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Die Erfindung betrifft eine Druckwalze sowie ein Verfahren zum Montieren einer Druckwalze.
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Hintergrund
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Druckwalzen, insbesondere Druckwalzen für den Flexodruck, verfügen üblicherweise über einen Grundkörper oder Walzengrundkörper, welcher als Träger fungiert und endseitig Lagerelemente oder -abschnitte aufweist, die bei der Nutzung der Druckwalze in zugeordneten Lagerstellen angeordnet werden. Auf dem Grundkörper wird eine Druckhülse mittels unterschiedlicher Spanntechnologien lösbar fixiert. Es kann vorgesehen sein, das die Druckhülse hierbei auf einem ebenfalls am Grundkörper angeordneten Adapter sitzt.
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Verschiedene Spanneinrichtungen wurden vorgeschlagen, um die Druckhülse an dem Grundkörper auswechselbar zu befestigen.
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Es wurde eine pneumatische Klemmung vorgeschlagen. Hierbei weist die Druckhülse einen Innendurchmesser auf, der etwas kleiner als der Außendurchmesser des Grundköpers ist. Mittels pneumatischer Druckbeaufschlagung wird der Innendurchmesser einer Grundhülse, die Bestandteil des Adapters oder Druckhülse ist, aufgeweitet, derart, dass sich die Druckhülse auf den tragenden Grundkörper per Hand aufschieben lässt. Nach dem Abschalten der pneumatischen Druckluft mindert sich der Innendurchmesser der Druckhülse wieder, sodass zwischen Grundkörper und Druckhülse Kraft- und Reibschluss entsteht. Nachteil dieser Technologie ist, dass der Adapter oder die Druckhülse eine flexible und somit für die pneumatische Druckbeaufschlagung nachgiebige Innenschicht aufweist und hierdurch eine nicht gewollte Weichheit in dem System der Druckwalze entsteht.
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Alternativ wurde die hydraulische Klemmung der Druckhülse auf dem Grundkörper vorgeschlagen. Hierbei weist der Grundkörper einen inneren Hydraulikkreislauf auf, der Dehnbuchsen an Ausgängen auf dem Grundkörper aufweitet und hiermit die Druckhülse auf dem Grundkörper spannt.
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Weiterhin wurde vorgeschlagen, eine mechanische Klemmung zum Fixieren der Druckhülse auf dem Grundkörper zu nutzen. Im Dokument
EP 0 527 293 A1 werden zwei konische Klemmelemente pro Spannstelle genutzt, die jedoch aufwendig zu fertigen sind und hohe Anforderungen an die Fertigungstoleranzen stellen.
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Im Dokument
EP 2 090 432 A1 ist eine Klemmung mittels Druckstücken offenbart, die über eine innenliegende Zugstange in dem hohlen Grundkörper betätigt werden.
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Aus dem Dokument
EP 2 639 064 A1 ist ein Flexodruckwerk mit einer mindestens eine Druckform tragenden Druckwalze, einer Gegendruckwalze und mindestens einer die Druckfarbe unmittelbar auf die Druckform übertragenden Auftragswalze bekannt. Die Auftragswalze setzt sich aus einem Walzenkern (Grundkörper) und einer dem Walzenkern umschließenden Hülle zusammen, deren Außenmantel mit einer Rasterung versehen ist und die in ihrem Innenmantel mindestens eine Spannfläche aufweist, gegen die Spannmittel von innen her spannbar sind, wobei die Spannmittel Bestandteil des Walzenkerns sind. Bei einer Ausführungsform ist auf dem Grundkörper mit endseitigen Lagerelementen eine Druckhülse mittels einer mechanischen Spanneinrichtung lösbar und wechselbar befestigt. Die Spanneinrichtung weist eine auf dem Grundkörper schraubbar angeordnete Spannbuchse sowie, in Beziehung zur Spannbuchse, ein proximales und ein distales Spannelement auf. Zwischen dem proximalen und dem distalen Spannelement ist eine Buchse angeordnet, derart, dass eine mithilfe der Spannbuchse bereitgestellte Druckkraft von der Spannbuchse auf das proximale Spannelement und von hier über die Buchse zum distalen Spannelement übertragen wird. Bei Druckbeaufschlagung treten in den Spannelementen Verformungseffekte auf, die zu einem radialen Aufweiten der als Spreizelemente ausgeführten Spannelemente führen, wodurch die Spreizelemente radial gegen eine zylindrische Spannfläche am Innenmantel der auswechselbaren Druckhülse spannen. Da die von der Spannbuchse beim axialen Verschrauben entwickelte Druckkraft zunächst direkt auf das proximale Spreizelement und hiernach erst über die Buchse auf das distale Spreizelement wirkt, besteht die Gefahr, dass sich beim Spannen der Druckhülse auf dem Grundkörper zunächst das proximale Spannelement aufspreizt und die Druckhülse spannt, weshalb im Anschluss auf das distale Spannelement die notwendige Druckkraft zum Aufspreizen nicht mehr übertragen wird.
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Zusammenfassung
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckwalze und ein Verfahren zum Montieren einer Druckwalze anzugeben, bei denen die Probleme des Standes der Technik überwunden sind. Insbesondere soll ein fehlerfreies Montieren und Auswechseln der Druckhülse auf dem tragenden Grundkörper der Druckwalze ermöglicht sein.
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Zur Lösung der Aufgabe sind eine Druckwalze nach dem unabhängigen Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Montieren einer Druckwalze nach dem unabhängigen Anspruch 11 vorgeschlagen. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen an.
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Nach einem Aspekt ist eine Druckwalze, insbesondere Flexodruckwalze, mit einem Grundkörper und einer Druckhülse geschaffen. Der Grundkörper weist endseitige Lagerabschnitte oder -elemente auf, die bei der Nutzung der Druckwalze in zugeordneten Lagerstellen angeordnet werden. Mithilfe einer Spanneinrichtung ist die Druckhülse an dem Grundkörper lösbar und auswechselbar gespannt. Die Druckhülse kann eine Hülse oder eine Kombination von Hülse und Adapter sein, auf dem die Hülse angeordnet ist. Im Fall der Verwendung eines Adapters ist bei der Druckhülse die (äußere) Hülse auf dem Adapter angeordnet, und die die Druckhülse bildende Kombination von Hülse und Adapter ist am Grundkörper gespannt.
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Die Spanneinrichtung weist eine am Grundkörper in axialer Richtung verlagerbare Spannbuchse sowie, in Bezug auf die Spannbuchse, ein proximales und ein distales Spannelement auf. Die Spannelemente können radial umlaufend durchgehend oder unterbrochen gebildet sein. Die Spannbuchse kann schraubbar auf dem Grundkörper angeordnet sein, so dass die Axialverlagerung mittels einer Schraubbewegung ermöglicht ist. Beim Einwirken einer mittels der Spannbuchse bei der Axialverlagerung erzeugten Druckkraft auf das proximale und das distale Spannelement wird die Druckhülse an dem Grundkörper mittels jeweiliger radialer Spannkraft gespannt. Die axiale Verlagerung der Spannbuchse erzeugt eine Druckkraft, die über eine Druckkraftübertragungskette, welche auch als Druckkraftübertragungsmechanismus bezeichnet werden kann, auf das proximale und das distale Spannelement übertragen wird, so dass dort jeweils eine radial wirkende Spannkraft bereitgestellt ist, um die Druckhülse am Grundkörper zu spannen.
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Bei der Druckkraftübertragungskette wird beim Fixieren der Druckhülse an dem Grundkörper in einer anfänglichen Spannphase die von der Spannbuchse erzeugte Druckkraft überwiegend oder vollständig nur auf das distale Spannelement übertragen, so dass sich an diesem die radiale Spannkraft entfaltet, während das proximale Spannelement im Vergleich zum distalen Spannelement in geringerem Ausmaß oder gar nicht mit der von der Spannbuchse erzeugten Druckkraft beaufschlagt wird. In einer Ausführung ist hierdurch erreicht, dass in der anfänglichen Spannphase ausschließlich das distale Spannelement die radiale Spannkraft entfaltet, wohingegen das proximale Spannelement noch frei von einer solchen radialen Spannkraft ist. Erst in einer späteren Spannphase, die sich in zeitlicher Hinsicht an die anfängliche Spannphase anschließt, wird bei dieser möglichen Ausgestaltung von dem proximalen Spannelement eine radial wirkendende Spannkraft entwickelt. Alternativ kann in der anfänglichen Spannphase auch schon vom proximalen Spannelement eine radiale Spannkraft entwickelt werden, die jedoch geringer als die radiale Spannkraft am distalen Spannelement ist.
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Bei einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass in der anfänglichen Spannphase zwischen der Spannbuchse und dem proximalen Spannelement kein mechanischer Kontakt besteht, so dass die Spannbuchse kontaktfrei zum proximalen Spannelement ist. Die Druckkraftübertragungskette ist für diesen Fall hinsichtlich der Verbindung zwischen Spannbuchse und proximalem Spannelement nicht geschlossen. Bei einer solchen Ausgestaltung kommt es erst nach der anfänglichen Spannphase zum Kraftschluss zwischen Spannbuchse und proximalem Spannelement, insbesondere mittels Kontaktausbildung hierzwischen.
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Nach einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Montieren einer Druckwalze geschaffen, insbesondere einer Flexodruckwalze. Bei dem Verfahren wird ein Grundkörper bereitgestellt, der endseitige Lagerabschnitte aufweist. Eine Druckhülse wird auf den Grundkörper aufgeschoben. Danach wird die Druckhülse an dem Grundkörper gespannt (spannend fixiert) mittels einer Spanneinrichtung, die eine am Grundköper angeordnete und in axialer Richtung verlagerbare Spannbuchse sowie, in Bezug auf die Spannbuchse, ein proximales und ein distales Spannelement aufweist. Beim Spannen wird mittels axialer Verlagerung der Spannbuchse eine Druckkraft erzeugt und über eine Druckkraftübertragungskette, die zwischen der Spannbuchse sowie dem proximalen und dem distalen Spannelement gebildet wird, auf das proximale und das distale Spannelement eingeleitet. Das proximale und das distale Spannelement spannen so die Druckhülse an dem Grundkörper mittels jeweiliger radialer Spannkraft lösbar. Das Verfahren sieht vor, dass die Druckkraftübertragungskette beim Spannen der Druckhülse an dem Grundkörper in einer anfänglichen Spannphase die von der Spannbuchse erzeugte Druckkraft überwiegend oder vollständig auf das distale Spannelement überträgt, so dass dort die radiale Spannkraft entfaltet wird, welche zum auswechselbaren Spannen der Druckhülse an dem Grundkörper führt. Während der anfänglichen Spannphase wird das proximale Spannelement im Vergleich zum distalen Spannelement im geringerem Ausmaß oder gar nicht mit der von der Spannbuchse erzeugten Druckkraft beaufschlagt.
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Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die Druckkraftübertragungskette als eine mechanische Übertragungskette gebildet ist. Die mechanische Übertragungskette kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Die mechanische Übertragungskette kann an der Druckhülse und / oder an dem Grundkörper gebildet sein. Bei benachbarten Elementen oder Teilen der mechanischen Übertragungskette können einander gegenüberliegende und zugeordnete Oberflächen aufeinanderliegend angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend kann eine Druckkraftübertragungskette vorgesehen sein, die zumindest teilweise mit einer hydraulischen Übertragungskette gebildet ist, beispielsweise mit einem Hydraulikzylinder, bei dem ein Hydraulikfluid mit der von der Spannbuchse erzeugten Druckkraft beaufschlagt wird, um einen in dem Hydraulikzylinder verlagerbaren Hydraulikkolben zu bewegen, welcher so zur Kraftübertragung in der Druckkraftübertragungskette beiträgt.
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Das proximale und / oder das distale Spannelement können mit einem Spreizelement ausgeführt sein. Die radiale Spannkraft kann bei dem Spreizelement die Folge eines Verformungseffektes bei Druckbeaufschlagung sein, derart, dass das Spreizelement aufspreizt und so die radiale Kraftwirkung entfalte wird. Derartige Spreizelemente sind als solche in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.
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Die Druckkraftübertragungskette kann ein Sicherungs- oder Krafteinleitungselement aufweisen, welches eingerichtet ist, die Beaufschlagung des proximalen Spannelementes mit der von der Spannbuchse erzeugten Druckkraft in der anfänglichen Spannphase zu mindern oder ganz zu unterbinden, indem das Sicherungselement eine Gegenkraft zur erzeugten Druckkraft bereitstellt. Das Sicherungs- oder Krafteinleitungselement setzt zumindest in der anfänglichen Spannphase der von der Spannbuchse erzeugten Druckkraft eine Gegenkraft entgegen, welche sichert, dass das proximale Spannelement in der anfänglichen Spannphase überhaupt oder mit zu viel Druckkraft beaufschlagt wird. Die Gegenkraft kann zum Beispiel verhindern, dass Spannbuchse und proximales Spannelement in der anfänglichen Spannphase in Kontakt treten, und mit einem Federelement bereitgestellt werden.
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Das Sicherungselement kann ein Vorspannelement aufweisen, welches die Spannbuchse gegen ein Übertragen der von der Spannbuchse erzeugten Druckkraft auf das proximale Spannelementes in der anfänglichen Spannphase teilweise oder ganz vorspannt. Das Vorspannelement kann mit einem Federelement gebildet sein, welches die Spannbuchse gegen das Übertragen der erzeugten Druckkraft auf das proximale Spannelement vorspannt. Beispielsweise kann eine Tellerfeder zum Einsatz kommen, die bei dieser oder anderen Ausgestaltungen am Grundkörper angeordnet sein kann.
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Bei einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Sicherungselement eingerichtet ist, beim axialen Verlagern der Spannbuchse mitbewegt zu werden. Wie das Sicherungselement kann auch das Vorspannelement axial verlagerbar an dem Grundkörper angeordnet sein. Das Sicherungselement kann auf der Spannbuchse lagern, zum Beispiel in einer zugeordneten Ausnehmung an der Spannbuchse. Das Sicherungselement kann in den verschiedenen Ausführungsformen radial umlaufend in geschlossener oder unterbrochener Form um die Spannbuchse gebildet sein.
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Das Sicherungselement kann an der Druckhülse angeordnet sein, derart, dass das Sicherungselement gemeinsam mit der Druckhülse vom Grundkörper trennbar ist. Bei dieser Ausführungsform kann das Sicherungselement Bestandteil der Druckhülse sein, so dass ein gemeinsames Montieren und Auswechseln von Druckhülse und Sicherungselement ermöglicht ist.
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Bei einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Druckkraftübertragungskette unter Einbeziehung der Druckhülse gebildet ist, derart, dass die von der Spannbuchse erzeugte Druckkraft über die Druckhülse auf das proximale und / oder das distale Spannelement übertragbar wird. Die Druckhülse ist hier ein Glied in der Übertragungskette zum Übertragen der von der Spannbuchse erzeugten Druckkraft auf das proximale und / oder das distale Spannelement. Im Fall des Vorsehens des Sicherungselementes kann das Sicherungselement das Kettenglied zwischen Spannbuchse und Druckhülse bilden. In einer Ausführungsform kann der Kontakt zwischen Sicherungselement und Druckhülse im Bereich der Stirnfläche der Druckhülse ausgebildet sein.
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Das proximale und / oder das distale Spannelement kann in einer zugeordneten Ausnehmung am Grundköper angeordnet sein. Das proximal und / oder das distale Spannelement können formschlüssig in der zugeordneten Ausnehmung am Grundkörper aufgenommen sein. In die jeweilige Ausnehmung einschiebbar kann ein Druckelement vorgesehen sein, welches als Bestandteil der Druckkraftübertragungskette dann gegen das jeweilige Spannelement drückt, um die radiale Spannkraft zu entwickeln.
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Das proximale und das distale Spannelement können in radialer Richtung in unterschiedlichem Abstand zur Mittelachse des Grundköpers angeordnet sein.
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In Verbindung mit dem Verfahren zum Montieren der Druckwalze kann vorgesehen sein, dass die Spannbuchse und das proximale Spannelement während der anfänglichen Spannphase voneinander beabstandet sind. Es besteht also kein Kontakt zwischen der sich axial verlagernden Spannbuchse und dem proximalen Spannelement. Die Druckkraftübertragungskette ist für diese Zeit zum proximalen Spannelement hin nicht geschlossen. Es findet keine Kraftübertragung statt.
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Eine Weiterbildung sieht bei dem Verfahren vor, dass ein mechanisches Element der Druckkraftübertragungskette während der anfänglichen Spannphase zumindest zeitweise relativ zum proximalen Spannelement verlagert wird und in einer späteren Spannphase aufgrund der dann am proximalen Spannelement auftretenden radialen Spannkraft gespannt und hierdurch relativ zum proximalen Spannelement fixiert wird. Bei dem mechanischen Element kann es sich beispielsweise um eine Buchse oder Hülse handeln, die in axialer Richtung verlagerbar angeordnet ist, zum Beispiel am Grundkörper oder in der Grundhülse. Bei der Relativverlagerung zwischen dem mechanischen Element und dem proximalen Spannelement können Oberflächen der beiden Elemente aufeinander gleiten.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Druckwalze im Querschnitt,
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2 eine schematische Darstellung einer weiteren Druckwalze im Querschnitt und
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3 eine schematische Darstellung einer Spannbuchse mit integriertem Krafteinleitungselement für eine Druckwalze.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Druckwalze 1, insbesondere einer Druckwalze für den Flexodruck. Die Druckwalze 1 weist einen Grundkörper 2 auf, an dem endseitig Lagerabschnitte 3, 4 gebildet sind. Auf dem trägerstabförmig ausgebildeten Grundkörper 2 ist eine Druckhülse 5 lösbar und auswechselbar gespannt mithilfe einer Spanneinrichtung 6.
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Die Druckhülse 5 kann eine Hülse oder eine Kombination von Hülse und Adapter sein, auf dem die Hülse angeordnet ist. Im Fall der Verwendung eines Adapters ist bei der Druckhülse 5 die (äußere) Hülse auf dem Adapter angeordnet, und die die Druckhülse 5 bildende Kombination von Hülse und Adapter ist am Grundkörper 2 gespannt.
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Die Spanneinrichtung 6 weist in der dargestellten Ausführungsform eine Spannbuchse 7 auf, die schraubbar auf den Grundkörper 2 angeordnet ist. Mittels Drehen (Schrauben) kann die Spannbuchse 7 in axialer Richtung des Grundkörpers 2 verlagert werden. Die Spannbuchse 7 dient zum Bereitstellen einer Druckkraft, die beim Spannen der Druckhülse 5 an dem Grundkörper 2 auf ein proximales Spannelement 8 sowie ein distales Spannelement 9 übertragen wird. 1 zeigt einen nichtgespannten Ausgangszustand, bei dem die Spannbuchse 7 beabstandet von dem proximalen Spannelement 8 angeordnet ist. Wird nun die Spannbuchse 7 mittels Schraubbewegung in axialer Richtung zu dem proximalen Spannelement 8 hin bewegt, wird in einer anfänglichen Spannphase über ein Sicherungselement 10, welches bei der dargestellten Ausführungsform als Tellerfeder ausgeführt ist, die von der Spannbuchse 7 bereitgestellte Druckkraft über eine Stirnfläche 11 der Druckhülse 5 auf diese übertragen. Die Druckhülse 5 koppelt ihrerseits mechanisch über ein Übertragungselement 12 an das distale Spannelement 9. Das distale Spannelement 9 ist mit einem distalen Spreizelement 9a gebildet, was aufgrund der (seitliche) Druckbeaufschlagung über das Übertragungselement 12 einem Verformungseffekt unterliegt, welcher zum Aufspreizen des Spreizelementes 9a in radialer Richtung führt, so dass das Spreizelement 9a gegen eine Innenfläche 12a des Übertragungselementes 12 und hierdurch gegen die Druckhülse 5 drückt. Der Verformungseffekt des Spreizelementes 9a findet statt, da das Spreizelement 9a bei der Druckbeaufschlagung gegen einen Bund 13 gedrückt wird und so der Druckkraft nicht ausweichen kann. Vielmehr wird so die radiale Spannkraft zum lösbaren Spannen der Druckhülse 5 auf dem Grundträger 2 im Bereich des distalen Spannelementes 9 erzeugt.
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Bewegt sich die Spannbuchse 7 weiter in Richtung des proximalen Spannelementes 8, welches mit einem proximalen Spreizelement 8a gebildet ist, so tritt die Spannbuchse 7 schließlich mit dem proximalen Spannelement 8 in Kontakt und beaufschlagt dieses mit einer Druckkraft, was zu einem Aufspreizen des proximalen Spreizelementes 8a in radialer Richtung führt, so dass die Druckhülse 5 schließlich auch im Bereich des proximalen Spannelementes 8 an dem Grundträger 2 gespannt wird.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Druckwalze, bei der in vergleichbarer Weise eine lösbare Spannung zwischen Grundkörper 2 und Druckhülse 5 vorgesehen ist. Im Unterschied zur Ausführungsform in 1 ist die Druckkraftübertragungskette bei der Ausgestaltung in 2 mit einer Übertragungsbuchse 14 gebildet, welche ihrerseits dann auf das distale Spannelement 9 drückt, wodurch das Aufspreizen des zugeordneten Spreizelementes 9a stattfindet. Auch 2 zeigt die Druckwalze in einer anfänglichen Spannphase, in welcher die Spannbuchse 7 nicht in Kontakt mit dem proximalen Spannelement 8 ist.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Spannbuchse 7 mit integriertem Krafteinleitungselement 10, bei der das Spannen bzw. Lösen der Druckhülse 5 beschleunigt wird, da die Spannbuchse mit Krafteinleitungselement als eine Baugruppe auf dem Grundkörper 2 montiert oder demontiert werden kann.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der verschiedenen Ausführungen von Bedeutung sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0527293 A1 [0006]
- EP 2090432 A1 [0007]
- EP 2639064 A1 [0008]
