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Dokumentenidentifikation DE10321361B4 15.02.2007
Titel Walze einer Druckmaschine mit Schwingungsdämfung
Anmelder Koenig & Bauer AG, 97080 Würzburg, DE
Erfinder Keller, Bernd, 97204 Höchberg, DE
DE-Anmeldedatum 13.05.2003
DE-Aktenzeichen 10321361
Offenlegungstag 10.02.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.02.2007
IPC-Hauptklasse B41F 13/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Walze einer Druckmaschine mit Schwingungsdämpfung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.

Durch die EP 07 41 012 A2 ist ein Zylinder einer Druckmaschine mit Platten- oder Gummituch-Spanneinrichtungen bekannt, wobei zur Schwingungsdämpfung im Zylinderinneren Stahlkugeln angeordnet und ggf. viskose Dämpfungsanteile angeordnet sind.

Die DE 198 17 959 C1 zeigt ein Leichtbauelement, welches in seinem Inneren mit metallischen Hohlkugeln gefüllt ist. Die z. B. aus Carbon, Aluminium oder ähnlichen hochbelastbaren Werkstoffen ausgeführten Hohlkugeln können z. B. durch Klebstoff miteinander verbunden werden.

Die DE 38 16 517 A1 offenbart ein Leichtmaterial aus zwei Komponenten, nämlich in eine Vergussmasse eingebettete Hohlkugeln, welches in einen Hohlraum eines Formkörpers eingefüllt ist. Dies hat eine hohe Steifigkeit bei geringem spezifischen Gewicht und ein gutes Frequenzverhalten zur Folge.

Die DE 199 39 775 A1 beschreibt eine Walze einer Druckmaschine, deren Innenraum zur Schwingungsdämpfung mit einem Hohlkugeln aufweisenden Schaum gefüllt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze einer Druckmaschine mit verminderter Masse und gleichzeitig reduzierter Schwingungsanfälligkeit zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Masse der Walze erheblich reduziert wird, wobei die Steifigkeit gleichzeitig sehr hoch ist.

Durch die verringerte Masse bei hoher Steifigkeit erfolgt eine wesentlich gegenüber herkömmlichen Hohlzylindern bzw. Hohlwalzen verringerte Durchbiegung. Die durch äußere Anregung und/oder das Eigengewicht induzierte Durchbiegung führt bei Rotation i. d. R. zu Schwingungen, deren Amplituden durch die vorliegende Ausführung erheblich reduziert werden.

Durch Verbinden der Kugeln miteinander im Inneren. z. B. Verkleben, tritt keine Fluktuation in der Dichte durch „Setzen" oder Umordnen der Kugeln ein. Die Anordnung mit ihren Trägheitsmomenten bleibt stabil als eine einmal ausgewuchtete Walze in ihrer Eigenschaft erhalten.

Von Vorteil kann es auch sein, das Innere der Walze mit Kugeln eines Spektrums verschiedener Durchmesser zu Füllen. Hierbei werden zu große Lücken zwischen den Kugeln oder in schlecht zugänglichen Bereichen des Innenraums geschlossen.

Das Füllen kann in der Art eines Breies von Kugeln und Klebstoff erfolgen, welcher nach Einbringung – beispielsweise durch Rütteln – verdichtbar ist.

Im Hinblick auf die Massen ist vorgesehen die Walzen als doppelwandiges Rohr auszubilden, wobei zwischen den Wänden die Hohlkugeln angeordnet sind. Die Ausführung als doppelwandige Walze kann auch von Vorteil sein, wenn diese auf nicht rotierenden Zapfen oder einer durchgehenden Achse drehbar gelagert ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind werden im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

1 eine als Leitwalze ausgeführte Walze;

2 einen Längsschnitt gemäß 1;

3 eine als temperierbare Walze ausgeführte Walze;

4 einen Längsschnitt gemäß 3;

5 eine als Druckwerkszylinder ausgeführte Walze.

Eine Druckmaschine, z. B. eine Rotations-, insbesondere eine Rollenrotationsdruckmaschine, weist eine Walze 01 auf, welche z. B. bezüglich eines jeweils stirnseitig angeordneten Seitengestells 02 drehbar gelagert ist (1 und 2).

Die Walze 01 ist in 1 z. B. als doppelwandige Leitwalze 01 ausgeführt. Sie weist eine mit einer nicht dargestellten Materialbahn zusammen wirkende Mantelfläche 03 eines rohrförmigen Außenkörpers 04, z. B. eines Außenrohrs 04, sowie einen hierzu zentrisch angeordneten Innenkörper 06, z. B. ein zentrisch angeordnetes Innenrohr 06, auf. Im Hohlraum 07 zwischen Außenrohr 04 und Innenrohr 06 sind als Hohlkugeln 08 ausgebildete Kugeln 08 angeordnet. Die Hohlkugeln 08 sind in der Weise angeordnet, dass sich eine möglichst dichte Kugelpackung bildet, in welche möglichst viele jeweils benachbarter Hohlkugeln 08 aneinander zu liegen kommen. Die Radien der Hohlkugeln 08 können einen einheitlichen Wert von 2,5 mm bis 3 mm, oder aber verschiedene Werte in diesem Bereich aufweisen. Die Hohlkugeln sind z. B. aus Stahl, Carbon, Aluminium oder ähnlichen hochbelastbaren Werkstoffen ausgeführt. Denkbar ist auch, das die Hohlkugeln aus Kunststoff, z. B. Polyamid oder aus einem Hart – PVC bestehen. In vorteilhafter Ausführung ist in montiertem Zustand zumindest ein signifikanter Teil der Hohlkugeln 08 (idealer Weise im wesentlichen alle Hohlkugeln 08) miteinander verklebt.

2 zeigt in einem Schnitt der Leitwalze 01 aus 1 die Lagerung im Seitengestell 02 exemplarisch über Lager 09, z. B. Wälzlager 09, auf drehfest mit dem Seitengestell 02 verbundenen Zapfen 11. In nicht dargestellter Ausführung kann die Walze 01 auch auf einer durchgehenden Achse auf zwei oder mehr Lagern 09 gelagert sein.

3 zeigt die Walze 01 als temperierbare Walze 01, z. B. Kühlwalze 01, welche hier beispielhaft als einwandige Walze 01 ausgeführt ist. Die Doppel- bzw. Einwandigkeit aus den Ausführungsbeispielen nach 1 und 3 sind aufeinander anwendbar.

Eine Innenseite 10 des Außenkörpers 04 steht in thermischem Kontakt mit einem Temperiermedium, z. B. einer Flüssigkeit, welches in einem oder mehreren axial oder spiralförmig an der Innenseite verlaufenden Kanälen 12, geführt ist. Im Beispiel verläuft die Flüssigkeit in jeweils benachbarten Kanälen 12 alternierend (• aus der Zeichenebene heraus, x in die Zeichenebene hinein). Das nach innen gerichtete kreisförmige Profil des Außenkörpers 04 ist durch die Kanäle 12 gestört. Die Packung aus Hohlkugeln 08 stützt nun, angepaßt an das unregelmäßige und vom kreisförmigen Querschnitt abweichende nach innen gerichtete Profil, den Außenkörper 04 in idealer Weise gegen Durchbiegung und/oder Einfallen ab.

In 4 ist beispielhaft die Lagerung von mit der Walze 01 drehfest verbundenen Zapfen 13 in Lagern 14, z. B. Wälzlagern 14, dargestellt. Diese Lagerung ist auch auf Leitwalzen 01 gemäß 1 anwendbar. Im Fall einer temperierbaren Walze 01 weist mindestens einer der Zapfen 13, hier beide Zapfen 13, schematisch dargestellte Durchführungen 16, z. B. verbunden mit Drehdurchführungen 17, zur Zu- bzw. Abfuhr des Temperiermediums auf.

5 zeigt eine als Druckwerkszylinder 01 ausgeführte Walze 01, welche im Bereich ihrer Mantelfläche 03 in Umfangsrichtung gesehen mindestens eine sich ins Innere der Walze 01 reichende, axial verlaufende Öffnung 18 zur Aufnahme eines oder mehrerer nicht dargestellter Aufzüge bzw. derer Enden aufweist. Der Druckwerkszylinder 01 kann als eine Druckform tragender Formzylinder 01 oder ein Gummituch, insbesondere Metalldrucktuch, tragender Übertragungszylinder 01 ausgeführt sein. Die Öffnung 18 ist im Bereich der Mantelfläche 03 z. B. als schmaler, axial verlaufender Schlitz (≤ 3mm auf der Mantelfläche in Umfangsrichtung) ausgeführt. Sie kann sich weiter als schmaler, die Aufzugenden aufnehmender Schlitz 19 ins Innere des Druckwerkszylinders 01 erstrecken oder sich ggf. im Inneren zu einem Kanal 19 aufweiten, welcher z. B. eine nicht dargestellte Spann- und/oder Klemmeinrichtung aufnimmt.

Die Hohlkugeln 08 füllen den Innenraum im Bereich der Öffnung 18 bzw. des Kanals 19 des Druckwerkszylinders 01 trotz des unregelmäßigen Verlaufs der Innenfläche ideal aus und stützen den Außenkörper 04.

Der Druckwerkszylinder 01 kann wie die Walze 01 aus 1 doppelwandig ausgeführt sein. Er kann wie die Walze 01 in 4 drehsteif mit ihr verbundene Zapfen 13 (mit oder ohne Durchführung 16) aufweisen.

Die Füllung mit den Hohlkugeln 08 ist besonders von Vorteil für Walzen 01, welche auf der Innenseite 10 des Außenkörpers 04 funktionelle, das nach innen gerichtete kreisförmige Profil des Außenkörpers 04 unterbrechende Bauteile 12; 19 wie z. B. die Kanäle 12, die Öffnung 18 oder den Kanal 19 aufweisen.

01
Walze, Leitwalze, temperierbare Walze, Kühlwalze, Druckwerkszylinder, Übertragungszylinder, Formzylinder
02
Seitengestell
03
Mantelfläche
04
Außenkörper, Außenrohr
05
06
Innenkörper, Innenrohr
07
Hohlraum
08
Hohlkugel, Kugel
09
Lager, Wälzlager
10
Innenseite
11
Zapfen
12
Kanal, Bauteil
13
Zapfen
14
Lager, Wälzlager
15
16
Durchführung
17
Drehdurchführung
18
Öffnung
19
Kanal, Schlitz, Bauteil


Anspruch[de]
Walze (01) einer Druckmaschine mit einem Außenkörper (04), wobei in einem durch den Außenkörper (04) nach außen begrenzten Hohlraum (07) zur Schwingungsdämpfung Kugeln (08) angeordnet sind, wobei die Kugeln (08) als Hohlkugeln (08) ausgeführt sind und wobei die Walze (08) in der Art eines doppelwandigen Rohres ausgeführt ist, und wobei die Hohlkugeln (08) zwischen dem Außenkörper (04) und einem konzentrisch zum Außenkörper (04) angeordneten Innenkörper (06) angeordnet sind, wobei die Hohlkugeln (08) aus Stahl oder Carbon oder Aluminium ausgeführt sind, wobei die Walze (04) auf der Innenseite (10) des Außenkörpers (04) wenigstens einen Kanal (12) zur Führung eines Temperiermediums aufweist, wobei das Temperiermedium in einer oder mehreren axial an der Innenseite verlaufenden Kanälen (12) geführt ist, wobei das Temperiermedium in benachbarten Kanälen (12) alternierend verläuft, wobei die Walze (04) auf der Innenseite (10) des Außenkörpers (04) wenigstens einen Kanal (19) zur Aufnahme von Aufzugenden aufweist, wobei die Walze (01) als ein druckformtragender Formzylinder ausgebildet ist, wobei der Innenkörper (06) mit wenigstens einem Zapfen (11) drehsteif verbunden ist, welcher über mehr als zwei Lager (14) drehbar mit einem Seitengestell (02) verbunden ist. Walze (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Hohlkugeln (08) im montierten Zustand miteinander verbunden sind. Walze (01) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkugeln (08) durch einen Klebstoff miteinander verbunden sind. Walze (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung (18) von der Mantelfläche (03) hin zum Kanal (19) in Umfangsrichtung der Walze (01) höchstens eine Breite von 3 mm aufweist. Walze (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkörper (06) über zumindest ein Lager (11) mit wenigstens einem gestellfesten Zapfen (11) drehbar verbunden ist. Walze (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radien der Hohlkugeln (08) gleich groß ist. Walze (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkugeln (08) verschiedene Radien aufweisen. Walze (01) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Radien der Hohlkugeln (08) einen einheitlichen Wert von 2,5 mm bis 3,0 mm aufweisen. Walze (01) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Radien der Hohlkugeln (08) verschiedene Werte zwischen 2,5 mm bis 3,0 mm aufweisen.






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