DE2853594C2 - Walze für Druckmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze, insbesondere Färb- oder Verreiberwalze, für Druckmaschinen, bei der die zwischen zwei Achsstummeln angeordnete und Kanäle für die Durchströmung eines Temperiermittels aufweisende Walzentrommel mit einem aus einem Polyamid gebildeten Schutzüberzug versehen ist.

In der DE-AS 27 56 745 ist für die Walzen der vorgenannten Art die Erkenntnis niedergelegt, daß sich in deren Betrieb eine Zone höchster Temperatur im Walzenkern einstellt. Insoweit ist davon auszugehen, daß sich dem zwischen der Außenseite und der Innenseite des Schutzüberzuges bestehenden Temperalurgefälle eine durch die sogenannte Walkarbeit verursachte Temperaturverteilung überlagert, die auf die fortlaufenden Verformungen des Schutzüberzuges beim Durchlauf durch den Walzspalt zurückzuführen ist und sich darin ausdrückt, daß der größere Anteil der sich in Wärme umsetzenden Walkarbeil pro Volumen- und Zeiteinheit auf Grund solcher Verformungsbedingungen im Inneren des Schutzüberzuges anfällt, mithin an der Stelle, wo die Wärmeabfuhrbedingungen am schlechtesten sind. Zur Ausräumung dieses Nachteils ist daher bei den bekannten Walzen vorgesehen, an der Innenseite des dabei getrennt als Rohr im Schleuderoder Standguß hergestellten und nachfolgend auf die Walzentrommel aufgeschrumpften Schutzüberzuges entweder achsparallel oder schraubenförmig verlaufende Nuten auszubilden und mit deren Wandungen an der Walzentrommel als komplementäre Vorsprünge vorgesehene metallische Wärmeleiter in Berührung zu bringen, womit das durch achsparallele Bohrungen in der Walzentrommel unter sehr niedrigen Temperaturen von weit unter 0⁰C hindurchgeströmte Temperiermitte! eine entsprechend wirksame Wärmeabführung ermöglichen soll. Die Herstellung derartiger Walzen ist sehr aufwendig und berücksichtigt nur unvollständig die in weiteren Grenzen veränderlichen Temperaturen, die der Schutzüberzug bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen erfahren kann.

to In der DE-OS 26 58 380 ist für die Verhältnisse von Farbwalzen für Druckmaschinen eine Kühlungsmöglichkeit in der Weise angesprochen, daß im Inneren der Walzentrommel mindestens ein Verdrängungskörper für das über die Achsstummel zu- und abgeführte Temperiermittel angeordnet ist, der zusammen mit einer ihn mantelartig umgebenden Trennwand den Hohlraum der Walzenirommel in zwei konzentrische Ringspalte unterteilt, die von dem Temperiermittel im Gegenstrom mit hoher Durchflußgeschwindigkeit durchflossen sind. Durch eine Ausbildung der Trennwand mit einer unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit über die Walzenlänge ist dabei gleichzeitig sichergestellt, daß die gesamte Walzenoberfläche eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung erfährt und somit auch dann Temperaturschwankungen aufgefangen werden, wenn die Walzentrommel mit einem Schutzüberzug von entsprechend geringerer Wärmeleitfähigkeit versehen ist. Nachteilig dabei ist, daß selbst bei geringen Durchflußmengen des Temperiermittels mit

jo einer entsprechend klein dimensionierten Anlage der konzentrischen Ringspalte diese Walzen auf Grund der wirksamen Fliehkräfte leicht zu einem unrunden Lauf neigen, was bei Walzen mit einem Schutzüberzug zu einer verstärkten Walkarbeit führt und damit zu einer entsprechend stärkeren Aufheizung des Schutzüberzuges mit der Folge einer dann nicht mehr regulierbaren, unregelmäßigen Temperaturverteilung.

Für den Schutzüberzug derartiger Walzen, die im Betrieb sehr hohen Belastungen ausgesetzt sein können.

muß außer einer folglich entsprechend hohen mechanischen Festigkeit auch in aller Regel eine gleichermaßen hohe chemische und physikalische Beständigkeit vorausgesetzt werden, eingeschlossen die Möglichkeit, mit einer Oberflächenbearbeitung bestimmte Oberflächeneigenschaften des Schutzüberzuges zu erhallen. Als insoweit besonders geeignete Schutzübe<"züge haben sich bis jetzt solche auf der Basis von Polyamid 11, die sog. RILSAN-Überzüge, auf Grund ihrer sehr hohen korrosions- und verschleißhindernden Eigenschaften erwiesen. Aus einem Aufsatz in der Zeitschrift »Allgemeine Papier-Rundschau«, Nr. 5/1971, S. 194, 196 ist für die Anbringung solcher RILSAN-Überzüge an Walzen für Druckmaschinen bekannt, daß dafür spezielle Wirbelsintergeräte entwickelt worden sind, in denen das pulverförmige Ausgangsmaterial mit dem Durchblasen von Druckluft in einen flüssigkeitsähnlichen Zustand versetzt wird, um einen hinreichend gleichmäßigen Überzug einer Schichtdicke von in der Regel nicht mehr als 0,3 mm der in das Pulver-Luft-Gemisch nur kurzzeitig einzutauchenden, vorgewärmten Metallteile zu erhalten. Dabei ist dieses Wirbelsinterverfahren gleichzeitig so angelegt, daß damit nur eine maximale Schichtdicke des Überzuges von etwa 2 mm erreichbar ist, wobei es dann aber gleichzeitig

t>5 erforderlich ist, die zu überziehende Oberfläche des Metallleils durch ein Entfetten, Beizen, Bondern, Phosphatieren oder Sandstrahlen vorzubehandeln bzw. auf diese Oberfläche einen besonderen Haftvermittler

beispielsweise in Form eines Kunstharzfilmes entweder im Tauch- oder im elektrostatischen Sprühverfahren aufzubringen, um eine genügende Haftung des RIL-SAN-Überzuges zu erhalten. Die größerei; Schichtdikken müssen dann verlangt werden, wenn der Schutz- ; überzug eine bestimmte gewünschte Oberflächeneigenschaft aufweisen soll oder für das Fertigteil ein bestimmtes Fertigmaß mit engeren Toleranzen eingehalten werden muß, was beides nur mit einer spanabhebenden Bearbeitung des Schuizüberzuges erreichbar ist.

Indem das Wirbelsinterverfahren zur Anbringung solcher RILSAN-Überzüge mithin vergleichsweise schwierig zu konditionieren und jedenfalls sehr aufwendig in der Durchführung ist, haben für die π Verhältnisse der Färb- oder Verreiberwalzen für Druckmaschinen mit einem im Verhältnis zu den Achsstummeln wesentlich größeren Durchmesser der Walzentrommel bestimmte Sonderkonstrul.tionen Eingang in die Technik gefunden. Bei einer insoweit besonders gängigen Sonderkonstruktion besteht die Walzentro.Timel aus einem dünnwandigen Rohrkörper enger Fertigungstoleranzen, in dessen beide Enden die beiden Achsstummel über angeschmiedete Wellenenden angeschweißt sind. Die hohle Ausbildung der Walzentrommel erlaubt dabei gleichzeitig die Durchströmung eines auf den gewünschten Wärmeaustausch eingestellten Temperiermittels, wobei für diesen Zweck die minimale Schichtdicke des RILSAN-Überzuges die Erreichbarkeit einer optimalen Temperierung der κι Walzenoberfläche begünstigt. Nachteilig an dieser Sonderkonstruktion ist, daß sie neben einer vergleichsweise aufwendigen Fertigung eine hohe Stoßempfindlichkeit des RILSAN-Überzuges aufweist und daß mit der Durchströmung des Temperiermittels leicht dyna- j5 mische Unwuchten entstehen, die eine verstärkte Gefahr für ein vorzeitiges Ablösen des Überzuges ergeben.

Auf dem Gebiet solcher Walzen für Druckmaschinen ist es daneben noch aus der DE-PS 5 09 522 bekannt, einen elastische Eigenschaften aufweisenden Überzug entweder im Stand- oder im Schleuderguß auf die entweder hohle oder massive Walzentrommel aufzubringen.

Damit der Überzug eine sichere Befestigung an der Oberfläche der Walzentrommel erhält, ist nach der DE-PS 7 03 214 vorgesehen, in dieser Oberfläche der Walzenlrominel achsparallele Nuten auszubilden, die dann beim Anbringen des Überzuges ausgefüllt werden, so daß der Überzug über entsprechende, in diese Nuten einfassende Verstärkungsrippen an der Walzentrommel verankert ist.

Schließlich ist noch aus der DE-AS 10 36 869 bekannt, für eine gleichartig verstärkte Verankerung eines gummielastische Eigenschaften aufweisenden Überzuges auf der Basis eines Thermoplasten die Walzentrommel vor dem Anbringen des Überzuges mit Metallwolle oder Metallspänen zu umwickeln, womit der Überzug auf Grund seines Eindringens in die feinen Zwischenräume dieser Wickellage ebenfalls eine entsprechend ι,ο verbesserte Haftung an der Walzentrommel erhält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie unter Berücksichtigung der betriebsbedingten hohen Belastungen ihres Schutzüberzuges bei einer einfachen h3 Fertigungsmöglichkeit eine optimalere Temperierung erfahren kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst.

daß der Schutzüberzug aus einem durch ein Umgießen aufgebrachten und mittels der aktivierten anionischen Polymerisation von monornerem Laurinlactam gewonnenen Gußpolyamid besteht, in das eine von dem über die Achsstummel zu- und abgeführten Temperiermittel durchströmte Kühl- bzw. Heizschlange eingebettet ist.

Das für ein Umgießen der Walzentrommel mithin vorgeschlagene Gußpolyamid läßt sich als eine vergleichsweise dünnflüssige Schmelze aufbereiten, womit es möglich ist, dem Schutzüberzug jede gewünschte Schiehtdicke zu geben. Im Vergleich zu dem Polyamid 11 besitzt es dabei gleichzeitig wesentlich günstigere Materialeigenschaft, so insbesondere eine höhere Chemikalienbeständigkeit und Gleitverschleißfestigkeit bei einer sehr hohen Dimensionsstabilität und Maßhaltigkeit. Auch erlaubt dieses Gußpolyamid eine günstigere spanabhebende Bearbeitungsmöglichkeit, so insbesondere eine feinere Schleifbarkeit, womit jede gewünschte Oberflächeneigenschaft und jedes gewünschte Fertigmaß entsprechend problemlos erreichbar sind. Weil dieses Gußpolyamid ein im Verhältnis zu Stahl um etwa das Achtfache kleineres spezifisches Gewicht hat, ist es auch möglich, selbst Walzen mit einem im Vergleich zu den Achsstummeln wesentlich größeren Ballendurchmesser mit einem noch vertretbaren Gesamtgewicht massiv auszubilden, wenn dafür dann das Gußpolyamid lediglich in der entsprechend größeren und insoweit völlig unkritischen Schichtdicke auf die Walzemrommel aufgegossen wird.

Die Aufbereitung als vergleichsweise dünnflüssige Schmelze dieses mittels der aktivierten anionischen Polymerisation von monomeren Laurinlactam gewonnenen Gußpolyamids erlaubt auch eine einfache Einbettungsmöglichkr.-it der von dem Temperiennittel durchströmten Kühl· bzw. Heizschlange in die Gußniav se. Es wird dafü' beispielsweise eine topfformige Gießform verwendet, in deren Boden ein abgedichtetes Durchsteckloch für den einen Achsstummel der Walzentrommei ausgebildet ist. womit diese von der umgebenden Innenwand der Gießform einen lichten Abstand erhält, der für die gewünschte Schichtdicke des Schutzüberzuges bestimmend ist. Die Kühl- bzw. Heizschlange kann mithin problemlos in dem so geschaffenen lichten Raum zwischen der Walzentrommel und der umgebenden Innenwand der Gießform angeordnet werden, bevor anschließend die Schmelze in die Gießform eingeleitet und nachfolgend in dieser auspolymerisiert wird.

Die Einbettung der Kühl- bzw. Heizschlange in die Gußmasse ist damit völlig unabhängig von irgendeiner speziellen Ausbildung der Schlange, so daß der mit dem Durchströmen des Temperiermittels bezweckte Wärmeaustausch zur Erzielung einer völlig vergleichmäßigten Temperaturverteilung über die gesamte Walzenoberfläche in Abstimmung auf jeden speziellen Einsatzbereich der Walze entsprechend optimal eingestellt werden kann. Weil eine solche in aller Regel rotationssymmetrisch ausgebildete Kühl- bzw. Heizschlange geordnete Strömungsverhältnisse für das im übrigen auf einfache Weise von außen regelbare Temperiermittel schafft, besteht auch keine Gefahr für das Auftreten irgendwelcher Unwuchten beim Walzenbetrieb. Es ist damit auch ein größerer Freiheitsgrad in der Auswahl des Temperiermittels gegeben, so daß dafür außer flüssigen auch gasförmige Medien in Betracht gezogen werden können, wobei es die Materialeigenschaften des Gußpolyamids ohne weiteres erlauben, den Streubereich für diese Medien ziemlich

breit anzulegen.

Gleichzeitig erlaubt die für das Gußpolyamid verwirklichte Gießtechnik auch die Einbettung weiterer Festkörper in die Gußmasse, um so beispielsweise in deren Verwirklichung als Wärmeisolierungen kühlere und wärmere Zonen des Schutzüberzuges gegeneinander abzugrenzen oder bei der Verwirklichung dieser Festkörper als Schwingungsdämpfer eine größere Laufruhe der Walzen zu erreichen.

Auch können in dem Schutzüberzug mittels verlorener Kerne gebildete Hohlräume vorgesehen werden, um so die Wirkung der auf die Erzielung eines optimalen Wärmeaustausches eingerichtete Kühl- bzw. Heizschlange zu ergänzen.

Eine gleiche ergänzende Wirkung ist schließlich auch noch dadurch erreichbar, daß der Schmelze noch vor der Polymerisation Zusatzstoffe zugesetzt werden, die mithin ein modifiziertes Verhalten des Gußpolyamids ergeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Walze, bei der der Walzenkörper mit einem Schutzüberzug gemäß der Erfindung versehen ist, und

F i g. 2 denselben Längsschnitt in vergrößerter Darstellung, wobei auch die in den Schutzüberzug eingebettete Kühl- bzw. Heizschlange gezeigt ist.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Walze ist die in der Mitte zwischen zwei Achsstummeln 1 und 2 angeordnete Walzenkörper 3 mit einem Schutzüberzug 4 versehen, der aus einem durch ein 1 Imgießen eines Wellenabschnitts 5 aufgebrachten und mittels der aktivierten anionischen Polymerisation von monomerem Laurinlactarn gewonnenen Gußpolyamid besteht. Die Schichtdikke des Schutzüberzuges 4 im Verhältnis zum Durchmesser des Wellenteils 5, der zur Erzielung einer verbesserten Haltekraft im Querschnitt auch unregelmäßig, so insbesondere als Vier- oder Sechskant ausgebildet werden kann, ist allein abhängig von dem für den Walzenkörper 3 gewünschten Fertigmaß, das gießtechnisch auf jeden beliebigen Wert einstellbar ist. Andererseits isl die Schichtdicke noch abhängig von den Abmessungen einer Kühl- bzw. Heizschlange 6, die für eine Versorgung mit einem für einen gewünschten Wärmeaustausch geeigneten Temperiermittel in den Schutzüberzug 4 beim Umgießen des Walzenkörpers 3 eingebettet wird.

In F i g. 2 ist gezeigt, daß der eine Achsstummel 1 mit einer Sacklochbohrung 7 versehen ist, die ein Innengewinde 8 aufweist, mit dem ein komplementäres Außengewinde an einem in diese Sacklochbohrung 7 eingefügten Anschlußstück 9 verschraubt isl. Das ί Anschlußstück 9 umfaßt ein axiales Zuleitungsrohr 10, das sich über die gesamte Länge der im Durchmesser größeren Sacklochbohrung 7 des Achsstummels 1 erstreckt. Die Sacklochbohrung 7 weist eine mit dem Innendurchmesser des Zuleilungsrohres 10 im wesentli-

I» chcn durchmessergleiche Verlängerung 7' auf, die als Anschlußbohrung des Wellenabschnitts 5 für das eine Ende 6' der Kühl- bzw. Heizschlange 6 dient. Deren anderes Ende 6" isl an den gegenüber der Anschlußbohrung T am Ende des Zuleitungsrohres IO abgedichteten

ι ί Ringkanal angeschlossen, der zwischen dem Zuleitungsrohr !0 und der umgebenden Wandung der Sackloch bohrung 7 geschaffen ist. Das über das Zuleitungsrohr 10 zugeleitete Temperiermittel wird über die Anschlußbohrung T in das eine Ende 6' der Schlange 6 zugeleitet, durchströmt dann die einen Windungen der Schlange 6 bis hin zu einem Verbindungskrümmer 11 mit deren anderen, gegenläufigen Windungen, die in dem anderen Ende 6" der Schlange 6 enden. Das Temperiermittel wird danach über den an der Außenseite des Zuleitungsrohres 10 geschaffenen Ringkanal und eine an diesen Ringkanal angeschlossene Auslaßöffnung 12 des Anschlußstückes 9 abgeleitet.

Die Kühl- bzw. Heizschlange 6 kann beispielsweise aus einem Kupferrohr mit einem Durchmesser von

jo 10 mm und einer Wandstärke von einem Millimeter gebildet und mit Wasser mit einer konstanten Strömungsrate von beispielsweise 4 l/min durchströmt sein, was für eine als Verreiberwalze für Druckmaschinen eingesetzte Walze mit einem Durchmesser von 155 mm des Walzenkörpers 3 bei einem Durchmesser von 60 mm und einer Länge von 1000 mm des Wellenabschnitts 5 ausreicht, eine konstante Temperierung der Walzenoberfläche zu erhalten.

In Verbindung mit einer dafür geeigneten Regelung des Temperiermittels kann da mit auf erkennbar einfachste Weise jede gewünschte Temperierung der Waize nicht nur im Betrieb, sondern auch im Stillstand gesteuert werden, wobei dafür noch stützende Maßnahmen durch eine zusätzliche Einbettung von weiteren Festkörpern in den Schutzüberzug vorgesehen werden können, die beispielsweise in der Verwirklichung als Wärmeisolierungen kühlere und wärmere Zonen gegeneinander abgrenzen lassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Walze, insbesondere Färb- oder Verreiberwalze, für Druckmaschinen, bei der die zwischen zwei Achsstummeln angeordnete und Kanäle für die Durchströmung eines Temperiermittels aufweisende Walzentrommel mit einem aus einem Polyamid gebildeten Schutzüberzug versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzüberzug (4) aus einem durch ein Umgießen aufgebrachten und mittels der aktivierten anionischen Polymerisation von monomeren Laurinlactam gewonnenen Gußpolyamid besteht, in das eine von dem über die Achsstummel (1,2) zu- und abgeführten Temperiermittel durchströmte Kühl- bzw. Heiztschlange (6) eingebettet ist.

."!. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gußpolyamid weitere Festkörper als Wärmeisolierungen zur Unierteilung des Schulzüberzuges (4) in kühlere und wärmere Zonen, als Schwingungsdämpfer u. dgl. eingebettet sind.

3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schutzüberzug (4) mittels verlorener Kerne gebildete Hohlräume ausgebildet sind.

4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußpolyamid mit Verslärkungsmitteln, wie Glasfasern oder Glaskugeln, mit Füllstoffen, wie Kieselgur oder Metallpulver, mit Gleitmitteln, wie Graphit oder Molybdänsulfid, oder mit anderen, vor dere Polymerisation der Schmelze zugesetzten Zusatzstoffen modifiziert ist.