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Dokumentenidentifikation DE102006019801A1 31.10.2007
Titel Zylinder einer Rotationsdruckmaschine und Verfahren zum Herstellen eines Zylinders
Anmelder KOENIG & BAUER Aktiengesellschaft, 97080 Würzburg, DE
Erfinder Hahn, Oliver, Dr. rer. nat., 97209 Veitshöchheim, DE
DE-Anmeldedatum 28.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006019801
Offenlegungstag 31.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2007
IPC-Hauptklasse B41F 13/08(2006.01)A, F, I, 20060428, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B41F 13/193(2006.01)A, L, I, 20060428, B, H, DE   B41F 31/26(2006.01)A, L, I, 20060428, B, H, DE   B41F 7/26(2006.01)A, L, I, 20060428, B, H, DE   B41F 27/12(2006.01)A, L, I, 20060428, B, H, DE   B41N 1/20(2006.01)A, L, I, 20060428, B, H, DE   
Zusammenfassung Bei einem Zylinder, insbesondere einem Druckwerkszylinder einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere einer Offsetdruckmaschine, weist der Ballen einen Kern aus einem Kernmaterial und einen den Kern umgebenden Mantel aus einem Mantelmaterial auf, wobei die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials, insbesondere Kupfer, größer ist als die Wärmeleitfähigkeit des Mantelmaterials, insbesondere Stahl, um Durchbiegungen des Zylinders bei ungleichförmiger Erwärmung zu vermeiden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Zylinder einer Rotationsdruckmaschine und Verfahren zum Herstellen eines Zylinders gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, 36 oder 37.

Bei Druckmaschinen, insbesondere Rollenrotationsoffsetdruckmaschinen, treten während des Betriebs bisweilen insbesondere bei vergleichsweise langen Zylindern mit vergleichsweise geringem Durchmesser Durchbiegungen bzw. Krümmungen der insbesondere aus Stahl bestehenden Zylinder auf, die als bananenförmig beschrieben wurden und auf Unregelmäßigkeiten in der Oberflächentemperatur des betreffenden Zylinders infolge eines über den Umfang bzw. die Oberfläche ungleichmäßigen Wärmeeintrags und eine hiermit zusammenhängende inhomogene Wärmeausdehnung des Zylindermaterials zurückgeführt werden. Solche Durchbiegungen wachsen mit zunehmender Betriebsdauer an und verschwinden nach Abkühlung des entsprechenden Zylinders wieder.

Die beobachteten temperaturbedingten Durchbiegungen der Zylinder können zu schwerwiegenden Störungen des ordnungsgemäßen Druckbetriebs führen wie Flächenausdruckproblemen, Passerfehlern und ggf. sogar Druckaussetzern.

Die vorstehende Problematik ist beispielsweise aus der DE 10 2004 014 308 A1 bekannt. Zur Lösung des Krümmungsproblems wird hierbei vorgeschlagen, dass über den Walzen- bzw. Zylinderstahlkern, der ggf. auch hohl sein kann, eine wärmeleitende Beschichtung zur Verteilung einer lokal auftretenden Stahlkernerwärmung vorgesehen ist, die insbesondere aus einer 1 bis 5 mm dicken Kupferschicht bestehen kann. Die hohe Temperaturleitfähigkeit von Kupfer soll Temperaturinhomogenitäten reduzieren und dadurch eine Durchbiegung reduzieren bzw. verhindern.

Durch eine solche äußere Kupferschicht wird allerdings die mechanische Biegesteifigkeit des Zylinders reduziert. Des Weiteren weist ein solcher Zylinder dann anstelle der harten Stahloberfläche eine vergleichsweise weiche und leicht verformbare, insbesondere beschädigbare Oberfläche auf.

Zur Abhilfe gegen eine unerwünschte Erwärmung eines Zylinders, beispielsweise eines Übertragungszylinders, wird in der EP 06 97 284 A2 eine Innenkühlung des Zylinders vorgeschlagen. Eine solche Innenkühlung ist jedoch technisch aufwendig und darüber hinaus vergleichsweise ineffektiv.

In der DE 199 30 480 A1 wird vorgeschlagen, zumindest den Zylinderkörperballen eines Druckwerkszylinders aus einem metallischen Werkstoff mit einem geringen linearen Ausdehnungskoeffizienten herzustellen, beispielsweise aus Eisen mit einem Anteil von Nickel von etwa 30 bis 40 Gew.-%, damit der Druckwerkszylinder bei betriebsbedingten Temperaturerhöhungen des Druckwerks nur geringen Deformationen unterliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylinder einer Rotationsdruckmaschine und Verfahren zum Herstellen eines Zylinders schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1, 36 oder 37 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass nunmehr ein Zylinder geschaffen worden ist, dessen thermisch bedingte Durchbiegung deutlich verringert ist, um hierdurch bedingte Druckstörungen zu eliminieren. Es kann nunmehr der Wärmeausgleich über das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisend Kernmaterial erfolgen, welches vorzugsweise im Wesentlichen ein Metall ist und insbesondere Kupfer sein kann, während als Mantelmaterial das ursprüngliche Material des Zylinders, in der Regel also im Wesentlichen Metall, insbesondere mechanisch hoch stabiler Stahl, zum Einsatz kommen kann.

Während somit im Falle des Standes der Technik nach der eingangs genannten DE 10 2004 014 308 A1 der im Wesentlichen aus Stahl bestehende Zylinder mit einem Kupfermantel versehen wird, wird im Falle der vorliegenden Erfindung der umgekehrte Weg gegangen, d. h. es wird in den im Wesentlichen aus Stahl bestehenden Zylinder ein Kupferkern eingesetzt.

Aufgrund der deutlich größeren Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials werden Temperaturunterschiede im Zylinderquerschnitt deutlich reduziert. Dies gilt auch für Temperaturdifferenzen diametral gegenüberliegender Bereiche im Mantel, die für eine Durchbiegung in erster Linie relevant sind. Auf diese Weise kann eine Durchbiegung des Zylinders bei Erwärmung im störenden Umfang vermieden bzw. zumindest erheblich reduziert werden.

Untersuchungen haben ergeben, dass mit der erfindungsgemäßen Lösung eine Verminderung der Durchbiegung des Zylinders erreicht werden kann, die größer ist als bei der Lösung nach dem Stand der Technik. Erst wenn bei der Lösung nach dem Stand der Technik Kupfermanteldicken gewählt werden, die deutlich größer sind als die in der Druckschrift genannten bevorzugten Kupfermanteldicken, wird der Stand der Technik hinsichtlich seiner Wirksamkeit zur Verhinderung der Durchbiegung vergleichbar mit der vorliegenden Erfindung. Dann ergeben sich im Falle der vorliegenden Erfindung jedoch erhebliche zusätzliche Verteile gegenüber der Lösung nach dem Stand der Technik.

Insbesondere ist bei der erfindungsgemäßen Lösung die mechanische Biegesteifigkeit des Zylinders aufgrund des gegenüber dem E-Modul des Kernmaterials, insbesondere des Kupfers, höheren E-Moduls des Mantelmaterials, insbesondere Stahls, größer als bei der Lösung nach dem Stand der Technik, wobei die mechanische Biegesteifigkeit das entscheidende Kriterium für die Größe der statischen Zylinderdurchbiegung sowie für Kanalschwingungsamplituden (beispielsweise im Falle von Plattenzylindern) darstellt.

Im Falle der vorliegenden Erfindung sollte die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials möglichst groß sein im Vergleich zur Wärmeleitfähigkeit des Mantelmaterials, bei dem es sich insbesondere um Stahl bzw. Stahllegierungen handeln kann, also einem Material, aus dem die Druckwerkszylinder in der Regel gefertigt sind. Vorzugsweise sollte die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials mindestens doppelt so groß sein wie die Wärmeleitfähigkeit des Mantelmaterials, insbesondere mindestens fünfmal so groß. Im Einzelnen sollte die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials größer als 130 W/(m·K), vorzugsweise größer als 150 W/(m·K), insbesondere größer als 180 W/(m·K) sein. Infrage kommen daher als gut wärmeleitendes Kernmaterial neben Kupfer insbesondere auch Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen.

Der erfindungsgemäße Lösungsweg hat gegenüber dem Lösungsweg nach dem Stand der Technik den weiteren Vorteil, dass Bearbeitungen der Zylinderoberfläche wie Einbringen von Kanälen, z. B. Kanälen zur Aufnahme der Enden von Druckplatten, Auswuchtbohrungen usw. in gewohnter Weise wie bisher im Stahl durchgeführt werden können. Hierzu ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Mantelmaterial, also insbesondere der Stahlmantel, eine Dicke von 10 bis 150 mm, vorzugsweise von 20 bis 100 mm, weiter vorzugsweise von 30 bis 80 mm, insbesondere von 50 bis 70 mm aufweist. Bei einer solchen Dimensionierung ist der Stahlmantel hinreichend dick, um in gewohnter Weise Kanäle einbringen zu können und eine gute Biegesteifigkeit zu gewährleisten, aber dünn genug, um störend große Temperaturgradienten im Mantel zu vermeiden.

Der Kern, insbesondere der Kupferkern kann hierbei einen Druckmesser von 50 bis 320 mm, insbesondere einen Radius von vorzugsweise 50 bis 150 mm, insbesondere einen Radius von 80 bis 120 mm oder einen Durchmesser von 80 bis 240 mm aufweisen.

Der Kerndurchmesser (genau Kernaußendurchmesser) ergibt sich aus dem Zylinderumfang (Zylinderdurchmesser) und der Wandstärke des Mantels.

In besonders bevorzugter Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Kern, insbesondere der Kupferkern, hohl ausgebildet ist; im Einzelnen kann er vorzugsweise eine Wandstärke von 10 bis 100 mm, weiter vorzugsweise von 20 bis 60 mm, insbesondere von 30 bis 50 mm aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass sowohl die Biegesteifigkeit als auch die thermisch-mechanische Kopplung eines Zylinders mit hohlem Kern gegenüber der Biegesteifigkeit bzw. der thermisch-mechanischen Kopplung eines Zylinders mit Vollkern erstaunlicherweise nur vergleichsweise geringfügig abnehmen. Aus Gründen der Materialeinsparung kann daher auf einen Hohlkern zurückgegriffen werden, ohne eine wesentliche Verschärfung des Problems der Zylinderdurchbiegung befürchten zu müssen.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Zylinder von Rotationsdruckmaschinen, vorzugsweise auf Druckwerkszylinder von Rotationsdruckmaschinen, insbesondere auf Druckwerkszylinder von Offsetdruckmaschinen, vorzugsweise Rollenrotationsoffsetdruckmaschinen, bei denen sich das eingangs erwähnte Phänomen der Zylinderdurchbiegung besonders störend bemerkbar macht, wobei darauf hinzuweisen ist, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff „Zylinder" auch Walzen zu subsumieren sind.

Insbesondere kann der Zylinder ein Plattenzylinder oder ein Übertragungszylinder, insbesondere Gummizylinder einer Rollenrotationsoffsetdruckmaschine sein, oder der Zylinder kann eine Walze eines Farbwerks einer Rollenrotationsoffsetdruckmaschine sein, insbesondere eine Filmwalze, eine Reibwalze, eine Farbwalze oder eine Duktorwalze, oder sie kann eine Walze eines Feuchtwerks einer Rollenrotationsoffsetdruckmaschine sein.

Die Erfindung ist insbesondere bei langen und dünnen Zylindern einsetzbar, nachdem bei solchen Zylindern die angesprochenen Durchbiegungserscheinungen am ehesten auftreten. Demzufolge bezieht sich die Erfindung insbesondere auf Zylinder, die eine axiale Länge von sechs oder gar mehr nebeneinander angeordneten Druckseiten und einen Umfang von insbesondere einer Druckseite oder von zwei Druckseiten, insbesondere stehenden Druckseiten aufweisen.

In besonders bevorzugter Weise findet die Erfindung Einsatz bei Gummizylindern von Rollenrotationsoffsetdruckmaschinen mit einer axialen Länge von sechs Druckplatten und einem Umfang von einer oder von zwei Druckplatten auf dem Plattenzylinder, wobei die Dicke des Mantels des Gummizylinders vorzugsweise größer ist als die Tiefe des bzw. der die Drucktücher aufnehmenden, im Mantel ausgebildeten Kanals/Kanäle.

Gemäß einem weiteren, besonders vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des Kernmaterials größer ist als derjenige des Mantelmaterials. Diese Beziehung ist insbesondere auch bei Verwendung einer der bevorzugten Materialkombinationen, nämlich Stahl/Kupfer erfüllt. Dieses Merkmal ermöglicht dann, dass der Kern im Mantel vorzugsweise kraftschlüssig gehalten ist, wobei bei einer Erwärmung des Zylinders sich der Kern mehr auszudehnen versucht als der Mantel und somit die kraftschlüssige Verbindung zwischen Mantel und Kern nur noch verstärkt wird.

Entsprechend einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen eines Zylinders ist vorgesehen, dass zunächst der Kern des Zylinders abgekühlt und/oder der Mantel des Zylinders erhitzt wird, dass dann der Kern in den Mantel eingesetzt wird und dass anschließend eine Temperaturangleichung zwischen Kern und Zylinder stattfindet. Der z. B. aus Kupfer bestehende Kern wird somit in den z. B. aus Stahl bestehenden Mantel sozusagen eingeschrumpft.

Entsprechend einem weiteren bevorzugten Verfahren zum Herstellen eines Zylinders ist vorgesehen, dass an den Ballen des wie vorstehend ausgebildeten Zylinders Zylinderzapfen angeschweißt werden, insbesondere können die Zylinderzapfen mittels Elektronenstrahlschweißens an den Mantel angeschweißt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

1 eine Seitenansicht eines Druckwerks einer Rollenrotationsoffsetdruckmaschine mit ausgebildeten Zylindern;

2 eine schematische Draufsicht auf die Druckwerkszylinder des Druckwerks gemäß 1;

3 eine perspektivische Darstellung von Druckwerkszylindern einer Satellitendruckeinheit;

4 eine Schnittdarstellung einer Haltevorrichtung für eine auf einen Plattenzylinder aufgespannte Druckplatte;

5 eine Druckplatte zur Verwendung auf einem Plattenzylinder nach 4;

6 einen Schnitt durch einen ausgebildeten Zylinder senkrecht zur Zylinderachse;

7 einen Schnitt durch eine alternative Ausgestaltung eines ausgebildeten Zylinders mit Hohlkern;

8 einen Schnitt durch einen Zylinder mit angeschweißten Zylinderzapfen längs der Zylinderachse.

Zunächst wird auf die 1 und 2 Bezug genommen. Eine im Übrigen nicht näher dargestellte Rotationsdruckmaschine, z. B. Rollenrotationsdruckmaschine, insbesondere Mehrfarbenrollenrotationsoffsetdruckmaschine, umfasst mehrere z. B. in Form von Drucktürmen angeordnete Druckeinheiten 01 gemäß 1, in der eine Materialbahn 02 bzw. Bedruckstoffbahn 02 nacheinander z. B. vierfach bedruckt werden kann. Die Druckmaschine ist insbesondere als Zeitungsdruckmaschine und die Druckeinheit 01 zum Bedrucken von Zeitungspapier ausgebildet. Die Druckeinheit 01 weist mehrere, im vorliegenden Fall vier vertikal übereinander angeordnete Doppeldruckwerke 03 für den beidseitigen Druck im Gummi-gegen-Gummi-Betrieb auf.

Die Doppeldruckwerke 03 werden durch jeweils zwei Druckwerke 04 gebildet, welche jeweils einen als Übertragungszylinder 06 und einen als Formzylinder 07 ausgebildeten Zylinder 06; 07 bzw. Druckwerkszylinder 06; 07 sowie jeweils ein Farbwerk 08 und im Falle des Nassoffsetdruckes zusätzlich ein (nicht dargestelltes) Feuchtwerk aufweisen. Jeweils zwischen den beiden Übertragungszylindern 06 wird in Anstelllage eine Druckstelle 05 bzw. Doppeldruckstelle 05 gebildet. Die Doppeldruckwerke 03 sind, wie dargestellt, teilbar, wobei die einen Druckwerke 04 an einem beispielsweise raumfesten Gestell- bzw. Wandabschnitt 111 und die anderen Druckwerke 04 an einem anderen, beweglichen Gestell- bzw. Wandabschnitt 112 gelagert sind.

Die Übertragungszylinder 06 können hinsichtlich ihres Umfangs beispielsweise doppelt groß sein. Bei einer Ausführungsform des doppelt großen Übertragungszylinders 06 kann dieser zwei oder drei Drucktücher 23 nebeneinander aufweisen, wobei z. B. benachbarten Drucktücher 23 zueinander um 180° in Umfangsrichtung versetzt sind. Diese zueinander versetzten zwei oder drei Drucktücher 23 können in zwei oder drei Kanalabschnitten gehalten sein, welche ebenfalls in Längsrichtung des Zylinders 06 nebeneinander, die jeweils benachbarten Kanalabschnitte in Umfangsrichtung jedoch zueinander um 180° versetzt sind.

Die Drucktücher sind vorzugsweise als ein mehrlagiges Drucktuch mit einer formstabilen Trägerplatte, insbesondere als „Metalldrucktuch" ausgebildet.

2 zeigt Übertragungszylinder 06, die zwecks erhöhter Stabilität mit doppeltem Umfang ausgebildet sind, und Formzylinder 07, die mit einfachem Umfang ausgebildet sind. Die Formzylinder 07 weisen jeweils einen durchgehenden, d. h. in diesem Beispiel über die sechs Seiten reichenden Kanal 19 und sechs einfachbreite Druckformen 101 (eine Druckseite je Druckform 101) auf. Die zweidruckseitenbreiten Drucktücher 23 werden in drei Kanälen 21 gehalten.

In nicht dargestellter Ausführung kann der Übertragungszylinder 06 alternativ auch als Übertragungszylinder 06 mit einem Umfang von einer stehenden Druckseite, insbesondere Zeitungsseite im Broadsheet-Format (einfach groß), ausgebildet sein. Hierbei kann der Übertragungszylinder 06 dann ebenfalls ein einziges, vollumfängliches Drucktuch 23 oder aber zwei oder drei fluchtend nebeneinander angeordnete vollumfängliche Drucktücher 23 aufweisen.

Bei der Ausführungsform nach 3 ist eine 6/2 Doppeldruckeinheit als Teil einer im Übrigen nicht näher dargestellten Satellitendruckeinheit gezeigt, umfassend den Satellitenzylinder 18 in Kombination mit beidseitig hierzu angeordneten Druckwerken 16 und 17. Die Übertragungszylinder 06 bzw. Gummituchzylinder 06 sind mit jeweils mit drei in Axialrichtung nebeneinander angeordneten Aufzügen 13, insbesondere Gummitüchern 13 belegt, die jeweils um 180° verdreht sind. Die Formzylinder 07, z. B. Plattenzylinder 07 sind jeweils mit sechs in Axialrichtung nebeneinander angeordneten Aufzügen 101, insbesondere Druckplatten 101 belegt, wobei in Umfangsrichtung jeweils zwei Druckplatten 101 hintereinander angeordnet sind.

4 zeigt eine vergrößerte Darstellung einer Haltevorrichtung für die Druckplatten 101 am Formzylinder 07 und 5 zeigt eine Ansicht einer entsprechenden Druckplatte 101.

Die Druckplatte 101 aus elastisch biegsamem Metall liegt über eine Auflagefläche 102 im montierten Zustand auf der Mantelfläche eines Plattenzylinders 07 auf. Die Druckplatte 101 besitzt zwei sich gegenüberliegende Enden 103; 104 mit abgewinkelten Einhängeschenkeln 113; 114, wobei der vorlaufende Einhängeschenkel 113 beispielsweise spitzwinkelig abgewinkelt ist und der nachlaufende Einhängeschenkel 114 beispielsweise rechtwinkelig.

Wie in der 4 dargestellt, werden die Einhängeschenkel 113; 114 der Druckplatte 101 mittels einer Haltevorrichtung befestigt, wobei die Haltevorrichtung in einem Kanal 108 angeordnet ist, der sich i. d. R. in axialer Richtung zum Plattenzylinder 07 erstreckt. Das mit der Produktionsrichtung P des Plattenzylinders 07 gleichgerichtete Ende 103 der Druckplatte 101 wird als dessen vorlaufendes Ende 103 bezeichnet, wohingegen das gegenüberliegende Ende 104 als nachlaufendes Ende 104 der Druckplatte 101 bezeichnet wird.

Die Einhängeschenkel 113; 114 sind in eine schmale, insbesondere schlitzförmig ausgebildete Öffnung 109 des Kanals 108 des Zylinders 07 einführbar und dort mittels einer Haltevorrichtung, z. B. einer Klemmvorrichtung befestigbar sind.

Der spitzwinklig abgekantete Einhängeschenkel 113 am vorlaufenden Ende 103 der Druckplatte 101 ist an der vorderen Kante 116 der Öffnung 109 formschlüssig einhängbar und der rechtwinklig abgekantete Einhängeschenkel 114 am nachlaufenden Ende 104 der Druckplatte 101 ist an der hinteren Kante 117 der Öffnung 109 formschlüssig einhängbar.

Im Kanal 108 sind z. B. zumindest ein schwenkbar gelagertes Haltemittel 121 und ein vorgespanntes Federelement 122 angeordnet, wobei das Federelement 122 das Haltemittel 121 z. B. gegen den abgekanteten Einhängeschenkel 114 am nachlaufenden Ende 104 drückt, der an der Öffnung 109 an ihrer hinteren Kante 117 eingehängt ist, wodurch der Einhängeschenkel 114 am nachlaufenden Ende 104 an der sich von der hinteren Kante 117 zum Kanal 108 hin erstreckenden Wandung gehalten wird. Zum Lösen der vom Haltemittel 121 ausgeübten Pressung ist im Kanal 108 ein Stellmittel 123, vorzugsweise ein pneumatisch betätigbares Stellmittel 123 vorgesehen, welches bei seiner Betätigung das Haltemittel 121 gegen die Kraft des Federelements 122 schwenkt. Die beispielsweise beschriebene Haltevorrichtung 119 besteht demnach im Wesentlichen aus dem Haltemittel 121, dem Federelement 122 und dem Stellmittel 123.

Die Zylinder 06; 07 der im Vorstehenden beschriebenen Druckmaschine, insbesondere. Rollenrotationsoffsetdruckmaschine, d. h. insbesondere die Übertragungszylinder 06 und/oder die Formzylinder 07, sowie ggf. alternativ oder zusätzlich die (nicht dargestellten) Walzen der Farbwerke 08 bzw. der Feuchtwerke, also all diejenigen Zylinder bzw. Walzen, bei denen die eingangs genannten Probleme der Zylinderdurchbiegung bei Wärmeeinwirkung auftreten könnten, können, wie in 6 dargestellt, jeweils einen Ballen 09 aufweisen, der sich entsprechend der Erfindung aus einem Mantel 10 aus einem Mantelmaterial 10 mit einer ersten Wärmeleitfähigkeit und aus einem Kern 11 aus einem Kernmaterial 11 mit einer zweiten Wärmeleitfähigkeit zusammensetzen, wobei die Wärmeleitfähigkeit das Kernmaterials 11 größer, vorzugsweise wesentlich größer ist als die Wärmeleitfähigkeit des Mantelmaterials 10.

Insbesondere kann der Zylinder 06; 07 einen Mantel 10 aus Stahl und einen Kern 11 aus Kupfer aufweisen. Der Stahlmantel 10 kann insbesondere eine Dicke von 60 bis 80 mm aufweisen, also eine Materialdicke, die einerseits ausreichend dick ist, um hierin in üblicher Weise den Kanal 108 ausbilden zu können und die gewünschte Biegesteifigkeit zu gewährleisten, andererseits jedoch auch ausreichend dünn, um große Temperaturgradienten im Mantel 10 zu vermeiden. Im Einzelnen kann der Stahlmantel 10beispielsweise eine Dicke von 60 mm und der Kupferkern einen Durchmesser von 180 mm aufweisen.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform nach 7 ist der Kern 12 als Hohlkern 12 bzw. Hohlzylinder 12 ausgebildet, also mit einem zentralen Hohlraum 14. Bei dieser Ausführungsform kann aufgrund des bestehenden Hohlraums 14 teures Kernmaterial, insbesondere Kupfer, eingespart werden, ohne dass, wie bereits weiter oben dargelegt, die Biegesteifigkeit des Zylinders 06; 07 oder dessen Wärmeleitungseigenschaften wesentlich verschlechtert würden. Als Wandstärke des Hohlzylinders 12 ist insbesondere ein Bereich zwischen 20 bis 60 mm vorteilhaft, besonders ein Bereich zwischen 30 und 50 mm. Bei geringerer Wandstärke wird der Effekt der Wärmeableitung zunehmend kleiner und bei größerer Wandstärke wird die an sich gewünschte Materialeinsparung immer geringer.

Der in 8 gezeigte Zylinder 06; 07 weist wiederum einen Ballen 09 bestehend aus einem Mantel 10, insbesondere einem Stahlmantel 10 sowie aus einem Kern 11, insbesondere, einem Kupferkern 11, und endseitige Zapfen 15 auf, die über geeignete Flansche 20 am Stahlmantel 10 befestigt sind. Der Zylinder 06; 07 wird beispielsweise so hergestellt, dass zunächst der Kern 11 so weit abgekühlt und/oder der Mantel 10 so weit erhitzt wird, dass der Kern 11 in den vom Mantel 10 definierten Hohlraum eingeschoben werden kann, dass anschließend der Kern 11 so weit wieder erwärmt wird, insbesondere auf Umgebungstemperatur erwärmt wird, und/oder der Mantel 10 so weit wieder abgekühlt wird, insbesondere wieder auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird, dass aufgrund des größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten des Kernmaterials 11 zwischen Mantel 10 und Kern 11 eine kraftschlüssige Verbindung entsteht, und dass schließlich die beiden Zapfen 15 über die Flansche 20 am Ballen 09, insbesondere am Mantel 10 angeschweißt, insbesondere mittels Elektronenstrahlschweißens angeschweißt werden.

01
Druckeinheit
02
Materialbahn, Bedruckstoffbahn
03
Doppeldruckwerk
04
Druckwerk
05
Druckstelle, Doppeldruckstelle
06
Zylinder, Druckwerkszylinder, Übertragungszylinder, Gummituchzylinder
07
Zylinder, Druckwerkszylinder, Plattenzylinder, Formzylinder
08
Farbwerk
09
Ballen
10
Mantel, Mantelmaterial, Stahlmantel
11
Kern, Kernmaterial, Kupferkern
12
Kern, Hohlkern, Hohlzylinder
13
Aufzug, Gummituch
14
Hohlraum
15
Zapfen
16
Druckwerk
17
Druckwerk
18
Satellitenzylinder
19
Kanal
20
Flansch
21
Kanal
22
23
Drucktuch
24 bis 100
101
Druckform, Druckplatte, Aufzug
102
Auflagefläche (101)
103
Ende, vorlaufendes (101)
104
Ende, nachlaufendes (101)
105
106
107
Mantelfläche (07)
108
Kanal
109
Öffnung (108)
110
111
Gestellabschnitt, Wandabschnitt (01)
112
Gestellabschnitt, Wandabschnitt (01)
113
Einhängeschenkel (101)
114
Einhängeschenkel (101)
115
116
Kante, vordere, erste (109)
117
Kante, hintere, zweite (109)
118
119
Halteeinrichtung
120
121
Haltemittel
122
Federelement
123
Stellmittel
P
Produktionsrichtung


Anspruch[de]
Zylinder (06; 07) einer Rotationsdruckmaschine, dessen Ballen (09) einen Kern (11) aus einem Kernmaterial (11) und einen den Kern (11) umgebenden Mantel (10) aus einem Mantelmaterial (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials (11) größer ist als die Wärmeleitfähigkeit des Mantelmaterials (10). Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelmaterial (10) zumindest im Wesentlichen ein Metall ist. Zylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelmaterial (10) ein Stahl bzw. eine Stahllegierung ist. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmaterial (11) zumindest im Wesentlichen ein Metall ist. Zylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmaterial (11) Kupfer ist. Zylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmaterial (11) Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials (11) größer ist als 130 W/(m·K). Zylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials (11) größer ist als 150 W/(m·K). Zylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials (11) größer ist als 180 W/(m·K). Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials (11) mindestens doppelt so hoch, vorzugsweise mindestens fünfmal so hoch ist wie die Wärmeleitfähigkeit des Mantelmaterials (10). Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der E-Modul des Mantelmaterials (10) größer ist als der E-Modul des Kernmaterials (11). Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke des Mantels (10) 10 bis 150 mm beträgt. Zylinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke das Mantels (10) 20 bis 100 mm beträgt. Zylinder nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke das Mantels (10) 30 bis 80 mm beträgt. Zylinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke das Mantels (10) 50 bis 70 mm beträgt. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (11; 12) einen Radius von 50 bis 150 mm aufweist. Zylinder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (11; 12) einen Radius von 80 bis 120 mm aufweist. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (12) hohl ausgebildet ist. Zylinder nach Anspruch 18 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (12) eine Wandstärke von 10 bis 100 mm aufweist. Zylinder nach Anspruch 19 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (12) eine Wandstärke von 20 bis 60 mm aufweist. Zylinder nach Anspruch 18 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (12) eine Wandstärke von 30 bis 50 mm aufweist. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (06; 07) ein Druckwerkszylinder (06; 07) ist. Zylinder nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (06; 07) als Druckwerkszylinder (06; 07) einer Offsetdruckmaschine ausgebildet ist. Zylinder nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (06; 07) eine axiale Länge von sechs oder mehr nebeneinander angeordneten Druckseiten aufweist. Zylinder nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (06; 07) einen Umfang von einer Druckseite aufweist. Zylinder nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (06; 07) einen Umfang von zwei Druckseiten aufweist. Zylinder nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckseiten stehende Zeitungsseiten sind. Zylinder nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (07) ein Plattenzylinder (07) ist. Zylinder nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenzylinder (07) eine axiale Länge von sechs Druckplatten (101) und einen Umfang von einer oder von zwei Druckplatten (101) aufweist. Zylinder nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Mantels (10) größer ist als die Tiefe des die Enden (113; 114) der Druckplatten (101) aufnehmenden, im Mantel (10) ausgebildeten Kanals (108). Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (06) ein Übertragungszylinder (06) einer Offsetdruckmaschine ist. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (06; 07) eine Walze eines Farbwerks (08) einer Offsetdruckmaschine ist. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (06; 07) eine Walze eines Feuchtwerks einer Offsetdruckmaschine ist. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des Kernmaterials (11) größer ist als derjenige des Mantelmaterials (10). Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (11) im Mantel (12) kraftschlüssig gehalten ist. Verfahren zum Herstellen eines Zylinders (06; 07) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst der Kern (11) des Zylinders (06; 07) abgekühlt und/oder der Mantel (10) des Zylinders (06; 07) erhitzt wird, dass anschließend der Kern (11) in den Mantel (10) eingeführt wird, und dass schließlich ein Temperaturausgleich zwischen Kern (11) und Mantel (10) stattfindet und der Kern (11) im Mantel (10) kraftschlüssig gehalten ist. Verfahren zum Herstellen eines Zylinders (06; 07) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zapfen (15) an den Mantel (11) angeschweißt werden. Verfahren zum Herstellen eines Zylinders (06; 07) nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfen (15) mittels Elektronenstrahlschweißens angeschweißt werden.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
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