DE2902902A1

DE2902902A1 - Vorrichtung zum spannen duennwandiger metallzylinder

Info

Publication number: DE2902902A1
Application number: DE19792902902
Authority: DE
Inventors: Ramon Bellot; Anton Hess
Original assignee: Fritz Buser AG Maschinenfabrik
Current assignee: Fritz Buser AG Maschinenfabrik
Priority date: 1978-02-14
Filing date: 1979-01-26
Publication date: 1979-08-16
Also published as: FR2417033A1; IT1110081B; IT7919735A0; IN150659B; US4272872A; NL7900732A; JPS54117214A; CH624879A5; ES477500A1

Description

BE 18'803

Fritz Buser AG Maschinenfabrik, Wiler b/Utzenstorf

(Schweiz)

Vorrichtung zum Spannen dünnwandiger Metallzylinder

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das formstabile . Spannen eines dünnwandigen metallischen Hohlzylinders durch Zuführen eines Druckmediums in seinen Innenraum, wobei der Hohlzylinder an seinen stirnseitigen Enden am Umfang zweier Zentrierflansche, gelagert ist.

Dünnwandige, metallische Hohlzylinder werden für verschiedene Zwecke verwendet, beispielsweise für die Herstellung von Matrizen in der Galvanoplastik oder als Druckformen in der Drucktechnik. Als dünnwandige Hohlzylinder gelten im Rahmen der vorliegenden Anmeldung Metallzylinder mit Wandstärken in einem Bereich von etwa 0,07 - 0,7 mm. Obwohl solche Zylinder eine verhaltnismassig hohe Eigenstabilität aufweisen, reicht diese nicht aus, wenn auf der Aussenseite dieser Zylinder eine Oberflächenbearbeitung, beispielsweise eine mechanische oder photographische Dessinierung vorgenommen wird. Für solche Arbeiten ist es bekannt, die Formstabilität dadurch zu erhöhen, dass im Innern des metallischen Hohlzylinders ein Gummischlauch angeordnet wird, der von einem Druckmedium soweit aufblasbar ist, dass er sich an der Innenwandung des Hohlzylinders abstützt und diesem eine erhöhte Formstabilität erteilt. Der dünnwandige Metallzylinder wird an seinen beiden stirnseitigen Enden durch zwei Zentrierflansche, zentriert, die auf einem Träger angeordnet sind. Zwischen diesen Zentrierflanschen befindet sich der durch das Druckmedium aufblasbare Gummischlauch, der an seinen Enden in einem Flansch druckdicht eingespannt ist und den Hohlzylinder radial spannt bzw. dehnt. Die Dehnung ist hierbei so gross, dass der für die Behandlung der Aussenflache des Hohlzylinders vorgesehene Durchmesser bzw. Umfang erreicht ist. ' .

Der erwähnte Gummischlauch weist jedoch eine Anzahl Machteile auf. Damit der metallische Hohlzylinder einen möglichst kreisförmigen Querschnitt einnimmt, muss die Dehnung des aufblas-

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baren Gummischlauchs möglichst gleichmässig sein, was nur sehr schwierig erreichbar und dementsprechend kostenaufv/endig ist. Da die üblichen Längen solcher Hohlzylinder zwischen etwa 1,0 und 4,0 m liegen und die entsprechenden Gummischläuche nur unwesentlich kürzer sind, müssen Stützringe im Innenraum der Hohlzylinder angeordnet werden, um das Durchhängen zu vermeiden. Besonders ungünstig verhalten sich diese Gummischläuche bei der Verwendung von schadhaften, z.B. am Rande angerissenen Hohlzylindern; diese werden entzweigetrennt oder in mehrere Stücke gerissen, weil die Spannkraft durch den Gummischlauch erhalten bleibt. Nach dem Bersten des Metallzylinders überdehnt sich der Gummischlauch örtlich, was seine Weiterverwendbarkeit vermindert. Im übrigen ist ein solcher Gummischlauch mit einer bestimmten Länge zv/ar für mehrere Durchmesser, jedoch nur für eine bestimmte Länge des metallischen Hohlzylinders verwendbar, so- dass eine der verwendeten Längen entsprechende Anzahl Schläuche verfügbar sein muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu gestalten, dass unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Ausführungsform eine einfache Handhabung und dieselbe Vorrichtung eine Anpassung an die jeweilige Länge der zu spannenden metallischen Hohlzylinder ■ ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Druckraum durch die Wand des Hohlzylinders und die Zentrierflansche, gebildet ist.

Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung anhand zweier Ausführungsbeispiele dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum

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Spannen dünnwandiger, metallischer Hohlzylinder in radialer Richtung und

Fig. 2 einen Schnitt durch eine weitere Vorrichtung für denselben Zweck.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen drehbar gelagerten Träger 1 auf, der als kreisförmiges Rohr 2 ausgebildet ist. Auf dem Träger 1 sind zwei Naben 3, 4 aufgeschoben und mittels einer Spanneinrichtung 5 auf dem Rohr 2 befestigt. Die Spannvorrichtung 5 liegt in einer Ausnehmung 6 der Naben 3, und weist ein elastisches Ringspannelement 7 auf, das einen im wesentlichen zylindrischen, mit Radialnuten 8 versehenen elastischen Körper bildet und eine Anzahl axial liegender, teilweise mit Gewinde versehener Bohrungen aufweist, in welche Schraubenbolzen 10 eingeschraubt sind. Durch Drehen der Schraubenbolzen 10 kann das Ringspannelement 7 in seiner Länge verändert und dadurch eine Presskraft auf die Innenwandung der Ausnehmung 6 ausgeübt werden. Diese Presskraft wird auch auf die Aüssenwandung des Rohrs 2 ausgeübt und bewirkt eine druckdichte und festhaftende Halterung der Naben 3, 4 auf dem- Rohr

Der Aussenumfang der Naben 3, 4 ist als Sitz für die Zentrierflansche. 11, 12 ausgebildet. Die Zentrierflansche. 11, 12 weisen eine am Aussenumfang der Naben 3, 4 verschiebbar geführte Flanschnabe 13 auf, an deren einem Ende eine ringförmige Scheibe 14 anschliesst, die über eine konische Partie 15 in eine zylindrische Umfangspartie 16' übergeht. Die Umfangspartie weist an· ihrem Aussenumfang einen zylindrischen Sitz 17 auf, der am freien Ende der Umfangspartie 16 durch einen ringförmigen Vorsprung 18 begrenzt ist.

Am Aussenumfang der Nabe 3, 4 ist je eine Nut 19 eingearbeitet, in welche ein elastischer Dichtungsring, z.B. ein O-Ring, einge-

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legt ist. Der Dichtungsring 20 soll eine druckdichte Abdichtung zwischen der Nabe 3, 4 und dem Zentrierflansch 11, 12 gewährleisten. .An der Seite der Ausnehmung 6 weist die Nabe 3 einen ringförmigen Vorsprung 21 auf, an dem die Flanschnabe 13 des Zentrierflansches 11 sich abstützt.

Die Nabe 4 weicht in ihrer Form etwas von derjenigen der Nabe 3 ab? sie weist an der der Ausnehmung 6 gegenüberliegenden Seite eine Bohrung 22 mit einem Innengewinde auf, in welches eine auf dem Rohr 2 verschiebbar geführte und ein Aussengewinde 25 aufweisende Schiebehülse 26 eingeschraubt ist. Anschliessend an das Aussengewinde 25 weist die Schiebehülse 26 einen zylinderförmigen Kopf 27 auf, an dessen Aussenumfang eine Nut 28 eingearbeitet ist, in welche zwei Stützringhälften 29 eingelegt sind, an denen sich die Flanschnabe. 13 des Zentrierflansches 12 axial abstützt. Die Stützringhälften 29 lassen sich z.B. von Hand vollständig in die Nut 28 drücken.

Die Zentrierflansche. 11, 12 sind mit ihren in den Umfangspartien 16 angeordneten Sitzen 17 gegeneinander gerichtet. Auf die Sitze 17 kann ein dünnwandiger, metallischer Hohlzylinder

35 leicht aufgeschoben werden, dessen Länge je nach dem Verwendungszweck im Bereich von z.B. 1,0 - 4,0 m liegt und der sowohl ein vollwandiger Zylinder als. auch ein Siebzylinder mit in geeigneter Weise verschlossenen Oeffnungen sein kann.

Das Rohr 2 ist an eine Druckmediumsquelle 36 angeschlossen. Das Druckmedium, vorzugsweise Druckluft, strömt von der Druckquelle

36 durch das Rohr 2 und durch eine Oeffnung 37 in der Wandung des Rohrs 2 in einen durch die Naben 3, 4, die Zentrierflansche· 11, 12 und den Hohlzylinder 35 gebildeten Druckraum 40. Der Hohlzylinder 35 wird hierbei unter Druck, z.B. etwa 0,5 - 1,0 a tu, gesetzt} hierbei bilden die Sitze 17 der Zentrier^lansche 11, 12 und die tnnenwandung des Hohlzylinders 35 einen Dichtungs-

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spalt, der wegen seiner verhältnismässig grossen axialen Länge eine genügende Abdichtung gewährleistet, die bei der Anordnung der Vorsprünge 18 noch verbessert wird. Das Spannen der Hohlzylinder 35 kann somit ohne zusätzliche Mittel erfolgen, und die Montage und Demontage des Hohlzylinders ist einfach.

Zum Spannen der Hohlzylinder 35 werden die Stützringhälften 29 in die Nut 28 der Schiebehülse 26 gedrückt, so dass der Zentrierflansch 12 von der Nabe 4 abgezogen werden kann. Nun kann, der Hohlzylinder 35 auf den Zentrierflansch 11 aufgesetzt und dann der Zentrierflansch 12 wieder auf die Nabe 4 geschoben werden. Da die Länge des Hohlzylinders 35 bekannt ist, kann die Nabe 4 vor dem Aufschieben des Hohlzylinders 35 in die richtige Lage verschoben und fixiert werden. Nach dem Aufschieben des Zentrierflansches 12 auf die Nabe 4 wird die Schiebehülse 26 mit den Stützringhälften 29 in die Bohrung 22 so weit eingeschraubt, bis der metallische Hohlzylinder 35 auf den Sitzen 17 der Zentrierflanschen 11, 12 gelagert ist. Nun kann der Druckraum 40' aus der Druckquelle 36 mit Druckmedium beaufschlagt werden. Sobald der gewünschte Aussendurchmesser des Hohlzylinders 35 durch entsprechende Einstellung des Drucks des Druckmediums erreicht ist, wird derselbe durch eine entsprechende Einrichtung, z.B. durch ein Druckregelventil, konstant gehalten.

Zum Entfernen des Hohlzylinders 35 werden nach Entfernen des · Drucks die Stützringhälften 29 erneut in die Nut 28 der Schiebehülse 26 gedrückt und hierauf der Zentrierflansch 12 von der Nabe 4 abgezogen, worauf der Hohlzylinder 35 entfernt werden ■ kann. Eine besondere Verwendung der beschriebenen Vorrichtung besteht im Spannen von Siebdruckformen für die photomechanische Dessinierung. Hierzu wird beispielsweise ein metallisches Zylindersieb verwendet, das aussenseitig mit einem lichtempfindlichen Photolack beschichtet ist. Der Photolack füllt auch die Sieböffnungen aus, so dass ein geschlossener Hohl-

Zylinder vorliegt. Dieser wird nun auf die beschriebene Vorrichtung aufgebracht und durch Druckbeaufschlagung gespannt. Die Haftung des Photolacks am Zylindersieb ist gross genug, um den innenseitig erzeugten Spanndruck auszuhalten. Auf die Aussenfläche dieses so behandelten Zylindersiebs wird ein Film gelegt und belichtet, worauf die weitere Behandlung des Zylindersiebs bis zur fertigen Siebdruckform erfolgen kann.

Beim photomechanischen Dessinieren einer Zylindersiebdruckform ist es möglich, dass Licht von der für die Belichtung der photosensiblen Schicht verwendeten Belichtungsquelle durch die Oeffnungen der Siebdruckform ins Innere des Hohlzylinders 35 eindringen und eine fehlerhafte Belichtung der gegenüberliegenden Seite bewirken könnte. Um diesen Fehler zu verhindern, können, wie in Fig. 1 dargestellt ist, zwischen den Zentrierflansche- 11, 12 zwei mit Flanschen 45 versehene, teleskopartig ineinanderschiebbare, lichtsperrende Zylinder 46, 47 angeordnet sein. Die Zylinder 46, 47 können der jeweiligen Länge der zu spannenden Siebdruckform durch -Ineinander- oder Auseinanderschieben angepasst v/erden.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 ermöglicht das Spannen von Hohlzylindern verschiedener Länge, da der Zentrierflansch 12 mit seiner Nabe 4 entsprechend der gewünschten Länge auf dem Rohr fixiert werden kann. Nach Aufbringen des Hohlzylinders 35 auf die Zentrierflansche. 11, 12,kann mit Hilfe der Schiebehülse der Zentrierflansch verschoben werden, bis die Vorsprünge 18 der Zentrierflansche. 11, 12 etwa spielfrei an den stirnseitigen Enden des Hohlzylinders 35 anliegen.

In vielen Fällen können die auf dem Rohr 2 gelagerten Flansche mit den ineinanderschiebbaren Zylindern 46, 47 entfallen. In diesem Falle kann die Vorrichtung wie etwa gemäss Fig. 2 vereinfacht werden, und es kann die Vorrichtung beispielsweise auf

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einer vorhandenen Drehbank aufgebaut werden. Das Rohr 2, das sich nicht mehr über die gesamte Länge der Vorrichtung erstrecken muss und deshalb kurz gehalten werden kann, wird beispielsweise in nichtdargestellter Form am drehbaren Spindelstock der Drehbank befestigt. Es kann jedoch auch ein Support verwendet werden, in welchem das Rohr 2 drehbar gelagert ist. An seinem Ende ist die Nabe 3, z.B. durch Kleben oder Schweissen, nicht lösbar befestigt. Am Aussenumfang der Nabe 3 ist der Zentrierflansch 11 gelagert und mit dem- Dichtungsring 20 abgedichtet. Die Umfangspartie 16 der Nabe 3 weist wie in Fig. 1 den zylindrischen Sitz 17 mit dem Vorsprung 18 auf.

Dem Zentrierflansch 11 gegenüber ist der Ze'ntrierf lanseh 12 auf der Nabe 4 gelagert und mit dem Dichtungsring 20 abgedichtet. Die Nabe 4 bildet hier einen Teil eines Zapfens 50, der mittels Wälzlagern 51, die durch Sicherungsringe 52, z.B. Springringe, gehalten sind, in einem Support 53 drehbar gelagert ist. Der Support 53 weist mit Führungsbüchsen 54 versehene Führungsbohrungen 55 auf, durch die sich Führungsstangen 56 erstrecken. Der Support 53 kann auf den Führungsstangen 56 verschoben werden, bis der Ze'ntrierf lanseh 12 den für das Spannen eines Hohlzylinders 35 erforderlichen Abstand aufweist. In dieser Stellung kann der Support 53 durch eine Arretiervorrichtung 57, z.B. einen Klemmstift, in seiner Lage fixiert werden.

In Fig. 2 sind dem Durchmesser des Hohlzylinders 35 angepasste Halbschalen 58 angedeutet, die dazxi dienen, das Aufschieben des zu spannenden Hohlzylinders 35 auf die Zentrierflansche.' 11, 12 zu erleichtern.

Die Vorrichtung nach Fig. 2 ist in ihrem Aufbau etwa gleich einfach wie diejenige nach Fig. 1. Dieser einfache Aufbau der

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Vorrichtungen nach Fig. 1 und 2 wird vor allem dadurch erreicht, dass der Hohlzylinder 35 selbst zur Bildung des Druckraums herangezogen wird, vor allem auch dann,.wenn der Hohlzylinder 35 eine für das Belichten vorbereitete Siebdruckform ist. Eine weitere Vereinfachung dieser Vorrichtungen besteht darin, dass zwischen der Innenwandung des Hohlzylinders 35 und der Sitzfläche 17 der Zentrierflansche 11, 12 eine axial verlaufende Spaltdichtung besteht. Dadurch erübrigt sich eine satt anliegende Abdichtung - der zum Spannen der Hohlzylinder 35 verwendete Druck des Druckmediums liegt etwa in Grenzen von 0,5 - 1,0 atü -, und der Hohlzylinder 35 kann leicht in die Vorrichtung eingesetzt und aus derselben entfernt werden.

Claims

Dr. R./P/G

Patentansprüche

Vorrichtung für das formstabile Spannen eines dünnwandigen metallischen Hohlzylinders durch Zuführen eines Druckmediums in seinen Innenraum, wobei der Hohlzylinder an
seinen stirnseitigen Enden am Umfang zweier Zentrierflansche gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der
Druckraum (40) durch die Wand des Hohlzylinders (35) und
die Zentrierflansche . (11, 12) gebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierflansche. (11, 12) auf einer Habe (3, 4) verschiebbar und druckdicht gelagert sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierflansch (11, 12) mittels einer Spanneinrichtung (5) auf dem als zylindrisches Rohr oder Stab (2) ausgebildeten Träger (1) druckdicht befestigt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (5) ein in der Nabe (3, 4) angeordnetes druckdichtes Ringspannelement (7) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Nabe (4) eine Schiebehülse (26) verschiebbar angeordnet ist, welche eine am Aussenumfang angeordnete Schulter, z.B. zwei in eine Nut (28) der Schiebehülse einsetzbare
Stützringhälften (29) , aufweist, an welcher der Zentrierflansch (12) axial abgestützt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Innenwandung des Hohlzylinders (35) und die umfangseitige Sitzfläche (17) des Zentrierflansches (11, 12) eine axial verlaufende Spaltdichtung bilden.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltdichtung durch einen an der umfangseitigen Sitzfläche (17) angeordneten Vorsprung (18) begrenzt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Zentrierflansch (11) auf dem Träger (1) und der andere Zentrierflansch (12) auf einem verschiebbaren und', z.B. durch eine Arretiervorrichtung (57), fixierbaren Support (53) drehbar abgestützt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Druckraum (40) auf dem Träger (1) ein längeneinstellbarer, gegenüber dem Hohlzylinder (35) mit Spiel angeord-· neter lichtsperrender Zylinder (45, 46, 47) angeordnet ist.
10. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Spannen von Siebdruckformen für die photomechanische Dessinierung.

My/ip
20.11.1978

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