EP0082268A1 - Vorrichtung zum Galvanisieren eines Rotations-Druckzylinders - Google Patents

Vorrichtung zum Galvanisieren eines Rotations-Druckzylinders Download PDF

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EP0082268A1
EP0082268A1 EP82109855A EP82109855A EP0082268A1 EP 0082268 A1 EP0082268 A1 EP 0082268A1 EP 82109855 A EP82109855 A EP 82109855A EP 82109855 A EP82109855 A EP 82109855A EP 0082268 A1 EP0082268 A1 EP 0082268A1
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EP
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sleeve
printing cylinder
pressure cylinder
current
contact element
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Karl Saueressig
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Saueressig GmbH and Co KG
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Saueressig GmbH and Co KG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/005—Contacting devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/04—Tubes; Rings; Hollow bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/64—Devices for uninterrupted current collection

Definitions

  • the invention relates to a device for electroplating a rotary printing cylinder, which has a current-carrying rotary drive which is connected to a power source and to which the printing cylinder is connected via an axial tensioning element, the latter being at least partially immersed in a galvanizing bath as a cathode while rotating.
  • Such a device for electroplating a rotary printing cylinder is known from the relevant practice. It is common for the rotary drive to be equipped with an output shaft which is provided with a conically tapering, cylindrical bore at the end receiving the stub shaft of the pressure cylinder, similar to a drilling or milling spindle, the conical outlet of the bore for receiving an annular cone provided with an outer cone is used, the inner bore with a snug fit on the stub axle of the pressure cylinder is pushed on.
  • the conical ring tensioning element is elastically tensioned by an axial tensioning element which is passed through a central bore of the shaft and screwed to the axle stub, so that it forms a tight fit with the axle stub.
  • the shaft of the rotary drive is otherwise provided at the opposite end with a slip ring which is connected to the negative pole of a direct current source via carbon brushes.
  • the flow of current from the shaft into the pressure cylinder takes place to a lesser extent via the metallic tensioning element, and to a greater extent via the ring tensioning element onto the stub shaft of the pressure cylinder.
  • the object of the invention is a significant improvement in the current transfer conditions from the current-carrying rotary drive to the pressure cylinder, in particular to save energy and prevent local heating at the stub axle of the pressure cylinder, and also drastically simplify the device by eliminating parts and assembly work.
  • a cylindrical sleeve is arranged between the clamping element and the pressure cylinder and is connected directly to the power source by means of sliding contacts, and in that the end face of the sleeve by means of elastic tension with the interposition of a annular contact element rests on the pressure cylinder.
  • the cylindrical sleeve results in a current conductor with a relatively high current cross section, which, due to the interposition of the special ring-shaped contact element, feeds the current directly into the pressure cylinder with the least possible resistance, thereby avoiding resistance losses and harmful heating.
  • the invention saves up to 30% electrical energy or significantly better performance in the galvanization aims.
  • the contact element be made of an elastic and / or plastically deformable metal with as low an electrical resistance value as possible, such as pure copper, silver or silver alloy, Lead or the like is made.
  • an electrical resistance value such as pure copper, silver or silver alloy, Lead or the like is made.
  • the sleeve rests on the end face of the printing cylinder.
  • the clamping element is designed as a spring element or is equipped with such.
  • centering bodies in contrast to the ring tensioning element, are arranged outside of the current supply, they can be equipped with much more generous tolerances and therefore require a significantly lower amount of work both in manufacture and in assembly.
  • a further proposal provides that a rotationally symmetrical between the sleeve and the end face of the printing cylinder Shaped body is arranged to compensate for different diameters, and that a contact element is arranged between the sleeve and the shaped body and between the shaped body and the pressure cylinder.
  • the sleeve on the end face receiving the contact element has an annular groove with obliquely converging flanks, and that the contact element has a hemispherical bead in cross section.
  • the current transfer area of the sleeve and the pressure cylinder is covered with a sleeve made of elastic material.
  • the sleeve is equipped with a radial sealing lip made of elastic material at the point of passage through the container wall of the galvanizing bath.
  • a device from the prior art for electroplating a rotary printing cylinder according to FIG. 1 shows the printing cylinder 1 with the front axle stub 2.
  • the rotary drive 3, which receives the printing cylinder 1, comprises the shaft 4, at the rear end of which the slip ring 5 is pressed on. which makes the conductive connection to the shaft 4 via the spring-loaded carbon brushes 6 with the negative pole of a DC power source, not shown.
  • the slip ring 5 is made of copper, while the shaft 4 is usually made of steel. This has a central bore 8, which receives a bolt 9 as a clamping element, the threaded end 10 is firmly screwed to the stub shaft 2 of the pressure cylinder 1.
  • the bore 8 is widened in the direction of the stub axle to a larger bore 11 which widens against the pressure cylinder 1 with a conical outlet 12.
  • the ring clamping element 13 is arranged, which is initially pushed over the bearing seat 26 with a slight snug fit and is contracted as a result of tensioning with the conical outlet 12 of the shaft 4 by the clamping element 9 such that it connects between the bearing seat 26 and the conical outlet 12 with a tight fit.
  • the conical outer jacket of the ring tensioning element 13 usually has to be spherical. This has the consequence that basically only a line contact takes place between the conical outlet 12 and the outer jacket of the ring clamping element 13, which considerably reduces the electrically conductive cross section at this point.
  • a galvanization current of low voltage, for example 12 V with a high current density flows from the direct current source via the carbon brushes 6 and the slip ring 5 through the shaft 4 into the stub shaft 2.
  • a partial flow passes through the bolt 9 of the tensioning element into the stub axle, while the major part of the current flow through the shaft 4 flows through the ring tensioning element 13 into the bearing seat 26 of the stub axle 2.
  • the rotary drive 3 includes the sleeve 14, which is firmly connected to the shaft 4 by means of shear bolts 17, and which in turn carries the bearing 15 and the drive wheel 16.
  • the electroplating bath 25 is located in the trough 29.
  • the disadvantage is a high resistance to the current flow, in particular at the line contact between the inner flank of the conical outlet 12 and the crowned one Outer flank of the ring tensioning element 13, which, after constant operating experience, results in considerable heating from the electrical resistance, which in some cases even leads to harmful structural changes in the stub axle 2. This also resulted in a considerable power loss when feeding the electrical energy, which adversely affected the economy of the electroplating process. It was also found that slightly different order results were achieved on the circumference of the printing cylinder 1 when the current was fed in via the front-side central stub 2, which is due to slight differences in the conductivity of the material structure of the printing cylinder 1.
  • FIG. 2 A similar arrangement from the prior art, which has become known from practice, is shown in FIG. 2.
  • the printing cylinder 1 is not equipped on its end face 21 with an axle stub, but with a welded-in head piece 20, which is used for clamping onto a working shaft of a rotary printing press has conical bore 31.
  • an intermediate piece 32 with ends 33 and 34 which are conical on both sides between the shaft 4 of the rotary drive 3 and the pressure cylinder 1, and this together with the shaft 4 by means of a continuous tensioning element 9 in the form of a long threaded rod.
  • the device according to FIG. 3 has the sleeve 40 for receiving the printing cylinder 1 and for introducing the current, which sleeve is provided on its rear area 40 'with the copper slip ring 5, which is in conductive contact with the carbon brushes 6 shown purely schematically with a hint current symbolized by arrow 41 source is connected.
  • the sleeve 40 which accordingly represents a current conductor of a relatively large line cross section, is connected at its other end 44 with its end face 45 via a contact element 43 directly to the end face 21 of the pressure cylinder 1 and is clamped against it by the tensioning element 42 under relatively high elastic tension Printing cylinder 1 clamped.
  • This arrangement is not only considerably less complicated than the embodiment according to FIGS.
  • the contact element 43 in the form of a relatively large-caliber ring made of a highly conductive metallic material, firmly clamped between the end face 45 of the sleeve 40 and the end face 21 of the pressure cylinder 1, ensures optimal contact and accordingly low contact resistance between the sleeve due to its elastic and / or plastic deformability 40 and impression cylinder 1.
  • the tensioning element 42 is either, as in the example shown in FIG. 3, designed as an expansion bolt which has the effect of a spring element with a high level Progression achieved, or even better equipped with a spring arrangement, as shown in Figure 6, wherein an arrangement of disc springs 47 is provided between the clamping element 42 and the clamping plate 46 which provides the counterhold. It is at the skilled person's discretion to provide two clamping plates with an elastic intermediate layer made of rubber or an elastic plastic instead, etc.
  • the sleeve 40 is guided concentrically about the axis of rotation 28 by two centering bodies 48 and 49. Furthermore, the sleeve 40 is inserted into the hollow shaft 50, which forms part of the rotary drive 3, and is connected to the bearing 51 and the drive wheel 52.
  • FIG. 4 shows the sleeve 40 in connection with a printing cylinder 1, which is considerably smaller in diameter, on average.
  • a reducing intermediate piece 60 which is, for example, a rotationally symmetrical molded part made of copper, is arranged between the sleeve 40 and the pressure cylinder 1.
  • Contact elements 43, 43 ' are clamped between the sleeve 40 and the intermediate piece 60, as well as between the intermediate piece 60 and the pressure cylinder 1, and are held together under elastic tension by the purely schematically indicated tensioning element 9.
  • the intermediate piece 60 is provided with an annular circumferential groove 61 which engages over the edge 62 of the trough 29.
  • the direct power supply with large wire cross-sections and low wire resistance in the end face 21 of the printing cylinder 1 in a circular cross-section near the periphery of the printing cylinder 1 results in an optimal current flow and a very even current distribution over the circumference of the printing cylinder 1, which results in the galvanization, as is has shown in practice with the invention is achieved with much higher specific performance and more uniform result. This proves that the object is fully achieved with the invention.
  • the transition area between the end face 45 of the sleeve 40 and the end face 21 of the pressure cylinder 1, which is important for the current supply, is shown on an enlarged scale and in section in FIG. 5.
  • the end face 45 of the sleeve 40 receiving the contact element 43 has a groove 53 with obliquely converging flanks 54, while the contact element 43 has a hemispherical bead 55 in cross section.
  • This and the selection of an elastically and / or plastically deformable, highly conductive material for the contact element 43 results in an excellent centering of the contact element 43 by the flanks 54, as well as a very strong double line contact, similar to a ball / cone seal between the bead 55 and the flanks 54. In this way, an excellent current transfer with minimized resistances is created.
  • the corresponding parts can be produced easily and inexpensively and can be used repeatedly.
  • FIG. 7 shows the transition area between the sleeve 40 and the end face 21 of the pressure cylinder 1 with an elastic protective sleeve 56 pulled over it, which is equipped with a radial lip seal 58 to seal the rotary drive 3 inserted horizontally into the galvanizing trough 29 through a lateral opening 57.

Abstract

Vorrichtung zum Galvanisieren eines Rotations-Druckzylinders, die einen mit einer Stromquelle in Verbindung stehenden, stromführenden Drehantrieb aufweist, mit dem der Druckzylinder über ein axiales Spannelement verbunden ist, wobei dieser unter Drehbewegung als Kathode wenigstens teilweise in ein Galvanisationsbad eintaucht, wobei zwischen dem Spannelement (9, 42) und dem Druckzylinder (1) eine zylinderförmige Hülse (40) angeordnet und mittels Schleifkontakten (6) unmittelbar an die Stromquelle (41) angeschlossen ist, und daß die Hülse (40) mit ihrer Stirnseite (45) mittels elastischer Spannung durch das Spannelement (9, 42) unter Zwischenlage eines ringförmigen Kontaktelementes (43) am Druckzylinder (1) anliegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Galvanisieren eines Rotations-Druckzylinders, die einen mit einer Stromquelle in Verbindung stehenden, stromführenden Drehantrieb aufweist, mit dem der Druckzylinder über ein axiales Spannelement verbunden ist, wobei dieser unter Drehbewegung als Kathode wenigstens teilweise in ein Galvanisationsbad eintaucht.
  • Eine derartige Vorrichtung zum Galvanisieren eines Rotations-Druckzylinders ist aus der einschlägigen Praxis bekannt. Dabei ist es üblich, daß der Drehantrieb mit einer Abtriebs-Welle ausgestattet ist, die an dem den Achsstummel des Druckzylinders aufnehmenden Ende mit einer konisch auslaufenden, zylindrischen Bohrung versehen ist, ähnlich einer Bohr- oder Frässpindel, wobei der konische Auslauf der Bohrung zur Aufnahme eines mit Außenkonus versehenen Ringspannelementes dient, dessen Innenbohrung mit Paßsitz auf den Achsstummel des Druckzylinders aufgeschoben ist. Durch ein axiales Spannelement, das durch eine zentrale Bohrung der Welle hindurchgeführt und mit dem Achsstummel verschraubt ist, wird das konische Ringspannelement elastisch verspannt, so daß es mit dem Achsstummel einen Festsitz bildet.
  • Die Welle des Drehantriebes ist im übrigen am entgegengesetzten Ende mit einem Schleifring versehen, der über Kohlebürsten mit dem Minuspol einer Gleichstromquelle verbunden ist. Der Stromfluß von der Welle in den Druckzylinder erfolgt zum geringeren Teil über das metallische Spannelement, zum größeren Teil über das Ringspannelement auf den Achsstummel des Druckzylinders.
  • Dabei ergeben sich als Nachteil relativ hohe Widerstände für den mit geringer Spannung und relativ hoher Stromdichte erfolgenden Stromfluß. Insbesondere beim Übergang von der Welle über das Ringspannelement in den Achsstummel ergeben sich hohe Widerstände, da die konische Flanke des Ringspannelementes zum Ausgleich eines nicht exakt axial ausgerichteten Passungssystemes zwischen Welle und Achsstummel leicht ballig ausgeführt ist, und sich infolgedessen mehr oder weniger eine Linienberührung ergibt, durch die der leitende Querschnitt erheblich verringert wird. In der Praxis führten diese Verhältnisse vielfach zur Widerstandserwärmung, die sowohl bedenkliche Veränderungen des Materialgefüges an dieser Stelle zur Folge hatten, als auch beachtliche Verluste an elektrischer Einspeisungsenergie.
  • Bei der bekannten Anordnung war es zudem notwendig, die Verbindungs- und Stromübergangsstelle zwischen Welle und Achsstummel durch ein übergreifendes Schutzrohr vorzugsweise aus Kunststoff vor Benetzung durch den Elektrolyten zu schützen, wozu außer dem Schutzrohr eine Spannringverschraubung in axialer Richtung und eine Zentrierung durch radiale Abstandshalter erforderlich waren. Hierdurch, sowie durch eine gegebenenfalls noch erforderliche radiale Sperrscheibe ergab sich insgesamt zusammen mit den unbefriedigenden Stromübergangsverhältnissen auch noch ein verhältnismäßig hoher Aufwand sowohl an Teilen als auch an Montagearbeit.
  • Aufgabe der Erfindung ist eine wesentliche Verbesserung der Stromübergangsverhältnisse vom stromführenden Drehantrieb zum Druckzylinder, insbesondere zur Energieeinsparung und Verhinderung lokaler Erwärmung am Achsstummel des Druckzylinders, ferner eine drastische Vereinfachung der Vorrichtung durch Wegfall von Teilen und Montagearbeit.
  • Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einer Vorrichtung zum Galvanisieren der eingangs erwähnten Art dadurch, daß zwischen dem Spannelement und dem Druckzylinder eine zylinderförmige Hülse angeordnet und mittels Schleifkontakten unmittelbar an die Stromquelle angeschlossen ist, und daß die Hülse mit ihrer Stirnseite mittels elastischer Spannung unter Zwischenlage eines ringförmigen Kontaktelementes am Druckzylinder anliegt.
  • Mit der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß die zylinderförmige Hülse einen Stromleiter mit relativ hohem Stromleitungsquerschnitt ergibt, der infolge der Zwischenlage des speziellen ringförmigen Kontaktelementes den Strom mit geringstmöglichem Widerstand unmittelbar in den Durckzylinder einleitet, wodurch Widerstandsverluste und schädliche Erwärmungen vermieden werden. Mit der Erfindung werden im Endergebnis bis 30% elektrische Energie eingespart bzw. erheblich bessere Leistungen bei der Galvanisation erzielt.
  • Um die unvermeidlichen Widerstände beim Stromübergang von der Hülse in den Druckzylinder auf das geringstmögliche Maß zu beschränken, wird weiter vorgeschlagen, daß das Kontaktelement aus einem elastischen und/ oder plastisch verformbaren, einen möglichst geringen elektrischen Widerstandswert aufweisenden Metall wie Reinkupfer, Silber, oder Silberlegierung, Blei oder ähnlichem hergestellt ist. Hierdurch werden die Leitungswiderstände an der Übergangsstelle in vorteilhafter Weise weitestgehend minimiert.
  • Weiter ist vorgesehen, daß die Hülse an der Stirnseite des Druckzylinders anliegt.
  • Hierdurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Stromeinleitung von der Hülse in den Druckzylinder unter Umgehung des Achsstummels über einen großen ringförmigen Kontaktquerschnitt unmittelbar in den Körper des Zylinders erfolgt. Dies hat einen weiteren Vorteil. Während nämlich die herstellungsbedingte Ausrichtung des Materialgefüges im interkristallinen Bereich bei zentraler Stromeinleitung durch den Achsstummel geringe Widerstandsunterschiede und damit Stromdichten in verschiedenen Ebenen senkrecht zur Rotationsachse zur Folge hat, welche bei zentraler Stromeinspeisung die Gleichmäßigkeit des Galvanisationsvorganges am Umfang des Druckzylinders beeinträchtigen, wird diese nachteilige Erscheinung durch die erfindungsgemäße Stromeinleitung an der Stirnseite des Zylinders und in einem Ringquerschnitt weit außerhalb der Rotationsachse vorteilhaft vermieden.
  • Um eine satte und gleichmäßige, dabei unter allen Betriebsbedingungen elastische Flächenpressung zwischen Stirnseite der Hülse, dem Kontaktelement und dem Druckzylinder zu erreichen, wird weiter vorgeschlagen, daß das Spannelement als Federlement ausgebildet oder mit einem solchen ausgestattet ist.
  • Eine unkomplizierte mechanische Integration der unmittelbar an die Stromquelle angeschlossenen Hülse mit dem Drehantrieb ergibt sich dadurch, daß nach einem weiteren Vorschlag die Hülse von einer Hohlwelle aufgenommen und mit dieser fest verbunden ist, welche ihrerseits eine drehbare Lagerung und den Drehantrieb aufweist.
  • Eine unkomplizierte Zentrierung zwischen Druckzylinder und Drehantrieb wird bei einem Druckzylinder mit stirnseitigem Achsstummel dadurch erreicht, daß zwischen diesem und der den Achsstummel umgebenen Hülse ringförmige Zentrierkörper eingepaßt sind.
  • Weil diese Zentrierkörper im Gegensatz zum Ringspannelement außerhalb der Stromführung angeordnet sind, können sie mit wesentlich großzügigeren Toleranzen ausgestattet sein und erfordern daher sowohl bei der Anfertigung als auch bei der Montage einen wesentlich geringeren Arbeitsaufwand.
  • Für den Fall, daß zwischen der Hülse und der Stirnseite des Druckzylinders ein erheblicher Durchmesserunterschied besteht, wie es beispielsweise bei einem Druckzylinder mit sehr kleinem Durchmesser der Fall sein kann, sieht ein weiterer Vorschlag vor, daß zwischen der Hülse und der Stirnseite des Druckzylinders ein rotationssymmetrischer Formkörper zum Ausgleich unterschiedlicher Durchmesser angeordnet ist, und daß zwischen Hülse und Formkörper sowie zwischen Formkörper und Druckzylinder je ein Kontaktelement angeordnet ist.
  • Zur weiteren Verbesserung der Stromübergangsverhältnisse und Verringerung des Übergangs-Widerstandes wird weiter vorgeschlagen, daß die Hülse an der das Kontaktelement aufnehmenden Stirnseite eine ringförmige Nut mit schräg zusammenlaufenden Flanken aufweist, und daß das Kontaktelement im Querschnitt einen halbkugelförmigen Wulst aufweist.
  • Hierdurch ergibt sich als weiterer Vorteil im Querschnitt eine Kegel/Kugel-Passung, die insbesondere infolge der elastischen und/oder plastischen Verformbarkeit des Kontaktelementes eine hervorragende metallische Doppel-Linienberührung im kreisförmigen Querschnitt zur Folge hat, und somit einen relativ großen Stromführungs-Querschnitt mit geringen Kontaktwiderständen ergibt.
  • Zur weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, daß der Stromübergangsbereich von Hülse und Druckzylinder mit einer Manschette aus elastischem Material abgedeckt ist. Und schließlich kann dabei weiter vorgesehen sein, daß die Hülse an der Durchtrittsstelle durch die Behälterwand des Galvanisationsbades mit einer radialen Dichtlippe aus elastischem Material ausgestattet ist.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 eine Vorrichtung zum Galvanisieren eines Rotations-Druckzylinders nach dem Stand der Technik, im Schnitt,
    • Figur 2 eine andere Ausführung einer Galvanisierungsvorrichtung nach dem Stand der Technik, mit einem im Verhältnis zum Drehantrieb kleinen Durchmesser des Druckzylinders, ebenfalls im Schnitt,
    • Figur 3 eine Ausführung der Vorrichtung zum Galvanisieren eines Rotations-Druckzylinders nach der Erfindung, im Schnitt,
    • Figur 4 eine andere Ausführung der Vorrichtung gemäß Figur 3 mit einem im Verhältnis zur Hülse kleinen Durchmesser des Druckzylinders, im Schnitt,
    • Figur 5 eine vergrößerte Detaildarstellung der Hülse mit einer ringförmigen Nut mit schräg zusammenlaufenden Flanken und einem Kontaktelement mit im Querschnitt halbkugelförmigem Wulst, ebenfalls im Schnitt,
    • Figur 6 ein als Federelement ausgebildetes Spannelement, ebenfalls im Schnitt,
    • Figur 7,eine am Stromübergangsbereich von Hülse und Druckzylinder angeordnete Manschette aus elastischem Material mit einer radialen Dichtlippe, ebenfalls im Schnitt.
  • Eine Vorrichtung vom Stand der Technik zum Galvanisieren eines Rotations-Druckzylinders nach Figur 1 zeigt den Druckzylinder 1 mit dem stirnseitigen Achsstummel 2. Der Drehantrieb 3, welcher den Druckzylinder 1 aufnimmt, umfaßt die Welle 4, an deren hinterem Ende der Schleifring 5 aufgepreßt ist, der über die federnd anliegenden Kohlbürsten 6 mit dem Minuspol einer nicht dargestellten Gleichstromquelle die leitende Verbindung zur Welle 4 herstellt. Der Schleifring 5 ist, wie bekannt, aus Kupfer hergestellt, während die Welle 4 üblicherweise aus Stahl besteht. Diese hat eine zentrale Bohrung 8, welche einen Bolzen 9 als Spannelement aufnimmt, dessen Gewindeende 10 mit dem Achsstummel 2 des Druckzylinders 1 fest verschraubt ist. Die Bohrung 8 ist in Richtung auf den Achsstummel zu einer größeren Bohrung 11 erweitert, die sich gegen den Druckzylinder 1 mit einem konischen Auslauf 12 erweitert. Zwischen dem konischen Auslauf 12 der Welle 4 und dem Lagersitz 26 des Achsstummels 2 ist das Ringspannelement 13 angeordnet, das zunächst mit leichtem Paßsitz über den Lagersitz 26 geschoben und infolge Verspannung mit konischen Auslauf 12 der Welle 4 durch das Spannelement 9 derart kontrahiert wird, daß es zwischen dem Lagersitz 26 und dem konischen Auslauf 12 eine Verbindung mit Festsitz herstellt. Weil jedoch eine absolut fluchtende Ausrichtung zwischen der Rotationsachse 27 des Druckzylinders 1 und der Rotationsachse 28 der Welle 4 nicht immer gegeben ist, muß üblicherweise der konische Außenmantel des Ringspannelementes 13 ballig ausgeführt sein. Dies hat zur Folge, daß im grundegenommen zwischen dem konischen Auslauf 12 und dem Außenmantel des Ringspannelementes 13 nur eine Linienberührung stattfindet, die den elektrisch leitenden Querschnitt an dieser Stelle beträchtlich reduziert. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß von der Gleichstromquelle ein Galvanisationsstrom von niedriger Spannung, z.B. 12 V, mit hoher Stromdichte über die Kohlebürsten 6 und den Schleifring 5 durch die Welle 4 in den Achsstummel 2 fließt. Davon gelangt ein Teilstrom auf dem Wege über den Bolzen 9 des Spannelementes in den Achsstummel, während der überwiegende Teil des Stromflußes durch die Welle 4 über das Ringspannelement 13 in den Lagersitz 26 des Achsstummels 2 fließt.
  • Von dort fließt der Strom in den Körper des Druckzylinders 1, der als Kathode teilweise in das Galvanisierbad 25 eintaucht. Um zu verhindern, daß ein galvanischer Niederschlag von Metall auch auf den Achsstummel 2 gelangt, ist dieser, sowie ein Teil der Welle 4, von einem Schutzrohr 18 aus Kunststoff abgedeckt, das durch einen Spannring 20 in axialer Richtung gegen die Stirnseite 21 des Druckzylinders 1 angedrückt wird und mit Hilfe der ringförmigen Weichdichtung 19 dichtend an der Stirnseite 21 des Druckzylinders 1 anliegt. Radiale Zentrierkörper 22 und 23, die vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff gefertigt sind, halten das Schutzrohr 18 in konzentrischer Position. Eine radiale Sperrscheibe 24, ebenfalls aus Kunststoff, verhindert das weitere Fließen eines Elektrolytfilmes an der Welle 4 in Richtung auf den Schleifring 5. Der Drehantrieb 3 umfaßt außer der Welle 4 die Hülse 14, die mittels Scherbolzen 17 mit der Welle 4 fest verbunden ist, und welche ihrerseits das Lager 15 und das Antriebsrad 16 trägt. Das Galvanisierbad 25 befindet sich in dem Trog 29.
  • Bei der Vorrichtung zum Galvanisieren des Rotations-Druckzylinders 1 nach dem Stand der Technik, wie sie in der Figur 1 dargestellt ist, ergibt sich als Nachteil ein hoher Widerstand für den Stromfluß insbesondere an der Linienberührung zwischen der Innenflanke des konischen Auslaufes 12 und der ballig ausgeführten Außenflanke des Ringspannelementes 13, wobei es an dieser Stelle nach ständiger Betriebserfahrung zu erheblichen Erwärmungen durch den elektrischen Widerstand kommt, die teilweise sogar zu schädlichen Gefügeveränderungen im Achsstummel 2 führten. Dabei ergab sich auch eine erhebliche Verlustleistung bei der Einspeisung der elektrischen Energie, welche die Wirtschaftlichkeit des Galvanisationsverfahrens nachteilig beeinflußte. Es zeigte sich ferner, daß bei der Einspeisung des Stromes über den stirnseitigen zentralen Achsstummel 2 geringfügig unterschiedliche Auftragsergebnisse am Umfang des Druckzylinders 1 erzielt wurde, was auf geringfügige, in der Auswirkung aber noch erkennbare Unterschiede in der Leitfähigkeit des Materialgefüges des Druckzylinders 1 zurückzuführen ist.
  • Eine ähnliche Anordnung vom Stand der Technik, die aus der Praxis bekannt wurde, zeigt Figur 2. Hierbei ist der Druckzylinder 1 an seiner Stirnseite 21 nicht mit einem Achsstummel ausgestattet, sondern mit einem eingeschweißten Kopfstück 20, das zum Aufspannen auf eine Arbeitswelle einer Rotationsdruckmaschine eine konische Bohrung 31 aufweist. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Druckzylinders 1 war es beim Stand der Technik üblich, zwischen der Welle 4 des Drehantriebes 3 und dem Druckzylinder 1 ein Zwischenstück 32 mit beidseitig konischen Enden 33 und 34 einzusetzen, und dieses gemeinsam mit der Welle 4 durch ein durchgehendes Spannelement 9 in Form einer langen Gewindestange zu verspannen. Weil dabei ebenfalls die beiden konischen Enden 33 und 34 zum Ausgleich nicht exakter Fluchtungen ballig ausgeführt sein mußten, ergaben sich an den beiden konischen Enden 33 und 34 gegenüber den übergreifenden konischen Bohrungen, nämlich der konischen Bohrung 12 der Welle 4 und der konischen Aufnahme 31 des Kopfstückes 30, im wesentlichen je eine Linienberührung mit verhältnismäßig geringem Leitungsquerschnitt für den Stromfluß und entsprechend hohen Widerständen, die im Endergebnis zu den nachteiligen Folgen insbesondere der Erwärmung und des Energieverlustes führte. Die nach der Erfindung weiterentwickelten und verbesserten Vorrichtungen zum Galvanisieren eines Rotations-Druckzylinders sind beispielhaft aus den Figuren 3 und 4 sowie im Detail aus den Figuren 5 bis 7 erkennbar.
  • Die Vorrichtung nach Figur 3 weist erfindungsgemäß zur Aufnahme des Druckzylinders 1 sowie zur Stromeinleitung die Hülse 40 auf, die an ihrem hinteren Bereich 40' mit dem Schleifring 5 aus Kupfer ausgestattet ist, der in leitender Berührung mit den rein schematisch dargestellten Kohlebürsten 6 mit einer andeutungsweise durch den Pfeil 41 symbolisierten Stromquelle in Verbindung steht. Die Hülse 40, welche demnach einen Stromleiter von relativ großem Leitungsquerschnitt darstellt, steht am anderen Ende 44 mit ihrer Stirnseite 45 über ein Kontaktelement 43 unmittelbar mit der Stirnseite 21 des Druckzylinders 1 in Verbindung und wird durch das Spannelement 42 unter relativ hoher elastischer Spannung gegen den Druckzylinder 1 verspannt. Diese Anordnung ist gegenüber der Ausführung gemäß Figur 1 und Figur 2 mit den dort verwendeten konischen Verendungen 12, 13 sowie 33 und 34 nicht nur wesentlich unkomplizierter, sondern gewährleistet auch einen ungehinderten Fluß des einzuleitenden elektrischen Stromes ohne jede Verringerung des leitenden Querschnittes von der Stromquelle 41 über die Hülse 40 bis hin unmittelbar zur Stirnseite 21 des Druckzylinders 1.
  • Dabei sorgt das zwischen der Stirnseite 45 der Hülse 40 und der Stirnseite 21 des Druckzylinders 1 festeingespannte Kontaktelement 43 in Form eines relativ großkalibrigen Ringes aus einem gutleitenden metallischen Werkstoff, infolge seiner elastischen und/oder plastischen Verformbarkeit, für optimalen Kontakt und demgemäß geringe Übergangswiderstände zwischen Hülse 40 und Druckzylinder 1.
  • Durch die damit erzielte wesentliche Verbesserung einer ungehinderten Stromeinspeisung mit geringem Widerstand werden die schädlichen Materialerwärmungen vermieden, ebenso wie die dadurch verursachten Energieverluste. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß mit der erfindungsgemäßen Anordnung außer der Vermeidung der geschilderten Nachteile Energieeinsparungen in der Größenordnung von 30% erzielt werden konnten, bzw. bei gleicher Energieeinspeisung um einen ähnlichen Betrag höhere Niederschlagsergebnisse auf dem als Kathode eingesetzten Druckzylinder 1.
  • Um bei der erfindungsgemäßen Anordnung eine stets gleichbleibend satte, elastische Anpreßkraft zwischen Hülse 40 und der Stirnseite 21 des Druckzylinders 1 zu erzielen, ist das Spannelement 42 entweder, wie im ausgeführten Beispiel nach Figur 3, als Dehnungsbolzen ausgebildet, der die Wirkung eines Federelementes mit hoher Progression erzielt, oder besser noch mit einer Federanordnung zusätzlich ausgestattet, wie dies Figur 6 zeigt, wobei zwischen dem Spannelement 42 und der den Gegenhalt ergebenden Spannplatte 46 eine Anordnung von Tellerfedern 47 vorgesehen ist. Dabei liegt es im handwerklichen Ermessen des Fachmannes, statt dessen auch zwei Spannplatten mit einer elastischen Zwischenlage aus Gummi oder einem elastischen Kunststoff vorzusehen, etc.
  • Wie aus der Figur 3 weiter erkennbar, ist die Hülse 40 durch zwei Zentrierkörper 48 und 49 konzentrisch um die Rotationsachse 28 geführt. Weiter ist die Hülse 40 in die Hohlwelle 50 eingeschoben, die einen Bestandteil des Drehantriebes 3 bildet, und mit der Lagerung 51 sowie dem Antriebsrad 52 verbunden ist.
  • Figur 4 zeigt die Hülse 40 in Verbindung mit einem im Durchmesser wesentlich kleineren Druckzylinder 1 im Schnitt. Zwischen der Hülse 40 und dem Druckzylinder 1 ist in diesem Falle ein reduzierendes Zwischenstück 60 angeordnet, das beispielsweise ein rotationssymmetrisches Formteil aus Kupfer ist. Sowohl zwischen der Hülse 40 und dem Zwischenstück 60, als auch zwischen dem Zwischenstück 60 und dem Druckzylinder 1 sind je Übergangsstelle Kontaktelemente 43, 43' eingespannt und durch das rein schematisch angedeutete Spannelement 9 unter elastischer Spannung zusammengehalten. Damit der Druckzylinder 1, der in diesem Falle von der Seite gesehen im Schnitt dargestellt ist, in den Elektrolyten des Galvanisationsbades eintauchen kann, ist das Zwischenstück 60 mit einer ringförmig umlaufenden Nut 61 versehen, die den Rand 62 des Troges 29 übergreift.
  • Die unmittelbare Stromeinspeisung mit großen Leitungsquerschnitten und geringem Leitungswiderstand in die Stirnseite 21 des Druckzylinders 1 in einem kreisförmigen Querschnitt nahe der Peripherie des Druckzylinders 1 ergibt einen optimalen Stromfluß und eine sehr gleichmäßige Stromverteilung über den Umfang des Druckzylinders 1, wodurch das Ergebnis der Galvanisation, wie sich in der Praxis mit der Erfindung gezeigt hat, mit wesentlich höherer spezifischer Leistung und gleichmäßigerem Ergebnis erzielt wird. Damit erweist sich, daß mit der Erfindung die gestellte Aufgabe voll und ganz erfüllt wird.
  • Den für die Stromführung wichtigen Übergangsbereich zwischen der Stirnseite 45 der Hülse 40 und der Stirnseite 21 des Druckzylinders 1 zeigt im vergrößertem Maßstab und im Schnitt die Figur 5. Dabei weist die das Kontaktelement 43 aufnehmende Stirnseite 45 der Hülse 40 eine Nut 53 mit schräg zusammenlaufenden Flanken 54 auf, während das Kontaktelement 43 im Querschnitt einen halbkugelförmigen Wulst 55 besitzt. Dadurch und durch die Auswahl eines elastisch und/oder plastisch verformbaren, gut leitfähigen Materiales für das Kontaktelement 43, ergibt sich sowohl eine ausgezeichnete Zentrierung des Kontaktelementes 43 durch die Flanken 54, als auch eine sehr starke doppelte Linienberührung, ähnlich einer Kugel/Kegel-Dichtung zwischen dem Wulst 55 und den Flanken 54. Auf diese Weise entsteht ein hervorragender Stromübergang mit minimierten Widerständen. Fertigungstechnisch sind die entsprechenden Teile unkompliziert und kostengünstig herstellbar sowie vielfach wiederholt verwendbar.
  • Schließlich zeigt Figur 7 den Übergangsbereich zwischen der Hülse 40 und der Stirnseite 21 des Druckzylinders 1 mit einer darübergezogenen elastischen Schutzmanschette 56, die zur Abdichtung des horizontal in den Galvanisationstrog 29 durch eine seitliche Öffnung 57 eingeführten Drehantriebes 3 mit einer radialen Lippendichtung 58 ausgestattet ist.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Galvanisieren eines Rotations-Druckzylinders, die einen mit einer Stromquelle in Verbindung stehenden, stromführenden Drehantrieb aufweist, mit dem der Druckzylinder über ein axiales Spannelement verbunden ist, wobei dieser unter Drehbewegung als Kathode wenigstens teilweise in ein Galvanisationsbad eintaucht,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spannelement (9, 42) und dem Druckzylinder (1) eine zylinderförmige Hülse (4) angeordnet und mittels Schleifkontakten (6) unmittelbar an die Stromquelle (41) angeschlossen ist, und daß die Hülse (40) mit ihrer Stirnseite (45) mittels elastischer Spannung durch das Spannelement (9, 42) unter Zwischenlage eines ringförmigen Kontaktelementes (43) am Druckzylinder (1) anliegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (43) aus einem elastisch und/ oder plastisch verformbaren, einen möglichst geringen elektriscren Widerstand aufweisenden Metall wie Reinkupfer, Silber oder Silberlegierung, Blei oder ähnlichem hergestellt ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (40) an der Stirnseite (21) des Druckzylinders anliegt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (9, 42) als Federelement ausgebildet oder mit einem solchen (47) ausgestattet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (40) von einer Hohlwelle (50) aufgenommen und mit dieser fest verbunden ist, welche ihrerseits eine drehbare Lagerung (51) und ein Antriebsrad (52) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Druckzylinder (1) mit stirnseitigem Achsstummel (2) zwischen diesem und der den Achsstummel (2) umgebenden Hülse (40) ringförmige Zentrierkörper (48, 49) eingepaßt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hülse (40) und der Stirnseite (21) des Druckzylinders (1) ein rotationssymmetrischer Formkörper (60) zum Ausgleich unterschiedlicher Durchmesser angeordnet ist, und daß zwischen der Hülse (40) und dem Formkörper (60) sowie zwischen Formkörper (60) und Druckzylinder (1) je ein Kontaktelement (43, 43') angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (40) an der das Kontaktelement (43, 43') aufnehmenden Stirnseite (45) eine ringförmige Nut (53) mit schräg zusammenlaufenden Flanken (54) aufweist, und daß das Kontaktelement (43) im Querschnitt einen halbkugelförmigen Wulst (55) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromübergangsbereich von Hülse (40) und Druckzylinder (1) mit einer Manschette (56) aus elastischem Material abgedeckt ist.
o. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (40) an der Durchtrittstelle (57) durch die Behälterwand (29) des Galvanisationsbades (25) mit einer radialen Dichtlippe (58) aus Elastikmaterial ausgestattet ist.
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