EP0596399B1 - Clamping device for treating intaglio printing cylinders in a galvanic installation - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a clamping device for rotogravure cylinders to be machined in a galvanic system with different axis diameters, in which the current is transmitted from a power supply system to the outer ends of the rotogravure cylinders used in the system.
- the invention is therefore based on the object of creating a tensioning device of the type mentioned, with which a simple, preferably automatic change is made possible in adaptation to different cylinder axis ends.
- the invention is characterized in a tensioning device for gravure cylinders to be processed in a galvanic system with different axis diameters, in which the current is transmitted from a power supply system to the outer ends of the gravure cylinders used in the system, characterized by a hardened hollow cone as a holding and centering element for rotogravure cylinders with different axis diameters to be clamped on the end face and as a power transmission element between the power supply system and the axis end of a clamped gravure cylinder.
- the gravure cylinder is clamped axially at high pressure by means of the hardened hollow cones, preferably pointed cones being used with an inclination angle of ⁇ 60 °, preferably approximately in the range of 45 ° to the cone axis. Due to the high pressure, both the torque and high currents, i.e. H. high current densities.
- the solution principle of the invention simplifies the problem of adapting the clamping device to different axle ends considerably, because with this solution not only the laborious and structurally complex pliers, but also the change holder according to the first solution principle can be omitted.
- a critical area in this type of clamping via a hollow cone is the current transfer.
- transferable current densities of 2 A / mm are assumed. This would contradict a high current transmission through the line contact in a hollow cone.
- tests have shown that at a high contact pressure, for example of approximately 3000 kp, a quasi gas-tight connection is created between the cone and the axis end of the cylinder. As a result, much higher current densities can be transmitted than previously assumed.
- a current of 3000 A was transmitted in continuous operation via an axle journal of 70 mm diameter with an estimated line width of the contact between the hollow cone and the front edge of the axle journal of 0.5 mm.
- the current transmission principle according to the basic embodiment of the invention considerably simplifies the structural design of electroplating systems for the stated purpose, in particular when different types of cylinders are to be processed. Different adapter sleeves can also be omitted.
- an electroplating trough (not shown) for impression cylinders, only the cylinder axis 3 being shown in FIGS. 1 and 2, there is in a housing 10 a drive 11 which is not of further interest here because it is known and a power supply system 12, which transmits the required electroplating current to the cylinder axis end 3 via a collector sleeve 13, a sleeve cone sleeve 8 and a sleeve cone 2 with an outer cone adapted to the sleeve cone sleeve.
- the conical sleeve 2 is held in an axially displaceable manner in a bore 14 of an interchangeable holder which is adapted to its outer diameter.
- the interchangeable disc 1 can be rotated about an axis 15.
- the inner diameter of the conical sleeve 2 is adapted to the axial end diameter of the printing cylinder, i. H. the conical sleeve 2 serves as an adaptation element to different axle end diameters of the different types of pressure cylinders.
- a rotationally symmetrical intermediate sliding piece 4, the axial length of which suitably corresponds to that of the conical sleeve 2. is provided on both ends with a flange-like ring shoulder 16 and 17, respectively.
- the annular shoulder 16 serves to limit the possible displacement path of the intermediate sliding piece 4 in FIGS. 1 and 2 to the left by cooperation with a ring stop surface 18 within the conical sleeve 2.
- the flange-like annular shoulder 17 limits the possible sliding path of the intermediate sliding piece 4 when it is in the conical sleeve 2 is pushed in by the piston or plunger 6 of an ejector device 7 (see Fig. 2).
- the ejector device 7 is a gas pressure spring in the example shown.
- the interchangeable holder ie the interchangeable disc 1
- the interchangeable holder is equipped with three different cone sleeves 2.
- These different cone sleeves 2 are in circumference with about Bores 14 arranged at the same angular distance, the respective core axes of which are arranged on a circle 20 about the axis of rotation 15 of the interchangeable disc 1.
- the intermediate sliding piece 4 is first shifted to the right and takes the conical sleeve 2 with it over its annular shoulder 17 until it is limited by a stop 5 to its rest position within the associated hole 14 has reached.
- the interchangeable disc with different cone sleeves has been omitted.
- a hardened hollow cone 21 is used as the only essential adapter element for adapting to different axle diameters of intaglio cylinders, which is screwed via an annular flange 22 inserted into the wall of the housing 10 and screwed to the end face of the sleeve of the gas pressure spring 7 for the transmission of high axial forces.
- the front region of the plunger 6 of the gas pressure spring 7 slides through the correspondingly adapted inner diameter of the hollow cone 21 when the pressure cylinder is ejected.
- the angle of inclination or helix of the preferably tapering hollow cone 21 is approximately 45 ° to its axis. This angle of inclination should be less than 60 ° and, depending on the application and the current density to be transmitted, could be in the range between 30 ° and 45 °.
- the steel alloy 100 Cr 6 is particularly suitable as the hardenable material for the hollow cone 21. In spite of the high contact pressures mentioned and the extremely high current densities, this material allows long service lives, so that the conical sleeve 21 is only required occasionally.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für in einer galvanischen Anlage zu bearbeitende Tiefdruckzylinder mit unterschiedlichen Achsendurchmessern, bei der die Stromübertragung von einem Stromzuführsystem auf die Außenenden der in die Anlage eingesetzten Tiefdruckzylinder erfolgt.The invention relates to a clamping device for rotogravure cylinders to be machined in a galvanic system with different axis diameters, in which the current is transmitted from a power supply system to the outer ends of the rotogravure cylinders used in the system.
Für die galvanische Behandlung, z. B. die galvanische Beschichtung von Tiefdruckzylindern, gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten der Stromübertragung auf den in die Galvanikanlage eingesetzten Zylinder, nämlich einmal auf der Ballenstirnseite und zum anderen über die Zylinderachsenden. Bei der hier im Vordergrund des Interesses stehenden Stromübertragung auf das Achsende werden in der Regel Spannzangensysteme verwendet, wobei aufgrund der erforderlichen hohen Stromdichten auf ausreichend große Kontaktübertragungsflächen und hohen Anpreßdruck zu achten ist.For the galvanic treatment, e.g. B. the galvanic coating of rotogravure cylinders, there are basically two ways of transmitting current to the cylinder used in the galvanizing system, namely on the front side of the bale and on the other hand via the cylinder axis ends. Collet systems are generally used for the current transmission of interest to the end of the axis. Due to the high current densities required, sufficient contact transmission areas and high contact pressure must be ensured.
In einer Galvanikanlage für den genannten Zweck sind in der Regel mehrere Zylindertypen zu bearbeiten. Dabei tritt wiederholt das Problem auf, daß bei unterschiedlichen Achsenden nicht alle Zylinder einer Druckerei in der gleichen Spannzange aufgenommen werden können. Bei der aufeinanderfolgenden galvanischen Bearbeitung von Zylindern mit unterschiedlichen Achsenden müssen also unterschiedliche Spannzangen zum manuellen Auswechseln bereitgehalten werden.As a rule, several types of cylinders have to be machined in a galvanic system for the purpose mentioned. The problem repeatedly arises that, with different axis ends, not all cylinders of a printing house are in the same Collet can be added. During the successive galvanic machining of cylinders with different axis ends, different collets must be kept ready for manual replacement.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der genannten Gattung zu schaffen, mit der ein einfacher, vorzugsweise automatischer Wechsel in Anpassung auf unterschiedliche Zylinderachsenden ermöglicht wird.The invention is therefore based on the object of creating a tensioning device of the type mentioned, with which a simple, preferably automatic change is made possible in adaptation to different cylinder axis ends.
Gemäß einer Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung bei einer Spannvorrichtung für in einer galvanischen Anlage zu bearbeitende Tiefdruckzylinder mit unterschiedlichen Achsendurchmessern, bei der die Stromübertragung von einem Stromzuführsystem auf die Außenenden der in die Anlage eingesetzten Tiefdruckzylinder erfolgt, gekennzeichnet durch einen gehärteten Hohlkonus als Halte- und Zentrierelement für achsstirnseitig einzuspannende Tiefdruckzylinder mit unterschiedlichen Achsendurchmessern sowie als Stromübertragungselement zwischen dem Stromzuführsystem und dem Achsende eines eingespannten Tiefdruckzylinders.According to a solution to the stated problem, the invention is characterized in a tensioning device for gravure cylinders to be processed in a galvanic system with different axis diameters, in which the current is transmitted from a power supply system to the outer ends of the gravure cylinders used in the system, characterized by a hardened hollow cone as a holding and centering element for rotogravure cylinders with different axis diameters to be clamped on the end face and as a power transmission element between the power supply system and the axis end of a clamped gravure cylinder.
Der Tiefdruckzylinder wird mittels der gehärteten Hohlkonen axial mit hohem Druck eingespannt, wobei vorzugsweise Spitzkonen zum Einsatz kommen mit einem Neigungswinkel von <60°, vorzugsweise etwa im Bereich von 45° zur Konusachse. Durch den hohen Druck können sowohl das Drehmoment als auch hohe Ströme, d. h. hohe Stromdichten, übertragen werden.The gravure cylinder is clamped axially at high pressure by means of the hardened hollow cones, preferably pointed cones being used with an inclination angle of <60 °, preferably approximately in the range of 45 ° to the cone axis. Due to the high pressure, both the torque and high currents, i.e. H. high current densities.
Das Lösungsprinzip der Erfindung vereinfacht das Problem der Anpassung der Spannvorrichtung an unterschiedliche Achsenden ganz erheblich, weil bei dieser Lösung nicht nur die umständlich zu handhabenden und konstruktiv aufwendigen Zangen, sondern außerdem noch der Wechselhalter gemäß dem ersten Lösungsprinzip entfallen kann.The solution principle of the invention simplifies the problem of adapting the clamping device to different axle ends considerably, because with this solution not only the laborious and structurally complex pliers, but also the change holder according to the first solution principle can be omitted.
Die Funktionstüchtigkeit der Lösung ist aus folgendem Grund überraschend:The functionality of the solution is surprising for the following reason:
Ein kritischer Bereich bei dieserArt der Einspannung über einen Hohlkonus ist der Stromübergang. In der Literatur wird von übertragbaren Stromdichten von 2 A/mm ausgegangen. Dies würde einer hohen Stromübertragung über die Linienberührung in einem Hohlkonus widersprechen. Versuche haben aber überraschenderweise gezeigt, daß bei einem hohen Anpreßdruck, beispielsweise von ca. 3000 kp, eine quasi gasdichte Verbindung zwischen dem Konus und dem Achsende des Zylinders entsteht. Dadurch sind weit höhere Stromdichten übertragbar, als bisher angenommen wurde. Bei einem erprobten Ausführungsbeispiel der Erfindung wurden über einen Achszapfen von 70 mm Durchmesser bei einer geschätzten Linienbreite der Anpressung zwischen dem Hohlkonus und dem stirnseitigen Rand des Achszapfens von 0.5 mm im Dauerbetrieb ein Strom von 3000 A übertragen. In einer erprobten Anlage lassen sich bei beidseitiger Stromübertragung sogar bis zu 9000 A übertragen. Trotz dieses hohen Stroms treten keinen nennenswerten Verschleißerscheinungen am Konus oder am Achsende auf. Überraschenderweise sind sogar die Wärmeverluste äußerst gering, d. h. der Bereich der Stromübertragung wird nicht übermäßig erwärmt. Dies wird darauf zurückgeführt, daß die Widerstandsstrecke zwischen dem Konus und dem Achsende nur einen minimalen Übergangswiderstand aufweist.A critical area in this type of clamping via a hollow cone is the current transfer. In the literature, transferable current densities of 2 A / mm are assumed. This would contradict a high current transmission through the line contact in a hollow cone. Surprisingly, however, tests have shown that at a high contact pressure, for example of approximately 3000 kp, a quasi gas-tight connection is created between the cone and the axis end of the cylinder. As a result, much higher current densities can be transmitted than previously assumed. In a tried and tested embodiment of the invention, a current of 3000 A was transmitted in continuous operation via an axle journal of 70 mm diameter with an estimated line width of the contact between the hollow cone and the front edge of the axle journal of 0.5 mm. In a tried-and-tested system, up to 9000 A can even be transmitted with power transmission from both sides. Despite this high current, there are no significant signs of wear on the cone or on the axle end. Surprisingly, even the heat losses are extremely low, ie the area of the power transmission is not excessively heated. This is attributed to the fact that the resistance distance between the cone and the axle end has only a minimal contact resistance.
Das Stromübertragungsprinzip gemäß der grundsätzlichen Ausführungsform der Erfindung vereinfacht ganz wesentlich den konstruktiven Aufbau von Galvanikanlagen für den genannten Zweck, insbesondere dann, wenn unterschiedliche Zylindertypen bearbeitet werden sollen. Auf unterschiedliche Adapterhülsen kann dabei zusätzlich verzichtet werden.The current transmission principle according to the basic embodiment of the invention considerably simplifies the structural design of electroplating systems for the stated purpose, in particular when different types of cylinders are to be processed. Different adapter sleeves can also be omitted.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ergänzungen der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung sind Gegenstand einer Mehrzahl von abhängigen Patentansprüchen.Advantageous further developments and additions to the tensioning device according to the invention are the subject of a plurality of dependent claims.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug aufAusführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- die einer (nicht gezeigten) Druckzylinder-Galvanisieranlage zugeordnete, mit der Erfindung gemeinsame Merkmale aufweisende Spannvorrichtung am antriebsseitigen Ende, an dem auch die Stromübertragung erfolgt, bei eingespanntem Druckzylinder;
- Fig. 2
- die gleiche antriebsseitige Spannvorrichtung, jedoch jetzt im entspannten Zustand, d. h. beim Wechsel von einem auf einen nächsten zu bearbeitenden Druckzylinder;
- Fig. 3
- die stirnseitige Draufsicht auf die Spannvorrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 2;
- Fig. 4
- die einer (nicht gezeigten) Druckzylinder-Galvanisieranlage zugeordnete erfindungsgemäße Spannvorrichtung am antriebsseitigen Ende, an dem auch die Stromübertragung erfolgt. bei nicht eingespanntem Druckzylinder; und
- Fig. 5
- die stirnseitige Draufsicht, teilweise in Schnittdarstellung, auf die Spannvorrichtung gemäß Fig. 4.
- Fig. 1
- the tensioning device associated with a printing cylinder electroplating system (not shown) and having features common to the invention at the drive end, at which the current is also transmitted, with the printing cylinder clamped;
- Fig. 2
- the same drive-side clamping device, but now in the relaxed state, ie when changing from one to the next pressure cylinder to be processed;
- Fig. 3
- the front plan view of the clamping device according to Fig. 1 and Fig. 2;
- Fig. 4
- the tensioning device according to the invention associated with a pressure cylinder electroplating system (not shown) at the drive end, at which also the current transmission he follows. when the pressure cylinder is not clamped; and
- Fig. 5
- the front plan view, partially in section, of the clamping device according to FIG. 4.
Einander entsprechende Teile oder Baugruppen sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugshinweisen gekennzeichnet.Corresponding parts or assemblies are identified in all figures with the same references.
Anhand der Fig. 1 bis 3 wird zunächst eine mit der Erfindung gemeinsame Merkmale aufweisende Spannvorrichtung erläutert.1 to 3, a tensioning device having features common to the invention will first be explained.
An einem stirnseitigen Ende einer (nicht gezeigten) Galvanisierwanne für Druckzylinder, wobei in den Fig. 1 und 2 jeweils nur die Zylinderachse 3 dargestellt ist, befindet sich in einem Gehäuse 10 ein hier nicht weiter interessierender, weil bekannter Antrieb 11 sowie ein Stromzuführsystem 12, das über eine Kollektorhülse 13, eine Pinolenkonushülse 8 und eine Konushülse 2 mit auf die Pinolenkonushülse angepaßtem Außenkonus den erforderlichen Galvanisierstrom auf das Zylinderachsende 3 überträgt. Die Konushülse 2 ist in einer auf ihren Außendurchmesser angepaßten Bohrung 14 eines Wechselhalters, im dargestellten Beispiel einer Wechselscheibe 1 axial verschieblich gehalten. Die Wechselscheibe 1 läßt sich um eine Achse 15 verdrehen. Der Innendurchmesser der Konushülse 2 ist auf den Achsendendurchmesser des Druckzylinders angepaßt, d. h. die Konushülse 2 dient als Anpaßelement auf unterschiedliche Achsendendurchmesser der verschiedenen Typen von Druckzylindern. Ein rotationssymmetrisches Zwischenschiebestück 4, dessen axiale Länge zweckmäßigerweise derjenigen der Konushülse 2 entspricht. ist an seinen beiden Stirnseiten jeweils mit einer flanschartig nach außen springenden Ringschulter 16 bzw. 17 versehen. Die Ringschulter 16 dient zur Begrenzung des möglichen Verschiebewegs des Zwischenschiebestücks 4 in den Fig. 1 und 2 nach links durch Zusammenwirken mit einer Ringanschlagfläche 18 innerhalb der Konushülse 2. Andererseits begrenzt die flanschartige Ringschulter 17 den möglichen Verschiebeweg des Zwischenschiebestücks 4, wenn dieses in die Konushülse 2 durch den Kolben oder Stößel 6 einerAuswerfervorrichtung 7 hineingedrückt wird (vgl. Fig. 2). Die Auswerfervorrichtung 7 ist im dargestellten Beispiel eine Gasdruckfeder.At one end of an electroplating trough (not shown) for impression cylinders, only the cylinder axis 3 being shown in FIGS. 1 and 2, there is in a housing 10 a
Wie die Fig. 3 erkennen läßt, ist im dargesteilten Beispiel der Wechselhalter, also die Wechselscheibe 1, mit drei unterschiedlichen Konushülsen 2 bestückt. Diese unterschiedlichen Konushülsen 2 sind in umfangsmäßig mit etwa gleichem Winkelabstand angeordnete Bohrungen 14 eingesetzt, deren jeweilige Seelenachse auf einem Kreis 20 um die Rotationsachse 15 der Wechselscheibe 1 angeordnet sind.As can be seen in FIG. 3, in the example shown, the interchangeable holder, ie the interchangeable disc 1, is equipped with three
Wird die Gasdruckfeder 7 betätigt, so daß zum Auswerfen der Stößel 6 nach rechts ausgeschoben wird, so wird zunächst das Zwischenschiebestück 4 nach rechts verschoben und nimmt über seine Ringschulter 17 die Konushülse 2 mit, bis diese, begrenzt durch einen Anschlag 5, ihre Ruheposition innerhalb der zugeordneten Bohrung 14 erreicht hat.If the
Ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäßen Spannvorrichtung wird nachfolgend unter Bezug auf die Fig. 4 und 5 erläutert. Die bereits oben anhand der Fig. 1 bis 3 erläuterten Teile und Baugruppen werden nicht erneut beschrieben.An embodiment of the tensioning device according to the invention is explained below with reference to FIGS. 4 and 5. The parts and assemblies already explained above with reference to FIGS. 1 to 3 are not described again.
Wie die Fig. 4 erkennen läßt, ist bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung die Wechselscheibe mit unterschiedlichen Konushülsen entfallen. Statt dessen wird als einziges wesentliches Adapterelement zur Anpassung an unterschiedliche Achsenddurchmesser von Tiefdruckzylindern ein gehärteter Hohlkonus 21 verwendet, der über einen in die Wand des Gehäuses 10 eingesetzten, mit der Stirnseite der Hülse der Gasdruckfeder 7 verschraubten Ringflansch 22 zur Übertragung hoher Axialkräfte verschraubt ist. Der vordere Bereich des Stößels 6 der Gasdruckfeder 7 gleitet beim Auswerfen des Druckzylinders durch den entsprechend angepaßten Innendurchmesser des Hohlkonus 21. Der Neigungs- oder Schrägungswinkel des vorzugsweise spitz zulaufenden Hohlkonus 21 liegt bei etwa 45° zu seiner Achse. Dieser Neigungswinkel sollte kleiner sein als 60° und könnte je nach Anwendungsfall und zu übertragender Stromdichte im Bereich zwischen 30° und 45° liegen.As can be seen from FIG. 4, in the tensioning device according to the invention, the interchangeable disc with different cone sleeves has been omitted. Instead, a hardened
Als härtbares Material für den Hohlkonus 21 kommt vor allem die Stahllegierung 100 Cr 6 in Frage. Dieses Material erlaubt trotz der erwähnten hohen Anpreßdrücke und der extrem hohen Stromdichten hohe Standzeiten, so daß nur ganz gelegentlich ein Auswechseln der Konushülse 21 erforderlich wird.The steel alloy 100
Claims (4)
- Clamping device for gravure printing cylinders to be processed in an electroplating plant, which have different spindle end diameters, wherein the current is transmitted from a current supply system (12) to the outer ends of the gravure printing cylinders introduced into the plant, characterized by a hardened hollow cone (21) serving as holding and centring element for gravure printing cylinders which are to be clamped at the spindle ends and which have different spindle diameters, and serving as current transmission element between the current supply system (12) and the spindle end of a clamped gravure printing cylinder.
- Clamping device according to Claim 1, characterized in that the hollow cone (21) is in the form of a pointed cone having an angle of inclination of <60° to the cone axis.
- Clamping device according to Claim 1 or 2, characterized by an ejector device (7) mounted concentrically to the hollow cone (21).
- Clamping device according to Claim 3, characterized in that the ejector device is a gas compression spring (7) which is mounted inside a collector sleeve (13) connected to the hollow cone (21).
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