DE10250684B3 - Verfahren zur Herstellung eines Rotationskörpers und Rotationskörper einer Druckmaschine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rotationskörpers einer Druckmaschine, wobei der Rotationskörper einen Ballen mit einer Mantelfläche aufweist und wobei im Ballen mindestens ein zur Mantelfläche zumindest teilweise geöffneter Spannkanal ausgebildet ist, wobei zumindest ein den Spannkanal zumindest zur Mantelfläche zumindest teilweise begrenzender Profilkörper stoffschlüssig in den Ballen eingebracht wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rotationskörpers und Rotationskörper einer Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, 7, 8, 9 oder 14.
- Durch die
DE 196 11 642 C2 ist eine Vorrichtung zum Befestigen einer Bespannung auf einem Druckwerkzylinder bekannt, wobei eine vorgefertigte Leiste in eine an der Mantelfläche des Zylinders ausgebildete Nut eingesetzt und an in Umfangsrichtung des Zylinders gegenüberstehenden Fügeflächen verschweißt wird, wobei die Leiste die Nut vollständig ausfüllt und in der Leiste Saugluft führende Bohrungen und eine schlitzförmige Spanngrube zum Halten von einem abgewinkelten Ende der auf dem Zylinder angeordneten Bespannung ausgebildet sind. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Rotationskörpers und Rotationskörper einer Druckmaschine zu schaffen, wobei im Ballen des Rotationskörpers ein zu dessen Mantelfläche zumindest teilweise abgedeckter Spannkanal oder Strömungskanal auf fertigungstechnisch einfache Weise ausgebildet wird.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1, 7, 8, 9 oder 14 gelöst.
- Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass zur Ausbildung eines Spannkanals oder eines Strömungskanals im Ballen eines Rotationskörpers eine teure Tieflochbohrung nicht erforderlich sind. Statt dessen kann z. B. durch in der Fertigung kostengünstiges Fräsen eine Nut in die Mantelfläche des Ballens eingebracht werden, in welche ein Profilkörper eingelegt und stoffschlüssig mit dem Ballen verbunden wird. Das zur Herstellung der Verbindung bevorzugte Elektronenstrahlschweißen oder Laserschweißen gestattet eine Erwärmung des Ballens in einer lokal sehr eng begrenzten Schweißzone, wodurch der Ballen trotz der Wärmezufuhr spannungsfrei und verzugsfrei bleibt. Überdies entfällt ein Befestigen des Profilkörpers im Ballen durch Schrauben oder ähnliche Verbindungselemente und damit auch ein Verschließen des Kopfes dieser Verbindungselemente im Spannkanal oder Strömungskanal sowie ein Abdichten eines Durchgangsloches im Profilkörper zur Anbringung derartiger Verbindungselemente. Vorteilhaft ist auch, dass ein Ballen 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 Ballens auch verschleißfester ausgestaltet werden. Die Strömungskanäle ermöglichen durch ihre vorteilhafte Lage im Ballen eine effiziente Temperatursteuerung.
- 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 erste Ausführungsform des Rotationskörpers mit einem in den Ballen eingeschweißten Profilkörper; -
3 eine zweite Ausführungsform des Rotationskörpers mit einem in den Ballen eingeschweißten Profilkörper und mit einer auf dem Ballen aufgetragenen Schutzschicht; -
4 eine dritte Ausführungsform des Rotationskörpers mit einer auf dem Ballen aufgebrachten Abdeckung; -
5 eine vierte Ausführungsform des Rotationskörpers mit einer auf dem Ballen aufgebrachten Abdeckung und mit im Ballen zusätzlich zum Spannkanal ausgebildeten Strömungskanälen. - Wenn der Rotationskörper
01 beispielsweise als ein Formzylinder01 oder als ein Übertragungszylinder01 eines Druckwerks ausgestaltet ist, kann dieser Zylinder01 in Richtung seines Umfangs mit z. B. einem Aufzug03 oder zwei Aufzügen03 und axial, d. h. seiner Länge nach mit z. B. bis zu sechs Aufzügen03 belegt sein. Bei einem Formzylinder01 sind die Aufzüge03 zumeist als plattenförmige Druckformen03 ausgebildet. Bei einem Übertragungszylinder01 handelt es sich bei den Aufzügen03 vorzugsweise um jeweils auf einer Trägerplatte aufgebrachte Gummidrucktücher03 . Eine plattenförmige Druckform03 bzw. eine Trägerplatte für ein Gummidrucktuch03 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 Formzylinder01 und einem Übertragungszylinder01 um einen gemeinsamen Gegendruckzylinder angeordnet sind, wobei z. B. zumindest die Formzylinder01 jeweils die Merkmale der hier vorgeschlagenen Lösung aufweisen können. Gerade für den Zeitungsdruck sind Anordnungen günstig, bei denen ein Formzylinder01 in seiner axialen Richtung, d. h. nebeneinander mit bis zu sechs plattenförmigen Druckformen03 und entlang seines Umfangs entweder mit einer plattenförmigen Druckform03 oder hintereinander mit zwei plattenförmigen Druckformen03 belegt ist. Ein solcher Formzylinder01 rollt auf einem Übertragungszylinder01 ab, der z. B. axial mit bis zu drei nebeneinander angeordneten Gummidrucktüchern03 belegt ist, wobei jedes Gummidrucktuch03 den vollen Umfang des Übertragungszylinders01 umspannt. Die Gummidrucktücher03 weisen damit die doppelte Breite und Länge der plattenförmigen Druckformen03 auf. Der Formzylinder01 und der Übertragungszylinder01 haben hierbei vorzugsweise dieselben geometrischen Abmessungen bezüglich ihrer axialen Länge und ihres Umfangs. Ein als Zylinder01 ausgebildeter Rotationskörper01 hat z. B. einen Durchmesser von beispielsweise 140 mm bis 420 mm, vorzugsweise zwischen 280 mm und 340 mm. Die axiale Länge des Ballens02 des Zylinders01 liegt z. B. im Bereich zwischen 500 mm und 2400 mm, vorzugsweise zwischen 1200 mm und 1700 mm. Alternativ zur Ausgestaltung des Rotationskörpers01 als Zylinder01 kann dieser auch als eine vorzugsweise einen Bedruckstoff, z. B. Papier führende Walze01 ausgebildet sein. - In der
1 ist ein Teilausschnitt eines Ballens02 des Rotationskörpers01 dargestellt, wobei in dem Ballen02 in dessen axialer Richtung ein Spannkanal06 verläuft. Der Spannkanal06 ist zumindest zu einer Mantelfläche07 des Ballens02 von mindestens einem in den Ballen02 eingebrachten Profilkörper04 begrenzt. Auf der Mantelfläche07 des Ballens02 ist ein Aufzug03 , z. B. eine biegsame plattenförmige Druckform03 , dadurch befestigt, dass an den Enden des Aufzugs03 abgekantete Schenkel08 ;09 in den Spannkanal06 , der eine zur Mantelfläche07 des Ballens02 gerichtete Öffnung11 aufweist, eingeführt und dort im Wesentlichen an den mantelflächennahen Wandungen12 ;13 der Öffnung11 angelegt sind. Dabei kann der Spannkanal06 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 Ballen02 umschlingender Aufzug03 zu befestigen sei. Denn für den Fachmann ist ohne weiteres verständlich, dass auf dem Ballen02 sowohl in dessen axialer Richtung als auch in dessen Umfangsrichtung mehrere Aufzüge03 zu befestigen sein können, wobei dann im Fall von mehreren Aufzügen03 in der Umfangsrichtung auch mehrere Spannkanäle06 vorzusehen sind. - In Produktionsrichtung P des Rotationskörpers
01 gesehen weist der auf dem Ballen02 zu befestigende Aufzug03 ein vorlaufendes Ende16 und ein nachlaufendes Ende17 mit jeweils einem abgekanteten Schenkel08 ;09 auf. Ebenso besitzt die Öffnung11 des Spannkanals06 eine in Produktionsrichtung P des Rotationskörpers01 gesehene vordere Kante18 , von der sich eine Wandung12 zum Spannkanal06 hin erstreckt, sowie eine hintere Kante19 , von der sich eine Wandung13 ebenfalls zum Spannkanal06 hin erstreckt. Die Öffnung11 ist an der Mantelfläche07 des Ballens02 lang und schmal und damit schlitzförmig ausgebildet, wobei die Schlitzweite S im Vergleich zur Tiefe t des Spannkanals06 , die z. B. 28 mm bis 35 mm, vorzugsweise 30 mm betragen kann, gering und derart bemessen ist, dass ein Schenkel08 am vorlaufenden Ende16 eines Aufzugs03 und ein Schenkel09 am nachlaufenden Ende17 desselben oder – bei mehreren in Umfangsrichtung des Rotationskörpers01 befestigten Aufzügen03 – eines gleichartigen Aufzugs03 in der Öffnung11 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 Spannkanals06 zur Schlitzweite S liegt damit vorzugsweise etwa bei 10:1 bis 15:1. Die Öffnung11 kann sich ganz oder nur teilweise über die Länge des Ballens02 erstrecken. - Zwischen der sich von der vorderen Kante
18 zum Spannkanal06 hin erstreckenden Wandung12 und einer gedachten, auf der Mantelfläche07 des Rotationskörpers01 auf der Öffnung11 aufliegenden Tangente T ist ein spitzer Öffnungswinkel α ausgebildet, der zwischen 30° und 60°, vorzugsweise 45° beträgt. Somit verjüngt sich die Schlitzweite S der Öffnung11 zur Mantelfläche07 des Rotationskörpers01 hin und sie vergrößert sich zum Spannkanal06 hin. Der Schenkel08 am vorlaufenden Ende16 des Aufzugs03 ist an der vorderen Kante18 der Öffnung11 einhängbar, sodass dieser Schenkel08 an der sich von der vorderen Kante18 zum Spannkanal06 erstreckenden Wandung12 vorzugsweise formschlüssig anliegt. In dem in der1 gezeigten Beispiel fällt die Wandung13 an der hinteren Kante19 der Öffnung11 in etwa senkrecht zum Spannkanal06 hin ab. Die Wandung13 kann jedoch auch leicht geneigt sein, sodass sich die Öffnung11 zum Spannkanal06 hin weitet. Ein Winkel β, der sich als Öffnungswinkel zwischen der sich von der hinteren Kante19 zum Spannkanal06 erstreckenden Wandung13 und der bereits erwähnten, auf der Mantelfläche07 des Rotationskörpers01 auf der Öffnung11 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 Rotationskörpers01 . Vorzugsweise in etwa diametral gegenüber der schlitzförmigen Öffnung11 befindet sich eine z. B. in den Boden14 des Spannkanals06 oder des Profilkörpers04 eingelassene, zum Spannkanal06 offene Nut21 , in der ein biegesteifes, vorzugsweise plattenförmiges Haltemittel22 – vorzugsweise lose – eingestellt und schwenkbar gelagert ist. Das Haltemittel22 kann z. B. eine metallische, sich längs im Spannkanal06 erstreckende Leiste22 sein. Die Nut21 ist demnach Lagerpunkt und Abstützpunkt des als ein Hebel22 ausgestalteten Haltemittels22 . Um das Haltemittel22 in der Nut21 schwenken zu können, ist die Breite B der Nut21 größer ausgebildet als die Dicke D des Haltemittels22 . Das Haltemittel22 ist derart ausgebildet, dass es ein erstes oberes, an einer der beiden Wandungen12 oder13 der Öffnung11 anlegbares Ende23 und ein der Öffnung11 gegenüberliegendes zweites unteres Ende24 aufweist, wobei sich dieses untere Ende24 in der Nut21 abstützt. - Eine vorzugsweise vorgespannte Feder
26 stützt sich mit ihrem einen Ende am Profilkörper04 und mit ihrem anderen Ende am Haltemittel22 ab, vorzugsweise nahe am ersten oberen Ende23 des Haltemittels22 , damit das als ein Hebel22 wirkende Haltemittel22 von seinem Lagerpunkt in der Nut21 bis zur Feder26 einen möglichst langen Hebelarm ausbildet. Ein Stellmittel27 wirkt dem von der Feder26 über das Haltemittel22 auf die Wandung13 , die sich von der hinteren Kante19 der Öffnung11 erstreckt, ausgeübten Anpreßdruck entgegen, um bei einer Betätigung des Stellmittels27 eine mit dem Haltemittel22 an der Wandung13 bewirkte Klemmung bei Bedarf zu lösen. Bei dem Stellmittel27 handelt es sich vorzugsweise um einen in Längsrichtung des Spannkanals06 verlaufenden Schlauch27 , der mit einem Druckmittel, z. B. Druckluft beaufschlagbar ist. Demnach sind im Spannkanal06 alle Bauteile angeordnet und gelagert, die zum Haltern eines Aufzugs03 auf der Mantelfläche07 des Ballens02 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 ersten in der
2 dargestellten Ausführungsform wird zur Herstellung des Rotationskörpers01 in dessen Ballen02 zumindest ein Profilkörper04 derart eingebracht, dass der Profilkörper04 einen Spannkanal06 zumindest an der Mantelfläche07 räumlich begrenzt. Die Einbringung des Profilkörpers04 in den Ballen02 erfolgt vorzugsweise stoffschlüssig, insbesondere durch ein Schweißverfahren, z. B. durch Elektronenstrahlschweißen oder durch Laserschweißen. Dabei wird der Profilkörper04 vorteilhafterweise in eine in die Mantelfläche07 des Ballens02 vorzugsweise eingefräste Nut31 eingesetzt. Sofern der Profilkörper04 blockförmig ausgebildet ist, sind die Weite W31 der Nut31 und die Breite des Profilkörpers04 vorzugsweise in einer Spielpassung oder einer Übergangspassung gut fügbar zueinander angepaßt. Der Profilkörper04 , der sich in axialer Richtung des Rotationskörpers01 erstreckt, hat vorzugsweise eine leistenförmige Gestalt und kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Wie in den2 und3 veranschaulicht, ist es z. B. nicht zwingend erforderlich, dass der Profilkörper04 im Spannkanal06 einen Boden14 ausbildet. Als Alternative zu einem Profilkörper04 als Formteil kann der Profilkörper04 in einem Aufschweißverfahren zumindest an oder nahe der Mantelfläche07 des Ballens02 durch Auftragen eines Werkstoffs angeformt werden. Als Werkstoff für einen schweißtechnisch ausgebildeten Profilkörper04 eignet sich insbesondere ein korrosionsbeständiger Edelstahl. Das im Spannkanal06 angeordnete Haltemittel22 , die Feder26 und das Stellmittel27 sind in der2 und den nachfolgenden Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht mehr dargestellt. Für Details wird diesbezüglich auf die1 verwiesen. Die Weite W31 der Nut31 kann zumindest an der Mantelfläche07 z.B. zwischen 10 mm und 50 mm, vorzugsweise zwischen 12 mm und 30 mm betragen. - Der Profilkörper
04 weist an einer der Mantelfläche07 zugewandten Seite, d. h. an seiner Stirnseite34 z.B. eine schlitzförmige Öffnung11 als Zugang zum Spannkanal06 auf. Alternativ können zwei Profilkörper04 vorgesehen sein, die zumindest an der Mantelfläche07 durch ihre Beabstandung in axialer Richtung des Rotationskörpers01 eine schlitzförmige Öffnung11 ausbilden. Der Querschnitt des Spannkanals06 kann vorzugsweise rund oder rechteckig ausgebildet sein. Der Spannkanal06 verläuft vorzugsweise in axialer Richtung des Rotationskörpers01 . Der Profilkörper04 kann leistenförmig und in einem Schnitt quer zur axialen Richtung des Rotationskörpers01 im Wesentlichen eckig ausgebildet sein. - An den seitlichen Fügeflächen zwischen dem in die Nut
31 eingefügten Profilkörper04 und dem Ballen02 befinden sich Schweißzonen32 , die in Richtung des Umfangs des Ballens02 nur eine sehr geringe Breite aufweisen, die dafür aber z. B. über einen großen Teil der Bautiefe des Profilkörpers04 in den Ballen02 hineinragen. Die vorgeschlagenen Schweißverfahren ermöglichen durch eine Bündelung der Strahlung, die ihre jeweilige Energiequelle aussendet, eine lokal eng begrenzte Erwärmung des Ballens02 mit einer großen Tiefenwirkung. Für die Schweißung ist es vorteilhaft, zumindest einen der Mantelfläche07 nahen Teil der Fügefläche zwischen dem Ballen02 und des in der Nut31 angeordneten Profilkörpers04 glattwandig und in einem Schnitt quer zur axialen Richtung des Rotationskörpers01 ungekrümmt auszubilden. Die Schweißzonen32 können z. B. in etwa lotrecht zur Mantelfläche07 des Ballens02 verlaufen und damit in etwa radial zum Rotationskörper01 angeordnet sein oder sie weisen zur Mantelfläche07 des Ballens02 einen bewußt gewählten und im Wesentlichen von der Geometrie des Profilkörpers04 abhängigen Neigungswinkel auf. In jedem Fall dringen die Schweißzonen32 entsprechend dem Strahlenverlauf der Energiequelle geradlinig in den Ballen02 ein. Die Schweißzonen32 müssen sich nicht notwendigerweise über die gesamte Länge des Ballens02 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 Rotationskörpers01 wiederholen. Alternativ zu den bevorzugten Schweißverfahren, insbesondere des Elektronenstrahlschweißverfahrens oder Laserstrahlschweißverfahrens, ist es auch möglich, den Profilkörper04 in den Ballen02 einzukleben. Bei einer Klebung sind auch gewölbte Fügeflächen zwischen dem Ballen02 und dem Profilkörper04 unproblematisch. - Der Profilkörper
04 und der Ballen02 können durchaus aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. So wird für den Profilkörper04 vorzugsweise ein korrosionsbeständiger Werkstoff gewählt, z. B. ein legierter, korrosionsfester Stahl oder eine Aluminiumbronze, wohingegen der Ballen02 z.B. aus einem unlegierten C22-Stahl und damit aus einem für Korrosion anfälligeren Werkstoff bestehen kann. Insbesondere eine Ausgestaltung des Rotationskörpers01 mit Werkstoffen unterschiedlichen Korrosionsverhaltens führt zu einer zweiten Ausführungsform, bei der es vorteilhaft sein kann, den mindestens einen Profilkörper04 mit einem geringfügigen Überstand a in die Nut31 einzusetzen oder mit einem geringfügigen Überstand a an der Nut31 anzuformen, wobei sich der Überstand a in wenigen zehntel Millimeter bemißt, sodass der in die Nut31 eingesetzte Profilkörper04 die Mantelfläche07 des Ballens02 um den Überstand a geringfügig überragt (3 ). Auf der Mantelfläche07 des Ballens02 , der z. B. aus einem preiswerten unlegierten C22-Stahl bestehen kann, wird vorteilhafterweise eine korrosionsfeste Schutzschicht33 aufgetragen, wobei die Schutzschicht33z . B. eine in einem Hochgeschwindigkeitsflammspritzverfahren auftragbare Beschichtung auf einer Basis von Nickel oder Eisen-Austenit-Cobalt oder eine in einem Flammspritzverfahren auftragbare Beschichtung aus Titanoxid sein kann. Diese Schutzschicht33 kann auch ganz oder teilweise die zur Mantelfläche07 des Ballens02 gerichtete Stirnfläche34 des Profilkörpers04 überdecken. Nach dem Aufbringen der Schutzschicht33 wird die gesamte beschichtete Mantelfläche07 des Ballens02 vorzugsweise überdreht oder geschliffen, wodurch die Stirnfläche34 des Profilkörpers04 ganz oder teilweise von der Schutzschicht33 wieder freigelegt wird und ein kontinuierlicher, glatter Übergang vom Profilkörper04 zur Mantelfläche07 des Ballens02 sichergestellt wird. Bei dieser Ausgestaltung des Rotationskörpers01 tritt ein auf dem Ballen02 aufgebrachter Aufzug03 nur mit korrosionsfesten Flächen in Kontakt, weil sowohl die Mantelfläche07 des Ballens02 als auch der Profilkörper04 jeweils zumindest an den Kontaktflächen mit dem Aufzug03 korrosionsfest ausgebildet sind. - In der
4 ist eine dritte Ausführungsform des Rotationskörpers01 aufgezeigt, bei der auf einer Oberfläche29 eines Grundkörpers28 des Ballens02 eine Abdeckung36 aufgebracht ist. Der Grundkörper28 kann samt seiner Oberfläche29 aus einem für Korrosion anfälligeren, preiswerten Werkstoff, z. B. aus einem unlegierten C22-Stahl bestehen. Die Abdeckung36 besteht hingegen vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff, z. B. einem legierten, korrosionsfesten Stahl und wird stoffschlüssig auf der Oberfläche29 des Grundkörpers28 aufgebracht, vorzugsweise angeschweißt, insbesondere durch Elektronenstrahlschweißen oder durch Laserschweißen. Diese bevorzugten Schweißverfahren gestatten es aufgrund ihrer Tiefenwirkung, dass durch die Abdeckung36 , 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 Abdeckung36 mit der Oberfläche29 des Grundkörpers28 hergestellt werden kann. In den Grundkörper28 hineinreichende Schweißzonen32 , die in den4 bis6 vereinfacht durch Linien dargestellt sind, sind entlang des Umfangs des Ballens02 bzw. dessen Grundkörpers28 vorzugsweise äquidistant ausgebildet. - Der Spannkanal
06 , der vorzugsweise in Richtung der Länge des Ballens02 verläuft, kann – wie in der4 dargestellt – entweder unmittelbar in den Grundkörper28 eingebracht sein oder in der zuvor in Verbindung mit der2 beschriebenen Weise in Verbindung mit einem Profilkörper04 ausgebildet sein, wobei der Profilkörper04 vorteilhafterweise stoffschlüssig vorzugsweise durch Anwendung eines Schweißverfahrens, insbesondere durch Elektronenstrahlschweißen oder durch Laserschweißen, oder durch eine Klebung mit dem Grundkörper28 unlösbar verbunden ist. Ungeachtet der Einbringung des Spannkanals06 in den Grundkörper28 weist die Abdeckung36 an allen funktional erforderlichen Stellen eine schlitzförmige Öffnung11 zum Spannkanal06 auf, wobei diese Öffnung11 in die Abdeckung36 eingebracht, vorzugsweise eingefräst wird, und zwar vorzugsweise nachdem die Abdeckung36 auf der Oberfläche29 des Grundkörpers28 aufgebracht worden ist. Die schlitzförmige Öffnung11 wird mithin zumindest als Teil einer Halteeinrichtung in die Abdeckung36 eingebracht, wobei mit der Halteeinrichtung ein auf der Oberfläche29 aufbringbarer Aufzug03 gehaltert werden kann. Ein Beispiel für eine Halteeinrichtung zeigt die1 , weshalb für Einzelheiten zur Halteeinrichtung auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen wird. Nachdem die Öffnung11 in die Abdeckung36 eingebracht worden ist, kann z. B. im Grundkörper28 der Spannkanal06 ausgebildet werden, sofern die Öffnung11 nicht einen Zugang zu einem im Grundkörper28 bereits vorhandenen Spannkanal06 herstellt. Die Schlitzweite S der Öffnung11 liegt im Bereich weniger Millimeter, vorzugsweise beträgt sie höchstens 5 mm, insbesondere 1 mm bis 3 mm (1 ). Die Öffnung11 kann sich über die gesamte Länge des Ballens02 oder nur in Abschnitten dieser Länge erstrecken. - Wenn der Spannkanal
06 in der zuvor in Verbindung mit der2 beschriebenen Weise im Grundkörper28 ausgebildet ist, zeigen die4 und5 eine besondere Ausgestaltung der in den Grundkörper28 eingebrachten Nut31 , in welche ein Profilkörper04 einbringbar ist. Die in den4 und5 gezeigte Nut31 weist im Grundkörper28 eine Unterschneidung auf. Eine derartige Form der Nut31 kann z. B. mit einem T-förmigen Fräsen in den Grundkörper28 eingebracht werden. Der Vorteil der Unterschneidung besteht darin, dass ein z. B. in axialer Richtung des Rotationskörpers01 in den Grundkörper28 eingeschobener Profilkörper04 durch die Unterschneidung in radialer Richtung des Rotationskörpers01 gegen ein unbeabsichtigtes Lösen aus der Nut31 gesichert ist. - Überdies ist der
4 entnehmbar, dass die den Ballen02 an seiner Mantelfläche07 abschließende Abdeckung36 eine Öffnung11 mit einer im Vergleich zur Weite W31 der Nut31 geringeren Schlitzweite S aufweist. Das Verhältnis von der Weite W31 der Nut31 zur Schlitzweite S der Öffnung11 liegt vorzugsweise zwischen 5:1 und 15:1. Die schlitzförmige Öffnung11 kann, wie bereits erwähnt, in die Abdeckung36 eingebracht werden, nachdem die Abdeckung36 auf der Oberfläche29 des Grundkörpers28 aufgebracht worden ist. An dieser Öffnung11 werden z. B. durch Fräsen die in Verbindung mit der1 beschriebene vordere Kante18 mit der sich von dieser Kante18 unter dem Öffnungswinkel α zum Spannkanal06 erstreckenden Wandung12 sowie die hintere Kante19 mit der sich in etwa senkrecht zum Spannkanal06 hin erstreckenden Wandung13 an der Öffnung11 ausgebildet bzw. angeformt. Für weitere Einzelheiten zur Ausgestaltung dieser Öffnung11 wird auf die Beschreibung zur1 verwiesen. - Des Weiteren kann als eine vierte Ausführungsform – wie aus der
5 ersichtlich – in den Grundkörper28 ein in Richtung der Mantelfläche07 des Ballens02 offener Strömungskanal37 , insbesondere ein Kühlkanal37 eingebracht sein, der dann von der auf der Oberfläche29 des Grundkörpers28 aufgebrachten Abdeckung36 abgedeckt wird. Vorteilhafterweise sind im Grundkörper28 entlang seines Umfangs mehrere Strömungskanäle37 vorgesehen, die vorzugsweise äquidistant voneinander beabstandet sind und die z. B. einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen. Derart gestaltete Strömungskanäle37 können vorzugsweise in den Grundkörper28 eingefräst werden, z. B. mit einem Scheibenfräser. - Die Strömungskanäle
37 sind zur Temperierung der Mantelfläche07 vorzugsweise von einem flüssigen Wärmeträgermedium durchströmbar, z. B. von Wasser oder einem Öl. Es ist vorteilhaft, die Strömungskanäle37 zumindest teilweise, d. h. an Kontaktstellen mit dem Grundkörper28 mit einem Kunststoff auszukleiden, insbesondere um das die Strömungskanäle37 durchströmende Wärmeträgermedium gegenüber dem Grundkörper28 thermisch zu isolieren. Dadurch, dass die Strömungskanäle37 in dieser Ausgestaltung des Rotationskörpers01 sehr nahe an dessen Mantelfläche07 anordenbar sind, kann eine sehr effiziente Temperierung verwirklicht werden, insbesondere wenn zudem die Abdeckung36 dünnwandig, d. h. nur wenige Millimeter, vorzugsweise höchstens 10 mm stark ausgebildet ist. Wie die5 zeigt, können in einem Ballen02 bzw. dessen Grundkörper28 sowohl mindestens ein Spannkanal06 als auch mindestens ein Strömungskanal37 oder mehrere Strömungskanäle37 ausgebildet sein, die sich vorzugsweise parallel zueinander und in Richtung der Länge des Ballens02 bzw. dessen Grundkörper28 erstrecken. Im Fall mehrerer Strömungskanäle37 ist zwischen benachbarten Strömungskanälen37 vorzugsweise jeweils eine Schweißzone32 ausgebildet. Auch zwischen einem Spannkanal06 und einem benachbarten Strömungskanal37 ist vorzugsweise eine Schweißzone32 ausgebildet. Es ist vorteilhaft, die Schweißzonen32 entlang des Umfangs des Ballens02 äquidistant anzuordnen. Durch die Anwendung von Schweißverfahren mit sehr eng begrenzten Erwärmungszonen sind die Kanäle06 ;37 eng beabstandet am Umfang des Ballens02 anordenbar. Schweißverfahren mit sehr eng begrenzten Erwärmungszonen haben den Vorteil, dass trotz dieser Wärme zuführenden Fertigungsverfahren der Rotationskörper01 praktisch verzugsfrei bleibt. Selbst in den Strömungskanälen37 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 Grundkörper28 aufgeschoben werden. Die Abdeckung36 kann aber auch schalenförmig, insbesondere mehrteilig ausgebildet sein, wobei mehrere bogenförmige Segmente in Richtung des Umfangs auf der Oberfläche29 des Grundkörpers28 aufgebracht werden. Durch die Aufbringung der Abdeckung36 , die vorzugsweise aus einem korrosionsfesten und vorteilhafterweise auch aus einem verschleißfesten Werkstoff besteht, kann für den Grundkörper28 des Rotationskörpers01 , der z. B. aus einem preiswerteren unlegierten und nicht korrosionsfesten Werkstoff besteht, auf eine fertigungstechnisch günstige Weise eine edle Mantelfläche07 erzeugt werden. -
- 01
- Rotationskörper, Zylinder, Walze, Formzylinder, Übertragungszylinder
- 02
- Ballen
- 03
- Aufzug, Druckform, Gummidrucktuch
- 04
- Profilkörper
- 05
- –
- 06
- Spannkanal
- 07
- Mantelfläche
- 08
- Schenkel
- 09
- 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
- Schutzschicht
(
02 ) - 34
- Stirnseite
(
04 ) - 35
- –
- 36
- Abdeckung
- 37
- Strömungskanal, Kühlkanal
- a
- Überstand
(
04 ) - 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 (22)
- Verfahren zur Herstellung eines Rotationskörpers (
01 ) einer Druckmaschine mit einem Ballen (02 ) mit einem Profilkörper (04 ), wobei der Profilkörper (04 ) in einer an einer Mantelfläche (07 ) des Ballens (02 ) ausgebildeten Nut (31 ) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (04 ) durch schweißtechnisches Auftragen von Werkstoff an sich in Umfangsrichtung des Ballens (02 ) gegenüberstehenden Wandungen der Nut (31 ) ausgebildet wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung des Profilkörpers (
04 ) derart Werkstoff an der Nut (31 ) schweißtechnisch aufgetragen wird, dass der Profilkörper (04 ) an der Mantelfläche (07 ) des Ballens (02 ) einen Überstand (a) ausbildet. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Mantelfläche (
07 ) des Ballens (02 ) eine korrosionsfeste Schutzschicht (33 ) aufgetragen wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Mantelfläche (
07 ) des Ballens (02 ) eine auf einer Basis von Nickel oder Eisen-Austenit-Cobalt bestehende Schutzschicht (33 ) in einem Hochgeschwindigkeitsflammspritzverfahren aufgetragen wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Mantelfläche (
07 ) des Ballens (02 ) eine aus Titanoxid bestehende Schutzschicht (33 ) in einem Flammspritzverfahren aufgetragen wird. - Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Schutzschicht (
33 ) versehene Mantelfläche (07 ) des Ballens (02 ) unter Einbeziehung einer zur Mantelfläche (07 ) gerichteten Stirnseite (34 ) des Profilkörpers (04 ) überdreht oder geschliffen wird. - Rotationskörper (
01 ) einer Druckmaschine mit einem Ballen (02 ) mit einem Profilkörper (04 ), wobei der Profilkörper (04 ) in einer an einer Mantelfläche (07 ) des Ballens (02 ) ausgebildeten Nut (31 ) eingesetzt und an in Richtung des Umfangs des Ballens (02 ) voneinander beabstandeten Fügeflächen mit dem Ballen (02 ) verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bautiefe des Profilkörpers (04 ) geringer als eine sich im Wesentlichen radial in den Ballen (02 ) erstreckende Tiefe der Nut (31 ) ausgebildet ist und der Profilkörper (04 ) die Nut (31 ) an der Mantelfläche (07 ) abdeckt, wobei in der Nut (31 ) mindestens ein Haltemittel (22 ) zum Halten eines Aufzugs (03 ) auf der Mantelfläche (07 ) des Ballens (02 ) angeordnet ist und der die Nut (31 ) abdeckende Profilkörper (04 ) eine die Nut (31 ) zur Mantelfläche (07 ) teilweise öffnende schlitzförmige Öffnung (11 ) aufweist. - Rotationskörper (
01 ) einer Druckmaschine mit einem Ballen (02 ) mit einem Profilkörper (04 ), wobei der Profilkörper (04 ) in einer an einer Mantelfläche (07 ) des Ballens (02 ) ausgebildeten Nut (31 ) eingesetzt und an einer Fügefläche mit dem Ballen (02 ) verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an oder nahe der Mantelfläche (07 ) in der Nut (31 ) zwei in Richtung des Umfangs des Ballens (02 ) voneinander beabstandete Profilkörper (04 ) angeordnet sind, die zumindest an der Mantelfläche (07 ) eine schlitzförmige Öffnung (11 ) ausbilden, wobei die beiden Profilkörper (04 ) einen in der Nut (31 ) angeordneten Spannkanal (06 ) mit mindestens einem Haltemittel (22 ) zum Halten eines auf der Mantelfläche (07 ) des Ballens (02 ) angeordneten Aufzugs (03 ) zur Mantelfläche (07 ) begrenzen. - Rotationskörper (
01 ) mit einem Ballen (02 ) mit einer an seiner Mantelfläche (07 ) ausgebildeten Nut (31 ), wobei ein Profilkörper (04 ) in die Nut (31 ) eingesetzt und an in Richtung des Umfangs des Ballens (02 ) voneinander beabstandeten Fügeflächen mit dem Ballen (02 ) verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bautiefe des Profilkörpers (04 ) geringer als eine sich im Wesentlichen radial in den Ballen (02 ) erstreckende Tiefe der Nut (31 ) ausgebildet ist, dass die Nut (31 ) als ein von einem Wärmeträgermedium durchströmter Strömungskanal (37 ) ausgebildet ist und dass der Profilkörper (04 ) die Nut (31 ) zur Mantelfläche (07 ) verschließt. - Rotationskörper (
01 ) nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nut (31 ) in axialer Richtung des Rotationskörpers (01 ) erstreckt. - Rotationskörper (
01 ) nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (04 ) als ein Formteil ausgebildet ist. - Rotationskörper (
01 ) nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (04 ) in axialer Richtung des Rotationskörpers (01 ) leistenförmig ausgebildet ist. - Rotationskörper (
01 ) nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung des Rotationskörpers (01 ) mehrere Profilkörper (04 ) vorgesehen sind. - Rotationskörper (
01 ) einer Druckmaschine mit einem Ballen (02 ) mit einem Profilkörper (04 ), wobei der Profilkörper (04 ) in einer an einer Mantelfläche (07 ) des Ballens (02 ) ausgebildeten Nut (31 ) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (04 ) zumindest an oder nahe der Mantelfläche (07 ) durch ein schweißtechnisches Auftragen von Werkstoff an sich in Umfangsrichtung des Ballens (02 ) gegenüberstehenden Wandungen der Nut (31 ) angeformt ist. - Rotationskörper (
01 ) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (04 ) an einer der Mantelfläche (07 ) zugewandten Stirnseite (34 ) eine schlitzförmige Öffnung (11 ) aufweist. - Rotationskörper (
01 ) nach Anspruch 7, 8, 9 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (04 ) aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff besteht. - Rotationskörper (
01 ) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (04 ) aus einem Edelstahl besteht. - Rotationskörper (
01 ) nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein der Mantelfläche (07 ) naher Teil zumindest einer der Fügeflächen zwischen dem Ballen (02 ) und dem Profilkörper (04 ) glattwandig und in einem Schnitt quer zur axialen Richtung des Rotationskörpers (01 ) ungekrümmt ausgebildet ist. - Rotationskörper (
01 ) nach Anspruch 7, 8 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (31 ) einen Spannkanal (06 ) mit einem runden oder einem rechteckigen Querschnitt ausbildet. - Rotationskörper (
01 ) nach Anspruch 7, 8, 9 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ballen (02 ) aus einem für Korrosion anfälligen Werkstoff besteht. - Rotationskörper (
01 ) nach Anspruch 7, 8, 9 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (07 ) des Ballens (02 ) mit einer korrosionsfesten Schutzschicht (33 ) überzogen ist. - Rotationskörper (
01 ) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (33 ) ganz oder zumindest teilweise eine zur Mantelfläche (07 ) gerichtete Stirnseite (34 ) des Profilkörpers (04 ) abdeckt.
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