PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102004055833A1 24.05.2006
Titel Walze mit einer Füllung aus einem geschäumten Werkstoff insbesondere für eine Druckmaschine
Anmelder MAN Roland Druckmaschinen AG, 63075 Offenbach, DE
Erfinder Hoffmann, Eduard, Dr., 86399 Bobingen, DE
DE-Anmeldedatum 19.11.2004
DE-Aktenzeichen 102004055833
Offenlegungstag 24.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.05.2006
IPC-Hauptklasse B41F 13/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Walze (10) mit einer Füllung aus einem geschäumten Werkstoff insbesondere für eine Druckmaschine mit einem äußeren, eine Oberfläche der Walze bildenden, rohrförmigen Mantel (11) und einem von dem rohrförmigen Mantel (11) umschlossenen Kern (13) aus einem geschäumten Werkstoff, insbesondere aus Metallschaum. Erfindungsgemäß ist der Kern (13) aus dem geschäumten Werkstoff rohrförmig ausgebildet ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Walze mit einer Füllung aus einem geschäumten Werkstoff insbesondere für eine Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus Produktivitätsgründen werden Druckmaschinen in immer größeren Bahnbreiten ausgeführt, wodurch längere Zylinder bzw. Walzen an den Druckmaschinen erforderlich werden. Hierdurch erhöht sich letztendlich auch das Gewicht der Zylinder bzw. Walzen der Druckmaschine. Ein hohes Gewicht von Walzen kann jedoch von Nachteil sein. So lassen sich schwere Walzen nur mit großem Aufwand handhaben. Des weiteren neigen Walze mit einem hohen Gewicht zu einer Durchbiegung, was die Druckqualität negativ beeinflusst.

In der DE 297 24 693 U1 wird ein Zylinder für eine Druckmaschine vorgeschlagen, der zur Gewichtsminimierung über einen äußeren, rohrförmigen Mantel und einen Kern aus Metallschaum verfügt. Der Kern aus Metallschaum füllt den von dem rohrförmigen Mantel begrenzten Innenraum des Zylinders nahezu vollständig aus. Lediglich an den axialen Enden des Zylinders sind in den Kern aus Metallschaum Ausnehmungen zur Aufnahme von Lagerbuchsen eingebracht. Mit dem im Stand der Technik gemäß DE 297 24 639 U1 beschriebenen Konstruktionsprinzip für Zylinder lässt sich das Gewicht derselben in einem gewissen Umfang verringern.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, eine neuartige Walze insbesondere für eine Druckmaschine zu schaffen.

Dieses Problem wird durch eine Walze mit einer Füllung aus einem geschäumten Werkstoff insbesondere für eine Druckmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist der Kern aus dem geschäumten Werkstoff rohrförmig ausgebildet.

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, den Kern aus dem geschäumten Werkstoff ebenso wie den äußeren Mantel rohrförmig auszubilden. Hierdurch kann das Gewicht der Walze gegenüber der Lösung gemäß DE 297 24 693 U1 abermals reduziert werden.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der hier vorliegenden Erfindung ist der rohrförmige Kern aus dem geschäumten Werkstoff zwischen dem äußeren, rohrförmigen Mantel und einem inneren, rohrförmigen Mantel positioniert ist, wobei der innere, rohrförmige Mantel konzentrisch zum äußeren, rohrförmigen Mantel positioniert ist, und wobei der rohrförmige Kern aus dem geschäumten Werkstoff einerseits unmittelbar an den inneren, rohrförmigen Mantel und andererseits unmittelbar an den äußeren, rohrförmigen Mantel angrenzt.

Nach einer alternativen vorteilhaften Weiterbildung der hier vorliegenden Erfindung ist der rohrförmige Kern aus dem geschäumten Werkstoff zwischen dem äußeren, rohrförmigen Mantel und einer Welle bzw. Spindel positioniert ist, wobei die Welle bzw. Spindel konzentrisch zum äußeren, rohrförmigen Mantel positioniert ist. Der rohrförmige Kern aus dem geschäumten Werkstoff grenzt unmittelbar den äußeren, rohrförmigen Mantel an.

Vorzugsweise weist der rohrförmige Kern an seiner radial außenliegenden Oberfläche, mit welcher derselbe an den äußeren, rohrförmigen Mantel angrenzt, mindestens eine Nut auf, wobei die oder jede Nut als Strömungskanal für ein Fluid zur Temperierung der Walze ausgebildet ist.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1: einen schematisierten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Walze nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

2: einen schematisierten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Walze nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

3: einen schematisierten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Walze nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

4: einen schematisierten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Walze nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 4 in größerem Detail beschrieben.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Walze 10, z.Bsp. eine Leitwalze nach einem ersten Ausführungsbeispiel der hier vorliegenden Erfindung, wobei die Walze 10 einen äußeren, rohrförmigen Mantel 11 aufweist, der eine äußere Oberfläche 12 der Walze bildet. Der äußere Mantel 11 umschließt einen Kern 13 aus einem aufgeschäumten Werkstoff, nämlich aus Metallschaum. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist der Kern 13 ebenso wie der äußere Mantel 11 rohrförmig ausgebildet. Der Kern 13 aus dem geschäumten Werkstoff füllt demnach den vom äußeren Mantel 11 begrenzten Raum bzw. Hohlraum nicht vollständig, sondern nur teilweise, aus.

Wie 1 entnommen werden kann, grenzt der rohrförmige Kern 13 mit einer radial außenliegenden Oberfläche 14 unmittelbar an den äußeren Mantel 11 an. Eine radial innenliegende Oberfläche 15 des rohrförmigen Kerns 13 aus dem geschäumten Werkstoff begrenzt dabei einen Hohlraum 16, durch den sich im Ausführungsbeispiel der 1 eine Spindel bzw. Welle 17 erstreckt. Wie 1 entnommen werden kann, ist zwischen dem rohrförmigen Kern 13 und der Spindel 17 ein Freiraum ausgebildet, die Spindel 17 füllt demnach den von der radial innenliegenden Oberfläche 15 des rohrförmigen Kerns 13 begrenzten Hohlraum 16 nicht vollständig sondern nur teilweise aus.

Im Ausführungsbeispiel der 1 erstreckt sich der rohrförmige Kern 13 nicht über die gesamte axiale Länge des äußeren, rohrförmigen Mantels 11, vielmehr endet der rohrförmige Kern 13 mit Abstand von den beiden seitlichen Enden 18 und 19 des rohrförmigen Mantels 11. In diesen von dem rohrförmigen Kern 13 freigelassenen Bereichen sind an den seitlichen Enden 18 und 19 in den äußeren, rohrförmigen Mantel 11 Lagerböden 20 integriert, die mit entsprechenden Kugellagern 21 zusammenwirken, um so die Walze 10 an einem Gestell der Druckmaschine zu lagern.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Walze 22. Die Walze 22 der 2 verfügt wiederum über einen äußeren, rohrförmigen Mantel 23, der eine äußere Oberfläche 24 der Walze 22 bildet. Der äußere, rohrförmige Mantel 23 umschließt wiederum einen Kern 25 aus einem geschäumten Werkstoff, wobei der Kern 25 aus dem geschäumten Werkstoff rohrförmig ausgebildet ist. Eine radial außenliegende Oberfläche 26 des Kerns 25 grenzt unmittelbar an den rohrförmigen Mantel 23 an. Ein von einer radial innenliegenden Oberfläche 27 des rohrförmigen Kerns 25 definierter Hohlraum wird im Ausführungsbeispiel der 2 vollständig von einer Spindel bzw. Welle 28 ausgefüllt. Der rohrförmige Kern 25 grenzt demnach einerseits unmittelbar an den äußeren, rohrförmigen Mantel 23 und andererseits unmittelbar an die Welle 28 an.

Im Ausführungsbeispiel der 2 sind Kugellager 29 zur Lagerung der Walze 22 an einem Maschinengestell 30 nicht wie im Ausführungsbeispiel der 1 in die Walze integriert, sondern vielmehr in das Maschinengestell 30. So zeigt 2, dass die Kugellager 29 hierzu in einen Hohlraum 31 des Maschinengestells 30 integriert sind.

Den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 ist gemeinsam, dass die dort gezeigten Walzen 10 sowie 22 über jeweils einen äußeren, rohrförmigen Mantel 11 bzw. 23 verfügen, wobei innerhalb des rohrförmigen Mantels 11 bzw. 23 ein rohrförmiger Kern 13 bzw. 25 aus einem geschäumten Werkstoff ausgebildet ist, wobei sich durch den Kern 13 bzw. 25 der jeweiligen Walze 10 bzw. 22 eine Spindel bzw. Welle 17 bzw. 28 erstreckt. Die Spindel bzw. Welle 17 bzw. 28, der rohrförmige Kern 13 bzw. 25 sowie der äußere, rohrförmige Mantel 11 bzw. 23 sind jeweils konzentrisch zueinander angeordnet.

3 zeigt einen Ausschnitt aus einer weiteren erfindungsgemäßen Walze 32, wobei die Walze 32 der 3 wiederum über einen äußeren, rohrförmigen Mantel 33 und einen Kern 34 aus Metallschaum verfügt. Der äußere, rohrförmige Mantel 33 bildet eine äußere Oberfläche 35 der Walze 32, der Kern 34 ist wiederum rohrförmig ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel der 3 verfügt die Walze 32 zusätzlich zu dem äußeren, rohrförmigen Mantel 33 über einen inneren, rohrförmigen Mantel 36. Der Kern 34 aus Metallschaum ist zwischen den beiden rohrförmigen Mänteln 33 und 36 positioniert, wobei der Kern 34 einerseits unmittelbar an den äußeren Mantel 33 und andererseits unmittelbar an den inneren Mantel 36 angrenzt. Die beiden rohrförmigen Mäntel 33 sowie 36 und der rohrförmige Kern 34 sind wiederum konzentrisch zueinander ausgebildet. Eine innere Oberfläche 37 des inneren, rohrförmigen Mantels 36 begrenzt einen Hohlraum 38, durch den zum Beispiel eine nicht-dargestellte Spindel bzw. Welle der Walze 32 geführt werden kann.

Es sei darauf hingewiesen, dass der äußere, rohrförmige Mantel 33 und der innere, rohrförmige Mantel 36 aus unterschiedlichen Werkstoffen oder aus dem gleichen Werkstoff hergestellt sein können. Die beiden rohrförmigen Mäntel 33 und 36 können ebenso wie der rohrförmige Kern 34 aus einem geschäumten Werkstoff, vorzugsweise aus einem Metallschaum, hergestellt sein. Der äußere Mantel 33 sowie der innere Mantel 36 können geschweißt oder gezogen ausgebildet sein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Walze 39 zeigt 4. Auch die Walze 39 verfügt über einen äußeren, rohrförmigen Mantel 40 und einen vom rohrförmigen Mantel 40 umschlossenen Kern 41 aus einem geschäumten Werkstoff, wobei der Mantel 40 wiederum eine äußere Oberfläche 42 der Walze 39 bildet, und wobei der Kern 41 wiederum rohrförmig ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel der 4 grenzt der rohrförmige Kern 41 mit einer radial außenliegenden Oberfläche 43 an den äußeren Mantel 40 an. Eine radial innenliegende Oberfläche 44 des rohrförmigen Kerns 41 aus dem geschäumten Werkstoff begrenzt einen Hohlraum 45.

Im Ausführungsbeispiel der 4 ist in die radial außenliegende Oberfläche 43 des rohrförmigen Kerns 41 eine spiralförmige Nut 46 eingebracht. Die spiralförmige Nut 46 dient ebenso wie der Hohlraum 45 der Bildung eines Strömungskanals für ein Fluid, welches der Temperierung, insbesondere der Kühlung, der Walze 39 im Betrieb dient. Hierdurch ist es möglich, wärmebedingte Deformationen der Walze 39 während des Druckbetriebs zu minimieren und so über den gesamten Druckbetrieb für eine verbesserte Druckqualität zu sorgen. Über einen sich seitlich an den Kern 41 anschließenden Hohlraum 47 ist das Fluid aus der Walze 39 ableitbar. Es sei darauf hingewiesen, dass auch mehrere Nuten vorhanden sein können und dass die oder jede Nut 46 selbstverständlich auch bei den Ausführungsbeispielen gemäß 1 bis 3 verwendet werden kann.

Wie 4 entnommen werden kann, sind in diesem Ausführungsbeispiel an seitlichen Enden 48 wiederum Lagerböden 49 mit Kugellagern 50 in der Walze 39 integriert. Die Kugellager 50 greifen an jedem axialen Ende der Walze 39 an einem Lagerzapfen 51 an, über welche die Walze 39 an einem Maschinengestell der Druckmaschine gelagert ist.

Die in den 1 bis 4 gezeigten Walzen 10, 22, 32 sowie 39 können zum Beispiel als Leitwalzen ausgebildet sein, wobei deren äußere Oberflächen 12, 24, 35 bzw. 42 dann mit einer farbabweisenden Schicht aus zum Beispiel Chrom, Teflon oder Glasperlen beschichtet sind. Auch ist es denkbar, dass die in 1 bis 4 gezeigten Walzen 10, 22, 32 sowie 39 als Farbwalzen oder Duktorwalzen ausgebildet sind, wobei deren äußere Oberflächen 12, 24, 35 bzw. 42 dann mit einer farbannehmenden Schicht aus zum Beispiel Kupfer, Polyamid oder Keramik beschichtet sind.

Mit den oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Walzen lässt sich eine abermalige Gewichtsreduktion realisieren. Durch die Integration von zum Beispiel spiralförmig ausgebildeten Nuten in den rohrförmigen Kern aus dem geschäumten Werkstoff lässt sich eine effiziente Kühlung der Walze während des Betriebs derselben realisieren. Hierdurch können thermisch bedingte Verformungen der Walze minimiert werden.

10Walze 11Mantel 12Oberfläche 13Kern 14Oberfläche 15Oberfläche 16Hohlraum 17Welle 18Ende 19Ende 20Lagerboden 21Kugellager 22Walze 23Mantel 24Oberfläche 25Kern 26Oberfläche 27Oberfläche 28Welle 29Kugellager 30Maschinengestell 31Hohlraum 32Walze 33Mantel 34Kern 35Oberfläche 36Mantel 37Oberfläche 38Hohlraum 39Walze 40Mantel 41Oberfläche 42Oberfläche 43Oberfläche 44Kern 45Hohlraum 46Nut 47Hohlraum 48Ende 49Lagerboden 50Kugellager 51Lagerzapfen

Anspruch[de]
  1. Walze insbesondere für eine Druckmaschine, mit einem äußeren, eine Oberfläche der Walze bildenden, rohrförmigen Mantel und einem von dem rohrförmigen Mantel umschlossenen Kern aus einem geschäumten Werkstoff, insbesondere aus Metallschaum, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (13; 25; 34; 41) aus dem geschäumten Werkstoff rohrförmig ausgebildet ist.
  2. Walze mit einer Füllung aus einem geschäumten Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Kern (34) aus dem geschäumten Werkstoff zwischen dem äußeren, rohrförmigen Mantel (33) und einem inneren, rohrförmigen Mantel (36) positioniert ist.
  3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere, rohrförmige Mantel (36) konzentrisch zum äußeren, rohrförmigen Mantel (33) positioniert ist.
  4. Walze nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Kern (34) aus dem geschäumten Werkstoff einerseits unmittelbar an den inneren, rohrförmigen Mantel (36) und andererseits unmittelbar an den äußeren, rohrförmigen Mantel (33) angrenzt.
  5. Walze nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere, rohrförmige Mantel (33) und der innere, rohrförmige Mantel (36) aus einem unterschiedlichen Werkstoff hergestellt sind.
  6. Walze nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere, rohrförmige Mantel (33) und der innere, rohrförmige Mantel (36) aus dem gleichen Werkstoff hergestellt sind.
  7. Walze nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere, rohrförmige Mantel (33) und der innere, rohrförmige Mantel (36) ebenso wie der rohrförmige Kern (34) aus einem geschäumten Werkstoff, insbesondere aus Metallschaum, hergestellt sind.
  8. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Kern (13; 25) aus dem geschäumten Werkstoff zwischen dem äußeren, rohrförmigen Mantel (11; 23) und einer Spindel bzw. Welle (17; 28) positioniert ist.
  9. Walze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (17; 28) konzentrisch zum äußeren, rohrförmigen Mantel (11; 23) positioniert ist.
  10. Walze nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Kern (25) aus dem geschäumten Werkstoff einerseits unmittelbar an die Welle (28) und andererseits unmittelbar an den äußeren, rohrförmigen Mantel (24) angrenzt.
  11. Walze nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Kern (13) unmittelbar an den äußeren, rohrförmigen Mantel (11) angrenzt, wobei zwischen der Welle (17) und dem rohrförmigen Kern (13) ein Hohlraum bzw. Freiraum ausgebildet ist.
  12. Walze nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Kern (41) an seiner radial außenliegenden Oberfläche (43) mindestens eine Nut (46) aufweist.
  13. Walze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Nut (46) als Strömungskanal für ein Fluid zur Temperierung der Walze ausgebildet ist.
  14. Walze nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Nut (46) spiralförmig ausgebildet ist.
  15. Walze nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass derselbe als Leitwalze ausgebildet ist, wobei die Oberfläche der Walze bzw. des äußeren, rohrförmigen Mantels mit einer farbabweisenden Schicht beschichtet ist.
  16. Walze nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass derselbe als Farbwalze oder Duktorwalze ausgebildet ist, wobei die Oberfläche der Walze bzw. des äußeren, rohrförmigen Mantels mit einer farbannehmenden Schicht beschichtet ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com