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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines einen Ballen
und zwei Achszapfen aufweisenden Druckzylinderrohlings gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Durch
die
GB 104,782 ist eine
Walze zur Verwendung in einer Druckmaschine bekannt, wobei ein Mantel
der Walze aus mehreren in deren Axialrichtung aneinandergefügten, auf
einem Spanndorn aufgesteckte Scheiben gebildet ist, wobei die einzelnen Scheiben
durch eine auf den Spanndorn geschraubte Mutter in Axialrichtung
der Walze eingespannt sind. An den gegenüberliegenden Enden des Spanndorns
ist jeweils ein der Lagerung der Walze dienender Achszapfen angeformt.
Durch die aneinandergefügten
Scheiben ist eine Breite des Mantels in Axialrichtung der Walze
variierbar. Die aneinandergefügten
Scheiben sind z. B. durch an der Fügefläche benachbarter Scheiben angeordnete
Passstifte zueinander ausgerichtet. Die aneinandergefügten Scheiben
können
auch dadurch zueinander ausgerichtet sein, dass in diesen Scheiben
in Axialrichtung der Walze Durchgangsbohrungen ausgebildet sind,
wobei durch miteinander fluchtende Durchgangsbohrungen verschiedener
zueinander auszurichtender Scheiben Schrauben gesteckt sind.
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Durch
die
JP 61-272 148
A (abstract) ist eine für
den Kupferlichtdruck vorgesehene hohle Walze mit einem Mantelrohr
aus einer Aluminiumlegierung bekannt, wobei an jeder Stirnseite
des Mantelrohrs jeweils eine Deckscheibe eingeschweißt ist,
wobei die Deckscheiben aus einer anderen Aluminiumlegierung bestehen
als das Mantelrohr, wobei in eine in Axialrichtung der Walze gerichtete
Mittenbohrung einer jeden Deckscheibe jeweils ein Achszapfen aus Eisen
eingeschrumpft ist, wobei zwischen dem jeweiligen Achszapfen und
der jeweils zugehörigen
Deckscheibe jeweils ein Klebstoff aufgetragen ist.
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Durch
die
DD 66 630 A ist
ein Zylinder in Schweißkonstruktion
für Druckmaschinen
bekannt, der aus einem Mantelrohr besteht, das durch eingeschweißte Stützscheiben
ausgesteift ist, wobei an den Stirnseiten des Mantelrohres in Lageraufnahmen zentrisch
zum Mantelrohr Lagerzapfen eingeschweißt sind, wobei die Stützscheiben
mit Ausnehmungen versehen sind, wobei zwischen den äußeren Stützscheiben
und den folgenden Stützscheiben
Verstärkungsrippen
sternförmig
angeordnet und mit diesen verschweißt sind, und wobei Längsrippen
in den Ausnehmungen liegen, die mit den Stützscheiben verschweißt sind.
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Ein
Druckzylinderrohling wird üblicherweise einstückig aus
einem z. B. quaderförmigen
Stahlbarren in einem Gesenk einer Schmiedemaschine geschmiedet,
wobei in diesem Formgebungsprozess vorzugsweise an beiden Stirnseiten
des Druckzylinderrohlings Zapfen angeformt werden. Derart hergestellte
Druckzylinderrohlinge sind auf ein bestimmtes Druckmaschinenformat
festgelegt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
eines einen Ballen und zwei Achszapfen aufweisenden Druckzylinderrohlings
zu schaffen, bei dem hinsichtlich der Druckmaschinenformate, in
denen der Druckzylinderrohling herzustellen ist, eine hohe Variabilität besteht,
indem die axiale Länge
des Druckzylinderrohlings in einfacher Weise an das jeweilige Druckmaschinenformat anpassbar
ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass in einfacher Weise Druckzylinderrohlinge für unterschiedliche Druckmaschinenformate
herstellbar sind. Eine aufwendige Lagerhaltung für Druckzylinderrohlinge mit
z. B. einer unterschiedlichen Länge
für verschiedene
Druckmaschinenformate ist nicht erforderlich. Auch ist für die Achszapfen
des Druckzylinderrohlings ein anderer Werkstoff wählbar als
für den
Ballen des Druckzylinderrohlings, wodurch Materialeigenschaften
an Einsatzanforderungen besser anpassbar sind.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
Folgenden näher
beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 einen
Druckzylinderrohling;
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2 einen
aus Stangenmaterial zusammengesetzten Druckzylinderrohling;
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3 einen
Druckzylinderrohling mit jeweils mit einer Passung ausgerichteten
Bauteilen im Schnitt;
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4 einen
in einer Schweißvorrichtung
gelagerten Druckzylinderrohling;
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5 einen
Druckzylinderrohling mit jeweils mit einer Schraubverbindung ausgerichteten
Bauteilen im Schnitt;
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6 einen
Druckzylinderrohling mit mindestens einem Kanal;
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7 den
Druckzylinderrohling der 6 in einer Schnittdarstellung;
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8 einen
Druckzylinderrohling mit Rohrsegmenten im Schnitt.
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1 zeigt
in einer Längsansicht
exemplarisch einen Druckzylinderrohling 01 mit einer axialen Länge L1 von
z. B. zwischen 1.500 mm und 2.900 mm, wobei ein im Druckprozess
wirksamer mittlerer Zylinderkörper 02,
der auch Ballen 02 genannt wird, eine axiale Länge L2 von
z. B. zwischen 1.100 mm und 2.300 mm und einen Durchmesser D1 von
z. B. zwischen 170 mm und 450 mm, vorzugsweise zwischen 300 mm und
400 mm aufweist. An den beiden Stirnseiten 03 des Ballens 02 ist
zur Lagerung und/oder zum Antrieb des späteren Druckzylinders jeweils
ein Achszapfen 04 ausgebildet, wobei jeder der Achszapfen 04 jeweils
einen Durchmesser D2 z. B. zwischen 80 mm und 180 mm, vorzugsweise
zwischen 125 mm und 175 mm aufweist. Die Achszapfen 04 können jeweils
in ihrem Durchmesser D2 gestuft ausgebildet sein, wobei sich der
Durchmesser D2 vom Ballen 02 zum Ende des Druckzylinderrohlings 01 verringert.
Oft ist der Durchmesser D1 des Ballens 02 mindestens doppelt
so groß wie
der Durchmesser D2 der Achszapfen 04, sodass es unwirtschaftlich
ist, die Achszapfen 04 z. B. durch eine spanende Formgebung
aus einem vollen Material im Durchmesser D1 des Ballens 02 auszubilden.
Die beiden Achszapfen 04 des Druckzylinderrohlings 01 können eine
unterschiedliche Länge
L4 aufweisen.
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Diese
Druckzylinderrohlinge 01 werden zu Druckzylindern z. B.
für den
Einsatz in einer Zeitungsdruckmaschine oder in einer Akzidenzdruckmaschine
weiterverarbeitet, wobei die Druckzylinder in ihrer Axialrichtung
mit bis zu sechs Druckformen und in ihrer Umfangsrichtung z. B.
mit zwei Druckformen belegt werden können. Häufige Belegungskonfigurationen
sind: 4/1, 2/2, 4/2, 6/2, wobei die erste Zahl die Anzahl der Druckformen
in Axialrichtung des Druckzylinders angibt und die zweite Zahl die
Anzahl der Druckformen in Umfangsrichtung des Druckzylinders. Die
fertig hergestellten Druckzylinder werden z. B. in Druckmaschinen
eingesetzt, die in einem Offsetdruckverfahren einen Bedruckstoff
bedrucken, z. B. im ein Feuchtmittel verwendenden Nassoffsetdruckverfahren
oder im ohne Feuchtmittel druckenden Trockenoffsetdruckverfahren.
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Statt
den Druckzylinderrohling 01 einstückig aus einem Barren zu schmieden,
wird vorgeschlagen, den Druckzylinderrohling 01 entlang
seiner axialen Länge
L1 aus mehreren, vorzugsweise standardisierten Bauteilen 02; 04 zusammenzusetzen,
wobei der Ballen 02 sowie die Achszapfen 04 jeweils
als einzelnes Bauteil 02; 04 z. B. aus einem massiven oder
rohrförmigen
Stangenmaterial mit einer festen, handelsüblichen Länge bedarfsgerecht z. B. durch Sägen abgelängt werden,
wobei die nach ihrer Zusammensetzung die Baugruppe 01 des
Druckzylinderrohlings 01 bildenden einzelnen Bauteile 02; 04 vorzugsweise
mithilfe eines stoffschlüssigen
Verbindungsverfahrens, z. B. durch Schweißen, insbesondere durch ein
Elektronenstrahlschweißverfahren, zur
Ausbildung des Druckzylinderrohlings 01 aneinandergesetzt
werden. Gerade das Elektronenstrahlschweißverfahren vermag schmale Schweißnähte mit
einer großer
Eindringtiefe t auszubilden (3), wobei
die zusammenzusetzenden Bauteile 02; 04 weitgehend
spannungs- und verzugsfrei bleiben.
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Das
hier beschriebene Herstellverfahren hat den Vorteil, dass die Baugruppe 01 des
Druckzylinderrohlings 01 aus einzelnen Bauteilen 02; 04 mit
unterschiedlichen Materialeigenschaften zusammensetzbar ist, wobei
die Materialeigenschaften jedes Bauteils 02; 04 an
die jeweiligen Einsatzanforderungen, z. B. Ausbildung eines Segments
der Baugruppe 01 als Lagerstelle und eines anderen Segments als
Druckstelle, optimal anpassbar sind, wobei die einzelnen Segmente
entlang der axialen Länge
L1 des Druckzylinderrohlings 01 aufeinanderfolgend angeordnet
sind. Soweit erforderlich, kann selbst der Ballen 02 des
Druckzylinderrohlings 01 entlang seiner axialen Länge L2 in
mehrere Segmente mit unterschiedlichen Materialeigenschaften unterteilt
werden.
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Die
Baugruppe 01 des Druckzylinderrohlings 01 ist
demnach im Baukastenprinzip aus standardisierten Bauteilen 02; 04,
z. B. aus handelsüblichen Stangen
oder Rohren, durch ein bedarfsgerechtes Zusammensetzen herstellbar,
sodass eine Lagerhaltung mit auf ein bestimmtes Druckmaschinenformat festgelegten
Sonderteilen entfällt.
Handelsübliche Stangen
oder Rohre im erforderlichen Durchmesser D1 des Ballens 02 oder
im Durchmesser D2 der Achszapfen 04 weisen jeweils eine
Länge im
Bereich z. B. von 6 m bis 12 m auf, sodass Bauteile 02; 04 verschiedener
Länge L2;
L4, die für
Druckzylinderrohlinge 01 unterschiedlicher Druckmaschinenformate
benötigt
werden, von diesen Stangen oder Rohren bedarfsgerecht abgelängt werden
können.
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2 zeigt
einen derart aus in der Länge
L2; L4 zurechtgeschnittenen Stangenmaterial zusammengesetzten Druckzylinderrohling 01,
der aus den Bauteilen 02; 04 zusammengesetzt ist,
wobei der Ballen 02 z. B. aus zwei aneinandergereihten
Segmenten besteht und die Achszapfen 04 z. B. aus mehreren
Segmenten bestehen können,
wobei die vorzugsweise jeweils orthogonal zur Rotationsachse 07 der
Baugruppe 01 verlaufenden Fügestellen 06 zwischen
den einzelnen Bauteilen 02; 04 vorzugsweise jeweils
als eine Schweißnaht 06 ausgebildet sind.
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3 zeigt
den aus einzelnen Bauteilen 02; 04 zusammengesetzten
Druckzylinderrohling 01, wobei die einzelnen Bauteile 02; 04 an
ihrer jeweiligen Fügestelle 06 mithilfe
einer Passung 08, z. B. mithilfe einer im Bereich der Rotationsachse 07 der
Baugruppe 01 angeordneten Zentrumspassung 08,
zentriert sind. Durch die z. B. einen Passstift verwendende Passung 08 werden
die jeweiligen Bauteile 02; 04 zueinander ausgerichtet.
Es ist vorteilhaft, die zueinander ausgerichteten Bauteile 02; 04 durch
eine Heftnaht miteinander zu verbinden und dadurch zu fixieren.
Anschließend
werden die einzelnen Bauteile 02; 04 miteinander
verschweißt,
z. B. durch Anwendung eines Elektronenstrahlschweißverfahrens,
wobei die Eindringtiefe t der Schweißnaht 06 von der Mantelfläche des
jeweiligen Bauteils 02; 04 vorzugsweise bis zumindest
nahe an die Rotationsachse 07 reicht. Um ein Auseinanderbrechen
der Baugruppe 01 mit den durch die Passungen 08 zunächst nur
vorgefügten und
gegebenenfalls fixierten Bauteilen 02; 04 zu verhindern,
ist eine Lagerung der Baugruppe 01 in einer als eine Aufnahme
des zu bearbeitenden Werkstücks z.
B. mindestens ein Rollenpaar aufweisenden Schweißvorrichtung 09 vorteilhaft,
wobei das Rollenpaar der Schweißvorrichtung 09 das
Gewicht zumindest eines der jeweiligen einzelnen Bauteile 02; 04 abstützt. Es
ist vorteilhaft, wenn die Schweißvorrichtung 09 in
der Lage ist, den Druckzylinderrohling 01 zumindest bei
der Ausführung
des Schweißvorganges
zu drehen. 4 zeigt die in der Schweißvorrichtung 09 gelagerte
Baugruppe 01 in einem Schnitt.
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5 zeigt
eine Variante des aus einzelnen Bauteilen 02; 04 zusammengesetzten Druckzylinderrohlings 01,
wobei die einzelnen Bauteilen 02; 04 an ihrer
jeweiligen Fügestelle 06 mithilfe
einer Schraubverbindung 11, insbesondere eines im Bereich
der Rotationsachse 07 der Baugruppe 01 angeordneten Zentrumsgewindes 11,
zentriert und vorgefügt
werden. Durch die Schraubverbindung 11 werden die jeweiligen
Bauteile 02; 04 zueinander ausgerichtet. Auch
hier können
die zueinander ausgerichteten Bauteile 02; 04 zusätzlich durch
eine Heftnaht miteinander verbunden und dadurch fixiert werden,
d. h. ein unbeabsichtigtes Lösen
der Schraubverbindung 11 kann durch die jeweilige Heftnaht
verhindert werden. Da die Schraubverbindungen 11 der Baugruppe 01 eine
höhere
Stabilität
verleihen, als es bei der Verwendung einer Passung 08 der
Fall ist, kann die verschraubte Baugruppe 01 mit einer
gewöhnlichen Spannvorrichtung
gehandhabt werden. Es ist hier keine spezielle, die Bauteile 02; 04 der
Baugruppe 01 abstützende
Schweißvorrichtung 09 erforderlich. Auch
die miteinander verschraubten Bauteile 02; 04 der
Baugruppe 01 werden an ihren jeweiligen Fügestellen 06 vorzugsweise
durch Anwendung eines Elektronenstrahlschweißverfahrens mit einer großen Eindringtiefe
t der Schweißnaht 06 zusammengeschweißt.
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6 zeigt
einen aus einzelnen Bauteilen 02; 04 zusammengesetzten
Druckzylinderrohling 01, wobei an der Mantelfläche des
Ballens 02 diametral gegenüberliegend zwei in ihrem Querschnitt
jeweils im Wesentlichen recheckförmig
ausgebildete Kanäle 12 angeordnet
sind (7), die z. B. jeweils als ein Spannkanal 12 zur
Halterung von auf der Mantelfläche
des Ballens 02 anzuordnenden Druckformen (nicht dargestellt)
ausgebildet sind. Die Kanäle 12 werden
jeweils z. B. durch eine sich in Axialrichtung des Ballens 02 erstreckende,
in ihrem Querschnitt z. B. recheckförmig ausgebildete, vorzugsweise
aus einem metallischen Werkstoff bestehende Leiste 13 zumindest
teilweise, d. h. bis auf einen nicht dargestellten Schlitz zum Einführen von
Enden der Druckformen in den zumindest ein Haltemittel aufweisenden
Kanal 12, abgedeckt, wobei dieser Schlitz auch in der Leiste 13 als
eine die Leiste 13 durchdringende Öffnung ausgebildet sein kann.
Der Schlitz kann in Umfangsrichtung des Druckzylinderrohlings 01 eine Schlitzweite
zwischen z. B. 1 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 3 mm
aufweisen. Es ist vorteilhaft, die Leisten 13 durch dasselbe
Schweißverfahren
mit dem Ballen 02 zu verbinden, das auch zum Zusammenfügen der
einzelnen Bauteile 02; 04 des Druckzylinderrohlings 01 verwendet
wird, wobei zumindest an den beiden in Umfangsrichtung des Druckzylinderrohlings 01 zueinander
beabstandeten Seitenflächen
der Leiste 13 jeweils eine im Wesentlichen radial in das
Innere des Druckzylinderrohlings 01 gerichtete Schweißnaht 06 ausgebildet
wird. Es ist vorteilhaft, das Zusammenfügen der einzelnen Bauteile 02; 04 des
Druckzylinderrohlings 01 und das Verschweißen der
Leisten 13 mit dem Ballen 02 in demselben Arbeitsvorgang
z. B. durch einen von einer Steuereinheit entsprechend gesteuerten Schweißautomaten
auszuführen.
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8 zeigt
einen aus einzelnen Bauteilen 02; 04 zusammengesetzten
Druckzylinderrohling 01, wobei der Ballen 02 aus
mehreren Rohrsegmenten 02 zusammengesetzt ist. Die Stirnseiten 03 des
Ballens 02 sind jeweils durch eine in das jeweils äußere Rohrsegment 02 eingepasste
Deckscheibe 14 ausgebildet, wobei die Deckscheibe 14 jeweils
mit den Rohrsegmenten 02 bzw. Achszapfen 04 verschweißt sind.
An der Nahtstelle zwischen zwei Rohrsegmenten 02 ist im
Inneren des Ballens 02 z. B. ein vorzugsweise orthogonal
zur Rotationsachse 07 der Baugruppe 01 angeordnetes,
z. B. ringförmig
ausgebildetes Zentrierelement 16 angeordnet, um dem Druckzylinderrohling 01 eine
höhere
Stabilität
zu verleihen und/oder die einzelnen Rohrsegmente 02 zentrisch zueinander
auszurichten. Die einzelnen Rohrsegmente 02 können eine
Wandstärke
w jeweils z. B. im Bereich von 5 mm bis 100 mm aufweisen. Die Rohrsegmente 02 verwendende
Gestaltungsvariante hat den Vorteil, dass im Inneren des Ballens 02 Bauraum zur
Anbringung weiterer für
den Druckzylinder vorteilhafter Komponenten zur Verfügung gestellt
wird.
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Die
Bauteile 02; 04 des Druckzylinderrohlings 01 bestehen
vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus
einem Stahl, wobei die einzelnen Bauteile 02; 04 aus
unterschiedlichen Stählen
mit unterschiedlichen Materialeigenschaften bestehen können. Der
Druckzylinderrohling 01 ist damit zumindest segmentweise
an sich z. B. segmentweise unterscheidende Einsatzanforderungen
des herzustellenden Druckzylinders anpassbar.
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- 01
- Druckzylinderrohling,
Baugruppe
- 02
- Zylinderkörper, Ballen,
Bauteil, Rohrsegment
- 03
- Stirnseite
- 04
- Achszapfen,
Bauteil
- 05
- -
- 06
- Fügestelle,
Schweißnaht
- 07
- Rotationsachse
- 08
- Passung,
Zentrumspassung
- 09
- Schweißvorrichtung
- 10
- -
- 11
- Schraubverbindung,
Zentrumsgewinde
- 12
- Kanal,
Spannkanal
- 13
- Leiste
- 14
- Deckscheibe
- 15
- -
- 16
- Zentrierelement
- D1
- Durchmesser
- D2
- Durchmesser
- L1
- Länge
- L2
- Länge
- L4
- Länge
- t
- Eindringtiefe
- w
- Wandstärke