements gegenüber allen radialen Richtungen im Wesentlichen gleich ist.

Weist das Stabfederelement dagegen einen nicht rotationssymmetrischen Querschnitt auf, wird es dadurch möglich, durch entsprechende Wahl des Querschnitts bzw. durch geeignete Anordnung des Querschnitts nach der Montage der Walze eine vorgegebene, insbesondere richtungsabhängige, Federcharakteristik einzustellen.

Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Walze an mehrere Gegenwalzen gleichzeitig angestellt werden soll. Durch eine entsprechende Wahl des Querschnitts bzw. dessen Anordnung nach Einbau der Walze kann gegenüber den verschiedenen Gegenwalzen eine unterschiedliche Federcharakteristik eingestellt werden. Wird beispielsweise ein rechteckiger Querschnitt gewählt, folgt daraus, dass das Stabfederelement gegenüber Verformungen in einer Richtung, nämlich in die Richtung der größten Breite des Stabfederelements, eine wesentlich steilere Federkennlinie aufweist als in der senkrecht dazu verlaufenden Richtung, nämlich der Richtung entlang der geringsten Breite des Stabfederelements.

Wird der Querschnitt bzw. die Anordnung des Querschnitts des Stabfederelements geeignet gewählt, kann das Stabfederelement mit einer richtungsabhängigen Vorspannung montiert werden, so dass dadurch die vom Gewicht der Walze verursachten, auf die unterschiedlichen Gegenwalzen unterschiedlich stark wirkenden Reaktionskräfte kompensiert werden. Im Ergebnis lässt es sich dadurch erreichen, dass auf alle an die Walze angestellten Gegenwalzen unabhängig von deren Einbaulage relativ zur Vertikalen die gleichen Reaktionskräfte wirken und das Gewicht der Walze im Wesentlichen keinen Einfluss mehr auf den Andruck zwischen Walze und den verschiedenen Gegenwalzen hat.

Für manche Anwendungen, beispielsweise wenn die Walze in der Art einer Auftragswalze ausgebildet ist, die zugleich an einen Formzylinder und an einen Reibzylinder angestellt wird, ist es erforderlich, dass das Stabfederelement in zumindest einer Richtung im Wesentlichen nicht einfedert.

Um trotz der federnden Lagerung des Walzenkörpers auf der Achse eine ausreichende dynamische Stabilität in allen Betriebssituationen gewährleisten zu können, ist es bei manchen Anwendungen wünschenswert, wenn zwischen Achse und Walzenkörper ein Dämpfungselement angeordnet ist. Durch dieses Dämpfungselement kann eine Anregung der Walze, insbesondere im Bereich von deren Resonanzfrequenzen, soweit gedämpft werden, dass der Walzenkörper jederzeit in einem dynamisch stabilen Zustand bleibt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Walze in einem teilweise dargestellten Querschnitt;

Fig. 2 ein Walzengestell mit fünf Walzen in seitlicher Ansicht;

Fig. 3 ein Walzengestell mit drei Walzen in seitlicher Ansicht.

Die in Fig. 1 teilweise dargestellte Walze 01 weist einen drehbar gelagerten Walzenkörper 02 auf, dessen Umfangsfläche an eine nicht dargestellte Gegenwalze angestellt werden kann. Die Walze 01 ist mittels eines Lagerelements 03 am Maschinengestell einer Druckmaschine befestigt. Die Walze 01, z. B. die Auftragswalze, kann auch zur An- und Abstellung in Hebel gelagert werden. Das Lagerelement 03 kann dabei ferngesteuert verstellt werden, um die Walze 01 relativ zum Maschinengestell 04 zu bewegen bzw. den Andruck zwischen der Walze 01 und der nicht dargestellten Gegenwalze zu verändern.

Der Walzenkörper 02 ist mittels zweier jeweils im Bereich der Stirnseiten angeordneter Lagern 06, z. B. Wälzlager 06, auf Achsen 07 drehbar gelagert. Alternativ zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist es selbstverständlich auch denkbar, zur drehbaren Lagerung des Wälzkörpers 02 Wälzlager 06 im Lagerelement 03 vorzusehen, um dadurch eine rotatorische Relativbewegung zwischen der Achse 07 und dem Lagerelement 03 zu ermöglichen.

Die Achse 07 ist als Federelement 07, z. B. als Stabfeder 07 ausgebildet. Konstruktiv wird dies dadurch realisiert, dass die Achse 07 ein Federelement 08, z. B. ein Stabfederelement 08 aufweist, das quer zu seiner Längsachse elastisch verformt werden kann. Das Stabfederelement 08 ist am Lagerelement 03 starr eingespannt und mit seinem gegenüberliegenden Ende starr an der Stirnseite einer Hülse 09 befestigt. Wirkt auf den Wälzkörper 02 eine Kraft radial zur Längsachse 11 der Walze 01, wird das Stabfederelement 08 durch diese Kraft zumindest geringfügig elastisch verformt, so dass durch die am Walzenkörper 02 angreifende Kraft eine entgegengesetzt gerichtete Federkraft hervorgerufen wird.

Das Federelement 08 kann auch hohl ausgeführt werden um den Ein- und Auslauf eines kühlmediumgeführten Walzenkörpers 02 zu ermöglichen.

Hierbei ist insbesondere die Biegesteifigkeit des Stabfederelements 08 so gewählt, dass weitgehend unabhängig von dessen Durchbiegung eine festgelegte Kraft erzeugt wird.

Im Spalt zwischen der Hülse 09 und dem Stabfederelement 08 ist ein Dämpfungselement 12 vorgesehen. Konstruktiv wird dies dadurch gelöst, dass der Spalt zwischen der Hülse 09 und dem Stabfederelement 08 mit einem schwingungsdämpfenden Material ausgefüllt ist.

Das Stabfederelement 08 hat einen kreisförmigen Querschnitt, so dass sich für den Fall der Anstellung des Walzenkörpers 02 gegen zwei Gegenwalzen in beide Anstellrichtungen die gleiche Federkennlinie ergibt. Wird die Walze 01 mit bekannten Anstellvorrichtungen auf die richtige Abplattung bei einer Gegenwalze eingestellt, wird diese Einstellung durch das Stabfederelement 08 auch unter dynamischer Beanspruchung mit konstanter Kraft beibehalten. Auftretende Schwingungen werden durch das Dämpfungselement 12 unterhalb einer tolerierbaren Grenze gehalten.

Fig. 2 zeigt ein Farbwerk 13 mit einem Plattenzylinder 14, zwei Reibzylindern 16 und 17, einer Walze 18, z. B. einer Farbwalze 18 und einer Walze 19, z. B. einer Auftragswalze 19. Die Farbe wird dabei ausgehend vom Reibzylinder 17 über die Farbwalze 18, den Reibzylinder 16 und die Auftragswalze 19 auf den Plattenzylinder 14 übertragen. Die Achse der Farbwalze 18 weist ein kreisförmiges Federelement 21, z. B. ein Stabfederelement 21 auf, so dass die Federcharakteristik der Farbwalze 18 bei Anstellung an die Reibzylinder 16 und 17 in beide Anstellrichtungen 22 und 23 annähernd gleich ist.

Im Unterschied dazu weist die Achse der Auftragswalze 19 ein rechteckiges Federelement 24, z. B. ein Stabfederelement 24 auf. Durch die rechteckige Ausbildung des Stabfederelements 24 und einer entsprechend geeigneten Anordnung wird erreicht, dass das Stabfederelement 24 bei der Anstellung gegen den Plattenzylinder 14 in der Anstellrichtung 26 eine im Wesentlichen starre Lagerung mit sehr steiler Federkennlinie ermöglicht. Das heißt mit anderen Worten, dass die Auftragswalze 19 in der Anstellrichtung 26 nur bei entsprechend hohen Kräften verschoben werden kann. Um die Abplattung der Auftragwalze 19 gegen den Plattenzylinder 14 einzustellen, muss das Lagerelement 03 in Anstellrichtung 26 verschiebbar ausgeführt sein. In Anstellrichtung 26 kann dann das Stabfederelement 21 wieder verdreht werden zur Feinjustierung. In der Anstellrichtung 27 dagegen federt die Auftragswalze 19 bei der Anstellung gegen den Reibzylinder 16 relativ leicht ein, da das Stabfederelement 24 in dieser Richtung seine geringste Breite aufweist.

Für den Fall eines asymmetrischen Federelementes kann das Federelement drehbar ausgeführt werden, so dass der Andruck, von der Grundeinstellung gesehen sowohl erhöht als auch erniedrigt werden kann. Das Lagerelement 03 ist dann so ausgeführt, dass das Federelement klemmbar ist.

In Fig. 3 ist eine Walzenkombination aus einer Walze 28, die gegen zwei Walzen 29 und 31, z. B. zwei Gegenwalzen 29 und 31 angestellt ist, dargestellt. Da die Gegenwalze 31 unterhalb der Walze 28 angeordnet ist, wirkt auf die Gegenwalze 31 eine vom Gewicht der Walze 28 hervorgerufene Gewichtskraft 32. Damit im Endergebnis nach Einbau der Walze 28 auf die Gegenwalzen 29 und 31 jeweils die gleichen Anstellkräfte 33 und 34 wirken, wird die Walze 28, deren Achse ein Federelement 36, z. B. ein Stabfederelement 36 aufweist, so montiert, dass das Stabfederelement 36 entlang der Anstellrichtungen 37 und 38 eine unterschiedliche Vorspannung aufweist. Durch eine geeignete Wahl der Differenz zwischen den Vorspannungen entlang der Anstellrichtungen 37 und 38 kann die auf die Gegenwalze 31 wirkende Gewichtskraft 32 kompensiert werden, so dass im Ergebnis die Anstellkräfte 33 bzw. 34 wie gewünscht betragsmäßig übereinstimmen. Selbstverständlich kann durch entsprechende Wahl der Vorspannung auch ein anderes Verhältnis zwischen den verschiedenen zwischen den Walzen 28; 29; 31 wirkenden Kräften eingestellt werden.

Bezugszeichenliste

01

Walze

02

Walzenkörper

03

Lagerelement

04

Maschinengestell

05

-

06

Lager, Wälzlager

07

Achse, Federelement, Stabfeder

08

Federelement, Stabfederelement

09

Hülse

10

-

11

Längsachse (

01

)

12

Dämpfungselement

13

Farbwerk

14

Plattenzylinder

15

-

16

Reibzylinder

17

Reibzylinder

18

Walze, Farbwalze

19

Walze, Auftragswalze

20

-

21

Federelement, Stabfederelement

22

Anstellrichtung

23

Anstellrichtung

24

Federelement, Stabfederelement

25

-

26

Anstellrichtung

27

Anstellrichtung

28

Walze

29

Walze, Gegenwalze

30

-

31

Walze, Gegenwalze

32

Gewichtskraft

33

Anstellkraft

34

Anstellkraft

35

-

36

Federelement, Stabfederelement

37

Anstellrichtung

38

Anstellrichtung

Claims (13)

1. Walze einer Druckmaschine, mit einem drehbar gelagerten Walzenkörper (02), der an zumindest einen Reibzylinder (16; 17) und zumindest einer Gegenwalze (17; 29; 31) angestellt ist, wobei die Walze (01; 18; 19; 28) zumindest eine Achse (07) aufweist und wobei zumindest ein Federelement (08) zwischen Walzenkörper (02) und Maschinengestell (04) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (07) der Walze (01) zumindest teilweise als Stabfeder (07) ausgebildet ist, wobei die Biegesteifigkeit der Stabfeder (07) so gewählt ist, dass eine festgelegte Kraft weitgehend unabhängig von der Durchbiegung der Stabfeder (07) erzeugt wird.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkörper (02) drehbar auf zwei Achsen (07) gelagert ist, die sich jeweils im Bereich einer Stirnseite der Walze (01) zumindest abschnittsweise entlang der Rotationsachse (11) der Walze (01) erstrecken.

3. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (08; 21; 36) einen rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist.

4. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (24) einen nicht rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist, wobei der Querschnitt und die Anordnung des Querschnitts des Federelements (24) entsprechend einer vorgegebenen richtungsabhängigen Federcharakteristik, gewählt wird.

5. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (19; 28) an Walzen (29; 31) oder Zylinder (14; 16) gleichzeitig anstellbar ist, wobei der Querschnitt und die Anordnung des Querschnitts des Federelements (24; 36) entsprechend einer vorgegebenen Federcharakteristik gegenüber Zylindern (14; 16) und den einzelnen Walzen (29; 31) gewählt wird.

6. Walze nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (24) einen Querschnitt aufweist, so dass das Federelement (24) in zumindest eine Richtung im wesentlichen keine elastische Verformung erlaubt.

7. Walze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (19) in der Art einer Auftragswalze (19) ausgebildet ist, die an einen Plattenzylinder (14) und einen Reibzylinder (16) angestellt werden kann, wobei der Querschnitt und die Anordnung des Federelements (24) derart gewählt sind, dass die Auftragswalze (19) relativ zum Plattenzylinder (14) im wesentlichen starr gelagert ist.

8. Walze nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Querschnitt und die Anordnung des Querschnitts des Federelements (36) derart gewählt wird, dass die von der Gewichtskraft (32) der Walze (28) verursachten, auf die unterschiedlichen Gegenwalzen (29; 31) unterschiedlich stark wirkenden Reaktionskräfte nach Montage der Walze (28) durch die Federkraft im wesentlichen kompensiert werden, so dass auf alle Gegenwalzen (29; 31) im wesentlichen gleich große Anstellkräfte (33; 34) wirken.

9. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpfungselement (12) zwischen Walzenkörper (02) und dem Teil der Achse (07), das der Befestigung der Walze (01) dient, angeordnet ist.

10. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Walzenkörper (02) und zumindest einer der ein Federelement (08) aufweisenden Achsen (07) eine Hülse (09) angeordnet ist, auf der der Walzenkörper (02) drehbar gelagert ist und deren zum Inneren der Walze (01) weisende Stirnfläche mit dem einen Ende des Federelements (08) verbunden ist.

11. Walze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (12) im Zwischenraum zwischen Hülse (09) und Federelement (08) angeordnet ist, insbesondere diesen Zwischenraum im wesentlichen vollständig ausfüllt.

12. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (08) lösbar an der Walze (01) befestigt ist.

13. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (07) mittels verstellbar gelagerter Lagerelemente (03) am Maschinengestell (04) befestigt wird.