EP1025996B1 - Druckplattenzylinder - Google Patents

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EP1025996B1
EP1025996B1 EP99102033A EP99102033A EP1025996B1 EP 1025996 B1 EP1025996 B1 EP 1025996B1 EP 99102033 A EP99102033 A EP 99102033A EP 99102033 A EP99102033 A EP 99102033A EP 1025996 B1 EP1025996 B1 EP 1025996B1
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EP
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sleeve
plate cylinder
cylinder core
cylinder
printing plate
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Manfred Terstegen
Wilfried Dr. Kolbe
Klaus Schirrich
Bodo Steinmeier
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Fischer and Krecke GmbH and Co KG
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Fischer and Krecke GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
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    • B41F27/10—Devices for attaching printing elements or formes to supports for attaching non-deformable curved printing formes to forme cylinders
    • B41F27/105—Devices for attaching printing elements or formes to supports for attaching non-deformable curved printing formes to forme cylinders for attaching cylindrical printing formes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F13/00—Common details of rotary presses or machines
    • B41F13/08—Cylinders
    • B41F13/10—Forme cylinders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41N—PRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
    • B41N1/00—Printing plates or foils; Materials therefor
    • B41N1/16—Curved printing plates, especially cylinders
    • B41N1/22—Curved printing plates, especially cylinders made of other substances

Definitions

  • the description relates to a printing plate cylinder with a cylinder core made of metal, on which a carbon fiber-containing sleeve is arranged.
  • the print length is due to the effective diameter of the printing plate cylinder carrying the clichés. Not for a special cylinder with the respective associated printing length Bearing constructions are needed, it is known on the peripheral surface of the To slide on a replaceable sleeve called a sleeve, which then determines the effective diameter and thus the print length.
  • EP-A-0 732 201 a printing plate cylinder of this type is described in which the sleeve has a multilayer structure. Two layers from one composite material reinforced by carbon fibers form a gap, which is foamed with plastic. The inner surface of the sleeve lies full on the circumferential surface of the steel cylinder core, so the relatively high radial forces occurring during the printing process due to the relative soft foam layer of the sleeve through on the rigid Cylinder core can be transferred.
  • a disadvantage of this construction is that with the help of the sleeve only a limited increase in print length is achieved because larger ones Print lengths, the layer thickness of the sleeve would be so great that the necessary stiffness and dimensional accuracy of the outer surface of the sleeve is no longer guaranteed could be.
  • Another disadvantage is that the replacement of the sleeve is relatively labor-intensive, since the sleeve covers the entire surface rests on the cylinder core and thus when pushed on or pulled off high friction forces have to be overcome. To reduce these frictional forces it is known to introduce compressed air into the interior of the cylinder core, the via radial openings in the space between the cylinder core and Sleeve enters.
  • EP-A-0 769 373 describes a printing plate cylinder in which the sleeve, which determines the printing length with stub axles at both axial ends has a smaller diameter and is stored directly in the machine frame.
  • a steel shaft extending through the sleeve extending from the sleeve Distance is only used to change the sleeve when changing the sleeve lift out of the bearings and hold so that they are axially withdrawn from the shaft can be.
  • a paper clamping cylinder which passes through a sleeve is made of fiber-reinforced plastic and two washers that form the sleeve Complete at the ends and be traversed by an axis.
  • the sleeve is made of a plastic sheet, which is heated around a mold core and then closed into a tube.
  • the object of the invention is to provide a printing plate cylinder in which the print length varies by changing the sleeve over a wide range can be without affecting the print quality.
  • This object is the input in a printing plate cylinder mentioned type in that the sleeve is self-supporting and by im Area of both ends arranged at a distance from the circumferential surface of the Cylinder core is held and that the carbon fiber-containing material of the sleeve Carbon fiber composite material with a wound structure made of carbon fibers.
  • the term "self-supporting" in this context means that the sleeve has such a high degree of inherent rigidity that, although only at the ends is supported by the disks on the cylinder core, those that occur during printing Can withstand radial forces, so that occurring in the sleeve Deformations remain within the permissible tolerance limits. It has shown, that this property of the sleeve through the use of a carbon fiber Reinforced material can be achieved in which the carbon fibers form a wound scaffold.
  • the sleeve is relatively low, which has a favorable effect on the smooth running of the printing press and the manageability of the sleeve or the entire printing plate cylinder affects. Since the sleeve is at a distance from the circumferential surface of the cylinder core is held, the effective diameter of the sleeve is not as in conventional Sleeves determined solely by the layer thickness of the sleeves, but it is determined by the distance between the sleeve and the cylinder core certainly. This allows the use of sleeves with a relatively large size Diameters, so that correspondingly large print lengths can be achieved.
  • Another advantage of the invention is that the sleeve is essential can be removed more easily from the cylinder core, since they are only arranged at the ends Disks is supported on the cylinder core, so that only relatively small Frictional forces occur.
  • the two disks can be made from a different material from the sleeve Material, for example made of steel or aluminum. You can however, optionally also consist of the same material as the sleeve or even be formed in one piece with the sleeve. It is also possible to form these washers bearing pins with which the sleeve directly in the machine frame is stored.
  • the cylinder core is also one without the Sleeve insertable printing plate cylinder.
  • the printing plate cylinder can be set to a minimum print length by simply using the Sleeve is omitted.
  • the clichés can then be on a conventional one Be arranged sleeve that is pushed onto the printing plate cylinder, however, they can optionally also directly on the peripheral surface of the cylinder core be stretched.
  • the cylinder core preferably has a compressed air line in a manner known per se lead from the radial openings to the peripheral surface.
  • a compressed air line When not used according to the invention of the cylinder core without a sleeve is the pushing or pulling one conventional sleeves easier.
  • the possibility in the space between the cylinder core and to generate an overpressure of the sleeve Through radial breakthroughs in the The sleeve can then also be pushed onto the conventional sleeve The outer circumference of the sleeve can be facilitated.
  • the compressed air system can also be used to preload the sleeve from the inside to the To influence the crown of the sleeve.
  • the printing plate cylinder shown in Fig. 1 has a cylinder core 10 which preferably formed by a conventional steel printing plate cylinder is and is provided at both ends with stub axles 12, the storage enable in a machine frame, not shown. Furthermore points the cylinder core 10, as is known per se in printing plate cylinders, one Axial bore 14 on, can be supplied via the compressed air, which then radial openings 16 emerge from the peripheral surface 18 of the cylinder core can.
  • the cylinder core 10 is surrounded at a distance by a cylindrical sleeve 20, which is formed by a tubular body made of carbon fiber composite material becomes.
  • a tubular body made of carbon fiber composite material have been used, for example as web guide rollers in printing machines or, if necessary also used as a printing plate cylinder for shorter printing lengths.
  • this tubular body is a scaffold made of diagonally wound carbon fibers, which a matrix of plastic are embedded.
  • the sleeve 20 is at both ends by flat washers 22 made of steel or aluminum completed and is supported only by these discs on the cylinder core 10 from.
  • the disks 22 are non-rotatably connected to the cylinder core 10, as symbolized in the drawing by wedges 24.
  • the sleeve 20 rotatably connected to the disks 22, so that the cylinder core 10 and the sleeve 20 together a rigid, bending and torsional stiffness Form the pressure plate cylinder.
  • Clichés not shown can refer to the outer Circumferential surface of the sleeve 20 are clamped.
  • the sleeve 20 but also a conventional sleeve can be slipped on, which in turn carries the clichés.
  • the sleeve 20 openings 26 with which those from the openings 16 of the cylinder core escaping compressed air to the peripheral surface of the sleeve can be forwarded.
  • the dimensions of the printing plate cylinder can be in a wide range vary.
  • By changing the sleeve 20 including the associated one Disks 22 can be especially the outer diameter of the printing plate cylinder change in a wide range. Because of the relatively small Wall thickness of the sleeve 20 and the low specific weight of this sleeve takes the total weight and the moment of inertia even with large outer diameters of the printing plate cylinder not significant.
  • the working width of the printing plate cylinder is about 800 to 2000 mm, the diameter of the cylinder core 10 about 100 mm, corresponding to a minimum print length of the order of magnitude not according to the invention of just over 300 mm, and the outer diameter of the sleeve 20 for example up to 400 mm.
  • the wall thickness of the sleeve 20 is in the On the order of 15 to 20 mm. Because of the carbon fiber reinforced This wall thickness is sufficient, the required inherent rigidity of the material Ensure sleeve 20. The one when printing on the outer surface of the sleeve Radial forces acting are introduced into the two disks 22 without that the sleeve 20 deforms significantly.
  • the disks 22 are flush with the ends of the sleeve 20, 2 shows an embodiment in which the disks 22 face each other the sleeve are slightly indented.
  • the discs 22 will have a better distribution of the support forces on the Length of the sleeve 20 and thus a significant reduction in printing reached bending moments acting on the sleeve 20.
  • they are bending moments acting on the cylinder core 10 slightly increased, but lift these effects do not affect each other, but the end result will be higher Bending rigidity of the pressure plate cylinder reached.

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Description

Die Beschreibung betrifft einen Druckplattenzylinder mit einem Zylinderkern aus Metall, auf dem eine kohlefaserhaltige Hülse angeordnet ist.
Bei einer Druckmaschine ist die Drucklänge durch den effektiven Durchmesser des die Klischees tragenden Druckplattenzylinders bestimmt. Damit nicht für jede gewünschte Drucklänge ein spezieller Zylinder mit den jeweils zugehörigen Lagerkonstruktionen benötigt wird, ist es bekannt, auf die Umfangsfläche des Zylinderkerns eine als Sleeve bezeichnete auswechselbare Hülse aufzuschieben, die dann den effektiven Durchmesser und damit die Drucklänge bestimmt.
In EP-A-0 732 201 wird ein Druckplattenzylinder dieser Art beschrieben, bei dem das Sleeve einen mehrschichtigen Aufbau aufweist. Zwei Schichten aus einem durch Kohlefasern verstärkten Verbundmaterial bilden einen Zwischenraum, der mit Kunststoff ausgeschäumt ist. Die Innenfläche des Sleeves liegt satt an der Umfangsfläche des aus Stahl bestehenden Zylinderkerns an, damit die beim Druckvorgang auftretenden relativ hohen Radialkräfte durch die verhältnismäßig weiche Schaumstoffschicht des Sleeves hindurch auf den starren Zylinderkern übertragen werden können.
Ein Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, daß mit Hilfe des Sleeves nur eine begrenzte Vergrößerung der Drucklänge erreicht ist, weil bei größeren Drucklängen die Schichtdicke des Sleeves so groß würde, daß die nötige Verformungssteifheit und Maßhaltigkeit der Außenfläche des Sleeves nicht mehr gewährleistet werden könnte. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das Auswechseln des Sleeves relativ arbeitsaufwendig ist, da das Sleeve mit ganzer Fläche auf dem Zylinderkern aufliegt und somit beim Aufschieben oder Abziehen hohe Reibungskräfte zu überwinden sind. Zur Verringerung dieser Reibungskräfte ist es bekannt, Druckluft in das Innere des Zylinderkerns einzuleiten, die über radiale Durchbrüche in den Zwischenraum zwischen Zylinderkern und Sleeve eintritt.
In EP-A-0 769 373 wird ein Druckplattenzylinder beschrieben, bei dem die Hülse, die die Drucklänge bestimmt, an beiden axialen Enden Achsstummel mit kleinerem Durchmesser aufweist und direkt im Maschinengestell gelagert ist. Eine sich durch die Hülse erstreckende Welle aus Stahl, die von der Hülse mit Abstand umgeben wird, dient lediglich dazu, die Hülse bei einem Hülsenwechsel aus den Lagern auszuheben und so zu halten, daß sie axial von der Welle abgezogen werden kann.
Aus JP-A-9001914 ist ein Papier-Aufspannzylinder bekannt, der durch eine Hülse aus faserverstärktem Kunststoff und zwei Scheiben gebildet wird, die die Hülse an den Enden abschließen und von einer Achse durchsetzt werden. Die Hülse ist aus einer Kunsstoffplatte hergestellt, die erwärmt, um einen Formkern gelegt und dann zu einem Rohr geschlossen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckplattenzylinder zu schaffen, bei dem die Drucklänge durch Auswechseln der Hülse in einem weiten Bereich variiert werden kann, ohne daß die Druckqualität beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Druckplattenzylinder der Eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Hülse selbsttragend und durch im Bereich beider Enden angeordnete Scheiben auf Abstand zur Umfangsfläche des Zylinderkerns gehalten ist und daß das kohlefaserhaltige Material der Hülse ein Kohlefaser-Verbundmaterial mit einem gewickelten Gerüst aus Kohlefasern ist.
Der Begriff "selbsttragend" bedeutet in diesem Zusammenhang, daß die Hülse eine so hohe Eigensteifheit aufweist, daß sie, obwohl sie nur an den Enden durch die Scheiben am Zylinderkern abgestützt ist, den beim Drucken auftretenden Radialkräften standhalten kann, so daß die in der Hülse auftretenden Verformungen innerhalb der zulässigen Toleranzgrenzen bleiben. Es hat sich gezeigt, daß diese Eigenschaft der Hülse durch die Verwendung eines durch Kohlefasern verstärkten Materials erreicht werden kann, bei dem die Kohlefasern ein gewickeltes Gerüst bilden. Aufgrund des relativ geringen spezifischen Gewichts eines solchen Materials bleibt dabei das Gesamtgewicht und das Trägheitsmoment der Hülse relativ niedrig, was sich günstig auf die Laufruhe der Druckmaschine und auf die Handhabbarkeit der Hülse bzw. des gesamten Druckplattenzylinders auswirkt. Da die Hülse auf Abstand zur Umfangsfläche des Zylinderkerns gehalten wird, wird der effektive Durchmesser der Hülse nicht wie bei herkömmlichen Sleeves allein durch die Schichtdicke der Sleeves bestimmt, sondern er wird maßgeblich durch das Abstandsmaß zwischen Hülse und Zylinderkern bestimmt. Dies erlaubt die Verwendung von Hülsen mit relativ großen Durchmessern, so daß entsprechend große Drucklängen erreicht werden können.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich die Hülse wesentlich leichter vom Zylinderkern abziehen läßt, da sie nur durch die an den Enden angeordneten Scheiben auf dem Zylinderkern abgestützt ist, so daß nur relativ geringe Reibungskräfte auftreten.
Die beiden Scheiben können aus einem von dem Material der Hülse verschiedenen Material, beispielsweise aus Stahl oder Aluminium hergestellt sein. Sie können jedoch wahlweise auch aus demselben Material wie die Hülse bestehen oder sogar in einem Stück mit der Hülse ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, an diesen Scheiben Lagerzapfen auszubilden, mit denen die Hülse direkt im Maschinengestell gelagert wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Zylinderkern um einen auch ohne die Hülse einsetzbaren Druckplattenzylinder. In diesem Fall kann der Druckplattenzylinder auf eine minimale Drucklänge eingestellt werden, indem einfach die Hülse fortgelassen wird. Die Klischees können dann auf einem herkömmlichen Sleeve angeordnet sein, das auf den Druckplattenzylinder aufgeschoben wird, sie können jedoch wahlweise auch direkt auf die Umfangsfläche des Zylinderkerns aufspannbar sein.
Weiterhin ist es möglich, die erreichbare Drucklänge dadurch noch weiter zu vergrößern, daß auf den Außenumfang der Hülse wiederum ein herkömmliches Sleeve aufgeschoben wird.
Bevorzugt weist der Zylinderkern in an sich bekannter Weise eine Druckluftleitung auf, von der radiale Durchbrüche zur Umfangsfläche führen. Bei der nicht erfindungsgemäßen Verwendung des Zylinderkerns ohne Hülse wird so das Aufschieben oder Abziehen eines herkömmlichen Sleeves erleichtert. Bei Verwendung mit Hülse besteht in diesem Fall die Möglichkeit, in dem Zwischenraum zwischen dem Zylinderkern und der Hülse einen Überdruck zu erzeugen. Durch radiale Durchbrüche in der Hülse kann dann auch das Aufschieben eines herkömmlichen Sleeves auf den Außenumfang der Hülse erleichtert werden. Im Bedarfsfall kann das Druckluftsystem auch dazu benutzt werden, die Hülse von innen vorzuspannen, um die Balligkeit der Hülse zu beeinflussen.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckplattenzylinder; und
Fig. 2
einen Druckplattenzylinder gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel.
Der in Fig. 1 gezeigte Druckplattenzylinder weist einen Zylinderkern 10 auf, der vorzugsweise durch einen herkömmlichen Druckplattenzylinder aus Stahl gebildet wird und an beiden Enden mit Achsstummeln 12 versehen ist, die eine Lagerung in einem nicht gezeigten Maschinengestell ermöglichen. Weiterhin weist der Zylinderkern 10, wie es an sich bei Druckplattenzylindern bekannt ist, eine Axialbohrung 14 auf, über die Druckluft zugeführt werden kann, die dann über radiale Durchbrüche 16 zur Umfangsfläche 18 des Zylinderkerns austreten kann.
Der Zylinderkern 10 ist mit Abstand von einer zylindrischen Hülse 20 umgeben, die durch einen rohrförmigen Körper aus Kohlefaser-Verbundmaterial gebildet wird. Solche Rohrkörper aus Kohlefaser-Verbundmaterial werden bisher beispielsweise als Bahnführungswalzen in Druckmaschinen oder gegebenenfalls auch als Druckplattenzylinder für kleinere Drucklängen eingesetzt. Typischerweise haben diese Rohrkörper ein Gerüst aus diagonal gewickelten Kohlefasern, die in eine Matrix aus Kunststoff eingebettet sind.
Die Hülse 20 ist an beiden Enden durch flache Scheiben 22 aus Stahl oder Aluminium abgeschlossen und stützt sich nur über diese Scheiben auf den Zylinderkern 10 ab. Die Scheiben 22 sind drehfest mit dem Zylinderkern 10 verbunden, wie in der Zeichnung durch Keile 24 symbolisiert wird. Entsprechend ist auch die Hülse 20 drehfest mit den Scheiben 22 verbunden, so daß der Zylinderkern 10 und die Hülse 20 zusammen einen starren, biege- und torsionssteifen Druckplattenzylinder bilden. Nicht gezeigte Klischees können auf die äußere Umfangsfläche der Hülse 20 aufgespannt werden. Wahlweise kann auf die Hülse 20 jedoch auch ein konventionelles Sleeve aufgeschoben werden, das dann seinerseits die Klischees trägt. Zum leichteren Auswechseln eines solchen Sleeves weist auch die Hülse 20 Durchbrüche 26 auf, mit denen die aus den Durchbrüchen 16 des Zylinderkerns austretende Druckluft zur Umfangsfläche der Hülse weitergeleitet werden kann.
Die Abmessungen des Druckplattenzylinders können in einem weiten Bereich variieren. Durch Auswechseln der Hülse 20 einschließlich der zugehörigen Scheiben 22 läßt sich insbesondere der Außendurchmesser des Druckplattenzylinders in einem weiten Bereich ändern. Aufgrund der verhältnismäßig geringen Wanddicke der Hülse 20 und des geringen spezifischen Gewichts dieser Hülse nimmt auch bei großen Außendurchmessern das Gesamtgewicht und das Trägheitsmoment des Druckplattenzylinders nicht nennenswert zu.
In einem typischen Ausführungsbeispiel beträgt die Arbeitsbreite des Druckplattenzylinders etwa 800 bis 2000 mm, der Durchmesser des Zylinderkerns 10 beträgt etwa 100 mm, entsprechend einer nicht erfindungsgemäßen minimalen Drucklänge in der Größenordnung von etwas über 300 mm, und der Außendurchmesser der Hülse 20 beträgt beispielsweise bis zu 400 mm. Die Wanddicke der Hülse 20 liegt in der Größenordnung von etwa 15 bis 20 mm. Aufgrund des kohlefaserverstärkten Materials ist diese Wanddicke ausreichend, die erforderliche Eigensteifheit der Hülse 20 zu gewährleisten. Die beim Drucken auf die Außenfläche der Hülse einwirkenden Radialkräfte werden in die beiden Scheiben 22 eingeleitet, ohne daß sich die Hülse 20 dabei nennenswert verformt. Da die Krafteinleitung in den Zylinderkern 10 in der Nähe der Achsstummel 12 erfolgt, wird auch eine Durchbiegung des Zylinderkerns 10 weitgehend vermieden. Darüber hinaus wird die Biegesteifheit des Druckplattenzylinders insgesamt durch den schalenförmigen Aufbau erhöht.
Während in Fig. 1 die Scheiben 22 bündig mit den Enden der Hülse 20 abschließen, zeigt Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Scheiben 22 gegenüber der Hülse etwas nach innen eingerückt sind. Durch eine solche eingerückte Anordnung der Scheiben 22 wird eine bessere Verteilung der Abstützkräfte auf der Länge der Hülse 20 und damit eine wesentliche Verringerung der beim Drucken auf die Hülse 20 wirkenden Biegemomente erreicht. Zwar sind in diesem Fall die auf den Zylinderkern 10 wirkenden Biegemomente etwas erhöht, doch heben sich diese Effekte nicht gegenseitig auf, sondern im Endergebnis wird eine höhere Biegesteifheit des Druckplattenzylinders erreicht.

Claims (4)

  1. Druckplattenzylinder mit einem Zylinderkern (10), auf dem eine kohlefaserhaltige Hülse (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) selbsttragend und durch im Bereich beider Enden angeordnete Scheiben (22) auf Abstand zur Umfangsfläche (18) des Zylinderkerns (10) gehalten ist und daß das kohlefaserhaltige Material der Hülse (20) ein Kohlefaser-Verbundmaterial mit einem gewickelten Gerüst aus Kohlefasern ist.
  2. Druckplattenzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) einschließlich der zugehörigen Scheiben (22) lösbar auf dem Zylinderkern (10) angeordnet ist.
  3. Druckplattenzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkern (10) einen axialen Kanal (14) zur Zufuhr von Druckluft aufweist, der über radiale Durchbrüche (16) mit der Umfangsfläche des Zylinderkerns verbunden ist, und daß auch die Hülse (20) radiale Durchbrüche (26) aufweist.
  4. Druckplattenzylinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (22) gegenüber den axialen Enden der Hülse (20) nach innen eingerückt sind.
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