EP1522408A1 - Aufzüge für einen Zylinder einer Druckmaschine, Sätze von Aufzügen sowie Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Aufzüge für einen Zylinder einer Druckmaschine, Sätze von Aufzügen sowie Verfahren zu deren Herstellung Download PDF

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EP1522408A1
EP1522408A1 EP04104950A EP04104950A EP1522408A1 EP 1522408 A1 EP1522408 A1 EP 1522408A1 EP 04104950 A EP04104950 A EP 04104950A EP 04104950 A EP04104950 A EP 04104950A EP 1522408 A1 EP1522408 A1 EP 1522408A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
elevator
layer
anisotropy
cylinder
equal
Prior art date
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EP04104950A
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English (en)
French (fr)
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EP1522408B1 (de
Inventor
Ralf Christel
Oliver Hahn
Karl Schaschek
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Koenig and Bauer AG
Original Assignee
Koenig and Bauer AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F30/00—Devices for attaching coverings or make-ready devices; Guiding devices for coverings
    • B41F30/04—Devices for attaching coverings or make-ready devices; Guiding devices for coverings attaching to transfer cylinders

Definitions

  • the invention relates to elevators for a cylinder of a printing press, sets of Elevators and methods for their production according to the preamble of claims 1 or 2 or 27 to 29.
  • the nip transfer cylinder paper can cause wave or even wrinkling of the paper. This is the case with small diameter / bale width ratios, in particular so with single-circumference transfer cylinders and double- or multi-width paper webs (ie 2 ... n printing plates wide).
  • the wave formation can lead to registration problems (distorting the image).
  • the wrinkling leads to waste.
  • blanket sleeves sleeves
  • d. H. bulbous or slightly barrel-shaped produced.
  • This will the pressure handling kept sufficiently constant over the bale width. Disadvantageous this is a relatively expensive, and therefore expensive sleeve construction or processing be.
  • a support camp (ie a double location) on the rubber cylinders used to initiate a static counter-bending moment that the Bending moment compensated due to the compressive stress, so the cylinder is in the essentially no longer sags.
  • a support bearing means i.d.R. an extra effort. Often, no support bearing can be realized due to the increased installation space.
  • the Setting the static counterbending is complex on the assembly side.
  • a support camp is with the cantilevered version of the storage necessary for sleeves usually not compatible.
  • the fabric is pre-stretched as a (endless) web and rolled under high pressure at elevated temperature. As a result of this process the fabric has a larger modulus of elasticity in the direction of the fabric web than perpendicular to. In the blankets, the fabric is processed so far that the Fabric web direction is either parallel or perpendicular to the printing process.
  • DE 44 36 973 A1 discloses a variation of the cylinder profile or elevator profile in axial direction, to a transport behavior over the length of the cylinder axially to vary.
  • EP 0 631 884 A1 discloses a blanket sleeve for a cylinder is disclosed, the mechanical properties relating to a radial and a circumferential direction anisotropic.
  • the sleeve has an at least two-fold spiral wound reinforcing film of randomly oriented fibers, which of the sleeve in radial direction gives elasticity and in the circumferential direction stiffness.
  • DE 697 00 995 T2 has a blanket with respect to a radial and a circumferential direction anisotropic layer on.
  • EP 1 240 452 B1 discloses a thin-walled hollow cylinder which is superimposed two anisotropic layers with the cylinder axis in each case inclined in opposite directions Fiber directions and / or a layer with the cylinder axis parallel or vertical having running fibers.
  • the invention is based on the object elevators for a cylinder of a Printing machine to create sets of elevators and methods of making them.
  • the achievable with the present invention consist in particular that an elevator or a set of elevators is created, the wrinkles or the formation of waves eliminated or at least reduced.
  • a roller 02 or a cylinder 02 a web-processing machine, in particular a printing press, and a Abutment - z. B. a second, not shown cylinder - runs one with the Cylinder 02 cooperating for transport and / or printing purposes, in particular to be printed, Bahn 04, z. B. paper web.
  • the surface layer 01 can be fixed and insoluble - z. B. cohesively - connected to a main body of the cylinder 02, or but advantageous as a detachable elevator 01, z. B. as a finite blanket or blanket or as a blanket sleeve.
  • the elevator 01 is therefore equipped with at least one layer 06, which in the elevator or blanket level (level of the unrolled elevator 01) at least one has mechanical anisotropy or caused in the overall structure.
  • This mechanical Anisotropy can in particular in the elastic modulus E and / or in the Quercon Heationsteil ⁇ lie.
  • an inventive anisotropic elevator 01 as elevator 01 with at least an anisotropic expansion behavior of the elevator structure at its surface causative layer 06 are understood, the main axes of anisotropy aware - and outside of deviations due to manufacturing tolerances - of deviate from the longitudinal or circumferential direction parallel and perpendicular direction, d. H. are inclined by an angle ⁇ , with ⁇ ⁇ 0 ° and ⁇ ⁇ 90 °.
  • anisotropic Layer 06 can be effective (Fig. 3b) .
  • This further functional layer (s) 09 can or may also be compressible and / or elastic layers. Possibly. additionally existing adhesive layers are not shown in Fig. 3.
  • cover layer 07 and anisotropic layer 06 can - as exemplified in Fig. 3a, a thin be arranged further functional layer 09. This can especially for a several layers 06 having arrangement according to FIG. 3b apply.
  • Any anisotropic Layer 06 may in turn be multi-layered, for example in the manner of a multilayer Laminate or a multiple winding may be formed.
  • effective layer 06 wear mainly layers 06 of the elevator 01st at, which viewed from the inside (possibly support layer 11) to the outside (cover layer 07) are lined by at least one compressible layer 08.
  • Such Embodiment with a relining of the anisotropic layer 06 has advantages in terms the effect on the surface. Ie. the layer 06 is regarding its anisotropic function particularly effective if, when pressure is exerted on the elevator 01 in the radial direction is resiliently stored.
  • a lined layer 08 has z. B. perpendicular to It is advantageous to consider a modulus of elasticity of less than 200 MPa, in particular less than 130 MPa, z. B. 1 to 50 MPa.
  • the reversibly compressible and / or elastic layer 08 and optionally one or more further compressible and / or elastic functional layers 09 can as porous foams, as soft rubber or as dimensionally stable, but elastically deformable Plastics, advantageously be designed as elastomers such as polyurethane. But it can also be used as a different kind of microcellular polymer, such as. B. microcellular nitrile rubber.
  • This anisotropic layer 06 or the anisotropic elevator 01 is now such that the main axes E1; E2 deliberately against the printing or transport direction T (or operational circumferential direction) by a defined angle, not equal to 0 ° or 90 ° (or not equal to 180 ° or 270 °) are inclined.
  • inclination angle ⁇ This is referred to below as “inclination angle” ⁇ , which has been defined for the following representations so that it is the acute angle between the direction of the larger “main axis” for the resulting from a deflection of the anisotropic layer 06 strain ⁇ 2 relative to the circumferential direction expresses.
  • the "principal axes" for the anisotropic elongation property can advantageously result from anisotropy in the modulus of elasticity E, in which case the directions of the principal axes for the elongation property coincide with those of the modulus of elasticity E, but their size is reciprocal to each other ,
  • the inclination angle ⁇ in this case is defined by the acute angle between the direction of the minor major axis for the elastic modulus E2 with the circumferential direction T.
  • ⁇ denotes the acute angle with respect to the smaller major axis for the elastic modulus E2 with respect to the circumferential direction T in the plane of the elevator 01st
  • the anisotropy is determined by the transverse contraction number ⁇ (Poisson's number) and / or achieved, so it is with the definition of the inclination angle ⁇ as with that the stretching property - it defines itself by the acute angle between the major axis for the Poisson number and the circumferential direction T.
  • the elevator 01 or the layer On the left and right bale half of the transfer cylinder 02 (in the longitudinal direction considered) the elevator 01 or the layer has opposite inclination angles ⁇ - particularly advantageous opposite equal large tilt angle ⁇ - mirror-symmetrical to the (paper) web center or to the cylinder center section, so that when Print the axial force component on the web 04 in the left half of the bale to the left, and to the right in the area of the right bale half. This will be a Tightening of the web 04 generated in the lateral direction and thus a wave or
  • FIG. 1 is sketched as a section of the nipple 03 between transfer cylinder 02 and web 04 (in particular paper web), wherein the radial forces occurring F r , and the tangential forces or stresses ⁇ u are shown schematically by arrows.
  • FIG. 2 shows a plan view of a cylinder 02 having the elevator 01 (or the layer) on the example of the anisotropy in the modulus of elasticity. Dashed line is a line of the nip 03 indicated.
  • ⁇ 1 ; ⁇ 2 represent the strains along the principal axis of anisotropy related to the strain.
  • a component of the strain in the axial direction ⁇ a thus occurs when E1 ⁇ E2 (mechanical anisotropy) and ⁇ ⁇ 0 ° and ⁇ ⁇ 90 ° (or ⁇ ⁇ 180 °, ⁇ ⁇ 270 °) (inclination).
  • an expression of the anisotropy of the layer (s) 06 so that in total for the effective layer 06 or layers 06 for the size of the major axes E1; E2: Young's modulus along the major axis E1 2 times, in particular 5 times or even 10 times, the modulus of elasticity along the smaller principal axis E2, ie 1 / E2 ⁇ 2 * 1 / E1, in particular 1 / E2 ⁇ 5 * 1 / E1 or even 1 / E2 ⁇ 10 * 1 / E1.
  • Another type of characteristic is, in particular for the case that the elevator 02 has a dimensionally stable support plate 11, to fix the anisotropic sum behavior on the printing surface.
  • an anisotropic overall effect can then be indicated on the surface, for example, as an effective modulus of elasticity E1 'or E2' in the region of the surface, in which case should at least apply 1 / E2 ' ⁇ 1.1 * 1 / E1', better 1 / E2 ' ⁇ 1.5 * 1 / E1'.
  • the elastic modulus E anisotropic elevator 01 is this (or is the effective layer 06 or the active layers 06) in such a way inclined relative to the longitudinal or circumferential direction of the elevator 01, that 1 ° ⁇ ⁇ 60 °, in particular 3 ° ⁇ ⁇ 45 °, holds, d. H. that the smaller main axis E2 is from 1 ° to 60 °, in particular inclined by 3 ° to 45 ° to the longitudinal or circumferential direction T of the elevator 01st runs.
  • Fig. 4 a shows this at two
  • Fig. 4 b) at four Elevators 01 schematically by suggesting the relation to the expansion larger Major axes in anisotropy with hatching.
  • the one-half side by side arranged elevators 01 of the same basic inclination direction ⁇ (left or right) can have slightly different inclination angles ⁇ from each other around the to be able to fine tune axial conveying behavior even more finely if necessary.
  • the set forth for several adjacent elevators 01 is on sections a continuous over the entire length releasable elevator 01 or a sleeve (Sleeve) (for example, Fig. 4 c) for two imaginary sections).
  • Such an elevator 01 can now be produced in such a way that after o.g. Roll the finite, rectangular elevator sections from the Rohbahn under the corresponding o. g. Inclination angle a (with respect to the modulus of elasticity E smaller) Main axis E2 be cut out or by introducing an anisotropic Material, in particular a fabric, in the production of the raw web under a o. g. Inclination angle ⁇ of the main axis E2 (with respect to the modulus of elasticity E smaller) opposite the later unwinding direction of the finished elevator 01 or lateral Cutting edge.
  • a tissue can also o. G. anisotropic property having reinforcing layer such as textile layer, hard elastomers or not woven, z. B.
  • sheet-like, layer of continuous or discontinuous fibers in be incorporated in the aforementioned manner in the elevator 01.
  • this can also be done in radial direction considered to be several of these layers, which in total (as a result) the o. g. Possess anisotropy.
  • the anisotropy in the properties of the material or the layer 04 of a same Elevator 01 or a section is not to be equated with in the axial direction of the Cylinder 02 varying material properties.
  • Set the varying substance properties a gradient in these properties, while said anisotropy a Characterization of a property represents.
  • the macroscopic sections of the axial varying material properties then have no in this respective axial section have the above-described angle of inclination ⁇ to the longitudinal or circumferential direction, but can be considered isotropically or with the circumferential direction parallel or be formed vertical axis.
  • a statement about anisotopy is not here met.

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Abstract

Ein Aufzug für einen Rotationskörper einer bahnver- bzw. bearbeitenden Maschine weist zumindest auf einem Abschnitt Anisotropie in einer mechanischen Eigenschaft in einer Ebene parallel zur Aufzugoberfläche in der Weise auf, dass ein anisotropes Spannungs-Dehnungsverhalten des Aufzuggefüges an dessen Oberfläche verursacht wird. Eine Hauptachse der zumindest an der Oberfläche resultierenden Anisotropie ist zu einer Seitenkante des Aufzuges um einen Winkel ungleich 0° und ungleich 90° geneigt

Description

Die Erfindung betrifft Aufzüge für einen Zylinder einer Druckmaschine, Sätze von Aufzügen sowie Verfahren zu deren Herstellung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 2 bzw. 27 bis 29.
In Druckwerken, die einen biegeweichen Übertragungszylinder mit Gummi(tuch)bezug besitzen, kann durch den Nipp Übertragungszylinder-Papier eine Wellen- oder sogar Faltenbildung des Papiers entstehen. Dies ist bei kleinen Durchmesser/Ballenbreite-Verhältnissen der Fall, insbesondere also bei Einfachumfang-Übertragungszylindern und doppelt- oder mehrfachbreiten Papierbahnen (d. h. 2...n Druckplatten breit).
Die Wellenbildung kann zu Passerproblemen führen (Verzerren des Bildes). Die Faltenbildung führt zur Makulatur.
Infolge der Druckspannung biegt sich der Zylinder durch, die Pressung in Ballenmitte ist also geringer als die am Ballenende. Dies führt über die Ballenbreite zu lokalen Unterschieden in der Druckabwicklung (d. h. dem Wirkdurchmesser des Übertragungszylinders), und somit zu inhomogenem Papiertransportverhalten.
Um die Faltenbildung zu vermeiden werden Gummituchhülsen (Sleeves) beispielsweise bislang z. T. bombiert, d. h. bauchig bzw. leicht tonnenförmig, hergestellt. Hierdurch wird die Druckabwicklung über die Ballenbreite hinreichend konstant gehalten. Nachteilig kann hierbei eine relativ aufwendige, und damit teure Sleeve-Konstruktion bzw. Bearbeitung sein.
Auch werden Stützlager (also eine doppelte Lagestelle) an den Gummizylindern verwendet, mit denen ein statisches Gegenbiegemoment eingeleitet wird, das das Biegemoment aufgrund der Druckspannung kompensiert, der Zylinder sich also im wesentlichen nicht mehr durchbiegt. Ein Stützlager bedeutet i.d.R. einen Mehraufwand. Oftmals ist aufgrund des vergrößerten Bauraumes kein Stützlager realisierbar. Die Einstellung der statischen Gegenbiegung ist montageseitig aufwendig. Ein Stützlager ist mit der für Sleeves notwendigen cantilevered-Ausführung der Lagerung in der Regel nicht vereinbar.
Viele Drucktücher und Sleeves besitzen eine dicht unter der Oberfläche liegende Gewebelage. Im Produktionsprozess wird das Gewebe als (endlose) Bahn vorverstreckt und unter hohem Druck bei erhöhter Temperatur gewalzt. Als Folge dieses Verfahrens besitzt das Gewebe in Richtung der Gewebebahn ein größeres E-Modul als senkrecht dazu. In den Gummitüchern wird das Gewebe bislang so verarbeitet, dass die Gewebebahnrichtung entweder parallel oder senkrecht zur Druckabwicklung liegt.
Durch die DE 100 58 421 A1 ist eine Gummituchhülse offenbart, die unter einer druckenden Schicht eine isotrope Verstärkungsschicht aufweist.
Die DE 44 36 973 A1 offenbart eine Variierung des Zylinderprofils oder Aufzugprofils in axialer Richtung, um ein Transportverhalten über die Länge des Zylinders axial zu variieren.
Durch die EP 0 631 884 A1 ist eine Gummituchhülse für einen Zylinder offenbart, dessen mechanische Eigenschaften bezügliche einer radialen und einer Umfangsrichtung anisotrop ausgebildet sind. Hierzu weist die Hülse eine zumindest zweifach spiralförmig gewickelte Verstärkungsfolie aus Fasern mit Zufallsrichtung auf, welche der Hülse in radialer Richtung Elastizität und in Umfangsrichtung Steifheit verleiht. Auch in der DE 697 00 995 T2 weist ein Drucktuch eine bzgl. einer radialen und einer Umfangsrichtung anisotrope Schicht auf.
Die EP 1 240 452 B1 offenbart einen dünnwandigen Hohlzylinder, welcher übereinander zwei anisotrope Schichten mit zur Zylinderachse jeweils gegensinnig geneigten Faserrichtungen und/oder eine Schicht mit zur Zylinderachse parallel oder senkrecht verlaufenden Fasern aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Aufzüge für einen Zylinder einer Druckmaschine, Sätze von Aufzügen sowie Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 2 bzw. 27 bis 29 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein Aufzug bzw. ein Satz Aufzüge geschaffen ist, der die Faltenbildung bzw. die Wellenbildung beseitigt oder zumindest verringert.
Mit der Ausbildung der Aufzüge lässt sich auf einfache Weise eine axiale Kraftkomponente auf die Bahn ausüben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1
eine schematische Darstellung des Bahndurchgangs durch die Nippstelle im Bereich des Übertragungszylinders;
Fig. 2
eine Prinzipskizze der Orientierung von Hauptachsen der Anisotropie im erfindungsgemäßen Aufzug relativ zur Geometrie des Übertragungszylinder;
Fig. 3
ein erster a) und zweiter b) schematischer Aufbau eines Aufzuges;
Fig. 4
eine Anordnung a) bis c) mehrerer Aufzüge bzw. Aufzugabschnitte auf einem Zylinder.
In einem Nipp 03 zwischen einem eine deformierbare Oberflächenschicht 01 aufweisenden Rotationskörper 02, z. B. einer Walze 02 oder einem Zylinder 02 einer bahnver- bzw. bearbeitenden Maschine, insbesondere einer Druckmaschine, und einem Widerlager - z. B. einem zweiten, nicht dargestellten Zylinder - verläuft eine mit dem Zylinder 02 zu Transport- und/oder Bedruckzwecken zusammen wirkende, insbesondere zu bedruckende, Bahn 04, z. B. Papierbahn. Die Oberflächenschicht 01 kann fest und unlösbar - z. B. stoffschlüssig - mit einem Grundkörper des Zylinders 02 verbunden, oder aber vorteilhaft als lösbarer Aufzug 01, z. B. als endliches Drucktuch bzw. Gummituch oder als Drucktuchhülse (Sleeve), ausgeführt sein.
Im Nippeinlauf entsteht durch die zur Erzeugung der Druckspannung (Drucken) oder zur Erzeugung eines Reibschlusses (Transportieren) notwendige Einpressung des Aufzuges 01 neben der gewünschten Radialkraft Fr (Flächenpressung) auch eine Tangentialkraft bzw. -spannung σu in der Aufzug-Ebene in Umfangsrichtung, insbesondere dicht unter dessen Oberfläche (Fig. 1). Die Richtung der durch diese Tangentialkraft bzw. -spannung σu induzierten Dehnung ε verläuft im Falle isotroper Materialien bzw. Aufzügen 01 oder auch im Falle von anisotropen Materialien bzw. Aufzügen mit einer in Druckrichtung verlaufenden Hauptachse - aus Symmetriegründen - in Umfangsrichtung. Jedoch stimmt die Richtung der resultierenden Dehnung ε (insbesondere der Hauptachse) bei anisotropem Materialverhalten im Falle von unten näher beschriebenem Neigungswinkel α nicht mit der Umfangsrichtung überein sondern besitzt eine axiale Komponente εa (Fig. 2). Diese beschriebenen Oberflächendeformationen bewirken nun im Nipp 03 aufgrund der Reibung zur Bahn 04 Tangentialkräfte auf diese mit entsprechender Richtung, insbesondere also auch eine Kraftkomponente entlang der Zylinderachse.
Der Aufzug 01 wird daher mit mindestens einer Schicht 06 ausgestattet, die in der Aufzug- bzw. Gummituch-Ebene (Ebene des abgerollten Aufzuges 01) zumindest eine mechanische Anisotropie besitzt bzw. im Gesamtgefüge verursacht. Diese mechanische Anisotropie kann insbesondere im Elastizitätsmodul E und/oder auch in der Querkontraktionszahl µ liegen.
Allgemein kann ein erfindungsgemäß anisotroper Aufzug 01 als Aufzug 01 mit mindestens einer ein anisotropes Dehnungsverhalten des Aufzuggefüges an dessen Oberfläche verursachenden Schicht 06 verstanden werden, wobei die Hauptachsen der Anisotropie bewusst - und außerhalb von Abweichungen durch Fertigungstoleranzen liegend - von einer zur Längs- oder Umfangsrichtung parallelen und senkrechten Richtung abweichen, d. h. um einen Winkel α, mit α≠0° undα≠ 90°,geneigt sind.
Grundsätzlich kann hierbei dann unter dieser mechanisch anisotropen Schicht 06 bzw. unter diesem mechanisch anisotropen Aufzug 01 die resultierende Anisotropie sämtlicher, oder zumindest der wesentlichen an dieser mechanischen Anisotropie beteiligten Schichten - oberhalb einer ggf. dimensionsstabilen Trägerschicht 11 (strichliert) - verstanden sein. Dies kann durch eine einzige Schicht 06, wie beispielsweise eine den Aufzug 01 stützende Gewebeschicht unterhalb einer druckenden Deckschicht 07, z. B. aus einem lösungsmittelbeständigem Elastomer wie Nitril-Kautschuk, und oberhalb einer in radialer Richtung reversibel kompressiblen und/oder elastischen Schicht 08 sein (Fig. 3a). Es können jedoch auch mehrere derartige anisotrope Schichten 06; 06', beispielsweise getrennt durch eine oder mehrere funktionelle Schichten 09, in der Stärke des Aufzuges 01 übereinander angeordnet und in Summe gemeinsam als "anisotrope Schicht 06" wirksam sein (Fig. 3b). Diese weitere(n) funktionelle(n) Schicht(en) 09 kann bzw. können ebenfalls kompressible und/oder elastische Schichten sein. Ggf. zusätzlich vorhandene Klebstoffschichten sind in Fig. 3 nicht dargestellt. Zwischen Deckschicht 07 und anisotroper Schicht 06 kann - wie exemplarisch in Fig. 3a dargestellt, eine dünne weitere funktionelle Schicht 09 angeordnet sein. Dies kann insbesondere auch für eine mehrere Schichten 06 aufweisende Anordnung gemäß Fig. 3b gelten. Jede anisotrope Schicht 06 kann ihrerseits mehrschichtig, beispielsweise in der Art eines mehrschichtigen Laminats oder einer Mehrfachwicklung, ausgebildet sein. Als anisotrop im Sinne der Erfindung wirksame Schicht 06 tragen in der Hauptsache Schichten 06 des Aufzuges 01 bei, welche von innen (ggf. Trägerschicht 11) nach außen (Deckschicht 07) betrachtet durch mindestens eine kompressible Schicht 08 unterfüttert sind. Eine derartige Ausführung mit einer Unterfütterung der anisotropen Schicht 06 birgt vorteile hinsichtlich der Wirkung an der Oberfläche. D. h. die Schicht 06 ist bzgl. ihrer anisotropen Funktion besonders wirksam, wenn sie bei Druckausübung auf den Aufzug 01 in radialer Richtung nachgiebig gelagert ist. Eine unterfütterte Schicht 08 weist z. B. senkrecht zur Aufzugebene betrachtet vorteilhaft ein Elastizitätsmodul von weniger als 200 MPa, insbesondere weniger als 130 MPa, z. B. 1 bis 50 MPa auf.
Die reversibel kompressible und/oder elastische Schicht 08 und ggf. eine order mehrere weitere kompressibel und/oder elastisch ausgebildete funktionelle Schichten 09 können als poröse Schaumstoffe, als Weichgummi oder als formfeste, aber elastisch verformbare Kunststoffe, vorteilhaft als Elastomere wie beispielsweise Polyurethan, ausgeführt sein. Sie kann aber auch als ein anders geartetes mikrozellulares Polymer, wie z. B. mikrozellularer Nitril-Kautschuk, ausgebildet sein. Das Material der kompressibel und/oder elastisch ausgebildete Schichten 08; 09, z. B. Elastomere, können sich bei Zug- und Druckbelastung verformen, finden aber danach wieder in ihre Ausgangsform zurück. Sie werden im zerstörungsfreien Deformierungsbereich nicht dauerhaft plastisch verformt.
Die Richtungen des Minimums und Maximums dieser anisotropen Eigenschaft stehen i. d. R. orthogonal zueinander und werden als Hauptachsen E1; E2 (exemplarisch für das Elastizitätsmodul E) bezeichnet. Diese anisotrope Schicht 06 bzw. der anisotrope Aufzug 01 liegt nun so, dass die Hauptachsen E1; E2 bewußt gegen die Druck- oder Transportrichtung T (bzw. betriebsmäßige Umfangsrichtung) um einen definierten Winkel, ungleich 0° oder 90° (bzw. ungleich 180° oder 270°) geneigt sind. Dies wird im folgenden als "Neigungswinkel" α bezeichnet, wobei dieser für die folgenden Darstellungen so definiert wurde, dass er den spitzen Winkel zwischen der Richtung der größeren "Hauptachse" für die aus einer Auslenkung der anisotropen Schicht 06 resultierenden Dehnung ε2 gegenüber der Umfangsrichtung ausdrückt. Die "Hauptachsen" für die anisotrope Dehnungseigenschaft kann, wie bereits oben ausgeführt, vorteilhaft aus einer Anisotropie im Elastizitätsmodul E resultieren, wobei in diesem Fall die Richtungen der Hauptachsen für die Dehnungseigenschaft mit denen des Elastizitätsmoduls E zusammenfallen, sich jedoch in ihrer Größe reziprok zueinander verhalten. Der Neigungswinkel α ist in diesem Fall durch den spitzen Winkel zwischen der Richtung der kleineren Hauptachse für das Elastizitätsmodul E2 mit der Umfangsrichtung T definiert. Gegenüber einem den Aufzug 01 tragenden Zylinder 02, z. B. einem Übertragungszylinder 02, bezeichnet α dann den spitzen Winkel gegenüber der kleineren Hauptachse für das Elastizitätsmodul E2 gegenüber der Umfangsrichtung T in der Ebene des Aufzuges 01.
Wird die Anisotropie durch die Querkontraktionszahl µ (Poissonzahl) bestimmt und/oder erreicht, so verhält es sich mit der Definition des Neigungswinkels α wie mit derjenigen der Dehnungseigenschaft - er definiert sich durch den spitzen Winkel zwischen der größeren Hauptachse für die Poissonzahl und der Umfangsrichtung T.
Auf der linken bzw. rechten Ballenhälfte des Übertragungszylinders 02 (in Längsrichtung betrachtet) besitzt der Aufzug 01 bzw. die Schicht entgegengesetzte Neigungswinkel α - insbesondere vorteilhaft entgegengesetzt gleich große Neigungswinkel α - spiegelsymmetrisch zur (Papier)Bahnmitte bzw. zum Zylindermittelschnitt, so dass beim Drucken die axiale Kraftkomponente auf die Bahn 04 im Bereich der linke Ballenhälfte nach links wirkt, und im Bereich der rechten Ballenhälfte nach rechts. Hierdurch wird eine Straffung der Bahn 04 in lateraler Richtung erzeugt und damit eine Wellen- bzw.
Faltenbildung entgegengewirkt.
In Fig. 1 ist als Schnitt der Nipp 03 zwischen Übertragungszylinder 02 und Bahn 04 (insbesondere Papierbahn) skizziert, wobei die auftretenden Radialkräfte Fr, und die Tangentialkräfte bzw. -spannungen σu schematisch durch Pfeile dargestellt sind. Fig. 2 gibt eine Draufsicht auf einen den Aufzug 01 (bzw. die Schicht) aufweisenden Zylinder 02 am Beispiel der Anisotropie im Elastizitätsmodul. Strichliert ist eine Linie des Nipps 03 angedeutet. Am Ort des Nipps 03 ist die resultierende Tangentialspannung σu (tangentiale Gummituchspannung) sowie die Steifigkeitsellipse (strichliert dargestellt) der anisotropen Schicht bzw. des anisotropen Aufzuges 01, hier mit den Hauptachsen 1/E1 und 1/E2 (entspricht einer Dehnung) dargestellt, wobei E1 und E2 die Elastizitätsmoduli entlang der auf das Elastizitätsmodul bezogenen Hauptachsen E1; E2 darstellen. Die Hauptsachse E1 ist um den Neigungswinkel α gegen die Umfangsrichtung geneigt.
Für eine Komponente einer Dehnung ε des Aufzuges 01 bzw. der Aufzugschicht in axialer Richtung εa gilt dann: ε 1 = (σ U sin α) /E 1 ε 2 = (σ U cos α) /E 2 εα = -ε 1 cos α + ε2 sin α = σ U sin α cos α(1/E2 -1/E1) wobei ε1 ; ε2 die Dehnungen entlang der auf die Dehnung bezogen Hauptachsen der Anisotropie darstellen.
Eine Komponente der Dehnung in axialer Richtung εa tritt somit auf, wenn E1 ≠ E2 (mechanische Anisotropie) und α ≠ 0° undα ≠ 90° (bzw.α ≠ 180°,α ≠ 270°) (Neigung). Vorteilhaft ist eine Ausprägung der Anisotropie der Schicht(en) 06, so dass in Summe für die wirksame Schicht 06 bzw. Schichten 06 für die Größe der Hauptachsen E1; E2 gilt: Elastizitätsmodul entlang der größeren Hauptachse E1 ≥ 2-fache, insbesondere 5-fache oder gar 1 0-fache des Elastizitätsmoduls entlang der kleineren Hauptachse E2, d. h. 1/E2 ≥ 2 * 1/E1, insbesondere 1/E2 ≥ 5 * 1/E1 oder gar 1/E2 ≥ 10 * 1/E1. Eine weitere Art der Charakteristik ist, insbesondere für den Fall dass der Aufzug 02 eine dimensionsstabile Trägerplatte 11 aufweist, das anisotrope Summenverhalten an der druckenden Oberfläche festzumachen. Der dort eintretende Effekt kann aufgrund des Verbundes bedeutend geringer als derjenige der verursachenden Schicht 06 ausfallen: Ein anisotroper Gesamteffekt kann dann an der Oberfläche beispielsweise ersatzweise als effektive Elastizitätsmoduli E1' bzw. E2' im Bereich der Oberfläche angegeben sein, wobei dann noch zumindest gelten sollte 1/E2' ≥ 1,1 * 1/E1', besser 1/E2' ≥ 1,5 * 1/E1'.
Im Ausführungsbeispiel eines bzgl. des Elastizitätsmoduls E anisotropen Aufzuges 01 ist dieser (bzw. ist die wirksame Schicht 06 bzw. sind die wirksamen Schichten 06) dergestalt gegenüber der Längs- bzw. Umfangsrichtung des Aufzuges 01 geneigt, dass 1 °≥ α≥ 60°, insbesondere 3°≥ α≥ 45°, gilt, d. h. dass die kleinere Hauptachse E2 um 1° bis 60°, insbesondere um 3° bis 45° geneigt zur Längs bzw. Umfangsrichtung T des Aufzuges 01 verläuft. Sie ist in Transportrichtung T (bzw. Drehrichtung des Zylinders) betrachtet auf der rechten Zylinderseite um diesen Winkel α nach rechts und auf der linken Zylinderseite zur anderen Seite hin, insbesondere um den selben Winkel α, nach links (also im Urzeigersinn betrachtet um -α) geneigt.
Wesentlich beim Einsatz der Aufzüge 01 bzw. des Aufzuges 01 zur Verminderung von Faltenbildung ist nun, dass in Längsrichtung zum Zylinder 02 auf dessen Oberfläche zwei Abschnitte A vorliegen, welche jeweils an ihrer Oberfläche bzgl. ihres Dehnungsverhaltens Anisotropie in der Aufzugebene zeigen und deren Anisotropie entgegengesetzt - insbesondere entgegengesetzt gleich groß - geneigt zur Umfangsrichtung des Zylinders 02 verläuft.
Sind mehrere Aufzüge 01 auf einem Zylinder 02 in axialer Richtung nebeneinander angeordnet, so sind diese jeweils symmetrisch zum Zylindermittelschnitt mit entgegengesetzter Neigung auszuführen. Fig. 4 a) zeigt dies an zwei, Fig. 4 b) an vier Aufzügen 01 schematisch durch Andeutung der bezogen auf die Dehnung größeren Hauptachsen in der Anisotropie mit Schraffuren. Die auf einer Hälfte nebeneinander angeordneten Aufzüge 01 der selben grundsätzlichen Neigungsrichtung α (links bzw. rechts) können voneinander leicht abweichende Neigungswinkel α aufweisen um das axiale Förderverhalten bei Bedarf noch feiner abstimmen zu können.
Das für mehrere nebeneinander liegende Aufzüge 01 dargelegte ist auf auf Abschnitte eines über die gesamte Länge durchgehenden lösbaren Aufzuges 01 oder einer Hülse (Sleeve) anzuwenden (z. B. Fig. 4 c) für zwei gedachte Abschnitte).
Ein derartiger Aufzug 01 ist nun in der Weise herstellbar, dass nach o.g. Walzen die endlichen, rechteckförmigen Aufzugabschnitte aus der Rohbahn unter dem entsprechenden o. g. Neigungswinkel a (bzgl. des Elastizitätsmoduls E kleineren) Hauptachse E2 herausgeschnitten werden oder aber durch Einbringen eines anisotropen Materials, insbesondere eines Gewebes, bei der Herstellung der Rohbahn unter einem o. g. Neigungswinkel α der (bzgl. des Elastizitätsmoduls E kleineren) Hauptachse E2 gegenüber der späteren Abrollrichtung des fertigen Aufzuges 01 bzw. seitlichen Schnittkante. Anstatt eines Gewebes kann auch eine die o. g. anisotrope Eigenschaft aufweisende Verstärkungsschicht wie Textilschicht, Hartelastomere oder eine nicht gewebte, z. B. folienartige, Schicht aus kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Fasern in der genannten Weise im Aufzug 01 eingearbeitet sein. Insbesondere können dies auch in radialer Richtung betrachtet mehrere dieser Schichten sein, welche in Summe (resultierend) die o. g. Anisotropie besitzen.
Bei der Herstellung von Hüllen sind die beiden o. g. Verfahrensweise - Neigung der Walzrichtung und geneigte Einbringung anisotropen Materials - auf Längsabschnitte einer Hülse zu übertragen.
Die Anisotropie in den Eigenschaften des Materials bzw. der Schicht 04 eines selben Aufzuges 01 oder eines Abschnittes ist nicht gleichzusetzen mit in axialer Richtung des Zylinders 02 variierenden Stoffeigenschaften. Die variierenden Stoffeigenschaften stellen einen Gradienten in dieser Eigenschaften dar, während die genannte Anisotropie ein Charakterisierung einer Eigenschaft darstellt. Die makroskopischen Abschnitte der axial variierenden Stoffeigenschaften müssen dann in diesem jeweiligen Axialabschnitt keinen oben beschriebenen Neigungswinkel α zur Längs- bzw. Umfangsrichtung aufweisen, sondern können für sich betrachtet isotrop oder mit zur Umfangsrichtung paralleler bzw. senkrechter Haupachse ausgebildet sein. Eine Aussage über Anisotopie ist hierbei nicht getroffen. Für jedes infinitesimal für sich betrachtetes Flächenelement liegt Isotropes Materialverhalten (in der betrachteten Ebene) oder zumindest Symmetrie bzgl. der Umfangsrichtung vor. Im Gegensatz hierzu liegt beim erfindungsgemäßen Aufzug 01 vorzugsweise auf der gesamten Breite des definiert geneigten Abschnittes A bzw. der gesamten Aufzugbreite b01 in jedem infinitesimalen Flächenstück die dargelegte Anisotropie und Neigung ungleich 0° und ungleich 90° grad vor.
Bezugszeichenliste
01
Aufzug
02
Zylinder, Übertragungszylinder
03
Nipp
04
Bahn
05
-
06
anisotrope Schicht
07
(radial) elastische Schicht
08
dimensionsstabile Schicht, Trägerschicht
α
Neigung, Neigungswinkel
εa
Dehnung in axialer Richtung
σu
Tangentialkraft bzw. -spannung
E1
Hauptachse, Elastizitätsmodul
E2
Hauptachse, Elastizitätsmodul
Fr
Radialkraft
M
Zylindermittelschnitt
1/E1
Hauptachse
1/E2
Hauptachse

Claims (30)

  1. Aufzug (01) für einen Rotationskörper (02) einer bahnver- bzw. bearbeitenden Maschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzug (01) zumindest auf einem Abschnitt (A) Anisotropie in einer mechanischen Eigenschaft in einer Ebene parallel zur Aufzugoberfläche in der Weise aufweist, dass ein anisotropes Spannungs-Dehnungsverhalten des Aufzuggefüges an dessen Oberfläche verursacht wird, und dass eine Hauptachse (E1; E2; 1/E1; 1/E2) der zumindest an der Oberfläche resultierenden Anisotropie zu einer Seitenkante des Aufzuges (01) um einen Winkel (α) ungleich 0° und ungleich 90° geneigt ist.
  2. Aufzug (01) für einen Rotationskörper (02) einer bahnver- bzw. bearbeitenden Maschine, wobei der Aufzug (01) in seiner Breite nebeneinander zumindest zwei streifenförmige Abschnitte (A) aufweist, welche in einer Ebene parallel zur Aufzugoberfläche jeweils eine Anisotropie in einer das Spannungs-Dehnungsverhalten beeinflussenden mechanischen Größe in der Weise aufweisen, dass jeweils eine Hauptachse (E1; E2; 1/E1; 1/E2) der Anisotropie relativ zu einer Seitenkante des Aufzuges (01) um einen Winkel (α) ungleich 0° und ungleich 90° geneigt ist, und dass die Neigung relativ zur Verlaufsrichtung der streifenförmigen Abschnitte (A) des Aufzuges (01) betrachtet unterschiedlich ist.
  3. Aufzug (01) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufzuggefüge wenigstens eine das anisotrope Dehnungsverhalten an der Oberfläche verursachende, in der Aufzugebene mechanisch anisotrope Schicht (06) aufweist, deren Hauptachsen der Anisotropie um einen Winkel α, mit α ≠ 0° und α ≠ 90° zur Seitenkante des Aufzuges (01) geneigt sind.
  4. Aufzug nach Anspruch 01, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzug (01) mehrere mechanisch bezüglich der Aufzugebene anisotrope Schichten (06) aufweist, welche gemeinsam im Gesamtgefüge des Aufzuges (01) die resultierende Anisotropie an der Oberfläche verursachen.
  5. Aufzug (01) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bezüglich einer resultierenden Dehnung größere Hauptachse (1/E2) mit einer als Längskante ausgebildeten Seitenkante des Aufzuges (01) einen Winkel von 1° ≥ α ≥ 60°, insbesondere 3°≥ α≥ 45°, bildet.
  6. Aufzug (01) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er auf einem Rotationskörper (02) einer bahnbe- oder -verarbeitenden Maschine angeordnet ist.
  7. Aufzug (01) nach Anspruch 6 und einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenkante des Aufzuges in Umfangsrichtung des Rotationskörpers (02) verläuft.
  8. Aufzug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (02) als mit einem Bedruckstoff (04) zusammen wirkender Zylinder (02) einer Druckmaschine ausgebildet ist.
  9. Aufzug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Abschnitt einen definierten Neigungswinkel (α) besitzt.
  10. Aufzug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Anisotopie im Elastizitätsmodul E besteht und die Elastizitätsmoduli entlang der Hauptachsen (E1; E2) ungleich groß sind, d. h. E1 ≠ E2 gilt.
  11. Aufzug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzug (01) eine anisotrope Schicht (06) in Form einer anisotropen Gewebelage aufweist.
  12. Aufzug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzug (01) eine anisotrope Schicht (06) in Form einer längsgestreckte Fasern oder Fäden beinhaltende Kunststoffschicht mit einer Vorzugsrichtung für die Lage der Fasern aufweist.
  13. Aufzug nach Anspruch 3, 4, 11, oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (06) gegenüber einer druckenden Deckschicht (07) vorverstreckt im Aufzug (01) eingebracht ist.
  14. Aufzug nach Anspruch 3, 4, 11, oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (06) dicht unter einer druckenden Deckschicht (07) angeordnet ist.
  15. Aufzug nach Anspruch 3, 4, 11, oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine anisotrop wirksame Schicht (06) zwischen einer in Richtung senkrecht zur Aufzugebene kompressiblen Schicht (08) und einer Deckschicht (07) angeordnet ist.
  16. Aufzug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzug (01) Abschnitte (A) unterschiedlich stark geneigter, jedoch relativ zur Verlaufsrichtung der streifenförmigen Abschnitte (A) in den selben Winkelquadranten weisende Anisotropie aufweist.
  17. Aufzug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzug (01) spiegelsymmetrisch Abschnitte (A) umgekehrt geneigter Anisotropie aufweist.
  18. Aufzug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzug (01) spiegelsymmetrisch zu einer zur Verlaufsrichtung der streifenförmigen Abschnitte (A) Mittelachse Abschnitte (A) gleich starker, jedoch umgekehrt geneigter Anisotropie aufweist.
  19. Aufzug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzug (01) als in Umfangsrichtung endlose Gummituchhülse ausgebildet ist.
  20. Aufzug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzug (01) als endliches Gummituch, insbesondere als ein eine dimensionsstabile Trägerplatte aufweisendes Metalldrucktuch, ausgebildet ist.
  21. Aufzug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elastizitätsmodul einer die Anisotropie an der Oberfläche verursachenden Schicht (06) entlang der größeren Hauptachse (E1) dem doppelten, insbesondere dem fünffachen des Elastizitätsmoduls entlang der kleineren Hauptachse (E2) entspricht.
  22. Aufzug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein effektiv an der Oberfläche resultierendes Elastizitätsmodul entlang der größeren Hauptachse (E1') dem 1,1 -fachen, insbesondere dem 1,5-fachen des Elastizitätsmoduls entlang der kleineren Hauptachse (E2') entspricht.
  23. Satz von zwei Aufzügen (01) oder Abschnitten gemäß Anspruch 1 oder 2 mit spiegelsymmetrisch zueinander geneigter Anisotropie, angeordnet auf einer linken und einer rechten Ballenhälfte eines Zylinders (02).
  24. Satz von 2*n Aufzügen (01) oder Abschnitten gemäß Anspruch 1 mit paarweise spiegelsymmetrisch zueinander geneigter Anisotropie, welche paarweise entsprechend spiegelsymmetrisch zum Zylindermittelschnitt (M) auf dem Ballen eines Zylinders (02) angeordnet sind, mit n∈ IN.
  25. Satz von 2*n+1 Aufzügen oder Abschnitten auf dem Ballen eines Zylinders (02) mit paarweise spiegelsymmetrisch geneigter Anisotropie gemäß Anspruch 1 und einem mittleren Aufzug (01) oder Abschnitt ohne Anisotropie oder einer Anisotropie mit Neigungswinkel α = 0° oderα = 90°, mit n∈ IN
  26. Satz von Aufzügen nach Anspruch 23, 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzüge (01) in der Art eines oder mehrerer der Ansprüche 3 bis 22 ausgebildet sind.
  27. Verfahren zur Herstellung eines Aufzuges (01) für einen Zylinder (02) einer Druckmaschine mit mindestens einer Deckschicht und einer Schicht (06), wobei die Schicht (06) als Bahn zunächst vorverstreckt und/oder unter hohem Druck bei erhöhter Temperatur gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Schicht (06) in der Weise orientiert mit der Deckschicht verbunden wird, dass eine Längskante des fertiggestellten Aufzuges (02) einen Neigungswinkel (α) ungleich 0° und ungleich 90° zur Walzrichtung der Schicht (06) und/oder zur Richtung des vorausgehenden Vorstreckens zu liegen kommt.
  28. Verfahren zur Herstellung eines Aufzuges (01) für einen Zylinder (02) einer Druckmaschine mit mindestens einer Deckschicht und einer Schicht (06), wobei die Schicht (06) als Bahn zunächst vorverstreckt und unter hohem Druck bei erhöhter Temperatur gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (06) mit der Deckschicht verbunden wird, und der so entstandene Verbund anschließend in der Weise geschnitten wird, dass eine Längskante des geschnittenen und fertiggestellten Aufzuges (02) einen Neigungswinkel (α) ungleich 0° und ungleich 90° zur Walzrichtung der Schicht (06) und/oder zur Richtung des Vorstreckens zu liegen kommt.
  29. Verfahren zur Herstellung eines Aufzuges (01) für einen Zylinder (02) einer Druckmaschine mit mindestens einer Deckschicht und wenigstens einer Schicht (06), wobei die mindestens eine Schicht (06) als Gewebe mit in Bezug auf ein Spannungs-Dehnungsverhalten in der Schichtebene anisotropem ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Schicht (06) oder im Fall von mehreren Schichten (06) diese in der Weise orientiert mit der Deckschicht verbunden wird bzw. werden, dass eine Längskante des fertiggestellten Aufzuges (02) einen Neigungswinkel (α) ungleich 0° und ungleich 90° zur Hauptachse (E1; E2; 1/E1; 1/E2) in der Anisotropie der Schicht (06) bzw. der Summe der Schichten (06) zu liegen kommt.
  30. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass als Schicht (06) eine Gewebelage verwendet wird.
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