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Druckwalze ftir eine Rotations-Druckmaschine und
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Verfahren zur Herstellung einer solchen Druckwalze
Beschreibung
Die Erfindt ; betri.f:Ct eirle Druckwalze für eine Rotations-Druckmaschi@@.
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Soweit bekannt, bestehen herkömmliche Druckwalzen aus einer Hohlwelle
mit einer Wandstärke von einigen Zentimetern, wobei das Druckbild auf die Außenfläche
der Hohlwelle aufgeätzt oder aufgalvanisiert ist. Die Hohlwelle einschließlich ihrer
Lagerzapfen ist einstückig und hat - je nach Aus führungs form - ein beträchtliches
Gewicht.
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Nachteilig ist es hieran insbesondere, daß die Herstellung und Lagerung
dieser bekannten Druckwalzen sehr teuer ist.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Druckwalze für eine Rotations-Druckmaschine, d.h. für den Tief- und Flexodruck,
vorzuschlagen, die mit geringem Aufwand mit einem anderen Druckbild versehen werdenkann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckwalte aus einem Walzenkörper mit auf ihn aufgeschobener und an ihm
lösbar befestigter Hülse besteht, daß der Durchmesser des Walzenkörpers veränderbar
ist, daß an einer der Stirnseiten des Walzenköders am Walzexiörper lösbar ein Ring
befestigt ist, daß der Außenmantel des Walzenkörpers einschließlich des den Außenmantel
bildenden Teils des Ringes an den Enden konisch-konkav geformt ist, wobei der Ring
an dieser Stirnseite die Konizität des Außenmantels ausbildet, daß die
Stärke
der Hülse einige Millimeter beträgt, daß die Form der Hülse derjenigen des Außenmantels
des Walzenkörpers angepaßt ist und daß der Außenmantel des Walzenkörpers und der
Inneiiinantel der I-Iiil,,e auf genauen Rundlauf gedreht und geschlifren sind.
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Erfindungsgemäß besteht die Druckwalze somit aus zwei lösbar miteinander
verbundenen Teilen, nämlich dem eigentlichen Walzenkörper und der Hülse, die an
ihrem Außenmantel das Druckbild trägt. Die Hülse mit dem Druckbild kann somit leicht
ausgewechselt werden und es können mehrere verschiedene Hülsen zusammen mit ein
und demselben Walzenkörper verwendet werden. Es müssen also keine neuen Rohlinge
zur Herstellung üblicher Druckwalzen mehr eingekauft werden und es muß auch kein
vollständiges Lager mit kompletten Druckwalzen mehr angelegt werden. Vielmehrnügt
es, nur noch entsprechend gravierte oder geätzte Ilülsen auf Lager zu halten. Hierzu
brauchen diese nur in passende Papphülsen eingesteckt zu werden.
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Sie können dann gestapelt werden.
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Beim Auswechseln der Motive braucht lediglich eine neue Hülse auf
denselben Walzenkörper aufgeschoben zu werden.
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Auch ist es möglich, mehrere Hülsen nebeneinander auf dem Walzenkörper
zu montieren und dadurch verschiedene Motive gleichzeitig zu drucken und zwischendurch
eines der Motive zu wechseln. Verglichen mit herkömmlichen Druckwalzen wird das
Gewicht bedeutend verringert, insbesondere weil die WanS stärke bedeutend verringert
wird. Auch kann man leicht vom Tiefdruck auf Flexodruck-Hülsen Ubergehen,und es
werden auch die Transportkosten verringert, weil nur noch die leichtgewichtigen
Hülsen in eine Gravuranstalt oder Galvanisieranstalt
versendet
werden mUssen. Insgesamt wird das Arbeiten für den Drucker leichter und auch innerhalb
einer Rotations-Druckmaschine können die HUlsen leicht gewechselt werden.
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Durch die einander entsprechende Konizität des Außenmantels des Walzenkörpers
und der Innen-Mantelfläche der Hülse wird die Hülse in axialer Richtung und auch
bezüglich ihres Rundlaufs genau auf dem Walzenkörper zentriert. Will man eine Hülse
auswechseln, so muß nur der Ring von der betreffenden Stirnseite des Walzenkörpers
abgezogen werden, worauf dann die Hülse ebenfalls abgezogen werden kann, nachdem
der expandierbare Walzenkörper in seinem Durch messer entsprechend verringert wurde.
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Der expandierbare Walzenkörper ist in der Grundausführung eine sogenannte
Expansionswelle, wie sie beispielsweise von der Firma Tidland GmbH im Prospekt Technische
Information Nr. 7 AD" beschrieben wird. Allerdings wurden spezielle Entwicklungsarbeiten
durchgeführt, um die technischen Voraussetzungen für insbesondere die absolute Zentrierung
der Hülse zur Walzenkörperachse bzw. den exakten Rundlauf zu schaffen.
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Derartige Expansionswellen bestehen im wesentlichen aus einem unter
pneumatischen Druck expandierbarein Schlauch, an dessen Umfang Segmente anliegen,
deren Abstand in Umfangsrichtung vom Durchmesser des Schlauchs abhängt. Bei geringstem
Durchmesser der Expansionswelle liegen die Segmente aneinander an und bei größtem
Durchmesser bilden sich schmale Schlitze zwischen den Segmenten.
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Weil dafür gesorgt werden muß, daß der Außenmantel der Hülse einen
genauen Rundlauf hat, beträgt erfindungsgemäß
die Stärke der Hülse
abweichend vom Stand der Technik einige Millimeter. Eine derart starke Hülse ist
in der Lage, die Spalte so zu überbrücken, daß sich auch im Betrieb der Druckwalze
keine Eindrücke im Bereich dieser Spalte ausbilden. Auch kann eine derart starke
Hülse ohne weiteres von Hand vom Walzenkörper abgezogen werden, ohne dabei beschädigt
zu werden. Andererseits bleibt bei der angegebenen Stärke der Hülse im Millimeterbereich
der Vorteil einer leichten Handhabbarkeit und geringer Herstellungskosten bei geringem
Materialverbrauch der Hülse erhalten.
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Der Außenmantel des Walzenkörpers wird auf genauen Rundlauf geschliffen
und der hierbei erzielte genaue Rundlauf wird direkt auf die Hülse und damit-auf
den Außenmantel der Hülse mit dem Druckbild übertragen.
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Die axiale Fixierung der Hülse wird verbessert, wenn die Hülse mit
ihren Stirnseiten an Schultern des Walzenkörpers bzw. des Ringes anliegt, wie es
bevorzugt wird.
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Außerdem wird es bevorzugt, wenn zwischen dem Walzenkörper und der
Hülse Dichtungen aus elastischem Material vorgesehen sind, beispielsweise Dichtungsringe.
Diese verhindern . das Eindringen von Druckfarbe bzw. Lösungsmitteln in das Innere
des Walzenkörpers.
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Um das Abziehen des Ringes zu erleichtern wird es bevorzugt, wenn
dieser an seinem axial außen sitzenden Ende ebenfalls mit einer leichten Konizität
geschliffen ist.
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Um die erfindungsgemäße Druckwalze herzustellen, wird es bevorzugt,
wenn der Walzenkörper in expandiertem Zustand
elnschließlich seines
Ringes in einem Arbeitsgang geschliffen wird, worauf die an ihrer Innenfläche im
Bereich der Konizität konisch geschliffene und im Bereich des expandierbaren Teils
des Walzenkörpers gehonte Hülse auf den Walzenkörper aufgeschoben und anschließend
an ihrer Außenfläche geschliffen wird. Durch diese Verfahrensschritte stellt man
sicher, daß der genaue Rundlauf zunächst im Walzenkörper hergestellt und dann auf
die auf ihn aufgeschobene Hülse übertragen wird. Auf die Außenfläche dieser Hlilae
wird dann in bekannter Weise das Druckbild in der Außenfläche durch Gravuren oder
Ätzungen angebracht. Außerdem wird es bevorzugt, wenn die Hülse aus einer spannungsfrei
geglühten Stahllegierung hergestellt wird, die also im Betrieb bei in einem bestimmten
Bereich gleichbleibenden Temperaturen praktisch nicht mehr arbeitet.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Die Figur zeigt
eine teilweise-geschnittene Ansicht einer Druckwalze nach der Erfindung.
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Die Druckwalze besteht grundsätzlich aus zwei Teilen, nämlich einem
expandierbaren Walzenkörper 1 und einer Hülse 2.
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Der Walzenkörper ist grundsätzlich wie in dem Prospekt 7 AD der Firma
Tidland beschrieben aufgebaut. An seinen beiden Stirnseiten sind der Jeweiligen
Maschinentype angepaßte Lagerzapfen 3 ausgebildet. Ein Druckeinlaßventil ist bei
Pos. 4 angedeutet, mit dem pneumatischer Druck in das Innere des Walzenkörpers 1
gegeben werden kann. In drucklosem Zustand hat der Walzenkörper 1 beispielsweise
einen Durchmesser von 159 mm und in expandiertem Zustand von 160,7 mm.
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Verglichen mit herkömmlichen Expansionswellen ist also
der
Hub relativ gering. Auch sind insbesondere die Außenflächen des expandierbaren Teils
des Walzenkörpers sehr genau gearbeitet. Das Ventil 4 ist in axialer Richtung relativ
weit außen angeordnet, um das Eindringen von Druckfarbe in das Ventil zu verhindern.
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Ein Ring 5, der in der gezeigten Schnittansicht Z-förmig profiliert
ist, ist an einer Seite des Walzenkörpers 1 vorgesehen und lösbar mit ihm verbunden.
Der Ring 5 hat ein Ringteil 6 größeren Durchmessers und ein Ringteil 7 kleineren
Durchmessers. Beide Ringteile sind durch einen Flansch 8 miteinander verbunden.
Der Ringteil 6 ist an seiner Außenfläche konisch geschliffen derart, daß sich sein
Durchmesser zur Mitte des Walzenkörpers 1 hin konisch verJüngt. Der Ringteil 7 ist
an seiner Innenfläche derart konisch geschliffen, daß sich seine Innenfläche axial
nach außen konisch vergrößert. Die Konizität beträgt wenige Grad.
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Am Außenumfang des Flansches 8 hat der Ring 5 außerdem eine umlaufende
Nut, in die ein 0-Ring 9 eingelegt ist.
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Der Ring ist mit Hilfe eines Gewindestiftes 10 und einer Paßfederverbindung
11 lösbar am Walzenkörper befestigt,und zwar vorzugsweise am ersten Lagerzapfen
3.
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Dicht anschließend nach außen an die Nut zur Aufnahme des Ringes 9
ist eine Ringschulter 12 am Ring 5 vorgesehen.
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An der anderen Stirnseite des Walzenkörpers 1 ist eine ähnliche Ringschulter
13 ausgebildet. Beide Ringschultern halten die IIülse 2 in axialer llichtung. Dies
bewirkt außerdem die Konizität des Ringteiles 6 und eine entsprechende Konizität
1 am anderen Endstück 15 des Walzenkörpers 1.
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Die Konizitäten des Ringteiles 6 und des Endstücks 15 sind einander
gleich und betragen beispielsweise 3° Der Walzenklrper 1 ist in Bereich des Ringteiles
6 und des Endstüclcs 15 nicht expalldierbar, wohl aber im mittleren Bereich zwischen
diesen beidenTeilen.
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Die Hülse 2 hat an ihren Enden am Innenmantel eine Konizität entsprechend
der Konizität des Ringteiles 6 und des Endstücks 15. Im mittleren Bereich zwischen
den Konizitäten ist sie ebenfalls zylindrisch ausgebildet. An ihrer Außenfläche
trägt sie das Druckbild.
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Soll die das Druckbild tragende Hülse 2 ausgewechselt werden, so braucht
man lediglich den Ring 5 nach Losen des Gewinde stifts 10 in axialer Richtung vom
Walzenkörper abzuziehen, worauf man dann in eingezogenem Zustand des Walzenkörpers
ohne weiteres die ilülse 2 ebenfalls axial und in der Ansicht der Figur nach rechts
vom Walzenkörper abziehen kann, weil dies die Konizität am anderen Ende beim Endstück
15 erlaubt. Die Hülse kann dann leicht transportiert werden, wobei sie lediglich
durch eine passende Papphülse geschützt werden muß. Es kann dann eine andere Hülse
auf den Walzenkörper aufgeschoben werden, der dann dort durch den Ring 5 gesichert
wird, der anschließend aufgeschoben wird.
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Die Hülse 2 braucht nicht, wie zeichnerisch dargestellt, einstückig
zu sein. Sie kann vielmehr aus mehreren Teilhülsen bestehen, wie eingangs beschrieben.
Diese können dann ggfs. getrennt ausgewechselt werden
Die Stärke
der Hülse 2 beträgt vorzugsweise etwa 3 - 4 mm.
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Versuche haben gezeigt, daß eine größere Stärke keine Verbesserung
bringt, sondern nur einen höheren Materialverbrauch und ein größeres Gewicht. Wird
die Hülse dünner, so besteht die Gefahr, daß die im expandierten Zustand des Walzenkörpers
vorhandenen Spalte zwischen deren Segmente die Hülse im Betrieb verformen.
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Die Hülse wird auf den Außenumfang des Walzenkörpers durch Reibung
gehalten. Beide Bauteile bestehen aus Stahl. Zur Erhöhung der Reibungskraft kann
zwischen beiden Bauteilen eine geeignete Zwischenlage, ggfs. an einigen Stellen,
vorgesehen sein, die die Reibungskraft erhöht, beispielsweise aus Gummi, oder eine
oder beide der aneinander anliegenden Oberflächen wird an einigen Stellen aufgerauht.
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Auch könnte die Hülse durch Schrauben am Walzenkörper lösbar gesichert
werden oder aber Hülsen-Mitnehmerstifte im Walzenkörper angebracht werden.
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Die konisch ausgebildeten Ringteile sorgen für eine absolute Zentrlerung
der Druckhülse auf dem expandierbaren Walzenkörper. Die Ausdehnung der Walzenkörper-Segmente
dient einerseits, durch entsprechend berechneten Druckluft-Flächendruck nach außen,
der vollen Unterstützung der Druckhülse zur Vermeidung einer Durchbiegung und andererseits
zur schlupffreien Mitnahme der Druckhülse.
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