-
Die
Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung eines Druckmaschinenzylinders,
die dazu dient, eine flexible Bespannung des Zylinders klemmend
an dem Zylinder zu befestigen.
-
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 eine Mantelfläche eines solchen
Zylinders gespannt ist, an dem Zylinder unter Aufrechterhaltung
der Spannung zu befestigen. Die Zylinder weisen einen oder meist
mehrere axiale Kanäle
an ihrer Mantelfläche
auf, in dem oder in denen je eine Klemmvorrichtung gebildet ist.
-
In
einem aus der
EP 0
856 401 A2 bekannten Beispiel ist an einer Mantelfläche eines
Druckzylinders ein axialer Kanal gebildet, der Kanalwände aufweist,
die bis zu einer Kanalöffnung
an der Mantelfläche
des Druckzylinders je schräg
zur Radialen unter einem spitzen Winkel aufeinander zulaufen. In
dem Kanal ist ein Klemmkörper
angeordnet, der den aufeinander zulaufenden Kanalwänden zugewandt
entsprechend ebenfalls V-förmig
aufeinander zulaufende Seitenflächen
aufweist. Der Klemmkörper
ist in Richtung auf die Kanalöffnung
zu gespannt, so dass seine beiden aufeinander zulaufenden Seitenflächen gegen
die im gleichen Winkel aufeinander zulaufenden Kanalwände gepresst
werden. Zwischen einer der beiden Kanalwände und der zugewandten Seitenfläche des Klemmkörpers wird
ein Klemmspalt für die
Bespannung gebildet. Der Klemmspalt wird mittels Stützkörpern, die
quer zu dem Klemmkörper
verstellbar angeordnet sind, eingestellt.
-
Aus
der
DE 195 09 561
A1 und der
DE
200 22 737 U1 sind Klemmvorrichtungen bekannt, die schwenkbar
in einem Kanal eines Druckzylinders angeordnete Klemmnocken aufweisen.
Die Klemmnocken sind auf einer drehangetriebenen Welle oder Spindel
gebildet. Durch Drehen der Welle oder Spindel sind die Klemmnocken
zwischen einer Klemmstellung und einer Freistellung hin und her
schwenkbar. In der Klemmstellung bilden sie mit einer Gegenfläche des
Kanals einen Klemmspalt für
die flexible Bespannung. In der Freistellung ist die Bespannung von
den Klemmnocken frei und kann von dem Druckzylinder abgenommen werden.
-
Die
US 5,010,818 offenbart eine
Klemmvorrichtung, die mehrere zylindrische Klemmkörper umfasst,
von denen jeder in Radialrichtung eines Druckzylinders an einem
Federelement elastisch nachgiebig abgestützt ist. Die Federelemente
ragen in Bohrungen, die an den radial inneren Seiten der Klemmkörper vorgesehen
sind. Im Ergebnis wird eine Zweiachsenbewegbarkeit erhalten, zum
Einen gegen radiale Elastizitätskräfte der
Federn und zum Anderen quer dazu. Die Querbewegung geht jedoch mit
einem Kippen und/oder Biegen der Federn einher.
-
Die
DE 42 38 343 A1 beschreibt
eine Klemmvorrichtung mit drehbar und entlang einer senkrecht auf
die zu klemmenden Enden einer Bespannung weisenden Achse elastisch
nachgiebig gelagerten Klemmkörpern.
Die Klemmkörper
sitzen auf Wellen, die über
Reibkupplungen miteinander verdrehgesichert kuppelbar sind, wobei
mittels der Reibkupplungen ein maximales Drehmoment eingestellt
wird, das mittels einer Betätigungsvorrichtung
zum Verdrehen der Klemmkörper
von außen
auf die Klemmkörper aufbringbar
ist.
-
Eine
Klemmvorrichtung mit klauenartigen Klemmkörpern ist aus der
US 6,401,617 B1 bekannt.
-
Die
US 2,900,904 A offenbart
eine Klemmvorrichtung mit einer durchgehenden Klemmwelle, an deren äußeren Mantelfläche axiale
Einkerbungen gebildet sind, in die die Enden einer Bespannung eingelegt
und durch Verdrehen der Klemmwelle eingezogen werden. Die Kerben
dienen dem Ausbringen der Bespannungsenden beim Abnehmen der Bespannung.
Die Klemmwelle ist senkrecht zu dem zwischen ihr und einer Gegenfläche gebildeten
Klemmspalte entlang einer Achse gegen eine auf sie wirkende Elastizitätskraft
bewegbar gelagert.
-
Aus
der
US 5,485,784 A ist
eine Klemmvorrichtung mit mehreren zylindrischen Klemmkörpern bekannt,
die gegen Elastizitätskräfte einer
Anpresseinrichtung im wesentlichen in Radialrichtung eines Druckzylinders
bewegbar in einem Zylinderkanal aufgenommen sind. Die Klemmkörper sind
ferner zwischen zwei Schwenkpositionen hin und her schwenkbar, und
während
der Schwenkbewegung sind sie zu der Anpresseinrichtung verdrehbar.
Zum Klemmen einer Bespannung werden deren beiden Enden in den Zylinderkanal
eingeführt,
und anschließend
werden die Klemmkörper
gegen die Enden der Bespannung in eine ihrer beiden Schwenkpositionen
geschwenkt und zusammen mit je einem zugeordneten Klemmhebel verdreht,
sodass die Enden der Bespannung geklemmt werden.
-
Die
US 5,123,353 A offenbart
eine Klemmvorrichtung mit einer Klemmwelle, die in einem Zylinderkanal
eines Druckzylinders aufgenommen ist. Die Klemmwelle ist auf einer
Lagereinrichtung einer Anpresseinrichtung gegen eine von der Anpresseinrichtung
erzeugte Elastizitätskraft
entlang einer Achse bewegbar gelagert. Die Klemmwelle ist über einen Teil
ihres äußeren Umfangs
kreiszylindrisch und dem kreiszylindrischen Teil gegenüberliegend
polygonal mit entweder zwei oder drei Abflachungen. Mit ihren Abflachungen
liegt sie auf der Lagereinrichtung auf. Sie kann in Abhängigkeit
von der Anzahl der Abflachungen zwei oder drei diskrete Drehwinkelpositionen
einnehmen. Der kreiszylindrische Umfangsteil der Klemmwelle ist
so geformt, dass die Klemmwelle beim Einziehen der Bespannung keinen
Klemmspalt bildet. Die Klemmwelle wird zum Klemmen der Enden der
Bespannung mit Hilfe eines Werkzeugs in eine vorgegebene Drehposition
verdreht, in der sie unter Bildung eines Klemmspalts die Enden der
Bespannung gegen eine gegenüberliegende
Gegenfläche
eines Spaltendes des Zylinderkanals presst.
-
-
Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Klemmvorrichtung für ein Klemmen
einer flexiblen Bespannung eines Zylinders einer Druckmaschine zu
schaffen, mittels der eine Zylinderbespannung sicher geklemmt wird
und die einfach handhabbar ist.
-
Die
Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung eines Zylinders einer Druckmaschine,
vorzugsweise einer Druckmaschine für den Druck von großen Zeitungsauflagen.
Der Zylinder weist an seiner Mantelfläche einen axialen Kanal auf.
Die Klemmvorrihtung umfasst wenigstens einen Klemmkörper und
eine Anpresseinrichtung für
den Klemmkörper.
Der wenigstens eine Klemmkörper
weist eine Oberfläche auf,
die in dem Zylinderkanal mit einer Gegenfläche einen Klemmspalt für wenigstens
ein, durch eine Kanalöffnung
ragendes Ende wenigstens einer flexiblen Bespannung bildet. Die
Gegenfläche
ist vorzugsweise eine von dem Zylinder selbst gebildete oder fest mit
dem Zylinder verbundene Kanalwand. Grundsätzlich kann jedoch die Gegenfläche in dem
Kanal auch relativ zu dem Zylinder bewegbar sein, beispielsweise
ihrerseits ebenfalls drehbar, um die Einführung eines freien Endes der
Bespannung in den Klemmspalt. zu erleichtern. Von der Anpresseinrichtung
wird eine Klemmkraft erzeugt, mit der der wenigstens eine Klemmkörper und
die Gegenfläche
gegeneinander gepresst werden, um den Klemmspalt zu bilden.
-
Der
wenigstens eine Klemmkörper
ist so gelagert, dass er unter Aufrechterhaltung des Klemmspalts
quer zu einer Längsachse
des Zylinders in zwei nicht parallele Richtungen relativ zu dem
Zylinder bewegbar ist. Der wenigstens eine Klemmkörper besitzt
somit in der Querschnittsebene des Zylinders zwei Bewegungsfreiheitsgrade
und drückt
permanent gegen die Gegenfläche.
Wird das wenigstens eine Bespannungsende in den Klemmspalt eingeschoben
oder eingezogen, so wird der wenigstens eine Klemmkörper gegen
die Klemmkraft um die Dicke des Bespannungsendes von der Gegenfläche weg
bewegt. Während
der Verlagerung ist der wenigstens eine Klemmkörper permanent an Lagerflächen abgestützt und
auf diese Weise gehalten. Die den Klemmspalt mitbildende Gegenfläche bildet
eine der Lagerflächen.
Wenigstens zwei weitere Lagerflächen
weisen winklig zu der Gegenfläche
und auch winklig zueinander. Vorzugsweise stützen und zentrieren genau drei
Lagerflächen
den wenigstens einen Klemmkörper.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung
des wenigstens einen Klemmkörpers ist,
dass keine Einstellarbeiten für
die Herstellung des Klemmspalts erforderlich sind. Der wenigstens
eine Klemmkörper
muss nicht erst aus einer Freistellung in eine Klemmstellung bewegt
werden, sondern befindet sich ständig
in Klemmstellung. Das wenigstens eine Ende einer Bespannung kann
in der Klemmstellung eingeschoben oder eingezogen werden.
-
Die
Anpresseinrichtung umfasst eine Lagereinrichtung, die gegen eine
von der Anpresseinrichtung auf den wenigstens einen Klemmkörper ausgeübte Kraft
quer zu der Drehachse des Zylinders bewegbar ist. Die Lagereinrichtung
ist hierbei in eine der zwei Richtungen der Bewegbarkeit des wenigstens
einen Klemmkörpers
bewegbar. Die Lagereinrichtung stützt den wenigstens einen Klemmkörper in die
eine der zwei Richtungen seiner Bewegbarkeit und führt ihn
in der anderen. Die Lagereinrichtung bildet dementsprechend eine
Führungsbahn,
entlang der der wenigstens eine Klemmkörper geführt wird. Die Oberfläche des
wenigstens einen Klemmkörpers, die
den Klemmspalt mit der Gegenfläche
bildet, kann selbst an der Führungsbahn
geführt
sein. Vorzugsweise bildet diese Oberfläche des wenigstens einen Klemmkörpers jedoch
nur den Klemmspalt und ist ansonsten frei, und der wenigstens eine
Klemmkörper
ist auf andere Weise an der Führungsbahn
geführt,
vorzugsweise mittels eines starr mit dem wenigstens einen Klemmkörper verbundenen
Eingriffsglieds.
-
Der
wenigstens eine Klemmkörper
ist an Lagerflächen
abgestützt,
die vorzugsweise in dem Kanal des Zylinders gebildet sind. Eine
dieser Lagerflächen
wird von der bewegbar angeordneten Lagereinrichtung gebildet, die
in diesem Fall in dem Kanal angeordnet ist.
-
Die
weiteren Lagerflächen
können
insbesondere von dem Zylinder selbst und/oder von einem starr mit
dem Zylinder verbundenen Körper
gebildet werden.
-
Die
Lagerung des wenigstens einen Klemmkörpers ist eine schwimmende
Lagerung, die mittels der bewegbar angeordneten Lagereinrichtung
gebildet wird.
-
Der
wenigstens eine Klemmkörper
kann einstückig
und homogen aus einem einzigen Material, beispielsweise aus Stahl,
gebildet sein.
-
Bevorzugt
wird es, wenn die den Klemmspalt mitbildende Oberfläche des
wenigstens einen Klemmkörpers
so geformt ist, dass sie zusammen mit der Gegenfläche in der
Querschnittsebene des Zylinders einen Öffnungstrichter bildet, der
sich zu einer Öffnung
des Kanals hin weitet, um das Einschieben oder Einziehen des wenigstens
einen Bespannungsendes zu erleichtern.
-
Die
den Klemmspalt mitbildende Oberfläche des wenigstens einen Klemmkörpers ist
bevorzugt so geformt, dass die Klemmkraft auch im Falle einer elastisch
nachgiebigen Oberfläche
oder/und Gegenfläche
zumindest im Wesentlichen nur entlang einer axialen Linie wirkt.
Gegenüber
einem flächigen
Kontakt kann eine vorteilhaft große spezifische Flächenpressung
im Klemmspalt erzielt werden.
-
Der
wenigstens eine Klemmkörper
kann im Querschnitt dreieckig oder viereckig sein oder eine andere
polygonale Gestalt aufweisen und mit einer seiner polygonen Kanten
den Klemmspalt mitbilden. Die polygonen Kanten sind vorzugsweise
geringfügig gerundet,
ohne dass hierdurch der Charakter als Polygon verloren geht. Die
Anordnung ist ferner vorzugsweise so, dass eine linienförmige Klemmkraft und
der Öffnungstrichter
gebildet werden.
-
Gegenüber einer
polygonen Gestalt wird es jedoch deutlich bevorzugt, wenn die den
Klemmspalt mitbildende Oberfläche
des wenigstens einen Klemmkörpers
rund ist. Vorzugsweise ist sie kreisrund.
-
Die
runde Oberfläche
des Klemmkörpers
ist so geformt und in Umfangsrichtung um die Drehachse des Klemmkörpers so
weit erstreckt, dass der Klemmspalt bei einer Drehbewegung, die
der Klemmkörper
zum Klemmen und Lösen
der Bespannung ausführt,
erhalten bleibt. Die Klemmkraft bleibt während dieser Drehbewegung bei
unveränderter Klemmspaltdicke
zumindest im Wesentlichen die gleiche, vorzugsweise nach Größe und Richtung. Der
Klemmkörper
befindet sich in diesem Fall über den
gesamten Drehwinkelbereich, über
den sich seine den Klemmspalt mitbildende runde Oberfläche erstreckt,
in Klemmstellung. Dies erleichtert die Einführung eines freien Endes der
Bespannung in den Klemmspalt. Falls der Drehwinkelbereich, über den sich
die den Klemmspalt mitbildende Oberfläche des wenigstens einen Klemmkörpers erstreckt,
ausreichend groß ist,
kann in vorteilhafter Weiterbildung die flexible Bespannung auch
noch durch eine entsprechende Drehbewegung des wenigstens einen Klemmkörpers nachgespannt
werden. Besonders bevorzugt erstreckt sich die runde Oberfläche, die den
Klemmspalt mit der Gegenfläche
bildet, über 360°. Der Klemmkörper ist
vorzugsweise über
360° um
seine Drehachse drehbar.
-
In
bevorzugten Ausführungen
ist die den Klemmspalt mitbildende runde Oberfläche des Klemmkörpers bezüglich der
Drehachse des Klemmkörpers
rotationssymmetrisch. Besonders bevorzugt ist der Klemmkörper als
Kreiszylinder gebildet, und die runde Oberfläche ist dementsprechend eine
Mantelfläche
des Kreiszylinders. Dem Grunde nach kann in der rotationssymmetrischen
Ausbildung der wenigstens eine Klemmkörper auch ein vom Kreiszylinder
abweichender Rotationskörper
sein, falls eine im Klemmspalt punktförmige Klemmkraft genügt oder gar
gewünscht
wird. In der rotationssymmetrischen Ausbildung bildet der wenigstens
eine Klemmkörper vorteilhafterweise
in jeder Drehwinkelposition über eine
volle Umdrehung den Klemmspalt, wodurch Fehlbedienungen besonders
sicher entgegengewirkt wird.
-
Die
Anpresseinrichtung ist vorzugsweise eine Federeinrichtung, die den
wenigstens einen Klemmkörper
und dessen Gegenfläche
gegeneinander drückt.
Die Anpresseinrichtung ist vorzugsweise in dem Kanal angeordnet.
Sie umfasst in der Ausbildung als Federeinrichtung wenigstens ein
in dem Kanal angeordnetes Federelement, das an dem Zylinder abgestützt ist.
Ist der wenigstens eine Klemmkörper
drehbar angeordnet, so ist er vorzugsweise relativ zu der Anpresseinrichtung
um seine Drehachse drehbar.
-
In
bevorzugten Ausführungen
sind mehrere Klemmkörper
der beschriebenen Art entlang einer Welle oder Achse axial voneinander
beabstandet angeordnet. Die Klemmkörper können von der Welle oder Achse
in einem Stück
gebildet werden oder aber auf einer Welle oder Achse befestigt und
in dieser Ausbildung vorzugsweise auf der Welle je verdrehgesichert
und auf der Welle oder Achse zweckmäßigerweise verschiebegesichert
sein. Bevorzugt sind entlang der Welle oder Achse mehrere Federelemente beabstandet
nebeneinander angeordnet, um die mehreren Klemmkörper über die gesamte Länge der Welle
gleichmäßig gegen
die Gegenfläche
zu pressen. Grundsätzlich
ist es jedoch auch möglich,
dass mehrere Klemmkörper
der beschriebenen Art, die nicht miteinander verbunden sind, axial
nebeneinander angeordnet und je mit eine Klemmkraft beaufschlagt
werden, wie dies anhand eines Klemmkörpers beschrieben wurde. Falls
die Klemmkörper drehbar
sein sollen, ist alternativ zu der bevorzugten Wellenbildung auch
die Drehlagerung auf einer Achse möglich.
-
Der
wenigstens eine Klemmkörper
und die zusammen mit ihm den Klemmspalt bildende Gegenfläche sind
zueinander vorzugsweise so angeordnet, dass die Klemmkraft eine
Richtungskomponente hat, die in Richtung der Zentrifugalkraft weist,
die während
der Drehbewegung des Zylinders wirkt. Bevorzugt wird es ferner,
wenn der wenigstens eine Klemmkörper
radial zu der Drehachse des Zylinders bewegbar ist. Bei der im Betrieb
auftretenden maximalen Drehgeschwindigkeit des Zylinders ist der
von der Zentrifugalkraft verursachte Anteil der Klemmkraft vorzugsweise
wesentlich größer als
der von der Anpresseinrichtung erzeugte Klemmkraftanteil.
-
In
den Ausführungen,
in denen der wenigstens eine Klemmkörper drehbar in dem Kanal angeordnet
ist, kann eine Blockiereinrichtung vorgesehen sein, die in einem
Blockiereingriff den Klemmkörper mit
dem Zylinder so verbindet, dass eine Rückdrehbewegung des Klemmkörpers verhindert
wird. Der Blockiereingriff ist lösbar, um
das geklemmte Ende der flexiblen Bespannung wieder aus dem Klemmspalt
herausziehen zu können.
Solch eine Blockiereinrichtung kann insbesondere durch einen lösbaren Freilauf
gebildet werden, der die Drehbewegung des Klemmkörpers in eine Spann-Drehrichtung
nicht behindert, den Klemmkörper
jedoch gegen eine Rückdrehbewegung
blockiert. Eine schließ-
und lösbare Reibbremse
kann ebenfalls die Blockiereinrichtung bilden. Vorzugsweise wird
auf eine Blockiereinrichtung jedoch verzichtet, was insbesondere
dann möglich
ist, wenn die Zentrifugalkraft das Klemmen unterstützt.
-
Aufgrund
der erfindungsgemäßen Ausbildung
dreht sich der Klemmkörper
in eine Spann-Drehrichtung,
wenn das freie Ende in den Klemmspalt hineingedrückt wird und wälzt mit
seiner den Klemmspalt mitbildenden runden Oberfläche auf dem freien Ende der
Bespannung ab. Wenngleich ein Drehantrieb des wenigstens einen Klemmkörpers nicht
erforderlich ist, soll ein Drehantrieb jedoch nicht ausgeschlossen
sein. Wegen der Aufrechterhaltung des Klemmspalts über einen
Drehwinkelbereich kann ein drehangetriebener Klemmkörper dazu
verwendet werden, ein freies Ende der flexiblen Bespannung in den
Klemmspalt einzuziehen und/oder aus dem Klemmspalt hinauszudrücken. Ein
Drehantrieb kann gleichzeitig auch die genannte Blockiereinrichtung bilden,
beispielsweise durch Selbsthemmung des Drehantriebs. Die Selbsthemmung
kann beispielsweise durch Verwendung eines Schneckengetriebes erzielt
werden.
-
Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden auch in den Unteransprüchen beschrieben.
-
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:
-
1 einen mantelflächennahen
Teil eines Druckzylinders mit einem axialen Kanal, in dem eine Klemmvorrichtung
nach einem ersten Ausführungsbeispiel
gebildet ist, und
-
2 eine Längsansicht auf die Klemmvorrichtung
der 1.
-
1 zeigt einen mantelflächennahen
Teil eines Druckzylinders 1 einer Rollenrotationsdruckmaschine
für den
Offsetdruck großer
Zeitungsauflagen. Die Mantelfläche
des Druckzylinders 1 ist mit einer flexiblen Bespannung
bespannt. Im Ausführungsbeispiel
ist die flexible Bespannung ein Gummituch 2, das auf eine
flexible Platte 3 vulkanisiert oder geklebt ist. Der Druckzylinder 1 ist
dementsprechend ein Gummituchzylinder. Um die flexible Platte 3 mit
dem Gummituch 2 auf die Mantelfläche zu spannen, sind die beiden
freien Enden der flexiblen Platte 3 in einen Kanal 6 eingeschoben
und in dem Kanal 6 mittels einer Klemmvorrichtung klemmend
befestigt. Die beiden geklemmten Enden müssen nicht die Enden der gleichen
Platte sein und sind es in vielen Anwendungsfällen auch nicht, beispielsweise,
wenn es sich bei dem Druckzylinder um einen Plattenzylinder handelt.
Der Kanal 6 erstreckt sich axial, d.h. parallel zu einer
Drehachse DZ des Zylinders 1 an
dessen Mantelfläche
und bildet unmittelbar an der Mantelfläche eine enge Kanalöffnung 7.
Die Kanalöffnung 7 wird von
zwei Begrenzungskanten 1v und 8n begrenzt, die
sich in Umfangsrichtung axial parallel gegenüberliegen. Falls der Zylinder 1 in
die mit einem Pfeil angedeutete Drehrichtung D drehangetrieben wird,
bildet die Begrenzungskante 1v die vorlaufende Kante und
die Begrenzungskante 8n bildet die nachlaufende Kante der
Kanalöffnung 7.
Der Kanal 6 verbreitert sich im Querschnitt von den Begrenzungskanten 1v und 8n zu
beiden Seiten einer Radialen R auf die Drehachse DZ des
Zylinders 1. Die Kanalöffnung 7 und
die angrenzenden Kanalwände 4 und 5 sind
im Querschnitt zu der Radialen R achssymmetrisch. Die in den Kanal 6 eingeführten Enden
der flexiblen Platte 3 ragen über das Gummituch 2 hinaus.
Das Gummituch 2 selbst ist in den Kanal 6 nicht
eingeführt, sondern
bildet an der Kanalöffnung 7 einen
schmalen Schlitz, oder es stoßen
die beiden Enden des Gummituchs 2 über der Kanalöffnung 7 aneinander.
-
In
dem Kanal 6 ist eine Klemmvorrichtung gebildet. Die Klemmvorrichtung
umfasst mehrere Klemmkörper 10,
die axial nebeneinander beabstandet auf einer Welle 11 angeordnet
sind, die eine Drehachse DK aufweist. Die
Klemmvorrichtung umfasst ferner eine Anpresseinrichtung, die im
Ausführungsbeispiel
aus mehreren entlang der Welle 11 beabstandet nebeneinander
angeordneten Federelementen 13 und einer Lagereinrichtung
für die
Welle 11 besteht. Die Lagereinrichtung wird von mehreren Druckstücken 12 gebildet,
nämlich
je ein Druckstück 12 pro
Federelement 13. Die Federelemente 13 wirken je
in radialer Richtung, bezogen auf die Drehachse DZ des
Zylinders 1, über
die Druckstücke 12 auf die
Welle 11. Die Klemmkörper 10 werden
durch die Anpresseinrichtung somit in der radialen Symmetrieebene
des Kanals 6 nach radial auswärts gegen die Kanalwände 4 und 5 gepresst,
die sich von den beiden Begrenzungskanten 1v und 8n aus
je zu einer Seite der radialen Symmetrieebenen erstrecken. Die beiden
Kanalwände 4 und 5 sind
plan und verlaufen je axial. Sie weisen aufgrund der Symmetrie je
unter dem gleichen Neigungswinkel zu der radialen Symmetrieebene,
durch die sich die Radiale R erstreckt.
-
Die
Klemmkörper 10 bilden
an ihren Mantelflächen
S sowohl mit der Kanalwand 4 an der vorlaufenden Seite
des Kanals 6 als auch mit der Kanalwand 5 an der
nachlaufenden Seite des Kanals 6 je einen Klemmspalt. Die
Kanalwände 4 und 5 bilden
in den beiden Klemmspalten die Gegenflächen für die Mantelflächen S der
Klemmkörper 10.
In den zwischen der Mantelfläche
S und der vorlaufenden Kanalwand 4 gebildeten Klemmspalt
sind die beiden freien Enden der flexiblen Platte 3 eingeschoben
und werden zwischen der Kanalwand 4 und den Mantelflächen S der
Klemmkörper 10 mit
je einer linienförmigen
Klemmkraft F geklemmt. Das Einführen
der Plattenenden wird durch die trichterförmige Öffnung erleichtert, welche
die Oberfläche
S mit der Gegenfläche 4 bildet.
-
2 zeigt die Klemmvorrichtung
in einer Längssicht,
wobei die Klemmkörper 10,
die sie verbindende oder mit ihnen in einem Stück gebildete Welle 11,
die Druckstücke 12 und
die Federelemente 13 in der Ansicht und der Zylinder 1 in
einem Längsschnitt
der radialen Symmetrieebene dargestellt sind. In 2 ist der in 1 abgebildete Querschnitt A-A eingetragen.
Die Klemmkörper 10 sind
je im gleichen Abstand entlang der Welle 11 gebildet oder
auf der durchgehenden Welle 11 zweckmäßigerweise verschiebegesichert
und vorzugsweise verdrehgesichert befestigt. Zwischen den Klemmkörpern 10 verbleiben
schlankere Wellenabschnitte, in denen je eines der Federelemente 13 über je ein
Druckstück 12 auf
die Welle 11 wirkt. Die Federelemente 13 sind
in radialen Bohrungen des Zylinders 1 aufgenommen. Die
Bohrungen bilden gleichzeitig Radialführungen für die je als Druckfedern gebildeten
Federelemente 13. Die Mittellängsachsen der kreisrunden Bohrungen
sind jeweils Radiale R auf die Drehachse DZ des Zylinders 1,
die sich in der radialen Symmetrieebene des Kanals 6 erstrecken.
-
Die
Welle 11 ist in dem Kanal 6 um ihre Drehachse
DK drehbar, wobei die Federelemente 13 die Welle 11 über die
Druckstücke 12 gegen
die beiden Kanalwände 4 und 5 pressen.
Die Kanalwände 4 und 5 und
die Druckstücke 12 bilden
im Querschnitt eine Dreipunktlagerung und insgesamt eine Dreilinienlagerung,
durch die die Klemmkörper 10 zentriert
wird. Die Klemmkörper 10 können an
beiden Kanalwänden 4 und 5 und
auch an den Druckstücken 12 abgleiten.
Die freie Drehbarkeit der Welle 11 wird lediglich durch
die Reibungskräfte
in den drei Kontaktstellen behindert, aber nicht verhindert. Die
resultierende Reibungskraft wird durch das Material und die Rauhigkeiten
der Kontaktflächen
und durch die von den Federelementen 13 auf die Welle 11 ausgeübte, resultierende
Elastizitätskraft
G bestimmt. Entsprechend wird die in dem Klemmspalt zwischen den Klemmkörpern 10 und
der Kanalwand 4 auf die Enden der flexiblen Platte 3 wirkende
Klemmkraft F durch eine geeignete Materialwahl, Oberflächenbearbeitung
und Federkraft wunschgemäß eingestellt. Während der
Drehbewegung des Zylinders 1 wird die Klemmkraft F im Vergleich
zum Ruhezustand um den von der Zentrifugalkraft Z herrührenden
Anteil erhöht, der
im Druckbetrieb den Elastizitätsanteil
G bei weitem übertrifft.
-
Die
Klemmkörper 10 sind
je rotationssymmetrisch zu ihrer Drehachse DK.
Im Ausführungsbeispiel ist
jeder der Klemmkörper 10 ein
Kreiszylinder.
-
In
einem Grundzustand der Klemmvorrichtung, in dem der Druckzylinder 1 nicht
bespannt oder zumindest die flexible Bespannung 2, 3 noch
nicht mittels der Klemmvorrichtung geklemmt ist, verläuft die
gemeinsame Drehachse DK der Klemmkörper 10, d.h.
die Drehachse der Welle 11, in der radialen Symmetrieebene
des Kanals 6. Die von den Federelementen 13 auf
die Welle 11 wirkende Federkraft weist radial zu der Drehachse
des Zylinders 1 durch die Drehachse DK der
Klemmkörper 10.
-
Aufgrund
der Rotationssymmetrie der Klemmkörper 10 ist das Kräftegleichgewicht
zwischen der resultierenden Federkraft G der Federelemente 13 und
den beiden resultierenden Klemmkräfte F und P in den beiden Klemmspalten
mit den Kanalwänden 4 und 5 in
jeder Drehwinkelposition der Rotationskörper 10 das gleiche.
-
Werden
in dem vorstehend beschriebenen Grundzustand der Klemmvorrichtung
die beiden Enden der flexiblen Platte 3 durch die Kanalöffnung 7 parallel
zu der vorlaufenden Kanalwand 4 in den Klemmspalt zwischen
den Klemmkörpern 10 und
der Kanalwand 4 hineingeschoben, so werden die Federelemente 13 ein
klein wenig zusammengedrückt,
und gleichzeitig wird die Welle 11 auf den Druckstücken 12 ein
wenig zur Seite in Richtung auf die nachlaufende Kanalwand 5 zu
bewegt. Die Druckstücke 12 bilden
für die
Welle 11 je eine axiale Lagerfläche 9, relativ zu
der die Welle 11 und die Klemmkörper 10 parallel verlagert
werden können.
In dem Ausführungsbeispiel
sind die von den Druckstücken 12 gebildeten
Lagerflächen 9 plan
und weisen quer, im Beispiel sogar exakt senkrecht, zu der Radialen
R und zu der Drehachse DZ, wie in 1 zu erkennen ist. Die Lagerflächen 9 sind
Führungsbahnen
für die Querverlagerung
der Welle 11. Die zwischen den Klemmkörpern 10 verbleibenden
schlankeren Abschnitte der Welle 11 bilden Eingriffsglieder,
die auf den Lagerflächen 9 abgleiten
und/oder abrollen können.
Die Lagerflächen 9 insgesamt
und die Kanalwände 4 und 5 bilden
drei zueinander winklige Lagerflächen,
die die Welle 11 dreieckförmig zwischen sich einschließen und
zentriert halten. Wegen der elastisch nachgiebigen Abstützung der
Lagerflächen 9 durch
die Federelemente 13 wird die Welle 11 im Ganzen
in dem Kanal 6 schwimmend gelagert. Die Federelemente 13 und
die Anbringung der Druckstücke 12 auf
den Federelementen 13 sind ausreichend steif, um Kippbewegungen
der Druckstücke 12 bei solch
einer Verlagerung zu verhindern. In dem in 1 dargestellten Klemmzustand, in dem
die flexible Bespannung 2, 3 in dem Klemmspalt
zwischen den Klemmkörpern 10 und
der Kanalwand 4 geklemmt ist und die Welle 11 entsprechend
quer zu der Radialen R verlagert wurde, verläuft die Drehachse DK der Klemmkörper 10 zu der radialen
Symmetrieebene des Kanals 6 mit einem parallelen Versatz
durch eine parallele Ebene, die im Querschnitt der 1 durch die zu der Radialen R parallele
Gerade P repräsentiert
wird.
-
Von
dem Grundzustand ausgehend, wird zur Befestigung der flexiblen Platte 3 deren
spitzwinklig abgeknicktes, vorlaufendes Ende in den Klemmspalt zwischen
dem Klemmkörper 10 und
der vorlaufenden Kanalwand 4 eingeschoben und dadurch klemmend
befestigt. Anschließend
wird das nachlaufende Ende der flexiblen Platte 3 über die
nachlaufende Begrenzungskante 8n durch die Kanalöffnung 7 in
den Kanal 6 eingeführt
und ebenfalls in den Klemmspalt, der zwischen dem Klemmkörper 10 und
dem bereits geklemmten, vorlaufenden Ende der flexiblen Platte 3 gebildet
ist, hineingeschoben. Bei beiden Einschiebevorgängen dreht die Welle 11 mit
den darauf sitzenden Klemmkörpern 10 um
ihre Drehachse DK, wobei sie auf dem jeweils
einschiebenden Ende der flexiblen Platte 3 abrollt und
auf den Druckstücken 12 und
an der nachlaufenden Kanalwand 5 abgleitet. Anstatt die
beiden Enden der flexiblen Platte 3 nacheinander in den
Klemmspalt hineinzuschieben, können
beide Enden auch übereinanderliegend
gleichzeitig in den Klemmspalt geschoben werden. Aufgrund der Bewegbarkeit
der Klemmkörper 10 bzw. der
Welle 11 sowohl in radialer als auch in tangentialer Richtung,
je bezogen auf die Drehachse DZ des Zylinders 1,
sind für
das Klemmen der Plattenenden keinerlei Einstellarbeiten erforderlich.
Die Klemmvorrichtung stellt sich selbsttätig auf die durch die Plattenenden
vorgegebene Dicke des Klemmspalts ein. Die Kräfte, die auf die Klemmkörper 10 bzw.
die Welle 11 wirken, bilden im Grundzustand und im Klemmzustand,
wobei in Bezug auf den Klemmzustand zwischen dem Ruhezustand des
Zylinders und den Zuständen
der Drehbewegung des Zylinders unterschieden werden muss, Kräftedreiecke,
die stets kongruent zueinander sind, da die das Dreieck bildenden
Kräfte
zwar in den unterschiedlichen Zuständen unterschiedlich groß sind,
aber ihre Richtung nicht verändern.
Zur Vereinfachung trägt
ferner bei, dass die Klemmkraft F bei gegebener Spaltdicke aufgrund
der Rotationssymmetrie der Klemmkörper 10 in jeder Drehwinkelposition
der Klemmkörper 10 die gleiche
ist.
-
Insbesondere
muss nicht darauf geachtet werden, dass die Klemmkörper 10 sich
in einer bestimmten Drehwinkelposition befinden. Auch insoweit entfällt die
Unterscheidung in Klemmstellung und Freistellung der Klemmvorrichtung.
Ebenso wird das Abnehmen der flexiblen Platte 3 mit dem
Gummituch 2 erleichtert. Weder für das Klemmen noch für das Abnehmen
sind Manipulationen an der Klemmvorrichtung selbst erforderlich.
Zum Abnehmen können
die geklemmten Enden der flexiblen Platte 3 durch bekannte
Hilfsvorrichtungen, beispielsweise eine Saugvorrichtung, aus dem
Klemmspalt gezogen werden.
-
Die
Welle 11 kann jedoch, muss aber nicht drehangetrieben werden.
Falls die Welle 11 motorisch oder gegebenenfalls über eine
Handkurbel drehangetrieben wird, können die Enden der flexiblen
Platte 3 auch durch die motorisch oder manuell bewirkte
Drehbewegung der Welle 11 in den Klemmspalt gezogen und
aus dem Klemmspalt gedrückt werden.
-
Zu
der Geometrie und den Abmessungen kann beispielhaft noch gesagt
werden, dass die Kanalöffnung 7 in
Umfangsrichtung eine Spaltbreite von 1 bis 2 mm, typischerweise
1,5 mm, hat. Der Durchmesser der Klemmkörper 10 beträgt zwischen
20 und 30 mm. Die beiden Kanalwände 4 und 5 schließen zwischen
sich einen Winkel ein, der wenigstens 60° und höchstens 90° betragen sollte.
-
Um
die Montage der Klemmvorrichtung zu erleichtern, wird der Kanal 6 in
einer axialen Ausnehmung des Zylinders 1 an der Zylindermantelfläche gebildet,
die größer als
der Kanal 6 ist. In die Ausnehmung ist ein Füllstück 8 passgenau
eingesetzt. Das Füllstück 8 bildet
die Kanalwände,
insbesondere die Kanalwand 5, zu der einen Seite der radialen
Symmetrieebene des Kanals 6. Die Kanalwände zu der anderen Seite der
radialen Symmetrieebene werden unmittelbar von dem Zylinder 1 gebildet;
im Ausführungsbeispiel
handelt es sich insbesondere um die den Klemmspalt mitbildende,
vorlaufende Kanalwand 4. Das Füllstück 8 bildet ferner
einen in Umfangsrichtung kurzen Abschnitt der Zylindermantelfläche einschließlich der
nachlaufenden Begrenzungskante 8n der Kanalöffnung 7.
Die Ausnehmung in dem Zylinder 1 weist in Umfangsrichtung eine
ausreichend große
Erstreckung auf, um das Einsetzen der Anpresseinrichtung und der
die Klemmkörper 10 bildenden
Welle 11 zu ermöglichen.
Das Füllstück 8 sichert
die gesamte Anordnung im Kanal 6. Eine Besonderheit, die
im Zusammenhang mit dem Füllstück erwähnt werden
soll, ist das vereinfachte Formen der Ausnehmung und des Füllstücks 8.
Die Ausnehmung ist als gerade Rechtecknut geformt, beispielsweise eingefräst. Die
eine der beiden parallelen Seitenwände der Rechtecknut bildet
die Gegenfläche 4.
Auch das Füllstück 8 zeichnet
sich durch einfach zu formende Rechteckkanten aus. Insbesondere
ist eine nach zwei Seiten offene Innenkante gebildet, in der zwei
Seitenwände
des Füllstücks 8 rechtwinklig
zusammenlaufen. Die nach radial einwärts weisende dieser beiden
Seitenwände
bildet die Gegenfläche 5. Über die
andere, nach radial auswärts
weisende Seitenwand der Innenkante ist das Füllstück 8 an dem Zylinder 1 mittels
Schrauben befestigt. Auf diese Weise kann auch im Bereich des Füllstücks 8 eine nicht
durchbrochene, glatte Manteloberfläche des Zylinders 1 erhalten
werden.