-
Die
Erfindung betrifft einen Aufzug eines Rotationskörpers einer Rollendruckmaschine
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
-
In
Rollendruckmaschinen mit schlanken Zylindern, speziell bei mehrseitenbreiten
Rollendruckmaschinen, die infolge ihrer hohen Rotationsgeschwindigkeiten
zur Vermeidung von kanalstoßerregten
Biegeschwindungen sehr kleine Spannkanäle aufweisen, werden auf den Übertragungszylinder überwiegend
Gummituchplatten verwendet, die aus einer Funktionsschicht und einer
Trägerplatte
bestehen. Die Funktionsschicht nimmt an deren Oberfläche dabei
die Druckfarbe von einer Druckplatte eines Formzylinders auf und überträgt diese
auf ein Bedruckstoffmedium. Die Trägerplatte ist meist an den Enden
abgekantet und wird mit diesen Enden in Spannkanälen des Übertragungszylinders befestigt.
-
In
vergleichbarer Weise werden auf dem Formzylinder der Rollendruckmaschinen
Druckplatten verwendet, die die Druckfarbe aufnehmen und das Druckmotiv
an der Mantelfläche
tragen. Die Druckplatten können
sich entlang der Formzylinderlängsachse über mehr
als einer zu bedruckende Seite erstrecken. Beispielsweise ist bei
Akzidenzmaschinen nur eine große
Druckplatte auf dem Formzylinder aufgespannt.
-
Durch
das Abrollen von Zylindern aufeinander kann es zu lokalen Erwärmungen
(Hot Spots) kommen. Diese Hot-Spots führen meist zu einer einseitigen
Längenausdehnung
und somit zu einer Krümmung
der Zylinder, wodurch sich Rundlauffehler der Rollendruckmaschine
ergeben. Beispielsweise können
bedingt durch unkontrollierte thermische Verformungen Relativbewegungen
zwischen Gummituchplatte und Übertragungszylinder
und/oder Druckplatte und Formzylinder auf treten, die zu weiteren drucktechnischen
Problemen, wie „Schieben" und/oder "Doublieren", führen.
-
Die
Erfinder haben sich daher die Aufgabe gestellt, den Aufzug eines
Rotationskörpers
einer Rollendruckmaschine derart zu verbessern, dass thermische
bedingte Relativbewegungen der Aufzüge zum Rotationskörper nicht
mehr auftreten.
-
Diese
Aufgabe wird durch einen Aufzug eines Rotationskörpers einer Rollendruckmaschine
gemäß Anspruch
1 gelöst.
-
Die
Erfinder haben erkannt, dass die bisherigen Aufzüge, wie Druckplatten und Trägerplatten
der Gummituchplatten, in der Regel aus einem homogenen Material,
meist aus Stahlblech, bestehen, welches in Achsrichtung und in Umfangsrichtung
des, diese Druckplatte oder Trägerplatte,
aufnehmenden Formzylinders oder Übertragungszylinders,
die gleiche Steifigkeit besitzen. Die Erfinder haben weiter erkannt,
dass drucktechnische Probleme, wie „Schieben" und/oder "Doublieren" vermieden werden können, wenn die Aufzüge sich
an den durchgebogenen Zylinder, auf den diese aufgespannt sind,
anpassen können.
-
Aus
den gewonnenen Erkenntnissen heraus schlagen die Erfinder vor, einen
Aufzug eines Rotationskörpers
einer Rollendruckmaschine, der an seiner Oberfläche ein auf eine Bedruckstoffbahn
zu druckendes Bild oder die zu übertragende
Druckfarbe trägt
und in zumindest einem Spannkanal des Rotationskörpers befestigbar ist, dahingehend
zu verbessern, dass der Aufzug in Richtung Rotationskörperlängsachse
und in Umfangsrichtung des Rotationskörpers unterschiedliche Steifigkeiten
aufweist, so dass bei axial durchgebogenem Rotationskörper der Aufzug
an die Rotationskörperoberfläche anpassbar ist.
-
Unter
Aufzug verstehen die Erfinder sowohl Gummituchplatten als auch Druckplatten
für Übertragungs-
und Formzylinder. Der Aufzug kann durch diese unter schiedliche Steifigkeitswerte
in unterschiedlichen Richtungen, die zum Beispiel durch die Geometrie
und/oder die Materialeigenschaft des Aufzuges verändert werden
können,
sich besser an eine, durch Eigengewicht bedingte oder durch thermische
Längenausdehnung
bedingte, Rotationsköperdurchbiegung
anpassen. Somit wird auch bei schnell umlaufenden Biegungen ein
ganzflächiger
Kontakt des Aufzuges zur Mantelfläche des Rotationskörpers gewährleistet.
Es ist von Vorteil, wenn der Aufzug in Achsrichtung des Rotationskörpers eine
höhere Nachgiebigkeit,
also eine geringere Steifigkeit aufweist, als in Umfangsrichtung.
-
In
einer ersten Ausführung
des Aufzuges, kann dieser als Druckplatte und der Rotationskörper als
Formzylinders ausgebildet sein, wobei die Druckplatte sich zumindest
teilweise über
die Längsrichtung
des Formzylinders erstreckt.
-
In
einer weiteren Ausführung
des Aufzuges kann dieser als Gummituchplatte und der Rotationskörper als Übertragungszylinders
ausgebildet sein und die Gummituchplatte zumindest eine Funktionsbeschichtung
und eine Trägerplatte
aufweisen, wobei die Trägerplatte
in Richtung Übertragungszylinderlängsachse
und in Umfangsrichtung des Übertragungszylinders
unterschiedliche Steifigkeiten aufweist, so dass bei axial durchgebogenem Übertragungszylinder
die Gummituchplatte an die Übertragungszylinderoberfläche anpassbar
ist.
-
Um
die Steifigkeit variieren zu können,
kann das Flächenträgheitsmoment
Ixy und/oder der Elastizitätsmodul
E der Druckplatte oder der Trägerplatte der
Gummituchplatte in Richtung Formzylinderlängsachse oder Übertragungszylinderlängsachse
und in Umfangsrichtung des Formzylinders oder Übertragungszylinders unterschiedliche
Werte aufweisen, so dass bei axial durchgebogenem Form- oder Übertragungszylinder
die Drucktuchplatte oder die Gummituchplatte an die Formzylinderoberfläche oder
die Übertragungszylinderoberfläche anpassbar
ist.
-
Die
Steifigkeitswerte in Achsrichtung sollten um circa Faktor 0,05 bis
Faktor 0,9 mal den Steifigkeitswerten in Umfangsrichtung entsprechen.
-
Beispielsweise
kann die Druckplatte oder die Trägerplatte
zumindest eine Materialausnehmung aufweisen, die eine Querschnittsreduzierung
quer zur Umfangsrichtung bewirkt. Hierdurch wird die (Biege-)steifigkeit
in Rotationskörperachsrichtung
erniedrigt. Dabei kann die Materialausnehmung als Längsschlitz
oder Längsnut
ausgebildet sein.
-
Die
Druckplatte oder die Trägerplatte
kann zumindest teilweise aus einer geflochtenen Materialstruktur
bestehen, wobei die unterschiedliche Steifigkeit in den verschiedenen
Richtungen durch die Anzahl der Flechtelemente eingestellt werden
kann.
-
Ergänzend oder
alternativ zur geflochtenen Struktur kann die Druckplatte oder die
Trägerplatte zumindest
teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff bestehen, wobei der Faseranteil
in Richtung Formzylinderlängsachse
oder Übertragungszylinderlängsachse
und in Umfangsrichtung des Formzylinders oder Übertragungszylinders unterschiedlich
ist. Als Faserverbundwerkstoffe eignen sich beispielsweise Glasfaser
verstärkter
Kunststoff (GfK) oder Kohlefaser verstärkter Kunststoff (CfK).
-
Es
ist günstig,
wenn mindestens eine thermisch isolierende Schicht zwischen Aufzug
und Rotationskörper
angeordnet ist, die eine Schichtdicke im Bereich von 0,1 Millimeter
bis 10 Millimeter aufweist. Durch die thermisch isolierende Schicht
wird die Wärmeleitung
und die Wärmeübertragung
von der Mantelfläche
in den Rotationskörper
wesentlich reduziert, so dass Hot-Spots nur in geringerem Maße oder
gar nicht im Übertragungszylinder
entstehen.
-
Das
Material der mindestens einen thermisch isolierenden Schicht kann
eine Wärmeleitfähigkeit λ im Bereich
von 0,05 [WK·m ] bis 40 [WK·m ], vorzugsweise zwischen 0,1 [WK·m ] bis
5 [WK·m ], aufweisen.
-
Als
Materialien für
die thermisch isolierende Schicht eignen sich zum Beispiel Kunststoff
oder Keramik, aber auch Metalle und/oder Metallschäume sind
hierfür
geeignet.
-
In
einer möglichen
Ausführung
der mindestens einen thermisch isolierenden Schicht können Bereiche
mit Materialaussparungen vorgesehen sein. An den Grenzflächen dieser
Bereiche ändert sich
der Wärmeübergangskoeffizient,
wodurch der ungewünschte
Wärmeeintrag
in den Rotationskörper weiter
minimiert wird. Die Bereiche mit Materialaussparungen können beispielsweise
als Nuten oder Kanäle
ausgebildet sein, die parallel zur Rotationsachse als auch senkrecht
dazu angeordnet sind.
-
Die
Bereiche mit Materialaussparungen können sowohl geschlossen oder
mit Öffnungen
zur Oberfläche
der thermisch isolierenden Schicht ausgebildet sein. Bei den Bereichen
mit Materialaussparungen, die Öffnungen
aufweisen, können
die Öffnungen
derart ausgebildet sein, dass sich bei Rotation des Übertragungszylinders
adiabatische Kühleffekte
ergeben.
-
Die
mindestens eine thermisch isolierende Schicht kann mit dem Drucktuch
und/oder der Trägerplatte
und/oder der Oberfläche
des Übertragungszylinders
fest verbunden sein. Als Verbindungsmethoden eignen sich beispielsweise
Verklebungen oder thermische Spritzverfahren. Das Drucktuch kann
auch auf die thermisch isolierende Schicht aufvulkanisiert werden.
-
Es
ist weiter von Vorteil, wenn die Bereiche zumindest teilweise mit
Luft und/oder zumindest teilweise mit einem fluiden Medium gefüllt sind.
-
Der
Aufzug für
einen Übertragungszylinder kann
in einer Ausführung
mindestens zwei thermisch isolierende Schichten aufweisen.
-
Bevorzugte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich neben den Unteransprüchen auch
aus der nachfolgenden Beschreibung. Verschiedene Ausführungsbei spiele
der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnungen
näher erläutert. Dabei
zeigt:
-
1:
Schnittansicht durch den Schichtaufbau einer Gummituchplatte;
-
2:
Draufsicht auf Trägerplatte
Materialinhomogenitäten;
-
3:
Draufsicht auf Trägerplatte
mit Geflechtstruktur;
-
4:
Draufsicht auf Trägerplatte
aus Verbundwerkstoff.
-
Nachfolgend
wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die vier 1 bis 4 beschrieben.
-
Die 1 zeigt
eine Schnittansicht durch einen Teilbereich des Schichtaufbaus einer
typischen Gummituchplatte 1. Die Gummituchplatte 1 besteht aus
einer Trägerplatte 2,
die mit den nicht abgebildeten Enden in einen Spannkanal eines Übertragungszylinders
befestigt wird. Auf der Trägerplatte 2 ist
die eigentliche Funktionsschicht 3 aufgebracht. Diese Funktionsschicht
besteht aus der Deckschicht 3.1, die an der Oberfläche die
auf eine Bedruckstoffbahn zu übertragende
Druckfarbe aufnehmen kann, einer Gewebelage 3.2 sowie aus
einer kompressiblen Schicht 3.3.
-
In
den folgenden Figuren werden verschiedene Ausführungen von Trägerplatten
dargestellt, die unterschiedliche Steifigkeitswerte in Umfangsrichtung
und Längsrichtung
des Übertragungszylinders aufweisen.
Die Erfinder weisen ausdrücklich
darauf hin, dass auch die Steifigkeitswerte von Druckplatten durch
die nachfolgenden Ausführungsformen
richtungsabhängig
eingestellt werden können.
-
Die 2 zeigt
in einer Draufsicht eine Trägerplatte 2 mit
Materialinhomogenitäten.
Die Trägerplatte 2 weist
in dieser Ausführung
in Umfangrichtung 4 des Übertragungszylinders hintereinander
angebrachte Schlitze 6 auf. Die Schlitzreihen sind in Längsrichtung 5 des Übertragungszylinders
parallel nebeneinander angeordnet. Durch die einbrachten Schlitze 6 wird
das Flächenträgheitsmoment
und somit die Steifigkeit der Trägerplatte 2 in
Umfangsrichtung 4 des Übertragungszylinders
nur unwesentlich verändert,
während
das Flächenträgheitsmoment und
somit die Steifigkeit der Trägerplatte 2 in
Längsrichtung 5 des Übertragungszylinders
erniedrigt wird. Durch die Erniedrigung der Steifigkeit in Längsrichtung 5 des Übertragungszylinders
wird bei durchgebogenem Übertragungszylinder
ein ganzflächiger Kontakt
der Gummituchplatte zur Mantelfläche
des Übertragungszylinders
gewährleistet.
-
Die 3 zeigt
in einer Draufsicht eine Trägerplatte 2 die
als Geflechtstruktur 7 aufgebaut ist. Durch die Anzahl
und/oder die Materialbeschaffenheit der Flechtelemente in Umfangsrichtung 4 oder
in Längsrichtung 5 des Übertragungszylinders
wird die Steifigkeit der Trägerplatte 2 in
diesen Richtungen beeinflusst.
-
Die 4 zeigt
eine Draufsicht auf eine Trägerplatte 2,
die aus Verbundwerkstoff besteht. Als Verbundwerkstoffe eignen sich
beispielsweise Fasern 8, wie Glasfasern oder Kunststofffasern,
die in einer Harzmatrix eingebettet sind. Ähnlich wie bei der Geflechtstruktur
wird bei Verbundwerkstoffen durch die Anzahl und/oder die Materialbeschaffenheit
der Fasern 8 die Steifigkeit in eine bestimmte Richtung eingestellt.
In der Trägerplatte 2 der 4 sind
die Fasern 8 in Umfangsrichtung 4 orientiert.
-
Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale und die Merkmale
der Ansprüche nicht
nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der
Erfindung zu verlassen.
-
- 1
- Gummituchplatte
- 2
- Trägerplatte
- 3
- Funktionsschicht
- 3.1
- Deckschicht
- 3.2
- Gewebelage
- 3.3
- kompressible
Schicht
- 4
- Umfangsrichtung Übertragungszylinder
- 5
- Längsrichtung Übertragungszylinder
- 6
- Schlitz
- 7
- Materialgeflecht
- 8
- Fasern