DE2418599A1

DE2418599A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von druckwerkswalzen fuer rotationsdruckmaschinen

Info

Publication number: DE2418599A1
Application number: DE2418599A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Linska
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1974-04-18
Filing date: 1974-04-18
Publication date: 1975-10-30
Also published as: JPS50141406A; SU606538A3; IT1035159B

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Druck werkswalzen für Rotationsdruckmaschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die Vorrichtung zum Herz stellen von Druckwerkswalzen für Rotations druckmas chinen aus vorgefertigten Rohren fließfähigen Werkstoffs.
Bekanntlich dürfen Druckwerkswalzen, insbesondere Papierleitwal zen, nur geringe Unwuchten aufweisen, um einen schwingungsfreien Lauf der Papierbahn zu ermöglichen und damit ein Abreißen der Papierbahn zu verhindern. Dieser Forderung kann aber bei der heute üblichen Herstellung s genauigkeit solcher angelieferter Rohre aus Präzisionsstahl nur schwer nachgekommen werden, denn an das Warmeinziehen der Rohrböden und das Richten in einer Richtpresse schließt sich ein langwieriger oft mehrmaliger Rundschleifarbeitsgang des Rohrmantels an. Da die Unwuchten sowohl über die Länge als auch im Umfang ungleich-verteilt auftreten können, ergeben sich bei dem ausgewuchteten Rohr damit zwangsläufig unterschiedliche Wandstärken und daher Spannungen in der Walze selbst. Diese wiederum führen zu ungleichen Festigkeiten der Papierleitwalze über deren Länge, so daß unter der Zugbelastung der Papierbahn während des Betriebes unkontrollierbare Schwingungen auftreten, die das Druckergebnis verschlechtern und schließlich durch Papierreißer zu unerwünschten Stillstandszeiten und zu einem erhöhten Makulatur anfall führen.
Es ist Aufgabe der Er#ndung, ein für eine Serienfertigung geeig netes Verfahren zu schaffen, mit welchem dünnwandige Walzen hergestellt werden können, die den geforderten Bedingungen hinsichtlich Rundlauf und Geradheit entsprectaen und infolge gleich mäßiger Wandstärke das Auswuchten erleichtert.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Rohr in eine einen zylindrischen Innenhohlraum aufweisende Form eingelegt wird, dessen den gewünschten Außendurchmesser der Walze entsprechender Innendurchmesser etwas größer als der Durchmesser des Rohres ist und dann das Rohr durch Einführen eines Druckmittels über die Elastizitätsgrenze seines Werkstoffs hinaus platz stisch verformt wird. Während dieses Arbeitsvorgangs kann der Rohrwerkstoff an die Innenkontur der Form fließen, wodurch ungleiche Spannungen abgebaut werden und ein neues über die ganze Länge gleichmäßig verteiltes Spannungsfeld entsteht, das einen genauen, schwingungsfreien Rundlauf der Walze gewährleistet.
Die auf diese Weise unwuchtfreien Rohre werden vor oder nach dem Aufweiten an den Rohrenden in Sicken von mit Lagern versehbaren Abdeckscheiben, unter Verwendung eines Dichtrings, eingerollt. Damit ist eine billige, dauerhafte Verbindung zwischen dem Rohr und seinen Lagerzapfen gewährleistet. Die für Druckwerkswalzen verwendeten unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheiten werden vor dem Aufweiten durch Sandstrahlen oder Bandschleifen der Mantelfläche der vorgefertigten Rohre hergestellt.
Da Druckwerkswalzen auch bei verhältnismäßig großer Länge aus Gründen der Beschleunigung und Verzögerung eine geringe Masse aufweisen sollen, wird für eine ausreichende Biegefestigkeit gegebenenfalls in das aufzuweitende Rohr mittig wenigstens ein wein teres Rohrstück, dessen Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Rohres entspricht, eingefügt und beide Rohre in der Form zusammen plastisch verformt. Damit kann in einfacher Weise eine Walze gleicher Festigkeit hergestellt werden, die keine nachteilige Durchbiegung unter dem auf sie wirkenden Papierbahnzug erfährt.
Notfalls ist es auch möglich, bei extremen Längen und dünnen Wandstärken mehrere solcher Rohre ineinander anzuordnen und zu verformen, Dabei besteht auch die Möglichkeit, zwischen den einzel nen Rohren schwingungsdämpfende Materialien einzulegen.
Die in Druckwerken, beispielsweise in Farbwerken, auch Verwendung findenden mit Kunststoff beschichteten Reibwalzen, können nach dem gleichen Verfahren hergestellt werden, indem über das Rohr vor dem Einführen in die Form ein hohlzylinderförmiger Überzug geschoben wird, dessen Innendurchmesser größer als der Rohraußendurchmesser und dessen Außendurchmesser kleiner als der Durchmesser des Innenhohlraumes und derart gewählt sind, daß bei der plastischen Verformung des Rohres lediglich eine elastische Verformung des Überzugs erfolgt. Da durch erübrigt sich die übliche Erwärmung des Rohres beispiels weise zum Beschichten mit Nylon, die zu Spannungen im Rohr und dessen Verziehen führen kann. Gleichzeitig wird der Bedarf an Beschichtungsmaterial verringert, da eine Nacharbeit der aufgebrachten starken Nylonschicht auf die erforderliche nur geringe Stärke nicht mehr erforderlich ist. Ebenso können beim bisherigen Beschichten auftretende Hitzeschäden des Überzugs vermieden werden, da der Vorgang sich ohne Einwirkung von Wärme abspielt. Darüber hinaus tritt kein Verzug beim Beschichten auf und der Ausschuß wird verlmiedell, Dadurch, daß sich zudem eine mechanische Bearbeitung der Mantelfläche erübrigt, wird die Her stellung vereinfacht und damit billiger. Da der aufgeweftete Außendurchmesser des Walzenkörpers etwa 3 bis 4 mm größer ist, wird dieser vom Schlauch fest umschlossen, wobei die endgültigen Abmessungen durch die Kontur des Innenhohlraums der Form bestimmt werden, In ähnlicher Weise und mit den gleichen Vorteilen können die Rohre auch mit Nichteisen-Metallen, wie z. B, Cr: Ni, Cu, Al usw.,oder legierten Edelstählen auf der Mantelfläche versehen werden. Gegenüber der Beschichtung der Walzenkörper auf galvanischem Weg oder durch Metallspritzen hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß die bei der bisher üblib chen Nachbearbeitung auftretenden Haarrisse, die zum Ablösen der Beschichtung führen, vermieden werden können, Die Außen~ haut des Walzenkörpers ist vielmehr durch das Aufweiten von einer derart homogenen Struktur, daß sich eine mechanische Bearbeitung erübrigt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unterane sprüchen. In der Beschreibung sind Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch die Form mit einem endseitig verschlossenen Rohr vor dem Aufwe iten, Figur 2 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung imLängsschnitt vor dem Aufweiten, Figur 3 die Vorrichtung zum Ausbau der Walze aus der Form, Figur 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Figur 3, Figur 5 eine weitere Ausführungsform der Vor richtung in aufgeweitetern Zustand des Rohres.
Bei dem in Figur 1 in den Querschnittsabmessungen übertrieben dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist die einteilige Kastenform mit 1 bezeichnet und weist einen Innenhohiraum 2 auf, dessen dem gewünschten Außendurchmesser der Walze entsprechender Innendurchmesser etwas größer als der Durchmesser des aufzuweitenden Rohres 3 ist. Das Rohr 3 selbst ist von handelsüblicher Qualität, vorzugsz weise geschweißtes Präzisionsstahlrohr besonderer Meßgenauig keit. Sowohl hinsichtlich des Rundlaufs für Druckwerkswalzen von + - O, 03 mm als auch in Bezug auf die Geradheit, d. h. die Paralle lität der Mantellinien zur gedachten geradlinigen Achse von # 0,03 mm entsprechen diese vorgefertigten Rohre jedoch nicht den gestellten Forderungen Um die erwähnten Werte zu erreichen, wird das Rohr 3 nach Figur 1 an den Enden vor dem Aufweiten mit Deckeln 4 und 57 vorzugsweise durch Einrollen der Rohrenden in entsprechende Sicken 6 der Deckel, unter Verwendung eines Dichtrings 7 dicht verschlossen und in den Innenhohlraum 2 der Form mit der gleichen Länge eingelegt. Durch Einführen eines Druckmittels über die Zuleitung 8 wird das Rohr 3 über die Fließgrenze hinaus aufgeweitet, so daF die tflantelflache an der Kontur des Innenhohlraums 2 anliegt und das Rohr dic Form des letzteren annimmt. Das Endprodukt hat neben über die ganze Länge gleichmäßig verteilten Spannungen auch gleichbleibende Wandstärke, so daß der Rundlauf und die Geradheit gewährleistet sind. Vor dem Einbringen in die Form und dem Aufweiten werden die Rohre 3 je nach der geforderten Oberflächenbeschaffenheit sandgestrahlt oder mit einem Bandschleifgerät bearbeitet. Ebenso erfolgt das Abstechen auf Länge und Entgraten vor dem Aufweiten.
Werden statt der bereits mit zur Lagerung dienenden Deckeln 4 5 versehenen Rohre9 offene zu bombierende Rohre 9 verwendet, so wird die Form 10 mit dem Innenhohlraum ll längs geteilt, wie Figur 2 zeigt, und nach dem Einlegen des Rohres 9 und eines Preßschlauches 12 in dasselbe mit Deckeln 26, 27 verschlossen und die beiden Hälften miteinander verschraubt. Der der Form des Rohres 9 angepaßte Preßschlauch 12 ist über eine Druckleitung 13 mit einer den nötigen Druck von ca 400 atü liefernden Druckpumpe 14 verbunden.
Zum Entfernen des aufgeweiteten Rohres 3 aus der einteiligen Kastenform 1 der Figur 1 ist die in den Figuren 3 und 4 dargestellte Vorrichtung vorgesehen. Durch Einführen eines Druckmittels von ca 30 atü zwischen die Kontur des Innenhohlraumes 2 und das Rohr 3 kann das Rohr mühelos aus der einteiligen Form auf einem Ölfilm entfernt werden.- In der Kastenform 1 sind zu diesem Zweck über die Länge verteilt eine Anzahl mit dem Innenhohlraum in Verbindung stehenden sternförmig am Umfang angeordneten Querbohrungen 15 vorgesehen, von denen jede anidem Innenhohlraum zugewandten Ende mit einem Rückschlagventil 16 versehen und mit einer Druckmittelquelle verbindbar ist. Die Querbohrungen 15 sind zu diesem Zweck mit einer Leitung 18 verbunden, die zu der Druckpumpe 17 führt, Die Rückschlagventile 16 werden erst durch das aufgeweitete Rohr 3 geöffnet und bestehen aus einer Kugel 19, die vorher federnd gegen einen Schließsitz gedrückt wird. Beim Herausziehen des aufgeweiteten Rohres 3 werden die Kugeln 19 nacheinander selbsttätig in die Schließsteilung des Ventils gebracht und ragen wieder in den zylindrischen Innenhohlraum 2 hinein. Auf diese Weise bleibt der Hydraulikdruck erhalten. Ist die Form, wie Figur 2 zeigt längs geteilt, so erübrigt sich selbst~ verständlich dieser Aufwand, In der Figur 5 ist eine weitere Ausführung der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Walzen für größere Spannweiten von 2 bis 3 m sollen, um deren Antreiben und Bremsen in der Maschine nicht mit zusätzlichem Aufwand durchführen zu müssen, nur eine geringe Masse; d. h. bei einem Durchmesser von 70 bis 100 mm nur geringe Wandstärke aufweisen. Dies führt aber zu einem Durchhängen und damit zum Unrundlaufen unter dem auf sie wirkenden Papierzug. Dem wird dadurch abgeholfen, daß das zu einer Zugwalze zu verarbeitende Rohr 20 im Inneren mit Rohrstücken 219 22 verstärkt wirda de ren Außendurchmesser jeweils etwas kleiner als der Innendurchmesser des umschließenden Rohres ist, Das Rohr 20 wird in den etwas größeren Innenhohlraum 23 einer einteiligen Kastenform 24 eingelegt und in die Rohre 20, 21, 22 ein Preßschlauch 25 einem legt, welcher> ähnlich wie in Figur 2 beschrieben, unter Druck gesetzt wird so lange bis das Rohrmaterial an die Innenhohlraume wand der Kastenform bzw. an das jeweils größere Rohr fließt und somit einen festen bie gungs steifen Rohrverbard geringen Gewichtes bildet, Die nicht längs geteilte Form 24 kann dabei an den Enden mit Deckeln 26, 27 vor dem Aufweiten der Rohre 20, 21, 22 druckdicht verschlossen werden, falls die Rohre an den Enden nicht verschlossen sind, wie Figur 1 zeigt, die nach dem Aufweiten abgenommen werden. Das Entfernen des fertigen Rohres geschieht in der für die Form nach Figur 1 beschriebenen Weise mittels der Vorrichtung nach Figur 3 und 4. Zwischenlagen aus s chwingungs dämpfendem Material zwis chen den einzelnen Rohren gewährleisten darüber hinaus einen ruhigen Rundlauf. Derartige Mehrfachrohre können zum Zweck des Bombierens auch in der Form nach Figur 2 zu Rohren gleicher Festigkeit aufgeweitet werden.

Claims

A n s p r ü c h e

1. Verfahren zum Herstellen von Druckwerkswalzen für Rotationsdruckmaschinen aus vorgefertigten Rohren fließ fähigen Werkstoffs, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr in eine einen zylindrischen Innenhohlraum aufweisende Form eingelegt wird, dessen den gewünschten Außendurchmesser der Walze entsprechender Innendurchmesser etwas größer als der Durchmesser des Rohres ist und dann das Rohr durch Einführen eines Druckmittels über die Elastizitätsgrenze seines Werkstoffs hinaus plastisch verformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder nach dem Aufweiten in der Form die Rohrenden in Sicken von mit Lagern versehbaren Abdeckscheiben, unter Verwendung eines Dichtrings, eingerollt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Rohr mittig wenigstens ein weiteres Rohrstück, dessen Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Rohres entspricht, eingefügt und beide Rohre in der Form plastisch verformt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über das Rohr vor dem EinIüllren in die Form ein hohlzylinderförmiger Überzug geschoben wird59 dessen Innendurchmesser größer als der Rohraußendurchmesse-r und dessen Außendurchmesser kleiner als der Durchmesser des Innen hohlraums und derart gewählt sind, daß bei plastischer Verformung des Rohres lediglich eine elastische Verformung des Überzuges erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Überzug ein Kunststoff, z. B. Nylon, verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Überzug Nichteisenmetalle, z. B. Cu, verwendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Überzug legierter Edelstahl verwendet wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch la dadurch gekennzeichnet, daß die Form als längs geteilter Kasten (10) mit stirnseitigen Deckeln (26, 27) und einem das Rohr (9) aufnehmenden zylindrischen Innenhohlraum (11) ausgebildet und ein in das Rohr (10) einführbarer Preßschlauch (12) vorgesehen ist, der bei geschlossener Form mit einer Druckmittelquelle (14) verbindbar ist.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form als einteiliger Kasten (1) mit einem das Rohr (3) aufnehmenden zylindrischen Innenhohlraum (2) mit offenen Enden ausgebildet ist, wobei das aufzuweitende Rohr (3) mit druckdicht eingesetzten Deckeln (4, 5) versehen und das Druckmittel durch eine Zuleitung (8) im einen Deckel einführbar ist.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form als einteiliger Kasten (24) mit einem das Rohr (20) aufnehmenden zylindrischen Innenhohlraum (23) ausgebildet ist, dessen Stirnflächen durch abnehmbare Deckel (26, 27) verschließbar sind und ein in das Rohr eingelegter Preßschlauch (25? für das durch einen der Deckel (26) einführbare Druckmittel vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Form mit mehreren über die Länge der Form tl, 24) verteilten mit dem Innenhohlraum (2, 23) in Verbindung stehenden, sternförmig am Umfang angeordneten an eine Druckmittelquelle (17) anschließbaren Querbohrungen (15) versehen ist und jede Querbohrung an ihrem dem Innenhohlraum (2, 23) zugewandten Ende ein durch das eingelegte Rohr (3) geöffnetes Rückschlagventil (16) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (16) durch eine federnd gegen einen Schließsitz gedrückte Kugel (19) gebildet ist und die Kugel in Schließstellung in den zylindrischen Innenhohlraum (2, 23) hineinragt,