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Die
Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung eines Druckmaschinenzylinders,
die dazu dient, eine flexible Bespannung des Zylinders klemmend
an dem Zylinder zu befestigen.
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Eine
Klemmvorrichtung, wie die Erfindung sie betrifft, wird insbesondere
für Gummituchzylinder und/oder Formzylinder von Rotationsdruckmaschinen
benötigt, um ein Gummituch oder eine flexible Druckform,
das oder die auf einer Mantelfläche eines solchen Zylinders
gespannt ist, an dem Zylinder unter Aufrechterhaltung der Spannung
zu befestigen. Die Zylinder weisen einen oder mehrere axiale Kanäle
an seiner Mantelfläche auf, in dem oder in denen je eine Klemmvorrichtung
gebildet ist.
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Aus
der
WO 02/43962 A2 ist
eine Vorrichtung zur Befestigung eines Aufzugs
04 bekannt,
die einen Hebel
17 aufweist. Der Hebel
17 kann
um eine in Bezug auf den Zylinder
01 ortsfeste Schwenkachse
S schwenken, wobei der Verschwenkbereich des Hebels
17 durch
eine Befestigungseinrichtung
16 begrenzt wird. Die Befestigungseinrichtung
16 sitzt
fest in einem Spannkanal
03 und kann sich relativ zu dem Spannkanal
weder axial noch radial verschoben werden. Der Hebel
17 wird
durch eine Feder
4 in Drehrichtung des Zylinders vorgespannt
und drückt mit seiner Klemmfläche
22 gegen
eine Klemmgegenfläche
23, die von der Befestigungseinrichtung
16 gebildet
wird. In dem so gebildeten Klemmspalt wird das vorlaufende Ende
eines Aufzugs
07 geklemmt. Das nachlaufende Ende
06 des
Aufzugs
04 wird an einer Nase
11, die am Zylinder
01 gebildet
ist, eingehängt. Bei rotierendem Zylinder wird der Hebel
17 durch
die Massenträgheitskraft entgegen der Klemmrichtung belastet,
so dass die Feder
24 stark genug ausgelegt sein muss, um
auch bei höchsten Drehgeschwindigkeiten des Zylinders
01 eine
sicher Klemmung des Aufzugs
04 zu gewährleisten.
Um trotz dieser hohen Federkraft eine einfaches Einsetzen und Herausnehmen
des Aufzugs
04 zu ermöglichen, verfügt
die Vorrichtung der
WO
02/43962 A2 über ein Gegenlager
26, einen
mit einem Druckmittel ausdehnbaren Hohlkörper, der den
Hebel
17 zum Einlegen bzw. Herausnehmen des Aufzugs
04 gegen
die Kraft der Feder
24 in eine Ladestellung bewegt.
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Die
DE 102 44 944 B4 beschreibt
eine Klemmvorrichtung zum Klemmen einer flexiblen Bespannung
2,
3 eines
Zylinders
1 mit einem Klemmkörper
10,
der durch eine Feder
13 gleichzeitig gegen zwei sich gegenüberliegende
Wände des Klemmkanals
6 gedrückt wird
und so einen Klemmspalt bildet. Dabei ist der Klemmkörper
10 im
Klemmkanal
6 so gelagert, dass er sich unter Aufrechterhaltung
des Klemmspalts in eine erste Richtung quer zur Drehachse des Zylinders
1 und
in eine zweite Richtung, ebenfalls quer zur Drehachse des Zylinders
1,
aber nicht parallel zur ersten Richtung bewegen kann.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Klemmvorrichtung für ein
Klemmen einer flexiblen Bespannung eines Zylinders einer Druckmaschine,
vorzugsweise einer Rotationsdruckmaschine zu schaffen, mittels der
eine Zylinderbespannung sicher geklemmt wird und die eine einfache
automatisierte Bestückung des Zylinders ermöglich.
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Gelöst
wird die Aufgabe durch eine Klemmvorrichtung gemäß Anspruch
1. Dabei handelt es sich um eine Klemmvorrichtung zum Einsetzen
in einen Klemmkanal eines Zylinders einer Druckmaschine, vorzugsweise
einer Rotationsdruckmaschine oder einer Rollenrotationsdruckmaschine.
Die Klemmvorrichtung umfasst ein Klemmstück, das um eine
Drehachse, die im Bezug auf den Klemmkanal etwa ortsfest ist, schwenkbar
gelagert ist. Dabei schwenkt das Klemmstück vorzugsweise
mit einer am Klemmstück gebildeten Klemmfläche
gegen eine im Klemmkanal gebildete Gegenklemmfläche, wobei die
Gegenklemmfläche vorzugsweise an der, aus Sicht des Klemmstücks
in Drehrichtung des Zylinders nachlaufenden Seite gebildet ist.
Das Klemmstück ist so dimensioniert, dass eine bei der
Drehung des Zylinders auftretende Zentrifugal- oder Fliehkraft in
einem Klemmspalt, der zwischen der Klemmfläche und der
Gegenklemmfläche gebildet ist, eine Klemmkraft erzeugt,
wobei die Klemmkraft mit zunehmender Drehgeschwindigkeit des Zylinders
zunimmt.
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Die
Größe der erzeugbaren Klemmkraft des schwenkbaren
Klemmstücks kann durch seine Gestaltung beeinflusst werden.
So kann die Massenverteilung an dem Klemmstück in Bezug auf
seine Schwenkachse so gewählt werden, dass eine Erhöhung
der Fliehkraft bei zunehmender Rotationsgeschwindigkeit des Zylinders
die Klemmkraft im Klemmspalt erhöht. Das heißt,
dass ein größerer Teil der Masse des Klemmstücks
in dem Teil des Klemmstücks liegt, das vom Klemmspalt aus
gesehen hinter der Schwenkachse liegt. Nur dieser Teil des Klemmstücks
weist bei der angreifenden Fliehkraft eine Kraftkomponente auf,
die einen Beitrag zu Erhöhung der Klemmkraft im Klemmspalt
leistet. Der Teil des Klemmelements, der zwischen Schwenkachse und Klemmspalt
liegt, weist dagegen eine der Klemmkraft entgegengesetzte Kraft
auf. Je mehr der Masse des Klemmelements demnach auf der vom Klemmspalt abgewandten
Seite der Drehachse liegt, desto höher die Klemmkraftkomponente
bei drehendem Zylinder.
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Eine
weitere Möglichkeit, die Klemmkraft bei drehendem Zylinder
zu erhöhen, liegt in der Wahl der Lage des Schwerpunkts
des Klemmstücks in Bezug auf die Schwenkachse. Dem Hebelgesetz
folgend, wird die Klemmkraft umso höher sein, je weiter
der Schwerpunkt des Klemmstückes von der Schwenkachse entfernt
ist. Mit zunehmendem Abstand, sprich mit zunehmender Hebellänge,
wachst die durch den Hebel erzeugte Klemmkraft im Klemmspalt.
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Es
bieten sich folglich zwei „Stellschrauben" an, um eine
gewünschte Klemmkraft im Klemmspalt einzustellen: einmal
die Verteilung der Masse im Klemmstück, die durch die Geometrie
des Klemmstücks und/oder die Wahl des Materials oder der
Materialien aus dem/denen das Klemmstück gefertigt wird
bestimmbar ist. Die zweite „Stellschraube" ist der Abstand
des Schwerpunkts des Klemmstücks von der etwa ortsfesten
Schwenkachse. Jede dieser beiden Maßnahmen für
sich ermöglicht bereits die Klemmkraft im Klemmspalt zu
beeinflussen. Bevorzugt wird aber die Kombination von Festlegung
der Massenverteilung und der Schwerpunktslage zur Einstellung der
Größe der im Klemmspalt wirkenden Klemmkraft bei
drehendem Zylinder, da dies eine kompakte Bauweise des Klemmstücks
ermöglicht.
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Das
Ziel ist, die Klemmkraft den jeweilig benötigten Verhältnissen
anzupassen, das heißt, die Kraft so einzustellen, dass
in allen Betriebszuständen der Druckmaschine ein sicherer
Halt der flexiblen Bespannung auf dem Zylinder gewährleistet
ist.
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Bei
der flexiblen Bespannung, die den Zylinderbelag bildet, kann es
sich entweder um ein Gummituch handeln, das bevorzugt auf einer
Metallplatte befestigt und für das automatische Einsetzen
und Herausnehmen in einen Spannkanal vorbereitet ist, oder um eine
Druckplatte mit abgebogenen vorderen und hinteren Enden. Dabei ist
es in beiden Fällen bevorzugt, wenn ein nachlaufende Abbug
einen rechten Winkel, das heißt ungefähr 90° aufweist,
während ein vorlaufende Abbug einen spitzen Winkel, beispielsweise
zwischen 40° und 70°, bevorzugt von ca. 55° aufweist.
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Die
Klemmvorrichtung kann zusätzlich zu dem Klemmstück
ein Klemmelement aufweisen, das im Klemmkanal linear geführt
ist und zwei Klemmflächen, eine erste Klemmfläche
und eine zweite Klemmfläche aufweist. Eine erste Klemmfläche
bildet zusammen mit einer im Klemmkanal an der Innenwand des Zylinders
gebildeten Gegenklemmfläche einen ersten Klemmspalt. In
diesem ersten Klemmspalt kann beispielsweise das vorlaufende Ende
eines Belags, der vorzugsweise mit einem spitzwinkligen Abbug versehen
ist, geklemmt werden. Das Klemmelement wird durch ein elastisches
Element, vorzugsweise eine Feder, in die Klemmrichtung mit der Zylinderinnenwand
vorgespannt. Bei der Feder kann es sich um eine Druckfeder handeln,
die bevorzugt von einer Spiralfeder gebildet wird.
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Im
Fall des Vorhandenseins eines Klemmelements ist es bevorzugt, wenn
das Klemmelement zusammen mit den Wänden und dem Boden
des Klemmkanals, der beispielsweise in einem Füllstück gebildeten
sein kann, einen Raum schafft, in dem das Klemmstück gelagert
ist. Gelagert bedeutet hier, dass das Klemmstück lose in
dem gebildeten Raum liegt, dessen Geometrie die Bewegungsfreiheit
des Klemmstücks aber auf vorgegebene Bewegungen beschränkt.
Dabei hat das Klemmelement bevorzugt eine ähnliche axiale
Länge wie das Klemmstück, es kann aber auch wesentlich
kürzer oder länger sein als das Klemmstück.
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Klemmelement
und Klemmstück liegen gemeinsam in einem Klemmkanal, der
in einem Winkel von beispielsweise ca. 45° in den Zylinder
bzw. ein Füllteil, dass in dem Klemmkanal befestigt ist,
ragt. Das Klemmstück besteht bevorzugt aus zwei Teilen, die
einstückig geformt sein können. Den ersten Teil bildet
der Kopf, mit einer schrägen Klemmfläche, um ein
senkrechtes Einführen eines nachlaufenden Endes mit einem
rechtwinkligen Abbug zu ermöglichen. Der zweite Teil, der
Fuß, ist von seiner Form her nicht festgelegt, kann aber beispielsweise
in Axialrichtung des Zylinders gesehen zweigeteilt sein. Hat das Klemmstück
genügend Raum sich zwischen Klemmelement und Klemmkanalwand
in die Richtung zum Klemmelement oder zur Klemmkanalwand zu bewegen,
so kann das hintere Ende des Klemmelements einen Auflagepunkt für
das Klemmstück bei seiner Schwenkbewegung bilden. Der Auflagepunkt
um den das Klemmstück schwenkt, kann aber auch an der dem
Klemmstück zugewandten Seite des Klemmelements angeformt
sein, beispielsweise in Form einer Nase oder eines Vorsprungs. Weniger
bevorzugt kann der Auflagepunkt für das Klemmstück
auch durch ein vom Klemmelement unabhängiges Element gebildet
werden, das im Klemmkanal neben dem Klemmelement, dem Klemmstück,
der Linearführung und den Federn vorhanden ist. Dieses
separate Bauteil kann dann innerhalb des Klemmkanals fest oder verstellbar
angeordnet sein, so wie auch eine am Klemmelement angebrachte Nase
am Klemmelement geführt verstellbar sein kann.
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Die
zweite Klemmfläche des Klemmelements kann zusammen mit
dem Klemmstück, bzw. der am Klemmstück gebildeten
Klemmfläche einen zweiten Klemmspalt bilden. Die zweite
Klemmfläche des Klemmelements bildet folglich die Gegenklemmfläche
für die Klemmfläche des Klemmstücks.
Die zweite Klemmfläche des Klemmelements bildet dann die
erfindungsgemäß im Klemmkanal gebildete Gegenklemmfläche,
gegen die das Klemmstück, bzw. die Klemmfläche
des Klemmstücks geschwenkt werde kann. Im zweiten Klemmspalt
kann beispielsweise das nachlaufende Ende eines Zylinderbelags,
das vorzugsweise einen rechtwinkligen Abbug aufweist, geklemmt werden.
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Wie
bereits erwähnt, werden sowohl das Klemmstück
als auch das Klemmelement, die gemeinsam die Klemmvorrichtung bilden
können, von jeweils wenigstens einer Feder in ihre Klemmrichtung gedrückt.
Bevorzugt wird das Klemmelement mit einer Feder, das Klemmstück
mit zwei Federn in die jeweilige Klemmrichtung gedrückt.
Die beiden Federn für das Klemmstück können
sich dabei entweder an einer Kanalwand oder bevorzugt auf dem nach
unten verlängerten Klemmelement abstützen. Letztere
Lösung hat den Vorteil, dass beim Einfedern des Klemmstücks
und des Klemmelements entlang des Führungsstiftes zwischen
den Enden der beiden Federn und der Abstützwand keine Reibung
entstehen kann. Die auf das Klemmstück bzw. das Klemmelement
wirkenden Federkräfte sind so bemessen, dass ein automatisches
Eindrücken und Herausnehmen der Zylinderbeläge
mittels entsprechender im Stand der Technik bekannter Vorrichtungen
möglich ist. Das heißt, dass nur relativ niedrige
Federkräfte auf das Klemmelement und das Klemmstück
wirken, um ein problemlosen Bestücken der Zylinder zu erlauben und
zu verhindern, dass die Abbüge der Zylinderbeläge
insbesondere beim Eindrücken in den Klemmspalt bzw. in
die Klemmvorrichtung verbogen werden. Diese bewusst niedrig gewählten
Federkräfte können zu niedrig sein, um den sicheren
Halt der Zylinderbeläge bei schnell rotierenden Zylindern
zu gewährleisten. Die erfindungsgemäße
Klemmvorrichtung sorgt nun dafür, dass die Klemmkraft mit
zunehmender Rotationsgeschwindigkeit des Zylinders weiter zunimmt
und somit eine ausreichend große Kraft, die sich aus der
Federkraft und einer dynamischen Kraft, die durch den drehenden
Zylinder erzeugt wird, zusammensetzt, für einen sicheren
Halt der Beläge auf dem Zylinder in allen Betriebszuständen
der Druckmaschine im Klemmspalt wirkt.
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Bei
drehendem Zylinder wird das linear geführte Klemmelement
durch die Fliehkraft in Richtung der Innenwand des Klemmspalts gedrückt,
wodurch das nachlaufende Ende sicher im ersten Klemmspalt gehalten
wird. Dabei ist die im Klemmspalt wirkende Klemmkraft allein abhängig
von der Kraft der Feder und der Rotationsgeschwindigkeit des Zylinders.
Andere Möglichkeiten auf die Größe der
Kraft einzuwirken sind nicht vorgesehen. Anders bei dem Klemmstück,
bei dem, wie vorher beschrieben, die im Klemmspalt wirkende Klemmkraft
zusätzlich durch die Wahl der Massenverteilung und die
Festlegung der Lage des Schwerpunkts beeinflussbar ist.
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Besonders
vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung
zur Nachrüstung bestehender Maschinen mit Zylindern mit
vorbereiteten Klemmkanälen benutzt werden. Besonders bevorzugt
kann die beschriebene Klemmvorrichtung zum Nachrüsten für
Zylinder benutzt werden, die in Umfangsrichtung gesehen mehrere
Klemmkanäle aufweisen, wobei jeder einzelne dieser Kanäle
sich nicht notwendigerweise über die gesamte axiale Länge des
Zylinders erstrecken muss. Pro Klemmkanal können beispielsweise
vier Klemmvorrichtungen vorhanden sein, so dass ein vorlaufender
und ein nachlaufender Abbug eines Belags in jeweils vier Klemmvorrichtungen
gehalten werden.
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Weiterhin
wird das Verfahren zum Klemmen eines Belags auf einem Zylinder einer
Druckmaschine beansprucht, bei dem die Klemmung dadurch erreicht
wird, dass in einer Klemmvorrichtung, die in einem Klemmkanals des
Zylinders gelagert ist, ein schwenkbar im Klemmkanal gelagertes
Klemmstück mit einer Klemmfläche bei zunehmender
Drehgeschwindigkeit des Zylinders mit zunehmender Kraft um eine
in Bezug auf den Klemmkanal etwa ortsfeste Drehachse gegen eine
im Klemmkanals gebildete Gegenklemmfläche gedrückt
wird. Bevorzugt kann die Größe der in dem durch
die Klemmfläche und die Gegenklemmfläche wirkenden
Klemmkraft durch bauliche Variationen der Klemmvorrichtung beeinflusst
werden. So kann beispielsweise die Entfernung des Schwerpunkts des
Klemmstücks zur Drehachse verändert werden, wobei
hier ein größerer Abstand zu einer größeren
Klemmkraft führt. Eine andere Möglichkeit ist
die Massenverteilung am Klemmstück so zu gestalten, dass
der rotierende Zylinder eine Erhöhung der Klemmkraft im
Klemmspalt bewirkt. Natürlich können auch beide „Stellschrauben"
gleichzeitig betätigt werden, um eine gewünschte
Klemmkraftgröße zu verwirklichen.
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Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden auch in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
erläutert. An dem Ausführungsbeispiel offenbar
werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination
die Gegenstände der Ansprüche weiter. Es zeigen:
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1 Ausschnitt
eines Zylinders mit eingebauter Klemmvorrichtung
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2 Klemmvorrichtung
in vergrößerter Form
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3 Klemmstück
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In 1 ist
ein Ausschnitt eines Plattenzylinders 1 zu sehen, mit einem
Füllstück 2, in dem eine Klemmvorrichtung
montiert ist. Auf dem Zylinder sind eine erste Druckplatte 3 zu
sehen, die mit ihrer vorlaufender Kante 5 in einem ersten
Klemmspalt 16 gehalten ist, und eine zweite Druckplatte 4,
die mit ihrer nachlaufender Kante 6 in einem zweiten Klemmspalt 17 gehalten
ist. Angedeutet sind weiterhin die Saugnäpfe 7, 8 einer
nicht gezeigten Vorrichtung zum automatischen Einlegen und Herausnehmen
der Druckplatten. Die Drehrichtung D des Zylinders ist durch einen
Pfeil angegeben.
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Die
im Füllstück 2 montierte Klemmvorrichtung
weist ein Klemmelement 9 für die vorlaufende Kante 5 einer
Druckplatte 3 und ein Klemmstück 12 für
die nachlaufende Kante 6 eine Druckplatte 4 auf.
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2 zeigt
die Klemmvorrichtung in vergrößerter Form. Das
Klemmelement 9 bildet zusammen mit einer vom Zylinder 1 gebildeten
Wand einen ersten Klemmspalt 16, wobei an dem Klemmelement 9 eine
der Kanalwand zugewandte Klemmfläche 18 gebildet
ist und die Kanalwand selbst eine Gegenklemmfläche bildet.
Das Klemmelement 9 weist eine Bohrung 20 auf,
in die ein Führungsstift 10 eingreift. Ebenfalls
vom Führungsstift 10 linear geführt,
da diesen umgebend, wird eine Feder 11, hier als Spiralfeder
angedeutet, die das Klemmelement 9 in Richtung des ersten
Klemmspalts 16 drückt. Die Federkraft der Feder 11 wirkt
sowohl bei nicht drehendem Zylinder 1 als auch bei drehendem
Zylinder 1 auf das Klemmelement 9.
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Der
zweite Klemmspalt 17 wird durch eine am Klemmelement 9 gebildeten
Gegenklemmfläche und eine am Klemmstück 12 gebildete
Klemmfläche 19 gebildet. Das Klemmstück 12 ist
im Klemmkanal so gelagert, dass es um eine etwa ortsfeste Schwenkachse 13 schwenkbar
ist. Es wird, wie das Klemmelement 9 schon bei nicht drehendem
Zylinder 1 durch Federkraft gegen die Gegenklemmfläche
gedrückt, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel
wie in 3 zu erkennen ist, zwei Spiralfedern 14,
die sich an dem nach unten verlängerten Klemmelement 9 abstützen,
auf den Fuß 21 des Klemmstücks 12 wirken.
Wie beim Klemmelement 9 die Feder 11, sorgen beim
Klemmstück 12 die Federn 14 bereits für eine
von der Federkraft abhängige Klemmkraft im zweiten Klemmspalt 17 bei
Stillstand des Zylinders 1.
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Wird
der Zylinder 1 angetrieben, so wirkt mit zunehmender Geschwindigkeit
des Zylinders 1 eine zunehmende Fliehkraft auf am oder
im Zylinder 1 vorhandene Zusatzelemente, wie zum Beispiel
die Klemmvorrichtung und die Druckplatten 3, 4.
Die Fliehkraft wirkt von der Drehachse des Zylinders 1 senkrecht
nach außen und kann bewirken, dass sich beispielsweise
die Druckplatten 3, 4 aus den Klemmspalten 16, 17 lösen,
es dadurch zu Druckfehlern, Beschädigung der Platten, oder
sogar Beschädigungen am Zylinder und/oder der Druckmaschine kommt.
Wichtig ist daher, dass zu jedem Zeitpunkt eine der Drehgeschwindigkeit
des Zylinders 1 angemessenen Klemmkraft die Druckplatten 3, 4 im
jeweiligen Klemmspalt 16, 17 hält.
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Wie
bereits beschrieben, ist die durch die Federn 11, 14 eingebaute
Klemmkraft so bemessen, dass ein automatisches Aufbringen und Abheben
der Druckplatten 3, 4 leicht möglich
ist. Das heißt aber auch, dass die durch die Federn 11, 14 aufgebrachte Federkraft
eventuell nicht ausreichen kann, um die Druckplatten 3, 4 auch
bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten des Zylinders 1 und
den damit auftretenden hohen Fliehkräften sicher zu klemmen.
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Es
muss folglich dafür Vorsorge getragen werden, dass die
Klemmkraft bei rotierendem Zylinder 1 größer
ist, als durch die Federkraft leistbar. Dies wird dadurch erreicht,
dass die Dynamik der Fliehkraft genutzt wird, um die Klemmkraft
sowohl im ersten Klemmspalt 16 als auch im zweiten Klemmspalt 17 in
Abhängigkeit der Drehzahl der Zylinders 1 zu verändern,
hier zu vergrößern.
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Das
Klemmstück 12 des Ausführungsbeispieles
besteht aus einem Fuß 21, der durch zwei quaderförmigen
Teilfüße 22, 23 die zwischen
sich einen Spalt 24 bilden. Jeder der Teilfüße 22, 23 weist je
eine Sackbohrung 25, 26 auf, in die die Federn 14 hineinreichen.
Die Federn 14 erzeugen eine Klemmkraft, groß genug,
um einen Belag bei stehendem Zylinder 1 sicher auf den
Zylinder 1 zu klemmen. Weiterhin weist das Klemmstück 12 ein
Kopfteil 15 auf, das maximal so breit ist wie die beiden
Teilfüße 22, 23 und der Spalt 24.
Das Kopfteil 15 hat ungefähr die Form eines spitzwinkligen
Dreiecks, wobei die Spitze des Dreiecks gekappt ist. Eine der Kopfseiten
bildet dabei die Klemmfläche 19 des Klemmstücks 12,
das mit der Gegenklemmfläche des Klemmelements 9 den
zweiten Klemmspalt 17 bildet. Der Klemmspalt 17 ist
dabei so ausgerichtet, dass es das Eindrücken eines waagerechten
Abbugs einer nachlaufenden Kante 6 einer Druckplatte 4 ermöglicht.
Das heißt, der Klemmspalt 17 zeigt in Richtung
der Öffnung des Klemmkanals in der Zylinderoberfläche.
Eine weitere Kopfseite bildet eine Fläche, die parallel
zur einer Wand des Klemmkanals verläuft, wobei der Klemmkanaleinlauf
in den Zylinder 1 in einem Winkel zu einer Tangente, die
an der Öffnung des Klemmkanals in der Zylinderoberfläche
den Zylinder 1 berührt, von ca. 30° verläuft.
Kopfteil 15 und Fußteile 22, 23 des Klemmstücks 12 sind
durch Verbindungsstücke 27, 28 verbunden,
die im Falle des Ausführungsbeispiels schmäler
sind als die Fußteile 22, 23. Auch das
Kopfteil 15 reicht nicht über die gesamte Breite
des Fußes 21, sondern ist so breit wie die beiden
Verbindungsstücke 27, 28 plus der zwischen
den Teilfüßen 22, 23 gebildete
Spalt 24.
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Das
Klemmelement 9 des Ausführungsbeispiels hat im
Wesentlichen die Form eines Quaders mit einer Durchgangsbohrung 29 und
weist an der Seite an der es zusammen mit dem Klemmstück 12 den
zweiten Klemmspalt 17 bildet, eine dreieckförmige
Erweiterung auf. Die von der Zylinderoberseite abgewandte Seite
des Klemmelements 9 ist an ihrem unteren Ende verlängert,
wobei die Verlängerung 31 als Widerlager für
die Federn 14 für das Klemmstück 12 dient.
In der Durchgangsbohrung 29 sitzt ein im Klemmkanal fest
verankerter Führungsstift 10, der dafür
sorgt, dass sich das Klemmelement 9 nur entlang dieses
Führungsstiftes 10 bewegen kann. Am hinteren Ende
des Klemmelements 9, das heißt dem Ende, das abgesehen
von der Verlängerung 31 am weitesten von der Klemmkanalöffnung
in der Zylinderoberfläche entfernt ist, greift eine Feder 11 an,
die dafür sorgt, dass im ersten Klemmspalt 16 bei
stehendem Zylinder 1 eine ausreichende Klemmkraft wirkt
um eine Druckplatte 3, 4 sicher zu klemmen.
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Das
Klemmelement 9 ist im Wesentlichen, das heißt
abgesehen von der Verlängerung 31, bevorzugt kürzer
als das Klemmstück 12, das heißt, es reicht,
gesehen vom ersten Klemmspalt 16 aus, weniger tief in den
Klemmkanal. Beispielsweise kann das Klemmelement 9 eine
axiale Länge haben, die nur halb so groß ist,
wie die axiale Länge des Klemmstücks 12.
Dadurch bildet die untere Kante des Klemmelements 9, die
dem Klemmstück 12 zugewandt ist, einen Abstützpunkt
des Klemmstücks 12 bei einer Schwenkbewegung um
seine Schwenkachse 13. Das heißt die axiale Länge
des Klemmelements 9 hat eine direkte Auswirkung auf die
Lage der etwa ortsfesten Schwenkachse 13 des Klemmstücks 12.
Die Länge der Verlängerung 31 kann ebenfalls
variieren, beispielsweise in Abhängigkeit von der Position
der Federn 14, bzw. deren Angriffspunkt am Klemmstück 12.
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Je
schneller sich der Zylinder 1 dreht, desto größer
ist die Fliehkraft, die auf die Komponenten der Klemmvorrichtung
wirkt. Mit einem einfachen Kraftdreieck kann man zeigen, dass auf
das linear geführte Klemmelement 9 mit zunehmender
Fliehkraft eine zunehmende resultierende Kraft wirkt, die sie in
Richtung des ersten Klemmspalts 16 drückt. Ähnliches
gilt bei der Betrachtung des Klemmstücks 12, wobei Klemmstück 12 aber
nicht linear geführt, sondern um eine zum Zylinder 1 etwa
ortsfeste Schwenkachse 13 schwenkbar gelagert ist. Gelagert
heißt in diesem Fall, dass das Klemmstück 12 frei
beweglich in einem Raum sitzt, der durch die Seitenwände
und den Boden des Klemmkanals und die Geometrie des Klemmelements 9 begrenzt
ist. Die in diesem Raum zugelassene Bewegung entspricht der eines
Körpers, der in der Schwenkachse 13 mit dem Zylinder
verbunden ist. Die Kraft mit der die Klemmfläche 19 des
Klemmstücks 12 bei rotierendem Zylinder 1 auf
die am Klemmelement 9 gebildete Gegenklemmfläche
gedrückt wird ist dabei einmal abhängig von der
Verteilung der Masse des Klemmstücks 12 in Bezug
auf die Schwenkachse 13 und/oder zum anderen von der Lage
des Schwerpunkts des Klemmstücks 12 in Bezug auf
die Schwenkachse 13. Etwa ortsfest bedeutet, dass die Schwenkachse 13 ortsfest
ist, bezogen auf die Kombination Klemmelement 9 und Klemmstück 12,
durch das lineare Einfedern von Klemmstück 12 und
Klemmelement 9 entlang des Führungsstiftes 10 aber
in einem sehr engen Bereich relativ zum Zylinder 1 bewegbar
ist.
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Soweit
die Masseverteilung des Klemmstücks 12 betroffen
ist, ist die erreichbare Klemmkraft größer, je
mehr Masse auf dem vom Klemmspalt 17 gesehen hinter der
Schwenkachse 13 gelegenen Teil des Klemmstücks 12,
dem hinteren Teil, konzentriert ist. Die Zentrifugalkraft, wie bereits
gesagt, erzeugt zunächst eine Fliehkraft, die senkrecht
zur Drehachse des Zylinders wirkt. Bei geführten Teilen
wird diese in Teilkräfte aufgeteilt, die in unterschiedliche
Richtungen wirken. Da das Klemmstück 12 in einem Drehpunkt
gehalten wird, wirken die gleichen Kräfte entgegengesetzt,
je nachdem auf welcher Seite des Drehpunktes sie angreifen. Da eine
Kraftkomponente immer nach außen zur Zylinderwand gerichtet
sein wird, wird das obere Ende des Klemmstücks 12 oder sein
vorderer Teil, der oberhalb der Schwenkachse 13 liegt und
in der Schwenkachse 13 quasi fest mit dem Zylinder 1 verbunden
ist, entgegen der Klemmkraft, das heißt weg vom Klemmspalt
bewegen. Genau umgekehrt verhält es sich mit dem Teil des Klemmstücks 12,
das vom Klemmspalt aus gesehen hinter der Schwenkachse 13 liegt.
Je größer also der Masseanteil des hinteren Klemmstückabschnittes
ist, desto größer sind die Kräfte die
zur Erhöhung der Klemmkraft wirken können. Das
heißt eine entsprechende Masseverteilung des Klemmstücks 12 ist eine
Möglichkeit die resultierende Klemmkraft zu beeinflussen.
Dabei kann die Masseverteilung durch die Geometrie des Klemmstücks 12 vorgegeben
werden oder durch die Materialwahl, wenn das Klemmstück 12 beispielsweise
aus zwei Materialien gebildet ist, einem leichten Material, das
den vorderen Teil bildet, und einem schwereren Material, das den
hinteren Teil bildet.
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Eine
andere Möglichkeit auf die Größe der Klemmkraft
einzuwirken, ist die Lage des Schwerpunktes des Klemmstückes 12.
Auch hier wächst die Klemmkraft im Klemmspalt 17,
je weiter der Schwerpunkt, gesehen vom Klemmspalt aus, hinter der Schwenkachse 13 liegt.
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3 zeigt
eine detaillierte Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
eines Klemmstücks 12 in einer Ansicht von der
dem Klemmelement 9 zugewandten Seite. Deutlich zu erkennen
sind die Sackbohrungen 25, 26 in die die Federn 14 hineinreichen.
Weiterhin ist in jedem der Verbindungsteile 27, 28 je
eine Durchgangsbohrung 29, 30 zu erkennen, in
die ein nicht gezeigter Bolzen eingesetzt, beispielsweise eingepresst,
eingeschraubt oder eingeklebt werden kann, um die Stabilität
des Klemmstücks 12 zu erhöhen. Das Klemmstück 12 ist bevorzugt
einstückig aus einem Material hergestellt, es kann aber
auch aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein, aus unterschiedlichen
Materialien mit unterschiedlicher Massendichte. Nach der Herstellung
kann das Klemmstück 12 insgesamt behandelt, beispielsweise
gehärtet sein, die Oberfläche kann zusätzlich
behandelt, im Bereich der Klemmfläche 19 beispielsweise
beschichtet sein.
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- 1
- Zylinder
- 2
- Füllstück
- 3
- Druckplatte
1, Zylinderbelag
- 4
- Druckplatte
2, Zylinderbelag
- 5
- vorlaufende
Kante
- 6
- nachlaufende
Kante
- 7
- Vakuumsauger
- 8
- Vakuumsauger
- 9
- Klemmelement
- 10
- Führungsstift
- 11
- Feder
für Klemmelement
- 12
- Klemmstück
- 13
- Schwenkachse
- 14
- Feder
für Klemmstück
- 15
- Kopfteil
- 16
- erster
Klemmspalt
- 17
- zweiter
Klemmspalt
- 18
- Klemmfläche
- 19
- Klemmfläche
- 20
- Bohrung
- 21
- Fuß
- 22
- Teilfuß
- 23
- Teilfuß
- 24
- Spalt
- 25
- Sackbohrung
- 26
- Sackbohrung
- 27
- Verbindungsstück
- 28
- Verbindungsstück
- 29
- Durchgangsbohrung
- 30
- Durchgangsbohrung
- 31
- Verlängerung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 02/43962
A2 [0003, 0003]
- - DE 10244944 B4 [0004]