DE10250683B3

DE10250683B3 - Verfahren zur Herstellung eines Rotationskörpers einer Druckmaschine und einen danach hergestellten Rotationskörper

Info

Publication number: DE10250683B3
Application number: DE10250683A
Authority: DE
Inventors: Karl Schäfer; Wolfgang Felgenhauer
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-11-01
Also published as: EP1569798B1; WO2004039534A2; ATE390281T1; CN101229705B; WO2004039534A3; AU2003283194A1; AU2003283194A8; CN101229705A; DE50309498D1; EP1569798A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rotationskörpers einer Druckmaschine, wobei der Rotationskörper einen Grundkörper mit einer Oberfläche aufweist, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Außenkörper mit mindestens einem einen Strömungskanal ausbildenden Einschnitt auf der Oberfläche des Grundkörpers aufgebracht wird und dass eine den Strömungskanal abdeckende Abdeckung auf dem Außenkörper aufgebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rotationskörpers einer Druckmaschine und einen danach hergestellten Rotationskörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 14.

Durch die DE 43 38 467 C1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer hülsenförmigen Druckform bekannt, bei dem eine plattenförmige, metallische Rohform der Druckform mittels eines Laserstrahls abgelängt und den Anfang und das Ende der Druckform bildende Plattenkanten überlappungsfrei mittels des Laserstrahls miteinander verschweißt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Rotationskörpers einer Druckmaschine und einen danach hergestellten Rotationskörper zu schaffen, wobei der Rotationskörper mindestens einen von einem Temperierungsmittel durchströmten Strömungskanal zur Temperierung des Rotationskörpers aufweist, wobei auch insbesondere bei einem Rotationskörper großer Länge eine Anordnung einer Vielzahl von Strömungskanälen entlang des Umfangs des Rotationskörpers in der Fertigung kostengünstig zu realisieren ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 14 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass zur Ausbildung eines Strömungskanals im Rotationskörper eine teure Tieflochbohrung nicht erforderlich ist. Die in einem separaten Bauteil ausgebildeten Strömungskanäle werden als ein Außenkörper auf dem Grundkörper aufgebracht und von einer die Mantelfläche des Rotationskörpers bildenden Abdeckung abgedeckt. In diesem Fall sind die Konturen der Strömungskanäle z. B. durch ein Laser gestütztes Schneideverfahren kostengünstig im Außenkörper ausbildbar. Die Strömungskanäle ermöglichen durch ihre vorteilhafte Lage eine effiziente Temperatursteuerung. Das zur Verbindung von Außenkörper und Abdeckung mit dem Grundkörper bevorzugte Elektronenstrahlschweißen oder Laserschweißen gestattet eine Erwärmung des Grundkörpers in einer lokal sehr eng begrenzten Schweißzone, wodurch der Grundkörper trotz der Wärmezufuhr spannungsfrei und verzugsfrei bleibt. Vorteilhaft ist auch, dass ein Grundkörper aus einem korrosiv unbeständigeren Werkstoff durch Aufschweißen einer z. B. plattenförmigen Abdeckung aus einem korrosiv beständigeren Werkstoff gegen Korrosion geschützt werden kann. In gleicher Weise kann die Mantelfläche des Rotationskörpers auch verschleißfester ausgestaltet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen jeweils in einem Teilschnitt:
1 einen in den Ballen des Rotationskörpers eingebrachten Profilkörper mit einem in ihm verlaufenden Spannkanal;
2 eine Ausführungsform des Rotationskörpers mit einem in den Ballen eingeschweißten Profilkörper;
3 eine Ausführungsform des Rotationskörpers mit einer auf dem Ballen aufgebrachten Abdeckung (für diese Ausführung wird hier jedoch kein Schutz beansprucht);
4 eine Ausführungsform des Rotationskörpers mit einer auf dem Ballen aufgebrachten Abdeckung und mit im Ballen zusätzlich zum Spannkanal ausgebildeten Strömungskanälen (für diese Ausführung wird hier jedoch kein Schutz beansprucht);
5 bis 8 eine Ausführungsform des Rotationskörpers mit einem im Ballen ausgebildeten Spannkanal und mit Strömungskanälen, wobei die Strömungskanäle in einem auf dem Ballen aufbringbaren Außenkörper ausgebildet und von einer Abdeckung abgedeckt sind.
Wenn der Rotationskörper 01 beispielsweise als ein Formzylinder 01 oder als ein Übertragungszylinder 01 eines Druckwerks ausgestaltet ist, kann dieser Zylinder 01 in Richtung seines Umfangs mit z. B. einem Aufzug 03 oder zwei Aufzügen 03 und axial, d. h. seiner Länge nach mit z. B. bis zu sechs Aufzügen 03 belegt sein. Bei einem Formzylinder 01 sind die Aufzüge 03 zumeist als plattenförmige Druckformen 03 ausgebildet. Bei einem Übertragungszylinder 01 handelt es sich bei den Aufzügen 03 vorzugsweise um jeweils auf einer Trägerplatte aufgebrachte Gummidrucktücher 03. Eine plattenförmige Druckform 03 bzw. eine Trägerplatte für ein Gummidrucktuch 03 besteht i. d. R. aus einem biegsamen, aber ansonsten formstabilen Material, z. B. aus einer Aluminiumlegierung.
Das Druckwerk, in dem der zuvor beschriebene Zylinder 01 zum Einsatz kommt, kann z. B. als eine 9-Zylinder-Satelliten-Druckeinheit ausgebildet sein, bei dem vier Paare jeweils bestehend aus einem Formzylinder 01 und einem Übertragungszylinder 01 um einen gemeinsamen Gegendruckzylinder angeordnet sind, wobei z. B. zumindest die Formzylinder 01 jeweils die Merkmale der hier vorgeschlagenen Lösung aufweisen können. Gerade für den Zeitungsdruck sind Anordnungen günstig, bei denen ein Formzylinder 01 in seiner axialen Richtung, d. h. nebeneinander mit bis zu sechs plattenförmigen Druckformen 03 und entlang seines Umfangs entweder mit einer plattenförmigen Druckform 03 oder hintereinander mit zwei plattenförmigen Druckformen 03 belegt ist. Ein solcher Formzylinder 01 rollt auf einem Übertragungszylinder 01 ab, der z. B. axial mit bis zu drei nebeneinander angeordneten Gummidrucktüchern 03 belegt ist, wobei jedes Gummidrucktuch 03 den vollen Umfang des Übertragungszylinders 01 umspannt. Die Gummidrucktücher 03 weisen damit die doppelte Breite und Länge der plattenförmigen Druckformen 03 auf. Der Formzylinder 01 und der Übertragungszylinder 01 haben hierbei vorzugsweise dieselben geometrischen Abmessungen bezüglich ihrer axialen Länge und ihres Umfangs. Ein als Zylinder 01 ausgebildeter Rotationskörper 01 hat z. B. einen Durchmesser von beispielsweise 140 mm bis 420 mm, vorzugsweise zwischen 280 mm und 340 mm. Die axiale Länge des Ballens 02 des Zylinders 01 liegt z. B. im Bereich zwischen 500 mm und 2400 mm, vorzugsweise zwischen 1200 mm und 1700 mm. Alternativ zur Ausgestaltung des Rotationskörpers 01 als Zylinder 01 kann dieser auch als eine vorzugsweise einen Bedruckstoff, z. B. Papier führende Walze 01 ausgebildet sein.
In der 1 ist ein Teilausschnitt eines Ballens 02 des Rotationskörpers 01 dargestellt, wobei in dem Ballen 02 in dessen axialer Richtung ein Spannkanal 06 verläuft. Der Spannkanal 06 ist zumindest zu einer Mantelfläche 07 des Ballens 02 von mindestens einem in den Ballen 02 eingebrachten Profilkörper 04 begrenzt. Auf der Mantelfläche 07 des Ballens 02 ist ein Aufzug 03, z. B. eine biegsame plattenförmige Druckform 03, dadurch befestigt, dass an den Enden des Aufzugs 03 abgekantete Schenkel 08; 09 in den Spannkanal 06, der eine zur Mantelfläche 07 des Ballens 02 gerichtete Öffnung 11 aufweist, eingeführt und dort im Wesentlichen an den mantelflächennahen Wandungen 12; 13 der Öffnung 11 angelegt sind. Dabei kann der Spannkanal 06 ohne einen die Erfindung hindernden Einfluß verschiedene Querschnittsgeometrien aufweisen.
Ohne die Erfindung auf die nachfolgende vereinfachte Darstellung zu beschränken, erfolgt die Beschreibung der Erfindung hier der Einfachheit halber derart, als ob auf dem Ballen 02 nur ein einziger, den Ballen 02 umschlingender Aufzug 03 zu befestigen sei. Denn für den Fachmann ist ohne weiteres verständlich, dass auf dem Ballen 02 sowohl in dessen axialer Richtung als auch in dessen Umfangsrichtung mehrere Aufzüge 03 zu befestigen sein können, wobei dann im Fall von mehreren Aufzügen 03 in der Umfangsrichtung auch mehrere Spannkanäle 06 vorzusehen sind.
In Produktionsrichtung P des Rotationskörpers 01 gesehen weist der auf dem Ballen 02 zu befestigende Aufzug 03 ein vorlaufendes Ende 16 und ein nachlaufendes Ende 17 mit jeweils einem abgekanteten Schenkel 08; 09 auf. Ebenso besitzt die Öffnung 11 des Spannkanals 06 eine in Produktionsrichtung P des Rotationskörpers 01 gesehene vordere Kante 18, von der sich eine Wandung 12 zum Spannkanal 06 hin erstreckt, sowie eine hintere Kante 19, von der sich eine Wandung 13 ebenfalls zum Spannkanal 06 hin erstreckt. Die Öffnung 11 ist an der Mantelfläche 07 des Ballens 02 lang und schmal und damit schlitzförmig ausgebildet, wobei die Schlitzweite S im Vergleich zur Tiefe t des Spannkanals 06, die z. B. 28 mm bis 35 mm, vorzugsweise 30 mm betragen kann, gering und derart bemessen ist, dass ein Schenkel 08 am vorlaufenden Ende 16 eines Aufzugs 03 und ein Schenkel 09 am nachlaufenden Ende 17 desselben oder – bei mehreren in Umfangsrichtung des Rotationskörpers 01 befestigten Aufzügen 03 – eines gleichartigen Aufzugs 03 in der Öffnung 11 hintereinander anordenbar sind. Vorteilhaft sind Schlitzweiten S von weniger als 5 mm, vorzugsweise im Bereich von 1 mm bis 3 mm. Das Verhältnis von der Tiefe t des Spannkanals 06 zur Schlitzweite S liegt damit vorzugsweise etwa bei 10:1 bis 15:1. Die Öffnung 11 kann sich ganz oder nur teilweise über die Länge des Ballens 02 erstrecken.
Zwischen der sich von der vorderen Kante 18 zum Spannkanal 06 hin erstreckenden Wandung 12 und einer gedachten, auf der Mantelfläche 07 des Rotationskörpers 01 auf der Öffnung 11 aufliegenden Tangente T ist ein spitzer Öffnungswinkel α ausgebildet, der zwischen 30° und 60°, vorzugsweise 45° beträgt. Somit verjüngt sich die Schlitzweite S der Öffnung 11 zur Mantelfläche 07 des Rotationskörpers 01 hin und sie vergrößert sich zum Spannkanal 06 hin. Der Schenkel 08 am vorlaufenden Ende 16 des Aufzugs 03 ist an der vorderen Kante 18 der Öffnung 11 einhängbar, sodass dieser Schenkel 08 an der sich von der vorderen Kante 18 zum Spannkanal 06 erstreckenden Wandung 12 vorzugsweise formschlüssig anliegt. In dem in der 1 gezeigten Beispiel fällt die Wandung 13 an der hinteren Kante 19 der Öffnung 11 in etwa senkrecht zum Spannkanal 06 hin ab. Die Wandung 13 kann jedoch auch leicht geneigt sein, sodass sich die Öffnung 11 zum Spannkanal 06 hin weitet. Ein Winkel β, der sich als Öffnungswinkel β zwischen der sich von der hinteren Kante 19 zum Spannkanal 06 erstreckenden Wandung 13 und der bereits erwähnten, auf der Mantelfläche 07 des Rotationskörpers 01 auf der Öffnung 11 aufliegenden Tangente T ergibt, liegt z. B. im Bereich zwischen 85° und 95° und beträgt vorzugsweise 90°.
Der Spannkanal 06 erstreckt sich im Regelfall in axialer Richtung des Rotationskörpers 01. Vorzugsweise in etwa diametral gegenüber der schlitzförmigen Öffnung 11 befindet sich eine z. B. in den Boden 14 des Spannkanals 06 oder des Profilkörpers 04 eingelassene, zum Spannkanal 06 offene Nut 21, in der ein biegesteifes, vorzugsweise plattenförmiges Haltemittel 22 – vorzugsweise lose – eingestellt und schwenkbar gelagert ist. Das Haltemittel 22 kann z. B. eine metallische, sich längs im Spannkanal 06 erstreckende Leiste 22 sein. Die Nut 21 ist demnach Lagerpunkt und Abstützpunkt des als ein Hebel 22 ausgestalteten Haltemittels 22. Um das Haltemittel 22 in der Nut 21 schwenken zu können, ist die Breite B der Nut 21 größer ausgebildet als die Dicke D des Haltemittels 22. Das Haltemittel 22 ist derart ausgebildet, dass es ein erstes oberes, an einer der beiden Wandungen 12 oder 13 der Öffnung 11 anlegbares Ende 23 und ein der Öffnung 11 gegenüberliegendes zweites unteres Ende 24 aufweist, wobei sich dieses untere Ende 24 in der Nut 21 abstützt.
Eine vorzugsweise vorgespannte Feder 26 stützt sich mit ihrem einen Ende am Profilkörper 04 und mit ihrem anderen Ende am Haltemittel 22 ab, vorzugsweise nahe am ersten oberen Ende 23 des Haltemittels 22, damit das als ein Hebel 22 wirkende Haltemittel 22 von seinem Lagerpunkt in der Nut 21 bis zur Feder 26 einen möglichst langen Hebelarm ausbildet. Ein Stellmittel 27 wirkt dem von der Feder 26 über das Haltemittel 22 auf die Wandung 13, die sich von der hinteren Kante 19 der Öffnung 11 erstreckt, ausgeübten Anpreßdruck entgegen, um bei einer Betätigung des Stellmittels 27 eine mit dem Haltemittel 22 an der Wandung 13 bewirkte Klemmung bei Bedarf zu lösen. Bei dem Stellmittel 27 handelt es sich vorzugsweise um einen in Längsrichtung des Spannkanals 06 verlaufenden Schlauch 27, der mit einem Druckmittel, z. B. Druckluft beaufschlagbar ist. Demnach sind im Spannkanal 06 alle Bauteile angeordnet und gelagert, die zum Haltern eines Aufzugs 03 auf der Mantelfläche 07 des Ballens 02 benötigt werden.
Die hier gegebenen Erläuterungen zur Gestaltung und zum Einsatz des vorgeschlagenen Rotationskörpers 01 sollen in entsprechender Weise für alle nachstehend beschriebenen Ausführungsformen gelten.
Bei einer in der 2 dargestellten Ausführungsform wird zur Herstellung des Rotationskörpers 01 in dessen Ballen 02 zumindest ein Profilkörper 04 derart eingebracht, dass der Profilkörper 04 einen Spannkanal 06 zumindest an der Mantelfläche 07 räumlich begrenzt. Die Einbringung des Profilkörpers 04 in den Ballen 02 erfolgt vorzugsweise stoffschlüssig, insbesondere durch ein Schweißverfahren, z. B. durch Elektronenstrahlschweißen oder durch Laserschweißen. Dabei wird der Profilkörper 04 vorteilhafterweise in eine in die Mantelfläche 07 des Ballens 02 vorzugsweise eingefräste Nut 31 eingesetzt. Sofern der Profilkörper 04 blockförmig ausgebildet ist, sind die Weite W31 der Nut 31 und die Breite des Profilkörpers 04 vorzugsweise in einer Spielpassung oder einer Übergangspassung gut fügbar zueinander angepaßt. Der Profilkörper 04, der sich in axialer Richtung des Rotationskörpers 01 erstreckt, hat vorzugsweise eine leistenförmige Gestalt und kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Wie in den
2 und 3 veranschaulicht, ist es z. B. nicht zwingend erforderlich, dass der Profilkörper 04 im Spannkanal 06 einen Boden 14 ausbildet. Als Alternative zu einem Profilkörper 04 als Formteil kann der Profilkörper 04 in einem Aufschweißverfahren zumindest an oder nahe der Mantelfläche 07 des Ballens 02 durch Auftragen eines Werkstoffs angeformt werden. Als Werkstoff für einen schweißtechnisch ausgebildeten Profilkörper 04 eignet sich insbesondere ein korrosionsbeständiger Edelstahl. Das im Spannkanal 06 angeordnete Haltemittel 22, die Feder 26 und das Stellmittel 27 sind in der 2 und den nachfolgenden Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht mehr dargestellt. Für Details wird diesbezüglich auf die 1 verwiesen. Die Weite W31 der Nut 31 kann zumindest an der Mantelfläche 07 z. B. zwischen 10 mm und 50 mm, vorzugsweise zwischen 12 mm und 30 mm betragen.
Der Profilkörper 04 weist an einer der Mantelfläche 07 zugewandten Seite, d. h. an seiner Stirnseite 34z. B. eine schlitzförmige Öffnung 11 als Zugang zum Spannkanal 06 auf. Alternativ können zwei Profilkörper 04 vorgesehen sein, die zumindest an der Mantelfläche 07 durch ihre Beabstandung in axialer Richtung des Rotationskörpers 01 eine schlitzförmige Öffnung 11 ausbilden. Der Querschnitt des Spannkanals 06 kann vorzugsweise rund oder rechteckig ausgebildet sein. Der Spannkanal 06 verläuft vorzugsweise in axialer Richtung des Rotationskörpers 01. Der Profilkörper 04 kann leistenförmig und in einem Schnitt quer zur axialen Richtung des Rotationskörpers 01 im Wesentlichen eckig ausgebildet sein.
An den seitlichen Fügeflächen zwischen dem in die Nut 31 eingefügten Profilkörper 04 und dem Ballen 02 befinden sich Schweißzonen 32, die in Richtung des Umfangs des Ballens 02 nur eine sehr geringe Breite aufweisen, die dafür aber z. B. über einen großen Teil der Bautiefe des Profilkörpers 04 in den Ballen 02 hineinragen. Die vorgeschlagenen Schweißverfahren ermöglichen durch eine Bündelung der Strahlung, die ihre jeweilige Energiequelle aussendet, eine lokal eng begrenzte Erwärmung des Ballens 02 mit einer großen Tiefenwirkung. Für die Schweißung ist es vorteilhaft, zumindest einen der Mantelfläche 07 nahen Teil der Fügefläche zwischen dem Ballen 02 und des in der Nut 31 angeordneten Profilkörpers 04 glattwandig und in einem Schnitt quer zur axialen Richtung des Rotationskörpers 01 ungekrümmt auszubilden. Die Schweißzonen 32 können z. B. in etwa lotrecht zur Mantelfläche 07 des Ballens 02 verlaufen und damit in etwa radial zum Rotationskörper 01 angeordnet sein oder sie weisen zur Mantelfläche 07 des Ballens 02 einen bewußt gewählten und im Wesentlichen von der Geometrie des Profilkörpers 04 abhängigen Neigungswinkel auf. In jedem Fall dringen die Schweißzonen 32 entsprechend dem Strahlenverlauf der Energiequelle geradlinig in den Ballen 02 ein. Die Schweißzonen 32 müssen sich nicht notwendigerweise über die gesamte Länge des Ballens 02 erstrecken, sondern können z. B. nur punktuell oder in mehreren voneinander beabstandeten kurzen Abschnitten von nur wenigen Millimetern Länge ausgebildet sein. Die geschweißten Abschnitte können z. B. 5 mm bis 25 mm, vorzugsweise etwa 10 mm lang sein und sich in Abständen von 20 mm bis 50 mm, vorzugsweise in 30 mm bis 40 mm in axialer Richtung des Rotationskörpers 01 wiederholen. Alternativ zu den bevorzugten Schweißverfahren, insbesondere des Elektronenstrahlschweißverfahrens oder Laserstrahlschweißverfahrens, ist es auch möglich, den Profilkörper 04 in den Ballen 02 einzukleben. Bei einer Klebung sind auch gewölbte Fügeflächen zwischen dem Ballen 02 und dem Profilkörper 04 unproblematisch.
In der 3 ist eine Ausführungsform des Rotationskörpers 01 aufgezeigt, bei der auf einer Oberfläche 29 eines Grundkörpers 28 des Ballens 02 eine Abdeckung 36 aufgebracht ist. Der Grundkörper 28 kann samt seiner Oberfläche 29 aus einem für Korrosion anfälligeren, preiswerten Werkstoff, z. B. aus einem unlegierten C22-Stahl bestehen. Die Abdeckung 36 besteht hingegen vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff, z. B. einem legierten, korrosionsfesten Stahl und wird stoffschlüssig auf der Oberfläche 29 des Grundkörpers 28 aufgebracht, vorzugsweise angeschweißt, insbesondere durch Elektronenstrahlschweißen oder durch Laserschweißen. Diese bevorzugten Schweißverfahren gestatten es aufgrund ihrer Tiefenwirkung, dass durch die Abdeckung 36, deren radiale Materialstärke, d. h. Dicke nur wenige Millimeter beträgt, vorzugsweise höchstens 10 mm, hindurchgeschweißt und so eine sichere und damit dauerhafte feste Verbindung der Abdeckung 36 mit der Oberfläche 29 des Grundkörpers 28 hergestellt werden kann. In den Grundkörper 28 hineinreichende Schweißzonen 32, die in den 3 bis 5 vereinfacht durch Linien dargestellt sind, sind entlang des Umfangs des Ballens 02 bzw. dessen Grundkörpers 28 vorzugsweise äquidistant ausgebildet.
Der Spannkanal 06, der vorzugsweise in Richtung der Länge des Ballens 02 verläuft, kann – wie in der 3 dargestellt – entweder unmittelbar in den Grundkörper 28 eingebracht sein oder in der zuvor in Verbindung mit der 2 beschriebenen Weise in Verbindung mit einem Profilkörper 04 ausgebildet sein, wobei der Profilkörper 04 vorteilhafterweise stoffschlüssig vorzugsweise durch Anwendung eines Schweißverfahrens, insbesondere durch Elektronenstrahlschweißen oder durch Laserschweißen, oder durch eine Klebung mit dem Grundkörper 28 unlösbar verbunden ist. Ungeachtet der Einbringung des Spannkanals 06 in den Grundkörper 28 weist die Abdeckung 36 an allen funktional erforderlichen Stellen eine schlitzförmige Öffnung 11 zum Spannkanal 06 auf, wobei diese Öffnung 11 in die Abdeckung 36 eingebracht, vorzugsweise eingefräst wird, und zwar vorzugsweise nachdem die Abdeckung 36 auf der Oberfläche 29 des Grundkörpers 28 aufgebracht worden ist. Die schlitzförmige Öffnung 11 wird mithin zumindest als Teil einer Halteeinrichtung in die Abdeckung 36 eingebracht, wobei mit der Halteeinrichtung ein auf der Oberfläche 29 aufbringbarer Aufzug 03 gehaltert werden kann. Ein Beispiel für eine Halteeinrichtung zeigt die 1, weshalb für Einzelheiten zur Halteeinrichtung auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen wird. Nachdem die Öffnung 11 in die Abdeckung 36 eingebracht worden ist, kann z. B. im Grundkörper 28 der Spannkanal 06 ausgebildet werden, sofern die Öffnung 11 nicht einen Zugang zu einem im Grundkörper 28 bereits vorhandenen Spannkanal 06 herstellt. Die Schlitzweite S der Öffnung 11 liegt im Bereich weniger Millimeter, vorzugsweise beträgt sie höchstens 5 mm, insbesondere 1 mm bis 3 mm (1). Die Öffnung 11 kann sich über die gesamte Länge des Ballens 02 oder nur in Abschnitten dieser Länge erstrecken.
Überdies ist der 3 entnehmbar, dass die den Ballen 02 an seiner Mantelfläche 07 abschließende Abdeckung 36 eine Öffnung 11 mit einer im Vergleich zur Weite W31 der Nut 31 geringeren Schlitzweite S aufweist. Das Verhältnis von der Weite W31 der Nut 31 zur Schlitzweite S der Öffnung 11 liegt vorzugsweise zwischen 5:1 und 15:1. Die schlitzförmige Öffnung 11 kann, wie bereits erwähnt, in die Abdeckung 36 eingebracht werden, nachdem die Abdeckung 36 auf der Oberfläche 29 des Grundkörpers 28 aufgebracht worden ist. An dieser Öffnung 11 werden z. B. durch Fräsen die in Verbindung mit der 1 beschriebene vordere Kante 18 mit der sich von dieser Kante 18 unter dem Öffnungswinkel α zum Spannkanal 06 erstreckenden Wandung 12 sowie die hintere Kante 19 mit der sich in etwa senkrecht zum Spannkanal 06 hin erstreckenden Wandung 13 an der Öffnung 11 ausgebildet bzw. angeformt. Für weitere Einzelheiten zur Ausgestaltung dieser Öffnung 11 wird auf die Beschreibung zur 1 verwiesen.
Des Weiteren kann als eine weitere Ausführungsform – wie aus der 4 ersichtlich – in den Grundkörper 28 ein in Richtung der Mantelfläche 07 des Ballens 02 offener Strömungskanal 37, insbesondere ein Kühlkanal 37 eingebracht sein, der dann von der auf der Oberfläche 29 des Grundkörpers 28 aufgebrachten Abdeckung 36 abgedeckt wird. Vorteilhafterweise sind im Grundkörper 28 entlang seines Umfangs mehrere Strömungskanäle 37 vorgesehen, die vorzugsweise äquidistant voneinander beabstandet sind und die z. B. einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen. Derart gestaltete Strömungskanäle 37 können vorzugsweise in den Grundkörper 28 eingefräst werden, z. B. mit einem Scheibenfräser.
Die Strömungskanäle 37 sind zur Temperierung der Mantelfläche 07 vorzugsweise von einem flüssigen Wärmeträgermedium durchströmbar, z. B. von Wasser oder einem Öl. Es ist vorteilhaft, die Strömungskanäle 37 zumindest teilweise, d. h. an Kontaktstellen mit dem Grundkörper 28 mit einem Kunststoff auszukleiden, insbesondere um das die Strömungskanäle 37 durchströmende Wärmeträgermedium gegenüber dem Grundkörper 28 thermisch zu isolieren. Dadurch, dass die Strömungskanäle 37 in dieser Ausgestaltung des Rotationskörpers 01 sehr nahe an dessen Mantelfläche 07 anordenbar sind, kann eine sehr effiziente Temperierung verwirklicht werden, insbesondere wenn zudem die Abdeckung 36 dünnwandig, d. h. nur wenige Millimeter, vorzugsweise höchstens 10 mm stark ausgebildet ist. Wie die 4 zeigt, können in einem Ballen 02 bzw. dessen Grundkörper 28 sowohl mindestens ein Spannkanal 06 als auch mindestens ein Strömungskanal 37 oder mehrere Strömungskanäle 37 ausgebildet sein, die sich vorzugsweise parallel zueinander und in Richtung der Länge des Ballens 02 bzw. dessen Grundkörper 28 erstrecken. Im Fall mehrerer Strömungskanäle 37 ist zwischen benachbarten Strömungskanälen 37 vorzugsweise jeweils eine Schweißzone 32 ausgebildet. Auch zwischen einem Spannkanal 06 und einem benachbarten Strömungskanal 37 ist vorzugsweise eine Schweißzone 32 ausgebildet. Es ist vorteilhaft, die Schweißzonen 32 entlang des Umfangs des Ballens 02 äquidistant anzuordnen. Durch die Anwendung von Schweißverfahren mit sehr eng begrenzten Erwärmungszonen sind die Kanäle 06; 37 eng beabstandet am Umfang des Ballens 02 anordenbar. Schweißverfahren mit sehr eng begrenzten Erwärmungszonen haben den Vorteil, dass trotz dieser Wärme zuführenden Fertigungsverfahren der Rotationskörper 01 praktisch verzugsfrei bleibt. Selbst in den Strömungskanälen 37 angebrachte Auskleidungen aus Kunststoff werden durch die Wärmezufuhr bei den vorgeschlagenen bevorzugten Schweißverfahren nicht verformt.
Die Abdeckung 36 ist vorzugsweise als ein rohrförmiger Hohlzylinder ausgebildet und kann für seine Montage auf den Grundkörper 28 aufgeschoben werden. Die Abdeckung 36 kann aber auch schalenförmig, insbesondere mehrteilig ausgebildet sein, wobei mehrere bogenförmige Segmente in Richtung des Umfangs auf der Oberfläche 29 des Grundkörpers 28 aufgebracht werden. Durch die Aufbringung der Abdeckung 36, die vorzugsweise aus einem korrosionsfesten und vorteilhafterweise auch aus einem verschleißfesten Werkstoff besteht, kann für den Grundkörper 28 des Rotationskörpers 01, der z. B. aus einem preiswerteren unlegierten und nicht korrosionsfesten Werkstoff besteht, auf eine fertigungstechnisch günstige Weise eine edle Mantelfläche 07 erzeugt werden.
Die 5 zeigt in einem Teilschnitt den Ballen 02 des Rotationskörpers 01, wobei im Grundkörper 28 des Ballens 02 z. B. mindestens ein Spannkanal 06 angeordnet ist. Entlang des Umfangs des Ballens 02 sind in einem Außenkörper 38 vorzugsweise mehrere Strömungskanäle 37 angeordnet, die in der zuvor beschriebenen Weise von einer Abdeckung 36 abgedeckt sind. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in Verbindung mit der 4 beschriebenen Ausführungsform dadurch, dass die Strömungskanäle 37 nicht in die Oberfläche 29 des Grundkörpers 28 eingebracht, sondern mittels eines separaten Bauteils, d. h. des Außenkörpers 38, darauf aufgebracht sind. In einem vorzugsweise zylindrischen rohrförmigen Außenkörper 38, der auf den Grundkörper 28 aufschiebbar ist, sind z. B. durch ein Schneidverfahren, vorzugsweise durch ein Laserschneidverfahren, insbesondere durch ein Rotationslaserstrahlschneidverfahren, die Konturen der vorzugsweise mehreren Strömungskanäle 37 z. B. in Form von parallel zueinander angeordneten Langlöchern oder zumindest Nuten oder Rinnen eingebracht. Die 8 zeigt eine perspektivische Darstellung dieses Außenkörpers 38. Durch das bevorzugte Bearbeitungsverfahren des Außenkörpers 38 zur Einbringung der Strömungskanäle 37 sind für die Ausgestaltung der Strömungskanäle 37 beliebige Konturen möglich, so z. B. in Gruppen angeordnete Axialschlitze, d. h. Schlitze, die in axialer Richtung des Rotationskörpers 01 verlaufen. Dabei ist die Mantelfläche 07 des Ballens 02, d. h. hier in dieser Ausführungsform die Abdeckung 36, vorteilhafterweise in zu temperierende Zonen 41; 42 unterteilbar. Dieser vorzugsweise gewissermaßen perforierte Außenkörper 38 wird, nachdem in ihm die Einschnitte der Strömungskanäle 37 ausgebildet sind, auf den Grundkörper 28 aufgeschoben und dort stoffschlüssig mit der Oberfläche 29 des Grundkörpers 28 verbunden, z. B. verklebt, vorzugsweise aber verschweißt, wobei als Schweißverfahren insbesondere das Elektronenstrahlschweißen oder Laserschweißen zum Einsatz kommen. Gegebenenfalls wird nach diesem Fertigungsschritt der Ballen 02 mit dem darauf befestigten Außenkörper 38 z. B. mit einer Drehmaschine an seiner Mantelfläche 07 bearbeitet, indem der zunächst aufgebrachte Außenkörper 38 und dann die Abdeckung 36 zur Erzielung guter Rundlaufeigenschaften für den Rotationskörper 01 überdreht oder geschliffen werden. Danach wird in der zuvor in Verbindung mit den 3 und 4 beschriebenen Weise die Abdeckung 36, die vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff besteht, auf den Außenkörper 38 aufgebracht, wobei die Abdeckung 36 die in den Außenkörper 38 eingebrachten Strömungskanäle 37 sowie gegebenenfalls einen oder mehrere in den Grundkörper 28 eingebrachte Spannkanäle 06 zumindest vorübergehend abdeckt. Schweißzonen 32 können entweder nur die Abdeckung 36 mit dem Außenkörper 38 verbinden oder die Abdeckung 36 und den Außenkörper 38 durchdringen und bis in den Grundkörper 28 reichen (5). Die 6 und 7 zeigen den Schichtaufbau des Rotationskörpers 01 in einem Längsschnitt. In dieser Figur ist auch erkennbar, dass die Abdeckung 36 vorzugsweise zwischen den Stirnseiten 39 des Grundkörpers 28, insbesondere an mindestens einem zwischen den Strömungskanälen 37 ausgebildeten Steg, mit der Oberfläche 29 des Grundkörpers 28 stoffschlüssig verbunden ist. 7 ist eine Ausschnittsvergrößerung dieses Längsschnitts.
Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass in den Grundkörper 28 keine Strömungskanäle 37 einzubringen sind, wodurch ein aufwendiger Bearbeitungsschritt in der Herstellung des Rotationskörpers 01 entfällt. Manche Rotationskörper 01 erfordern zur wirksamen Temperierung der Mantelfläche 07 ihres Ballens 02 entlang des Umfangs eine Anordnung von zwanzig und mehr Strömungskanälen 37, die ihrerseits z. B. mittels einer Tieflochbohrung mit einem Durchmesser von z. B. 20 mm bis 25 mm in den Ballen 02 bzw. dessen Grundkörper 28 eingebracht werden. Gerade bei großen Längen des Ballens 02 bzw. dessen Grundkörpers 28 von z. B. 1900 mm bis 2400 mm ist eine derartige Fertigung des Rotationskörpers 01 aufwendig und damit teuer. Es ist daher vorteilhaft, den beschriebenen Außenkörper 38 mit seinen Schlitzen zur Ausbildung von Strömungskanälen 37 als ein separates Bauteil zu fertigen und dann auf die Oberfläche 29 des Grundkörpers 28 aufzubringen und dort stoffschlüssig mit dem Grundkörper 28 zu verbinden.

1: Rotationskörper, Zylinder, Walze, Formzylinder, Übertragungszylinder
2: Ballen
3: Aufzug, Druckform, Gummidrucktuch
4: Profilkörper
5: –
6: Spannkanal
7: Mantelfläche
8: Schenkel
9: Schenkel
10: –
11: Öffnung
12: Wandung
13: Wandung
14: Boden
15: –
16: vorlaufendes Ende
17: nachlaufendes Ende
18: vordere Kante
19: hintere Kante
20: –
21: Nut
22: Haltemittel, Leiste, Hebel
23: erstes Ende
24: zweites Ende
25: –
26: Feder
27: Stellmittel, Schlauch
28: Grundkörper
29: Oberfläche (28)
30: –
31: Nut
32: Schweißzone
33: –
34: –
35: –
36: Abdeckung
37: Strömungskanal, Kühlkanal
38: Außenkörper
39: Stirnseite
40: –
41: Zone
42: Zone
B: Breite (21)
D: Dicke (22)
P: Produktionsrichtung (01)
S: Schlitzweite (11)
t: Tiefe (06)
T: Tangente
W31: Weite (31)
α: Öffnungswinkel
β: Öffnungswinkel

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Rotationskörpers (01) einer Druckmaschine mit einem Grundkörper (28) mit einer zylindrischen Oberfläche (29), wobei mindestens ein von einem Wärmeträgermedium durchströmter Strömungskanal (37) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein rohrförmig oder schalenförmig ausgebildeter Außenkörper (38) mit mindestens einem einen Strömungskanal (37) ausbildenden Einschnitt auf der Oberfläche (29) des Grundkörpers (28) aufgeschoben oder aufgelegt wird und dass eine den Strömungskanal (37) abdeckende, rohrförmig oder schalenförmig ausgebildete Abdeckung (36) auf dem Außenkörper (38) aufgeschoben oder aufgelegt wird, wobei der Außenkörper (38) an der Oberfläche (29) des Grundkörpers (28) und die den Strömungskanal (37) abdeckende Abdeckung (36) zumindest an dem Außenkörper (38) befestigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschnitt des Strömungskanals (37) durch ein Schneidverfahren in den Außenkörper (38) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschnitt des Strömungskanals (37) durch ein Laserschneidverfahren in den Außenkörper (38) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschnitt des Strömungskanals (37) durch Rotationslaserstrahlschneiden in den Außenkörper (38) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkörper (38) stoffschlüssig mit der Oberfläche (29) des Grundkörpers (28) verbunden wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die den Strömungskanal (37) abdeckende Abdeckung (36) mit dem Außenkörper (38) stoffschlüssig verbunden wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkörper (38) auf der Oberfläche (29) des Grundkörpers (28) angeschweißt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (36) auf dem Außenkörper (38) angeschweißt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (36) oder der Außenkörper (38) durch Elektronenstrahlschweißen oder durch Laserschweißen angeschweißt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (36) in mehreren Schweißzonen (32) an der Oberfläche (29) des Grundkörpers (28) angeschweißt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet, dass in die Abdeckung (36) eine schlitzförmige Öffnung (11) als Zugang zu einem im Grundkörper (28) angeordneten Spannkanal (06) eingefräst wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Strömungskanal (37) in die Oberfläche (29) des Grundkörpers (28) eingefräst wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet, dass der Außenkörper (38) nach seiner Aufbringung auf der Oberfläche (29) des Grundkörpers (28) oder die Abdeckung (36) nach ihrer Aufbringung auf dem Außenkörper (38) durch Überdrehen oder Schleifen bearbeitet werden.
Rotationskörper (01) einer Druckmaschine mit einem Grundkörper (28) mit einer zylindrischen Oberfläche (29), hergestellt nach dem Verfahren des Anspruchs 1.
Rotationskörper (01) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Abdeckung (36) aus einem korrosionsfesten Werkstoff besteht.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkörper (38) stoffschlüssig mit der Oberfläche (29) des Grundkörpers (28) verbunden ist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die den Strömungskanal (37) abdeckende Abdeckung (36) mit dem Außenkärper (38) stoffschlüssig verbunden ist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (36) auf dem Außenkörper (38) angeschweißt ist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (36) in äquidistanten Schweißzonen (32) entlang des Umfangs des Grundkörpers (28) auf dem Außenkörper (38) angeschweißt ist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 19 dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißzonen (32) durch die Abdeckung (36) in den Außenkörper (38) reichen.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißzonen (32) durch den Außenkörper (38) und die Abdeckung (36) in den Grundkörper (28) reichen.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (36) auf dem Außenkörper (38) aufgeklebt ist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkörper (38) auf der Oberfläche (29) des Grundkörpers (28) aufgeklebt ist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (28) mindestens einen Spannkanal (06) aufweist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkanal (06) zumindest vorübergehend oder zumindest teilweise von der Abdeckung (36) abgedeckt ist.
Rotationskörper (U1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (36) eine schlitzförmige Öffnung (11) als Zugang zum Spannkanal (06) aufweist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Profilkörper (04) den Spannkanal (06) zumindest teilweise an der Oberfläche (29) des Grundkörpers (28) begrenzt.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (04) stoffschlüssig mit dem Grundkörper (28) verbunden ist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 28, dadurch ch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (04) mit dem Grundkörper (28) verschweißt ist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (04) durch Auftragsschweißen an dem Grundkörper (28) angeformt ist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (37) mit einem Kunststoff zumindest teilweise ausgekleidet ist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüch 14 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Spannkanal (06) oder der Strömungskanal (37) in axialer Richtung des Rotationskörpers (01) erstrecken.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 32 dadurch gekennzeichnet, dass im Grundkörper (28) entlang seines Umfangs mehrere Strömungskanäle (37) eingebracht sind.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Strömungskanälen (37) jeweils eine Schweißzone (32) ausgebildet ist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass im Rotationskörper (01) mindestens ein Spannkanal (06) und mindestens ein Strömungskanal (37) ausgebildet sind.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkörper (38) Strömungskanäle (37) in Form von Gruppen von Axialschlitzen aufweist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anordnung der Strömungskanäle (37) im Außenkörper (38) die Abdeckung (36) in zu temperierende Zonen (41; 42) unterteilbar ist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Spannkanal (06) und einem Strömungskanal (37) eine Schweißzone (32) ausgebildet ist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (36) oder der Außenkörper (38) dünnwandig ausgebildet sind.
Rotationskörper (01) nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet 14 bis 39, dass die Abdeckung (36) in radialer Richtung des Rotationskörpers (01) eine Materialstärke von höchstens 10 mm aufweist.
Rotationskörper (01) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (36) und der Außenkörper (38) aus einem korrosionsfesten Werkstoff bestehen.