DE2700118A1

DE2700118A1 - Druckwalze

Info

Publication number: DE2700118A1
Application number: DE19772700118
Authority: DE
Inventors: Anthony Peter Julian
Original assignee: Strachan and Henshaw Ltd
Current assignee: Strachan and Henshaw Machinery Ltd
Priority date: 1976-01-08
Filing date: 1977-01-04
Publication date: 1977-07-14
Also published as: ES454855A1; JPS5849187B2; JPS5286802A; US4144813A; IT1085905B; IN146438B; DE2700118C2; MX144902A

Description

COHAUSZ & FLORACK

PATENTANWALTS BÜRO D-4 DÜeSBLDORP . SCHUMANNSTR. 87

270011a

WOENTANWWE-. DipL-ln«.W.COHMfiZ ■ (Kpl.-tng. W. HOOACK ■ DipL-ln«. R. KNAUF ■ Dr.-Ing, tXpL-Wirtsch.-lng. A. GERBER - KpI-In₈. H. I. COHAUSZ

Strachan & Henshaw Limited Speedwell, Bristol, England 3.1.1977 Druckwalze

Die Erfindung betrifft eine Druckwalze, insbesondere deren Druckzylinder und ein Verfahren zum Herstellen derselben«

Druckzylinder, die auf Druckwalzen aufbringbar und von ihnen abziehbar sind, sind bei verschiedenen Arten des Drückens, insbesondere in der "Flexographic* bekannt. Die Art des Aufbringens und Abnehmen3 solcher Druckzylinder wirft Probleme auf, und eine Herstellung derselben» die ein Aufbringen und Abnehmen ermöglicht, hat ebenfalls zu erhebliehen Schwierigkeiten geführt.

Einige Verfahren zum Aufbringen, und Abnehmen verschiedener Arten von Druckzylindern und -walzen ergeben sich aus den OS-Patentschriften 2 117 722, 2 *5O 727» 2 501 630 und 3 035 331* Die letztgenannte dieser Patentschriften ist hier von einigem. Interesse, veil sie idle Kontraktion der Außenfläche eines Druckwalzenkerns durch Anwendung von Vakuum zeigt, während auf sie ein nicht erweiterbarer Druckzylinder aufgebracht wird. Nachdem das Vakkum abgeschaltet ist» expandiert die Oberfläche des Ken» in den Zylinder.

Diese an sich elegante Lösung setzt einen fcompressiblen Druckwalzenkern voraus; das aber ist kaum in Einklang zu

30 »06 709fr2a/ftT44* :

C/w. " ² "

bringen mit guten Arbeitsergebnissen und selbst wenn dies erreicht werden würde, so würde es sehr schwierig sein, einen solchen Kern mit ausreichend großer Leitung für das Vakuum herzustellen.

Vermutlich aus diesen Gründen ist in der im Jahren 1964 veröffentlichten US-Patentschrift 3 146 709 vorgeschlagen, den Druckzylinder durch Druckgas aufzuweiten, während er auf den Druckwalzenkern aufgebracht wird. Dabei wird Luft von dem Kern her nach auswärts geblasen, so daß sie den Druckzylinder während dessen Aufbringens aufweitet. Dabei ergibt sich aber die Schwierig·* keit beim Beginn des Aufbringens des Druckzylinders, da er noch keiner Aufweitung unterliegt, bevor er genügend Druckgas-Auelaßöffnungen bedeckt, überdies ergibt sich bei einem solchen Aufbringen ein verhältnismäßig geringer Wirkungsgrad wegen des DruckluftVerlustes durch die vom Druckluftzylinder noch nicht bedeckten Druckluft-Austrittsöffnungen.

Die US-Patentschrift 3 146 709 erwähnt auch ein Verfahren zu© Herstellen eines Druckzylinders. Dies Verfahren besteht darin, daß aus einer Folie von Polyester-Harz ein zylindrischer Körper in der Heise geformt wird, daß ein mit Klebstoff versehenes Band schraubenförmig aufgewickelt wird und dann darauf ein beidseitig mit Klebstoff versehenes Band (mit Handel bekannt als "sticfcy-back") schraubenförmig aufgewickelt wird., Auf diesen zylindrischen Körper wird dann eine Schicht aus Gummi oder gummiartigem Stoff aufgebracht und darauf durch den genannten Klebstoff des Bandes gehalten. Diese Gummischicht ist in Jener Patentschrift als Gummiplatte bezeichnet. Es ergibt sich, daß beim Expandieren einer solchen zusammengesetzten Hülse durch ■: in sie eingebrachtes Gas Lecks durch aneinander anstoßende Kanten der Bolle auftreten können« die zu Blasen unter den Platten führen können.

Un das Problern zu lösen, das sich zu Beginn des Aufbringen» solcher bekannter Druckzylinder ergibt und gleichzeitig die

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besonderen und schwierigen Probleme zu vermeiden, die sich ergeben, wenn der Druckwalzenkern komprimiert werden muß, um den Druckzylinder aufzubringen, wird das Aufbringen eines Druckzylinders auf einen Druckwalzenkern erfindungsgemäß durch ein Verfahren bewirkt, das darin besteht, daß die Oberfläche eines Walzenkerns mindestens auf einem Teil seiner Länge konisch ausgebildet wird und ein Druckzylinder mit einer Innenfläche versehen wird, die in der Arbeitsstellung mit Preßsitz auf ihm sitzt, und daß der Druckzylinder mit dem Ende, das den größeren Durchmesser hat, auf das Ende des Kernes, das den kleineren Durchmesser hat, soweit aufgeschoben wird, bis Zylinder und Kern einander auf dem ganzen Umfang des Zylinders berühren und der Zylinder alle Gasauslässe des Kerne bedeckt, dann Gas unter Druck durch die Gasauslasse auf die Innenseite des Zylinders gebracht wird, so daß dieser aufgeweitet wird, und der Zylinder während dieses Expandierens bis zur gewünschten Arbeitsstellung geschoben wird. Die Innenfläche des Zylinders hat vorzugsweise eine Konizität, die der Konizität der Außenfläche des Kernes entspricht.

Das Verfahren umfaßt ferner das Herstellen des Druckzylinders durch Beschichten eines Hohlkörpers aus faserverstärktem Polyester- oder Epoxy-Harz mit einem ungehärteten Gummi und dem Härten des Gummis nach dem Aufbringen um eine Druckfläche auf dem Druckzylinder zu erzeugen.

Die Erfindung betrifft ferner die Erfindung eines Druckzylinders aus einem faserverstärkten Polyester- oder Epoxy-Harz-Hohlkörper, dessen Innenfläche auf mindestens einem Teil der Länge konisch geformt ist und dessen zylindrische Außenfläche die Druckfläche ist. Der Zylinder kann eine auf dem Hohlkörper vulkanisierte Gummischicht aufweisen. Pur das Drucken kann die Gummioberfläche in bekannter Weise graviert oder bearbeitet sein, nachdem sie aufvulkanisiert ist, Wenn

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die Innenfläche des Hohlkörpers konisch ist, so kann seine Außenfläche zylindrisch sein, so daß ihre Wandstärke verschieden groß ist; der Hohlkörper kann aber auch von durchgehend gleicher Wandstärke und die Gummischicht auf seiner Oberfläche von entsprechend verschiedener Wandstärke sein. Eine flexible Druckplatte kann auf eine zylindrische Außenfläche der Gummischicht oder des Hohlkörpers aufgeklebt sein und dann die Druckfläche bilden.

Die Erfindung betrifft ferner einen Druckwalzenkern, auf dessen Oberfläche ein Druckzylinder abnehmbar aufgebracht ist, wobei die Außenfläche des Kernes eine Tragfläche für den Druckzylinder ist und mindestens auf einem Teil der Länge konisch ist, wobei lediglich im Bereich der Oberfläche des Kerns, die von seinen Enden entfernt liegen, Leitungen für Gas führen und Mittel vorgesehen sind, Gas unter Druck zu diesen Leitungen zu führen.

Die Konizität ist gering und beträgt vorzugsweise 5 J IO 000 bis 5 : 20 000, wobei letzteres vorzuziehen ist. Bei einer solchen Konizität ändert sich der Durchmesser je Längeneinheit um nur 0,00025 Einheiten. Wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die gesamte Oberfläche des Kernes konisch ist, kann ein Druckzylinder, dessen Innenwandung eine entsprechende Konizität hat, leicht von einem Ende des Kerns aufgeschoben werden bis zu einer Lage, in der die genannten Flächen von Kern und Druckzylinder einander berühren. Das erfolgt, bevor der Druckzylinder auf dem Kern die Lage erreicht hat, die er beim Drucken einnimmt. In dieser Lsge bedeckt der Druckzylinder alle Gasauslässe des Kerns, da diese in einem Abstand von dem Ende des Kerns angebracht sind. Durch eingelassenes Druckgas wird somit der Druckzylinder aufgeweitet; er kann dann weiter auf den Kern bis zu seiner Arbeitsstellung aufgeschoben werden. Wenn beispielsweise der Kern einen Aufiendurchmesser von 12 cm hat, wird der Innendurchmesser des Druckzylinders in seiner Arbeitsstellung um 0*012 cm kleiner sein; die Konizität des Kernes ist dabei 5 : 20 000 und die Stellung, an der der

Druckzylinder und der Kern einander beim Aufschieben erstmalig

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berühren, liegt etwa 48 cm von der Arbeitsstellung entfernt. Wenn der Druckzylinder in der vorgeschrieben Weise hergestellt ist* ist ihr Gummi mit ihrem Hohlkörper fest und ohne Saum verbunden, so daß er beim Anwenden eines solchen Drucks weder abgehoben noch verformt wird und es wird kein Spalt entstehen, der zu einem Leck führen könnte.

Aus führ ungs formen der Erfindung und ein Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung werden im folgenden beschrieben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt nach Linie 1-1 der Fig.

durch einen auf einem Druckwalzenkern sitzenden Druckwalzenzylinder gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ist ein Querschnitt nach Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 ist ein Längsschnitt ähnlich Fig. 1, wobei der

Druckzylinder in einer Stellung gegenüber dem Druckwalzenkern dargestellt ist, an dem sich beide beim Aufschieben erstmalig rundrum berühren,

Fig« Iu. 5 sind Längsschnitte durch abweichende Ausführungsformen.

Zn Fig. 1 besteht der Druckzylinder 1 aus einen inneren Hohlkörper 2, der von einer Gummischient 3 umgeben ist, dessen Außenfläche 4 ein für das Drucken geeignetes Relief aufweist. Die Innenfläche 5 des Hohlkörpers 2 hat eine geringe Konizität; in der Zeichnung ist die Konizität übertrieben* Die Konizität liegt vorzugsweise in einer solchen Größenordnung, daß der Innendurchmesser sich auf einer axialen Länge von 1 ca in Oy00025 cm ändert. Die Dicke des Hohlkörpers 2 iet über seine Länge gleichbleibend; die Außenfläche 16 de· Hohlkörpers 16 hat daher die gleiche Konizität wie die Innenfläche 5, Be ist aber auch möglich, die Außenfläche 16 zylindrisch abzuführen oder ait einer Konizität, die von der Konizität der Innenfläche

abweicht. Die Druckfläche 4 ist selbstverständlich ein genauer Zylinder.

In Fig. 1 ist der Druckzylinder 1 in seiner Arbeitsstellung dargestellt. Der Kern 6 besteht aus einem inkompressiblen Metallrohr mit an beiden Enden angebrachten Wellenstümpfen 8, 9· Ein Wellenstumpf 9 besitzt einen Anschluß 10 für eine Gasleitung, durch die Gas unter Druck in eine Leitung 13 eingeführt werden kann, die im Inneren des vom Rohr 7 umschlossenen Volumens liegt. Das Gas kann nur durch die Radialauslässe 18 entweichen, die in einer Querwand 17 angeordnet sind, und zu Auslässen 12 führen, die auf dem Umfang des Kerns in einer Ebene liegen, die von den beiden Enden des Kerns entfernt ist und vorzugsweise in einem Bereich in der Mitte der axialen Länge des Kerns 6 liegt. Der Außendurchmesser dieses Bereiches ist g·?. Die Oberfläche des Rohres 7 hat eine Konizität, die der Konizität der Innenfläche des Hohlkörpers 2 entspricht, so daß sein eines Ende einen Durchmesser d^ und das andere Ende einen Durchmesser d^ hat, wobei dj größer ist als d, und d, größer ist als d^.

Zur Herstellung des Druckzylinders wird faserverstärktes Harz, s.B. glasfaserverstärktes Polyesterharz oder glasfaserverstärkte» Epoxyharz auf eine Form, die die gewünschte Diskonizität bat. in einer Dicke von etwa 1,5 na aufgebracht. Die Schicht kann überall gleiche Dicke haben, so daß ihre Außenfläche die gleich· Konizität hat wie ihre Innenfläche. Die Schicht wird dann geharzt, so daß sie einen nahtlosen Hohlkörper 2 bildet. Auf die Außenseite desselben wird dann eine Schicht ungehärteten Gummis, worunter auch synthetischer Gummi und andere geeignet« ■ Elastomere verstanden werden, aufgebracht. Der Gummi wird dann, ·. >■ vulkanisiert und bildet dann ein vollständiges spalt- und nahtfreies, auf dem Hohlkörper 2 fest sitzendes Rohr 3. Kenn die. ■ Konizität so gering ist wie 5 : 20 000 kann ein Hohlkörper von uniformer Dicke umso mehr benutzt werden, als der Unterschied der Wandstärke der Gunmischicht Ober die gesamte Länge vernachlässigbar gering ist, wenn die Außenfläche der Gummischicht in die Form eines genauen Zylinders gebracht worden ist.

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Die Außenfläche der Gummischicht wird genau rundgeschliffen und für das Drucken graviert oder anderweitig präpariert.

In Pig. 5 ist der Fall dargestellt, daß die Außenfläche 4¹ der Gummischicht nach dem Vulkanisieren genau zylindrisch geschliffen wird und dann als Unterlage für das Aufkleben flexibler Druck platten 15 benutzt wird, die beispielsweise rückseitig mit Klebstoff versehen sind.

Wenngleich es in der Regel vorzuziehen ist, dem Hohlkörper 2 eine gleichmäßige Dicke zu geben, so daß die Außenfläche 16 entweder eine andere Konizität hat als die Innenfläche oder genau zylindrisch ist.

Fig. 4 zeigt den letztgenannten Fall. Ein Hohlkörper 2* ist in der vorgenannten Art aufgebracht, jedoch derart, daß die Außen fläche I6¹ zylindrisch ist. Nach dem Vulkanisieren und zylindrisch schleifen wird eine flexible Platte 15 direkt auf die Oberfläche I6¹ mittels eines "sticky back"-Stücks festgeklebt. Es ergibt sich ohne weiteres, daß dies Verfahren, soweit es sich um die Herstellung des Hohlkörpers handelt, ebenfalls anwendbar ist auf die Herstellung nahtloser Hohlkörper mit zylindrischer Innenfläche.

Die folgenden Ausführungen bezüglich des Aufschiebens des Druckzylinders auf den Kern beziehen sich auf die Figuren 1 und 3* Grundsätzlich gilt das gleiche für die Anordnungen gemäß den Fig. 4 und 5.

Die Schablone, auf die der Hohlkörper 2 gebildet wird, hat einen geringeren Durchmesser als der Druckrollenkern 6, auf dem der Druckzylinder aufzubringen ist; der Druckzylinder 2 wird daher einen Größendurchmesser haben, der größer ist als der kleinste Durchmesser des Kernes, aber kleiner ist als dessen größter Durchmesser; er kann frei in Richtung des Pfeiles A (Pig. 3)

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In Längsrichtung des Kernes bewegt werden, jedoch nur auf einem Teil der Länge des Kerns, vorzugsweise auf etwa 3/4 der Länge des Kerns. Dann nämlich wird der Innenumfang des Vorderendes 14 d₂ rundum den Kern berühren und sich darauf festkeilen, wie dies die ausgezogenen Linien der Fig. 3 zeigen. Um den Druckzylinder 1 in seine Arbeitsstellung zu bringen, wird er mittels de» durch die Gasauslässe 12 austretende Gas expandiert und kann dann weiterhin in Richtung des Pfeiles A bis in die Arbeitsstellung geschoben werden, die in Fig. 3 mit V und in Fig. 1 dargestellt ist. Wegen des Untermaßes des Druckzylinders 1 und die nur sehr geringe Konizität der Flächen 5 und 11 sitzt der Druckzylinder nach Aufheben des Gasdruckes fest und mit Spannung auf dem Kern in seiner Arbeitsstellung.

Wegen der Konizität der Flächen 5 und 11 und der Lage der Gasaustritte in großem Abstand von demjenigen Ende des Kerns 6, von dem aus der Druckzylinder 1 aufgeschoben wird, braucht das Gas erst angewendet zu werden, nachdem der Druckzylinder 1 alle Gasauslässe 12 bedeckt. Statt vorzusehen, die Flächen 9 und 11 mit konstanter Konizität zu versehen, kann die Erfindung mit einigem Vorteil auch in der Weise benutzt werden, daß nur ein Teil der Fläche 11, vorzugsweise ein größerer Teil an demjenigen Ende, das während des Aufbringens des Druckzylinders zuletzt von diesem bedeckt wird, konisch ausgebildet wird.

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Leerseite

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Claims

3.1.1977

Ansprüche:

1. Verfahren zum axialen Aufschieben eines Druckzylinders auf einen Druckwalzenkern unter Aufweiten des Zylinders mittels Druckgases, das den Bereich außerhalb der Außenfläche des Kerns zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (1) ohne ihn aufzuweiten lose über einen wesentlichen Teil einer konischen Außenfläche des Kerns (6) soweit bewegt wird, bis er Gasauslässe, die in der Oberfläche des Kerns vorgesehen sind, bedeckt und mit seinem vorderen Ende die Außenfläche des Kerns (6) rundum an einer Stelle berührt, die einen Abstand von derjenigen Stelle, an der dies Ende in der Arbeitsstellung des Druckzylinders (1) liegt, dass dann Gas zu den Gasaustrittsöffnungen (12) unter solchem Druck geführt wird, daß der Druckzylinder (1) aufgeweitet wird und daß dann der Druckzylinder weiter axial bis in seine Arbeitsstellung aufgeschoben wird.

2. Druckwalze aus einem Walzenkern und einem ihn umgebenden und von ihm abziehbaren Druckzylinder, der in der Arbeitsstellung auf ihm mit Preßsitz sitzt, wobei zwecks Aufweitung des Druckzylinders der Kern mit einer Druckluftzuleitung verbunden ist, die auf der Außenfläche des Kerns ausmündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche ClI) des Kerns (6) auf mindestens einem J?eil seiner Länge konisch bis zu einem Durchmesser verjüngt ist» der kleiner ist als der Innendurchmesser des einen Endes des Druckzylinders (1) in seinem nicht aufgeweiteten Zustand und daß die Gasauslässe (12) soweit von den Enden (B, 9) des Kerns (6) entfernt liegen, daß sie vom Druckzylinder <1) bedeckt sind, wenn dieser in nicht aufgeweitetem Zustand in axialer Richtung soweit über den Kern (6) geschoben ist, daß sein vorderes Ende auf dem Kern (6) sich festkeilt.

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ORIGINALINSPECTED I

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3. Druckwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche 11 des Kerns 6 auf ihrer ganzen Länge gleichmäßig konisch ist und daß die Innenfläche (5) des Druckzylinders (1) entsprechend konisch ist.

4. Druckwalze nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Konizität in der Größenordnung von 5 : 10.000 bis 5 : 20 000 ist und vorzugsweise bei etwa 5 : 20 000 liegt.

5. Druckwalze nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verhältnisse der Durchmesser und Konizitäten des Druckzylinders (1) und des Kernes (6) derart sind, daß der Druckzylinder (1) auf den Kern (6) bis zu einer Länge von etwa 3/4 der Länge des Kerns (6) aufschiebbar ist, ohne daß der Druckzylinder aufgeweitet wird.

6. Druckwalze nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (1) eine nahtlose Innenschicht (2) aus faserverstärktem Kunstharz und eine nahtlose Außenschicht (3) aus einem auf ihm vulkanisierten Gummi oder einem auf ihm ausgehärteten gummiartigen Kunststoff besitzt, der auf der genannten Innenschicht (2) sitzt und eine genaue zylindrische Außenform hat.

7. Druckwalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht (2) eine überall gleiche Wandstärke besitzt.

8. Druckwalze nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der zylindrischen ,Außenfläche 4 eine flexible Druckplatte aufgeklebt ist.

9. Druckwalze nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (4) als Druckfläche ausgearbeitet ist.

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