PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005054477A1 24.05.2007
Titel Zylinder einer Druckmaschine und Lagervorrichtungen für diesen
Anmelder MAN Roland Druckmaschinen AG, 63075 Offenbach, DE
Erfinder Petersen, Godber, 86159 Augsburg, DE
DE-Anmeldedatum 16.11.2005
DE-Aktenzeichen 102005054477
Offenlegungstag 24.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.05.2007
IPC-Hauptklasse B41F 13/08(2006.01)A, F, I, 20061004, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B41F 13/10(2006.01)A, L, I, 20061004, B, H, DE   B41F 13/193(2006.01)A, L, I, 20061004, B, H, DE   B41F 13/44(2006.01)A, L, I, 20061004, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen Zylinder (2, 3) einer Druckmaschine und Lagervorrichtungen (9) für diesen, wobei die Lagervorrichtungen (9) in Gestellwänden (6) der Druckmaschine angeordnet sind und zum Befestigen oder Lösen des Zylinders (2, 3) an beziehungsweise von diesem weg bewegt werden.
Erfindungsgemäß besteht der Zylinder (2, 3) nur aus dem Zylinderkörper und weist keine Achsstummel auf, wobei der Zylinder (2, 3) an beiden Stirnseiten zunächst geklemmt wird und dann mit den Lagervorrichtungen (9) feste Verbindungsstellen ausbildet und weiterhin zumindest eine Verriegelungsvorrichtung (8) angeordnet ist, die beide Verbindungen von einer Zylinderseite aus anzieht oder löst.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Zylinder einer Druckmaschine und Lagervorrichtungen für diesen, wobei die Lagervorrichtungen in Gestellwänden der Druckmaschine angeordnet sind und zum Befestigen oder Lösen des Zylinders an beziehungsweise von diesem weg bewegt werden.

Zylinder von Druckmaschinen, zum Beispiel Form- oder Übertragungszylinder, bestehen üblicherweise aus dem eigentlichen Zylinderkörper, dem so genannten Zylinderballen, und an den Stirnwänden des Zylinderkörpers anschließenden Achsstummeln. Die Achsstummel sind dann in den Seitenwänden des Druckwerks gelagert. Durch diesen Zylinderaufbau sind die Lagerabstände recht groß, was zu einer entsprechenden Biegebelastung und damit Durchbiegung des Druckzylinders führt. Um diese Biegebelastung beziehungsweise die Durchbiegung möglichst zu kompensieren, muss der Zylinderkörper entsprechend kräftig ausgeführt sein. Dadurch werden diese Zylinder oft recht schwer, teuer und für einen Ausbau ziemlich unhandlich.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, Zylinder und Lagervorrichtungen von Druckmaschinen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch einen Zylinder und Lagervorrichtungen für diesen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Der Erfinder hat erkannt, dass es hinsichtlich der Biegeeigenschaften der Zylinder von Vorteil ist, die Zylinder einer Druckmaschine ohne Achsstummel auszuführen.

Um hierbei eine Lagerung des Zylinders innerhalb der Gestellwände der Druckmaschine zu ermöglichen, sind in den Gestellwänden Lagereinrichtungen mit verfahrbaren Wellen angeordnet. Die Wellenenden werden zum Befestigen der Zylinder an die Stirnwände des Zylinders gefahren und entsprechend zum Lösen des Zylinders von diesem weggefahren.

Aus den gewonnenen Erkenntnissen heraus schlägt der Erfinder vor, einen Zylinder einer Druckmaschine und Lagervorrichtungen für diesen, wobei die Lagervorrichtungen in Gestellwänden der Druckmaschine angeordnet sind und zum Befestigen oder Lösen des Zylinders an beziehungsweise von diesem weg bewegt werden, dahingehend zu verbessern, dass der Zylinder nur aus dem Zylinderkörper besteht und keine Achsstummel aufweist, wobei der Zylinder an beiden Stirnseiten zunächst geklemmt wird und dann mit den Lagervorrichtungen feste Verbindungsstellen ausbildet und weiterhin zumindest eine Verriegelungsvorrichtung angeordnet ist, die beide Verbindungen von einer Zylinderseite aus anzieht oder löst.

Hierdurch wird ermöglicht, dass der Zylinder ohne die Achsstummel eine reduziertere Einspannlänge und somit geringere Durchbiegungen aufweist. Außerdem lässt sich durch diesen kompakten Zylinderaufbau ein Zylinderein- und -ausbau auch in Zylinderrotationsachse radialer Richtung einfach ermöglichen.

Der Zylinder kann einteilig oder mehrteilig aufgebaut sein. Beim mehrteiligen Aufbau des Zylinders kann dieser beispielsweise aus einem Kern bestehen, über den verschiedene Hülsen mit verschiedenen Durchmessern aufgeschoben werden. Werden Hülsen mit verschiedenen Durchmessern auf den Kern des Zylinders aufgeschoben, so kann relativ schnell eine (Druck)Formatanpassung der Druckmaschine stattfinden.

Es ist von Vorteil, wenn zumindest Teile des Zylinders oder der gesamte Zylinder aus einem geschäumten Material bestehen, vorzugsweise aus Metall- und/oder Kunststoffschaum. Das geschäumte Material bietet den Vorteil der enormen Gewichtseinsparung, wodurch Deviationsmomente beim Rotieren des Zylinders weitestgehend vermieden werden.

In einer weiteren Ausführung des Zylinders kann im Rotationszentrum eine versteifende Welle angeordnet sein. Diese versteifende Welle im Inneren des Zylinders kann an deren Enden sowohl Innen- als auch Außengewinde aufweisen, an denen die Verschraubungen zu den Lagereinrichtungen durchgeführt werden.

Weiterhin ist es günstig, wenn der Zylinder im Mantelaußenbereich eine Beschichtung aufweist. Diese Beschichtung kann verschiedenste Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise kann sie dazu dienen, den Verschleiß an der Oberfläche des Zylinders zu verringern. Es ist aber auch weiterhin denkbar, dass die Beschichtung auch Wärme leitende oder isolierende Eigenschaften aufweist.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn im Mantelaußenbereich zumindest ein Kanal im Zylinder eingelassen ist. Durch diesen Kanal können Temperiermedien, wie Flüssigkeiten oder Gase geleitet werden, um den Zylinder auf einer gleich bleibend gewünschten Temperatur zu halten.

An den Stirnwänden des Zylinders können Kegelringe und/oder Kegelscheiben eingelassen sein. Die Kegelringe und/oder die Kegelscheiben können die Klemmkräfte der Lagervorrichtungen aufnehmen und somit Zerstörungen am Zylinder beim Klemmen verhindern.

Um die Biegesteifigkeit des Zylinders zu erhöhen, ist es von Vorteil, in axialer und/oder in radialer Richtung Versteifungselemente im Zylinder anzubringen. Der erfindungsgemäße Zylinder kann als Formzylinder, Übertragungszylinder oder Satellitenzylinder ausgebildet sein.

Durch den speziellen Aufbau des Zylinders und durch die damit einhergehende geringe Durchbiegungseigenschaften des Zylinders kann dieser auf einer Länge von bis zu circa 5 Meter ausgebildet sein.

Damit die Lagervorrichtungen zum Klemmen des Zylinders auf diesen zu bewegt werden können und beim Lösen des Zylinders von diesem weg bewegt werden können, ist es günstig wenn die Lagervorrichtung zumindest über eine axial verstellbare Spindel verfügt.

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

Es zeigen:

1: Eine Seitenansicht auf ein bekanntes Doppeldruckwerk;

2: Einen Schnitt durch einen Zylinder und eine Zylinderlagerung nach dem Stand der Technik;

3 bis 5: Schnitte durch Zylinder und Zylinderlagerungen für axialen und radialen Ein-/Ausbau der Zylinder;

6 bis 9: Schnitte durch Zylinderkörper verschiedener Bauart;

10: Axiale Schnittansicht auf einen Zylinderkörper mit so genannten Minigaps für Druckplatten.

Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 beschrieben.

1 zeigt in einer Seitenansicht ein Doppeldruckwerk 1 einer Druckmaschine mit jeweils zwei Formzylindern 2, auf denen sich die zu druckenden Bilder befinden und zwei Übertragungszylinder 3, die die Bilder mit Hilfe von Farbe auf die Bedruckstoffbahn 4 beidseitig übertragen. Die Zylinderachsen beziehungsweise die Achsstummel der Form- und Übertragungszylinder 2 und 3 sind in Lagerböcken 5 gelagert, die in vertikaler Richtung bewegbar sind und die wiederum in den Seitenwänden 6 der Druckmaschine befestigt sind.

Zum axialen Ausbau der Zylinderhülsen 2.1 beziehungsweise der Zylinder 2, 3 selbst wird mit Hilfe eines Teleskoparmes 7 die Lagerböcke 5 einzeln in vertikaler Richtung verschoben, was zum Beispiel für den oberen Formzylinder 2 durch die Position 5' des Lagerbockes 5 gezeigt wird.

Die 2 zeigt einen Schnitt durch einen Formzylinder 2 und dessen Zylinderlagerung nach dem Stand der Technik.

Der Formzylinder 2 weist einen so genannten Zylinderkern 2.2 auf, der auf einem Achszapfen 2.3 gelagert und mit einer in einer Lagervorrichtung 9 gelagerten Antriebsspindel 12.2 verschraubt wird. Die gesamte Länge des Formzylinders 2 mit den integrierten Achstummeln 2.3 ist in 2 mit A bezeichnet. Die Lagervorrichtung 9 ist auf Schienen in horizontaler Richtung bewegbar. Wie bereits unter 1 beschrieben, ist ebenfalls eine Bewegung auf Schienen in vertikaler Richtung möglich.

Die Lagerspindel 12.2 der Lagervorrichtung 9 ist durch eine Schraube mit dem Achszapfen 2.3 verschraubt. Somit werden die Achsstummel 2.4 und der Zylinderkern 2.2 links und rechts auf Kegelflächen 2.6 gelagert und durch die Verschraubung zwischen diesen eingespannt. Auf der Zylinderhülse 2.1 befindet sich ein so genannter Sleeve 2.5, hier ein Formsleeve, wenn der Zylinder als Formzylinder eingesetzt wird. Wird der Zylinder als Übertragzylinder eingesetzt, befindet sich auf der Zylinderhülse 2.1 ein Gummisleeve. Soll die Zylinderhülse 2.1 in axialer Richtung ausgebaut werden, so wird durch eine Ver-/Entriegelungsvorrichtung 8, hier ein Pneumatikzylinder, ein Riegel 8.1 aktiviert und dadurch eine Verriegelungsschraube 8.2 blockiert. Durch Drehung des Zylinderkerns 2.2 mit Hilfe der Antriebsspindel 12.2 wird die Verschraubung gelöst und der Lagerbock in die Position 5' verschoben, siehe 1. Mit Hilfe einer Luftzufuhrvorrichtung 10 und eines Verteilrings wird in bekannter Weise zwischen Zylinderkern 2.2 und Zylinderhülse 2.1 ein Luftpolster erzeugt, so dass die Zylinderhülse 2.1 mit Hilfe beispielsweise eines Teleskoparms in axialer Richtung ausgebaut werden kann. Außerhalb des Druckwerks kann nun mit Hilfe von Luftkanälen und eines Verteilringes in bekannter Weise der Formsleeve beziehungsweise der Gummisleeve 2.5 von der Zylinderhülse 2.1 getrennt werden.

Bei Belastung des Zylinders 2 wird der Achszapfen 2.3 des Zylinderkerns 2.2 selbst durch den verhältnismäßig weiten Abstand der Kegelflächen 2.6 durchgebogen. Um dem entgegenzuwirken, müssen der Achszapfen 2.3 und auch der Zylinderkörper 2.7 selbst verhältnismäßig kräftig ausgebildet sein. Dadurch wird dieser Zylinder 2 relativ schwer und konstruktiv aufwändig.

Um diesem Umstand entgegenzuwirken, wird nun in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, die Kegelflächen 2.6 in den Bereich der Stirnwände 2.8 des Zylinderkörpers 2.7 zu verlegen.

Die 3 bis 5 zeigen eine Schnittansicht durch einen neuen Zylinder, hier in der Ausführung als Formzylinder 2, und dessen Lagerung. An dieser Stelle sei erwähnt, dass dieser neue Zylinderaufbau für alle Zylindertypen in Druckmaschinen geeignet ist, beispielsweise als Form-, Übertragungs- und/oder Satellitenzylinder.

Durch die besondere Ausführung des Zylinders, nämlich ohne Achsstummel, und mit einer Gesamtlänge a die kleiner ist als die Gesamtlänge A der bisherigen Formzylinders 2, wird sowohl der axiale als auch der radialen Ein- beziehungsweise Ausbau des Formzylinders 2 erheblich erleichtert. Weiterhin wird durch die Verlagerung der tragenden Kegelflächen 2.6 in den Bereich der Stirnwände 2.8 des Zylinderkörpers beziehungsweise des Zylinderballens 2.7 die Durchbiegung des Formzylinders 2 wesentlich verringert. Die Antriebsspindel sowie die Lagerspindel und die Lagervorrichtung 9 werden entsprechend den nun nicht mehr vorhandenen Achsstummeln des Formzylinders 2 verlängert. Der Achszapfen 2.3 wird mit der Antriebsspindel zu einer Einheit verschmolzen, ebenso der Zylinderkern 2.2 und die Zylinderhülse 2.1.

Insgesamt ergibt diese Anordnung einen wesentlich vereinfachten Aufbau, vor allem für den Zylinderkörper 2.7. Er kann jetzt aus einem Metallkern mit eingesetzten fertigungstechnisch günstigen Kegelringen 18.1 und einem möglichst leichten Körper, zum Beispiel aus einem Metallschaum, bestehen. Dieser Körper kann mit einer Schicht verschlossen sein, die den Erfordernissen entsprechend angepasst werden kann, zum Beispiel als verschleißarme, Wärme leitende oder isolierende Schicht. Auf dieser Schicht kann ein Sleeve 2.5, als Form- oder Gummisleeve, aufgeschoben werden. Dieses Aufschieben der Sleeves 2.5 mit Hilfe von Luftkanälen und eines entsprechenden Adapters erfolgt außerhalb des Druckwerks nach Ausbau des Zylinderkörpers 2.7.

Durch den oben genannten Aufbau verringert sich das Gewicht des Zylinderkörpers 2.7, so dass es dem Gewicht der Zylinderhülse 2.1 nahe kommt. Durch die Gewichtsreduzierung kann dieser neue Zylinder also ebenso in axialer Richtung mit Hilfe eines Teleskoparmes ausgebaut werden.

In den 4 und 5 werden neben dem Formzylinder 2 auch weiterentwickelte Lagervorrichtungen 9 dargestellt, so dass nicht nur ein Ausbau des Zylinderkörpers 2.7 in axialer Richtung möglich ist, sondern auch in einer um 90° dazu versetzten Richtung. Die sichere Lagerung des Zylinderkörpers 2.7 auf den Kegelflächen 2.6 wird durch eine doppelte Verschraubung erreicht. Der Zylinderkörper 2.7 wird rechts und links durch jeweils eine Schraube 11.1 und 11.2 mit einer Spindel 12.1 und 12.2 verbunden. Zum Ausbau wird zunächst die Verschraubung zwischen der rechten Spindel 12.1 und Zylinderkörper 2.7 gelöst. Zu diesem Zweck wird ein Bolzen beispielsweise mit Außensechskant durch einen Pneumatikzylinder vorgeschoben und dadurch die rechte Schraube 11.1 vom Formzylinder 2 blockiert. Durch Drehung des Zylinderkörpers 2.7 mit Hilfe der linken Spindel 12.2 wird die Schraubverbindung gelöst. Dann wird über dem Pneumatikzylinder eine Hülse aktiviert, die mit einer Klaue ebenfalls die linke Schraube 11.2 blockiert. Durch nochmalige Drehung der Spindel 12.2 wird die Schraubverbindung zwischen dieser Spindel und dem Zylinderkörper 2.7 ebenfalls gelöst. Der Formzylinder 2 kann mit Hilfe von zum Beispiel Hebezeugen in ein externes Lager transportiert werden.

In 5 soll der Einbau des Zylinderkörpers 2.7 kurz erläutert werden. Der Einbau geschieht in umgekehrter Reihenfolge zum Ausbau. Der Formzylinder 2 befindet sich in 5 zwischen den geöffneten Lagevorrichtungen 9. Mit Hilfe eines Sensors 13 und eines Antriebes 14 wird der Formzylinder 2 in Umfangsrichtung richtig positioniert, wobei dann ein Bolzen 15 in der richtigen Lage an der linken Stirnwand 2.8 des Formzylinders 2 einrasten kann. Dann wird zunächst die Verschraubung der linken Schraube 11.2 zwischen den linken Spindel 12.2 und dem Zylinderkörper 2.7 vollzogen, darauf die Verschraubung zwischen der rechten Schraube 11.1 und der rechten Spindel 12.1 und dem Zylinderkörper 2.7. Damit sitzt dieser wieder sicher auf den Kegelflächen 2.6.

In 6 wird ein Formzylinder 2 mit einem weiteren möglichen Aufbau dargestellt. Die Verschraubungskräfte werden in dieser Ausführung zentral durch ein Rohr 16 und die Biegekräfte durch Stege 17 aufgenommen.

Der Zylinderkörper 2.7 nach 7 besitzt ebenfalls einen Zylinderkern 2.2 zur Aufnahme der gleichen Verschraubungskräfte sowie der Lagerungskräfte über Kegelringe 18.1. Der übrige Zylinderkörper 2.7 ist aus einem leichten Schaum 19, vorzugsweise Metallschaum, ausgebildet und trägt außen wiederum eine Schicht mit den darauf befindlichen Sleeve 2.5.

Bei dem Zylinderkörper 2.7 nach 8 wurde ganz auf den zentralen Zylinderkern verzichtet, er besteht fast vollständig aus einem festen Schaum 19, vorzugsweise Metallschaum, mit in den Stirnwänden 2.8 eingesetzten Kegelscheiben 20 zur Aufnahme der Verschraubungs-, Lager- und Antriebskräfte.

Dieselbe Bauart wird in 9 gezeigt, jedoch mit zweigeteiltem äußerem Mantel. Dieser besteht beispielsweise aus einem inneren Teil mit spiralförmigen angeordneten Kanälen 20 zur Temperierung des Zylinderkörpers 2.6.

Die 10 zeigt in einer axialen Schnittansicht die Bauweise eines Zylinderkörpers 2.7 mit im Unfang befindlichen Schlitzen 19, den so genannten Minigaps, zur Aufnahme der Enden von Druckplatten.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale und die Merkmale der Ansprüche nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

1
Doppeldruckwerk
2
Formzylinder
2.1
Zylinderhülse
2.2
Zylinderkern
2.3
Achszapfen
2.4
Achsstummel
2.5
Sleeve
2.6
Kegelflächen
2.7
Zylinderkörper/Zylinderballen
2.8
Stirnwand
3
Übertragungszylinder
4
Bedruckstoffbahn
5
Lagerbock
5'
Lagerbock in veränderter Position
6
Seitenwand
7
Teleskoparm
8
Ver-/Entriegelungsvorrichtung
8.1
Riegel
8.2
Schraube
9
Lagervorrichtung
10
Luftzufuhrvorrichtung
11.1
rechte Schraube
11.2
linke Schraube
12.1
rechte Antriebsspindel
12.2
linke Antriebsspindel
13
Sensor
14
Antrieb
15
Bolzen
16
Rohr
17
Steg
18.1
Kegelring
18.2
Kegelscheibe
19
Schlitz/Minigap
20
Kanal
A
Zylinderlänge/Abstand Kegelflächen
a
Zylinderlänge neuer Zylinder


Anspruch[de]
Zylinder (2, 3) einer Druckmaschine und Lagervorrichtungen (9) für diesen, wobei die Lagervorrichtungen (9) in Gestellwänden (6) der Druckmaschine angeordnet sind und zum Befestigen oder Lösen des Zylinders (2, 3) an beziehungsweise von diesem weg bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2, 3) nur aus dem Zylinderkörper besteht und keine Achsstummel aufweist, wobei der Zylinder (2, 3) an beiden Stirnseiten zunächst geklemmt wird und dann mit den Lagervorrichtungen (9) feste Verbindungsstellen ausbildet und weiterhin zumindest eine Verriegelungsvorrichtung (8) angeordnet ist, die beide Verbindungen von einer Zylinderseite aus anzieht oder löst. Zylinder und Lagervorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2, 3) einteilig aufgebaut ist. Zylinder und Lagervorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2, 3) mehrteilig aufgebaut ist und einen Kern (2.2) und zumindest eine Hülse (2.1) aufweist. Zylinder und Lagervorrichtungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teile des Zylinder (2, 3) oder der gesamte Zylinder aus einem geschäumten Material bestehen, vorzugsweise Metall- und/oder Kunststoffschaum. Zylinder und Lagervorrichtungen nach einem oder beiden der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2, 3) im Rotationszentrum eine versteifende Welle (2.4) aufweist. Zylinder und Lagervorrichtungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2, 3) im Mantelaußenbereich eine Beschichtung aufweist. Zylinder und Lagervorrichtungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2, 3) im Mantelaußenbereich zumindest einen Kanal (20) aufweist. Zylinder und Lagervorrichtungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnwänden (2.8) des Zylinders (2, 3) Kegelringe (18.1) und/oder Kegelscheiben (18.2) angeordnet sind. Zylinder und Lagervorrichtungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2, 3) in axialer und/oder radialer Richtung Versteifungselemente (16, 17) aufweist. Zylinder und Lagervorrichtungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder als Formzylinder (2) oder Übertragungszylinder (3) oder Satellitenzylinder ausgebildet ist. Zylinder und Lagervorrichtungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2, 3) eine Länge (a) von maximal circa 5 Meter aufweist. Zylinder und Lagervorrichtungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagervorrichtungen (9) zumindest eine axial verstellbare Spindel (12.1, 12.2) aufweist.






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