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Die
Erfindung betrifft einen Zylinder einer Druckmaschine und Lagervorrichtungen
für diesen, wobei
die Lagervorrichtungen in Gestellwänden der Druckmaschine angeordnet
sind und zum Befestigen oder Lösen
des Zylinders an beziehungsweise von diesem weg bewegt werden.
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Zylinder
von Druckmaschinen, zum Beispiel Form- oder Übertragungszylinder, bestehen üblicherweise
aus dem eigentlichen Zylinderkörper,
dem so genannten Zylinderballen, und an den Stirnwänden des
Zylinderkörpers
anschließenden
Achsstummeln. Die Achsstummel sind dann in den Seitenwänden des
Druckwerks gelagert. Durch diesen Zylinderaufbau sind die Lagerabstände recht
groß,
was zu einer entsprechenden Biegebelastung und damit Durchbiegung
des Druckzylinders führt.
Um diese Biegebelastung beziehungsweise die Durchbiegung möglichst
zu kompensieren, muss der Zylinderkörper entsprechend kräftig ausgeführt sein.
Dadurch werden diese Zylinder oft recht schwer, teuer und für einen Ausbau
ziemlich unhandlich.
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Der
Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, Zylinder und Lagervorrichtungen
von Druckmaschinen zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Zylinder und Lagervorrichtungen für diesen
gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Der
Erfinder hat erkannt, dass es hinsichtlich der Biegeeigenschaften
der Zylinder von Vorteil ist, die Zylinder einer Druckmaschine ohne
Achsstummel auszuführen.
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Um
hierbei eine Lagerung des Zylinders innerhalb der Gestellwände der
Druckmaschine zu ermöglichen,
sind in den Gestellwänden
Lagereinrichtungen mit verfahrbaren Wellen angeordnet. Die Wellenenden
werden zum Befestigen der Zylinder an die Stirnwände des Zylinders gefahren
und entsprechend zum Lösen
des Zylinders von diesem weggefahren.
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Aus
den gewonnenen Erkenntnissen heraus schlägt der Erfinder vor, einen
Zylinder einer Druckmaschine und Lagervorrichtungen für diesen,
wobei die Lagervorrichtungen in Gestellwänden der Druckmaschine angeordnet
sind und zum Befestigen oder Lösen
des Zylinders an beziehungsweise von diesem weg bewegt werden, dahingehend
zu verbessern, dass der Zylinder nur aus dem Zylinderkörper besteht
und keine Achsstummel aufweist, wobei der Zylinder an beiden Stirnseiten
zunächst
geklemmt wird und dann mit den Lagervorrichtungen feste Verbindungsstellen
ausbildet und weiterhin zumindest eine Verriegelungsvorrichtung
angeordnet ist, die beide Verbindungen von einer Zylinderseite aus
anzieht oder löst.
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Hierdurch
wird ermöglicht,
dass der Zylinder ohne die Achsstummel eine reduziertere Einspannlänge und
somit geringere Durchbiegungen aufweist. Außerdem lässt sich durch diesen kompakten
Zylinderaufbau ein Zylinderein- und -ausbau auch in Zylinderrotationsachse
radialer Richtung einfach ermöglichen.
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Der
Zylinder kann einteilig oder mehrteilig aufgebaut sein. Beim mehrteiligen
Aufbau des Zylinders kann dieser beispielsweise aus einem Kern bestehen, über den
verschiedene Hülsen
mit verschiedenen Durchmessern aufgeschoben werden. Werden Hülsen mit
verschiedenen Durchmessern auf den Kern des Zylinders aufgeschoben,
so kann relativ schnell eine (Druck)Formatanpassung der Druckmaschine
stattfinden.
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Es
ist von Vorteil, wenn zumindest Teile des Zylinders oder der gesamte
Zylinder aus einem geschäumten
Material bestehen, vorzugsweise aus Metall- und/oder Kunststoffschaum.
Das geschäumte Material
bietet den Vorteil der enormen Gewichtseinsparung, wodurch Deviationsmomente
beim Rotieren des Zylinders weitestgehend vermieden werden.
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In
einer weiteren Ausführung
des Zylinders kann im Rotationszentrum eine versteifende Welle angeordnet
sein. Diese versteifende Welle im Inneren des Zylinders kann an
deren Enden sowohl Innen- als auch Außengewinde aufweisen, an denen die
Verschraubungen zu den Lagereinrichtungen durchgeführt werden.
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Weiterhin
ist es günstig,
wenn der Zylinder im Mantelaußenbereich
eine Beschichtung aufweist. Diese Beschichtung kann verschiedenste
Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise kann sie dazu dienen, den
Verschleiß an
der Oberfläche
des Zylinders zu verringern. Es ist aber auch weiterhin denkbar,
dass die Beschichtung auch Wärme
leitende oder isolierende Eigenschaften aufweist.
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Es
ist weiterhin von Vorteil, wenn im Mantelaußenbereich zumindest ein Kanal
im Zylinder eingelassen ist. Durch diesen Kanal können Temperiermedien,
wie Flüssigkeiten
oder Gase geleitet werden, um den Zylinder auf einer gleich bleibend
gewünschten
Temperatur zu halten.
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An
den Stirnwänden
des Zylinders können Kegelringe
und/oder Kegelscheiben eingelassen sein. Die Kegelringe und/oder
die Kegelscheiben können
die Klemmkräfte
der Lagervorrichtungen aufnehmen und somit Zerstörungen am Zylinder beim Klemmen
verhindern.
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Um
die Biegesteifigkeit des Zylinders zu erhöhen, ist es von Vorteil, in
axialer und/oder in radialer Richtung Versteifungselemente im Zylinder
anzubringen. Der erfindungsgemäße Zylinder
kann als Formzylinder, Übertragungszylinder
oder Satellitenzylinder ausgebildet sein.
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Durch
den speziellen Aufbau des Zylinders und durch die damit einhergehende
geringe Durchbiegungseigenschaften des Zylinders kann dieser auf
einer Länge
von bis zu circa 5 Meter ausgebildet sein.
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Damit
die Lagervorrichtungen zum Klemmen des Zylinders auf diesen zu bewegt
werden können und
beim Lösen
des Zylinders von diesem weg bewegt werden können, ist es günstig wenn
die Lagervorrichtung zumindest über
eine axial verstellbare Spindel verfügt.
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Bevorzugte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung. Verschiedene Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnungen
näher erläutert. Dabei
zeigt:
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Es
zeigen:
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1:
Eine Seitenansicht auf ein bekanntes Doppeldruckwerk;
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2:
Einen Schnitt durch einen Zylinder und eine Zylinderlagerung nach
dem Stand der Technik;
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3 bis 5:
Schnitte durch Zylinder und Zylinderlagerungen für axialen und radialen Ein-/Ausbau
der Zylinder;
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6 bis 9:
Schnitte durch Zylinderkörper
verschiedener Bauart;
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10:
Axiale Schnittansicht auf einen Zylinderkörper mit so genannten Minigaps
für Druckplatten.
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Nachfolgend
wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 beschrieben.
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1 zeigt
in einer Seitenansicht ein Doppeldruckwerk 1 einer Druckmaschine
mit jeweils zwei Formzylindern 2, auf denen sich die zu
druckenden Bilder befinden und zwei Übertragungszylinder 3,
die die Bilder mit Hilfe von Farbe auf die Bedruckstoffbahn 4 beidseitig übertragen.
Die Zylinderachsen beziehungsweise die Achsstummel der Form- und Übertragungszylinder 2 und 3 sind
in Lagerböcken 5 gelagert,
die in vertikaler Richtung bewegbar sind und die wiederum in den
Seitenwänden 6 der
Druckmaschine befestigt sind.
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Zum
axialen Ausbau der Zylinderhülsen 2.1 beziehungsweise
der Zylinder 2, 3 selbst wird mit Hilfe eines
Teleskoparmes 7 die Lagerböcke 5 einzeln in vertikaler
Richtung verschoben, was zum Beispiel für den oberen Formzylinder 2 durch
die Position 5' des Lagerbockes 5 gezeigt
wird.
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Die 2 zeigt
einen Schnitt durch einen Formzylinder 2 und dessen Zylinderlagerung
nach dem Stand der Technik.
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Der
Formzylinder 2 weist einen so genannten Zylinderkern 2.2 auf,
der auf einem Achszapfen 2.3 gelagert und mit einer in
einer Lagervorrichtung 9 gelagerten Antriebsspindel 12.2 verschraubt
wird. Die gesamte Länge
des Formzylinders 2 mit den integrierten Achstummeln 2.3 ist
in 2 mit A bezeichnet. Die Lagervorrichtung 9 ist
auf Schienen in horizontaler Richtung bewegbar. Wie bereits unter 1 beschrieben,
ist ebenfalls eine Bewegung auf Schienen in vertikaler Richtung
möglich.
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Die
Lagerspindel 12.2 der Lagervorrichtung 9 ist durch
eine Schraube mit dem Achszapfen 2.3 verschraubt. Somit
werden die Achsstummel 2.4 und der Zylinderkern 2.2 links
und rechts auf Kegelflächen 2.6 gelagert
und durch die Verschraubung zwischen diesen eingespannt. Auf der
Zylinderhülse 2.1 befindet
sich ein so genannter Sleeve 2.5, hier ein Formsleeve,
wenn der Zylinder als Formzy linder eingesetzt wird. Wird der Zylinder
als Übertragzylinder eingesetzt,
befindet sich auf der Zylinderhülse 2.1 ein Gummisleeve.
Soll die Zylinderhülse 2.1 in
axialer Richtung ausgebaut werden, so wird durch eine Ver-/Entriegelungsvorrichtung 8,
hier ein Pneumatikzylinder, ein Riegel 8.1 aktiviert und
dadurch eine Verriegelungsschraube 8.2 blockiert. Durch
Drehung des Zylinderkerns 2.2 mit Hilfe der Antriebsspindel 12.2 wird
die Verschraubung gelöst
und der Lagerbock in die Position 5' verschoben, siehe 1.
Mit Hilfe einer Luftzufuhrvorrichtung 10 und eines Verteilrings
wird in bekannter Weise zwischen Zylinderkern 2.2 und Zylinderhülse 2.1 ein
Luftpolster erzeugt, so dass die Zylinderhülse 2.1 mit Hilfe
beispielsweise eines Teleskoparms in axialer Richtung ausgebaut werden
kann. Außerhalb
des Druckwerks kann nun mit Hilfe von Luftkanälen und eines Verteilringes
in bekannter Weise der Formsleeve beziehungsweise der Gummisleeve 2.5 von
der Zylinderhülse 2.1 getrennt
werden.
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Bei
Belastung des Zylinders 2 wird der Achszapfen 2.3 des
Zylinderkerns 2.2 selbst durch den verhältnismäßig weiten Abstand der Kegelflächen 2.6 durchgebogen.
Um dem entgegenzuwirken, müssen
der Achszapfen 2.3 und auch der Zylinderkörper 2.7 selbst
verhältnismäßig kräftig ausgebildet
sein. Dadurch wird dieser Zylinder 2 relativ schwer und konstruktiv
aufwändig.
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Um
diesem Umstand entgegenzuwirken, wird nun in der vorliegenden Erfindung
vorgeschlagen, die Kegelflächen 2.6 in
den Bereich der Stirnwände 2.8 des
Zylinderkörpers 2.7 zu
verlegen.
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Die 3 bis 5 zeigen
eine Schnittansicht durch einen neuen Zylinder, hier in der Ausführung als
Formzylinder 2, und dessen Lagerung. An dieser Stelle sei
erwähnt,
dass dieser neue Zylinderaufbau für alle Zylindertypen in Druckmaschinen
geeignet ist, beispielsweise als Form-, Übertragungs- und/oder Satellitenzylinder.
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Durch
die besondere Ausführung
des Zylinders, nämlich
ohne Achsstummel, und mit einer Gesamtlänge a die kleiner ist als die
Gesamtlänge
A der bisherigen Formzylinders 2, wird sowohl der axiale als
auch der radialen Ein- beziehungswei se Ausbau des Formzylinders 2 erheblich
erleichtert. Weiterhin wird durch die Verlagerung der tragenden
Kegelflächen 2.6 in
den Bereich der Stirnwände 2.8 des
Zylinderkörpers
beziehungsweise des Zylinderballens 2.7 die Durchbiegung
des Formzylinders 2 wesentlich verringert. Die Antriebsspindel
sowie die Lagerspindel und die Lagervorrichtung 9 werden
entsprechend den nun nicht mehr vorhandenen Achsstummeln des Formzylinders 2 verlängert. Der
Achszapfen 2.3 wird mit der Antriebsspindel zu einer Einheit verschmolzen,
ebenso der Zylinderkern 2.2 und die Zylinderhülse 2.1.
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Insgesamt
ergibt diese Anordnung einen wesentlich vereinfachten Aufbau, vor
allem für
den Zylinderkörper 2.7.
Er kann jetzt aus einem Metallkern mit eingesetzten fertigungstechnisch
günstigen
Kegelringen 18.1 und einem möglichst leichten Körper, zum
Beispiel aus einem Metallschaum, bestehen. Dieser Körper kann
mit einer Schicht verschlossen sein, die den Erfordernissen entsprechend
angepasst werden kann, zum Beispiel als verschleißarme, Wärme leitende
oder isolierende Schicht. Auf dieser Schicht kann ein Sleeve 2.5,
als Form- oder Gummisleeve, aufgeschoben werden. Dieses Aufschieben der
Sleeves 2.5 mit Hilfe von Luftkanälen und eines entsprechenden
Adapters erfolgt außerhalb
des Druckwerks nach Ausbau des Zylinderkörpers 2.7.
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Durch
den oben genannten Aufbau verringert sich das Gewicht des Zylinderkörpers 2.7,
so dass es dem Gewicht der Zylinderhülse 2.1 nahe kommt.
Durch die Gewichtsreduzierung kann dieser neue Zylinder also ebenso
in axialer Richtung mit Hilfe eines Teleskoparmes ausgebaut werden.
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In
den 4 und 5 werden neben dem Formzylinder 2 auch
weiterentwickelte Lagervorrichtungen 9 dargestellt, so
dass nicht nur ein Ausbau des Zylinderkörpers 2.7 in axialer
Richtung möglich ist,
sondern auch in einer um 90° dazu
versetzten Richtung. Die sichere Lagerung des Zylinderkörpers 2.7 auf
den Kegelflächen 2.6 wird
durch eine doppelte Verschraubung erreicht. Der Zylinderkörper 2.7 wird
rechts und links durch jeweils eine Schraube 11.1 und 11.2 mit
einer Spindel 12.1 und 12.2 verbunden. Zum Ausbau
wird zunächst
die Verschraubung zwi schen der rechten Spindel 12.1 und
Zylinderkörper 2.7 gelöst. Zu diesem
Zweck wird ein Bolzen beispielsweise mit Außensechskant durch einen Pneumatikzylinder
vorgeschoben und dadurch die rechte Schraube 11.1 vom Formzylinder 2 blockiert.
Durch Drehung des Zylinderkörpers 2.7 mit
Hilfe der linken Spindel 12.2 wird die Schraubverbindung
gelöst. Dann
wird über
dem Pneumatikzylinder eine Hülse aktiviert,
die mit einer Klaue ebenfalls die linke Schraube 11.2 blockiert.
Durch nochmalige Drehung der Spindel 12.2 wird die Schraubverbindung
zwischen dieser Spindel und dem Zylinderkörper 2.7 ebenfalls
gelöst.
Der Formzylinder 2 kann mit Hilfe von zum Beispiel Hebezeugen
in ein externes Lager transportiert werden.
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In 5 soll
der Einbau des Zylinderkörpers 2.7 kurz
erläutert
werden. Der Einbau geschieht in umgekehrter Reihenfolge zum Ausbau.
Der Formzylinder 2 befindet sich in 5 zwischen
den geöffneten
Lagevorrichtungen 9. Mit Hilfe eines Sensors 13 und
eines Antriebes 14 wird der Formzylinder 2 in Umfangsrichtung
richtig positioniert, wobei dann ein Bolzen 15 in der richtigen
Lage an der linken Stirnwand 2.8 des Formzylinders 2 einrasten
kann. Dann wird zunächst
die Verschraubung der linken Schraube 11.2 zwischen den
linken Spindel 12.2 und dem Zylinderkörper 2.7 vollzogen,
darauf die Verschraubung zwischen der rechten Schraube 11.1 und
der rechten Spindel 12.1 und dem Zylinderkörper 2.7. Damit
sitzt dieser wieder sicher auf den Kegelflächen 2.6.
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In 6 wird
ein Formzylinder 2 mit einem weiteren möglichen Aufbau dargestellt.
Die Verschraubungskräfte
werden in dieser Ausführung
zentral durch ein Rohr 16 und die Biegekräfte durch
Stege 17 aufgenommen.
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Der
Zylinderkörper 2.7 nach 7 besitzt ebenfalls
einen Zylinderkern 2.2 zur Aufnahme der gleichen Verschraubungskräfte sowie
der Lagerungskräfte über Kegelringe 18.1.
Der übrige
Zylinderkörper 2.7 ist
aus einem leichten Schaum 19, vorzugsweise Metallschaum,
ausgebildet und trägt
außen
wiederum eine Schicht mit den darauf befindlichen Sleeve 2.5.
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Bei
dem Zylinderkörper 2.7 nach 8 wurde
ganz auf den zentralen Zylinderkern verzichtet, er besteht fast
vollständig
aus einem festen Schaum 19, vorzugsweise Metallschaum,
mit in den Stirnwänden 2.8 eingesetzten
Kegelscheiben 20 zur Aufnahme der Verschraubungs-, Lager-
und Antriebskräfte.
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Dieselbe
Bauart wird in 9 gezeigt, jedoch mit zweigeteiltem äußerem Mantel.
Dieser besteht beispielsweise aus einem inneren Teil mit spiralförmigen angeordneten
Kanälen 20 zur
Temperierung des Zylinderkörpers 2.6.
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Die 10 zeigt
in einer axialen Schnittansicht die Bauweise eines Zylinderkörpers 2.7 mit
im Unfang befindlichen Schlitzen 19, den so genannten Minigaps,
zur Aufnahme der Enden von Druckplatten.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale und die Merkmale
der Ansprüche nicht
nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der
Erfindung zu verlassen.
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- 1
- Doppeldruckwerk
- 2
- Formzylinder
- 2.1
- Zylinderhülse
- 2.2
- Zylinderkern
- 2.3
- Achszapfen
- 2.4
- Achsstummel
- 2.5
- Sleeve
- 2.6
- Kegelflächen
- 2.7
- Zylinderkörper/Zylinderballen
- 2.8
- Stirnwand
- 3
- Übertragungszylinder
- 4
- Bedruckstoffbahn
- 5
- Lagerbock
- 5'
- Lagerbock
in veränderter
Position
- 6
- Seitenwand
- 7
- Teleskoparm
- 8
- Ver-/Entriegelungsvorrichtung
- 8.1
- Riegel
- 8.2
- Schraube
- 9
- Lagervorrichtung
- 10
- Luftzufuhrvorrichtung
- 11.1
- rechte
Schraube
- 11.2
- linke
Schraube
- 12.1
- rechte
Antriebsspindel
- 12.2
- linke
Antriebsspindel
- 13
- Sensor
- 14
- Antrieb
- 15
- Bolzen
- 16
- Rohr
- 17
- Steg
- 18.1
- Kegelring
- 18.2
- Kegelscheibe
- 19
- Schlitz/Minigap
- 20
- Kanal
- A
- Zylinderlänge/Abstand
Kegelflächen
- a
- Zylinderlänge neuer
Zylinder