DE102010010142B4

DE102010010142B4 - Bogenführungselement und Verfahren zur Herstellung eines Bogenführungselementes

Info

Publication number: DE102010010142B4
Application number: DE102010010142.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schmidt; Peter Thoma
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2022-03-17
Anticipated expiration: 2030-03-05
Also published as: DE102010010142A1

Abstract

Bogenführungselement,mit einer einem Bogen (17) zugewandten Oberfläche (21), die eine Abweichung (22) von einer Sollform aufweist, wobeiauf der Oberfläche (21) ein die Abweichung (22) verringerndes Ausgleichselement (20, 23) angeordnet ist, dessen dem Bogen (17) zugewandte Oberfläche (19) die Sollform aufweist,wobei das Ausgleichselement (20, 23) an der Oberfläche (21) eines zylinderschalenförmigen Tragkörpers (15, 16) ausgebildet ist, der an einer um eine Achse umlaufenden Übertragungstrommel (1, 12) befestigt ist,wobei die Mantelfläche (21) des Tragkörpers (15, 16) einen Rundlauffehler (22) aufweist und auf die Mantelfläche (21) eine den Rundlauffehler (22) verringernde Beschichtung (20) aufgetragen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bogenführungselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines Bogenführungselements nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Die Bogen tragenden oder führenden Oberflächen von Übertragungstrommeln, Druckzylindern oder feststehenden Bogenleitelementen haben unerwünschte Abweichungen von einer Soll-Form. Durch eine Bearbeitung und/oder Justage können die Abweichungen verringert werden. Die Bearbeitungs- und/oder Justageschritte sind kostenaufwändig.
Um die Fertigungskosten niedrig zu halten, ist es bekannt, die einen Bogen tragenden Mantelflächen einer Übertragungstrommel an Mantelsegmenten vorzusehen, die an einem Trommelkörper befestigt sind. Die Mantelsegmente besitzen Montagefehler, so dass bei zwei umfänglich versetzt angeordneten Segmenten die Bogen verschieden geführt werden.
In der DE 40 36 252 C1 ist ein Druckzylinder beschrieben, bei dem auf einer einen Bogen tragenden Oberfläche eine Formfehler eines Druckzylinders ausgleichende Folie vorgesehen ist. Die tragende Oberfläche der Folie wird nach dem Aufspannen auf einem Zylinder durch Schleifen endbearbeitet. Um einen unparallelen, im Profil keilförmigen Verlauf zu erhalten, ist die Achse des Zylinders gegenüber einer Achse einer Schleifscheibe verschoben. Die Folie kann mehrschichtig aus einer Träger- und einer Deckschicht bestehen. Um die Formabweichungen gering zu halten, muss die die Folie tragenden Mantelfläche des Druckzylinders entsprechend genau bearbeitet werden, was kostenaufwändig ist.
Bei einer Lösung nach der DE 102 53 239 A1 werden Druckfehler vermieden, indem Rundlauffehler einer Welle durch einen Hohlzylinder ausgeglichen werden, der sinusförmige Dickenschwankungen aufweist. Der Hohlzylinder sitzt so auf der Welle, dass die dünnste Stelle des Hohlzylinders an der Stelle der Welle aufgebracht ist, an welcher die Welle den größten Radius in Bezug auf den Achsschwerpunkt der Welle aufweist. Die Fertigung und Montage des Hohlzylinders ist zeit- und kostenaufwändig.
Die DE 103 18 836 A1 beschreibt ein Verfahren zum Beschichten eines Zylinders, bei dem eine deckende duroplastische Schicht mit einer vorgegebenen Dicke und Oberflächengestalt durch Gießen aufgetragen wird. Der Auftrag einer Gießmasse geschieht, während der Zylinder rotiert. Die Gießmasse wird mit einer in Axialrichtung des Zylinders verfahrbaren Gießeinheit ausgebracht. Die Deckschicht wird nach einem Aushärten abschließend durch Drehen, Fräsen oder Schleifen auf eine Soll-Dicke gebracht. Die zusätzliche spanende Endbearbeitung ist kostenaufwändig.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bogenführungselement und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu entwickeln, bei denen eine einem Bogen zugewandte Oberfläche mit geringem Kostenaufwand in eine Soll-Form gebracht werden kann.
Die Aufgabe wird mit einem Bogenführungselement gelöst, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist. Das Bogenführungselement kann nach einem Verfahren hergestellt werden, das die Merkmale nach Anspruch 9 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich jeweils aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung ist auf der Oberfläche eines Bogenführungselements ein Ausgleichselement angeordnet, dessen einem Bogen zugewandte Oberfläche eine Soll-Form aufweist. Bogenführungselemente im Sinne der Erfindung sind Zylinder, Trommeln oder feststehende Leitelement, wie Leitbleche, die mindestens eine konkave oder konvexe Oberfläche aufweisen, die einen Bogen führen, d. h. tragen oder leiten. Die Zylinder bzw. Trommeln können aus einem durch Gießen hergestellten zylindrischen Körper bestehen, der mindestens eine einen Bogen führende Mantelfläche aufweist. Weiterhin können als Bogenführungselemente zylinderschalenförmige Mantelsegmente dienen, die koaxial an einem Trommelkörper befestigt sind.
Als Ausgleichselement eignen sich plastisch verformbare Massen, wie Silikone oder ZweiKomponenten-Kunststoffe, wie Epoxidharze oder -schäume.
Die Soll-Form bzw. Kontur der Oberfläche eines Bogenfiihrungselementes kann erreicht werden; indem die aus einer plastisch verformbaren Ausgleichsmasse bestehende Oberfläche in rollenden Kontakt mit einem Abformwerkzeug gebracht wird. Wenn zum Herstellen einer Übertragungstrommel einer Druckmaschine als Abformwerkzeug ein der Trommel benachbarter Druckzylinder verwendet wird, dann ergibt sich auf der Trommel eine tragende Mantelfläche, deren Soll-Form passgenau zu der Mantelfläche des Druckzylinders ist.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden, es zeigen:

1: ein Schema einer Übertragungstrommel einer Druckmaschine,
2, 3: Ausgleichsmassestreifen auf einem Mantelsegment,
4: einen flächigen Auftrag einer ersten Komponente eines Schaumstoffes auf einem Mantelsegment,
5: eine Trägerfolie mit einem Gitternetz einer zweiten Komponente eines Schaumstoffes,
6: mit Ausgleichsmasse gefüllte Schläuche auf einem Mantelflächensegment,
7: einen Schichtenaufbau auf einem Mantelflächensegment,
8: ein Schema zum Ausformen einer Oberfläche eines Mantelsegments,
9: ein Schema zum Verwenden einer keilförmigen Auflage beim Ausformen einer Oberfläche eines Mantelsegments und
10: ein Schema zum Ausformen einer konkaven Oberfläche eines Leitelements.

1 zeigt eine Übertragungstrommel 1 einer Druckmaschine, der jeweils ein Druckzylinder 2, 3 vor- bzw. nachgeordnet ist. Die Druckzylinder 2, 3 wirken mit Übertragungszylindern 4, 5 zusammen. Die Druckzylinder 2, 3 und die Übertragungstrommel 1 laufen halb so schnell um, wie die Übertragungszylinder 4, 5. Während eines Druckens sind die Druckzylinder 2, 3 und die Übertragungszylinder 4, 5 mittels eines Zahnradgetriebes synchron in Richtung der Pfeile 6 angetrieben. Die Achsen 7 bis 11 der Übertragungstrommel 1, der Druckzylinder 2, 3 und der Übertragungszylinder 4, 5 liegen parallel zueinander.
Die Übertragungstrommel 1 besteht aus einem Trommelkörper 12, zwei diametralen Greifersystemen 13, 14 und zwei Mantelsegmenten 15, 16. Die Mantelsegmente 15, 16 haben jeweils eine zylindrische Mantelfläche, die koaxial zum Trommelkörper 12 liegt. Während des Förderns ist ein Bogen 17 in einem Greifersystem 13, 14 gehalten und wird vom jeweiligen Mantelsegment 15, 16 geführt. Zum Führen eines Bogens 17 ist weiterhin ein gestellfestes Leitelement 18 vorgesehen, das eine konkave zylinderförmige Mantelfläche 19 besitzt, die koaxial zum Trommelkörper 12 liegt.
Die Mantelflächen der Segmente 15, 16 und des Leitelementes 18 sind unter Verwendung von Ausgleichsmassen hergestellt, was nachstehend näher beschrieben wird.
Beim Formen der Mantelflächen wird auf eine rohe Oberfläche eines Mantelsegments 15, 16 bzw. des Leitelements 18 in einem ersten Schritt Ausgleichsmasse 20 aufgetragen. Die 2 und 3 zeigen einen streifenförmigen Auftrag von Ausgleichsmasse 20 auf die rohe Oberfläche 21 eines Mantelsegments 15/16 der Übertragungstrommel 1.
Die Oberfläche 21 weist Abweichungen in axialer Richtung und Rundlaufweichungen auf. Das Volumen der streifenförmigen Ausgleichsmasse 20 ist so bemessen, dass alle Streifen beim Erreichen der gewünschten Oberflächenkontur 21a zusammengedrückt werden.
Die 4 und 5 zeigen eine Variante, bei der Ausgleichsmasse 20 in zwei Komponenten 20.1, 20.2 verwendet wird. Die erste Komponente 20.1 ist gitternetzartig auf die rohe Oberfläche 21 des Mantelsegments 15/16 aufgetragen. Die zweite Komponente 20.2 befindet sich auf einer Trägerfolie 23.
6 zeigt eine weitere Variante, bei der Ausgleichsmasse 20 in Schläuche 24 gefüllt ist. Die Schläuche 24 sind auf die rohe Oberfläche 21 eines Mantelsegments 15/16 aufgelegt.
In einem zweiten Schritt wird die Ausgleichsmasse 20, 20.1, 20.2 bzw. werden die Schläuche 24 mit einer Trägerfolie 23 abgedeckt. Bei der Variante nach den 4 und 5 beginnen die Komponenten 20.1, 20.2 zu reagieren.
In einem dritten Schritt wird, wie in 7 dargestellt, über die Trägerfolie 23 ein Ergänzungsbogen 25 gelegt. Gemäß 9 wird in einer Variante über die Trägerfolie 23 ein keilförmiger Auflagebogen 26 gelegt.
Wenn die Trommel 1, wie in 1 gezeigt, wie bei einem Drucken benachbart zu dem Druckzylinder 2 gelagert ist, werden die Trommel 1 und der Druckzylinder 2 in einem vierten Schritt in Drehung versetzt. Der Ergänzungsbogen 25 bzw. der Auflagebogen 26 überbrücken den Spalt zwischen den Mantelflächen des Druckzylinders 2 und jeweils der außen liegenden Oberfläche einer Trägerfolie 23. Beim Drehen der Trommel 1 und des Druckzylinders 2 gerät die Ausgleichsmasse 20 entsprechend der Rundlaufabweichungen 22 mehr oder weniger unter Pressung. Wie in 8 dargestellt, ist die Ausgleichsmasse 20 nach dem Durchlaufen des Spaltes zwischen dem Druckzylinder 2 und dem Ergänzungsbogen 25 unterschiedlich dick. An den Stellen, wo das jeweilige Mantelsegment 15/16 einen großen Durchmesser hat, ist die Schichtdicke gering. An den Stellen, wo der Durchmesser des Mantelsegments 15/16 klein ist, ist die Schichtdicke entsprechend groß.
Während eines letzten Aushärtungsschrittes können die Übertragungstrommel 1 und der Druckzylinder 2 weiter drehen. Nach dem vollständigen Aushärten der Ausgleichsmasse 20 besitzt die außen liegende Oberfläche der Trägerfolie 23 eine Soll-Form. Die Rundlaufabweichungen der rohen Oberflächen 21 der Mantelflächensegmente 15/16 sind minimiert. Die Oberflächen der Trägerfolien 23 bilden den Bogen 17 führende Oberflächen.
Bei beim Einsatz des zu 9 beschriebenen keilförmigen Auflagebogens 26 ergibt sich in Umfangsrichtung eine keilförmige Verteilung der Ausgleichsmasse 20, so dass nach dem Aushärten und dem Entfernen des Auflagebogens 26 entsprechend der Keilausrichtung ein mit der Drehung der Übertragungstrommel 1 und des Druckzylinders 2 anwachsender oder abnehmender Spalt entsteht.
10 zeigt eine Möglichkeit der Herstellung einer konkaven Bogenführungsfläche 19 eines Leitelements 18. Das Leitelement 18 wird koaxial zur Achse 7 der Übertragungstrommel 1 positioniert. Wie bei den konvexen Oberflächen der Mantelsegmente 15/16 wird auf die zu formende Mantelfläche 19 eine Ausgleichsmasse 20 aufgetragen und darüber eine Trägerfolie 23 gelegt. Anstelle eines Greifersystems 13, 14 ist am Trommelkörper 12 eine Formwalze 27 befestigt. Wenn der Trommelkörper 12 in Drehung versetzt wird, wird die Ausgleichsmasse 20 unter der Folie 23 ausgestrichen. Nach dem Aushärten nimmt die Mantelfläche 19 eine Soll-Form an.
Bezugszeichenliste

1: Übertragungstrommel
2,3: Druckzylinder
4,5: Übertragungszylinder
6: Pfeil
7 - 11: Achse
12: Trommelkörper
13, 14: Greifersystem
15, 16: Mantelsegment
17: Bogen
18: Leitelement
19: Mantelfläche
20: Ausgleichsmasse
21: Oberfläche
22: Rundlaufabweichung
23: Trägerfolie
24: Schlauch
25: Ergänzungsbogen
26: Auflagebogen
27: Formwalze

Claims

Bogenführungselement, mit einer einem Bogen (17) zugewandten Oberfläche (21), die eine Abweichung (22) von einer Sollform aufweist, wobei auf der Oberfläche (21) ein die Abweichung (22) verringerndes Ausgleichselement (20, 23) angeordnet ist, dessen dem Bogen (17) zugewandte Oberfläche (19) die Sollform aufweist, wobei das Ausgleichselement (20, 23) an der Oberfläche (21) eines zylinderschalenförmigen Tragkörpers (15, 16) ausgebildet ist, der an einer um eine Achse umlaufenden Übertragungstrommel (1, 12) befestigt ist, wobei die Mantelfläche (21) des Tragkörpers (15, 16) einen Rundlauffehler (22) aufweist und auf die Mantelfläche (21) eine den Rundlauffehler (22) verringernde Beschichtung (20) aufgetragen ist.
Bogenführungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgleichselement (20, 23) auf der Oberfläche (21) des Bogenführungselements (15, 16, 18) eine die Abweichung (22) verringernde Beschichtung (20) aufgetragen ist und über der Beschichtung eine biegsame Platte (23) liegt, deren dem Bogen (17) zugewandte Oberfläche die Sollform aufweist.
Bogenführungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgleichselement auf der Oberfläche (21) des Bogenführungselements (15, 16, 18) mindestens ein flexibler Schlauch (24) angeordnet ist, der mit einer die Abweichung (22) verringernden Ausgleichsmasse (20) gefüllt ist, und dass über dem Schlauch (24) eine biegsame Platte (23) liegt, deren dem Bogen (17) zugewandte Oberfläche die Sollform aufweist.
Bogenführungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgleichselement (20, 23) auf der Oberfläche (21) des Bogenführungselements (15, 16, 18) eine die Abweichung (22) verringernde Beschichtung (20) aufgetragen ist, dass über der Beschichtung (20) eine biegsame Platte (23) liegt, und dass über der Platte (23) eine biegsame Auflage (25, 26) liegt, deren dem Bogen (17) zugewandte Oberfläche die Sollform aufweist.
Bogenführungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (25) planparallel ist.
Bogenführungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (26) im Profil keilförmig bezüglich der Umfangsrichtung ist.
Bogenführungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (20, 23) an der Oberfläche eines feststehenden, konkaven, hohlzylinderschalenförmigen Bogenführungselements (18) ausgebildet ist.
Bogenführungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (20) eine formbare und aushärtbare Ausgleichsmasse (20) enthält.
Verfahren zum Herstellen eines Bogenführungselements, bei dem die einem Bogen (17) zugewandte Oberfläche durch Formen einer Ausgleichsmasse (20) von einer Ist- in eine Sollform gebracht wird, wobei die Kontur des Bogenführungselements (15, 16, 18) durch einen rollenden Kontakt mit einem Abformwerkzeug (2, 27) geformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Formen der Kontur eines Bogenführungselementes auf die Oberfläche eines Tragkörpers (15, 16) eine erste Komponente (20.1) und auf der Unterseite einer biegsamen Platte (23) eine zweite Komponente (20.2) einer Ausgleichsmasse (20) aufgetragen wird, dass die biegsame Platte (23) mit der zweiten Komponente (20.2) auf den Tragkörper (15, 16) aufgelegt wird, und dass während die Komponenten (20.1, 20.2) miteinander reagieren die Platte (23) in den rollenden Kontakt mit dem Abformwerkzeug (2) gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Formen einer Mantelfläche an einem Tragkörper (15, 16) einer Übertragungstrommel (1) einer Druckmaschine die Übertragungstrommel (1, 12) benachbart zu einem Druckzylinder (2) drehbar gelagert wird, mit dem die Übertragungstrommel (1) während eines Druckbetriebes zusammenwirkt, dass auf die Oberfläche (21) des Tragkörpers (15, 16) eine Ausgleichsmasse (20) aufgetragen wird, dass die Kontur der Ausgleichmasse (20) an der Mantelfläche des Druckzylinders (2) geformt wird, indem die Übertragungstrommel (1) und der Druckzylinder (2) in Rotation versetzt werden, und dass nach dem Formen die Ausgleichsmasse (20) ausgehärtet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (20.1, 20.2) gitternetzartig aufgetragen werden.