EP1218187A1 - Zylinder einer rotationsdruckmaschine - Google Patents

Zylinder einer rotationsdruckmaschine

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Publication number
EP1218187A1
EP1218187A1 EP00979401A EP00979401A EP1218187A1 EP 1218187 A1 EP1218187 A1 EP 1218187A1 EP 00979401 A EP00979401 A EP 00979401A EP 00979401 A EP00979401 A EP 00979401A EP 1218187 A1 EP1218187 A1 EP 1218187A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder
cylinder body
channel
outer cylinder
temperature control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP00979401A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1218187B1 (de
Inventor
Armin Alois Hemmelmann
Georg Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koenig and Bauer AG
Original Assignee
Koenig and Bauer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7924904&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP1218187(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Koenig and Bauer AG filed Critical Koenig and Bauer AG
Priority to EP02028924A priority Critical patent/EP1295719A3/de
Publication of EP1218187A1 publication Critical patent/EP1218187A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1218187B1 publication Critical patent/EP1218187B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F31/00—Inking arrangements or devices
    • B41F31/002—Heating or cooling of ink or ink rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F13/00—Common details of rotary presses or machines
    • B41F13/08—Cylinders
    • B41F13/22—Means for cooling or heating forme or impression cylinders

Definitions

  • the invention relates to a cylinder according to the preamble of claims 1 or 6.
  • DE 197 12 446 A1 discloses a temperature-controllable cylinder for a rotary printing press, in which a heat exchanger consisting of a plurality of tubes is arranged in a cavity of the cylinder and is in turn surrounded by a heat-transferring stationary liquid.
  • EP 05 57 245 A1 discloses a temperature-controllable forme cylinder with an axially extending clamping channel on the lateral surface, wherein axially extending channels are worked into the cylinder in the vicinity of the periphery, through which coolant flows.
  • EP 07 33 478 B1 shows a friction roller designed as a tube, with coolant flowing through the entire cavity between a coolant-carrying, axially extending line and the tube.
  • the invention has for its object to provide a cylinder of a rotary printing press.
  • the advantages that can be achieved with the invention consist in particular in that the temperature-controllable cylinder can be produced inexpensively from simple components. Doing so achieves a temperature which can be selected almost uniformly over the entire lateral surface of the cylinder. A temperature profile which fluctuates or is uneven in the circumferential direction, as can occur, for example, in the case of individual, axially running channels and / or in the case of wall thicknesses which are too small in comparison with the distance between the channels, is avoided.
  • a chamber carrying a temperature control medium on the inside of the cylinder jacket is dimensioned in the radial direction of the cylinder such that a forced flow also takes place directly on the jacket surface.
  • a small wall thickness of an outer body separating the outer surface and the tempering medium, for example for inking rollers, in particular anilox or anilox rollers, or for form, transmission or satellite cylinders without a radially reaching inside of the outer surface is particularly advantageous with regard to the fastest possible reaction time of the temperature control Device for fastening lifts, such as tensioning or clamping channels.
  • a wall thickness of an outer body for a temperature-controlled form or transfer cylinder which has one or more clamping or tensioning channels on its outer surface is so large that the tensioning channel comes to lie completely within the wall.
  • Uniform tempering in the circumferential and axial directions is achieved by means of the tempering medium flowing in the axial direction over the entire circumference through a narrow gap between the outer body and the cylinder base body.
  • an even more directional flow is generated by means of a helical groove on the outer surface of the base body.
  • Cooling by means of is also advantageous, in particular for anilox or anilox rollers an above-mentioned helical channel, the outer body being supported on the webs and thus being made with thin walls.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through a temperature-controlled, a device for
  • FIG. 2 shows a cross section through a temperature-controlled cylinder according to FIG. 3;
  • Fig. 3 shows a longitudinal section through a temperature-controlled, a device for
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a temperable, thin-walled cylinder with a helical channel.
  • FIG. 5 shows a cross section through a temperature-controlled cylinder according to FIG. 4;
  • Fig. 6 shows a longitudinal section through a temperature-controlled cylinder with a gap between the base body and the outer body.
  • a temperature-controlled cylinder 01 of a printing press in particular a rotary printing press, has a z. B. tubular or solid cylinder body 02, which of a cylinder outer body 03 with a circular cross section, for. B. a tube 03 is surrounded.
  • the cylinder base body 02 is in each case with a shaft journal 04; 06 firmly connected, which by means of bearings 07 in side frames 08; 09 are rotatably mounted. It is possible to use one of the shaft journals 04; 06, e.g. B. the right shaft journal 06, with a drive motor, not shown, fixed to the frame or a drive wheel.
  • the other shaft journal 04 has an axial bore 11, which a pipe 12 as a supply line 12 for a liquid or gaseous temperature control medium, such as. B. C0 2 , water, oil, etc.
  • the axial bore 11 of the shaft journal 04 has an inner diameter d11, which is larger than an outer diameter d12 of the pipeline 12.
  • a discharge line 13 with an annular cross section remains open, through which the Temperature control medium leaves the cylinder 01 again via the shaft journal 04.
  • the pipeline 12 for supplying the temperature control medium runs from the left shaft journal 04 almost axially through the cylinder body 02 to the right shaft journal 06 and opens into radially extending bores 14.
  • the bores 14 open into a distribution space 16 which extends around the entire circumference on the inside of the outer cylinder body 03 extends.
  • the temperature control medium flows from the distributor space 16 through at least one channel 17 arranged between the cylinder base body 02 and the outer cylinder body 03 in the axial direction A to the left-hand shaft journal 04, where it opens into a collecting space 18 and reaches the annular discharge line 13 via radially extending bores 19.
  • the supply line 12 and discharge line 13 are connected to the flow and return of a temperature control device, not shown.
  • the supply and the discharge of the temperature medium are separated from each other via a respective shaft journal 04; 06 to make.
  • the cylinder 01 is designed as a form 01 or transfer cylinder 01, which is on a lateral surface 21 of the Outer cylinder body 03 at least one fastening device 22 extending axially to the cylinder 01 for fastening an elevator, such as a printing form or a rubber blanket, e.g. B. a clamping channel 22, a near-surface magnet or other means.
  • an elevator such as a printing form or a rubber blanket, e.g. B. a clamping channel 22, a near-surface magnet or other means.
  • a wall thickness h03 of the outer cylinder body 03 is greater than a depth h22 of the tensioning channel 22, so that a surface 23 on the inside of the outer cylinder body 03 is undisturbed and circular, which enables a cost-effective design and above all a uniform temperature control.
  • the wall thickness h03 is z. B.
  • two clamping channels 22 are provided in the circumferential direction of the cylinder 01, but the upper clamping channel 22 is only indicated for the sake of clarity.
  • the channel 17 is designed as a helical groove 17 in the axial direction A on a circumference 24 of the cylinder body 02.
  • This spiral groove 17 of a width b17 and a depth h17 is covered by means of the outer cylinder body 03, for example by shrinking, the surface 23 of the outer cylinder body 03 on a protrusion 26 forming the groove 17, for. B. a web 26 with a width b26 rests.
  • Distribution space 16 and collection space 18 are each, for example, as an annular groove 16; 18 executed, each of which has a shoulder on the circumference of the region of the shaft journal 04; 06 and an end face of the cylinder body 02 is formed, and is also covered by the outer cylinder body 03.
  • a diameter of the forme cylinder 01 is twice the circumference, ie two print formats in the circumferential direction, e.g. B. between 320 and 400 mm, in particular 360 to 380 mm.
  • the depth h17 and width b17 of the groove 17 and the width b26 of the web 26 and the number of channels 17 determine the flow rate per unit of time and alternately the required pressure and the slope of the helical groove 17 and thus the temperature control behavior.
  • the circumference 24 of the cylinder body 02 has several, z. B. four or eight, grooves 17 each offset by 90 ° or 45 ° in the circumferential direction starts 27 and ends 28 in the distribution space 16 and the collecting space 18.
  • a multi-course, e.g. B. a four- or eight-way groove 17 thus has an increased overall cross-section Q, d. H. the sum of the cross sections of the channels 17, and a larger slope S, and thus also a shorter flow path and a smaller pressure loss.
  • the circumference 24 of the cylinder base body 02 has a four-course channel 17, the width b17 of the groove 17 in each case between 10 and 20 mm, for. B. 15 mm, and the width b26 of the web 26 each between 3 and 7 mm, z. B. 5 mm.
  • the depth h17 of the channel 17 is in each case 10 to 15 mm, for example 12 mm.
  • the four-speed channel 17 thus has a slope S of z. B. 52 to 108 mm, in particular from 80 mm.
  • a total cross section Q for the flow of the temperature control medium advantageously results in 600 to 800 mm 2 .
  • the depth h17 of the groove 17 is to be increased in the same ratio as the inner radius r17 of the groove 17 is reduced, so that the total cross section Q is at least in the order of magnitude, e.g. B. remains greater than or equal to 710 mm 2 .
  • a heat supply or dissipation of a constantly large lateral surface 21 of the forme cylinder 01 is thus ensured.
  • the inner radius r17 should be used for depths h17 that are correspondingly small compared to the inner radius r17, otherwise the inner radius r17 plus half the depth h17, as usual.
  • the relationship between tempering jacket surface 21 and the total cross section Q is z. B. between 1000 and 1800 mm 2 .
  • the channel 17 is not designed as a spiral groove 17, but rather as an open gap 17 between the basic cylinder body 02 and the outer cylinder body 03 with an annular, clear profile.
  • the temperature control medium is supplied and removed in the same or a similar manner as in the first exemplary embodiment (FIG. 1).
  • the shaft journal 04; 06 is made in several pieces and thus allows the temperature control medium to pass from the supply line 12 into the distribution space 16 or from the collecting space 18 to the discharge line 13.
  • the supply line 12 is made in two or four parts, with a pipe 12 penetrating the shaft journal 04 into a through the pipeline leading to the cylinder body 02 opens.
  • the clear width h17 of the gap 17 together with an inner radius r17 from the axis of rotation of the cylinder 01 on which the gap 17 is arranged determines the flow conditions and thus also the temperature control behavior.
  • a clearance that is too small increases the required pressure or reduces the flow rate, while a clearance that is too large does not result in a safe directional flow directly on the face 23 of the outer cylinder body 03 due to high centrifugal forces and friction in the area 23 during the rotation of the cylinder can result.
  • the gap 17 is arranged on the inner radius r17 of 80 to 120 mm, in particular between 100 and 115 mm.
  • the clear width h17 of the gap is 2 to 5 mm, preferably 3 mm.
  • the clear width h17 of the gap is advantageously increased in order to increase the ratio of a reduction in the inner radius r17 if the wall thickness h03 is increased and the gap 17 is moved further into the interior of the cylinder 01, and vice versa.
  • the total cross section Q is z. B. between 1300 and 3500 mm 2 .
  • the ratio between the surface area 21 to be tempered and the total cross section Q of the channel 17 is z for this embodiment. B. between 300 and 900 mm 2 , in particular between 500 and 650 mm 2 .
  • the remaining preferred dimensions of the forme cylinder 01 set out in the first exemplary embodiment are applicable to the second exemplary embodiment and are not mentioned again.
  • the cylinder 01 is designed as a temperature-controlled roller 01, for. B. an ink roller 01, in particular a screen 01 or anilox roller 01, executed.
  • the supply and discharge of the temperature control medium and the storage in side walls 08; 09 take place in the same or similar manner as in the first or second embodiment.
  • a helical, multi-path, preferably eight-path channel 17 is arranged on the circumference 24 of the cylinder body 03.
  • the distributor space 16 and the collection space 18 each have eight radial bores 14; 19 and is connected equidistantly with respect to the circumferential direction with eight starts 27 and eight ends 28.
  • the channels 17 are for the purpose of more favorable mechanical and good flow properties than groove 17 with segment-like, for. B. executed semi-circular profile.
  • the multi-course channel 17 is advantageously designed with eight courses because, with the same geometry of the channel 17, either twice the amount of the temperature control medium with a constant pressure loss or the same amount of temperature control medium reduced pressure through the channel 17 is feasible.
  • the groove 17 is as in the first embodiment by means of, for. B. shrunk, outer cylinder body 03 covered.
  • the temperature control by means of the helical groove 17 is particularly advantageous when effective and responsive temperature control of the outer cylinder body 03 is required, as shown, for example, by ink-guiding ink rollers 01 and anilox rollers 01.
  • the outer cylinder body 03 is designed with a small wall thickness h03 and is not self-supporting. H. it is supported on the webs 26.
  • the width of the groove 17 determines the mechanically still permissible wall thickness h03 of the outer cylinder body 03 and vice versa.
  • the permissible width b26 of the web 26 and the minimum wall thickness h03 are thermally mutually dependent, since a temperature profile on the outer surface 21 of the outer cylinder body 03 should be avoided as far as possible.
  • the temperature-controlled roller 01 has the diameter d01 between 160 and 200 mm, in particular 180 mm.
  • a ratio V between the length I03 and the wall thickness h03 is z. B. between 200 and 1200 mm, in particular between 400 and 1000 mm.
  • the channel 17 has a width b17 between 8 and 13 mm, in particular 10 to 12 mm, in the area interacting with the surface 23 of the outer cylinder body 03.
  • the total cross-section Q of the eight-course channel 17 amounts to 300 to 450 mm 2 , and is roughly comparable with the total cross-section Q from the four-course first exemplary embodiment, if that too cooling jacket surface 21 is taken into account.
  • an increase in the amount of temperature-control medium flowing per unit of time, and if possible a contact area of the temperature-control medium with the area 23 of the outer cylinder body 03, is to be kept at least in the order of magnitude if the geometries of the roller 01 change while the jacket surface 21 remains the same and is to be temperature-controlled ,
  • the ratio between the surface area 21 to be tempered and the total cross section Q is z. B. between 1200 and 1600 mm 2 .
  • the cylinder 01 designed as a roller 01 has, as a channel 17, a gap 17 with an annular profile, comparable to that of the second exemplary embodiment.
  • the roller 01 has a diameter d01 of approximately 160 to 200 mm, the supply and discharge of the temperature control medium being carried out in accordance with one of the preceding exemplary embodiments.
  • the outer cylinder body 03 is self-supporting on the length 101, z. B. 800 to 1200 mm, and has z. B. a wall thickness h03 of 5 to 20 mm, in particular 5 to 9 mm.
  • the clear width h17 of the gap 17 is 2 to 5 mm, preferably 3 mm, the gap 17 being arranged at an inner radius of 60 to 100 mm, in particular at 80 mm.
  • the flowed through total cross section Q is z. B. between 1000 and 2500 mm 2 , in particular at about 1500 mm 2 .
  • the relationship between the surface area 21 to be tempered and the total cross section Q of the channel 17 is, for. B. between 200 and 600 mm 2 , in particular between 300 and 500 mm 2 .
  • the roller 01 from the third and fourth exemplary embodiments which is preferably designed as anilox roller 01, can have a profiling, for example ink-guiding cups, on its outer surface 21. It can preferably have a chromium-nickel and a ceramic coating each having a thickness of 100-200 ⁇ m on the outer surface 21 of the outer cylinder body 03, the latter having the profile or the cups. It is advantageous for the execution of the temperature control by means of a helical channel 17 that the ratio between the jacket surface 21 to be temperature-controlled and the total cross-section Q of the channel 17 through which flow passes between the basic cylinder body 02 and the outer cylinder body 03 is less than 2000 mm 2 , in particular between 1800 and 1000 mm 2 choose.
  • the width b26 of the web is advantageously less than or equal to twice, in particular one and a half times the wall thickness h03 of the outer cylinder body 03
  • cylinder 01 or rollers 01 is the design of the outer cylinder body 03 as a thin-walled tube 03 with a wall thickness d03 of less than or equal to 5 mm, in particular less than 3 mm, which is mechanically supported on the webs 26 spaced apart in the axial direction A.
  • the arrangement for the temperature control carried out in the third exemplary embodiment can also be a forme cylinder 01, which has no fastening device, as is the case, for example, when using pressure sleeves instead of pressure plates or with directly imaging surface areas 21 of forme cylinders 01.
  • a directed, responsive temperature control according to the third embodiment is also advantageous here.

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Description

Beschreibung
Zylinder einer Rotationsdruckmaschine
Die Erfindung betrifft einen Zylinder gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 6.
Durch die DE 197 12 446 A1 ist ein temperierbarer Zylinder für eine Rotationsdruckmaschine bekannt, bei welchem in einem Hohlraum des Zylinders ein aus mehreren Röhren bestehender Wärmetauscher angeordnet ist, der wiederum von einer wärmeübertragenden stationären Flüssigkeit umgeben ist.
Die EP 05 57 245 A1 offenbart einen temperierbaren Formzylinder mit einem axial an der Mantelfläche verlaufenden Spannkanal, wobei in den Zylinder in der Nähe der Peripherie axial zum Zylinder verlaufende Kanäle eingearbeitet sind, welche mit Kühlmittel durchströmt werden.
Die EP 07 33 478 B1 zeigt eine als Rohr ausgebildete Reibwalze, wobei der gesamte Hohlraum zwischen einer Kühlmittel führendem, axial verlaufenden Leitung und dem Rohr mit Kühlmittel durchströmt ist.
Aus der DE-PS 929 830 ist ein temperierbarer Doppelmantel-Trockenzylinder bekannt. Dampf strömt im Zwischenraum zwischen einem Außenmantel und einem Innenmantel, in welchem schraubenlinienförmig Stege eingesetzt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylinder einer Rotationsdruckmaschine zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 6 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der temperierbare Zylinder aus einfachen Bauteilen kostengünstig herstellbar ist. Dabei wird eine über die gesamte Mantelfläche des Zylinders nahezu gleichmäßig vorwählbare Temperatur erzielt. Ein in Umfangsrichtung schwankendes oder ungleichmäßiges Temperaturprofil, wie es beispielsweise bei einzelnen, axial verlaufenden Kanälen und/oder bei Wandstärken, die im Vergleich zum Abstand der Kanäle zu gering sind, vorkommen kann, wird vermieden.
In einer vorteilhaften Ausführung ist eine ein Temperiermedium führende Kammer auf der Innenseite des Zylindermantels in radialer Richtung des Zylinders so dimensioniert, dass eine erzwungene Strömung auch direkt an der Mantelfläche erfolgt.
Besonders vorteilhaft bzgl. einer schnellstmöglichen Reaktionszeit der Temperierung ist eine kleine Wandstärke eines die Mantelfläche und das Temperiermedium trennenden Außenkörpers, beispielsweise für Farbwalzen, insbesondere Raster- oder Aniloxwalzen, oder für Form-, Übertragungs- oder Satellitzylinder ohne eine radial in das Innere der Mantelfläche reichende Einrichtung zur Befestigung von Aufzügen, wie Spann- oder Klemmkanäle.
Eine Wandstärke eines Außenkörpers für einen temperierbaren Form- oder Ubertragungszyiinder, welcher einen oder mehrere Klemm- oder Spannkanäle auf seiner Mantelfläche aufweist, ist in bevorzugter Ausführung so groß, dass der Spannkanal vollständig innerhalb der Wand zu liegen kommt.
Eine in Umfangs- und in axialer Richtung gleichmäßige Temperierung wird mittels des durch einen schmalen Spalt zwischen Außenkörper und Zylindergrundkörper auf dem gesamten Umfang in axiale Richtung fließenden Temperiermediums erreicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird mittels einer auf der Außenfläche des Grundkörpers befindliche schraubeniinienförmig verlaufende Nut eine noch stärker gerichtete Strömung erzeugt.
Weiterhin vorteilhaft, insbesondere für Raster- oder Aniloxwalzen, ist die Kühlung mittels eines o. g. schraubenlinienförmigen Kanals, wobei sich der Außenkörper auf den Stegen abstützt und somit dünnwandig ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen temperierbaren, eine Einrichtung zur
Befestigung eines Aufzuges aufweisenden Zylinders mit schraubeniinienförmig verlaufendem Kanal;
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen temperierbaren Zylinder gemäß Fig. 3;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen temperierbaren, eine Einrichtung zur
Befestigung eines Aufzuges aufweisenden Zylinder mit einem Spalt zwischen Grundkörper und Außenkörper;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen temperierbaren, dünnwandigen Zylinder mit schraubeniinienförmig verlaufendem Kanal;
Fig. 5 einen Querschnitt durch einen temperierbaren Zylinder gemäß Fig. 4;
Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen temperierbaren Zylinder mit einem Spalt zwischen Grundkörper und Außenkörper.
Ein temperierbarer Zylinder 01 einer Druckmaschine, insbesondere einer Rotationsdruckmaschine, weist einen z. B. rohrförmigen oder massiven Zylindergrundkörper 02 auf, welcher von einem Zylinderaußenkörper 03 mit Kreisquerschnitt, z. B. einem Rohr 03, umgeben ist. Der Zylindergrundkörper 02 ist stirnseitig jeweils mit einem Wellenzapfen 04; 06 fest verbunden, welche mittels Lagern 07 in Seitengestellen 08; 09 drehbar gelagert sind. Es ist möglich, einen der Wellenzapfen 04; 06, z. B. den rechten Wellenzapfen 06, mit einem nicht dargestellten, gestellfesten Antriebsmotor oder einem Antriebsrad zu verbinden.
Der andere Wellenzapfen 04 weist eine Axialbohrung 11 auf, welche eine Rohrleitung 12 als Zufuhrleitung 12 für ein flüssiges oder gasförmiges Temperiermedium, wie z. B. C02, Wasser, Öl usw. aufnimmt. Die Axialbohrung 11 des Wellenzapfens 04 weist in vorteilhafter Ausführung einen Innendurchmesser d11 auf, welcher größer ist als ein Außendurchmesser d12 der Rohrleitung 12. Somit bleibt im Bereich des Wellenzapfens 04 und um die Rohrleitung 12 herum eine Abfuhrleitung 13 mit ringförmigem Querschnitt offen, durch welche das Temperiermedium wieder über den Wellenzapfen 04 den Zylinder 01 verläßt. Die Rohrleitung 12 zur Zuführung des Temperiermediums verläuft vom linken Wellenzapfen 04 nahezu axial durch den Zylindergrundkörper 02 hindurch bis zum rechten Wellenzapfen 06 und mündet in radial verlaufende Bohrungen 14. Die Bohrungen 14 münden in einen Verteilerraum 16, welcher sich um den vollen Umfang auf der Innenseite des Zylinderaußenkörpers 03 erstreckt. Vom Verteilerraum 16 strömt das Temperiermedium durch mindestens einen zwischen Zylindergrundkörper 02 und Zylinderaußenkörper 03 angeordneten Kanal 17 in axialer Richtung A zum linken Wellenzapfen 04, wo es in einen Sammelraum 18 mündet und über radial verlaufende Bohrungen 19 zur ringförmigen Abfuhrleitung 13 gelangt.
Die Zufuhrleitung 12 und Abfuhrleitung 13 sind mit Vor- und Rücklauf einer nicht dargestellten Temperiereinrichtung verbunden.
In einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist es vorgesehen, die Zufuhr und die Abfuhr des Temperaturmediums jeweils getrennt voneinander über je einen Wellenzapfen 04; 06 vorzunehmen.
In einem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 ) ist der Zylinder 01 als Form- 01 oder Ubertragungszyiinder 01 ausgeführt, welcher auf einer Mantelfläche 21 des Zylinderaußenkörpers 03 mindestens eine sich axial zum Zylinder 01 erstreckende Befestigungseinrichtung 22 zur Befestigung eines Aufzuges, wie beispielsweise einer Druckform oder eines Gummituches, z. B. einen Spannkanal 22, einen mantelflächennahen Magneten oder andere Mittel, aufweist. Eine Wandstärke h03 des Zylinderaußenkörpers 03 ist größer als eine Tiefe h22 des Spannkanals 22, so dass eine Fläche 23 auf der Innenseite des Zylinderaußenkörpers 03 ungestört und kreisförmig ausgebildet ist, was eine kostengünstige Bauart und vor allem eine gleichmäßige Temperierung ermöglicht. Die Wandstärke h03 liegt z. B. zwischen 40 und 70 mm, insbesondere zwischen 55 und 65 mm, wobei die Tiefe h22 des Spannkanals 22 zwischen 20 und 45 mm liegt. In den Fig. 1 und 2 sind in Umfangsrichtung des Zylinders 01 zwei Spannkanäle 22 vorgesehen, wobei jedoch zwecks Übersichtlichkeit der obere Spannkanal 22 nur angedeutet ist.
Der Kanal 17 ist in diesem Ausführungsbeispiel als schraubeniinienförmig in axialer Richtung A ausgebildete Nut 17 auf einem Umfang 24 des Zylindergrundkörpers 02 ausgebildet. Diese spiralförmig umlaufende Nut 17 einer Breite b17 und einer Tiefe h17 wird mittels des Zylinderaußenkörpers 03, beispielsweise durch aufschrumpfen, abgedeckt, wobei die Fläche 23 des Zylinderaußenkörper 03 auf einem die Nut 17 bildenden Überstand 26, z. B. einem Steg 26 mit einer Breite b26 aufliegt.
Die Nut 17 steht an ihrem Anfang 27 mit dem Verteilerraum 16 und an ihrem Ende 28 mit dem Sammelraum 18 in Verbindung. Verteilerraum 16 und Sammelraum 18 sind beispielsweise jeweils als Ringnut 16; 18 ausgeführt, welche jeweils durch einen Absatz am Umfang des zylindergrundkörpernahen Bereich des Wellenzapfens 04; 06 und eine Stirnseite des Zylindergrundkörpers 02 gebildet, und ebenfalls vom Zylinderaußenkörper 03 überdeckt wird.
Ein Durchmesser des Formzylinder 01 beträgt für den Fall eines Formzylinders 01 doppeltgroßen Umfangs, d. h. zwei Druckformate in Umfangsrichtung, z. B. zwischen 320 und 400 mm, insbesondere 360 bis 380 mm. Die Tiefe h17 und Breite b17 der Nut 17 sowie die Breite b26 des Steges 26 und die Anzahl der Kanäle 17 bestimmen die Durchflussmenge pro Zeiteinheit und wechselseitig den benötigten Druck sowie die Steigung der schraubenlinienförmigen Nut 17 und somit das Temperierverhalten.
Der Umfang 24 des Zylindergrundkörpers 02 weist in vorteilhafter Ausführung mehrere, z. B. vier oder acht, Nuten 17 mit jeweils um 90° bzw. 45° in Umfangsrichtung versetzten Anfängen 27 und Enden 28 im Verteilerraum 16 und dem Sammelraum 18 auf. Eine mehrgängige, z. B. eine vier- oder achtgängige Nut 17 weist so bei gleicher Kanalgeometrie einen erhöhten Gesamtquerschnitt Q, d. h. der Summe der Querschnitte der Kanäle 17, und eine größere Steigung S, und somit auch einen kürzeren Fließweg und einen kleineren Druckverlust auf.
Im Beispiel weist der Umfang 24 des Zylindergrundkörpers 02 einen viergängigen Kanal 17 auf, wobei die Breite b17 der Nut 17 jeweils zwischen 10 und 20 mm, z. B. 15 mm, und die Breite b26 des Steges 26 jeweils zwischen 3 und 7 mm, z. B. 5 mm, liegt. Die Tiefe h17 des Kanals 17 beträgt jeweils 10 bis 15 mm, beispielsweise 12 mm. Der viergängige Kanal 17 weist somit eine Steigung S von z. B. 52 bis 108 mm, insbesondere von 80 mm auf.
Ein Gesamtquerschnitt Q für den Fluß des Temperiermediums ergibt sich vorteilhafter Weise zu 600 bis 800 mm2. Bei Erhöhung der Wandstärke h03 des Zylinderaußenkörpers 03 bei gleichzeitiger Beibehaltung des Zylinderdurchmessers d01 und einer Verkleinerung eines Innenradius r17 der schraubenlinienförmigen Nut 17, ist die Tiefe h17 der Nut 17 im gleichen Verhältnis zu vergrößern, wie sich der Innenradius r17 der Nut 17 verkleinert, so, dass der Gesamtquerschnitt Q zumindest in der Größenordnung, z. B. größer oder gleich 710 mm2 bleibt. Somit bleibt eine Wärmezufuhr bzw. -abfuhr einer gleichbleibend großen Mantelfläche 21 des Formzylinders 01 gewährleistet. Für die Ermittlung des Gesamtquerschnitts Q ist für im Vergleich zum Innenradius r17 entsprechend kleinen Tiefen h17 näherungsweise der Innenradius r17, ansonsten wie üblich der Innenradius r17 zuzüglich der halben Tiefe h17, anzuwenden. Das Verhältnis zwischen zu temperierender Mantelfläche 21 und dem Gesamtquerschnitt Q ist z. B. zwischen 1000 und 1800 mm2.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 3) für einen Formzylinder 01 ist der Kanal 17 nicht als spiralförmige Nut 17, sondern als offener Spalt 17 zwischen dem Zylindergrundkörper 02 und dem Zylinderaußenkörper 03 mit einem ringförmigen lichten Profil ausgeführt. Zu- und Abfuhr des Temperiermediums erfolgt in gleicher oder ähnlicher Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 ). Anstelle der radial verlaufenden Bohrungen 14 ist der Wellenzapfen 04; 06 mehrstückig ausgeführt und ermöglicht so den Durchtritt des Temperiermediums von der Zufuhrleitung 12 in den Verteilerraum 16 bzw. vom Sammelraum 18 zur Abfuhrleitung 13. Die Zufuhrleitung 12 ist im Ausführungsbeispiel zwei bis vier zweiteilig ausgeführt, wobei eine den Wellenzapfen 04 durchdringende Rohrleitung 12 in eine durch den Zylindergrundkörper 02 führende Rohrleitung mündet.
Die lichte Weite h17 des Spaltes 17 bestimmt zusammen mit einem Innenradius r17 von der Rotationsachse des Zylinders 01 , auf welchem der Spalt 17 angeordnet ist, die Strömungsverhältnisse und somit auch das Temperierverhalten. Eine zu kleine lichte Weite erhöht den erforderlichen Druck bzw. reduziert die Durchflussmenge, während eine zu große lichte Weite aufgrund hoher auftretender Zentrifugalkräfte und auftretender Reibung im Bereich der Fläche 23 während der Rotation des Zylinders keine sichere gerichtete Strömung direkt an der Fläche 23 des Zylinderaußenkörpers 03 zur Folge haben kann.
In einer vorteilhaften Ausführung für einen Formzylinder 01 ist der Spalt 17 am Innenradius r17 von 80 bis 120 mm, insbesondere zwischen 100 und 115 mm angeordnet. Die lichte Weite h17 des Spaltes beträgt 2 bis 5 mm, bevorzugt 3 mm. Die Wandstärke h03 des Zylinderaußenkörpers 03 ist zwischen h03 = 40 mm und h03 = 70 mm, insbesondere zwischen 55 und 65 mm ausgeführt. Der Zylinderaußenkörper 03 ist in dieser Ausführungsform der Temperierung selbsttragend auf einer Länge 101 , z. B. 101 = 800 bis 1200 mm, des Ballens des Zylinders 01 , bzw. einer Länge 103, z. B. 103 = 800 bis 1200 mm des Zylinderaußenkörpers 03, auszulegen. Mit einer Tiefe h22 des Spannkanals 22 zwischen 20 und 45 mm verbleibt somit eine ausreichende Stärke des Zylinderaußenkörpers 03 im Bereich des Spannkanals 22 stehen. Wie im ersten Ausführungsbeispiel ist die lichte Weite h17 des Spaltes vorteilhafter Weise um das Verhältnis einer Verkleinerung des Innenradius r17 zu vergrößern, wenn die Wandstärke h03 verstärkt, und der Spalt 17 weiter in das Innere des Zylinders 01 verlegt wird, und umgekehrt. Der Gesamtquerschnitt Q liegt z. B. zwischen 1300 und 3500 mm2. Das Verhältnis zwischen zu temperierender Mantelfläche 21 und Gesamtquerschnitt Q des Kanals 17 liegt für diese Ausführung z. B. zwischen 300 und 900 mm2, insbesondere zwischen 500 und 650 mm2. Die übrigen, im ersten Ausführungsbeispiel dargelegten bevorzugten Abmessungen des Formzylinder 01 sind auf das zweite Ausführungsbeispiel anzuwenden und werden nicht nochmals genannt.
In einem dritten und einem vierten Ausführungsbeispiel (Fig. 4 und 6) ist der Zylinder 01 als temperierbare Walze 01 , z. B. eine Farbwalze 01 , insbesondere eine Raster- 01 oder Aniloxwalze 01 , ausgeführt. Die Zufuhr und Abfuhr des Temperiermediums sowie die Lagerung in Seitenwänden 08; 09 erfolgen in gleicher oder ähnlicher Weise wie im ersten bzw. zweiten Ausführungsbeispiel.
Im dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 4) ist wie im ersten Ausführungsbeispiel auf dem Umfang 24 des Zylindergrundkörpers 03 ein schraubenlinienförmiger, mehrgängiger, vorzugsweise achtgängiger Kanal 17 angeordnet. Der Verteilerraum 16 und der Sammelraum 18 weist jeweils acht radiale Bohrungen 14; 19 auf und ist äquidistant bezüglich der Umfangsrichtung mit acht Anfängen 27 und acht Enden 28 verbunden. Im Beispiel sind die Kanäle 17 zwecks günstiger mechanischer und guter Strömungseigenschaften als Nut 17 mit segmentartigem, z. B. halbkreisförmigem Profil ausgeführt.
Der mehrgängige Kanal 17 ist vorteilhafter Weise achtgängig ausgeführt, da bei gleicher Geometrie des Kanals 17 entweder die doppelte Menge an Temperiermedium bei gleichbleibendem Druckverlust, oder aber die gleiche Menge Temperiermedium bei verringertem Druck durch den Kanal 17 führbar ist.
Die Nut 17 wird wie im ersten Ausführungsbeispiel mittels des, z. B. aufgeschrumpften, Zylinderaußenkörpers 03, abgedeckt. Insbesondere vorteilhaft ist die Temperierung mittels der schraubenlinienförmigen Nut 17 bei dem Erfordernis einer effektiven und reaktionsschnellen Temperierung des Zylinderaußenkörpers 03, wie es beispielsweise farbführende Farbwalzen 01 und Rasterwalzen 01 darstellen. Je kleiner die Wandstärke h03 des Zylinderaußenkörpers 03 (Fig. 5) ausgeführt ist, desto schneller erfolgt bei Änderung der Betriebstemperatur die Reaktion auf der Mantelfläche 21. Der Zylinderaußenkörper 03 ist im Beispiel mit einer geringen Wandstärke h03 und nicht selbsttragend ausgeführt, d. h. er stützt sich auf den Stegen 26 ab. Die Breite der Nut 17 bestimmt die mechanisch noch zulässige Wandstärke h03 des Zylinderaußenkörpers 03 und umgekehrt. Die zulässige Breite b26 des Steges 26 und die minimale Wandstärke h03 bedingen sich thermisch gegenseitig, da ein Temperaturprofil auf der Mantelfläche 21 des Zylinderaußenkörpers 03 möglichst zu vermeiden ist.
In einer vorteilhaften Ausführung weist die temperierbare Walze 01 den Durchmesser d01 zwischen 160 und 200 mm, insbesondere 180 mm, auf. Die Wandstärke h03 des Zylinderaußenkörpers 03 beträgt 1 bis 4 mm, z. B. h03 = 2 mm (eine ggf. aufzubringende Beschichtung von insgesamt 200 bis 400 μm nicht eingerechnet), die Länge I03 des Zylinderaußenkörpers 03 liegt zwischen 800 und 1200 mm. Ein Verhältnis V zwischen der Länge I03 und der Wandstärke h03 liegt z. B. zwischen 200 und 1200 mm, insbesondere zwischen 400 und 1000 mm. Der Steg 26 weist auf der mit der Fläche 23 des Zylinderaußenkörpers 03 zusammen wirkenden Seite eine Breite b26 von 2 bis 4 mm, insbesondere von b26 = 3 mm auf. Der Kanal 17 weist im mit der Fläche 23 des Zylinderaußenkörpers 03 zusammen wirkenden Bereich eine Breite b17 zwischen 8 und 13 mm, insbesondere 10 bis12 mm, auf. Das Profil des Kanals 17 ist im Beispiel halbkreisförmig ausgebildet, so dass eine maximale Tiefe h17 des Kanals 17 bei 4 bis 7 mm, insbesondere bei h17 = 5 mm. Der Gesamtquerschnitt Q des achtgängigen Kanals 17 beläuft sich auf 300 bis 450 mm2, und ist in etwa vergleichbar mit dem Gesamtquerschnitt Q aus dem viergängigen ersten Ausführungsbeispiel, wenn die zu kühlende Mantelfläche 21 berücksichtigt wird. Auch hier ist eine Erhöhung der Menge an pro Zeiteinheit fließendem Temperiermedium, und falls möglich einer Kontaktfläche des Temperiermediums mit der Fläche 23 des Zylinderaußenkörpers 03, mindestens in der Größenordnung zu halten, wenn sich die Geometrien der Walze 01 bei gleichbleibender, zu temperierender Mantelfläche 21 ändern. Das Verhältnis zwischen zu temperierender Mantelfläche 21 und dem Gesamtquerschnitt Q ist z. B. zwischen 1200 und 1600 mm2.
Im vierten Ausführungsbeispiel (Fig. 6) weist der als Walze 01 ausgebildete Zylinder 01 als Kanal 17 einen im Profil ringförmigen Spalt 17, vergleichbar mit dem des zweiten Ausführungsbeispiels, auf. Die Walze 01 weist, wie im dritten Ausführungsbeispiel, einen Durchmesser d01 von etwa 160 bis 200 mm auf, wobei die Zufuhr und Abfuhr des Temperiermediums entsprechend einer der vorhergehenden Ausführungsbeispiele ausgeführt ist.
Im Unterschied zum dritten Ausführungsbeispiel ist der Zylinderaußenkörper 03 hier selbsttragend auf der Länge 101 , von z. B. 800 bis 1200 mm, ausgeführt und weist z. B. eine Wandstärke h03 von 5 bis 20 mm, insbesondere 5 bis 9 mm auf. Die lichte Weite h17 des Spaltes 17 beträgt 2 bis 5 mm, bevorzugt 3 mm, wobei der Spalt 17 bei einem Innenradius von 60 bis 100 mm, insbesondere bei 80 mm, angeordnet ist. Der durchströmte Gesamtquerschnitt Q liegt z. B. zwischen 1000 und 2500 mm2, insbesondere bei ca. 1500 mm2. Das Verhältnis zwischen zu temperierender Mantelfläche 21 und dem Gesamtquerschnitt Q des Kanals 17 liegt z. B. zwischen 200 und600 mm2, insbesondere zwischen 300 und 500 mm2.
Die vorzugsweise als Rasterwalze 01 ausgeführte Walze 01 aus dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel kann auf ihrer Mantelfläche 21 eine Profilierung, beispielsweise farbführende Näpfchen aufweisen. Sie kann bevorzugt auf der Mantelfläche 21 des Zylinderaußenkörpers 03 eine Chrom-Nickel- und eine Keramik- Beschichtung von jeweils 100 - 200 μm Stärke aufweisen, wobei letztere die Profilierung bzw. die Näpfchen aufweist. Vorteilhaft für die Ausführungen der Temperierung mittels eines schraubenlinienförmigen Kanals 17 ist es, das Verhältnis zwischen der zu temperierenden Mantelfläche 21 und dem Gesamtquerschnitt Q des durchflossenen Kanals 17 zwischen Zylindergrundkörper 02 und Zylinderaußenkörper 03 kleiner als 2000 mm2, insbesondere zwischen 1800 und 1000 mm2 zu wählen. Die Breite b26 des Steges ist in vorteilhafter Weise kleiner oder gleich der doppelten, insbesondere der eineinhalbfachen Wandstärke h03 des Zylinderaußenkörpers 03
Insbesondere vorteilhaft für Zylinder 01 oder Walzen 01 ist die Ausbildung des Zylinderaußenkörpers 03 als dünnwandiges Rohr 03 mit einer Wandstärke d03 kleiner oder gleich 5 mm, insbesondere kleiner 3 mm, welches sich mechanisch auf den in axialer Richtung A beabstandeten Stegen 26 abstützt.
Die im dritten Ausführungsbeispiel ausgeführte Anordnung für die Temperierung kann in einer vorteilhaften Weiterbildung auch ein Formzylinder 01 sein, welcher keine Befestigungseinrichtung aufweist, wie dies beispielsweise bei der Verwendung von Druckhülsen anstelle von Druckplatten oder bei direkt zu bebildernden Mantelflächen 21 von Formzylindern 01 der Fall ist. Auch hier ist dann eine gerichtete, reaktionsschnelle Temperierung entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel vorteilhaft.
Bezugszeichenliste
01 Zylinder, Form-, Ubertragungszyiinder, Walze, Färb-, Raster-, Aniloxwalze
02 Zylindergrundkörper (01 )
03 Zylinderaußenkörper, Rohr (01 )
04 Wellenzapfen (02)
05 -
06 Wellenzapfen (02)
07 Lager
08 Seitengestell
09 Seitengestell
10 -
1 1 Axialbohrung
12 Zufuhrleitung, Rohrleitung
13 Abfuhrleitung
14 Bohrung, radial
15 -
16 Ringnut, Verteilerraum
17 Kanal, Nut, Spalt
18 Sammelraum, Ringnut
19 Bohrung, radial
20 -
21 Mantelfläche (03)
22 Befestigungseinrichtung, Spannkanal
23 Fläche (03)
24 Umfang (02)
25 -
26 Überstand, Steg
27 Anfang (17)
28 Ende (17) b17 Breite (17) b26 Breite (26)
d01 Durchmesser (01) d1 1 Innendurchmesser (11 ) d12 Außendurchmesser (12)
h02 Wandstärke (02) h03 Wandstärke (03) h17 Tiefe, lichte Weite (17) h22 Tiefe (22)
101 Länge (01 )
I03 Länge (03)
r17 Innenradius (17)
A axiale Richtung (01 )
Q Gesamtquerschnitt
S Steigung
V Verhältnis (I03, h03)

Claims

Ansprüche
1. Zylinder (01 ) einer Rotationsdruckmaschine, welcher einen Zyiindergrundkörper (02) und einen Zylinderaußenkörper (03) aufweist, und welcher zwischen dem Zyiindergrundkörper (02) und dem Zylinderaußenkörper (03) von einem Temperiermedium durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfang (24) des Zylindergrundkörpers (02) einen mehrgängigen, schraubenlinienförmigen Kanal (17) aufweist, und dass der druckfarbeführende Zylinderaußenkörper (03) über seine Länge nicht selbsttragend, sich auf dem Zyiindergrundkörper (02) abstützend ausgeführt ist.
2. Zylinder (01 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mehrgängige Kanal (17) als schraubenlinienförmige Nuten (17) mit verbleibenden Stegen (26) im Umfang (24) des Zylindergrundkörpers (02) ausgebildet ist, welche mittels des sich auf den Stegen (26) abstützenden Zylinderaußenkörpers (03) abgedeckt sind.
3. Zylinder (01 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (17) achtgängig ausgeführt ist.
4. Zylinder (01 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Gesamtquerschnitt (Q) des Kanals (17) im Verhältnis 1 : 1200 bis 1 : 1600 zur zu temperierenden Mantelfläche (21 ) ausgeführt ist.
5. Zylinder (01 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis einer Breite (b26) des Steges (26) und einer Wandstärke (h03) des Zylinderaußenkörpers (03) kleiner oder gleich 2, insbesondere kleiner oder gleich 1 ,5, ausgeführt ist.
6. Zylinder (01 ) einer Rotationsdruckmaschine, welche einen Zyiindergrundkörper (02) und einen Zylinderaußenkörper (03) aufweist, und welcher zwischen dem Zyiindergrundkörper (02) und dem Zylinderaußenkörper (03) von einem Temperiermedium durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Zylinderaußenkörpers (03) und Zyiindergrundkörper (02) ein sich in axialer Richtung (A) erstreckender Spalt (17) mit nahezu kreisringförmigem Profil ausgebildet ist.
7. Zylinder (01) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Zyiindergrundkörper (02) und der Zylinderaußenkörper (03) nicht aufeinander abstützen.
8. Zylinder (01) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gesamtquerschnitt (Q) des Spaltes (17) im Verhältnis 1 : 200 bis 1 : 600, insbesondere zwischen 1 : 300 und 1 : 500, zur zu temperierenden Mantelfläche (21 ) ausgeführt ist.
9. Zylinder (01 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (17) eine lichte Weite (h17) von 2 bis 5 mm aufweist.
10. Zylinder (01 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (01 ) eine Zufuhrleitung (12) und eine Abfuhrleitung (13) für das Temperiermedium aufweist.
11. Zylinder (01 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wellenzapfen (04; 06) sowohl die Zufuhrleitung (12) als auch die koaxial um die Zufuhrleitung (12) angeordnete Abfuhrleitung (13) aufweist.
12. Zylinder (01 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (01 ) als Farbwalze (01 ) ausgeführt ist.
13. Zylinder (01 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (01 ) als Rasterwalze (01 ) ausgeführt ist.
14. Zylinder (01 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis (V) zwischen einer Länge (I03) und einer Wandstärke (h03) des Zylinderaußenkörpers (03) zwischen 1 : 200 und 1 : 1200, insbesondere zwischen 1 : 400 und 1 : 1000 liegt.
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