DE3218158C2 - Zylinder für bahnförmiges Material verarbeitende Maschinen - Google Patents

Abstract

Bei einem Zylinder für bahnförmiges Material verarbeitende Maschinen, wie bei einem Presseur für Tiefdruckmaschinen, der mit seinem Zylinderballen (11) an einen zugeordneten Gegenzylinder (6 bzw. 2) mit diesem entsprechender Biegelinie anpreßbar ist, ist der Zylinderballen (11) im Bereich seiner vom Gegenzylinder abgewandten Umfangshälfte von einer baulich hiermit verbundenen Haube (13) umfaßt, die zusammen mit dem Zylinderballen eine Druckkammer (14) begrenzt, die mit Druckluft beaufschlagbar ist. Diese Maßnahmen ergeben einen einfachen, wartungsfreien und verschleißarmen Zylinderaufbau und gewährleisten eine hohe Formsteifigkeit und Laufruhe sowie eine niedrige Betriebstemperatur.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinder für bahnförmiges Material verarbeitende Maschinen, insbesondere Presseure für Tiefdruckmaschinen oder dergleichen, mit einem mit seitlichen, in einer Führung aufgenommenen Zapfen versehenen, an einen zugeordneten Gegenzylinder mit diesem entsprechender Biegelinie anpreßbaren Zylinderballen, der im Bereich seiner vom Gegenzylinder abgewandten Umfangshälfte von einer Haube umfaßt ist und zusammen mit dieser eine mit einem gasför migen Druckmittel beaufschlagbare Druckkammer begrenzt.

Bei dieser bekannten Anordnung nach der DE-AS 10 87 443 soll der an einen Gegenzylinder anpreßbare s Zylinder als schwimmender Zylinder ausgebildet sein und mit seinem Umfang an Dich !elementen anliegen. Die Lagerung des Zylinders soll ausschließlich durch das Druckmittel erfolgen. Die seillichen Zapfen dienen hierbei lediglich zur Anbringung eines Antriebsrads oder

ίο dergleichen. Die am ZylindcrumJang anliegenden Dichtkanten sollen-gleichzeitig als Widerlager zur Verhinderung eines Ausweichens des Zylinderballens quer zur Anpreßrichtung dienen.

Die direkte Anlage des Zylinderballens an den hau-

benseitigen Dichtclcmcnten führt jedoch nicht nur zu einem schnell voranschrcitcnden Verschleiß der Dichtelemente, sondern auch /u einem Verschleiß des Zylinderumfangs. wobei dieser Verschleiß ungünstigerweise örtlich auch noch verschieden sein kann. Die Folge da von ist daher nicht nur ein Verlust der Dichtwirkung, was zu unerwünschten Leckverlusten führen und einen häufigen Austausch der Dichtelemcnte erforderlich machen kann. Vielmehr ist hierbei auch eine Beschädigung der Zylindcrmantelfläche zu befürchten, was eine un gleichmäßige Anlage am Gegen/.ylinder verursachen und daher auch einen häufigen Zylinderaustaiisch erforderlich machen kann. Ganz abgesehen hiervon kann die streifende Anlage des Zylindermantels an den zugeordneten Dichtelementen aber auch zu einer Schwingungs-

jo anregung und insbesondere zur Erzeugung von Reibungswärme führen. Die Folge hiervon sind ein unruhiger Lauf sowie eine Wärmeübertragung auf das zu behandelnde Material, was sich beides negativ auf das Arbeitsergebnis auswirken kann.

J5 Außerdem handelt es sich bei der aus der DE-AS 10 87 443 entnehmbaren Anordnung offenbar um einen stationären Zylinder, der in einen stationären Trog eintaucht. Eine An- und Abstellbarkeit des Zylinders an den zugeordneten Gegenzylinder in nennenswertem Um fang ist hierbei offenbar nicht vorgesehen. Im Falle ei ner derartigen An- und Abstcllbarkcit wurden jedoch die aufgrund der schleifenden Anlage des Zylinderballcns an den zugeordneten Dichtcleinentcn sich ergebenden Nachteile wahrscheinlich noch verstärkt. Außer-· dem ist es äußerst schwierig, den an einen Gegenzylinder anpreßbaren Zylinder gegenüber dem Gegenzylinder exakt zu positionieren. Die bekannte Anordnung gemäß DE-AS 10 87 443 erweist sich demnach als nicht einfach, wartungsfreundlich und wirtschaftlich genug.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung gattungsgemäßer Art mit einfachen und daher kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, daß trotz einer Verstellbarkeit des Zylinders gegenüber dem zugeordneten Gegenzylinder eine einfache Positionierung sowie ein ruhiger Lauf und eine schonende und wirtschaftliche Betriebsweise gewährleistet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zylinderballen, dessen Zapfen in jeweils einen gestellseitig verschiebbar gelagerten, mit einer Stelleinrichtung zusammenwirkenden Schlitten aufgenommen sind, von den Randkanten der im Bereich ihrer seitlichen Enden am jeweils benachbarten Schlitten befestigten Haube berührungsfrei umfiißt ist, die im Bereich der

b5 Ballenstirnseiten angeordnete, in Anpreßrichtung sich erstreckende Führungen aufweist, in welche jeweils ein auf dem zugeordneten Lagerzapfen gelagerter Führungskörper eingreift.

Der mit diesen Maßnahmen erzielbare technische Fortschritt ist darin zu sehen, daß hierdurch die Nachteile der bekannten Erfindung vermieden werden, ohne daß auf die grundsätzlichen Vorteile einer derartigen Anordnung verzichtet werden müßte. Die Befestigung der Haube an den seitlichen, den Zylinder aufnehmenden Schlitten ergibt in vorteilhafter Weise eine bauliche Verbindung zwischen Haube und Zylinder. Der Zylinder kann somit zusammen mit der Haube durch eine Bewegung der Schlitten gegenüber dem zugeordneten Gcgenzylindcr positioniert werden. Nur die eigentliche Anpressung selbst erfolgt hier durch Druckbeaufschlagung der Druckkammer, wodurch die in diesem Bereich noch benötigte Zylinderbewegung sehr klein gehalten werden kann. Infolge der festen Verbindung zwischen Zylinder und Haube ist gleichzeitig sichergestellt, daß bei einer Druckbcaufschlagung der Druckkammer der Zylinder die gewünschte Belastung erfährt und nicht die Haube ausweichen kann. Durch die Führung der gegenüber dem Zylinderballen vergleichsweise schwachen Zylinderzapfen an der Haube wird gleichzeitig sichergestellt, daß eine Durchbiegung der Zylinderzapfen nur /um Gegenzylinder hin erfolgen kann und eine Durchbiegung quer zur gewünschten Anpreßrichtung unterbleibt. Hierdurch ist daher in vorteilhafter Weise sichergestellt, daß der Mantel des Zylinderballens nicht an die Dichtkanten im Bereich der Randkanten der Haube anlaufen kann. Andererseits ist jedoch in Wirkrichtung der Anpreßkraft volle Bewegungsfreiheit gegeben.

Insgesamt wird daher erreicht, daß die berührungsfreie Abdichtung der Druckkammer auch unter Betriebsverhältnissen erhalten bleibt, was eine hohe Verschleißfreiheit gewährleistet und sich daher nicht nur positiv auf die Lebensdauer auswirkt, sondern auch jede Schwingungsanregung und Erwärmung des an einen zugeordneten Gegenzylinder anpreßbaren Zylinders vermeidet. Da keine Reibungswärme entstehen kann, ist sichergestellt, daß auch an das zu behandelnde Bahnmaterial keine Wärme abgeleitet wird. Vielmehr ist hierbei in vorteilhafter Weise eine Kühlung des Bahnmaterials zu erwarten, da das im Bereich des Dichtspalts sich entspannende Medium eine permanente Kühlung des Zylinders ergibt. Infolge der berührungslosen Abdichtung der Druckkammer ist in vorteilhafter Weise im Gegensatz zum Stand der Technik mit einer streifenden Berührung zwischen Zylinderballen und Dichtelementen auch ein vergleichsweise geräuschfreier Betrieb gewährleistet.

Sofern Luft als Druckmittel Verwendung findet, handelt es sich in vorteilhafter Weise um ein vergleichsweise billiges und vor allem ungefährliches Medium. Die Leckluft kann daher einfach aus der Druckkammer in die Umgebung entweichen.

Eine weitere zweckmäßige Weiterbildung kann darin bestehen, daß die Randkanten der Haube mit einer umlaufenden, berührungsfreien Labyrinthdichtung versehen sind. Diese Fortbildung ergibt einen besonders einfachen Aufbau und gewährleistet dennoch eine zuverlässige, berührungsfreie Abdichtung.

In weiterer Fortbildung kann die Labyrinthdichtung mit einer an eine Absaugung angeschlossenen Sammelrinne versehen sein. Hierdurch ist sichergestellt, daß die aus der Druckkammer entweichende Luft keine Geräuschcniwicklung verursachen kann, sondern praktisch geräuschfrei abgezogen wird.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den restlichen I liiteransni üchen.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Druckwerk einer Tiefdruckmaschine.

Fig.2 eine Vorderansicht des 'Druckwerks nach F i g. 1 in teilweiser geschnittener Darstellung.

F i g. 3 einen die Haubenrandkante enthaltenden, vergrößerten Ausschnitt aus F i g. Z und

F i g. 4 einen Schnitt im Bereich der haubenseitigen Zylinderführung.

to Die den Figuren zugrunde liegende Tiefdruckmaschine besteht in an sich bekannter Weise aus einem gravierten, in einen Farbkasten 1 eintauchenden Formzylinder 2. der durch eine Rakel 3 abgerakelt wird und an den die zu bedruckende Papierbahn 4 mittels eines Pres-

is seurs 5. hier unter Zwischenschaltung einer Zwischenwalzc 6 angedrückt wird. Der Formzylinder 2 ist auf hier nicht näher dargestellte, an sich bekannte Weise leicht demontierbar im Maschinengestell 7 gelagert und mit einem ebenfalls nicht dargestellten Antrieb gekuppelt.

Die Zwischenwalze 6 und der Presseur 5 sind antricbslos und werden einfach durch Reibung mitgenommen. Zur Aufnahme des Presseurs 5 und der Zwischenwalze 6 sind seitliche Lagerschilde 8 vorgesehen, die in durch auf die Gestellscitenwände aufgeschraubte Leisten gebildeten Längsführungen 9 geführt und zur Bewerkstelligung einer An- bzw. Abstellung des gesamten Presseursystems. d. h. des Presseurs 5 und der Zwischenwalze 6, an den Formzylinder 2 mit normaler Weise als Pneumatikaggregate ausgebildeten, hier lediglich durch

jo ihre Kolbenstangen angedeuteten Stellzylindern 10 verbunden sind.

Der Presseur 5 besteht, wie am besten aus F i g. 2 erkennbar ist. aus einem Zylinderballen 11 und seitlich hieran angesetzten Lagerzapfen 12. Die Pressung zwisehen Formzylinder 2 und Zwischenwalze 6 bzw. Zwischenwalze 6 und Presseur 5 wird durch Zusammenwirken der Stellzylinder 10 mit einer weiteren am Ballen 11 des Presseurs 5 angreifende, auf den Formzylinder 2 gerichtete Kraft bewerkstelligt.

Die an den Lagerzapfen 12 desPresseurs 5 angreifenden, durch die Stellzylinder 10 eingeleiteten Kräfte dienen hierbei lediglich zum Positionieren des Presseurs 5 und zum Ableiten der Reaktionskräfte in das Maschinengestell 7. Die eigentliche Anpressung erfolgt durch die weitere, am Zylinderballen 11 des Presseurs 5 von außen angreifende Kraft. Dies gestattet einen einteiligen, formstabilen Presseuraufbau und läßt daher eine hohe Laufruhe erwarten. Die aufgrund der in die Lagerzapfen 12 eingeleiteten Kräfte sich ergebenden Biegeso momente wird hierbei durch die von außen am Zylinderballen 11 des Presseurs 5 angreifende Stützkraft aufgehoben. Sofern sich der Formzylinder 2 unter der Wirkung des Anpreßdrucks und seines Eigengewichts durchbiegt, sorgt die von außen am Zylinderballen 11 des Presseurs 5 in Richtung zum Formzylinder 2 hin angreifende Stützkraft dafür, daß die Biegelinien des Presseurs 5 und der Zwischenwalze 6 der Biegelinie des Formzylinders 2 folgen, so daß sich eine linienförmige Anlage auf der gesamten Breite der zu bedruckenden

bo Papierbahn 4 ergibt.

Zur Erzeugung des von außen am Zylinderballen 11 angreifenden, diesen in Stellrichtung zum Formzylinder 2 hin beaufschlagenden Stützkraft ist eine Haube 13 vorgesehen, die die vom Formzylinder 2 abgewandte

h5 Umfangshälftc des Zylinderballens 11 des Presseurs 5 unigreift und zusammen mit diesem eine Druckkammer 14 begrenzt, die mit Druckluft beaufschlagbar ist.
Als Drucklufiauelle kann, wie F i c. 4 zeiet. ein Geblä-

se 15 vorgesehen sein, das mit einem in Abhängigkeit von Druck in der Druckkammer 14 regelbaren Antrieb verbunden ist, so daß der Druck in der Druckkammer 14 einstellbar ist und beim gewünschten Betriebspunkt konstant gehalten werden kann. s

Die Haube 13 ist mit dem Verstellmechanismus des Presseurs 5 fest verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Haube 13 hierzu, wie die F i g. 2 und 4 anschaulich erkennen lassen, mit ihren seitlichen Enden an den seitlichen Schlitten 8 befestigt, in denen auch die Lagerzapfen 12 des Presseurs 5 drehbar gelagert sind. Infolge dieser festen Verbindung zwischen Presseur 5 und Haube 13 wird der Zylinderballen 11 des Presseurs 5 bei Druckbeaufschlagung der Druckkammer 14 zuverlässig in Stellrichtung zum Formzylinder 2 hin belastet.

Bereits ein vergleichsweise geringer Druck in der Druckkammer 14 ergibt dabei eine hohe Anpreßkraft. Diese ergibt sich aus dem Produkt von Druck und von der Haube 13 umfaßter Projektionsfläche. Bei einem Presseurdurchmesser von 300 mm und einer Ballenlänge von 2000 mm und einem Druck von 1 bar ergibt sich eine Anpreßkraft in Höhe von 60 000 N. Ein Luftdruck von 1 bar ist jedoch schon mit einem verhältnismäßig einfachen Gebläse zu erzeugen. Der erforderliche Aufwand zur Erzeugung der Anpreßkraft ist daher gering.

Die Haube 13 umfaßt zweckmäßig die ganze obere Umfangshälfte des Zylinderballens 11 des Presseurs 5, so daß die Breite der Projektionsfläche dem Ballendurchmesser entspricht.

Um ein seitliches Ausweichen des Presseurs 5, d. h. eine Durchbiegung quer zu der durch die Längsführungen 9 vorgegebenen Stellrichtungen zu vermeiden, ist die Haube 13, wie die F i g. 2 und 4 am besten erkennen lassen, mit im Bereich der Bailenstirnseiten angeordneten, in Anstellrichtung sich erstreckenden Längsführungen 16 versehen, in denen Führungskörper 17, welche auf dem jeweils angeordneten Lagerzapfen 12 gelagert sind, in Stellrichtung verschiebbar geführt sind. Hierdurch ist sichergestellt, daß eine Durchbiegung der Lagerzapfen 12 praktisch nur zum Formzylinder 2 hin erfolgen kann.

Zur Gewährleistung der erforderlichen Beweglichkeit sind die zur Aufnahme der Führungskörper 17 auf dem zugeordneten Lagerzapfen 12 vorgesehenen Lager 18 als Tonnenlager ausgebildet Die Haube 13 ist als biegesteife Haube ausgebildet. Hierzu ist, wie Fig.4 zeigt, der Außenumfang der Haube 13 mit einer vorzugsweise durch Längs- und Querrippen oder Diagonalrippen gebildeten Versteifung 19 versehen. Das Gehäuse der Längsführungen 16 bildet praktisch innere Rippen, welche eine weitere Versteifung ergeben.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die lichte Weite der Haube 13 im Bereich ihrer achsparallelen Randkanten dem Durchmesser des Zylinderballens 11 des Presseurs 5, so daß sich die größtmögliche Projektionsfläche ergibt Aus fertigungstechnischen Gründen kann es aber zweckmäßig sein, die Randkanten der Haube 13 etwas oberhalb der Zylindermitte in einem sich schon wieder leicht verengenden Bereich vorzusehen, was das Ein- und Ausfahren des Presseurs 5 bei der Montage bzw. Demontage der Haube 13 erleichtern kann.

Die Randkanten der Haube 13 umfassen den Zylinderballen 11 des Presseurs 5 berührungsfrei, so daß sich vollständige Verschleißfreiheit ergibt, was sich nicht nur positiv auf die Lebensdauer auswirkt, sondern auch jede Erwärmung und Schwingungsanregung vom Presseur 5 fern hält.

Die im Bereich der berührungsfreien Randkanten der Haube 13 einzuhaltende Spaltweite kann infolge der durch die Längsführungen 16 und die Führungskörper 17 bewerkstelligte Presseurführung sehr gering gehalten werden, so daß die hierüber etwa in die Umgebung entweichende Leckluft ohne weiteres ergänzt werden kann. Hierzu ist die Haube 13 über eine an einen haubenseitigen Anschlußstutzen 20 angesetzte Leitung 21 dauernd mit dem regelbaren Gebläse 15 verbunden, wie in F i g. 4 angedeutet ist.

Zur Erzielung einer guten Dichtwirkung trotz berührungsloser Randkanten ist, wie am besten aus F i g. 3 erkennbar ist, eine umlaufende Labyrinthdichtung 22 vorgesehen. Diese ist auf separaten, den Haubenrändern entlang laufenden Diehtleisten 23 aufgenommen, die verstellbar an den Längs- und Stirnkanten der Haube 13 angeordnet sind.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Dichtleisten 23 einen Dichtschenkel und einen Halteschenkel auf und sind mit am Halteschenkel angreifenden Spannschrauben 25 haubenseitig festgelegt. Der Dichtschenkel ist durch an seinem Rücken angreifende Stellschrauben 26 einstellbar. Dies ermöglicht eine genaue Spalteinstellung auf minimale Spaltweiten. Die Dichtleisten 23 bestehen aus einem Material, das sich während des Betriebs selbst einschleift, so daß sich im Bereich der Labyrinthdichtung 22 eine der Kontur des zugeordneten Zylinderballens 11 genau entsprechende Kontur ergibt. Kunststoffmaterial ist daher zur Bildung der Dichtleisten 23 am geeignetsten. Zur Verbesserung und Beschleunigung des Einschleifens der Dichtleiste 23 im Bereich ihrer Dichtkanten kann der Zylinderballen 11 des Presseurs 5 bei der Montage mit einem Schleifmittel belegt werden.

Die die Labyrinthdichtung 22 passierende Leckluft kann infolge vollständiger Ungefährlichkeit in die Umgebung entweichen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Leckluft zur Vermeidung einer Lärmbeaufschlagung der Umgebung abgesaugt. Hierzu ist im Bereich der Labyrinthdichtung 22 eine Sammelrinne 27 vorgesehen, die über mehrere, gleichmäßig auf die achsparallelen mantelseitigen und die um die Zapfen 12 herumgeführten stirnseitigen Dichtkanten verteilte Bohrungen 28 mit einer haubenseitig vorgesehenen, umlaufenden Sammelkammer 29 verbunden ist die an eine Absaugung angeschlossen ist Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Anschlußstutzen 30 der Sammelkammer 29, wie Fig.4 zeigt, über eine Leitung 31 einfach mit der Saugseite des Gebläses 15 verbunden.

Im Bereich der Labyrinthdichtung 22 findet eine Entspannung und damit Abkühlung der Luft statt, was gleichzeitig eine Kühlung des an der Labyrinthdichtung 22 vorbeilaufenden Umfangs des Zylinderballens 11 des Presseurs 5 ergibt Eine weitere Kühlwirkung ließe sich auf einfache Weise dadurch erreichen, daß die der Druckkammer 14 zugeführte Luft mittels eines hier nicht näher dargestellten, im Bereich der Versorgungsleitung 21 angeordneten Kühlaggregate entsprechend vorbehandelt wird.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen Presseur 5 und Formzylinder 2 eine Zwischenwalze 6 angeordnet Es wäre aber auch ohne weiteres denkbar, den Presseur direkt an den Formzylinder 2 anzustellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Zylinder für bahnförmiges Material verarbeitende Maschinen, insbesondere Presseur für Tiefdruckmaschinen oder dergleichen, mit einem mit seitlichen, in einer Führung aufgenommenen Zapfen versehenen, an einen zugeordneten Gegenzylinder mit diesem entsprechender Biegelinie anpreßbaren Zylinderballea der im Bereich seiner vom Gegenzylinder abgewandten Unifangshälfte von einer Haube umfaßt ist und zusammen mit dieser eine mit einem gasförmigen Druckmittel beaufschlagbare Druckkammer begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderballen (H). dessen Zapfen auf jeweils einem gestellseitig verschiebbar gelagerten, mit einer Stelleinrichtung (10) zusammenwirkenden Schlitten (S) aufgenommen sind, von den Randkanten der im Bereich ihrer seitlichen Enden am jeweils benachbarten Schlitten (8) befestigten Haube (13) berührungsfrei umfaßt ist. die im Bereich der Ballenstirnseiten angeordnete, in Anpreßrichtung sich erstreckende Führungen (16) aufweist, in welche jeweils ein auf dem zugeordneten Lagerzapfen (2) gelagerter Führungskörper (17) eingreift.

2. Zylinder nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Randkanten der Haube (13) mit einer umlaufenden Labyrinthdichtung (22) versehen sind.

3. Zylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Labyrinthdichtung (22) auf einstellbaren Dichtleisten (23) angeordnet ist.

4. Zylinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Labyrinihdichtung (22) mit einer an eine Absaugung angeschlossenen Sammelrinne (27) versehen ist.

5. Zylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (14) mittels eines Verdichters (15) beaufschlagbar ist, dessen Saugleitung nvt der labyrinthseitigen Sammelrinne (27) verbunden ist.

6. Zylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Druckkammer (14) vorzugsweise durch Regelung des Verdichters (15), einstellbar ist.

7. Zylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Druckkammer (14) zugeführte Druckluft vorbehandelt, vorzugsweise gekühlt wird.

8. Zylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der Haube (13) im Bereich der mantelseitigen Randkanten höchstens dem Durchmesser des Zylinderballens (11), vorzugsweise einer gegenüber diesem etwas verkleinerten Sekante, entspricht.