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Verfahren zum Aufbringen einer nicht streckbaren zylindrischen Hülse
mit Preßsitz auf eine Walze aus Gummi oder einem gleichartigen Werkstoff mit einem
oder mehreren die Walze ganz durchziehenden Kanälen Die Erfindung ist auf ein Verfahren
zum Aufbringen einer nicht streckbaren zylindrischen Hülse mit Preßsitz auf eine
Walze aus Gummi oder einem anderen gleichartigen elastischen Werkstoff mit einem
oder mehreren die Walze ganz durchziehenden Kanälen, bei dem während des Aufbringens
der Hülse der Durchmesser der Walze durch elastische Formänderung der Walze verkleinert
wird, ge richtet.
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Bei der Herstellung von Druckwalzen ist es bekannt, mehrere Hülsen,
und zwar Metall- und Gummihülsen unterschiedlicher Elastizität und Weichheit, aufeinander
zu vulkanisieren und zu diesem Zwecke die von einer äußeren Hartgummihülse umgebene
innere Weichgummihülse mit einer Vielzahl von Kanälen zu durchsetzen. Diese Kanäle
dienen der Ableitung der bei der Vulkanisation entstehenden Wärme. Es sind ferner
Druckwalzen bekannt, die einen inneren, zumeist aus nicht streckbarem Material bestehenden
Walzenkörper aufweisen, auf den ein Hohlzylinder unterschiedlicher Steifigkeit und
Elastizität in der Weise aufgebracht wird, daß durch Druck- oder Saugluft der äußere
Hohlzylinder im Durchmesser vergrößert, d. h. entsprechend erweitert, wird und in
diesem Zustand eine Aufschiebung auf den Walzenkörper erfährt. Nach Abschaltung
der dehnenden Druckluft preßt sich der äußere Hohlzylinder fest an den inneren steifen
Walzenkörper, womit das Aufvulkanisieren in Fortfall kommt. Weiter ist es bekannt,
zum Aufbringen die Temperatur der Walze auf einen beträchtlichen, unter dem Gefrierpunkt
liegenden Punkt zu senken, so daß sich die Walze zusammenzieht.
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In diesem Zustand wird die Hülse auf die Walze geschoben. Zu diesem
Verfahren ist jedoch eine Kühleinrichtung erforderlich. Außerdem nimmt das Verfahren
übermäßig viel Zeit in Anspruch.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus nicht streckbarem
Material bestehende äußere Hülse mit einwandfreiem Preßsitz in einfacher und schneller
Weise auf eine Gummiwalze bzw. eine Walze aus einem gleichartigen elastischen Werkstoff
aufzubringen.
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Erfindungsgemäß wird dies bei dem obengenannten Verfahren dadurch
erreicht, daß die Kanäle gegenüber dem äußeren Luftdruck abgeschlossen und darauf
unter Unterdruck gesetzt werden.
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Bei der Herstellung von Feuchtwalzen für Druckmaschinen ist das Verfahren
von einem außerordentlichen technischen Wert. Darüber hinaus besitzen zusammenziehbare
elastische Zylinderkörper den Vorzug einer schnellen und mühelos durchführbaren
Durchmesserverminderung,
ohne daß dabei auch nur im geringsten das Aufziehen einer Hülse aus einem nicht
streckbaren Material gestört würde, deren Durchmesser normalerweise kleiner ist
als derjenige der Gummiwalze. Das Verfahren ist auch wertvoll für die Entwicklung
vorgeformter, nicht streckbarer und jederzeit wieder entfernbarer Hülsenüberzüge
bei den Einfärbe- und Befeuchtungsvorrichtungen im Steindruck bzw. bei anderen Druckpressen.
Weiterhin ist das Verfahren mit Vorteil auch für die zylindrisch ausgebildeten festen
Treibsätze von Raketen anwendbar.
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Schließlich ist das Verfahren aber auch noch für Walzen, die in anderen
Industriezweigen, wie etwa beispielsweise in der Schleifmittel-, Papierherstellungs-
und Textilindustrie, zur Anwendung kommen, d. h. überall dort, wo einschiebbare,
durch Reibungspreßsitz elastische Walzenkörper mit aus nicht streckbarem Material
bestehenden Hülsen oder Gehäusen beliebiger Formgebung benötigt werden, von Nutzen.
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Das Verfahren wird nachstehend ausführlich unter Hinweis auf die
Zeichnung beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung einer lithographischen
Rotationspresse mit Walzenanordnungen, die die Einfärbe- und Befeuchtungsvorrichtungen
bilden.
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F i g. 2 eine schaubildliche Darstellung einer in die Einzelteile
zerlegten Walze mit einem elastischen zylindrischen Gummikörper und mit den mechanischen
Vorrichtungen
zum Zusammenziehen des Körpers an den Enden der Walze, F i g. 3 einen Querschnitt
durch den Walzenkörper der F i g. 2 längs der Linie 3-3 der F i g. 2, F i g. 4 eine
Seitenansicht des Walzenkörpers in zusammengezogenem Zustand mit einer vorgeformten,
nicht streckbaren Hülse, die gerade aufgezogen wird, wobei gewisse Teile der Anordnung
weggeschnitten sind, um zu zeigen, wie sich die Walze zusammenzieht und wie die
Hülse aufgezogen wird, und wobei der normale Durchmesser der Walze im ursprünglichen
Zustand gestrichelt dargestellt ist, F i g. 5 eine Stirnansicht der Walze der F
i g. 4, mit der durch Reibung auf dieser festsitzenden Hülse, F i g. 6 eine Stirnansicht
einer abgeänderten Walzenausführung, Fig. 7 eine Stirnansicht der Walze der Fig.
6 mit einer auf dieser durch Reibung festsitzenden Hülse, Fig. 8 eine Stirnansicht
einer weiteren abgeänderten Walzenausführung, und die F i g. 9 eine Stirnansicht
der Walze der F i g. 8 mit einer auf dieser durch Reibung festsitzenden Hülse.
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Die in der Fig. 1 dargestellte Rotationspresse ist als Ganzes mit
10 bezeichnet.
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Bei diesen Pressen erfolgt der Druck dadurch, daß auf die bildlosen
Bezirke der Druckplatte des Plattenzylinders mit Hilfe der Walzengruppe 12 der Anfeuchtungsvorrichtung
der Presse 10 eine Anfeuchtungs- oder farbabstoßende Lösung aufgetragen wird. Der
Farbstoff wird den Bildbezirken des Plattenzylinders von der Einfärbevorrichtung
über die Farbwalzen der Walzengruppe 14 zugeführt. Der Plattenzylinder überträgt
das Bild auf die Oberfläche des Zylinders, der danach die Papierbahn bedruckt, wenn
diese über den Andruckzylinder läuft.
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Für die Walzen der Walzengruppen 12 und 14 kann das Verfahren Verwendung
finden.
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Die F i g. 2 zeigt eine Ausführung einer Walze 16, die im wesentlichen
aus einem zylindrischen Kern 18 aus Metall oder einem anderen steifen Material besteht,
auf den ein zylindrischer elastischer Gummikörper 20 vulkanisiert oder auf andere
Weise aufgebracht ist, und dient in erster Linie, wenn auch nicht ausschließlich
als Druckwalze. Die Länge dieser Walzen beträgt gewöhnlich 20 cm bis zu 210 cm,
während deren Durchmesser ungefähr 5 cm bis zu 20 cm beträgt. Die elastischen Walzenkörper
sind im allgemeinen 6 bis 25 mm stark oder auch mehr. Obwohl die Walzengrößen bei
den verschiedenen Arten von Druckpressen voneinander sehr verschieden sein können,
so beträgt die Länge der Walze das Vielfache des Walzendurchmessers, wobei das Verhältnis
der Länge zum Durchmesser zuweilen höher als ungefähr 14:1 beträgt.
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Bei der in den F i g. 2 bis 5 dargestellten Walzenausführung laufen
durch den elastischen Körper 20 der Walze 16 mehrere axiale und zueinander parallele
Kanäle 22. die voneinander den gleichen Abstand aufweisen und zu einem Kreis angeordnet
sind und die an beiden Seiten offen sind. Diese Kanäle liegen von der Oberfläche
des elastischen Körpers aus radial innen und beeinflussen die normale Oberflächenhärte
des elastischen Körpers nur unbedeutend, wie durch Messungen ermittelt wurde.
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Der steife Walzen kern 12 ist mit vorstehenden Achsen 24 versehen,
die das Einsetzen der Walze in
die tragende Konstruktion eines Gerätes ermöglichen,
wie beispielsweise die Konstruktion, die die Einfärb- und Anfeuchtungsvorrichtungen
der Druckpresse der F i g. 1 trägt.
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Damit sich der elastische Gummikörper 20 zusammenzieht, wird die
Luft aus den Kanälen 22 ausgepumpt, so daß auf die Walze eine Hülse 38 aufgeschoben
werden kann, deren lichte Weite kleiner ist als der normale Walzendurchmesser, wie
in der F i g. 4 dargestellt. Wird in den Kanälen 22 ein Vakuum erzeugt, so zieht
oder verformt sich das elastische Material des Körpers 20 in die Kanäle 22 hinein,
wobei die Verringerung des Gesamtvolumens der Kanäle gleich der Verringerung des
Volumens und damit des Umfanges des elastischen Körpers ist.
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Die Fig. 2 und 4 zeigen eine einfache und wirksame Einrichtung zum
Absaugen der Luft aus den Kanälen 22. Die Einrichtung besteht aus einer kleinen
Kappe 26 mit einer axialen Öffnung 28 zur Aufnahme einer der Achsen 24 der Welle
16 sowie aus einer Ringscheibe 36, die über die andere Achse 24 der Walze 16 geschoben
wird. Die Kappe 26 liegt an dem Ende des elastischen Gummikörpers 20 an und bildet
eine Kammer, in die sich alle Kanäle 22 öffnen. Die Ringscheibe36 schließt die Kanäle22
am anderen Ende des Körpers ab. An einen in die Kappe eingesetzten Nippel 30 ist
eine Vakuumleitung 32 angeschlossen, an die eine Vakuumpumpe angeschlossen werden
kann. Das andere Ende des Walzenkörpers wird mit Hilfe der Ringscheibe36, vorzugsweise
aus Gummi oder einem ähnlichen Material, abgeschlossen, die über die Achse 24 geschoben
wird, so daß sie die Mündung der Kanäle 22 an diesem Ende des elastischen Körpers
bedeckt.
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Wird die Luft durch die Vakuumleitung 32 abgesaugt, so wird durch
den äußeren Luftdruck der Körper zusammengepreßt.
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Nachdem die Hülse 38 in der in der F i g. 4 dargestellten Weise aufgeschoben
worden ist, so daß deren Enden mit den Enden des elastischen Körpers zusammenfallen,
kann die Vakuumleitung 32 von der Vakuumpumpe getrennt werden, so daß Luft wieder
in die Kappe 26 und die Kanäle 22 treten kann, so daß sich der in diesen herrschende
Unterdruck an den atmosphärischen Druck angleichen kann. Dabei hält der von dem
elastischen Körper 20 ausgeübte Eigendruck, der den Körper 20 auf den normalen Umfang
auszudehnen sucht, die Hülse durch Reibung fest.
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Damit die nicht streckbare Hülse 38 in ihrer Lage auf der Walze bestens
festgehalten wird, soll die lichte Weite der Hülse nur wenig größer sein als der
Durchmesser des elastischen Körpers 20 in zusammengezogenem Zustand, wie in der
F i g. 4 dargestellt, und die Nichtstreckbarkeit der Hülse soll derart bemessen
sein, daß sie sich unter dem vom Gummi körper 20 ausgeübten Eigendruck beim späteren
Ausgleich des Druckes in den Kanälen mit dem der Umgebungsluft nicht reckt.
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Das Material, aus dem der elastische Körper 20 hergestellt ist, kann
aus Gummi oder einem gummiähnlichen Stoff bestehen, wie er gewöhnlich bei der Herstellung
der gegenwärtig benutzten Druckwalzen mit elastischen Körpern verwendet wird, beispielsweise
natürlicher oder synthetischer Gummi, Gummipolymere, gummiartige Mischungen aus
Leim und Glycerin, synthetische Harze und vulkanisierte Pflanzenöle. Das Material
soll die Eigenschaft
haben, nach einer Deformierung rasch und verhältnismäßig
vollständig die ursprüngliche Gestalt anzunehmen und verhältnismäßig unzusammendrückbar
sein, wie beispielsweise Naturgummi. Das elastische Material kann jedoch als Füllmittel
ein zusammendrückbares Material, wie Kork od. dgl. enthalten, wenn keine nachteilige
Wirkungen aufftreten, d. h., solange das zusammendrückbare Material keine bleibende
Formänderung des Gummikörpers 20 hervorruft.
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Die Kanäle 22 in der Walze können die verschiedensten Formen aufweisen,
brauchen nicht zueinander parallel oder von gleicher Größe zu sein. Die Kanäle können
kurz vor dem Ende des elastischen Körpers enden, in welchem Falle eine Verbindung
mit den Kanälen mittels eines Zugangs durch das Ende des Walzenkerns oder durch
eine Öffnung in der Achse an deren innerem Ende in einen Verbindungskanal hinein
hergestellt werden kann, der die Kanäle 22 miteinander verbindet. Die Kanäle 22
brauchen nicht in gleichen Abständen um die Achse der Walze herum verteilt werden,
sondern sie können beliebig um diese Achse herum angeordnet werden, wenn dabei nur
eine verhältnismäßige Kontraktion des Körpers über dessen ganze Länge hinweg erzielt
wird. Es ist jedoch erwünscht, daß der Hauptteil des Volumens der Längskanäle 22
näher zum Walzenkern als zur Außenseite des elastischen Körpers liegt, wie bei allen
Ausführungsformen dargestellt, so daß das Eindringen des elastischen Materials des
Körpers 20 in die Kanäle bei der Kontraktion des Körpers radial nach innen zur Walzenachse
erfolgt.
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Die Fig. 6 bis 9 zeigen einige andere Konstruktionen von zusammenziehbaren
Walzen.
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In den F i g. 6 und 7 ist die Walze als Ganzes mit 40 bezeichnet.
Sie besteht aus einem elastischen, gummiartigen, zylindrischen Körper 42, der unveränderlich
auf einen axialen zylindrischen Kern 44 aus Metall oder einem ähnlichen steifen
Material aufgesetzt ist. Dieser Kern ist mit vorstehenden Achsen 46 versehen, mit
deren Hilfe die Walze in einem geeigneten tragenden Rahmenwerk gelagert werden kann.
Die innere zylindrische Wandung des elastischen Körpers 42 ist mit Nuten oder Rinnen
48 versehen, die sich über die Länge des Körpers hinweg erstrecken. Die Nuten 48
sind in gleichen Abständen angeordnet und verlaufen in axialer Richtung und zueinander
parallel bis zu den entgegengesetzten Enden des Körpers. Jede Nut wird über die
gesamte Länge dadurch geschlossen, daß die Innenwandung des elastischen Körpers
an der Oberfläche des Metallkerns 44 anliegt, wodurch die Längskanäle gebildet werden.
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Der Walzenkörper wird durch dieselben, oben beschriebenen Verfahren
zum Schrumpfen gebracht, und wenn eine nicht streckbare Hülse 38 mit einem Innendurchmesser,
der etwas größer ist als der Durchmesser der Walze in zusammengezogenem Zustand,
auf die zusammengezogene Walze aufgeschoben wird, so sitzt die Hülse infolge des
vom Walzenkörper ausgeübten Eigendruckes bei Angleichung des Druckes in den Kanälen
an den Druck der Umgebungsluft durch Reibung fest.
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Die F i g. 8 und 9 zeigen eine Abwandlung der in den F i g. 6 und
7 dargestellten Konstruktion, die als
Ganzes mit 50 bezeichnet ist und die sich von
den letztgenannten Konstruktionen insofern unterscheidet, als der tragende Kern
52 mit axial verlaufenden und sich über die ganze Länge des Kerns hinweg erstreckenden,
sich in die Peripherie des Kerns öffnenden Nuten 54 versehen ist, welche Peripherie
gleich der Innenwandung des elastischen Körpers 56 ist, die als eine glatte, zylindrische
ununterbrochene Fläche verbleibt, die Nuten abschließt und diese zu Kanälen formt.
Wird der Druck in diesen Kanälen unter den der Umgebungsluft gesenkt, so zieht oder
verformt sich das an den Kanälen anliegende Material in diese Kanäle hinein, wobei
der Durchmesser des Körpers reduziert und das Aufschieben einer nicht streckbaren
Hülse 38 ermöglicht wird, deren Innendurchmesser kleiner ist als der normale Durchmesser
des Walzenkörpers. Die Angleichung des Druckes in den Kanälen an den Druck der Umgebungsluft
bewirkt eine umfangsmäßige Ausdehnung des Walzenkörpers, wodurch die Hülse auf diesem
durch Reibung festgehalten wird.
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Die Kanäle können eine von der dargestellten Form abweichende Gestalt
haben, solange sie eine Anordnung darstellen, die sich im wesentlichen über die
volle Länge des elastischen Körpers hinweg erstreckt.
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Die Kanäle müssen von der zylindrischen Oberfläche des Körpers aus
radial so weit nach innen verlegt werden, daß die Gleichmäßigkeit der Oberflächenhärte
des Körpers nicht ungünstig beeinflußt wird.
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Elastische Gummikörper umfassen auf der A 2-Skala eines Shore-Härteprüfers
einen Bereich, der zwischen 10 und ungefähr 60 liegt, wobei Werte im Bereich von
ungefähr 20 bis 40 bei den meisten Druckarbeiten von Nutzen sind. Jedoch können
härtere und weichere elastische Körper bei besonderen Druckverfahren und anderen
Verwendungsgebieten von Nutzen sein, wobei das besondere Gummimaterial je nach dem
besonderen Verwendungszweck der Walze gewährt werden kann. Ist der elastische Körper
zu hart, so zieht er sich nicht genügend zusammen, um verwendet werden zu können;
ist der Körper jedoch zu weich, so reicht dessen Reibeingriff mit einer aufgeschobenen
Hülse für die meisten industriellen Zwecke nicht aus, obwohl er sich mit Leichtigkeit
zusammenzieht.