WO2013160191A1 - Werkzeugzylinder mit auswechselbarer werkzeughülse sowie präge- oder druckmaschine mit einem solchen werkzeugzylinder - Google Patents

Werkzeugzylinder mit auswechselbarer werkzeughülse sowie präge- oder druckmaschine mit einem solchen werkzeugzylinder Download PDF

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WO2013160191A1
WO2013160191A1 PCT/EP2013/058102 EP2013058102W WO2013160191A1 WO 2013160191 A1 WO2013160191 A1 WO 2013160191A1 EP 2013058102 W EP2013058102 W EP 2013058102W WO 2013160191 A1 WO2013160191 A1 WO 2013160191A1
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tool
sleeve
cylinder
carrier
end pieces
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PCT/EP2013/058102
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Marc Steuer
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Spm Steuer Gmbh & Co. Kg
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    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2227/00—Mounting or handling printing plates; Forming printing surfaces in situ
    • B41P2227/20—Means enabling or facilitating exchange of tubular printing or impression members, e.g. printing sleeves, blankets
    • B41P2227/21—Means facilitating exchange of sleeves mounted on cylinders without removing the cylinder from the press

Definitions

  • the invention relates to a tool cylinder with a sleeve carrier and a replaceable tool sleeve carried by the sleeve carrier and to a stamping or printing machine with such a tool cylinder.
  • Tool cylinder with a replaceable tool sleeve which is supported by a sleeve carrier and can be removed from the sleeve carrier are used in embossing or printing machines as working cylinder, which cooperate in the operation of the embossing or printing machine with a counter-pressure element and together with the counter-pressure element Limit working gap in which the actual embossing or printing takes place at a running through the working gap flat material.
  • the counter-pressure element may be an impression cylinder or a counter-pressure plate.
  • the flat material can be a material web or sheet material.
  • the tool sleeve carries the tools provided for the respective process, which are often referred to as clichés in printing presses and embossing machines usually as embossing tools.
  • the tools desired for the subsequent process can already be fixed preparatory to the desired positions, so that with the replacement of a tool sleeve a whole group of tools taken as a whole and can be replaced by other tools and / or tools with a different arrangement.
  • DE 196 27 034 C2 describes a printing or embossing machine whose printing or embossing has a tool cylinder with replaceable tool sleeve, which cooperates with a counter-pressure cylinder (rotary machine). What is described is an arrangement in which the tool sleeve can be removed from the sleeve carrier and replaced by another tool sleeve without dismantling a side cheek of the machine frame through the side cheek.
  • the sleeve carrier has a continuous cylindrical surface on which the cylindrical inner surface of the tool sleeve, which is also cylindrical throughout, rests extensively in the clamped state.
  • the provided with a continuous longitudinal slot and thus expandable or contractible tool sleeve is clamped by means of individual, distributed along the longitudinal slot tendons on the cylindrical sleeve carrier. After loosening the tendons, the tool sleeve can be pulled axially from the sleeve carrier.
  • EP 1 600 292 B1 describes another device for attaching an exchangeable tool sleeve on the lateral surface of a sleeve carrier of a tool cylinder for a stamping or printing machine.
  • the provided with a longitudinal slot tool sleeve is clamped clamped by means of a clamping device on the cylindrical surface of the sleeve carrier.
  • the clamping device has an effective over the entire length of the tool sleeve, centrally operable from an end face of the tool cylinder clamping drive.
  • WO 2010/124808 A1 describes a printing finishing machine with a base machine and interchangeable finishing modules.
  • a finishing module has a tool cylinder with a replaceable tool sleeve, which has a continuous longitudinal slot and can be clamped non-positively on the cylindrical surface of a cylindrical sleeve carrier.
  • the tool cylinder should be inexpensive to produce in good quality. It is a further object to provide an embossing machine or printing press with such a tool cylinder.
  • the invention provides a tool cylinder having the features of claim 1. Furthermore, an embossing machine or printing press with the features of claim 12 is provided.
  • a generic tool cylinder has a sleeve carrier and a releasably attachable to the sleeve carrier, replaceable tool sleeve.
  • the sleeve carrier according to the claimed invention comprises a carrier element which carries a first end piece at a first axial end portion and a second end piece at a second axial end portion. The tool sleeve is clamped in the assembled state of the tool cylinder between the end pieces. In one In the area between the end pieces exists between the support member and the tool sleeve, a radial distance.
  • both the tool sleeve and the carrier element as relatively simple and inexpensive to manufacture, stable components, since neither the inside of the tool sleeve nor the outside of the support member must be processed very precisely.
  • the tool sleeve is not clamped on a correspondingly machined outer surface of the carrier element, but clamped between the end pieces.
  • a direct physical contact between the support member and the tool sleeve is not required and preferably not provided, since the tool sleeve is clamped between the end pieces carried by the support member. In the area between the end pieces results between the support member and the tool sleeve, a gap that can be used for other functional elements of the tool cylinder.
  • the tool sleeve and the end pieces are matched to one another in such a way that the tool sleeve in the mounted state can be clamped exclusively axially between the end pieces.
  • the tool sleeve is loaded in the attachment to the sleeve carrier exclusively in the axial direction, so that deformations can be avoided with a corresponding stable design of the tool sleeve.
  • the carrier element is designed as a hollow shaft.
  • a hollow shaft can be manufactured cost-effectively from a tubular starting work piece and offers maximum stability and rigidity with low weight.
  • the interior of the hollow shaft can be used for the passage of cables, cables or the like.
  • the end pieces may be formed as disk-shaped flanges, which can be pushed on axial end portions of the support member in the axial direction and fixed at a suitable position.
  • the sleeve wearer can thus have the overall shape of a dumbbell.
  • the sleeve carrier is adapted to carry tool sleeves of different inner diameter, wherein an outer diameter of the support member is smaller than an inner diameter of the tool sleeve with the smallest inner diameter and wherein an effective for the clamping diameter of the end pieces is greater than an inner diameter of the tool sleeve with the largest inside diameter.
  • outer diameter tool cylinders may be mounted in the range of about 180 mm to 360 mm on the same sleeve carrier without requiring changes to sleeve carriers.
  • a drive for the tool cylinder engages the carrier element, so that in this case a torque transmission from the carrier element to the tool sleeve must be ensured.
  • a frictional coupling may be sufficient, in preferred embodiments, a positive entrainment is provided.
  • the tool sleeve on the axial end faces first coupling structures and the end pieces have at the tool sleeve facing end faces second coupling structures, wherein the first coupling structures and the second coupling structures for positive, rotationally fixed coupling of the tool sleeve are formed between the end pieces.
  • the first and the second coupling structures preferably have corresponding projections and / or recesses which extend radially to a rotational axis of the workpiece. - - lapse cylinder. In this way, tool sleeves with different diameters can be coupled, since their first coupling structures can intervene at different radial distances in the corresponding second coupling structures on the end pieces.
  • first coupling structures and the second coupling structures are designed as Hirth toothing.
  • the Hirth toothing is known to be an axially effective, face-side toothing, which can cause a self-centering of the coupled components.
  • frequent tool tube change without wear on the coupled components are also possible if the relative rotational position of the components to be coupled together during assembly is not set completely accurate. This promotes a quick tool change.
  • the tool sleeve carrier allows axial clamping of the tool sleeve
  • the tool sleeve can be designed as a circumferentially closed tool sleeve.
  • Such a non-expandable tool sleeve without longitudinal slot with sufficient wall thickness is a stable component in itself, which can be easily handle the sleeve change without risk of damage.
  • the sleeve change can be performed semi-automatically or fully automatically either manually or with the assistance of suitable devices (robots, hoists or the like).
  • the tool cylinder is associated with a sleeve replacement auxiliary device, which may have, for example, an insertable into the interior of the tool sleeve sleeve support portion.
  • It can be a tube with a set of rollers on which the tool sleeve can roll outward.
  • a gripping device for example with a jaw chuck, which acts on the free end face of the tool sleeve, can be provided to facilitate the removal or insertion of the new tool sleeve.
  • tool cylinders In many applications, such as in the processing of hot stamping foils, tool cylinders must be brought to a working temperature well above room temperature, which may for example be in the range between 150 ° C and 250 ° C.
  • Conventional tool sleeves are often brought to their working temperature by means of heated oil, which is preheated in an external heater to a flow temperature and then conveyed through fluid channels in the tool cylinder.
  • the tool cylinder has heating elements of an electrically operable heating device for heating the tool sleeve. The heating energy required for heating the tool sleeve is thus generated directly in the tool cylinder, so that energy losses in supply lines etc. can be avoided.
  • the heating device has radiation heating elements which are arranged on the outside of the carrier element in such a manner that they provide the inner side of the tool sleeve facing the carrier element can heat up contactlessly by means of heat radiation.
  • Infrared radiators can be provided as radiant heating elements, which have a particularly high heating line efficiency.
  • a non-contact radiation heating offers the further advantage that it can work format-independently, so that tool sleeves of different diameters can be heated with one and the same heating device.
  • a radiation-absorbing structure and / or a radiation-absorbing coating can be provided on the inside of the tool sleeve.
  • the inside can be blackened, for example, by burnishing or applying a paint layer.
  • a separate treatment or coating is not necessary, since an unprocessed inner side of a metallic sleeve can already have a sufficient absorptive capacity for heat radiation.
  • induction heating of the tool sleeve is also considered in some embodiments, with corresponding induction coils also being able to be attached to the carrier element.
  • the heating device is designed to produce over the axial length of the tool sleeve variably adjustable heating power.
  • the heating power in the vicinity of the axial ends may be higher than in the central region of the tool sleeve, so that heat losses to the axial ends can be compensated.
  • NEN in order to achieve substantially the same operating temperature over the entire axial length of the tool sleeve.
  • the replaceable tool sleeve is the only format-dependent component of the tool cylinder, so that when changing the sleeve except the tool sleeve no other components must be replaced by other format-dependent components. For the end user this results u.a. Cost advantages, since with the exception of the tool sleeves no format-dependent components must be maintained. Substantial time advantages can result for the sleeve change, since apart from the tool sleeve no further components have to be removed and replaced by others.
  • Tool cylinder of the type described here can be used with appropriate adaptation of the tool-carrying components of the tool sleeve to the respective embossing or printing process in different embossing or printing presses.
  • the use in more complex, possibly multi-stage print finishing equipment or in finishing modules for such systems is possible, e.g. in a pressure finishing plant according to WO 2010/124808 A1.
  • the invention also relates to a tool cylinder set having a sleeve carrier and a plurality of tool sleeves associated with the sleeve carrier, wherein the sleeve carrier and the tool sleeves are fitted to one another such that tool sleeves of different diameter of the tool cylinder set on the sleeve carrier without constructive change of the sleeve carrier and / or can be attached without use and / or replacement of format-dependent components.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an embossing unit of a film embossing machine, the embossing unit having an embodiment of a tool cylinder with an exchangeable tool sleeve;
  • FIG. 2 shows a view of a sleeve carrier installed in the embossing mill according to an embodiment with the tool sleeve removed;
  • Fig. 3 shows a view of the provided with a Hirth serration inner end side of an end piece in another embodiment of a sleeve carrier
  • Fig. 4 shows the sleeve carrier of Figure 2 with a relatively large tool sleeve.
  • Fig. 5 shows the sleeve carrier of Fig. 2 and 4 with a relatively small tool sleeve.
  • Fig. 1 shows a schematic, oblique perspective view with essential components of a stamping mill 100 of a Folien Weggema- machine, which is set up for hot stamping in round-round technology (hot stamping rotary machine).
  • hot stamping it is known to guide a material layer to be embossed, for example a printing material sheet or a continuous printing material web, through an embossing gap which is formed between an embossing tool carrier device and a counterpressure element.
  • the embossing tool carrier device carries one or more embossing tools which can be heated during hot stamping by means of a heating device.
  • At least one embossing film web is guided through the embossing gap in such a way that during a embossing interval it has the same state of movement as the material layer to be embossed.
  • the film transport means are not shown for reasons of clarity.
  • EP 0 718 099 B1 shows by way of example possibilities for the design of film transport means which can also be used here.
  • embossing material located on the embossing foil web for example discrete embossing units, such as images, texts and / or holograms, or a part of a color layer or metal layer to be coated, is transferred to the material layer under the action of pressure and temperature.
  • the embossing tool carrier device is formed by a tool cylinder 200, which is rotatably mounted with horizontal axis of rotation 202 in two mutually parallel vertical side cheeks 1 12, 1 14 of the machine frame of the foil embossing machine.
  • counter-pressure element is a horizontal axis of rotation below the tool cylinder axially parallel with this arranged impression cylinder 300 which is rotatably supported by means of suitable bearings in the side walls 1 12, 1 14 about its cylinder axis 302.
  • the sidewall 1 12 shown on the left is located on the operator side the machine from which, inter alia, the tool sleeve changes can be made.
  • the rear side wall 1 14 is located on the drive side, on which the measures provided for the drive of the tool cylinder and the impression cylinder devices are arranged.
  • the tool cylinder 200 and the counterpressure cylinder 300 limit the embossing gap 140 in the region of their closest approach.
  • the material layer to be embossed is guided through the embossing gap by means of suitable transport means, the material layer over a certain circumferential section on the largely cylindrical outer surface of the impression cylinder and held by them in the correct position.
  • the embossing takes place from the outer side of the material layer facing away from the impression cylinder with the aid of embossing tools 222, which are exchangeably mounted on the outer circumference of the tool cylinder 200.
  • the embossing film web not shown, which is fed from a likewise not shown foil factory of the foil embossing machine the embossing gap and removed after use runs.
  • the tool cylinder 200 is constructed in several parts and comprises as essential components a sleeve carrier 210 mounted in the region of the side cheeks and a replaceable tool sleeve 250 carried by the sleeve carrier.
  • the tool cylinder is shown in Fig. 1 in two different positions.
  • the tool sleeve 250 is fixedly mounted on the sleeve carrier and is thereby in its working position.
  • the tool cylinder assumes the dashed working position in the vicinity of the impression cylinder. This includes the position of the cylinder axis labeled 202.
  • the change position shown by solid lines of the tool cylinder is removed from the impression cylinder so upwards raised, that the tool sleeve 250 can be withdrawn or pushed through a circular passage 214 in the side wall 1 12 parallel to the axis of rotation of the tool cylinder. This includes the 202 'marked position of the cylinder axis.
  • FIG. 2 shows an oblique perspective view of the support member 210 of FIG. 1 with removed tool sleeve.
  • Fig. 4 shows a configuration of the tool cylinder with a variant of a tool sleeve 250-4 with a relatively large diameter and
  • Fig. 5 shows a variant of the tool cylinder with a tool sleeve 250-5 with a relatively small diameter, each supported by the same sleeve carrier.
  • Fig. 3 shows a view of the sleeve-side end face of an end piece of another embodiment with coupling structures in the form of a Hirth toothing.
  • the multi-part tool cylinder 250 has two main components, namely the sleeve carrier 210 and a replaceable tool sleeve 250, which can be removed as intended by the sleeve carrier and is supported by the sleeve carrier in the assembled state.
  • the sleeve carrier 210 has a carrier element 220 in the form of a torsionally stiff hollow shaft, which has substantially cylindrical outer contours and an axially continuous inner cavity.
  • the support member has a first axial end portion 212 located on the drive side of the tool cylinder and a second axial end portion 214 on the opposite operator side (see Figs. 2, 4 and 5).
  • Each of the end sections 212, 214 is machined such that one end piece of the sleeve carrier is axially supported on the associated axial end section. can be pushed and secured against rotation at a defined position.
  • the first axial end section 212 In the assembled state of the sleeve carrier or of the tool cylinder, the first axial end section 212 carries a first end piece 230, which remains on the carrier element even when the tool sleeve is removed.
  • a second end piece 240 is provided, which is removed from the carrier element 220 for the replacement of the sleeve (see Fig. 1).
  • both end pieces 230, 240 are substantially in the form of flat disks or flanges whose outside diameter is slightly larger than the outside diameter of the largest tool sleeve to be supported by the sleeve carrier (compare FIG. During assembly of the tool cylinder, the tool sleeve 250 is axially clamped between the mutually facing end faces of the end pieces 230, 240, so that all clamping forces act substantially parallel to the cylinder axis 202.
  • the sleeve carrier 210 is set up so that it can accommodate or carry tool sleeves of different diameters without any structural change on the sleeve carrier.
  • the components are dimensioned so that the outer diameter of the support element (including all components carried therefrom, with the exception of the end pieces) is smaller than the inner diameter of those tool sleeve 250-5, which has the smallest inner diameter of all provided for the support member tool sleeves.
  • Fig. 4 shows for comparison the tool sleeve 250-4 with the largest provided for the support member diameter
  • Fig. 5 shows the tool sleeve 250-5 with the smallest diameter.
  • a set or sets of tool sleeves belonging to the sleeve carrier 210 can be arranged between the carrier element or its outside and the tool holder.
  • - 1 o - sleeve or the inside of a radial distance A2 (in the smallest tool sleeve 250-5) or A1 (in the largest tool sleeve 250-4) remains.
  • a circumferentially closed tube can be used for the production of the tool sleeve, whereby the tool sleeve is easy to manufacture and with a suitable wall thickness in itself can be so stable that easy handling is possible when changing sleeves.
  • a gap which can be used for further purposes, which will be explained in connection with the description of the heater.
  • the tool sleeve 250 When installed, the tool sleeve 250 should be centered exactly to the axis of rotation of the tool cylinder and secured against rotation with respect to the driven sleeve carrier. This is achieved in preferred embodiments in that the tool sleeve facing the inner end faces of the end pieces and on the thus coming into contact axial end faces of the tool sleeve to mutually corresponding coupling structures are provided which automatically effect a positive, non-rotatable coupling of the tool sleeve with the sleeve carrier and a centering of the tool sleeve with respect to the sleeve carrier during assembly.
  • the second coupling structures attached to the inner end faces of the end pieces are formed in that six radially spaced webs 234 distributed uniformly around the circumference are attached to the otherwise flat end faces have a flat rectangular cross-section and can easily taper at least in the direction of the tool sleeve side.
  • the associated first coupling structures on the respectively facing end sides of the tool sleeves are formed by correspondingly dimensioned radial recesses or grooves 254 on the end faces of the tool sleeves (see, for example, FIG. 4).
  • the tool sleeve When assembling the tool cylinder, the tool sleeve is first brought into a rotational position in which the end-side recesses 254 are aligned with the end-side webs of the end pieces before the end pieces are axially moved towards each other to clamp the tool sleeve. Due to the positive engagement of the webs in the grooves a positive entrainment of the tool sleeve is achieved, at the same time it is centered between the end pieces.
  • second coupling structures in the form of a Hirth toothing 334 are provided on the inner end faces of the end pieces.
  • the corresponding toothings are provided on the end faces of the associated tool sleeves.
  • the tool sleeve does not initially have to be brought exactly into the correct rotational position for assembly. the. Rather, it is sufficient if the tool sleeve is rotated so that the tooth tips of a coupling structures roughly engage in the associated recesses of the opposite coupling structures. If the tool sleeve is clamped between the end pieces, the tool sleeve can then turn slightly if necessary until the correct rotational position is reached. Thereby, the assembly of the tool cylinder can be further simplified. Wear on the edges of the coupling structures can be largely avoided.
  • Tool cylinders of the type described here can be used for many applications in the field of printing machines or embossing machines.
  • the tool cylinder is used in a foil stamping machine for hot stamping.
  • the tool cylinder or its outside must be brought to a working temperature during operation which is significantly above room temperature and may for example be in the range between 150 ° C and 250 ° C.
  • the tool cylinder is equipped with heating elements of an electric heater.
  • the heating elements are formed by elongate infrared radiators 272, which are arranged uniformly around the circumference of the carrier element 220 and extend substantially over the entire between the mounted end portions lying inner portion of the support member.
  • the infrared heaters are individually interchangeable, the change can be carried out very easily with removed tool sleeve.
  • the electrical leads to the sockets on the carrier element extend inside the hollow carrier element to the drive side. There are sockets, via which an external electrical power supply can be connected.
  • the tool sleeve can be heated by these radiant heating elements from the inside without contact.
  • the inner side of the tool sleeve is coated with a coating that absorbs infrared radiation. stratified to achieve a high efficiency of heat transfer from the heater to the tool sleeve.
  • the radiation profile of the heating elements 272 in the circumferential direction is chosen so that the power input is so uniform on the inside of a tool sleeve regardless of their diameter that at least on the outside of the tool sleeve uniform heat distribution both in the circumferential direction and over the entire used for the embossing axial Length is present.
  • the heating power can be greater than in the middle region.
  • one or more temperature sensors may be mounted, the signals of which are fed back to the control of the heater to allow control of the heating power.
  • the heating elements can be intermittently switched on and off, for example, to ensure a largely constant outside temperature of the tool cylinder for the duration of use.
  • a major advantage of using a radiant heater from the inside of the tool cylinder is that this heater is format independent, i. regardless of the diameter of the tool cylinder can work without structural changes in the heater are required. Since the heat required for the heating in the electric heater is produced directly in the interior of the tool cylinder via the radiant heating elements by converting the electrical energy into radiant energy, energy losses in the supply lines can be kept low. As a result, considerable energy savings are possible compared to conventional solutions with oil heating.
  • a quick and convenient sleeve change is achieved by a special bearing concept for the tool cylinder or for the sleeve carrier.
  • the sleeve carrier is cantilevered on the drive side, so that it remains in its horizontal position when there is no support for the sleeve change on the opposite side of the operator (cf., for example, Fig. 2).
  • a corresponding bearing arrangement for the floating mounting of the sleeve carrier can in principle be constructed as described in WO 2010/124808 A1. The disclosure of this patent application is incorporated herein by reference. Due to the one-sided flying bearing a central pivot bearing on the user-side end of the sleeve carrier is not necessary and not provided.
  • the bearing assembly for flying support of the sleeve carrier is mounted on or in a bearing element 1 16, which is arranged in the rear side wall 1 14 and relative to this in the vertical direction or at an acute angle to the vertical direction moves up or down in the direction of the impression cylinder 300 can be.
  • the lifting movement can be effected by a hydraulic or otherwise operating adjusting device. Possible embodiments are likewise described in WO 2010/124808.
  • the carrier axis is mounted on the drive side and on the operator side in bearing elements 1 18, 1 19, which are each mounted vertically displaceable in the side walls.
  • An associated adjustment drive can e.g. work hydraulically or electrically.
  • the impression cylinder 300 is also very easy to convert for different processes.
  • the impression cylinder can be constructed in several parts and have a sleeve carrier and a worn replaceable impression cylinder sleeve.
  • a counter-pressure cylinder can have a similar construction to the tool cylinders described in this application.
  • a closed in the circumferential direction impression cylinder sleeve can be clamped axially between end pieces of a sleeve carrier.
  • raceways are mounted with precisely machined, cylindrical outer surface. These races cooperate in the working position of the tool cylinder with support rollers, which rotate axially parallel to the races and are mounted on bearing elements, which in turn are mounted on the inner sides of the side cheeks.
  • a lower first roller assembly 290 has four lower support rollers 292-1 to 292-4, which are mounted fixed to the frame in pairs on the drive side and the operator side.
  • An upper second roller assembly 296 also has four support rollers 298-1 through 298-4 arranged in pairs on the drive side and on the operator side above the sleeve carrier.
  • the rollers of the second roller arrangement can be adjusted by means of an adjusting device in the direction of the sleeve carrier or in the opposite direction. This adjustment is used on the one hand when changing sleeves to release the tool sleeve. On the other hand, the adjustment is used for pressure adjustment and print shutdown.
  • a pressing device which allows to press the impression cylinder with a precisely adjustable pressure to the guided through the working gap flat material from below. The contact pressure of the impression cylinder can be adjusted during operation if necessary.
  • the adjustability of the impression cylinder also allows adjustment of the axial distance between the impression cylinder and the tool cylinder when using tool cylinders or tool sleeves of different diameters.
  • roller arrangements of the type described in WO 2010/128808 A1 can also be used.
  • a tool cylinder set can be supplied, which comprises a single sleeve carrier (with carrier element and end pieces) and a plurality of adapted tool sleeves of different diameters and / or different rather equipment.
  • a tool cylinder set may comprise, for example, 2, 3, 4 or 5 differently sized tool sleeves. It is also possible that a tool cylinder set comprises two or more tool cylinders of the same diameter, but which are equipped with different tools or tool arrangements (clichés or embossing tools).
  • the sleeve carrier can be mounted in the machine once and can then remain in the machine even if the format is changed. For a format change then only the replacement of a tool sleeve is required, which is the only format part of a horrzylinder- sets in preferred embodiments.
  • Tool cylinder of the type described here can, as shown by way of example, be used in embossing or printing presses that operate the round-round principle, wherein the counter-pressure element is an impression cylinder.
  • the use in embossing or printing machines for the round-flat technique is possible.
  • the counter-pressure element is an intermittently controllable counter pressure plate.
  • Tool cylinders of the type described here can be used in sheet-fed machines which process sheet material (individual sheets) to be printed or to be embossed. It is also possible to equip web-processing machines (web machines or web machines) with tool cylinders of the type described here. For web-processing round-round machines, it may be advantageous if the impression cylinder is also replaceable.
  • an internally heated tool cylinder is designed for a hot stamping machine.
  • Tool cylinders can be designed for different printing processes or print finishing processes.
  • the outside of the tool sleeve may have means for mounting an offset plate, the outside of which may be structured.
  • an offset plate By exchanging tool cylinders with different diameters, adaptation to other useful lengths can be carried out quickly and economically.
  • a replaceable tool cylinder can carry a paint plate for transferring paint on a web or sheet-shaped sheet.
  • a replaceable tool sleeve can also be adapted to carry a rubber plate and installed in a flexographic printing machine.

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Abstract

Ein Werkzeugzylinder, der insbesondere als ein mit einem Gegendruckelement (300) zusammenwirkender Arbeitszylinder einer Präge- oder Druckmaschine (100) verwendet werden kann, hat einen Hülsenträger (210) und eine an dem Hülsenträger lösbar befestigbare, auswechselbare Werkzeughülse (250). Der Hülsenträger (210) weist ein Trägerelement (220) auf, welches an einem ersten axialen Endabschnitt (212) ein erstes Endstück (230) und an einem zweiten axialen Endabschnitt ein zweites Endstück (240) trägt. Die Werkzeughülse ist im montierten Zu- stand des Werkzeugzylinders zwischen den Endstücken (230, 240) eingespannt und in einem Bereich zwischen den Endstücken existiert zwischen dem Trägerelement und der Werkzeughülse ein radialer Abstand.

Description

Werkzeugzylinder mit auswechselbarer Werkzeughülse sowie Prägeoder Druckmaschine mit einem solchen Werkzeugzylinder
Beschreibung
HINTERGRUND
Technisches Gebiet Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugzylinder mit einem Hülsenträger und einer von dem Hülsenträger getragenen, auswechselbaren Werkzeughülse sowie auf eine Präge- oder Druckmaschine mit einem solchen Werkzeugzylinder. Stand der Technik
Werkzeugzylinder mit einer auswechselbaren Werkzeughülse, die von einem Hülsenträger getragen wird und von dem Hülsenträger abgenommen werden kann, werden in Präge- oder Druckmaschinen als Ar- beitszylinder verwendet, die im Betrieb der Präge- oder Druckmaschine mit einem Gegendruckelement zusammenwirken und gemeinsam mit dem Gegendruckelement einen Arbeitsspalt begrenzen, in welchem der eigentliche Präge- oder Druckvorgang an einem durch den Arbeitsspalt laufenden Flachmaterial stattfindet. Das Gegendruckelement kann ein Gegendruckzylinder oder einer Gegendruckplatte sein. Bei dem Flachmaterial kann es sich um eine Materialbahn oder Bogenmaterial handeln. Die Werkzeughülse trägt dabei die für den jeweiligen Prozess vorgesehenen Werkzeuge, die bei Druckmaschinen häufig als Klischees und bei Prägemaschinen in der Regel als Prägewerkzeuge bezeichnet werden. Auf einer auswechselbaren Werkzeughülse können die für den nachfolgenden Prozess gewünschten Werkzeuge bereits vorbereitend an den gewünschten Positionen befestigt sein, so dass mit der Auswechslung einer Werkzeughülse eine ganze Gruppe von Werkzeugen als Ganzes entnommen und durch andere Werkzeuge und/oder Werkzeuge mit anderer Anordnung ersetzt werden kann. Durch Verwendung von Werkzeugzylindern mit auswechselbaren Werkzeughülsen kann es somit gelingen, Umrüstzeiten zu verringern und damit Maschinenstill- Standszeiten beim Wechsel zwischen unterschiedlichen Prozessen kurz zu halten.
Die DE 196 27 034 C2 beschreibt eine Druck- oder Prägemaschine, deren Druck- oder Prägewerk einen Werkzeugzylinder mit auswechselba- rer Werkzeughülse hat, die mit einem Gegendruckzylinder zusammenarbeitet (Rotationsmaschine). Beschrieben wird eine Anordnung, bei der die Werkzeughülse ohne Abbau einer Seitenwange des Maschinenrahmens durch die Seitenwange hindurch vom Hülsenträger abgezogen und durch eine andere Werkzeughülse ersetzt werden kann. Der Hül- senträger hat eine durchgehend zylindrische Mantelfläche, auf der die ebenfalls durchgehend zylindrische Innenfläche der Werkzeughülse im aufgespannten Zustand großflächig aufliegt. Die mit einem durchgehenden Längsschlitz versehene und dadurch aufweitbare bzw. zusammenziehbare Werkzeughülse wird mit Hilfe einzelner, entlang des Längs- Schlitzes verteilter Spannglieder auf den zylindrischen Hülsenträger aufgespannt. Nach Lösen der Spannglieder kann die Werkzeughülse axial vom Hülsenträger abgezogen werden.
Die EP 1 600 292 B1 beschreibt eine andere Einrichtung zum Anbringen einer auswechselbaren Werkzeughülse auf der Mantelfläche eines Hül- senträgers eines Werkzeugzylinders für eine Präge- oder Druckmaschine. Die mit einem Längsschlitz versehene Werkzeughülse wird mittels einer Spanneinrichtung auswechselbar auf der zylindrischen Mantelfläche des Hülsenträgers klemmend aufgespannt. Die Spanneinrichtung hat einen über die gesamte Länge der Werkzeughülse wirksamen, von einer Stirnseite des Werkzeugzylinders zentral betätigbaren Klemmantrieb. Die WO 2010/124808 A1 beschreibt eine Druckveredelungsmaschine mit einer Basismaschine und auswechselbaren Veredlungsmodulen. Ein Veredlungsmodul hat einen Werkzeugzylinder mit einer auswechselbaren Werkzeughülse, die einen durchgehenden Längsschlitz aufweist und auf die zylindrische Mantelfläche eines zylindrischen Hülsenträgers kraftschlüssig aufgespannt werden kann.
AUFGABE UND LÖSUNG Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Werkzeugzylinder der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, bei dem die Auswechslung der Werkzeugträgerhülse schneller und einfacher möglich ist als bei herkömmlichen Werkzeugzylindern. Der Werkzeugzylinder soll sich kostengünstig in guter Qualität herstellen lassen. Es ist eine weitere Aufgabe, eine Prägemaschine oder Druckmaschine mit einem solchen Werkzeugzylinder bereitzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgaben stellt die Erfindung einen Werkzeugzylinder mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Weiterhin wird eine Präge- maschine oder Druckmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 12 bereitgestellt.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Ein gattungsgemäßer Werkzeugzylinder hat einen Hülsenträger und eine an dem Hülsenträger lösbar befestigbare, auswechselbare Werkzeughülse. Der Hülsenträger gemäß der beanspruchten Erfindung weist ein Trägerelement auf, welches an einem ersten axialen Endabschnitt ein erstes Endstück und an einem zweiten axialen Endabschnitt ein zweites Endstück trägt. Die Werkzeughülse ist im montierten Zustand des Werkzeugzylinders zwischen den Endstücken eingespannt. In ei- nem Bereich zwischen den Endstücken existiert zwischen dem Trägerelement und der Werkzeughülse ein radialer Abstand.
Bei dieser Konstruktion ist es möglich, sowohl die Werkzeughülse als auch das Trägerelement als relativ einfach und kostengünstig zu fertigende, stabile Bauteile auszulegen, da weder die Innenseite der Werkzeughülse noch die Außenseite des Trägerelements besonders präzise bearbeitet werden müssen. Im Gegensatz zu bekannten Lösungen wird die Werkzeughülse nicht auf eine entsprechend bearbeitete Außenflä- che des Trägerelements aufgespannt, sondern zwischen den Endstücken eingespannt. Ein direkter Berührungskontakt zwischen dem Trägerelement und der Werkzeughülse ist nicht erforderlich und vorzugsweise auch nicht vorgesehen, da die Werkzeughülse zwischen den vom Trägerelement getragenen Endstücken eingespannt ist. Im Bereich zwi- sehen den Endstücken ergibt sich zwischen dem Trägerelement und der Werkzeughülse ein Zwischenraum, der für weitere Funktionselemente des Werkzeugzylinders genutzt werden kann.
Vorzugsweise sind die Werkzeughülse und die Endstücke derart aufei- nander abgestimmt, dass die Werkzeughülse im montierten Zustand ausschließlich axial zwischen den Endstücken eingespannt werden kann. Dadurch wird die Werkzeughülse bei der Befestigung am Hülsenträger ausschließlich in Achsrichtung belastet, so dass bei entsprechender stabiler Auslegung der Werkzeughülse Deformationen vermieden werden können.
Eine besonders zweckmäßige und kostengünstige Konstruktion ergibt sich bei manchen Ausführungsformen dadurch, dass das Trägerelement als Hohlwelle ausgebildet ist. Eine Hohlwelle kann aus einem rohrförmi- gen Ausgangswerkstück kostengünstig gefertigt werden und bietet bei geringem Gewicht ein Höchstmaß an Stabilität bzw. Steifigkeit. Außerdem kann das Innere der Hohlwelle zum Durchführen von Leitungen, Kabeln oder dergleichen genutzt werden. - -
Die Endstücke können als scheibenförmige Flansche ausgebildet sein, die auf axialen Endabschnitten des Trägerelements in Axialrichtung aufgeschoben und an geeigneter Position festgesetzt werden können. Der Hülsenträger kann dadurch insgesamt die Form einer Hantel haben.
Die neuartige Konstruktion bietet erhebliche Vorteile beim Formatwechsel, beispielsweise dann, wenn unterschiedliche Drucklängen nacheinander gefertigt werden sollen. Vorzugsweise ist der Hülsenträger dafür eingerichtet, Werkzeughülsen unterschiedlicher Innendurchmesser zu tragen, wobei ein Außendurchmesser des Trägerelements kleiner ist als ein Innendurchmesser der Werkzeughülse mit dem kleinsten Innendurchmesser und wobei ein für die Einspannung wirksamer Durchmesser der Endstücke größer ist, als ein Innendurchmesser der Werkzeug- hülse mit dem größten Innendurchmesser. Somit können Werkzeughülsen unterschiedlicher Durchmesser an ein und demselben Hülsenträger befestigt werden. Bei manchen Ausführungsformen können Werkzeugzylinder mit Außendurchmesser aus dem Bereich zwischen ca. 180 mm und 360 mm an dem gleichen Hülsenträger befestigt werden, ohne dass dafür Veränderungen an Hülsenträger vorgenommen werden müssen. Typischerweise greift ein Antrieb für den Werkzeugzylinder am Trägerelement an, so dass in diesem Fall eine Drehmomentübertragung vom Trägerelement zur Werkzeughülse sichergestellt werden muss. Obwohl eine kraftschlüssige Kopplung ausreichen kann, ist bei bevor- zugten Ausführungsformen eine formschlüssige Mitnahme vorgesehen. Hierzu weist die Werkzeughülse an den axialen Stirnseiten erste Kupplungsstrukturen auf und die Endstücke haben an den der Werkzeughülse zugewandten Stirnseiten zweite Kupplungsstrukturen, wobei die ersten Kupplungsstrukturen und die zweiten Kupplungsstrukturen zur form- schlüssigen, drehfesten Kupplung der Werkzeughülse zwischen den Endstücken ausgebildet sind. Vorzugsweise weisen dabei die ersten und die zweiten Kupplungsstrukturen korrespondierende Vorsprünge und/oder Ausnehmungen auf, die radial zu einer Drehachse des Werk- - - zeugzylinders verlaufen. Hierdurch können Werkzeughülsen mit unterschiedlichen Durchmessern angekoppelt werden, da deren erste Kupplungsstrukturen in unterschiedlichen radialen Abständen in die korrespondierenden zweiten Kupplungsstrukturen an den Endstücken eingrei- fen können.
Bei manchen Ausführungsformen sind an den Endstücken radial verlaufende Vorsprünge in Form von Stegen vorgesehen, die beim Einspannen des Werkzeugzylinders in entsprechend radialer Ausnehmung an den Stirnseiten des Werkzeugzylinders eingreifen. Auch eine umgekehrte Anordnung mit Vorsprüngen an den Stirnseiten des Werkzeugzylinders und entsprechenden radialen Nuten an den Endstücken ist möglich. Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die ersten Kupplungsstrukturen und die zweiten Kupplungsstrukturen als Hirth- Verzahnung gestaltet sind. Die Hirth-Verzahnung ist bekanntlich eine axial wirksame, planseitige Verzahnung, die eine Selbstzentrierung der miteinander gekoppelten Bauteile bewirken kann. Hierdurch sind häufige Werkzeughülsenwechsel ohne Verschleiß an den miteinander gekoppelten Bauteilen auch dann möglich, wenn die relative Drehstellung der miteinander zu kuppelnden Bauteile bei der Montage nicht völlig exakt eingestellt wird. Dadurch wird ein schneller Werkzeugwechsel begünstigt.
Da der Hülsenträger eine axiale Einspannung der Werkzeughülse erlaubt, kann die Werkzeughülse als eine in Umfangsrichtung geschlossene Werkzeughülse ausgelegt sein. Eine solche nicht-aufweitbare Werkzeughülse ohne Längsschlitz ist bei ausreichender Wandstärke ein in sich stabiles Bauteil, das sich beim Hülsenwechsel ohne Gefahr der Beschädigung einfach handhaben lässt. Der Hülsenwechsel kann manuell oder mit Unterstützung geeigneter Einrichtungen (Roboter, Hebezeug oder dergleichen) teilautomatisch oder vollautomatisch durchgeführt werden. Bei manchen Ausführungsformen ist dem Werkzeugzylinder eine Hülsenwechsel-Hilfseinrichtung zugeordnet, die z.B. einen in das Innere der Werkzeughülse einführbaren Hülsenträgerabschnitt aufweisen kann. Es kann sich dabei um ein Rohr mit einem Satz rollen handeln, auf denen die Werkzeughülse nach außen rollen kann. Eine Greifeinrichtung, z.B. mit einem Backenfutter, das am freien Stirnende der Werkzeughülse angreift, kann vorgesehen sein, um das Herausziehen bzw. das Einschieben der neuen Werkzeughülse zu erleichtern.
Bei zahlreichen Anwendungen, beispielsweise bei der Verarbeitung von Heißprägefolien, müssen Werkzeugzylinder auf eine deutlich oberhalb der Raumtemperatur liegende Arbeitstemperatur gebracht werden, die beispielsweise im Bereich zwischen 150°C und 250°C liegen kann. Konventionelle Werkzeughülsen werden häufig mittels aufgeheiztem Öl auf ihre Arbeitstemperatur gebracht, welches in einer externen Heizeinrichtung auf eine Vorlauftemperatur vorgeheizt und dann durch Fluidkanäle im Werkzeugzylinder hindurchgefördert wird. Obwohl eine derartige flu- idgebundene Heizeinrichtung auch bei Werkzeughülsen gemäß der beanspruchten Erfindung möglich ist, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Werkzeugzylinder Heizelemente einer elektrisch betreibbaren Heizeinrichtung zum Heizen der Werkzeughülse aufweist. Die zum Heizen der Werkzeughülse erforderliche Heizenergie wird also unmittelbar im Werkzeugzylinder erzeugt, so dass Energieverluste in Zuleitungen etc. vermieden werden können. Es müssen lediglich elektrische Anschlüsse zu einer externen elektrischen Leistungsversorgung vorgesehen sein. Als besonders vorteilhaft haben sich Ausführungsformen erwiesen, bei denen die Heizeinrichtung Strahlungsheizelemente aufweist, die an der Außenseite des Trägerelements in der Weise angeordnet sind, dass sie die dem Trägerelement zugewandten Innenseite der Werkzeughülse berührungslos mittels Wärmestrahlung aufheizen können. Als Strahlungsheizelemente können Infrarotstrahler vorgesehen sein, die einen besonders hohen Heizleitungs-Wirkungsgrad haben. Durch die Montage an der Außenseite des Trägerelementes ist eine Auswechslung eventu- eil defekter Strahlungsheizelemente bei abgenommener Werkzeughülse besonders einfach möglich.
Eine berührungslos arbeitende Strahlungsheizung bietet als weiteren Vorteil, dass sie format-unabhängig arbeiten kann, so dass Werkzeug- hülsen unterschiedlicher Durchmesser mit ein und derselben Heizeinrichtung beheizt werden können.
Zur Steigerung des Wirkungsgrads der Heizeinrichtung kann an der Innenseite der Werkzeughülse eine Strahlungsabsorbierende Struktur und/oder eine Strahlungsabsorbierende Beschichtung vorgesehen sein. Die Innenseite kann beispielsweise durch Brünieren oder Auftragen einer Farbschicht geschwärzt sein. Häufig ist jedoch eine gesonderte Behandlung oder Beschichtung nicht notwendig, da eine unbearbeitete Innenseite einer metallischen Hülse bereits eine ausreichende Absorpti- onsfähigkeit für Heizstrahlung haben kann.
Als Alternative zu einer Strahlungsheizung kommt bei manchen Ausführungsformen auch eine Induktionsheizung der Werkzeughülse in Betracht, wobei entsprechende Induktionsspulen ebenfalls am Trägerele- ment angebracht sein können.
Um über die gesamte axiale Länge der Werkzeughülse eine ausreichend gleiche Beheizung zu ermöglichen, ist bei manchen Ausführungsformen vorgesehen, dass die Heizeinrichtung dafür ausgelegt ist, eine über die axiale Länge der Werkzeughülse variabel einstellbare Heizleistung zu erzeugen. Beispielsweise kann die Heizleistung in der Nähe der axialen Enden höher sein als im Mittelbereich der Werkzeughülse, so dass Wärmeverluste zu den axialen Enden ausgeglichen werden kön- nen, um über die gesamte axiale Länge der Werkzeughülse im Wesentlichen die gleiche Arbeitstemperatur zu erzielen.
Durch geschickte Auslegung der bei der Montage der Werkzeughülse beteiligten Komponenten ist es bei manchen Ausführungsformen möglich, dass die auswechselbare Werkzeughülse das einzige formatabhängige Bauteil des Werkzeugzylinders ist, so dass beim Hülsenwechsel außer der Werkzeughülse keine weiteren Bauteile durch andere, formatabhängige Bauteile ersetzt werden müssen. Für den Endnutzer ergeben sich hierdurch u.a. Kostenvorteile, da mit Ausnahme der Werkzeughülsen keine formatabhängigen Bauteile vorgehalten werden müssen. Für den Hülsenwechsel können sich erhebliche Zeitvorteile ergeben, da außer der Werkzeughülse keine weiteren Bauteile ausgebaut und durch andere ersetzt werden müssen.
Werkzeugzylinder der hier beschriebenen Art können bei entsprechender Anpassung der werkzeugtragenden Komponenten der Werkzeughülse an den jeweiligen Präge- oder Druckprozess in unterschiedlichen Präge- oder Druckmaschinen genutzt werden. Beispielsweise kommt die Verwendung in einer Folienprägemaschine (mit oder ohne Heizung) o- der in einer Offset-Druckmaschine oder in einer Lackiermaschine oder in einer Flexodruckmaschine in Betracht. Auch die Verwendung in komplexeren, ggf. mehrstufigen Druckveredelungsanlagen oder in Veredelungsmodulen für solche Anlagen ist möglich, z.B. in einer Druckverede- lungsanlage gemäß der WO 2010/124808 A1.
Die Erfindung betrifft auch ein Werkzeugzylinder-Set mit einem Hülsenträger und mehreren dem Hülsenträger zugeordneten Werkzeughülsen, wobei der Hülsenträger und die Werkzeughülsen derart aneinander an- gepasst sind, dass Werkzeughülsen unterschiedlicher Durchmesser des Werkzeugzylinder-Sets an dem Hülsenträger ohne konstruktive Änderung des Hülsenträgers und/oder ohne Verwendung und/oder Auswechslung formatabhängiger Bauteile anbringbar sind. - -
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Prägewerks einer Folien- prägemaschine, wobei das Prägewerk eine Ausführungsform ei- nes Werkzeugzylinders mit auswechselbarer Werkzeughülse aufweist;
Fig. 2 zeigt eine Ansicht eines in dem Prägewerk installierten Hülsenträgers gemäß einer Ausführungsform bei abgenommener Werk- zeughülse;
Fig. 3 zeigt eine Ansicht der mit einer Hirth-Verzahnung versehenen inneren Stirnseite eines Endstücks bei einer anderen Ausführungsform eines Hülsenträgers;
Fig. 4 zeigt den Hülsenträger aus Fig. 2 mit einer relativ großen Werkzeughülse; und
Fig. 5 zeigt den Hülsenträger aus Fig. 2 und 4 mit einer relativ kleinen Werkzeughülse.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE - -
Fig. 1 zeigt eine schematische, schrägperspektivische Ansicht mit wesentlichen Komponenten eines Prägewerks 100 einer Folienprägema- schine, die zum Heißprägen in Rund-Rund-Technik eingerichtet ist (Heißpräge-Rotationsmaschine). Beim Heißprägen wird bekanntlich eine zu beprägende Materiallage, beispielsweise ein Bedruckstoffbogen oder eine durchgehende Bedruckstoffbahn, durch einen Prägespalt geführt, der zwischen einer Prägewerkzeugträgereinrichtung und einem Gegendruckelement gebildet ist. Die Prägewerkzeugträgereinrichtung trägt ein oder mehrere Prägewerkzeuge, die beim Heißprägen mittels einer Heizeinrichtung aufgeheizt werden können. Während des Betriebs der Foli- enprägemaschine wird mindestens eine Prägefolienbahn so durch den Prägespalt geführt, dass sie während eines Prägeintervalls den gleichen Bewegungszustand wie die zu beprägende Materiallage hat. Die Folien- transportmittel sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die EP 0 718 099 B1 zeigt beispielhaft Möglichkeiten zur Ausgestaltung von Folientransportmitteln, die auch hier genutzt werden können.
Während des Prägeintervalls wird auf der Prägefolienbahn befindliches Prägegut, beispielsweise diskrete hintereinander liegende Prägeeinheiten wie Bilder, Texte und/oder Hologramme, oder ein aufzuprägender Teil einer Farbschicht oder Metallschicht, unter Einwirkung von Druck- und Temperatur auf die Materiallage übertragen. Bei der Rotationsmaschine wird die Prägewerkzeugträgereinrichtung durch einen Werkzeugzylinder 200 gebildet, der mit horizontaler Drehachse 202 in zwei parallel zueinander ausgerichteten, vertikalen Seitenwangen 1 12, 1 14 des Maschinengestells der Folienprägemaschine drehbar gelagert ist. Als Gegendruckelement dient ein mit horizontaler Drehachse unterhalb des Werkzeugzylinders achsparallel mit diesem angeordneter Gegendruckzylinder 300, der mittels geeigneter Lager in den Seitenwangen 1 12, 1 14 um seine Zylinderachse 302 drehbar gelagert ist. Die links gezeigte Seitenwange 1 12 liegt auf der Bedienerseite der Maschine, von der aus u.a. die Werkzeughülsenwechsel vorgenommen werden können. Die hintere Seitenwange 1 14 liegt auf der Antriebsseite, an der die für den Antrieb des Werkzeugzylinders und des Gegendruckzylinders vorgesehenen Einrichtungen angeordnet sind.
Im Betrieb der Folienprägemaschine begrenzen der Werkzeugzylinder 200 und der Gegendruckzylinder 300 im Bereich ihrer größten Annäherung den Prägespalt 140. Die zu beprägende Materiallage wird mittels geeigneter Transportmittel durch den Prägespalt geführt, wobei die Ma- teriallage über einen gewissen Umfangsabschnitt an der weitgehend zylindrischen Außenfläche des Gegendruckzylinders anliegt und von diesen lagerichtig gehalten wird. Das Beprägen erfolgt von der dem Gegendruckzylinder abgewandten Außenseite der Materiallage mit Hilfe von Prägewerkzeugen 222, die am Außenumfang des Werkzeugzylin- ders 200 auswechselbar angebracht sind. Zwischen dem Prägewerkzeug und der Materiallage verläuft die nicht dargestellte Prägefolienbahn, die von einem ebenfalls nicht näher dargestellten Folienwerk der Folienprägemaschine dem Prägespalt zugeführt und nach Gebrauch abgeführt wird.
Der Werkzeugzylinder 200 ist mehrteilig aufgebaut und umfasst als wesentliche Komponenten einen im Bereich der Seitenwangen gelagerten Hülsenträger 210 und eine vom Hülsenträger getragene auswechselbare Werkzeughülse 250.
Der Werkzeugzylinder ist in Fig. 1 in zwei unterschiedlichen Positionen gezeigt. Während des Betriebs der Maschine ist die Werkzeughülse 250 fest am Hülsenträger montiert und befindet sich dabei in ihrer Arbeitsstellung. Der Werkzeugzylinder nimmt während des Betriebs die gestri- chelt dargestellte Arbeitsposition in der Nähe des Gegendruckzylinders ein. Hierzu gehört die mit 202 gekennzeichnete Lage der Zylinderachse. In der mit durchgezogenen Linien dargestellten Wechselstellung ist der Werkzeugzylinder vom Gegendruckzylinder entfernt derart nach oben angehoben, dass die Werkzeughülse 250 durch einen kreisrunden Durchlass 214 in der Seitenwange 1 12 hindurch parallel zur Drehachse des Werkzeugzylinders abgezogen bzw. aufgeschoben werden kann. Hierzu gehört die mit 202' gekennzeichnete Lage der Zylinderachse.
Im Folgenden werden einige Ausführungsformen von Werkzeugzylindern mit auswechselbaren Werkzeughülsen anhand der Fig. 1 bis 5 erläutert. Fig. 2 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht des Trägerelements 210 aus Fig. 1 mit abgenommener Werkzeughülse. Fig. 4 zeigt eine Konfiguration des Werkzeugzylinders mit einer Variante einer Werkzeughülse 250-4 mit relativ großem Durchmesser und Fig. 5 zeigt eine Variante des Werkzeugzylinders mit einer Werkzeughülse 250-5 mit relativ kleinem Durchmesser, jeweils getragen vom gleichen Hülsenträger. Fig. 3 zeigt eine Ansicht auf die hülsenseitige Stirnseite eines Endstücks einer anderen Ausführungsform mit Kupplungsstrukturen in Form einer Hirth-Verzahnung. In den Zeichnungsfiguren sind identische oder einander entsprechende Komponenten jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Der mehrteilig aufgebaute Werkzeugzylinder 250 hat zwei Haupt- Komponenten, nämlich den Hülsenträger 210 und eine auswechselbare Werkzeughülse 250, die vom Hülsenträger bestimmungsgemäß abgenommen werden kann und im montierten Zustand vom Hülsenträger getragen wird. Der Hülsenträger 210 weist ein Trägerelement 220 in Form einer verwindungssteifen Hohlwelle auf, die im Wesentlichen zylindrische Außenkonturen und einem in Axialrichtung durchgehenden inneren Hohlraum hat. Das Trägerelement hat einen ersten axialen Endabschnitt 212, der an der Antriebsseite des Werkzeugzylinders liegt, sowie an der gegenüberliegenden Bedienerseite einen zweiten axialen Endabschnitt 214 (siehe Fig. 2, 4 und 5).
Jeder der Endabschnitte 212, 214 ist so bearbeitet, dass je ein Endstück des Hülsenträgers auf den zugehörigen axialen Endabschnitt axial auf- geschoben und an einer definierten Position drehfest befestigt werden kann. Der erste axiale Endabschnitt 212 trägt im zusammengebauten Zustand des Hülsenträgers bzw. des Werkzeugzylinders ein erstes Endstück 230, das auch bei abgenommener Werkzeughülse am Trägerele- ment verbleibt. Auf der gegenüberliegenden Bedienerseite ist ein zweites Endstück 240 vorgesehen, welches zum Hülsenwechsel vom Trägerelement 220 abgenommen wird (vgl. Fig. 1 ).
Beide Endstücke 230, 240 sind bei der Ausführungsform im Wesentli- chen als flache Scheiben oder Flansche ausgebildet, deren Außendurchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der größten vom Hülsenträger zu tragenden Werkzeughülse (vgl. Fig. 4). Bei der Montage des Werkzeugzylinders wird die Werkzeughülse 250 zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der Endstücke 230, 240 axial eingespannt, so dass alle Spannkräfte im Wesentlichen parallel zur Zylinderachse 202 wirken.
Wie anhand der Fig. 4 und 5 gut zu erkennen ist, ist der Hülsenträger 210 dafür eingerichtet, dass er Werkzeughülsen unterschiedlicher Durchmesser ohne konstruktive Veränderung am Hülsenträger aufnehmen bzw. tragen kann. Dafür sind die Komponenten so dimensioniert, dass der Außendurchmesser des Trägerelements (inklusive sämtlicher davon getragenen Komponenten mit Ausnahme der Endstücke) kleiner ist als der Innendurchmesser derjenigen Werkzeughülse 250-5, die den kleinsten Innendurchmesser aller für das Trägerelement vorgesehenen Werkzeughülsen hat. Fig. 4 zeigt zum Vergleich die Werkzeughülse 250-4 mit dem größten für das Trägerelement vorgesehenen Durchmesser, während Fig. 5 die Werkzeughülse 250-5 mit dem kleinsten Durchmesser zeigt.
Dadurch wird erreicht, dass bei jeder Werkzeughülse eines zu dem Hülsenträger 210 gehörigen Satzes bzw. Sets von Werkzeughülsen zwischen dem Trägerelement bzw. dessen Außenseite und der Werkzeug- - 1 o - hülse bzw. deren Innenseite ein radialer Abstand A2 (bei der kleinsten Werkzeughülse 250-5) bzw. A1 (bei der größten Werkzeughülse 250-4) verbleibt. Daraus ergibt sich, dass jede Werkzeughülse, für die der Hülsenträger vorgesehen ist, im montierten Zustand keinen direkten Berüh- rungskontakt mit dem zentralen Trägerelement 220 hat, sondern vielmehr nur indirekt über die Endstücke 230, 240 vom Trägerelement getragen wird.
Hierdurch ergeben sich zahlreiche Vorteile gegenüber konventionellen Lösungen, bei denen aufweitbare geschlitzte Werkzeughülsen verwendet werden, die auf eine exakt bearbeitete zylindrische Außenfläche eines Zylinderkerns kraftschlüssig aufgespannt werden.
Bei der vorliegenden Lösung kann zur Herstellung der Werkzeughülse ein in Umfangsrichtung geschlossenes Rohr verwendet werden, wodurch die Werkzeughülse einfach zu fertigen ist und bei geeigneter Wandstärke in sich so stabil sein kann, dass beim Hülsenwechsel eine einfache Handhabung möglich ist. Zudem ist es nicht erforderlich, die dem Trägerelement zugewandte Innenseite der Hülse mit hoher Präzisi- on Material abtragend zu bearbeiten, da die Innenseite nicht als Spannfläche dienen muss. Die Innenseite kann daher unbearbeitet bleiben, wodurch Fertigungskosten reduziert werden. Zudem entsteht zwischen der Werkzeughülse und dem Trägerelement im Bereich zwischen den Endstücken ein Zwischenraum, der für weitere Zwecke genutzt werden kann, was im Zusammenhang mit der Beschreibung der Heizeinrichtung noch erläutert wird.
Die Werkzeughülse 250 sollte im montierten Zustand exakt zur Drehachse des Werkzeugzylinders zentriert und gegenüber dem angetriebe- nen Hülsenträger gegen Verdrehung gesichert sein. Dies wird bei bevorzugten Ausführungsformen dadurch erreicht, dass an den der Werkzeughülse zugewandten inneren Stirnseiten der Endstücke und an den damit in Kontakt kommenden axialen Stirnseiten der Werkzeughülse zu- einander korrespondierende Kupplungsstrukturen vorgesehen sind, die eine formschlüssige, drehfeste Kupplung der Werkzeughülse mit dem Hülsenträger sowie eine Zentrierung der Werkzeughülse bezüglich des Hülsenträgers beim Zusammenbau automatisch bewirken.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 , 2, 4 und 5 werden die an den inneren Stirnseiten der Endstücke angebrachten zweiten Kupplungsstrukturen dadurch gebildet, dass an den ansonsten ebenen Stirnflächen jeweils sechs gleichmäßig um den Umfang verteilte radiale Stege 234 ange- bracht sind, die im Wesentlichen einen flachen Rechteckquerschnitt haben und sich jedenfalls in Richtung der Werkzeughülsenseite leicht verjüngen können. Die zugehörigen ersten Kopplungsstrukturen an den jeweils zugewandten Stirnseiten der Werkzeughülsen werden durch entsprechend dimensionierte radiale Ausnehmungen bzw. Nuten 254 an den Stirnseiten der Werkzeughülsen gebildet (siehe z.B. Fig. 4).
Beim Zusammenbau des Werkzeugzylinders wird die Werkzeughülse zunächst in eine Drehstellung gebracht, in der die stirnseitigen Ausnehmungen 254 mit den stirnseitigen Stegen der Endstücke fluchten, bevor die Endstücke axial aufeinander zu bewegt werden, um die Werkzeughülse einzuspannen. Durch den formschlüssigen Eingriff der Stege in die Nuten wird eine formschlüssige Mitnahme der Werkzeughülse erreicht, gleichzeitig wird diese zwischen den Endstücken zentriert. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind an den inneren Stirnseiten der Endstücke jeweils zweite Kopplungsstrukturen in Form einer Hirth-Verzahnung 334 vorgesehen. Die korrespondierenden Verzahnungen sind an den Stirnseiten der zugehörigen Werkzeughülsen vorgesehen. Durch den radialen Verlauf der Verzahnung sowie durch die drei- eckige Querschnittsform der Zähne wird eine Selbstzentrierung der Werkzeughülse beim Einspannen zwischen den Endstücken erreicht. Zudem muss bei dieser Ausgestaltung die Werkzeughülse zunächst nicht exakte in die richtige Drehstellung für die Montage gebracht wer- den. Vielmehr reicht es aus, wenn die Werkzeughülse so gedreht wird, dass die Zahnspitzen der einen Kupplungsstrukturen grob in die zugeordneten Ausnehmungen der gegenüberliegenden Kupplungsstrukturen eingreifen. Beim Einspannen der Werkzeughülse zwischen den Endstü- cken kann sich die Werkzeughülse dann gegebenenfalls noch etwas drehen, bis die richtige Drehlage vorliegt. Dadurch kann der Zusammenbau des Werkzeugzylinders weiter vereinfacht werden. Verschleiß an den Kanten der Kopplungsstrukturen kann weitgehend vermieden werden.
Werkzeugzylinder der hier beschriebenen Art können für viele Anwendungen im Bereich von Druckmaschinen oder Prägemaschinen genutzt werden. Im Beispielsfall wird der Werkzeugzylinder bei einer Folienprä- gemaschine zum Heißprägen verwendet. Hierzu muss der Werkzeugzy- linder bzw. dessen Außenseite im Betrieb auf eine Arbeitstemperatur gebracht werden, die deutlich oberhalb Raumtemperatur liegt und beispielsweise im Bereich zwischen 150°C und 250°C liegen kann. Für diesen Zweck ist der Werkzeugzylinder mit Heizelementen einer elektrischen Heizeinrichtung ausgestattet. Die Heizelemente werden durch langgestreckte Infrarotstrahler 272 gebildet, die gleichmäßig um den Umfang des Trägerelements 220 angeordnet sind und sich im Wesentlichen über den gesamten zwischen den montierten Endstücken liegenden inneren Abschnitt des Trägerelements erstrecken. Die Infrarotstrahler sind einzeln auswechselbar, der Wechsel kann bei abgenommener Werkzeughülse sehr einfach durchgeführt werden. Die elektrischen Zuleitungen zu den Sockeln am Trägerelement verlaufen im Inneren des hohlen Trägerelements zur Antriebsseite. Dort befinden sich Steckbuchsen, über die eine externe elektrische Leistungsversorgung angeschlossen werden kann.
Die Werkzeughülse kann über diese Strahlungsheizelemente von innen berührungslos geheizt werden. Die Innenseite der Werkzeughülse ist mit einer für Infrarotstrahlung absorbierend wirkenden Beschichtung be- schichtet, um einen hohen Wirkungsgrad des Wärmeübergangs von der Heizeinrichtung zur Werkzeughülse zu erreichen. Das Abstrahlprofil der Heizelemente 272 in Umfangsrichtung ist so gewählt, dass an der Innenseite einer Werkzeughülse unabhängig von deren Durchmesser der Leistungseintrag derart gleichmäßig ist, dass jedenfalls an der Außenseite der Werkzeughülse eine gleichmäßige Wärmeverteilung sowohl in Umfangsrichtung als auch über die gesamte für den Prägevorgang genutzten axialen Länge vorliegt. In den Bereichen der axialen Enden kann hierzu die Heizleistung größer als im Mittelbereich sein.
An der Werkzeughülse können ein oder mehrere Temperatursensoren angebracht sein, deren Signale zur Steuerung der Heizeinrichtung rückgekoppelt werden, um eine Regelung der Heizleistung zu ermöglichen. Dadurch können die Heizelemente beispielsweise intermittierend an- und ausgeschaltet werden, um für die Dauer der Nutzung eine weitestgehend gleichbleibende Außentemperatur des Werkzeugzylinders sicherzustellen.
Ein großer Vorteil der Nutzung einer Strahlungsheizung von der Innen- seite des Werkzeugzylinders liegt darin, dass diese Heizung formatunabhängig, d.h. unabhängig vom Durchmesser des Werkzeugzylinders arbeiten kann, ohne dass bauliche Veränderungen in der Heizeinrichtung nötig sind. Da bei der elektrischen Heizeinrichtung die zur Heizung erforderliche Wärme unmittelbar im Inneren des Werkzeugzylinders über die Strahlungsheizelemente durch Umwandlung der elektrischen Energie in Strahlungsenergie entsteht, können Energieverluste in den Zuleitungen gering gehalten werden. Gegenüber herkömmlichen Lösungen mit Öl- heizung sind dadurch erhebliche Energieeinsparungen möglich.
Ein schneller und bequemer Hülsenwechsel wird durch ein besonderes Lagerkonzept für den Werkzeugzylinder bzw. für den Hülsenträger be- günstigt. Der Hülsenträger ist auf der Antriebsseite fliegend gelagert, so dass er auch in seiner horizontalen Position bleibt, wenn für den Hülsenwechsel auf der gegenüberliegenden Bedienerseite keine Lagerung vorhanden ist (vgl. z.B. Fig. 2). Eine entsprechende Lageranordnung zur fliegenden Lagerung des Hülsenträgers kann grundsätzlich so aufgebaut sein, wie in der WO 2010/124808 A1 beschrieben. Der Offenbarungsgehalt dieser Patentanmeldung wird insoweit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht. Aufgrund der einseitigen fliegenden Lagerung ist eine zentrale Drehlagerung am bedienerseitigen Ende des Hülsenträgers nicht notwendig und auch nicht vorgesehen.
Die Lageranordnung zur fliegenden Lagerung des Hülsenträgers ist an bzw. in einem Lagerelement 1 16 angebracht, welches in der hinteren Seitenwange 1 14 angeordnet und gegenüber dieser in Vertikalrichtung oder in spitzem Winkel zur Vertikal richtung nach oben bzw. nach unten in Richtung des Gegendruckzylinders 300 bewegt werden kann. Durch die vertikale Bewegung des Lagerelements 1 16 ist somit eine Abstandsänderung zwischen dem Werkzeugzylinder und dem Gegendruckelement möglich und der Werkzeugzylinder kann für den Hülsenwechsel in die obere Wechselstellung (Position 202' der Achse) gebracht werden. Die Hubbewegung kann durch eine hydraulische oder auf andere Weise arbeitende Versteileinrichtung bewirkt werden. Mögliche Ausgestaltungen sind ebenfalls in der WO 2010/124808 beschrieben. Bei der Ausführungsform von Fig. 1 ist auch der Gegendruckzylinder 300 vertikal verstellbar. Hierzu ist die Trägerachse auf der Antriebsseite und auf der Bedienerseite in Lagerelementen 1 18, 1 19 gelagert, die jeweils vertikal verschiebbar in den Seitenwänden gelagert sind. Ein zugehöriger Versteilantrieb kann z.B. hydraulisch oder elektrisch arbeiten.
Bei einer nicht bildlich dargestellten Ausführungsform ist der Gegendruckzylinder 300 ebenfalls sehr einfach für unterschiedliche Prozesse umrüstbar. Hierzu kann der Gegendruckzylinder mehrteilig aufgebaut sein und einen Hülsenträger und eine davon getragene auswechselbare Gegendruckzylinderhülse aufweisen. Hierfür können ggf. Maßnahmen genutzt werden, die für die Konstruktion von auswechselbaren Werkzeughülsen bereits bekannt sind. Vorzugsweise kann ein Gegendruck- zylinder einen ähnlichen Aufbau haben wie die in dieser Anmeldung beschriebenen Werkzeugzylinder. Beispielsweise kann eine in Umfangs- richtung geschlossene Gegendruckzylinderhülse zwischen Endstücken eines Hülsenträgers axial eingespannt werden. Dadurch werden Formatänderungen bei bahnverarbeitenden Rund-Rund-Maschinen deutlich einfacher und kostengünstiger als in herkömmlichen Maschinen.
Für die Drehlagerung des Werkzeugzylinders während des Betriebs der Prägemaschine sind besondere Einrichtungen vorgesehen, die im Zusammenhang mit den Fig. 2, 4 und 5 näher erläutert werden. An den Endstücken 230, 240 sind Laufringe mit präzise bearbeiteter, zylindrischer Außenfläche angebracht. Diese Laufringe arbeiten in der Arbeitsstellung des Werkzeugzylinders mit Stützrollen zusammen, die achsparallel zu den Laufringen drehen und an Lagerelementen angebracht sind, welche wiederum an den Innenseiten der Seitenwangen montiert sind.
Eine untere erste Rollenanordnung 290 hat vier untere Stützrollen 292-1 bis 292-4, die jeweils paarweise an der Antriebsseite und der Bedienerseite gestellfest angebracht sind.
Eine obere zweite Rollenanordnung 296 hat ebenfalls vier Stützrollen 298-1 bis 298-4, die paarweise an der Antriebsseite und an der Bedienerseite oberhalb des Hülsenträgers angeordnet sind. Die Rollen der zweiten Rollenanordnung sind mit Hilfe einer Versteileinrichtung in Rich- tung auf den Hülsenträger bzw. in Gegenrichtung verstellbar. Diese Verstellmöglichkeit wird einerseits beim Hülsenwechsel genutzt, um die Werkzeughülse freizugeben. Andererseits wird die Verstellmöglichkeit zur Druckanstellung und Druckabstellung genutzt. Zum Gegendruckzy- - linder gehört eine Andrückeinrichtung, die es erlaubt, den Gegendruckzylinder mit einem präzise einstellbaren Druck an das durch den Arbeitsspalt geführte Flachmaterial von unten zu pressen. Der Anpressdruck des Gegendruckzylinders kann während des Betriebs im Bedarfs- fall verstellt werden. Die Verstellbarkeit des Gegendruckzylinders erlaubt auch eine Einstellung des Achsabstands zwischen dem Gegendruckzylinder und dem Werkzeugzylinder bei der Verwendung von Werkzeugzylindern bzw. Werkzeughülsen unterschiedlicher Durchmesser. Alternativ können auch Rollenanordnungen der Art genutzt werden, die in der WO 2010/128808 A1 beschrieben sind.
Mit Hilfe von Werkzeugzylindern der hier beschriebenen Art kann auf kostengünstige Weise die Flexibilität von Prägemaschinen oder Druck- maschinen gegenüber herkömmlichen Lösungen erheblich erweitert werden. Zu einer Prägemaschine oder Druckmaschine kann ein Werkzeugzylinder-Set geliefert werden, welches einen einzigen Hülsenträger (mit Trägerelement und Endstücken) sowie mehrere daran angepasste Werkzeughülsen unterschiedlicher Durchmesser und/oder unterschiedli- eher Ausstattung umfasst. Ein Werkzeugzylinder-Set kann beispielsweise 2, 3, 4 oder 5 unterschiedlich dimensionierte Werkzeughülsen umfassen. Es ist auch möglich, dass ein Werkzeugzylinder-Set zwei oder mehr Werkzeugzylinder gleichen Durchmessers umfasst, die jedoch mit unterschiedlichen Werkzeugen bzw. Werkzeuganordnungen (Klischees oder Prägewerkzeugen) bestückt sind. Der Hülsenträger kann einmal in der Maschine montiert werden und kann dann auch bei Formatwechseln in der Maschine verbleiben. Für einen Formatwechsel ist dann lediglich die Auswechslung einer Werkzeughülse erforderlich, die bei bevorzugten Ausführungsformen das einzige Formatteil eines Werkzeugzylinder- Sets ist.
Werkzeugzylinder der hier beschriebenen Art können, wie beispielhaft gezeigt, bei Präge- oder Druckmaschinen eingesetzt werden, die nach dem Rund-Rund-Prinzip arbeiten, wobei das Gegendruckelement ein Gegendruckzylinder ist. Auch die Verwendung bei Präge- oder Druckmaschinen für die Rund-Flach-Technik ist möglich. Dort ist das Gegendruckelement eine intermittierend ansteuerbare Gegendruckplatte. Werkzeugzylinder der hier beschriebenen Art können bei Bogenmaschi- nen eingesetzt werden, die zu bedruckendes oder zu beprägendes Bo- genmaterial (Einzelbögen) verarbeiten. Es ist auch möglich, bahnverarbeitende Maschinen (Bahnmaschinen bzw. Web-Maschinen) mit Werkzeugzylindern der hier beschriebenen Art auszustatten. Für bahnverar- beitende Rund-Rund-Maschinen kann es vorteilhaft sein, wenn der Gegendruckzylinder ebenfalls auswechselbar ist.
Im Beispielsfall ist ein intern beheizbarer Werkzeugzylinder für eine Heißprägemaschine konstruiert. Es gibt auch Ausführungsformen ohne integrierte Heizelemente. Werkzeugzylinder können für unterschiedliche Druckverfahren oder Druckveredelungsverfahren ausgelegt sein. Bei einem Werkzeugzylinder für eine Offset-Druckmaschine kann die Außenseite der Werkzeughülse Einrichtungen zum Aufspannen einer Offsetplatte aufweisen, deren Außenseite strukturiert sein kann. Durch Tauschen von Werkzeugzylindern mit unterschiedlichen Durchmessern kann eine Anpassung an andere Nutzenlängen schnell und wirtschaftlich durchgeführt werden. Anstelle einer Offsetplatte kann ein auswechselbarer Werkzeugzylinder eine Lackplatte zum Übertragen von Lack auf ein bahn- oder bogenförmiges Flachmaterial tragen. Eine auswechselbare Werkzeughülse kann auch zum Tragen einer Gummiplatte eingerichtet sein und in eine Flexodruckmaschine eingebaut werden.

Claims

Patentansprüche
1. Werkzeugzylinder, insbesondere zur Verwendung als ein mit einem Gegendruckelement (300) zusammenwirkender Arbeitszylinder einer Präge- oder Druckmaschine, mit einem Hülsenträger (210) und einer an dem Hülsenträger lösbar befestigbaren, auswechselbaren Werkzeughülse (250, 250-4, 250-5), dadurch gekennzeichnet,
dass der Hülsenträger (210) ein Trägerelement (220) aufweist, welches an einem ersten axialen Endabschnitt (212) ein erstes Endstück (230) und an einem zweiten axialen Endabschnitt (214) ein zweites Endstück (240) trägt, wobei die Werkzeughülse im montierten Zustand des Werkzeugzylinders zwischen den Endstücken (230, 240) eingespannt ist und in einem Bereich zwischen den Endstücken zwischen dem Trägerelement und der Werkzeughülse ein radialer Abstand (A1 , A2) existiert.
2. Werkzeugzylinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughülse (250, 250-4, 250-5) und die Endstücke (230, 240) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Werkzeughülse im montierten Zustand axial zwischen den Endstücken einspannbar ist.
3. Werkzeugzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (220) als Hohlwelle ausgebildet ist und/oder worin die Endstücke (230, 240) als scheibenförmige Flansche ausgebildet sind.
4. Werkzeugzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenträger (210) dafür eingerichtet ist, Werkzeughülsen unterschiedlicher Durchmesser zu tragen, wobei ein Außendurchmesser des Trägerelements kleiner ist als ein Innendurchmesser der Werkzeughülse (250-5) mit dem kleinsten Innendurchmesser und ein für die Einspannung wirksamer Durchmesser der Endstücke (230, 240) größer ist als ein Innendurchmesser der Werkzeughülse (250-4) mit dem größten Innendurchmesser.
5. Werkzeugzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughülse (250) an axialen Stirnseiten erste Kupplungsstrukturen (254) aufweist und die Endstücke (230, 240) an den der Werkzeughülse zugewandten Stirnseiten zweite Kupplungskonturen (234, 334) aufweisen, wobei die ersten und zweiten Kupplungskonturen zur formschlüssigen drehfesten Kupplung der Werkzeughülse zwischen den Endstücken ausgebildet sind.
6. Werkzeugzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Kupplungsstrukturen Vorsprünge und/oder Ausnehmungen aufweisen, die radial zu einer Drehachse (202) des Werkzeugzylinders (250) verlaufen, wobei vorzugsweise die ersten Kupplungsstrukturen und die zweiten Kupplungsstrukturen als Hirth- Verzahnung (334) gestaltet sind.
7. Werkzeugzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugzylinder (250) Heizelemente (272) einer elektrischen Heizeinrichtung zum Heizen der Werkzeughülse aufweist.
8. Werkzeugzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung Heizelemente (272) aufweist, die an der Außenseite des Trägerelements (220) angeordnet sind.
9. Werkzeugzylinder nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente als Strahlungsheizelemente ausgelegt sind, wobei die Strahlungsheizelemente vorzugsweise Infrarotstrahler sind.
10. Werkzeugzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughülse eine Innenseite mit einer Strahlungsabsorbierenden Struktur und/oder Beschichtung aufweist.
1 1. Werkzeugzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughülse eine in Umfangsrich- tung geschlossene Werkzeughülse ist.
12. Präge- oder Druckmaschine mit mindestens einem Werkzeugzylinder (250) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1.
13. Präge- oder Druckmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Folienprägemaschine ausgelegt ist, insbesondere zum Heißprägen.
14. Präge- oder Druckmaschine nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch einen Gegendruckzylinder, der gemeinsam mit dem Werkzeugzylinder einen Arbeitspalt begrenzt, wobei der Gegendruckzylinder mehrteilig aufgebaut ist und einen Hülsenträger sowie eine davon getragene Gegendruckzylinderhülse aufweist, wobei vorzugsweise eine in Umfangsrichtung geschlossene Gegendruckzylinderhülse zwischen Endstücken eines Hülsenträgers axial eingespannt ist.
15. Werkzeugzylinder-Set mit einem Hülsenträger (210) und mehreren dem Hülsenträger zugeordneten Werkzeughülsen (250, 250-4, 250-5), wobei der Hülsenträger und die Werkzeughülsen derart aneinander an- gepasst sind, dass Werkzeughülsen unterschiedlicher Durchmesser des Werkzeugzylinder-Sets an dem Hülsenträger ohne konstruktive Änderung des Hülsenträgers und/oder ohne Verwendung und/oder Auswechslung formatabhängiger Bauteile anbringbar sind.
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