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Druckzylinder
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Die Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten vakuumbetriebenen
Druckzylinder für eine Druckerpresse.
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Bei sich drehenden Druckmaschinen, wie beispielsweise bei lithographischen
Offsetmaschinen, werden Druckzylinder angewendet, an denen angepaßte Druckplatten
festgelegt werden. Die Druckplatten drehen sich mit den Zylindern und bringen den
erwünschten Abdruck auf einen gummibedecktenDecken- bzw. Drucktuchzylinder auf,
der dann den Abdruck auf ein Blatt oder Band überträgt, das zwischen dem Zylinder
und einer gegenüberliegenden Rolle bzw. Walze oder Platte hindurchgeführt wird.
In typischer Weise sind an dem Druckzylinder Mittel vorgesehen, die ein oder beide
Enden der Druckplatte mechanisch erfassen, um diese passend positioniert auf dem
Zylinder zu halten. Gewöhnlich erfolgt dieses durch Mittel zum Einklemmen bzw. Einspannen
der Enden der Druckplatte. In einigen Fällen wird Klebstoff allein oder in Verbindung
mit anderen Mitteln benutzt, um die Druckplatten positionsmäßig zu halten Es wurde
schon vorgeschlagen, Vakuummittel zum positionsmäßigen Festhalten der Druckplatten
auf den Druckzylindern zu benutzen.
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Beispiele hierfür finden sich in den US-Patenten 2 o60 o82, 3 112
698, 3 380 381 und 3 463 476. Die theoretischen Vorteile des Vakuum- bzw. Unterdruckzylinders
sind klar, und es wird erwartet, daß die Druckplatten leichter angebracht werden
können.
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Auch sollte das Auswechseln von Druckplatten erleichtert werden.
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Trotz dieser von dem Vakuum- bzw. Unterdruckzylinder erwarteten Vorteile
ist jedoch dessen kommerzielle Anwendung bisher extrem beschränkt gewesen, und zwar
wegen der praktischen Schwierigkeiten, die sich bezüglich einer wirkungsvollen Gestaltung
eines Vakuum- bzw. Unterdruckzylinders ergeben, welcher sich für eine Verwendung
unter Bedingungen einer täglichen kommerziellen Produktion eignet.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines
neuen und verbesserten vakuumbetriebenen Druckzylinders,
der sich
für eine Anwendung im Zusammenhang mit einer typischen kommerziellen Produktion
eignet und der in Verbindung mit den Vakuumhaltemitteln keine Benutzung von mechanischen
oder anderen Haltemitteln erforderlich macht, die das Halten der Druckplatte an
der Fläche des Zylinders unterstützen sollen.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe werden in Verbindung mit einem Druckzylinder
der im Oberbegriff genannten Art erfindungsgemäß die im Kennzeichen von Anspruch
1 und 2 aufgeführten Merkmale vorgeschlagen. Weitere Merkmale ergeben sich aus den
übrigen Patentansprüchen.
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Die Erfindung beinhaltet ein praktisches Mittel zum Halten der Druckplatte
an dem Zylinder, und zwar allein unter Zuhilfenahme von Vakuum bzw. Unterdruck,
ohne daß gesonderte Klebmittel und/ oder zusätzliche mechanische Vorrichtungen zum
Einklemmen bzw.
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Einspannen der Platte erforderlich sind. Der Zylinder enthält eine
Stützwelle, die zwischen ihren Lagerbereichen eine Vielzahl von Zylinderstützringen
hält. Eine Zylinderhülse wird von den Ringen abgestützt und bildet zusammen mit
diesen sowie der Stützwelle ein hohles Zylindergebilde mit einer oder mehreren Vakuum-bzw.
Unterdruckkammern. Das Innere des Zylinders kann von einem Ende der Welle evakuiert
werden, und es können unabhängig steuerbare Ventilmittel in den Zylinder eingebaut
werden, damit sich die verschiedenen Kammern desselben unabhängig voneinander evakuieren
lassen.
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Die Zylinderhülse ist mit einer großen Vielzahl von radialen Durchgängen
versehen, die eine Strömungsverbindung mit der äußeren Oberfläche des Zylinders
herstellen. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Hülse mit einer Vielzahl von
axial verteilten durchgehenden Ringnuten ausgebildet, die an ein oder mehreren Stellen
strömungsmäßig mit dem Inneren des Zylinders in Verbindun stehen. Die durchgehenden
Nuten sind an ein oder mehreren Stellen längs des Umfangs des Zylinders abgeblockt,
um eine Leckerscheinung an der Störstelle zu vermeiden, die sich durch die aneinandergrenzenden
Enden einer an dem Zylinder abgestützten Druckplatte ergibt.
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Um das Äußere des Druckzylinders kann ein relativ durchgehender poröser
Stoff gelegt werden, um den die durch Vakuum bzw. Unterdruck gehaltene Druckplatte
geschlungen wird. In einigen Fällen ist der poröse Stoff ein Filterpapiermaterial,
das eine unterschiedliche Dicke haben kann, um Druckplatten verschiedener Dikken
aufnehmen zu können. In anderen Fällen kann der poröse Stoff eine gesinterte Metallbeschichtung
sein, die dauerhaft am Umfang des Zylinders gebunden ist. In jedem Fall dient der
poröse Stoff zum Ausbreiten sowie zum gleichförmigeren Aufbringen des Vakuum-bzw.
Unterdruckeinflusses auf die Unterseite der Druckplatte.
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Die prinzipiellen baulichen Elemente des neuen vakuumbetriebenen Druckzylinders
enthalten (a) eine langgestreckte Stützwelle, die sich von einem zum anderen Ende
des Zylinders und zum Bilden einer Lagerabstützung ausreichend weit über diesen
hinaus erstreckt, (b) eine Vielzahl von Zylinderstützringen, die axial verteilt
auf der Lager- bzw. Stützwelle festgelegt sind, und (c) eine hohle Zylinderhülse,
die an den Stützringen festgelegt ist und mit diesen ein oder mehrere, vorzugsweise
eine Vielzahl von Vakuum- bzw. Unterdruckkammern in dem Druckzylinder bildet. Die
Stützwelle und -ringe sind mit inneren Durchgängen bzw. Kanälen zum Evakuieren der
inneren Kammern versehen. Es sind unabhängige Ventilmittel vorgesehen,um wahlweise
alle oder nur einige der Vielzahl der Kammern des Zylinders zu evakuieren, so daß
leicht kleine Druckplatten benutzt und/oder Druckplatten von einem Teil der Zylinder
fläche entfernt sowie ersetzt werden können, ohne daß andere Platten, die in angrenzenden
Bereichen durch Vakuum bzw. Unterdruck gehalten werden, gestört werden.
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Es wird ein wirksamer Ausgleich bezüglich der Größe und Verteilung
des freiliegenden Vakuum- bzw. Unterdruckbereiches an der Außenfläche des Zylinders
gebildet, so daß zum Festlegen der Druckplatten passend verteilte Vakuumhalteleistung
erhältlich ist, während gleichzeitig Leckerscheinungen vermindert werden, die das
gesamte Haltevermögen des Zylinders reduzieren würden Bei einigen Ausführungsformen
des neuen Druckzylinders wird eine Vakuum- bzw. Unterdruckströmungsverbindung durch
passend verteilte
kleine radiale Bohrungen hergestellt. Bei anderen
Ausführungsformen sind unterbrochene Ringnuten vorgesehen. Und bei wiederum weiteren
Ausführungsformen werden Mittel zum Verteilen des Vakuum bzw. Unterdruckbereiches
über die Oberfläche des Zylinders gebildet.
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Bei bestimmten Ausführungsformen des neuen Druckzylinders wird eine
Vielzahl von unabhängigen Vakuum- bzw. Unterdruckkammern benutzt. Bei solchen Gebilden
wird vorteilhaft eine Kombination von inneren Rohrverbindungen und Bohrungsdurchgängen
in der Stützwell angewendet, um eine Strömungsverbindung zwischen der Vakuum- bzw.
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Unterdruckquelle und den entsprechenden einzelnen Kammern herzustellen.
Zusätzlich kann jede einzelne Kammer mit einem manuell zugänglichen Ventilaufbau
versehen werden, so daß die Kammer von der Vakuum- bzw. Unterdruckquelle getrennt
werden kann, falls dieses erwünscht ist. Wenn nur ein Teil der Oberfläche des Zyliners
mit der Druckplatte belegt werden soll, können somit die freiliegenden Oberflächenbereiche
des Zylinders von der Vakuum-bzw. Unterdruckquelle abgetrennt werden, um eine übermäßige
Leckerscheinung zu vermeiden.
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Es ist eine Vielzahl von axial verteilten Stützringen vorgesehen,
die von einem zum anderen Ende der Zylinderbaugruppe jeweils leicht zunehmende Durchmesser
aufweisen. Das von den Ringen abgestützte äußere Zylinderhülsenglied ist wiederum
mit abgestuften Lagerungsbereichen versehen, die progressiv zunehmende Durchmesser
haben. Der Aufbau ist dergestalt, daß die äußere ZylinderhUlse axial über die vormontierte
Wellen- und Stützringbaugruppe geschoben werden kann, wobei sich hiermit erst im
Bereich der letzten Zentimeter des axialen Zusammenschiebens ein fester gegenseitiger
Sitz ergibt. Somit erfolgt das endgültige Zusammenbauen der Hauptelemente auf relativ
einfache und unkomplizierte Weise.
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Gleichzeitig kann jedoch die Luftdichtigkeit der verschiedenen Kammern
leicht beibehalten werden.
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Bei der Ausführungsform des vakuumbetriebenen Zylinders, bei dem die
Vakuum- bzw. Unterdruckverteilung mittels ringförmiger Nuten
in
dem Zylinder erfolgt, ist eine Einrichtung zum Abblocken oder Unterbrechen der Nuten
vorgesehen, um eine Leckerscheinung im Bereich der Enden einer durch Vakuum bzw.
Unterdruck gehaltenen Druckplatte zu vermeiden. In diesem Zusammenhang wird der
Zylinder nach dem Ausbilden von durchgehenden Ringnuten mit einer sich in Längsrichtung
erstreckenden Oberflächennute versehen, die sich durchgehend von einem zum anderen
Ende des Zylinders erstreckt.
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Ein Weichmetallstreifen wird dann fest bzw. dicht in die longitudinale
Nute eingesetzt, um in wirksamer Weise alle Ringnuten abzublocken und eine vorbestimmte
umfangsmäßige Unterbrechung zwischen angrenzenden Enden einer jeden Nute zu bilden.
Zwar ist es bekannt, Mittel zum individuellen Verschließen bzw. Unterbrechen der
Ringnuten vorzusehen (US-Patent 3 112 698), doch ist der erfindungsgemäße Aufbau
viel einfacher und vielseitiger als die bekannten Vorschläge.
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Die vakuumbetriebenen Druckzylinder können zusätzlich mit Vakuum-bzw.
Unterdruckverteilungsmitteln an den äußeren Oberflächenbereichen versehen werden,
und diese Mittel können in Form poröser Filterstoffe oder gesinterter poröser Oberflächenbeschichtungen
ausgebildet sein. Das Verwenden poröser Filtermedien ist besonders vorteilhaft für
bestimmte Anwendungen, da Filterpapierbeschichtungen bzw. -abdeckungen mit unterschiedlichen
Dicken vorgesehen werden können, um die verschiedenen Dicken der Druckplatten zu
kompensieren, die von dem Drucker benutzt werden können. Bei Anwendung von Vakuum-
bzw. Unterdruckdiffusions- oder -verteilungsmitteln muß nicht so sehr auf eine Verringerung
oder Vermeidung einer Leckerscheinung jenseits der Ränder der Druckplatte geachtet
werden, da die verteilenden Medien bzw. Stoffe eine solche Leckerscheinung leicht
auf Werte begrenzen, die innerhalb der Kapazität von in typischer Weise für den
genannten Zweck benutzten Vakuum- bzw. Unterdruckpumpen liegen.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele.
Es zeigen: Figur 1 - in einer perspektivischen Ansicht einen erfindungsgemäusen
vakuumbetriebenen Druckzylinder,
Figur 2 - einen vergrößerten fragmentarischen
Querschnitt längs der Linie 2-2 aus Figur 1 zum Aufzeigen von Einzelheiten des Innenaufbaues
des neuen vakuumbetriebenen Druck zylinders, Figuren 3 und 4 - Querschnitte längs
der Linien 3-3, 4-4 aus Figur 2, Figur 5 - in einer vergrößerten Teilansicht einen
Abschnitt der Außenfläche des Zylinders aus den Figuren 1 und 2 zum Aufzeigen einer
typischen Verteilung von Vakuum- bzw.
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Unterdruckdurchgängen in der Oberfläche des Zylinders, Figur 6 -
in einer Stirnansicht den zylindrischen äußeren Abschnitt einer abgewandelten Ausführungsform
des neuen Druckzylinders, wobei die Vakuum- bzw. Unterdruckverteilung mittels ringförmiger
Nuten erfolgt, Figur 7 - einen Querschnitt längs der Linie 7-7 aus Figur 6, Figur
8 - den Zylinderabschnitt aus Figur 6 in einer fragmentarischen Seitenansicht, Figuren
9 und 1o - Längs- und Querschnitte zum Aufzeigen einer abgewandelten Ausführungsform
des vakuumbetriebenen Druckzylinders, bei dem eine Schicht aus porösem Filter papier
oder dergleichen zwischen der Zylinderoberfläche und der Rückseite der Druckplatte
angeordnet ist, und Figuren 11 und 12 - Längs- und Querschnitte zum Aufzeigen einer
abgewandelten Ausführungsform des neuen Druckzylinders, bei dem die äußere Oberfläche
des Zylinders mit einer gesinterten, porösen Beschichtung für eine verbesserte Verteilung
des Vakuums bzw. Unterdrucks über die Oberfläche des Zylinders versehen ist.
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In den Figuren 1-5 bezeichnet die Hinweiszahl 1o allgemein einen langgestreckten
Schaft bzw. eine Welle passender Länge, der bzw.
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die sich durch eine vollständige Zylinderhülse 11 erstreckt und die
an beiden Seiten derselben übersteht. An jedes Ende der Zylin derhülse angrenzend
ist die Welle 10 mit Lagerbereichen 12, 13 versehen, mittels derer sie in der Druckmaschine
nicht dargestellt) in einer herkömmlichen und bekannten Weise abgestützt wird. Ein
Ende der Welle ist mit einer Keil- bzw. Mitnehmernute
14 versehen,
mittels derer die Welle in passender zeitlicher Beziehung zur Druckanlage angetrieben
werden kann. Bei einer Ausführungsform ist die Welle 1o in ihrem mittleren Bereich
mit einer Vielzahl von axial verteilten Stützringen 15-17 versehen. Während die
vorliegende Erfindung in keiner Weise auf bestimmte Abmessungen beschränkt ist,
kann ein typischer erfindungsgemäßer Druckzylinderaufbau eine Länge von beispielsweise
9o cm zwischen den äußeren Oberflächen der Stützringe 15,17 an entgegengesetzten
Enden haben,wobei sich der zentrale Stützring 16 etwa in der Mitte zwischen den
Endringen befindet. Ferner kann bei einem typischen Druckzylinder mit Merkmalen
der vorliegenden Erfindung der Außendurchmesser der Zylinderhülse 11 in der Größenordnung
von 18 cm liegen, und in diesem Fall ist es zweckmäßig, der Welle lo in ihrem zentralen
Bereich einen Durchmesser in der Größenordnung von 9 cm zu geben. Vorteilhafterweise
sind die Stützringe 15-17 an der Welle 1o angeschweißt, wie es bei 18 dargestellt
ist.
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DieWelle 10 ist an einem Ende mit einer langgestreckten axialen Bohrung
19 versehen, die am äußeren Ende der Welle über eine passende Drehkupplung (nicht
dargestellt) mit einer Vakuum- bzw.
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Saugpumpe verbunden ist. In dem Bereich der Welle 1o, an dem der Stützring
17 angebracht ist, sind die Welle und der Ring mit eine querverlaufenden Bohrung
20-21 versehen, die die axiale Bohrung 1 schneidet. Die Bohrung 20-21 kann nach
der Montage des Stützrings 17 auf der Welle 1o angebracht werden. Die Bohrung 20-21
tritt somit an einer Seite 22 in den Stützring 17 ein, um an der anderen Seite 23
blind zu enden. Das offene Ende 22 kann, wenn es erwünscht ist, zugestopft sein.
In typischer Weise wird es jedoch durch die innere Wandung der Zylinderhülse 11
wirksam abgedichtet.
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An einer Seite ist die Bohrung 20-21 mit einer längsgerichteten Durchgangsbohrung
24 verbunden, die sich von einem Ende zum anderen Ende des Stützrings 17 erstreckt.
An ihrer äußeren oder rechten Seite ist die Bohrung 24 erweitert und wie bei 25
mit Gewinde versehen. An ihrem entgegengesetzten Ende ist die axiale Durchgangsbohrung
24 mit einem konischen Sitz 26 ausgebildet, der mit einer entsprechend konischen
Oberfläche 27 an einem mit Gewinde versehenen Ventilstöpsel 28 zusammenarbeitet.
Der letztere gelangt
in einen Gewindeeingriff mit dem Gewindeteil
25 der Durchgangsbohrung 24 und kann in typischer Weise mit einem Stutzen 29 zum
Aufnehmen eines Inbus-Schlüssels versehen sein. Wenn sich der Ventilstöpsel bzw.
-verschluß 28 in einer Rückzugposition befindet , wie es an der rechten Seite aus
Figur 2 dargestellt ist, besteht eine Strömungsverbindung zwischen der axialen Bohrung
19, der transversalen bzw. querverlaufenden Bohrung 20-21 und dem stromaufwärts
oder linksseitig gelegenen Ende der axialen Durchgangsbohrung 24. Wenn der Ventilstöpsel
28 in eine Schließposition geschraubt wird, wobei die konischen Sitz- bzw. Oberflächenbereiche
26, 27 in einen gegenseitigen Eingriff kommen, wird das stromaufwärts gelegene Ende
des Durchgangs 24 von dem Hauptdurchgang 19 getrennt.
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An der diametral gegenüberliegenden Seite des Stützrings 17 ist eine
Blind- bzw. Sacklochbohrung 30 vorgesehen, die mit der Bohrung 20-21 in Strömungsverbindung
steht und sich an der linken Seite des Stützrings öffnet. Diese Bohrung ist mit
Gewinde versehen, um eine Anschlußarmatur 31 aufzunehmen, die in einer zwischen
der Welle 1o, den Stützringen 16, 17 und der Zylinderhülse 11 gebildeten ringförmigen
Kammer 32 sitzt. Die Anschlußarmatur 31 ist mit einem Rohrabschnitt 33 verbunden,
der vorzugsweise aus einem halbfesten Material, wie Kupfer, besteht. Der Rohrabschnitt
33 ist so gebogen, daß er sich in der ringförmigen Kammer 32 über einen Bogen von
etwa 180° um die zentrale Welle lo erstreckt. Der Rohrabschnitt 33 ist an der entgegengesetzten
Seite der Welle mit einer zweiten Anschlußarmatur 34 verbunden. Diese und eine ähnliche
Anschlußarmatur 34a sind in einer mit Gewinde versehenen Durchgangsbohrung im mittleren
Stützring 16 festgelegt, und sie bilden eine Strömungsverbindung durch den Ring
16, der im übrigen in luftdichter Beziehung zur Welle 1o und zur Zylinderhülse 11
gehalten wird.
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Ein zweiter Rohrabschnitt 36 aus halbfestem bzw. halbstarrem Material
erstreckt sich um die mittige Welle 1o innerhalb einer ringförmigen Kammer 37, die
von den Stützringen 15 sowie 16, der Welle 1o und der Zylinderhülse 11 begrenzt
wird. Das Rohr 36 erstreckt
sich an der entgegengesetzten Seite
des Rohrs 33 um die Welle 1o, so daß sich die entsprechenden Rohrabschnitte gegenseitig
ausgleichen. Das Rohr 36 ist an der entgegengesetzten Seite der Baugruppe mit einer
Anschlußarmatur 35 verbunden. Diese ist in einer mit Gewinde versehenen Sacklochbohrung
38 festgelegt, die eine Bohrung 39-40 schneidet, welche sich quer durch den Stützring
15 und die Welle 1o erstreckt. Am entgegengesetzten Ende der Bohrung 39-40 befindet
sich eine in Längsrichtung verlaufende Durchgangsbohrung 41, die der Bohrung 26
ähnelt und die einen mit Gewinde versehenen Ventilstöpsel 42 aufnimmt, welcher dem
Ventilstöpsel 28 am entgegengesetzten Ende ähnelt. Der Ventilstöpsel 42 ist in seiner
Schließposition dargestellt, in der die ringförmige Kammer 37 strömungsmäßig von
der Bohrung 39-40 getrennt ist. Bei einem Öffnen des Ventilstöpsels wird die Kammer
37 über die spiralig angeordneten Rohrabschnitte 33, 36 mit dem axialen Hauptkanal
bzw. der axialen Bohrung 19 am anderen Ende der Welle in Strömungsverbindung gebracht.
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Wie es insbesondere in Figur 2 dargestellt ist, ist die Zylinderhülse
11 mit inneren zylindrischen Oberflächen 43-45 ausgebildet, die von den entsprechenden
Stützringen 15-17 abgestützt werden und mit diesen in dichten Eingriff treten. Zweckmäßigerweise
ist die Zylinderhülse 11 so aufgebaut, daß sie mit den entsprechenden Stützringen
15-17 einen Festsitz bildet, um eine weitgehende Luftdichtigkeit der ringförmigen
Kammern 32, 37 sicherzustellen.
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Die Durchmesser der verschiedenen Stützringe 15-17 werden von einem
Ende zum anderen Ende des Aufbaues zunehmend etwas größer.
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Beispielsweise ist es möglich, daß bei einer Baugruppe, bei der der
Nenndurchmesser der Stützringe 15-17 etwa 15-16 cm beträgt, die Durchmesser der
Ringe 16, 17 progressiv um beispielsweise etwa o,25 mm zunehmen. In ähnlicher Weise
steigen die Innendurchmesser der entsprechenden Stützflächen 43-45 der Zylinderhülsen.
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Beim Zusammenbauen des Vakuum- bzw. Unterdruckzylinders wird eine
Vormontage bezüglich der Welle 1o, der Stützringe 15-17, der Rohr abschnitte 33,
36 und der verschiedenen Anschlußarmaturen vorgenommen. Die vorbearbeitete Zylinderhülse
11 wird dann axial und
gemäß Figur 2 von rechts nach links über
den beschriebenen vorbereiteten Aufbau geschoben. Das linke Ende der Zylinderhülse,
das den größten Durchmesser hat, gelangt mit leichtem Spiel über die Stützringe
17 und 16, so daß die Hülse in einfacher Weise positionsmäßig angeordnet werden
kann, bis auf beispielsweise die letzten Zentimeter des Aufbaues, wo zwischen den
Oberflächen 43-45 und den Ringen 15-17 ein gegenseitiger Berührungseinfluß beginnt.
Danach wird eine entsprechende axiale Kraft, wenn notwendig in Verbindung mit einem
Erhitzen der Zylinderhülse und/oder einem Kühlen des vorbereiteten Aufbaues, benutzt,
um die Hülse axial in ihre endgültige, in Figur 2 dargestellte Montageposition zu
drücken. Zweckmäßigerweise kann die äußere Verbindungsstelle bzw. Fuge zwischen
den endseitigen Stützringen 15-17 und der Zylinderhülse 11 verschweißt sein, wie
es bei 46 dargestellt ist, um die Einzelteile des Aufbaues festzulegen.
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Entsprechend der herkömmlichen Drucktechnik ist der Druckzylinder
an jedem Ende mit Abschluß- bzw. Stützringen 47, 48 versehen, die an die Enden des
Druckzylinders angrenzend festgelegt sind und einen etwas größeren Außendurchmesser
als die Zylinderhülse 11 haben, um einen vorbestimmten Freiraum bzw. ein Abstandsmaß
unter dem Zylinder zum Aufnehmen der Druckplatte zu bilden. Die Abschlußringe 47,
48 können an den Stützringen 15, 17 durch geeignete Schrauben 49 (Figur 1) festgelegt
sein. Zusätzlich ist jeder der Abschlußringe mit einer Öffnung 50 versehen, die
mit den entsprechenden Ventilstöpseln 28, 42 ausgerichtet ist und einen Zugang für
einen Inbus-Schlüssel oder ein ähnliches Werkzeug bildet, um die Ventilstöpsel zwischen
ihren Offnungs- und Schließpositionen manipulieren zu können.
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Bei der in den Figuren 1-5 dargestellten Ausführungsform ist die Zylinderhülse
mit einer Vielzahl von radialen Bohrungen 51 versehen, die in dem Bereich der entsprechenden
Kammer 32, 37 über die Oberfläche der Zylinderhülse verteilt sind. In einem typischen
kommerziellen Druckzylinder, der die zuvor erwähnten repräsentativen Abmessungen
hat, können die radialen Bohrungen 51 einen Durchmesser in der Größenordnung von
1,6 mm haben und in versetzten
Reihen verteilt sein, wobei sie
einen Umfangsabstand von etwa 12 mm und einen ähnlichen Abstand in der axialen Richtung
haben.
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An einem ausgewählten Punkt des Umfangs der Zylinderhülse ist eine
axial angeordnete Lokalisierungslinie 52 angezeichnet bzw.
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eingeritzt, um das Ausrichten der Enden einer Druckplatte zu unterstützen.
In diesem Bereich sind zusätzliche Reihen von Bohrungen 53 vorgesehen, um im Bereich
der Ränder der Druckplatte eine größere Haltekraft zu erzielen.
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Im Betrieb des Zylinderaufbaues aus den Figuren 1-5 wird an die Zylinderoberfläche
Unterdruck angelegt, und zwar durch Anschliessen einer Vakuum- bzw. Saugpumpe an
die axiale Bohrung 19 in der Welle und durch öffnen eines oder beider Ventilstöpsel
28 sowie 42, um eine oder beide Kammern 32 sowie 37 zu evakuieren. In einem typischen
Fall wird eine flexible Druckplatte auf eine geeignete Größe geschnitten, um die
gesamte Arbeitsfläche des Zylinders zu bedecken - das heißt die Oberfläche, über
die die radialen Bohrungen 51, 53 verteilt sind. Somit könnte sich die Platte axial
über im wesentlichen den gesamten Bereich zwischen den innseitigen Oberflächen der
Stützringe 15, 17 erstrecken. In Umfangsrichtung würde sich die Druckplatte von
der angezeichneten Linie 52 um den Zylinder und zurück bis zu einem Punkt erstrekken,
der dicht an der angezeichneten Linie liegt und aber einen kleinen Abstand hiervon
hat. Der Aufbau, der Abstand und die Größe der radialen Bohrungen 51, 53 sind dergestalt,
daß bei der herkömmlichen praktischen Durchführung eine Druckplatte allein durch
ein Vakuum bzw. einen Unterdruck an dem Druckzylinder wirksam gehalten werden kann,
und zwar ohne Anwendung von Klebstoffen und mechanischen Klemm- bzw. Spannmitteln.
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Wo es zweckmäßig ist, kann der Druckzylinder mittels der Ventilstöpsel
28, 42 stufenweise aktiviert oder unwirksam gemacht werden. Dieses kann in sehr
vorteilhafter und zweckmäßiger Weise bei einer Anwendung von Druckplatten ausgenutzt
werden, die nicht die maximale Plattengröße haben. In diesem Zusammenhang ist darauf
hinzuweisen, daß zwar die in den Figuren 1-5 dargestellte Baugruppe mit zwei durch
eine geeignete interne Rohrverbindung unabhängig
aktivierten Kammern
32, 37 versehen ist, daß jedoch irgendeine Anzahl von unabhängig verwendbaren Kammern
benutzt werden könnte.
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In der in den Figuren 6-8 dargestellten Ausführungsform ist eine Zylinderhülse
60 mit einer Reihe von Ringnuten 61 versehen, die über die Arbeitslänge der Zylinderhülse
verteilt sind, um eine Vakuum- bzw. Saugverbindung mit der Unterseite der Druckplatte
herzustellen. In allen anderen Punkten kann der mit Nuten versehene Druckzylinderaufbau
demjenigen aus den Figuren 1-5 ähneln.
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Deshalb wurden bei der Ausführungsform aus den Figuren 6-8 der innere
Aufbau der vormontierten Wellen- und Stützringbaugruppe, die inneren Durchgänge
und Rohrleitungen usw. fortgelassen, und es wird nur die Zylinderhülse selbst beschrieben.
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Bei einem Vakuum-Druckzylinder der zuvor erwähnten Proportionen kann
die Zylinderhülse 60 etwa 40-45 Ringnuten mit einer typischen Breite von etwa o,75
mm haben. Die Ringnuten 61 werden am Anfang durch Einarbeiten von durchlaufenden
ringförmigen Nuten in die Oberfläche der Zylinderhülse ausgebildet. In Verbindung
mit diesen Ringnuten 61 wird die Hülse mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden
Oberflächennute 62 versehen, wobei vorzugsweise ein Paar solcher Oberflächennuten
ausgebildet wird. Im Idealfall sind zwei an diametral gegenüberliegenden Oberflächenseiten
des Zylinders befindliche Nuten 62 vorgesehen, wie es in Figur 6 dargestellt ist.
Die longitudinalen Nuten 62 sind etwas tiefer als die Ringnuten 61 eingeschnitten,
und sie haben auch eine etwas größere Breite. So können die axialen Nuten 62 in
typischer Weise eine Breite von etwa 6,4 mm und eine Tiefe in der Größenordnung
von 3,1 mm haben. Andererseits können die Ringnuten eine typische Tiefe von etwa
o,9 mm haben. Von den axialen Nuten 62 werden Weichmetallstreifen 63 aufgenommen,
die sich über die volle Länge der Zylinderhülse 60 erstrecken und die in typischer
Weise in Abschnitte unterteilt sind. Diese Streifen sind durch eine Vielzahl von
versenkten Schrauben 64 am Zylinder festgelegt und so bearbeitet, daß sie mit der
Außenfläche der Zylinderhülse fluchten. Diese Weichmetallstreifen 63 greifen ausreichend
fest
in die Nuten 62 ein, um die Endbereiche 65 der Ringnuten 61
abzudichten, so daß sich die Ringnuten effektiv um etwas weniger als 180° der Zylinderoberfläche
erstrecken.
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An einem Punkt längs eines jeden halbringförmigen Nutensegments, in
typischer und vorteilhafter Weise auf halbem Wege zwischen dessen Enden, ist eine
radiale Bohrung 66 vorgesehen, die die Nuten strömungsmäßig mit den inneren ringförmigen
Kammern 32 oder 37 der Zylinderbaugruppe in Strömungsverbindung bringt. Die Bohrung
66 kann in typischer Weise einen Durchmesser in der Größenordnung von 1,6 mm haben.
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Die Arbeitsweise des mit Nuten versehenen Zylinders ähnelt derjenigen
der in den Figuren 1-5 dargestellten Ausführungsform. Die Kammern 32, 37 können
unabhängig voneinander mittels der Ventilstöpsel 28, 42 (siehe Figur 2) aktiviert
werden, so daß verschiedene axiale Abschnitte des Druckzylinders ausgenutzt werden
können. Die Druckplatte wird so geschnitten, daß sie sich um den vollen Umfang des
Zylinders erstreckt. Ein Ende wird anfänglich mit einer angezeichneten bzw. eingeritzten
axialen Line 67 ausgerichtet, und das andere Ende überlagert im Idealfall den longitudinalen
Dichtungsstreifen 63 unter kleinem Abstand von der Linie 67, so daß sich die zwei
Enden nicht überlappen. Indem der Dichtungsstreifen 63 mit einer angemessenen Breite
(beispielsweise 6,3 mm) versehen wird, können an jedem Ende schmale Ränder der Druckplatte
den Dichtungsstreifen überlappen, und zwar unter weitgehender Vermeidung einer Luftleckerscheinung
bzw. -undichtigkeit in den Endbereichen 65 der Ringnuten.
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Bei der in den Figuren 9 und lo dargestellten Ausführungsform ist
ein Druckzylinderaufbau vorgesehen, der eine Welle 70, zwei oder mehr Stützringe
71 und eine Zylinderhülse 72 enthält. Die letztere ist gemäß der Darstellung mit
Ringnuten 73 versehen, die über radiale Bohrungen 75 wie in der Ausführungsform
aus den Figuren 6-8 mit ein oder mehreren Innenkammern 74 in Strömungsverbindung
stehen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Vakuumkanäle in Form eines verteilten
Musters von radialen Bohrungen wie in der Ausführungsform aus den Figuren 1-5 oder
in einer anderen geeigneten
Weise ausgebildet sein können. Bei
der Modifikation aus den Figuren 9 und 1o ist ein Blatt 76 aus porösem Filterpapier
um die Zylinderhülse 72 gewickelt und an ihren Seitenrändern beispielsweise mittels
eines geeigneten Streifens 77 aus Dichtungsband festgelegt. Das Filterpapierblatt
76 erstreckt sich in zweckmäßiger Weise um den gesamten Umfang des Zylinders, wobei
sich die umfangsmäßigen Endränder weitgehend berühren, wie es bei 77' (Figur 10)
dargestellt ist.
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Im Betrieb des Zylinders aus den Figuren 9 und lo wird die Innenkammer
74 über einen Durchgang bzw. Kanal 19 evakuiert (es ist darauf hinzuweisen, daß
das Innere des Zylinders in eine Vielzahl von Kammern unterteilt sein kann, wenn
dieses erwünscht ist) Um die Oberfläche des Filterblatts 76 wird eine Druckplatte
78 gelegt (siehe Figur lo), deren Endkanten aneinander angrenzen, wie es bei 79
dargestellt ist. Das poröse Filterblatt 76 soll den Evakuierungs- bzw. Unterdruckbereich
unter der Druckplatte 78 verteilen und ausweiten, um die Haltewirksamkeit des Zylinders
zu verstärken. Da ferner jegliche Leckluft im Bereich der Ränder der Druckplatte
zunächst durch das Filterblatt 76 gelangen muß, bevor sie das Innere der Kammer
74 durch die Nuten 73 und Bohrungen 75 erreicht, wird der Leckstrom stark gehemmt
und ist der Leckbereich bzw. die Leckerscheinung wesentlich unproblematischer als
es sonst der Fall ist. Somit ist es bei der Modifikation aus den Figuren 9 und 10
unter Anwendung von Ringnuten 73 zum Bilden der primären Vakuumkanäle in der Zylinderhülse
72 möglich, den Längsnuten- und Dichtungsstreifenaufbau aus der Ausführungsform
gemäß den Figuren 6-8 auszuschalten. Der sich bei 79 ergebende Spalt zwischen den
Enden der Druckplatte hat keine besonders nachteiligen Einflüsse auf die Haltekraft
bzw. -leistungsfähigkeit des Zylinders, und zwar wegen der allgemein hemmenden Strömungseigenschaften
des Filterblatts 76.
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Einer der wesentlichen Vorteile der abgewandelten Ausführungsform
aus den Figuren 9 und 1o beruht auf der Tatsache, daß das Filterblatt 76 ausgewechselt
werden kann, um die Dicke der Unterlage für die Druckplatte zu verändern. Beispielsweise
können gewisse
Arten von Druckplatten, die für einen langen Arbeitslauf
(long run work) gedacht sind, eine beträchtliche Dicke aufweisen, während preiswerte,
für einen kurzen Lauf gedachte Platten beträchtlich dünner sind. Diese verschiedenartigen
Platten können bei der Ausführungsform aus den Figuren 9 und 1o eingesetzt werden,
indem Filterblätter 76 passender Dicke benutzt werden, um eine Gleichförmigkeit
bezüglich der Dicke der Gesamtkombination von Druckplatte und Filterblatt aufrechtzuerhalten.
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Bei der abgewandelten Ausführungsform aus den Figuren 11 und 12 wird
statt des Filterblatts 76 aus der Ausführungsform aus den Figuren 9 und 1o eine
dauerhaft gebundene poröse Oberflächenbeschichtung 80 benutzt. Der Zylinder aus
den Figuren 11 und 12 enthält eine Zylinderhülse 81, die mit einer Welle 82 und
Stützringen 83 ein oder mehrere Innenkammern 84 bildet, die über einen Kanal bzw.
Durchgang 85 mit einer Vakuum- oder Unterdruckquelle in Strömungsverbindung stehen.
In typischer Weise ist die Zylinderhülse 81 mit einer Vielzahl von radialen Kanälen
86 versehen, die mehr oder weniger nach Art der Ausführungsform aus den Figuren
1-5 ausgebildet sind. Die poröse Oberflächenbeschichtung 80 wird durch Sintern von
feinzerpulverten Metallpartikeln gebildet, um eine durchgehende, poröse Schicht
aus gebundenen Partikeln zu erreichen. Die poröse Oberflächenschicht wird an Ort
und Stelle hergestellt sowie gesintert und dann auf den erwünschten Außendurchmesser
abgearbeitet. In einigen Fällen kann ein Blatt oder Zylinder aus dem gesinterten
porösen Material separat hergestellt und dann auf die Zylinderhülse 81 aufgebracht
werden. Bei der Ausführungsform aus den Figuren 11 und 12 dient eine gesinterte
poröse Oberflächenbeschichtung 80 zum Verteilen des Vakuum-bzw. Saugeffekts über
die gesamte unterseitige Oberfläche der Druckplatte, um die Halteleistungsfähigkeit
zu vergrößern und auch den Einfluß einer Leckerscheinung von Luft um die Randbereiche
der Platte zu begrenzen sowie zu verringern.
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Alle verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung beinhalten einen
höchst wirksamen und praktisch vollständig vakuumbetriebenen Druckzylinder, der
den heutigen praktischen Bedürfnissen des
Druckers gerecht wird.
Die spezifische Ausbildung des Zylinders ist dergestalt, daß die Druckplatten allein
durch Vakuum bzw. Unterdruck gehalten werden, ohne daß hilfsweise Klebmittel, mechanische
Klemmvorrichtungen oder dergleichen erforderlich sind. Zum Teil wird dieses durch
eine wirksame Konfiguration und Anordnung von durch die Zylinderhülse geführten
Strömungskanälen realisiert wodurch eine wirksame Verteilung des Vakuum- bzw. Unterdruckeffekts
unter Vermeidung der von einer übermäßigen Leckerscheinung herrührenden Probleme
erreicht wird. Bei den Ausführungsformen aus den Figuren 1-5 und 6-8 ergeben sich
wesentliche Vorteile aufgrund der Tatsache, daß in dem Zylinder unabhängig steuerbare
Vakuumkammern benutzt werden, die es zulassen, daß die Anwendung von Vakuum bzw.
Unterdruck in wirksamerer Weise auf die tatsächliche Größe der Druckplatte beschränkt
werden kann. Hierdurch ist eine Anwendung von kleineren Druckplatten wie auch von
mehreren, seitlich aneinandergefügten Druckplatten möglich. Im letztgenannten Fall
können einige der Platten entfernt und ohne Beeinflussung der Ausrichtung der anderen
Platten ersetzt werden, indem das Vakuum in gewissen Kammern aufrechterhalten und
bezüglich anderer Kammern abgebaut wird.
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Bei allen Ausführungsformen des neuen Druckzylinders, bei dem das
Innere der Zylinderhülse in eine Vielzahl von Kammern unterteilt ist, ist es vorteilhaft,
ein abgestuftes Gebilde mit einem vormon tierten Wellen- und Stützringaufbau zu
benutzen, wobei aufeinanerfolgende Stützringe Durchmesser haben, die von einem Ende
zum anderen etwas größer werden. Diese Maßnahme sorgt in Verbindung mit einem entsprechend
abgestuften Innenaufbau der Zylinderhülse für ein höchst praktisches und wirksames
Gebilde, mit dem sich mit praktisch vertretbaren Herstellungskosten ein Mehrkammer-Zylinderaufbau
erreichen läßt. Die Einrichtung erleichtert das Ausbilden bzw. Vorsehen von inneren
und mit Gewichtsausgleich verseenden Rohrleitungsverbindungen, die zu den entsprechenden
Kammern führen, in Verbindung mit unabhängig betätigten Ventilelementen, welche
von den Endbereichen der Zylinder zugänglich sind.
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Bei den Ausführungsformen aus den Figuren 9-12 wird die Wirksamkeit
des
aufgebrachten Vakuums bzw. Unterdrucks durch Verwendung von porösen Diffusionsmitteln
begünstigt, wie eines Filterblatts oder eines porösen Sintermetalls. Für gewisse
Anwendungen ist die Benutzung eines austauschbaren Filterblatts besonders vorteilhaft
da dann Filterblätter unterschiedlicher Dicke angewendet werden können, um die Verwendung
von Druckplatten verschiedener Dicke auszugleichen (d.h. dünnere Filterblätter mit
dickeren Druckplatten und umgekehrt). Wenn poröse Diffusions- bzw. Ausbreitungs-oder
Streuungsmittel an der äußeren Oberfläche der Zylinderhülse benutzt werden, sind
kleinere Luftleckerscheinungen an den Rändern der Druckplatte von geringerer Wichtigkeit,
da die verteilende bzw. zerstreuende Schicht dazu neigt, das Einströmen von Luft
ausreichend zu hemmen, um das Leckvolumen in vielen Fällen auf praktisch zulässige
Werte zu begrenzen.
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