EP2841273B1

EP2841273B1 - Werkzeugzylinder mit auswechselbarer werkzeughülse sowie präge- oder druckmaschine mit einem solchen werkzeugzylinder

Info

Publication number: EP2841273B1
Application number: EP13719052.6A
Authority: EP
Inventors: Marc Steuer
Original assignee: SPM Steuer GmbH and Co KG
Current assignee: SPM Steuer GmbH and Co KG
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2033-04-18
Also published as: CN104379351A; ES2587106T3; WO2013160191A1; EP2841273A1; DE102012206972B4; DE102012206972A1; CN104379351B

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugzylinder und auf einen Werkzeugzylinder-Set mit einem Hülsenträger und einer von dem Hülsenträger getragenen, auswechselbaren Werkzeughülse sowie auf eine Präge- oder Druckmaschine mit einem solchen Werkzeugzylinder.

Stand der Technik

Werkzeugzylinder mit einer auswechselbaren Werkzeughülse, die von einem Hülsenträger getragen wird und von dem Hülsenträger abgenommen werden kann, werden in Präge- oder Druckmaschinen als Arbeitszylinder verwendet, die im Betrieb der Präge- oder Druckmaschine mit einem Gegendruckelement zusammenwirken und gemeinsam mit dem Gegendruckelement einen Arbeitsspalt begrenzen, in welchem der eigentliche Präge- oder Druckvorgang an einem durch den Arbeitsspalt laufenden Flachmaterial stattfindet. Das Gegendruckelement kann ein Gegendruckzylinder oder einer Gegendruckplatte sein. Bei dem Flachmaterial kann es sich um eine Materialbahn oder Bogenmaterial handeln. Die Werkzeughülse trägt dabei die für den jeweiligen Prozess vorgesehenen Werkzeuge, die bei Druckmaschinen häufig als Klischees und bei Prägemaschinen in der Regel als Prägewerkzeuge bezeichnet werden. Auf einer auswechselbaren Werkzeughülse können die für den nachfolgenden Prozess gewünschten Werkzeuge bereits vorbereitend an den gewünschten Positionen befestigt sein, so dass mit der Auswechslung einer Werkzeughülse eine ganze Gruppe von Werkzeugen als Ganzes entnommen und durch andere Werkzeuge und/oder Werkzeuge mit anderer Anordnung ersetzt werden kann. Durch Verwendung von Werkzeugzylindern mit auswechselbaren Werkzeughülsen kann es somit gelingen, Umrüstzeiten zu verringern und damit Maschinenstillstandszeiten beim Wechsel zwischen unterschiedlichen Prozessen kurz zu halten.
Die DE 196 27 034 C2 beschreibt eine Druck- oder Prägemaschine, deren Druck- oder Prägewerk einen Werkzeugzylinder mit auswechselbarer Werkzeughülse hat, die mit einem Gegendruckzylinder zusammenarbeitet (Rotationsmaschine). Beschrieben wird eine Anordnung, bei der die Werkzeughülse ohne Abbau einer Seitenwange des Maschinenrahmens durch die Seitenwange hindurch vom Hülsenträger abgezogen und durch eine andere Werkzeughülse ersetzt werden kann. Der Hülsenträger hat eine durchgehend zylindrische Mantelfläche, auf der die ebenfalls durchgehend zylindrische Innenfläche der Werkzeughülse im aufgespannten Zustand großflächig aufliegt. Die mit einem durchgehenden Längsschlitz versehene und dadurch aufweitbare bzw. zusammenziehbare Werkzeughülse wird mit Hilfe einzelner, entlang des Längsschlitzes verteilter Spannglieder auf den zylindrischen Hülsenträger aufgespannt. Nach Lösen der Spannglieder kann die Werkzeughülse axial vom Hülsenträger abgezogen werden.
Die EP 1 600 292 B1 beschreibt eine andere Einrichtung zum Anbringen einer auswechselbaren Werkzeughülse auf der Mantelfläche eines Hülsenträgers eines Werkzeugzylinders für eine Präge- oder Druckmaschine. Die mit einem Längsschlitz versehene Werkzeughülse wird mittels einer Spanneinrichtung auswechselbar auf der zylindrischen Mantelfläche des Hülsenträgers klemmend aufgespannt. Die Spanneinrichtung hat einen über die gesamte Länge der Werkzeughülse wirksamen, von einer Stirnseite des Werkzeugzylinders zentral betätigbaren Klemmantrieb.
Die WO 2010/124808 A1 beschreibt eine Druckveredelungsmaschine mit einer Basismaschine und auswechselbaren Veredlungsmodulen. Ein Veredlungsmodul hat einen Werkzeugzylinder mit einer auswechselbaren Werkzeughülse, die einen durchgehenden Längsschlitz aufweist und auf die zylindrische Mantelfläche eines zylindrischen Hülsenträgers kraftschlüssig aufgespannt werden kann.
Die WO 2006/114534 A2 offenbart einen Werkzeugzylinder bzw. einen Werkzeugzylinder-Set gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes der Ansprüche 1 und 12.
Die EP 1 442 883 A1 beschreibt einen Spannzylinder zum Aufspannen zylindrischer Prägeformen für Prägewalzen umfassend eine Spannhülse zum Aufspannen der Prägeform sowie eine Fixiereinrichtung zum Fixieren der Spannhülse auf einer Welle und eine Temperiereinrichtung zum Temperieren der Spannhülse.

AUFGABE UND LÖSUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Werkzeugzylinder der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, bei dem die Auswechslung der Werkzeugträgerhülse schneller und einfacher möglich ist als bei herkömmlichen Werkzeugzylindern. Der Werkzeugzylinder soll sich kostengünstig in guter Qualität herstellen lassen. Es ist eine weitere Aufgabe, eine Prägemaschine oder Druckmaschine mit einem solchen Werkzeugzylinder bereitzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgaben stellt die Erfindung einen Werkzeugzylinder mit den Merkmalen von Anspruch 1 und einen Werkzeugzylinder-Set mit den Merkmalen von Anspruch 12 bereit. Weiterhin wird eine Prägemaschine oder Druckmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 10 bereitgestellt.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein gattungsgemäßer Werkzeugzylinder hat einen Hülsenträger und eine an dem Hülsenträger lösbar befestigbare, auswechselbare Werkzeughülse. Der Hülsenträger gemäß der beanspruchten Erfindung weist ein Trägerelement auf, welches an einem ersten axialen Endabschnitt ein erstes Endstück und an einem zweiten axialen Endabschnitt ein zweites Endstück trägt. Die Werkzeughülse ist im montierten Zustand des Werkzeugzylinders zwischen den Endstücken eingespannt. In einem Bereich zwischen den Endstücken existiert zwischen dem Trägerelement und der Werkzeughülse ein radialer Abstand.
Bei dieser Konstruktion ist es möglich, sowohl die Werkzeughülse als auch das Trägerelement als relativ einfach und kostengünstig zu fertigende, stabile Bauteile auszulegen, da weder die Innenseite der Werkzeughülse noch die Außenseite des Trägerelements besonders präzise bearbeitet werden müssen. Im Gegensatz zu bekannten Lösungen wird die Werkzeughülse nicht auf eine entsprechend bearbeitete Außenfläche des Trägerelements aufgespannt, sondern zwischen den Endstücken eingespannt. Ein direkter Berührungskontakt zwischen dem Trägerelement und der Werkzeughülse ist nicht erforderlich und vorzugsweise auch nicht vorgesehen, da die Werkzeughülse zwischen den vom Trägerelement getragenen Endstücken eingespannt ist. Im Bereich zwischen den Endstücken ergibt sich zwischen dem Trägerelement und der Werkzeughülse ein Zwischenraum, der für weitere Funktionselemente des Werkzeugzylinders genutzt wird.
Vorzugsweise sind die Werkzeughülse und die Endstücke derart aufeinander abgestimmt, dass die Werkzeughülse im montierten Zustand ausschließlich axial zwischen den Endstücken eingespannt werden kann. Dadurch wird die Werkzeughülse bei der Befestigung am Hülsenträger ausschließlich in Achsrichtung belastet, so dass bei entsprechender stabiler Auslegung der Werkzeughülse Deformationen vermieden werden können.
Eine besonders zweckmäßige und kostengünstige Konstruktion ergibt sich bei manchen Ausführungsformen dadurch, dass das Trägerelement als Hohlwelle ausgebildet ist. Eine Hohlwelle kann aus einem rohrförmigen Ausgangswerkstück kostengünstig gefertigt werden und bietet bei geringem Gewicht ein Höchstmaß an Stabilität bzw. Steifigkeit. Außerdem kann das Innere der Hohlwelle zum Durchführen von Leitungen, Kabeln oder dergleichen genutzt werden.
Die Endstücke können als scheibenförmige Flansche ausgebildet sein, die auf axialen Endabschnitten des Trägerelements in Axialrichtung aufgeschoben und an geeigneter Position festgesetzt werden können. Der Hülsenträger kann dadurch insgesamt die Form einer Hantel haben.
Die neuartige Konstruktion bietet erhebliche Vorteile beim Formatwechsel, beispielsweise dann, wenn unterschiedliche Drucklängen nacheinander gefertigt werden sollen. Vorzugsweise ist der Hülsenträger dafür eingerichtet, Werkzeughülsen unterschiedlicher Innendurchmesser zu tragen, wobei ein Außendurchmesser des Trägerelements kleiner ist als ein Innendurchmesser der Werkzeughülse mit dem kleinsten Innendurchmesser und wobei ein für die Einspannung wirksamer Durchmesser der Endstücke größer ist, als ein Innendurchmesser der Werkzeughülse mit dem größten Innendurchmesser. Somit können Werkzeughülsen unterschiedlicher Durchmesser an ein und demselben Hülsenträger befestigt werden. Bei manchen Ausführungsformen können Werkzeugzylinder mit Außendurchmesser aus dem Bereich zwischen ca. 180 mm und 360 mm an dem gleichen Hülsenträger befestigt werden, ohne dass dafür Veränderungen an Hülsenträger vorgenommen werden müssen. Typischerweise greift ein Antrieb für den Werkzeugzylinder am Trägerelement an, so dass in diesem Fall eine Drehmomentübertragung vom Trägerelement zur Werkzeughülse sichergestellt werden muss. Obwohl eine kraftschlüssige Kopplung ausreichen kann, ist bei Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung eine formschlüssige Mitnahme vorgesehen. Hierzu weist die Werkzeughülse an den axialen Stirnseiten erste Kupplungsstrukturen auf und die Endstücke haben an den der Werkzeughülse zugewandten Stirnseiten zweite Kupplungsstrukturen, wobei die ersten Kupplungsstrukturen und die zweiten Kupplungsstrukturen zur formschlüssigen, drehfesten Kupplung der Werkzeughülse zwischen den Endstücken ausgebildet sind. Dabei weisen die ersten und die zweiten Kupplungsstrukturen korrespondierende Vorsprünge und/oder Ausnehmungen auf, die radial zu einer Drehachse des Werkzeugzylinders verlaufen. Hierdurch werden Werkzeughülsen mit unterschiedlichen Durchmessern angekoppelt, da deren erste Kupplungsstrukturen in unterschiedlichen radialen Abständen in die korrespondierenden zweiten Kupplungsstrukturen an den Endstücken eingreifen.
Erfindungsgemäß sind an den Endstücken radial verlaufende Vorsprünge in Form von Stegen vorgesehen, die beim Einspannen des Werkzeugzylinders in entsprechend radialer Ausnehmung an den Stirnseiten des Werkzeugzylinders eingreifen. Auch eine umgekehrte Anordnung mit Vorsprüngen an den Stirnseiten des Werkzeugzylinders und entsprechenden radialen Nuten an den Endstücken ist möglich.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die ersten Kupplungsstrukturen und die zweiten Kupplungsstrukturen als Hirth-Verzahnung gestaltet sind. Die Hirth-Verzahnung ist bekanntlich eine axial wirksame, planseitige Verzahnung, die eine Selbstzentrierung der miteinander gekoppelten Bauteile bewirken kann. Hierdurch sind häufige Werkzeughülsenwechsel ohne Verschleiß an den miteinander gekoppelten Bauteilen auch dann möglich, wenn die relative Drehstellung der miteinander zu kuppelnden Bauteile bei der Montage nicht völlig exakt eingestellt wird. Dadurch wird ein schneller Werkzeugwechsel begünstigt.
Da der Hülsenträger eine axiale Einspannung der Werkzeughülse erlaubt, kann die Werkzeughülse als eine in Umfangsrichtung geschlossene Werkzeughülse ausgelegt sein. Eine solche nicht-aufweitbare Werkzeughülse ohne Längsschlitz ist bei ausreichender Wandstärke ein in sich stabiles Bauteil, das sich beim Hülsenwechsel ohne Gefahr der Beschädigung einfach handhaben lässt.
Der Hülsenwechsel kann manuell oder mit Unterstützung geeigneter Einrichtungen (Roboter, Hebezeug oder dergleichen) teilautomatisch oder vollautomatisch durchgeführt werden. Bei manchen Ausführungsformen ist dem Werkzeugzylinder eine Hülsenwechsel-Hilfseinrichtung zugeordnet, die z.B. einen in das Innere der Werkzeughülse einführbaren Hülsenträgerabschnitt aufweisen kann. Es kann sich dabei um ein Rohr mit einem Satz rollen handeln, auf denen die Werkzeughülse nach außen rollen kann. Eine Greifeinrichtung, z.B. mit einem Backenfutter, das am freien Stirnende der Werkzeughülse angreift, kann vorgesehen sein, um das Herausziehen bzw. das Einschieben der neuen Werkzeughülse zu erleichtern.
Bei zahlreichen Anwendungen, beispielsweise bei der Verarbeitung von Heißprägefolien, müssen Werkzeugzylinder auf eine deutlich oberhalb der Raumtemperatur liegende Arbeitstemperatur gebracht werden, die beispielsweise im Bereich zwischen 150°C und 250°C liegen kann. Konventionelle Werkzeughülsen werden häufig mittels aufgeheiztem Öl auf ihre Arbeitstemperatur gebracht, welches in einer externen Heizeinrichtung auf eine Vorlauftemperatur vorgeheizt und dann durch Fluidkanäle im Werkzeugzylinder hindurchgefördert wird. Obwohl eine derartige fluidgebundene Heizeinrichtung auch bei Werkzeughülsen gemäß der beanspruchten Erfindung möglich ist, ist es vorgesehen, dass der Werkzeugzylinder Heizelemente einer elektrisch betreibbaren Heizeinrichtung zum Heizen der Werkzeughülse aufweist. Die zum Heizen der Werkzeughülse erforderliche Heizenergie wird also unmittelbar im Werkzeugzylinder erzeugt, so dass Energieverluste in Zuleitungen etc. vermieden werden können. Es müssen lediglich elektrische Anschlüsse zu einer externen elektrischen Leistungsversorgung vorgesehen sein.
Als besonders vorteilhaft haben sich Ausführungsformen erwiesen, bei denen die Heizeinrichtung Strahlungsheizelemente aufweist, die an der Außenseite des Trägerelements in der Weise angeordnet sind, dass sie die dem Trägerelement zugewandten Innenseite der Werkzeughülse berührungslos mittels Wärmestrahlung aufheizen können. Als Strahlungsheizelemente können Infrarotstrahler vorgesehen sein, die einen besonders hohen Heizleitungs-Wirkungsgrad haben. Durch die Montage an der Außenseite des Trägerelementes ist eine Auswechslung eventuell defekter Strahlungsheizelemente bei abgenommener Werkzeughülse besonders einfach möglich.
Eine berührungslos arbeitende Strahlungsheizung bietet als weiteren Vorteil, dass sie format-unabhängig arbeiten kann, so dass Werkzeughülsen unterschiedlicher Durchmesser mit ein und derselben Heizeinrichtung beheizt werden können.
Zur Steigerung des Wirkungsgrads der Heizeinrichtung kann an der Innenseite der Werkzeughülse eine strahlungsabsorbierende Struktur und/oder eine strahlungsabsorbierende Beschichtung vorgesehen sein. Die Innenseite kann beispielsweise durch Brünieren oder Auftragen einer Farbschicht geschwärzt sein. Häufig ist jedoch eine gesonderte Behandlung oder Beschichtung nicht notwendig, da eine unbearbeitete Innenseite einer metallischen Hülse bereits eine ausreichende Absorptionsfähigkeit für Heizstrahlung haben kann.
Als Alternative zu einer Strahlungsheizung kommt bei manchen Ausführungsformen auch eine Induktionsheizung der Werkzeughülse in Betracht, wobei entsprechende Induktionsspulen ebenfalls am Trägerelement angebracht sein können.
Um über die gesamte axiale Länge der Werkzeughülse eine ausreichend gleiche Beheizung zu ermöglichen, ist bei manchen Ausführungsformen vorgesehen, dass die Heizeinrichtung dafür ausgelegt ist, eine über die axiale Länge der Werkzeughülse variabel einstellbare Heizleistung zu erzeugen. Beispielsweise kann die Heizleistung in der Nähe der axialen Enden höher sein als im Mittelbereich der Werkzeughülse, so dass Wärmeverluste zu den axialen Enden ausgeglichen werden können, um über die gesamte axiale Länge der Werkzeughülse im Wesentlichen die gleiche Arbeitstemperatur zu erzielen.
Durch geschickte Auslegung der bei der Montage der Werkzeughülse beteiligten Komponenten ist es bei manchen Ausführungsformen möglich, dass die auswechselbare Werkzeughülse das einzige formatabhängige Bauteil des Werkzeugzylinders ist, so dass beim Hülsenwechsel außer der Werkzeughülse keine weiteren Bauteile durch andere, formatabhängige Bauteile ersetzt werden müssen. Für den Endnutzer ergeben sich hierdurch u.a. Kostenvorteile, da mit Ausnahme der Werkzeughülsen keine formatabhängigen Bauteile vorgehalten werden müssen. Für den Hülsenwechsel können sich erhebliche Zeitvorteile ergeben, da außer der Werkzeughülse keine weiteren Bauteile ausgebaut und durch andere ersetzt werden müssen.
Werkzeugzylinder der hier beschriebenen Art können bei entsprechender Anpassung der werkzeugtragenden Komponenten der Werkzeughülse an den jeweiligen Präge- oder Druckprozess in unterschiedlichen Präge- oder Druckmaschinen genutzt werden. Beispielsweise kommt die Verwendung in einer Folienprägemaschine (mit oder ohne Heizung) oder in einer Offset-Druckmaschine oder in einer Lackiermaschine oder in einer Flexodruckmaschine in Betracht. Auch die Verwendung in komplexeren, ggf. mehrstufigen Druckveredelungsanlagen oder in Veredelungsmodulen für solche Anlagen ist möglich, z.B. in einer Druckveredelungsanlage gemäß der WO 2010/124808 A1 .
Die Erfindung betrifft auch einen Werkzeugzylinder-Set mit einem Hülsenträger und mehreren dem Hülsenträger zugeordneten Werkzeughülsen, wobei der Hülsenträger und die Werkzeughülsen derart aneinander angepasst sind, dass Werkzeughülsen unterschiedlicher Durchmesser des Werkzeugzylinder-Sets an dem Hülsenträger ohne konstruktive Änderung des Hülsenträgers und/oder ohne Verwendung und/oder Auswechslung formatabhängiger Bauteile anbringbar sind.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1: zeigt eine schematische Ansicht eines Prägewerks einer Folienprägemaschine, wobei das Prägewerk eine Ausführungsform eines Werkzeugzylinders mit auswechselbarer Werkzeughülse aufweist;
Fig. 2: zeigt eine Ansicht eines in dem Prägewerk installierten Hülsenträgers gemäß einer Ausführungsform bei abgenommener Werkzeughülse;
Fig. 3: zeigt eine Ansicht der mit einer Hirth-Verzahnung versehenen inneren Stirnseite eines Endstücks bei einer anderen Ausführungsform eines Hülsenträgers;
Fig. 4: zeigt den Hülsenträger aus Fig. 2 mit einer relativ großen Werkzeughülse; und
Fig. 5: zeigt den Hülsenträger aus Fig. 2 und 4 mit einer relativ kleinen Werkzeughülse.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 zeigt eine schematische, schrägperspektivische Ansicht mit wesentlichen Komponenten eines Prägewerks 100 einer Folienprägemaschine, die zum Heißprägen in Rund-Rund-Technik eingerichtet ist (Heißpräge-Rotationsmaschine). Beim Heißprägen wird bekanntlich eine zu beprägende Materiallage, beispielsweise ein Bedruckstoffbogen oder eine durchgehende Bedruckstoffbahn, durch einen Prägespalt geführt, der zwischen einer Prägewerkzeugträgereinrichtung und einem Gegendruckelement gebildet ist. Die Prägewerkzeugträgereinrichtung trägt ein oder mehrere Prägewerkzeuge, die beim Heißprägen mittels einer Heizeinrichtung aufgeheizt werden können. Während des Betriebs der Folienprägemaschine wird mindestens eine Prägefolienbahn so durch den Prägespalt geführt, dass sie während eines Prägeintervalls den gleichen Bewegungszustand wie die zu beprägende Materiallage hat. Die Folientransportmittel sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die EP 0 718 099 B1 zeigt beispielhaft Möglichkeiten zur Ausgestaltung von Folientransportmitteln, die auch hier genutzt werden können.
Während des Prägeintervalls wird auf der Prägefolienbahn befindliches Prägegut, beispielsweise diskrete hintereinander liegende Prägeeinheiten wie Bilder, Texte und/oder Hologramme, oder ein aufzuprägender Teil einer Farbschicht oder Metallschicht, unter Einwirkung von Druck- und Temperatur auf die Materiallage übertragen.
Bei der Rotationsmaschine wird die Prägewerkzeugträgereinrichtung durch einen Werkzeugzylinder 200 gebildet, der mit horizontaler Drehachse 202 in zwei parallel zueinander ausgerichteten, vertikalen Seitenwangen 112, 114 des Maschinengestells der Folienprägemaschine drehbar gelagert ist. Als Gegendruckelement dient ein mit horizontaler Drehachse unterhalb des Werkzeugzylinders achsparallel mit diesem angeordneter Gegendruckzylinder 300, der mittels geeigneter Lager in den Seitenwangen 112, 114 um seine Zylinderachse 302 drehbar gelagert ist. Die links gezeigte Seitenwange 112 liegt auf der Bedienerseite der Maschine, von der aus u.a. die Werkzeughülsenwechsel vorgenommen werden können. Die hintere Seitenwange 114 liegt auf der Antriebsseite, an der die für den Antrieb des Werkzeugzylinders und des Gegendruckzylinders vorgesehenen Einrichtungen angeordnet sind.
Im Betrieb der Folienprägemaschine begrenzen der Werkzeugzylinder 200 und der Gegendruckzylinder 300 im Bereich ihrer größten Annäherung den Prägespalt 140. Die zu beprägende Materiallage wird mittels geeigneter Transportmittel durch den Prägespalt geführt, wobei die Materiallage über einen gewissen Umfangsabschnitt an der weitgehend zylindrischen Außenfläche des Gegendruckzylinders anliegt und von diesen lagerichtig gehalten wird. Das Beprägen erfolgt von der dem Gegendruckzylinder abgewandten Außenseite der Materiallage mit Hilfe von Prägewerkzeugen 222, die am Außenumfang des Werkzeugzylinders 200 auswechselbar angebracht sind. Zwischen dem Prägewerkzeug und der Materiallage verläuft die nicht dargestellte Prägefolienbahn, die von einem ebenfalls nicht näher dargestellten Folienwerk der Folienprägemaschine dem Prägespalt zugeführt und nach Gebrauch abgeführt wird.
Der Werkzeugzylinder 200 ist mehrteilig aufgebaut und umfasst als wesentliche Komponenten einen im Bereich der Seitenwangen gelagerten Hülsenträger 210 und eine vom Hülsenträger getragene auswechselbare Werkzeughülse 250.
Der Werkzeugzylinder ist in Fig. 1 in zwei unterschiedlichen Positionen gezeigt. Während des Betriebs der Maschine ist die Werkzeughülse 250 fest am Hülsenträger montiert und befindet sich dabei in ihrer Arbeitsstellung. Der Werkzeugzylinder nimmt während des Betriebs die gestrichelt dargestellte Arbeitsposition in der Nähe des Gegendruckzylinders ein. Hierzu gehört die mit 202 gekennzeichnete Lage der Zylinderachse. In der mit durchgezogenen Linien dargestellten Wechselstellung ist der Werkzeugzylinder vom Gegendruckzylinder entfernt derart nach oben angehoben, dass die Werkzeughülse 250 durch einen kreisrunden Durchlass 214 in der Seitenwange 112 hindurch parallel zur Drehachse des Werkzeugzylinders abgezogen bzw. aufgeschoben werden kann. Hierzu gehört die mit 202' gekennzeichnete Lage der Zylinderachse.
Im Folgenden werden einige Ausführungsformen von Werkzeugzylindern mit auswechselbaren Werkzeughülsen anhand der Fig. 1 bis 5 erläutert. Fig. 2 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht des Trägerelements 210 aus Fig. 1 mit abgenommener Werkzeughülse. Fig. 4 zeigt eine Konfiguration des Werkzeugzylinders mit einer Variante einer Werkzeughülse 250-4 mit relativ großem Durchmesser und Fig. 5 zeigt eine Variante des Werkzeugzylinders mit einer Werkzeughülse 250-5 mit relativ kleinem Durchmesser, jeweils getragen vom gleichen Hülsenträger. Fig. 3 zeigt eine Ansicht auf die hülsenseitige Stirnseite eines Endstücks einer anderen Ausführungsform mit Kupplungsstrukturen in Form einer Hirth-Verzahnung. In den Zeichnungsfiguren sind identische oder einander entsprechende Komponenten jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Der mehrteilig aufgebaute Werkzeugzylinder 250 hat zwei HauptKomponenten, nämlich den Hülsenträger 210 und eine auswechselbare Werkzeughülse 250, die vom Hülsenträger bestimmungsgemäß abgenommen werden kann und im montierten Zustand vom Hülsenträger getragen wird. Der Hülsenträger 210 weist ein Trägerelement 220 in Form einer verwindungssteifen Hohlwelle auf, die im Wesentlichen zylindrische Außenkonturen und einem in Axialrichtung durchgehenden inneren Hohlraum hat. Das Trägerelement hat einen ersten axialen Endabschnitt 212, der an der Antriebsseite des Werkzeugzylinders liegt, sowie an der gegenüberliegenden Bedienerseite einen zweiten axialen Endabschnitt 214 (siehe Fig. 2, 4 und 5).
Jeder der Endabschnitte 212, 214 ist so bearbeitet, dass je ein Endstück des Hülsenträgers auf den zugehörigen axialen Endabschnitt axial aufgeschoben und an einer definierten Position drehfest befestigt werden kann. Der erste axiale Endabschnitt 212 trägt im zusammengebauten Zustand des Hülsenträgers bzw. des Werkzeugzylinders ein erstes Endstück 230, das auch bei abgenommener Werkzeughülse am Trägerelement verbleibt. Auf der gegenüberliegenden Bedienerseite ist ein zweites Endstück 240 vorgesehen, welches zum Hülsenwechsel vom Trägerelement 220 abgenommen wird (vgl. Fig. 1).
Beide Endstücke 230, 240 sind bei der Ausführungsform im Wesentlichen als flache Scheiben oder Flansche ausgebildet, deren Außendurchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der größten vom Hülsenträger zu tragenden Werkzeughülse (vgl. Fig. 4). Bei der Montage des Werkzeugzylinders wird die Werkzeughülse 250 zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der Endstücke 230, 240 axial eingespannt, so dass alle Spannkräfte im Wesentlichen parallel zur Zylinderachse 202 wirken.
Wie anhand der Fig. 4 und 5 gut zu erkennen ist, ist der Hülsenträger 210 dafür eingerichtet, dass er Werkzeughülsen unterschiedlicher Durchmesser ohne konstruktive Veränderung am Hülsenträger aufnehmen bzw. tragen kann. Dafür sind die Komponenten so dimensioniert, dass der Außendurchmesser des Trägerelements (inklusive sämtlicher davon getragenen Komponenten mit Ausnahme der Endstücke) kleiner ist als der Innendurchmesser derjenigen Werkzeughülse 250-5, die den kleinsten Innendurchmesser aller für das Trägerelement vorgesehenen Werkzeughülsen hat. Fig. 4 zeigt zum Vergleich die Werkzeughülse 250-4 mit dem größten für das Trägerelement vorgesehenen Durchmesser, während Fig. 5 die Werkzeughülse 250-5 mit dem kleinsten Durchmesser zeigt.
Dadurch wird erreicht, dass bei jeder Werkzeughülse eines zu dem Hülsenträger 210 gehörigen Satzes bzw. Sets von Werkzeughülsen zwischen dem Trägerelement bzw. dessen Außenseite und der Werkzeughülse bzw. deren Innenseite ein radialer Abstand A2 (bei der kleinsten Werkzeughülse 250-5) bzw. A1 (bei der größten Werkzeughülse 250-4) verbleibt. Daraus ergibt sich, dass jede Werkzeughülse, für die der Hülsenträger vorgesehen ist, im montierten Zustand keinen direkten Berührungskontakt mit dem zentralen Trägerelement 220 hat, sondern vielmehr nur indirekt über die Endstücke 230, 240 vom Trägerelement getragen wird.
Hierdurch ergeben sich zahlreiche Vorteile gegenüber konventionellen Lösungen, bei denen aufweitbare geschlitzte Werkzeughülsen verwendet werden, die auf eine exakt bearbeitete zylindrische Außenfläche eines Zylinderkerns kraftschlüssig aufgespannt werden.
Bei der vorliegenden Lösung kann zur Herstellung der Werkzeughülse ein in Umfangsrichtung geschlossenes Rohr verwendet werden, wodurch die Werkzeughülse einfach zu fertigen ist und bei geeigneter Wandstärke in sich so stabil sein kann, dass beim Hülsenwechsel eine einfache Handhabung möglich ist. Zudem ist es nicht erforderlich, die dem Trägerelement zugewandte Innenseite der Hülse mit hoher Präzision Material abtragend zu bearbeiten, da die Innenseite nicht als Spannfläche dienen muss. Die Innenseite kann daher unbearbeitet bleiben, wodurch Fertigungskosten reduziert werden. Zudem entsteht zwischen der Werkzeughülse und dem Trägerelement im Bereich zwischen den Endstücken ein Zwischenraum, der für weitere Zwecke genutzt wird, was im Zusammenhang mit der Beschreibung der Heizeinrichtung noch erläutert wird.
Die Werkzeughülse 250 sollte im montierten Zustand exakt zur Drehachse des Werkzeugzylinders zentriert und gegenüber dem angetriebenen Hülsenträger gegen Verdrehung gesichert sein. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass an den der Werkzeughülse zugewandten inneren Stirnseiten der Endstücke und an den damit in Kontakt kommenden axialen Stirnseiten der Werkzeughülse zueinander korrespondierende Kupplungsstrukturen vorgesehen sind, die eine formschlüssige, drehfeste Kupplung der Werkzeughülse mit dem Hülsenträger sowie eine Zentrierung der Werkzeughülse bezüglich des Hülsenträgers beim Zusammenbau automatisch bewirken.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1, 2, 4 und 5 werden die an den inneren Stirnseiten der Endstücke angebrachten zweiten Kupplungsstrukturen dadurch gebildet, dass an den ansonsten ebenen Stirnflächen jeweils sechs gleichmäßig um den Umfang verteilte radiale Stege 234 angebracht sind, die im Wesentlichen einen flachen Rechteckquerschnitt haben und sich jedenfalls in Richtung der Werkzeughülsenseite leicht verjüngen können. Die zugehörigen ersten Kopplungsstrukturen an den jeweils zugewandten Stirnseiten der Werkzeughülsen werden durch entsprechend dimensionierte radiale Ausnehmungen bzw. Nuten 254 an den Stirnseiten der Werkzeughülsen gebildet (siehe z.B. Fig. 4).
Beim Zusammenbau des Werkzeugzylinders wird die Werkzeughülse zunächst in eine Drehstellung gebracht, in der die stirnseitigen Ausnehmungen 254 mit den stirnseitigen Stegen der Endstücke fluchten, bevor die Endstücke axial aufeinander zu bewegt werden, um die Werkzeughülse einzuspannen. Durch den formschlüssigen Eingriff der Stege in die Nuten wird eine formschlüssige Mitnahme der Werkzeughülse erreicht, gleichzeitig wird diese zwischen den Endstücken zentriert.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind an den inneren Stirnseiten der Endstücke jeweils zweite Kopplungsstrukturen in Form einer Hirth-Verzahnung 334 vorgesehen. Die korrespondierenden Verzahnungen sind an den Stirnseiten der zugehörigen Werkzeughülsen vorgesehen. Durch den radialen Verlauf der Verzahnung sowie durch die dreieckige Querschnittsform der Zähne wird eine Selbstzentrierung der Werkzeughülse beim Einspannen zwischen den Endstücken erreicht. Zudem muss bei dieser Ausgestaltung die Werkzeughülse zunächst nicht exakte in die richtige Drehstellung für die Montage gebracht werden. Vielmehr reicht es aus, wenn die Werkzeughülse so gedreht wird, dass die Zahnspitzen der einen Kupplungsstrukturen grob in die zugeordneten Ausnehmungen der gegenüberliegenden Kupplungsstrukturen eingreifen. Beim Einspannen der Werkzeughülse zwischen den Endstücken kann sich die Werkzeughülse dann gegebenenfalls noch etwas drehen, bis die richtige Drehlage vorliegt. Dadurch kann der Zusammenbau des Werkzeugzylinders weiter vereinfacht werden. Verschleiß an den Kanten der Kopplungsstrukturen kann weitgehend vermieden werden.
Werkzeugzylinder der hier beschriebenen Art können für viele Anwendungen im Bereich von Druckmaschinen oder Prägemaschinen genutzt werden. Im Beispielsfall wird der Werkzeugzylinder bei einer Folienprägemaschine zum Heißprägen verwendet. Hierzu muss der Werkzeugzylinder bzw. dessen Außenseite im Betrieb auf eine Arbeitstemperatur gebracht werden, die deutlich oberhalb Raumtemperatur liegt und beispielsweise im Bereich zwischen 150°C und 250°C liegen kann. Für diesen Zweck ist der Werkzeugzylinder mit Heizelementen einer elektrischen Heizeinrichtung ausgestattet. Die Heizelemente werden durch langgestreckte Infrarotstrahler 272 gebildet, die gleichmäßig um den Umfang des Trägerelements 220 angeordnet sind und sich im Wesentlichen über den gesamten zwischen den montierten Endstücken liegenden inneren Abschnitt des Trägerelements erstrecken. Die Infrarotstrahler sind einzeln auswechselbar, der Wechsel kann bei abgenommener Werkzeughülse sehr einfach durchgeführt werden. Die elektrischen Zuleitungen zu den Sockeln am Trägerelement verlaufen im Inneren des hohlen Trägerelements zur Antriebsseite. Dort befinden sich Steckbuchsen, über die eine externe elektrische Leistungsversorgung angeschlossen werden kann.
Die Werkzeughülse kann über diese Strahlungsheizelemente von innen berührungslos geheizt werden. Die Innenseite der Werkzeughülse ist mit einer für Infrarotstrahlung absorbierend wirkenden Beschichtung beschichtet, um einen hohen Wirkungsgrad des Wärmeübergangs von der Heizeinrichtung zur Werkzeughülse zu erreichen. Das Abstrahlprofil der Heizelemente 272 in Umfangsrichtung ist so gewählt, dass an der Innenseite einer Werkzeughülse unabhängig von deren Durchmesser der Leistungseintrag derart gleichmäßig ist, dass jedenfalls an der Außenseite der Werkzeughülse eine gleichmäßige Wärmeverteilung sowohl in Umfangsrichtung als auch über die gesamte für den Prägevorgang genutzten axialen Länge vorliegt. In den Bereichen der axialen Enden kann hierzu die Heizleistung größer als im Mittelbereich sein.
An der Werkzeughülse können ein oder mehrere Temperatursensoren angebracht sein, deren Signale zur Steuerung der Heizeinrichtung rückgekoppelt werden, um eine Regelung der Heizleistung zu ermöglichen. Dadurch können die Heizelemente beispielsweise intermittierend an- und ausgeschaltet werden, um für die Dauer der Nutzung eine weitestgehend gleichbleibende Außentemperatur des Werkzeugzylinders sicherzustellen.
Ein großer Vorteil der Nutzung einer Strahlungsheizung von der Innenseite des Werkzeugzylinders liegt darin, dass diese Heizung formatunabhängig, d.h. unabhängig vom Durchmesser des Werkzeugzylinders arbeiten kann, ohne dass bauliche Veränderungen in der Heizeinrichtung nötig sind.
Da bei der elektrischen Heizeinrichtung die zur Heizung erforderliche Wärme unmittelbar im Inneren des Werkzeugzylinders über die Strahlungsheizelemente durch Umwandlung der elektrischen Energie in Strahlungsenergie entsteht, können Energieverluste in den Zuleitungen gering gehalten werden. Gegenüber herkömmlichen Lösungen mit Ölheizung sind dadurch erhebliche Energieeinsparungen möglich.
Ein schneller und bequemer Hülsenwechsel wird durch ein besonderes Lagerkonzept für den Werkzeugzylinder bzw. für den Hülsenträger begünstigt. Der Hülsenträger ist auf der Antriebsseite fliegend gelagert, so dass er auch in seiner horizontalen Position bleibt, wenn für den Hülsenwechsel auf der gegenüberliegenden Bedienerseite keine Lagerung vorhanden ist (vgl. z.B. Fig. 2). Eine entsprechende Lageranordnung zur fliegenden Lagerung des Hülsenträgers kann grundsätzlich so aufgebaut sein, wie in der WO 2010/124808 A1 beschrieben. Aufgrund der einseitigen fliegenden Lagerung ist eine zentrale Drehlagerung am bedienerseitigen Ende des Hülsenträgers nicht notwendig und auch nicht vorgesehen.
Die Lageranordnung zur fliegenden Lagerung des Hülsenträgers ist an bzw. in einem Lagerelement 116 angebracht, welches in der hinteren Seitenwange 114 angeordnet und gegenüber dieser in Vertikalrichtung oder in spitzem Winkel zur Vertikalrichtung nach oben bzw. nach unten in Richtung des Gegendruckzylinders 300 bewegt werden kann. Durch die vertikale Bewegung des Lagerelements 116 ist somit eine Abstandsänderung zwischen dem Werkzeugzylinder und dem Gegendruckelement möglich und der Werkzeugzylinder kann für den Hülsenwechsel in die obere Wechselstellung (Position 202' der Achse) gebracht werden. Die Hubbewegung kann durch eine hydraulische oder auf andere Weise arbeitende Verstelleinrichtung bewirkt werden. Mögliche Ausgestaltungen sind ebenfalls in der WO 2010/124808 beschrieben.
Bei der Ausführungsform von Fig. 1 ist auch der Gegendruckzylinder 300 vertikal verstellbar. Hierzu ist die Trägerachse auf der Antriebsseite und auf der Bedienerseite in Lagerelementen 118, 119 gelagert, die jeweils vertikal verschiebbar in den Seitenwänden gelagert sind. Ein zugehöriger Verstellantrieb kann z.B. hydraulisch oder elektrisch arbeiten.
Bei einer nicht bildlich dargestellten Ausführungsform ist der Gegendruckzylinder 300 ebenfalls sehr einfach für unterschiedliche Prozesse umrüstbar. Hierzu kann der Gegendruckzylinder mehrteilig aufgebaut sein und einen Hülsenträger und eine davon getragene auswechselbare Gegendruckzylinderhülse aufweisen. Hierfür können ggf. Maßnahmen genutzt werden, die für die Konstruktion von auswechselbaren Werkzeughülsen bereits bekannt sind. Vorzugsweise kann ein Gegendruckzylinder einen ähnlichen Aufbau haben wie die in dieser Anmeldung beschriebenen Werkzeugzylinder. Beispielsweise kann eine in Umfangsrichtung geschlossene Gegendruckzylinderhülse zwischen Endstücken eines Hülsenträgers axial eingespannt werden. Dadurch werden Formatänderungen bei bahnverarbeitenden Rund-Rund-Maschinen deutlich einfacher und kostengünstiger als in herkömmlichen Maschinen.
Für die Drehlagerung des Werkzeugzylinders während des Betriebs der Prägemaschine sind besondere Einrichtungen vorgesehen, die im Zusammenhang mit den Fig. 2, 4 und 5 näher erläutert werden. An den Endstücken 230, 240 sind Laufringe mit präzise bearbeiteter, zylindrischer Außenfläche angebracht. Diese Laufringe arbeiten in der Arbeitsstellung des Werkzeugzylinders mit Stützrollen zusammen, die achsparallel zu den Laufringen drehen und an Lagerelementen angebracht sind, welche wiederum an den Innenseiten der Seitenwangen montiert sind.
Eine untere erste Rollenanordnung 290 hat vier untere Stützrollen 292-1 bis 292-4, die jeweils paarweise an der Antriebsseite und der Bedienerseite gestellfest angebracht sind.
Eine obere zweite Rollenanordnung 296 hat ebenfalls vier Stützrollen 298-1 bis 298-4, die paarweise an der Antriebsseite und an der Bedienerseite oberhalb des Hülsenträgers angeordnet sind. Die Rollen der zweiten Rollenanordnung sind mit Hilfe einer Verstelleinrichtung in Richtung auf den Hülsenträger bzw. in Gegenrichtung verstellbar. Diese Verstellmöglichkeit wird einerseits beim Hülsenwechsel genutzt, um die Werkzeughülse freizugeben. Andererseits wird die Verstellmöglichkeit zur Druckanstellung und Druckabstellung genutzt. Zum Gegendruckzylinder gehört eine Andrückeinrichtung, die es erlaubt, den Gegendruckzylinder mit einem präzise einstellbaren Druck an das durch den Arbeitsspalt geführte Flachmaterial von unten zu pressen. Der Anpressdruck des Gegendruckzylinders kann während des Betriebs im Bedarfsfall verstellt werden. Die Verstellbarkeit des Gegendruckzylinders erlaubt auch eine Einstellung des Achsabstands zwischen dem Gegendruckzylinder und dem Werkzeugzylinder bei der Verwendung von Werkzeugzylindern bzw. Werkzeughülsen unterschiedlicher Durchmesser.
Alternativ können auch Rollenanordnungen der Art genutzt werden, die in der WO 2010/128808 A1 beschrieben sind.
Mit Hilfe von Werkzeugzylindern der hier beschriebenen Art kann auf kostengünstige Weise die Flexibilität von Prägemaschinen oder Druckmaschinen gegenüber herkömmlichen Lösungen erheblich erweitert werden. Zu einer Prägemaschine oder Druckmaschine kann ein Werkzeugzylinder-Set geliefert werden, welcher einen einzigen Hülsenträger (mit Trägerelement und Endstücken) sowie mehrere daran angepasste Werkzeughülsen unterschiedlicher Durchmesser und/oder unterschiedlicher Ausstattung umfasst. Ein Werkzeugzylinder-Set kann beispielsweise 2, 3, 4 oder 5 unterschiedlich dimensionierte Werkzeughülsen umfassen. Es ist auch möglich, dass ein Werkzeugzylinder-Set zwei oder mehr Werkzeugzylinder gleichen Durchmessers umfasst, die jedoch mit unterschiedlichen Werkzeugen bzw. Werkzeuganordnungen (Klischees oder Prägewerkzeugen) bestückt sind. Der Hülsenträger kann einmal in der Maschine montiert werden und kann dann auch bei Formatwechseln in der Maschine verbleiben. Für einen Formatwechsel ist dann lediglich die Auswechslung einer Werkzeughülse erforderlich, die bei den erfindungsgemäßen Ausführungsformen das einzige Formatteil eines Werkzeugzylinder-Sets ist.
Werkzeugzylinder der hier beschriebenen Art können, wie beispielhaft gezeigt, bei Präge- oder Druckmaschinen eingesetzt werden, die nach dem Rund-Rund-Prinzip arbeiten, wobei das Gegendruckelement ein Gegendruckzylinder ist. Auch die Verwendung bei Präge- oder Druckmaschinen für die Rund-Flach-Technik ist möglich. Dort ist das Gegendruckelement eine intermittierend ansteuerbare Gegendruckplatte. Werkzeugzylinder der hier beschriebenen Art können bei Bogenmaschinen eingesetzt werden, die zu bedruckendes oder zu beprägendes Bogenmaterial (Einzelbögen) verarbeiten. Es ist auch möglich, bahnverarbeitende Maschinen (Bahnmaschinen bzw. Web-Maschinen) mit Werkzeugzylindern der hier beschriebenen Art auszustatten. Für bahnverarbeitende Rund-Rund-Maschinen kann es vorteilhaft sein, wenn der Gegendruckzylinder ebenfalls auswechselbar ist.
Im Beispielsfall ist ein intern beheizbarer Werkzeugzylinder für eine Heißprägemaschine konstruiert. Es gibt auch Ausführungsformen ohne integrierte Heizelemente. Werkzeugzylinder können für unterschiedliche Druckverfahren oder Druckveredelungsverfahren ausgelegt sein. Bei einem Werkzeugzylinder für eine Offset-Druckmaschine kann die Außenseite der Werkzeughülse Einrichtungen zum Aufspannen einer Offsetplatte aufweisen, deren Außenseite strukturiert sein kann. Durch Tauschen von Werkzeugzylindern mit unterschiedlichen Durchmessern kann eine Anpassung an andere Nutzenlängen schnell und wirtschaftlich durchgeführt werden. Anstelle einer Offsetplatte kann ein auswechselbarer Werkzeugzylinder eine Lackplatte zum Übertragen von Lack auf ein bahn- oder bogenförmiges Flachmaterial tragen. Eine auswechselbare Werkzeughülse kann auch zum Tragen einer Gummiplatte eingerichtet sein und in eine Flexodruckmaschine eingebaut werden.

Claims

Werkzeugzylinder, insbesondere zur Verwendung als ein mit einem Gegendruckelement (300) zusammenwirkender Arbeitszylinder einer Präge- oder Druckmaschine, mit einem Hülsenträger (210) und einer an dem Hülsenträger lösbar befestigbaren, auswechselbaren Werkzeughülse (250, 250-4, 250-5), wobei
der Hülsenträger (210) ein Trägerelement (220) aufweist, welches an einem ersten axialen Endabschnitt (212) ein erstes Endstück (230) und
an einem zweiten axialen Endabschnitt (214) ein zweites Endstück (240) trägt, wobei die Werkzeughülse im montierten Zustand des Werkzeugzylinders zwischen den Endstücken (230, 240) eingespannt ist und in einem Bereich zwischen den Endstücken zwischen dem Trägerelement und der Werkzeughülse ein radialer Abstand (A1, A2) existiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughülse (250) an axialen Stirnseiten erste Kupplungsstrukturen (254) aufweist und die Endstücke (230, 240) an den der Werkzeughülse zugewandten Stirnseiten zweite Kupplungskonturen (234, 334) aufweisen, wobei die ersten und zweiten Kupplungskonturen zur formschlüssigen drehfesten Kupplung der Werkzeughülse zwischen den Endstücken ausgebildet sind, wobei die ersten und die zweiten Kupplungsstrukturen Vorsprünge und/oder Ausnehmungen aufweisen, die radial zu einer Drehachse (202) des Werkzeugzylinders (250) verlaufen, und dass der Werkzeugzylinder (250) Heizelemente (272) einer elektrischen Heizeinrichtung zum Heizen der Werkzeughülse aufweist, wobei die Heizeinrichtung Heizelemente (272) aufweist, die an der Außenseite des Trägerelements (220) angeordnet sind.
Werkzeugzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kupplungsstrukturen und die zweiten Kupplungsstrukturen als Hirth-Verzahnung (334) gestaltet sind.
Werkzeugzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente als Strahlungsheizelemente ausgelegt sind, wobei die Strahlungsheizelemente vorzugsweise Infrarotstrahler sind.
Werkzeugzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughülse eine Innenseite mit einer strahlungsabsorbierenden Struktur und/oder Beschichtung aufweist.
Werkzeugzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughülse (250, 250-4, 250-5) und die Endstücke (230, 240) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Werkzeughülse im montierten Zustand axial zwischen den Endstücken einspannbar ist.
Werkzeugzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (220) als Hohlwelle ausgebildet ist und/oder worin die Endstücke (230, 240) als scheibenförmige Flansche ausgebildet sind.
Werkzeugzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenträger (210) dafür eingerichtet ist, Werkzeughülsen unterschiedlicher Durchmesser zu tragen, wobei ein Außendurchmesser des Trägerelements kleiner ist als ein Innendurchmesser der Werkzeughülse (250-5) mit dem kleinsten Innendurchmesser und ein für die Einspannung wirksamer Durchmesser der Endstücke (230, 240) größer ist als ein Innendurchmesser der Werkzeughülse (250-4) mit dem größten Innendurchmesser.
Werkzeugzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughülse eine in Umfangsrichtung geschlossene Werkzeughülse ist.
Präge- oder Druckmaschine mit mindestens einem Werkzeugzylinder (250) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
Präge- oder Druckmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Folienprägemaschine ausgelegt ist, insbesondere zum Heißprägen.
Präge- oder Druckmaschine nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen Gegendruckzylinder, der gemeinsam mit dem Werkzeugzylinder einen Arbeitspalt begrenzt, wobei der Gegendruckzylinder mehrteilig aufgebaut ist und einen Hülsenträger sowie eine davon getragene Gegendruckzylinderhülse aufweist, wobei vorzugsweise eine in Umfangsrichtung geschlossene Gegendruckzylinderhülse zwischen Endstücken eines Hülsenträgers axial eingespannt ist.
Werkzeugzylinder-Set mit einem Hülsenträger (210) und mehreren dem Hülsenträger zugeordneten Werkzeughülsen (250, 250-4, 250-5), wobei der Hülsenträger und die Werkzeughülsen derart aneinander angepasst sind, dass Werkzeughülsen unterschiedlicher Durchmesser des Werkzeugzylinder-Sets an dem Hülsenträger ohne konstruktive Änderung des Hülsenträgers und/oder ohne Verwendung und/oder Auswechslung formatabhängiger Bauteile anbringbar sind, wobei der Hülsenträger ein Trägerelement (220) aufweist, welches dafür eingerichtet ist, an einem ersten axialen Endabschnitt (212) ein erstes Endstück (230) und an einem zweiten axialen Endabschnitt (214) ein zweites Endstück (240) zu tragen, wobei die Werkzeughülse im montierten Zustand des Werkzeugzylinders zwischen den Endstücken (230, 240) eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughülse (250) an axialen Stirnseiten erste Kupplungsstrukturen (254) aufweist und die Endstücke (230, 240) an den der Werkzeughülse zugewandten Stirnseiten zweite Kupplungskonturen (234, 334) aufweisen, wobei die ersten und zweiten Kupplungskonturen zur formschlüssigen drehfesten Kupplung der Werkzeughülse zwischen den Endstücken ausgebildet sind, wobei die ersten und die zweiten Kupplungsstrukturen Vorsprünge und/oder Ausnehmungen aufweisen, die radial zu einer Drehachse (202) des Werkzeugzylinders (250) verlaufen, und dass an der Außenseite des Trägerelements (220) Heizelemente (272) einer elektrischen Heizeinrichtung zum Heizen der Werkzeughülse angebracht sind.