Beschreibung:
Vorrichtung zum Befestigen einer Bespannung auf einem Druckwerkzylinder
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen einer Bespannung auf einem Druckwerkzylinder einer Druckmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die EP 418 991 B1 zeigt eine Vorrichtung zum Befestigen einer biegsamen Druckplatte auf einem Formzylinder. Die Vorrichtung besitzt eine in einer Zylindergrube angeordnete Spindel. Die zu spannende Druckplatte wird mit ihrem abgekanteten vorlaufenden Schenkel an einer vorlaufenden Kanalkante eingehängt und um den Formzylinder gewickelt. Anschließend wird der abgekantete nachlaufende Schenkel in die Spanngrube eingeführt und in einen Schlitz der Spindel eingesteckt. Bei Drehung der Spindel drückt diese den vorlaufenden Schenkel gegen eine Grubenwand und zieht den nachlaufenden Schenkel in die Spanngrube.
Die Vorrichtung weist einen kompliziert geformten nachlaufenden Schenkel auf, für dessen Einführung in die Spanngrube ein breiter Spalt in der Zylindermantelfläche erforderlich ist. Dies bedingt einen entsprechenden Verlust an Zylindermantelfläche, die nicht für einen Druck zur Verfügung steht und sich in nicht bedruckbaren, weißen Rändern äußert. Weiterhin ruft ein breiter Spalt Schwingungen beim Druck hervor.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Befestigen einer Bespannung auf einem Druckwerkzylinder zu schaffen, bei der unter Realisierung eines schmalen Spaltes in der Zylindermantelfläche die Schenkel der Bespannung leicht und zuverlässig spannbar sind.
Die gestellte Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dank der Abrückbarkeit der nachlaufenden Kanalkante ist im Druckbetrieb ein schmaler Kanal und beim Wechsel der Bespannung ein breiter Kanal realisierbar. Dies ermöglicht die Verwendung eines einfach geformten vor- und nachlaufenden Schenkels, der leicht in die Spanngrube einführbar ist. Dies ermöglicht, eine Bespannung automatisch zu wechseln. Außerdem ist ein sehr schmaler Spalt in der Zylindermantelfläche realisierbar, wodurch der Flächenverlust, der für den Druck nicht zur Verfügung steht, gering ist. Weiterhin werden Schwingungen, sogenannte Kanalschläge, reduziert, wodurch Voraussetzungen für eine gute Druckqualität geschaffen werden. Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 : einen Formzylinder in der Seitenansicht,
Fig. 2: den Schnitt II - II nach Figur 1 ,
Fig. 3: den Schnitt III - III nach Figur 1 ,
Fig. 4: den Schnitt IV - IV nach Figur 1.
Der in Figur 1 gezeigte Formzylinder 1 ist mit seinem Zapfen 2, 3, nicht dargestellt, in Seitenwänden gelagert. In dem Formzylinder 1 ist, in dessen Achsrichtung verlaufend, eine Spindel 4 gelagert. Die Spindel 4 besitzt eine Ausnehmung, die zusammen mit einer Grubenwand 5 des Formzylinders 1 eine Spanngrube 6 bildet (z.B. Figur 4). Die Grubenwand 5 verläuft spitzwinklig zur Mantelfläche des Formzylinders 1 und bildet im Schnittpunkt mit dieser eine vorlaufende Kanalkante 7. Die Spindel 4 beherbergt eine nachlaufende Kanalkante 8, an die anschließend die Spindel eine Fläche 9 aufweist, mit der ein Mantelbereich des Formzylinders 1 darstellbar ist.
Die Spindel 4 ist im Körper des Formzylinders 1 drehbar gelagert und mittels eines Antriebes in einem Bereich schwenkbar. Eine Antriebsvariante ist in Figur 3 dargestellt. Im Einzelnen ist die Spindel 4 formschlüssig mit einer Schubstange 10 verzahnt. Die Spindel 4 trägt eine Nase 11 , die in eine Kalotte der Schubstange 10 eingreift. Statt dessen könnte die Spindel 4 auch eine Zahnsegment tragen, das mit einer Zahnstange der Spindel 10 im Eingriff steht. An der Schubstange 10 ist ein Kolben 13 befestigt, der in einer Bohrung 14 des Formzylinders 1 verschiebbar ist. Der Kolben 13 und die Bohrung 14 bilden einen Arbeitszylinder, der über Leitungen 15 und 15.1 mit Druckluft speisbar ist. Bei Speisung mit Druckluft wird der Kolben 13 entsprechend beaufschlagt und nimmt mitsamt der Schubstange 10 und der Spindel 4 die in Figur 3 gezeigte Stellung ein. Dabei wird eine sich an einem Stopfen 16 abstützende Druckfeder 17 gespannt, die bei Abschalten der Druckluft den Kolben 13 in den nunmehr drucklosen Druckraum der Bohrung 14 verschiebt, wobei die Spindel 4 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Die Spindel 4 wird dabei in die in Figur 4 gezeigte Endlage verschwenkt, bei der eine Nase 18, beispielsweise als Passfeder ausgeführt, am Ende einer Ausnehmung 19 im Zylinderkörper anschlägt. Der beschriebene Spindelantrieb ist vorteilhaft mehrfach an der Spindel 4 angeordnet, im Ausführungsbeispiel beispielsweise 2-fach.
Die in Figur 4 gezeigte Anschlagstellung der Spindel 4 ist die Spannstellung für die zu spannende Druckform 20. In dieser Spannstellung wird die Spindel 4 mittels eines Keiles 21 blockiert, wie in Figur 4 gezeigt. Der Keil 21 wird hierzu gegen eine Keilfläche 22 der Spindel 4 gefahren. Dies erfolgt mittels der Kraft einer Druckfeder 23, die sich gegen einen Stopfen 24 im Zylinderkörper abstützt und gegen einen Kolben 25 drückt, der am Keil 21 befestigt ist. Der Kolben 25 bildet zusammen mit einer Bohrung 26 einen Arbeitszylinder. Die Bohrung 26 ist über Leitungen 27 und 27.1 mit Druckluft füllbar. Bei der dabei erfolgenden Druckbeaufschlagung des Kolbens 25 wird dieser zusammen mit dem Keil 21 entgegen der Kraft der Druckfeder 23 bewegt, wobei der Keil 21 außer Kontakt mit der Keilfläche 22 bringbar ist und die Blockierung der Spindel 4 aufgehoben wird. Die beschriebene Blockiervorrichtung wird vorteilhaft mehrfach an der Spindel 4 vorgesehen. In dem Spannkanal sind weiterhin ein oder mehrere Federhaken 28, im Ausführungsbeispiel 2 Federhaken 28, verfahrbar (Figur 2). Der Federhaken 28 ist an einer Kolbenstange 29 befestigt, die mit einem in einer Bohrung 30 verschiebaren Kolben 31 verbunden
ist. Die Bohrung 30 und der Kolben 31 bilden einen Arbeitszylinder, dessen Druckraum von einem Stopfen 32 verschlossen wird und über Leitungen 33 und 33.1 mit Druckluft speisbar ist. Bei Speisung des Druckraums mit Druckluft nehmen der Kolben 31 samt Kolbenstange 29 und Federhaken 28 die in Figur 2 gezeichnete Stellung ein, wobei eine sich im Grund der Bohrung 30 abstützende Druckfeder 34 gespannt wird. Beim Abschalten der Druckluft, wenn also der Druckraum am Kolben 31 druckfrei wird, bewirkt die Kraft der Druckfeder 34 eine Bewegung des Kolbens 31 auf den Stopfen 32 zu, wobei der Federhaken 28 in die Spanngrube 6 gezogen wird.
Das Spannen der flexiblen Druckform 20 erfolgt derart, dass diese zunächst mit ihrem vorlaufenden abgekanteten Schenkel 35 an der vorlaufenden Kanalkante 7 des Formzylinders 7 eingehängt wird. Die Spindel 4 und der Federhaken 28 befinden sich dabei in den in Figur 2 gezeigten Stellungen. Hierzu hat die Schubstange 10 des Spindelantriebes die in Figur 3 gezeigte Stellung und die den Federhaken 28 tragende Kolbenstange 29 die in Figur 2 gezeigte Stellung inne. Bei dieser Spindelstellung ist der Spannkanal 6 weit geöffnet, und ein Einstecken des vorlaufenden Schenkels 35 (und später des nachlaufenden Schenkels 36) der Druckform 20 gut möglich. Anschließend wird die Druckluftzufuhr zur Bohrung 30 (Figur 2) abgeschaltet, wodurch die Druckfeder 34 den Kolben auf den Stopfen 32 zu bewegt und der Federhaken 28 in die Spanngrube gezogen wird. Er setzt dabei auf eine Kerbe 37 des vorlaufenden Schenkels 35 auf und zieht den vorlaufenden Schenkel der Druckform 20 in die Spanngrube 6 und bringt die Druckform 20 mit ihrer Abkantung zur Anlage auf der vorlaufenden Kanalkante 7. Die Druckform 20 wird dabei auf der vorlaufenden Kanalkante 7 gut ausgerichtet. Ein Ausrichten von Hand, z.B. durch Klopfen, erübrigt sich. Die gute Ausrichtung ist wichtig für die folgende lagerichtige Montage. Die Kerbe 37 ist im Ausführungsbeispiel stufenförmig ausgebildet. Sie könnte beispielsweise auch V-förmig gestaltet sein.
Die an der vorlaufenden Kanalkante 7 eingehängte und auf dieser mittels der Federhaken 28 festgespannte Druckform wird anschließend um den Formzylinder 1 gewickelt (Figur 3). Dabei drücken eine oder mehrere Andrückwalzen 38, 39 die Druckform 20 fest auf den Formzylinder 1. Statt dessen kann auch ein benachbarter Übertragungszylinder in Abrollkontakt mit dem Formzylinder 1 gebracht werden. Gegen Ende einer Abrollumdrehung nähert sich der Bereich der Spindel 4 den
Andrückwalzen 38, 39, wobei der nachlaufende Schenkel 36 in die Spanngrube 6 einschwenkt (Figur 3). Das Einschwenken ist bei dem geöffneten Spannkanal 6 in der gezeigten Spindelstellung gut möglich. Außerdem ist der Drehpunkt der Spindel 4 im Körper des Formzylinders 1 so angeordnet, dass die nachlaufende Kanalkante 8 an der Spindel 4 sowie die Fläche 9 der Spindel nicht über den Umfangskreis des Formzylinders 1 heraustreten. Es ist dadurch eine vollständiges Einstecken des vorlaufenden Schenkels in die Spanngrube 6 möglich. Der eingesteckte nachlaufende Schenkel 36 kommt an einem Anschlag 40 der Spindel 4 zur Anlage. Außerdem sind der nachlaufenden Kanalkante 8 eine oder mehrere nebeneinander angeordnete Blattfedern 41 vorgelagert (Figur 3). Dies Blattfedern 41 hintergreifen den an der nachlaufenden Kanalkante 8 eingehängten und sich an dem Anschlag 40 abstützenden nachlaufenden Schenkel 36. Anschließend wird die Spindel 4 durch Abschalten der Druckluft in der Bohrung 14 in die Spannstellung (Figur 4) gedreht, wobei die Blattfedern 41 elastisch auf die ihnen benachbarte Spindelwand 42 zubewegt und vorgespannt werden. Im Druckbetrieb halten die vorgespannten Blattfedern 41 das nachlaufende Plattenende unter Spannung und spannen die Druckplatte 20 nach. Die Druckplatte 20 ist nunmehr gespannt und die Andrückwalzen 38, 39 können abgestellt werden.
Die Vorrichtung hat den Vorteil, dass die gespannte Druckplatte 20 nicht mit
Druckluft gehalten wird, sondern dass die Spannfunktion durch die Druckfedern 17, 23 und 34 aufrecht erhalten wird. Die Spannvorrichtung ist dadurch bei Druckluftausfällen havariesicher. Auch braucht im Druckbetrieb keine Druckluft zugeführt zu werden, wodurch Reibungsverluste bei Dreheinführungen minimiert werden. Als Druckfluid kann beispielsweise auch Öl verwendet werden. Das Fluid wird vorteilhaft über Leitungen in den Zapfen 2, 3 den Leitungen 15, 27, 33 zugeführt. Von Vorteil ist auch, dass vorlaufender Schenkel 35 und nachlaufender Schenkel 36 mit separaten Mitteln unabhängig voneinander spannbar sind. Dadurch kann der vorlaufende Schenkel 35 und der Plattenanfang während des gesamten Aufziehvorganges gehalten werden. Rückwärtige Drehungen von Spannmitteln und auch des Formzylinders sind nicht erforderlich. Der Spannvorgang kann mit einer einzigen Umdrehung des Formzylinders 1 ausgeführt werden. Dies äußert sich in Zeitersparnis und ermöglicht ein schnelles Spannen der Druckform 20.
Die Demontage der Druckform 20 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge ihrer Montage. Es wird zunächst der Formzylinder 1 in die in Figur 3 gezeigte Stellung bezüglich der Andrückwalzen 38 und 39 gedreht, wobei diese angestellt sind. Gleichzeitig oder danach wird die Blockierung der Spindel 4 aufgehoben, indem durch Zufuhr von Druckluft über die Leitung 27 und 27.1 der Kolben 25 mit Druckluft beaufschlagt und entgegen der Kraft der Druckfeder 23 zurückgezogen wird (Figur 4). Anschließend wird die Spindel 4 in die in Figur 3 gezeigte Stellung geschwenkt, indem über die Leitungen 15 und 15.1 der Kolben 13 mit Druckluft beaufschlagt und entgegen der Kraft der Druckfeder 17 zurückgezogen wird. Nunmehr springt das nachlaufende Ende der Druckform 20 mitsamt dem nachlaufenden Schenkel 36 aus der
Spanngrube 6 heraus. Bei der Weiterdrehung des Formzylinders 1 im Uhrzeigersinn wird die Druckform 20 vom Formzylinder 1 abgewickelt und kann bei der in Figur 2 gezeigten Stellung von der vorlaufenden Kanalkante 7 abgehoben werden. Zuvor sind jedoch noch die Federhaken 28 in die in Figur 2 gezeigte Stellung zu schieben. Hierfür wird der Kolben 31 über die Leitungen 33 und 33.1 mit Druckluft beaufschlagt, wobei sich dieser entgegen der Kraft der Druckfeder 34 nach oben bewegt, wobei der Federhaken 28 sich ebenso bewegt und die Kerbe 37 des vorlaufenden Schenkels 35 freigibt.
In der Zylindergrube 6 ist eine Schmutzabdeckung 43 angeordnet, die die tiefer liegenden Bereiche vor Verschmutzung schützt. Vorteilhaft ist die Schmutzabdeckung 43 mittels einer gegebenenfalls in Teilstücke unterteilten Profilleiste 44 an der Spindel 4 angeschraubt. Vorteilhaft trägt die Profilleiste 44 auch den Anschlag 40 sowie eine Rundung 45, mit der ein Ausbiegen der an der Kerbe 37 angreifenden Federhaken 28 vermieden wird (Figur 2). Die Spanngrube 6 ist durch ihre weite Öffnungsmöglichkeit gut reinigbar. Auch sind die Einzelteile der Vorrichtung gut zugänglich. Die Spindel 4 ist außerhalb des Bereichs von Schmitzringen lagerbar, was ihre radiale Entnehmbarkeit aus dem Formzylinder 1 ermöglicht, womit eine einfache Wartung und gegebenenfalls Reparatur möglich ist.
Die Vorrichtung erfordert weiterhin keine großen, aufwendigen Lagerungen für die Spindel 4, da diese im Spannzustand zuverlässig und ohne die Gefahr von Ausbiegungen in einer Bohrung des Formzylinders 1 gelagert ist und sich in der Blockierstellung an den Punkten A, B und C und am Keil 21 (Figur 4) abstützt. Es
sind lediglich kleine Lagerungen (nicht dargestellt) stirnseitig am Zylindermantel oder in dessen Randbereichen ohne jegliche qualitativen Forderungen an eine Lagergüte vorgesehen, um die geöffnete Spindel zu sichern. Dies sowie die Anordnung der Spindel im Mantelbereich sowie ihres Antriebes im Innern des Formzylinders gestatten es, die Zapfen 2, 3 mit einem großem Durchmesser auszuführen und das Maß zwischen den Druckwerkwänden klein zu halten oder den Zylinderkörper breit auszuführen. Gegebenenfalls können auch, dies unterstützend, die Schmitzringe entfallen. Insgesamt ist dadurch eine große Steifigkeit des Druckwerkzylinders erzielbar.
Die Vorrichtung ist für viele Druckmaschinentypen und dabei jeweils für die kleinsten bis größten Formate einsetzbar. Der Druckformenwechsel kann manuell, halbautomatisch oder vollautomatisch realisiert werden. Dank einfacher Gestaltung des vorlaufenden und nachlaufenden Schenkels 35, 36 werden an die vorgelagerten Systeme zur Druckplattenherstellung, z. B. Abkantvorrichtungen, keine besonderen Anforderungen gestellt. Die Abkantungen sind einfach und zuverlässig, z. B. unter Einhaltung enger Toleranzen, herstellbar, wobei auch kleinere Abschnittlängen realisierbar sind. Auch Stanzlöcher sind einbringbar.
Der Kanal in der Zylindermantelfläche kann im Betriebszustand bis auf einen sehr geringen Abstand a (Figur 4), und zwar fast bis zur Berührung der Druckformabkantungen geschlossen werden. Somit kann der Abstand zwischen vorlaufender und nachlaufender Kanalkante 7, 8 annähernd in der Größe der doppelten Druckplattendicke bemessen werden. Dies ermöglicht, den nicht druckenden Bereich extrem zu minimieren und eine große Satzgröße zu realisieren. Außerdem wird eine Schwingungserregung durch Kanalschläge reduziert und somit die erzielbare Druckqualität verbessert.
Mit der Vorrichtung können auch Gummitucheinheiten 46 gespannt werden. Eine solche ist in Figur 3 dünn mit eingezeichnet, wobei die Positionsziffern in Klammern angegeben sind. Die Gummitucheinheit 46 enthält eine Trägerplatte 47, auf der mit Ausnahme des vorlaufenden und nachlaufenden Schenkels ein Gummituch 48 befestigt ist. Die Schenkel werden analog denen der Druckform 20 in der Vorrichtung gespannt.
Die Erfindung ist auch anwendbar, wenn am Umfang des Druckwerkzylinders 1 mehrere Spanngruben 6 angeordnet sind, in die jeweils ein vorlaufender und ein nachlaufender Schenkel 35, 36 zweier benachbarter zu befestigender Bespannungen 20, 46 eingesteckt werden.
Bezugszeichenliste
1 Formzylinder 27 Leitung
2 Zapfen 27.1 Leitung
3 Zapfen 28 Federhaken
Spindel 29 Kolbenstange
5 Grubenwand 30 Bohrung
6 Spanngrube 31 Kolben
7 vorlaufende Kanalkante 32 Stopfen
8 nachlaufende Kanalkante 33 Leitung
9 Fläche 33.1 Leitung
10 Schubstange 34 Druckfeder
11 Mitnehmer 35 vorlaufender Schenkel
12 Kalotte 36 nachlaufender Schenkel
13 Kolben 37 Kerbe
14 Bohrung 38 Andrückwalze
15 Leitung 39 Andrückwalze
15.1 Leitung 40 Anschlag
16 Stopfen 41 Blattfeder
17 Druckfeder 42 Spindelwand
18 Nase 43 Schmutzabdeckung
19 Ausnehmung 44 Gummitucheinheit 0 Druckform 45 Trägerplatte
21 Keil 46 Gummituch
22 Keilfläche
23 Druckfeder
24 Stopfen A Punkt
25 Kolben B Punkt
26 Bohrung C Punkt a Abstand