EP1493566B1 - Printing machine - Google Patents
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- EP1493566B1 EP1493566B1 EP03015093A EP03015093A EP1493566B1 EP 1493566 B1 EP1493566 B1 EP 1493566B1 EP 03015093 A EP03015093 A EP 03015093A EP 03015093 A EP03015093 A EP 03015093A EP 1493566 B1 EP1493566 B1 EP 1493566B1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B41F13/00—Common details of rotary presses or machines
- B41F13/08—Cylinders
- B41F13/18—Impression cylinders
Definitions
- the invention relates to a printing machine with at least one impression cylinder.
- An impression cylinder is used for example in a flexographic printing machine to press the substrate against a printing cylinder.
- the printing material is usually passed around the impression cylinder and transported by this.
- the ink can be precisely transferred from the printing cylinder to the substrate, a precise maintenance of an optimal distance between the cylinders for a uniformly good print image, which corresponds to today's usual high requirements, necessary.
- the diameter of the impression cylinder may be, for example, in the range of 2 m to 3.5 m.
- a linear coefficient of thermal expansion for steel of about 11 x 10 -6 K -1 results in a variation of the temperature of the impression cylinder by 5 ° C, a change in the outer radius by an amount of about 55 microns to 95 microns.
- a temperature stabilization is therefore carried out in conventional printing presses.
- steel impression cylinders are known with an outer steel double wall, the space serves as Temperierwasserkanal.
- the temperature variation of the impression cylinder to a value of ⁇ 0.5 ° C or ⁇ 1 ° C are limited, whereby the required dimensional accuracy of the impression cylinder radius is guaranteed.
- the object of the invention is to provide a printing machine in which the dimensional stability of a counter-pressure cylinder required for high print quality is achieved with simpler means.
- the impression cylinder cylinder body made of a material having a linear coefficient of thermal expansion in the circumferential direction of the impression cylinder smaller than 2 x 10 -6 K -1 .
- the thermal expansion coefficient of the material is then decisive for the thermal expansion of the impression cylinder.
- a material whose linear thermal expansion coefficient in the direction mentioned is even smaller than 1 ⁇ 10 -6 K -1 , but more preferably smaller than 0.5 ⁇ 10 -6 K -1 .
- a material with a linear coefficient of thermal expansion of 0.45 x 10 -6 K -1 assuming a temperature variation of the ambient temperature in the pressroom in the range of 15 ° C to 35 ° C, a dimensional stability of the impression cylinder, the one of ⁇ 0.5 ° C tempered steel impression cylinder still exceeds.
- a part of the counterpressure cylinder which radially supports the cylinder body from the inside is preferably made of a material which has a linear thermal expansion coefficient of less than 2.times.10.sup.-6 K.sup.- 1 in this direction.
- the cylinder body is a cylindrical sleeve, and the cylinder body radially from the inside supporting part of the impression cylinder is formed by disks. Instead of discs and spokes are conceivable.
- the coefficient of radial expansion of the material from which the sleeve predominantly exists contributes very little to a temperature-dependent change in the outer radius of the impression cylinder.
- a material with directional thermal expansion coefficient can therefore be used particularly advantageously;
- the sleeve can be made of carbon fiber reinforced plastic, in which the fibers are wound in the circumferential direction of the sleeve and are surrounded by a matrix of plastic. The linear thermal expansion coefficient can then be zero in the circumferential direction of the sleeve.
- the impression cylinder has an axis which consists predominantly of a material which has a linear coefficient of thermal expansion of less than 2 ⁇ 10 -6 K -1 in the circumferential direction of the axis and / or radial direction.
- the axis carries the cylinder body radially from the inside supporting part of the impression cylinder, so for example, the discs.
- the material whose linear thermal expansion coefficient is less than 2 ⁇ 10 -6 K -1 is a composite material, in particular a fiber composite material.
- various composite materials for the individual parts of the impression cylinder can be used. It is also possible to combine a composite material with other materials. Alternatively, the impression cylinder can also be made in one piece.
- the composite material is preferably carbon fiber-containing material, more preferably carbon fiber reinforced plastic.
- Such a material allows the impression cylinder has a self-supporting sleeve, remain due to their high inherent rigidity occurring during printing deformations of the impression cylinder within the allowable tolerance limits. Due to the relatively low specific weight of such a material, the total weight and the moment of inertia of the sleeve remains relatively low, which has a favorable effect on the smoothness of the printing press.
- the carbon fibers may have certain orientations, as described above.
- the cylinder body is preferably made of a carbon fiber composite material with a wound skeleton of carbon fibers.
- polymer concrete or mineral casting may be used to make the impression cylinder.
- This material may have the necessary mechanical properties in a suitable manufacturing process, in particular one, possibly direction-dependent, thermal expansion coefficient, which is lower than that of steel.
- suitable, other composite materials, in particular fiber composite materials, for the preparation of the impression cylinder can be used.
- FIG. 1 shows a partial side view of a flexographic printing machine
- Figure 2 shows a section along the line II-II in Figure 1.
- the printing press has a frame 10, which has two side parts 12 and 14. In Figure 1, only the side part 12 can be seen. Between the side parts 12 and 14, a counter-pressure cylinder 16 is mounted, on the periphery of which a plurality of inking units 18 are arranged. Each inking unit 18 comprises a printing cylinder 20 and an applicator roller 22.
- the side parts 12 and 14 each have struts 24, between which a plurality of windows 26 are formed.
- the impression cylinder 20 and the applicator rollers 22 are mounted in slides 28 which are movable along guide rails 30.
- the guide rails 30 are each mounted below an associated window 26 on the inside of the side part 12 and 14, respectively.
- the counter-pressure cylinder 16 has stub axles 32 with which it is mounted in the side parts 12 and 14, respectively.
- the counter-pressure cylinder 16 shown in longitudinal section in Figure 3 has a cylinder core 34 made of carbon fiber reinforced plastic, which forms a continuous axis and at its two ends the stub axle 32 which serve for storage in the two side parts 12 and 14 of the frame 10. Furthermore, the cylinder core 34 has an axial bore 36, can be supplied via the compressed air, which then communicates via radial openings 38 to the peripheral surface 40 of the cylinder core with an inner cavity 42 of the impression cylinder.
- the cylinder core 34 is surrounded at a distance by a cylindrical sleeve 44, which is formed by a tubular body made of carbon fiber reinforced plastic.
- a tubular body made of carbon fiber reinforced plastic are already known per se and have hitherto been used in printing presses, for example as anilox rolls or for printing cylinders.
- these tubular bodies have a skeleton of coiled carbon fibers embedded in a matrix of plastic.
- the fibers are wound at a small angle of, for example, 10 ° to the circumferential direction, but may also be oriented in other directions, for example diagonally, circumferentially or longitudinally.
- the sleeve 44 is wound rotationally symmetrical, so that its outer diameter is approximately constant with temperature fluctuations.
- the sleeve 44 is made so precisely that its outer diameter has an accuracy of 5 ⁇ m.
- Advantages of using carbon fiber reinforced plastics are their low Density, its high strength and rigidity and its low coefficient of thermal expansion, which is significantly smaller than 1 x 10 -6 K -1 and depending on the direction even close to zero.
- the sleeve 44 is supported on the cylinder core 34 at both ends by flat discs 46, which are also made of carbon fiber reinforced plastic.
- the discs 46 are rotatably connected to the cylinder core 34, as symbolized by wedges 48 in the drawing. Accordingly, the sleeve 44 is rotatably connected to the discs 46, so that the cylinder core 34, the discs 46 and the sleeve 44 together form a rigid, bending and torsion-resistant impression cylinder.
- the radial forces acting on the outer surface 50 of the sleeve 44 during printing are introduced into the two discs 46 without the sleeve 44 being appreciably deformed. Since the force is introduced into the cylinder core 34 in the vicinity of the stub axle 32, a deflection of the cylinder core 34 is largely avoided.
- the flexural rigidity of the impression cylinder 16 is increased overall by the bowl-shaped structure.
- the fiber directions of the composite material are each oriented so that the linear thermal expansion coefficients of the respective workpiece in the directions relevant to the total extent of the impression cylinder are each less than 0.5 ⁇ 10 -6 K -1 .
- the relevant directions are for the sleeve 44, the circumferential direction parallel to its outer surface 50 and for the discs 46 and the cylinder core 34 lying in the plane of the disc directions.
- the radius of the outer surface 50 of the impression cylinder 16 changes at a temperature change of 1 ° C by less than 0.5 ⁇ m per radius in meters.
- the sleeve 44 is provided on its inside with (not shown) stiffening ribs which extend in the circumferential direction. Alternatively, other directions for the stiffening ribs are conceivable.
- the discs 46 may also have stiffening ribs.
- the attachment may also be by gluing or other methods, or the sleeve 44 may be made with the discs 46 in one piece.
- more than two discs 46 may be arranged in the impression cylinder, and the discs 46 may be offset at the two ends of the impression cylinder 16 relative to the sleeve 44 in the axial direction inwardly.
- the discs 46 and / or the cylinder core 34 may alternatively be made of a different material from the material of the sleeve material.
- the thickness of the sleeve 44 must be sufficiently dimensioned to absorb thermal expansion of the discs 46 resulting tension forces, or the thickness of the discs 46 must be sufficiently dimensioned to absorb by thermal expansion of the cylinder core 34 occurring bracing forces.
- the impression cylinder 16 is preferably constructed so that no internal stresses occur.
Description
Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine mit mindestens einem Gegendruckzylinder.The invention relates to a printing machine with at least one impression cylinder.
Ein Gegendruckzylinder dient beispielsweise bei einer Flexodruckmaschine dazu, den Bedruckstoff gegen einen Druckzylinder anzudrücken. Der Bedruckstoff wird dabei üblicherweise um den Gegendruckzylinder herumgeführt und von diesem transportiert. Damit an der Kontaktstelle zwischen dem Gegendruckzylinder und dem Druckzylinder die Druckfarbe präzise von dem Druckzylinder auf den Bedruckstoff übertragen werden kann, ist eine genaue Einhaltung eines optimalen Abstandes zwischen den Zylindern für ein gleichmäßig gutes Druckbild, das den heutzutage üblichen hohen Anforderungen entspricht, notwendig.An impression cylinder is used for example in a flexographic printing machine to press the substrate against a printing cylinder. The printing material is usually passed around the impression cylinder and transported by this. Thus, at the contact point between the impression cylinder and the printing cylinder, the ink can be precisely transferred from the printing cylinder to the substrate, a precise maintenance of an optimal distance between the cylinders for a uniformly good print image, which corresponds to today's usual high requirements, necessary.
Der Durchmesser des Gegendruckzylinders kann beispielsweise im Bereich von 2 m bis 3.5 m liegen. Mit einem linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten für Stahl von ca. 11 x 10-6 K-1 ergibt sich bei einer Schwankung der Temperatur des Gegendruckzylinders um 5°C eine Änderung des Außenradius um einen Betrag von etwa 55 µm bis 95 µm. Um unzulässige Schwankungen des Radius des Gegendruckzylinders zu verhindern, wird daher bei herkömmlichen Druckmaschinen eine Temperaturstabilisierung vorgenommen. So sind stählerne Gegendruckzylinder mit einer äußeren Stahldoppelwand bekannt, deren Zwischenraum als Temperierwasserkanal dient.The diameter of the impression cylinder may be, for example, in the range of 2 m to 3.5 m. With a linear coefficient of thermal expansion for steel of about 11 x 10 -6 K -1 results in a variation of the temperature of the impression cylinder by 5 ° C, a change in the outer radius by an amount of about 55 microns to 95 microns. In order to prevent impermissible fluctuations of the radius of the impression cylinder, a temperature stabilization is therefore carried out in conventional printing presses. Thus, steel impression cylinders are known with an outer steel double wall, the space serves as Temperierwasserkanal.
Mit einer Temperiereinrichtung mit Flüssigkeitskühlung kann beispielsweise bei einer Schwankung der Umgebungstemperatur im Drucksaal zwischen 15°C und 35°C die Temperaturschwankung des Gegendruckzylinders auf einen Wert von ± 0,5°C oder ±1°C begrenzt werden, wodurch die benötigte Maßhaltigkeit des Gegendruckzylinderradius gewährleistet ist.With a tempering device with liquid cooling, for example, in a fluctuation of the ambient temperature in the pressroom between 15 ° C and 35 ° C, the temperature variation of the impression cylinder to a value of ± 0.5 ° C or ± 1 ° C are limited, whereby the required dimensional accuracy of the impression cylinder radius is guaranteed.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckmaschine zu schaffen, bei der die für hohe Druckqualität erforderliche Maßhaltigkeit eines Gegendruckzylinders mit einfacheren Mitteln erreicht wird.The object of the invention is to provide a printing machine in which the dimensional stability of a counter-pressure cylinder required for high print quality is achieved with simpler means.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Druckmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Gegendruckzylinder einen Zylinderkörper aus einem Material aufweist, das in Umfangsrichtung des Gegendruckzylinders einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten kleiner als 2 x 10-6 K-1 hat. Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials ist dann bestimmend für die thermische Ausdehnung des Gegendruckzylinders.This object is achieved in a printing machine of the type mentioned fact that the impression cylinder cylinder body made of a material having a linear coefficient of thermal expansion in the circumferential direction of the impression cylinder smaller than 2 x 10 -6 K -1 . The thermal expansion coefficient of the material is then decisive for the thermal expansion of the impression cylinder.
Bei einem solchermaßen aufgebauten Gegendruckzylinder mit einem Durchmesser von beispielsweise 2m ist bei einer Temperaturschwankung um 5°C die auftretende Abweichung von Außenradius kleiner als 10µm. Auf ein inneres Temperiersystem des Gegendruckzylinders kann daher verzichtet werden, wenn die Umgebungstemperatur im Drucksaal hinreichend konstant gehalten wird. Je nach Anwendungsfall könnte bei größeren Temperaturschwankungen auch eine stärkere Maßabweichung des Außenradius hinnehmbar sein. In den genannten Fällen kann daher auf ein Temperiersystem mit Flüssigkeitsumlauf durch den Gegendruckzylinder verzichtet werden.In the case of a counter-pressure cylinder constructed in this way with a diameter of, for example, 2 m, the deviation of the outer radius which occurs is less than 10 μm in the case of a temperature fluctuation of 5 ° C. An internal tempering system of the counter-pressure cylinder can therefore be dispensed with if the ambient temperature in the pressroom is kept sufficiently constant. Depending on the application, a larger dimensional deviation of the outer radius could be acceptable for larger temperature fluctuations. In the cases mentioned, it is therefore possible to dispense with a temperature control system with fluid circulation through the impression cylinder.
Bevorzugt wird jedoch ein Material verwendet, dessen linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient in der genannten Richtung sogar kleiner als 1 x 10-6K-1 ist, besonders bevorzugt jedoch kleiner als 0,5 x 10-6K-1 ist. Je geringer der thermische Ausdehnungskoeffizient ist, desto geringer kann der Temperieraufwand ausfallen und desto höhere Temperaturschwankungen im Drucksaal sind zulässig, um eine hohe Druckqualität zu gewährleisten. So ergibt sich bei Verwendung eines Materials mit einem linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 0,45 x 10-6K-1 bei einer angenommenen Temperaturschwankung der Umgebungstemperatur im Drucksaal im Bereich von 15°C bis 35°C eine Maßhaltigkeit des Gegendruckzylinders, die die eines auf ±0,5°C temperierten Gegendruckzylinders aus Stahl noch übertrifft. Durch den Wegfall der Flüssigkeitskühlung ergibt sich ein einfacherer Aufbau der Druckanlage und darüber hinaus eine Energieeinsparung im Betrieb.However, it is preferable to use a material whose linear thermal expansion coefficient in the direction mentioned is even smaller than 1 × 10 -6 K -1 , but more preferably smaller than 0.5 × 10 -6 K -1 . The lower the coefficient of thermal expansion, the lower the tempering effort can be and the higher the temperature fluctuations in the pressroom are permissible to ensure a high print quality. Thus, when using a material with a linear coefficient of thermal expansion of 0.45 x 10 -6 K -1, assuming a temperature variation of the ambient temperature in the pressroom in the range of 15 ° C to 35 ° C, a dimensional stability of the impression cylinder, the one of ± 0.5 ° C tempered steel impression cylinder still exceeds. By eliminating the liquid cooling results in a simpler construction of the printing system and beyond an energy saving during operation.
Wenn im folgenden an weiteren Stellen ein bevorzugter Wertebereich kleiner als 2 x 10-6K-1 für lineare thermische Ausdehnungskoeffizienten genannt wird, so gilt auch hier, daß ein Wert kleiner als 1 x 10-6K-1 vorteilhafter ist, und ein Wert kleiner als 0,5 x 10-6K-1 besonders bevorzugt wird. Im allgemeinen ist ein Ausdehnungskoeffizient um so vorteilhafter, je näher er an Null liegt.If a preferred value range below 2 × 10 -6 K -1 for linear thermal expansion coefficients is mentioned below in other places, then it applies here too that a value smaller than 1 × 10 -6 K -1 is more advantageous, and a value smaller than 0.5 × 10 -6 K -1 is particularly preferred. In general, an expansion coefficient is the more advantageous the closer it is to zero.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Bevorzugt besteht ein den Zylinderkörper radial von innen abstützender Teil des Gegendruckzylinders aus einem Material, das in dieser Richtung einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten kleiner als 2 x 10-6K-1 hat.A part of the counterpressure cylinder which radially supports the cylinder body from the inside is preferably made of a material which has a linear thermal expansion coefficient of less than 2.times.10.sup.-6 K.sup.- 1 in this direction.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Zylinderkörper eine zylindrische Hülse, und der den Zylinderkörper radial von innen abstützende Teil des Gegendruckzylinders wird durch Scheiben gebildet. Anstelle von Scheiben sind auch Speichen denkbar.In a particularly preferred embodiment, the cylinder body is a cylindrical sleeve, and the cylinder body radially from the inside supporting part of the impression cylinder is formed by disks. Instead of discs and spokes are conceivable.
Aufgrund der geringen Dicke der Hülse verglichen mit dem Radius des Gegendruckzylinders trägt der radiale Ausdehnungskoeffizient des Materials, aus dem die Hülse überwiegend besteht, nur sehr wenig zu einer temperaturabhängigen Veränderung des Außenradius des Gegendruckzylinders bei. Ein Material mit richtungsabhängigem thermischen Ausdehnungskoeffizienten kann daher besonders vorteilhaft eingesetzt werden; beispielsweise kann die Hülse aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt sein, bei dem die Fasern in Umfangsrichtung der Hülse gewickelt sind und von einer Matrix aus Kunststoff umgeben sind. Der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient kann dann in Umfangsrichtung der Hülse gleich Null sein.Due to the small thickness of the sleeve compared to the radius of the impression cylinder, the coefficient of radial expansion of the material from which the sleeve predominantly exists, contributes very little to a temperature-dependent change in the outer radius of the impression cylinder. A material with directional thermal expansion coefficient can therefore be used particularly advantageously; For example, the sleeve can be made of carbon fiber reinforced plastic, in which the fibers are wound in the circumferential direction of the sleeve and are surrounded by a matrix of plastic. The linear thermal expansion coefficient can then be zero in the circumferential direction of the sleeve.
Bevorzugt weist der Gegendruckzylinder eine Achse auf, die überwiegend aus einem Material besteht, das in Umfangsrichtung der Achse und/oder radialer Richtung einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten kleiner als 2 x 10-6K-1 hat. Die Achse trägt den den Zylinderkörper radial von innen abstützenden Teil des Gegendruckzylinders, also beispielsweise die Scheiben.Preferably, the impression cylinder has an axis which consists predominantly of a material which has a linear coefficient of thermal expansion of less than 2 × 10 -6 K -1 in the circumferential direction of the axis and / or radial direction. The axis carries the cylinder body radially from the inside supporting part of the impression cylinder, so for example, the discs.
Bevorzugt ist das Material, dessen linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient kleiner als 2 x 10-6 K-1 ist, ein Verbundmaterial, insbesondere ein Faserverbundwerkstoff. Dabei können auch verschiedene Verbundmaterialien für die einzelnen Teile des Gegendruckzylinders verwendet werden. Es kann auch ein Verbundmaterial mit anderen Materialien kombiniert werden. Alternativ kann der Gegendruckzylinder auch in einem Stück hergestellt sein.Preferably, the material whose linear thermal expansion coefficient is less than 2 × 10 -6 K -1 is a composite material, in particular a fiber composite material. In this case, various composite materials for the individual parts of the impression cylinder can be used. It is also possible to combine a composite material with other materials. Alternatively, the impression cylinder can also be made in one piece.
Das Verbundmaterial ist bevorzugt kohlefaserhaltiges Material, besonders bevorzugt kohlefaserverstärkter Kunststoff. Ein solches Material ermöglicht es, daß der Gegendruckzylinder eine selbsttragende Hülse aufweist, durch die aufgrund ihrer hohen Eigensteifheit die beim Drucken auftretenden Verformungen des Gegendruckzylinders innerhalb der zulässigen Toleranzgrenzen bleiben. Aufgrund des relativ geringen spezifischen Gewichts einer solchen Materialart bleibt das Gesamtgewicht und das Trägheitsmoment der Hülse relativ niedrig, was sich günstig auf die Laufruhe der Druckmaschine auswirkt.The composite material is preferably carbon fiber-containing material, more preferably carbon fiber reinforced plastic. Such a material allows the impression cylinder has a self-supporting sleeve, remain due to their high inherent rigidity occurring during printing deformations of the impression cylinder within the allowable tolerance limits. Due to the relatively low specific weight of such a material, the total weight and the moment of inertia of the sleeve remains relatively low, which has a favorable effect on the smoothness of the printing press.
Durch einheitlichen Materialeinsatz in der Weise, daß in den genannten relevanten Richtungen der Ausdehnungskoeffizient jeweils wie angegeben beschränkt ist, wird das Auftreten mechanischer Verspannungen vermieden. Dabei können die Kohlefasern bestimmte Orientierungen aufweisen, wie oben beschrieben wurde.By uniform use of material in such a way that in the relevant directions mentioned the coefficient of expansion is limited in each case as indicated, the occurrence of mechanical tension is avoided. The carbon fibers may have certain orientations, as described above.
Der Zylinderkörper ist bevorzugt aus einem Kohlefaser-Verbundmaterial mit einem gewickelten Gerüst aus Kohlefasern hergestellt.The cylinder body is preferably made of a carbon fiber composite material with a wound skeleton of carbon fibers.
Außer den obengenannten Materialien kann zur Herstellung des Gegendruckzylinders auch Polymerbeton oder Mineralguß verwendet werden. Dieser Werkstoff kann bei geeignetem Herstellungsverfahren die notwendigen mechanischen Eigenschaften aufweisen, insbesondere einen, unter Umständen richtungsabhängigen, thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der geringer ist als der von Stahl. Es ergeben sich die gleichen Vorteile wie bei der Verwendung der obengenannten Materialien. Es versteht sich, daß weitere geeignete, andere Verbundmaterialien, insbesondere Faserverbundmaterialien, zur Herstellung des Gegendruckzylinders verwendet werden können.In addition to the above materials, polymer concrete or mineral casting may be used to make the impression cylinder. This material may have the necessary mechanical properties in a suitable manufacturing process, in particular one, possibly direction-dependent, thermal expansion coefficient, which is lower than that of steel. There are the same advantages as in the use of the above materials. It is understood that other suitable, other composite materials, in particular fiber composite materials, for the preparation of the impression cylinder can be used.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing.
- Fig. 1Fig. 1
- eine Teilseitenansicht einer Druckmaschine;a partial side view of a printing press;
- Fig. 2Fig. 2
- einen Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1; unda section along the line II-II in Figure 1; and
- Fig. 3Fig. 3
- einen Längsschnitt durch einen Gegendruckzylinder.a longitudinal section through an impression cylinder.
Figur 1 zeigt eine Teilseitenansicht einer Flexodruckmaschine, Figur 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1. Die Druckmaschine weist ein Gestell 10 auf, das zwei Seitenteile 12 und 14 aufweist. In Figur 1 ist nur das Seitenteil 12 zu erkennen. Zwischen den Seitenteilen 12 und 14 ist ein Gegendruckzylinder 16 gelagert, an dessen Umfang mehrere Farbwerke 18 angeordnet sind. Jedes Farbwerk 18 umfaßt einen Druckzylinder 20 und eine Auftragwalze 22. Die Seitenteile 12 und 14 weisen jeweils Streben 24 auf, zwischen denen mehrere Fenster 26 ausgebildet sind. Die Druckzylinder 20 und die Auftragwalzen 22 sind in Schlitten 28 gelagert, die längs Führungsschienen 30 verfahrbar sind. Die Führungsschienen 30 sind jeweils unterhalb eines zugehörigen Fensters 26 auf der Innenseite des Seitenteils 12 bzw. 14 angebracht. Der Gegendruckzylinder 16 weist Achsstummel 32 auf, mit denen er in den Seitenteilen 12 bzw. 14 gelagert ist.1 shows a partial side view of a flexographic printing machine, Figure 2 shows a section along the line II-II in Figure 1. The printing press has a
Der in Figur 3 im Längsschnitt gezeigte Gegendruckzylinder 16 weist einen Zylinderkern 34 aus kohlefaserverstärktem Kunststoff auf, der eine durchgehende Achse bildet und an seinen beiden Enden die Achsstummel 32 aufweist, die zur Lagerung in den beiden Seitenteilen 12 und 14 des Gestells 10 dienen. Weiterhin weist der Zylinderkern 34 eine Axialbohrung 36 auf, über die Druckluft zugeführt werden kann, die dann über radiale Durchbrüche 38 zur Umfangsfläche 40 des Zylinderkerns mit einem inneren Hohlraum 42 des Gegendruckzylinders kommuniziert.The
Der Zylinderkern 34 ist mit Abstand von einer zylindrischen Hülse 44 umgeben, die durch einen rohrförmigen Körper aus kohlefaserverstärktem Kunststoff gebildet wird. Solche Rohrkörper aus Kohlefaser-Verbundmaterial sind an sich bereits bekannt und werden bisher in Druckmaschinen beispielsweise als Rasterwalzen oder für Druckzylinder eingesetzt. Typischerweise haben diese Rohrkörper ein Gerüst aus gewickelten Kohlefasern, die in eine Matrix aus Kunststoff eingebettet sind. Die Fasern sind unter einem geringen Winkel von beispielsweise 10° zur Umfangsrichtung gewickelt, können aber auch in andere Richtungen orientiert sein, beispielsweise diagonal, in Umfangs- oder in Längsrichtung. Die Hülse 44 ist rotationssymmetrisch gewickelt, so daß bei Temperaturschwankungen ihr Außendurchmesser annähernd konstant ist. Die Hülse 44 ist so exakt gefertigt, daß ihr Außendurchmesser eine Genauigkeit von 5µm aufweist.The
Vorteile der Verwendung von kohlefaserverstärkten Kunststoffen sind ihre niedrige Dichte, ihre hohe Festigkeit und Steifigkeit und ihr geringer thermischer Ausdehnungskoeffizient, der deutlich kleiner als 1 x 10-6K-1 und richtungsabhängig sogar annähernd Null ist.Advantages of using carbon fiber reinforced plastics are their low Density, its high strength and rigidity and its low coefficient of thermal expansion, which is significantly smaller than 1 x 10 -6 K -1 and depending on the direction even close to zero.
Die Hülse 44 ist an beiden Stirnseiten durch flache Scheiben 46, die ebenfalls aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt sind, auf dem Zylinderkern 34 abgestützt. Die Scheiben 46 sind drehfest mit dem Zylinderkern 34 verbunden, wie in der Zeichnung durch Keile 48 symbolisiert wird. Entsprechend ist auch die Hülse 44 drehfest mit den Scheiben 46 verbunden, so daß der Zylinderkern 34, die Scheiben 46 und die Hülse 44 zusammen einen starren, biege- und torsionssteifen Gegendruckzylinder bilden. Die beim Drucken auf die Außenfläche 50 der Hülse 44 einwirkenden Radialkräfte werden in die beiden Scheiben 46 eingeleitet, ohne daß sich die Hülse 44 dabei nennenswert verformt. Da die Krafteinleitung in den Zylinderkern 34 in der Nähe der Achsstummel 32 erfolgt, wird auch eine Durchbiegung des Zylinderkerns 34 weitgehend vermieden. Darüber hinaus wird die Biegesteifigkeit des Gegendruckzylinders 16 insgesamt durch den schalenförmigen Aufbau erhöht.The
Die Faserrichtungen des Verbundmaterials sind jeweils so orientiert, daß die linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten des jeweiligen Werkstückes in den für die Gesamtausdehnung des Gegendruckzylinders relevanten Richtungen jeweils kleiner als 0,5 x 10-6K-1 sind. Die relevanten Richtungen sind für die Hülse 44 die Umfangsrichtung parallel zu ihrer Außenfläche 50 und für die Scheiben 46 und den Zylinderkern 34 die in der Ebene der Scheiben liegenden Richtungen. Insgesamt wird so erreicht, daß der Radius der Außenfläche 50 des Gegendruckzylinders 16 sich bei einer Temperaturänderung um 1°C um weniger als 0,5µm pro Radius in Metern verändert.The fiber directions of the composite material are each oriented so that the linear thermal expansion coefficients of the respective workpiece in the directions relevant to the total extent of the impression cylinder are each less than 0.5 × 10 -6 K -1 . The relevant directions are for the
Die Hülse 44 ist auf ihrer Innenseite mit (nicht dargestellten) Versteifungsrippen versehen, die sich in Umfangsrichtung erstrecken. Alternativ sind auch andere Richtungen für die Versteifungsrippen denkbar. Die Scheiben 46 können ebenfalls Versteifungsrippen aufweisen.The
Durch Zuleitung von Druckluft über die Axialbohrung 36 kann in dem Hohlraum 42 zwischen dem Zylinderkern 34 und der Hülse 44 ein Überdruck erzeugt werden. Auf diese Weise kann im Bedarfsfall die Hülse 44 von innen vorgespannt werden, um die Balligkeit der Hülse zu beeinflussen.By supplying compressed air via the
Alternativ oder zusätzlich zum Einsatz von Keilen 48 oder anderen Formteilen zur Befestigung der Hülse 44 an den Scheiben 46 kann die Befestigung auch mittels Kleben oder anderer Verfahren erfolgen, oder die Hülse 44 kann mit den Scheiben 46 in einem Stück hergestellt sein.Alternatively, or in addition to the use of
Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel können auch mehr als zwei Scheiben 46 im Gegendruckzylinder angeordnet sein, und die Scheiben 46 können auch an den beiden Enden des Gegendruckzylinders 16 gegenüber der Hülse 44 in axialer Richtung nach innen versetzt sein.Notwithstanding the embodiment shown, more than two
Die Scheiben 46 und/oder der Zylinderkern 34 können alternativ auch aus einem von dem Material der Hülse verschiedenen Material hergestellt sein. Dazu muß die Dicke der Hülse 44 ausreichend bemessen sein, um durch Wärmeausdehnung der Scheiben 46 entstehende Verspannungskräfte aufzufangen, bzw. die Stärke der Scheiben 46 muß ausreichend bemessen sein, um durch Wärmeausdehnung des Zylinderkerns 34 auftretende Verspannungskräfte aufzufangen. Der Gegendruckzylinder 16 ist jedoch bevorzugt so aufgebaut, daß keine inneren Spannungen auftreten.The
Claims (9)
- Printing machine having at least one impression cylinder (16), characterised in that the impression cylinder (16) has a cylinder body (44) made of a material which, in circumferential direction of the impression cylinder (16), has a linear thermal expansion coefficient of less than 2 x 10-6 K-1 .
- Printing machine according to claim 1, characterised in that the cylinder body is a cylindrical sleeve (44).
- Printing machine according to claim 1 or 2, characterised in that a part (46) of the impression cylinder (16) which radially supports the cylinder body (44) from inside is made of a material which, in this direction, has a linear thermal expansion coefficient of less than 2 x 10-6 K-1.
- Printing machine according to claim 3, characterised in that the part (46) of the impression cylinder (16) which supports the cylinder body (44) radially from inside is formed by disks (46).
- Printing machine according to claim 3 or 4, characterised in that the part (46) of the impression cylinder (16) which supports the cylinder body (44) radially from inside is carried on an axle (32, 34) which predominantly is made of a material having, in circumferential direction and/or in radial direction of the axle, a linear thermal expansion coefficient of less than 2 x 10-6 K-1.
- Printing machine according to any of the claims 1 to 5, characterised in that the material, the linear thermal expansion coefficient of which is less than 2 x 10-6 K-1, is a composite material.
- Printing machine according to claim 6, characterised in that the composite material is a material containing carbon fibres.
- Printing machine according to claim 7, characterised in that the composite material is a synthetic resin reinforced with carbon fibres.
- Printing machine according to one of the preceding claims, characterised in that the cylinder body (44) is made of a carbon fibre composite material having a wound structure of carbon fibres.
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