INTAGLIO PRINTING CYLINDER COMPRISING A CORE AND A DETACHABLE SLEEVE

Abstract: Intaglio printing cylinder comprising a core and a detachable sleeve connected thereto, where the core is essentially solid, consists of metal and is provided with channels for the passage of compressed air to its outer surface, and where the sleeve may be pushed onto and lifted from the core by an air cushion which can be produced by the compressed air, the sleeve (3) consisting of at least three concentric layers (31, 33, 34), the innermost layer (31) being of material which has low elasticity and is only slightly compressible, the middle layer (33) being of a rigid and naturally stable material, the inner and or middle layers (31, 33) each being able to vary their thickness, and the outer layer (34) being of copper. <IMAGE>

Description: Tiefdruckzylinder, bestehend aus einem Kern und einer lösbar mit diesem verbundene @@lse Die Brfindung betrifft einen Tiefdruckzylinder, bestehend aus einem Kern und einer lösbar mit diesem verbundenen flijise, wobei der Kern im wesentlichen massiv ist und aus Metall besteht und mit Kanälen zur Führung von Druckluft zu seiner Autenfltiche versehen ist, und wobei die Hülse mittels eines durch die Druckluft erzeugbaren Luftpolsters auf den Kern aufschiebbar und von diesem abziehbar ist. Tiefdruckzylinder der genannten Art sind dem Fachmann auf den Gebiet der flruckmaschinentechniI', aus Versuchen der einschlägigen Industrie an sich bekannt. Sie haben den Zweck, die Handhabung der Druckzylinder zu vereinfachen und den Transport zu verbilligen, indem die Kerne ir Druckereibetrieb verbleiben und lediglich die Hülsen ohne Kern zwischen Gravurbetrieb und Druckerei hin und her transportiert werden. In der Praxis haben sich diese Druckzylinder aber noch nicht durchsetzen können. Der Grund hierftir ist die bisher mangelhafte Qualität der Druckzylinder und des Druckergebnisses derartiger pruckzylinder. Die Ursache für die mangelnde Druckqualität sind in der Au6gestal- tung der hülse zu suchen. Die bekannten Hülsen sind so ausgeführt, dass sie eine gewisse Elastizität aufweisen und unter der Einwirkung von Druckluft aufweitbar sind. Hierzu werden z. B. elastische fletalle, wie Nickel, als Ilülsenmaterial unterhalb der notwendigerweise vorhandenen äusseren Kupferschicht verwendet. Zur Gewährleistung einer für die erforderliche Aufweitung noch aus reichen- den Elastizität der Hülse rnuj diese relativ dünnwandig ausgeführt sein. Dies wiederum hat zur Folge, dai sich die äuiere Kupferschicht im Einsatz leicht von ihrer Unterlage löst und dass so der Druckzylinder unbrauchbar wird. Auterdem besteht die Gefahr, dai; die dünnwandigen Hülsen beim Transport oder bei der Handhabung beschädigt werden. Dies deutet bereits auf den nächsten Nachteil hin, der darin besteht, da@ trotz der Trennbarkeit von Kern und Hülse die Zahl der vorzuhaltenden, unterschiedlich groben Kerne nicht oder nicht wesentlich vermindert werden kann. Bei beiden bekannten Hülsenausführungen ist die Variationsbreite des Aussendurchmessers der pulse bei festem Innendurchmesser, d. h. festem Aufendurchmesser des Kerns, sehr begrenzt. Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Tiefdruckzylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der die aufgeführten Nachteile vermeidet, und der insbesondere ein einwandfreies, einem einstückigen Druckzylinder g)eichwertiges Druckergebnis gewährleistet, der eine deutlich Reduzierung der vorzuhaltenden Kerngrössen erlaubt und bei dem die Jliilse eine für den Druckbetrieb und den Transport sicher ausreichende Stabilität aufweist. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgetnä±. durch einen Tiefdruckzylinder der eingangs genannten Art, bei dem die Hülse aus zumindest drei konzentrischen Lagen besteht, dai die innere Lage aus einem geringelastischen Material besteht und geringfügig kompressibel ist, dai die mittlere Lage aus einem starren und in sich stabilen tlater ial besteht, da@ die innere und/oder die mittlere jeweils in ihrer Dicke variieren können, und da die au, ere Lage eine Kupferschicht ist. Ein derartiger Tiefdruckzylinder bietet den Vorteil, daj der Innendurchmesser der Hülse in einem für das Aufziehen auf den Kern und das Abziehen von dem Kern ausreichenden Nass vergröBerbar ist und dass zugleich der Au.en- durchmesser und die äussere Form der Hülse völlig konstant und beständig sind. Die stabile Hülse gewährleistet einen exakten Rundlauf während des Druckvorganges und damit eine gute Druckgualität. Da die innere Lage lediglich geringelastisch und geringfügig kompressibel ist, können Relativbewegungen zwischen Kern und Hülse bei den während des Drucken üblichen Andruckkrtiften praktisch nicht auftreten. Durch die mögliche Variation der Dicke sowohl der inneren Lage als auch der mittleren Lage der Hülse können bei gleichem Innendurchmesser Hülsen mit den unterschiedl ichsten AuDendurchmessern bzw. Umfängen hergestellt werden. Die Zahl der erforderlichen Kerndurchmesser kann damit durch eine relativ weite Abstufung drastisch verringert werden. Aufgrund ihrer Eigenstabilität ist die ilülse des erfindungsge mässen Tiefdruckzylinders gegen Verformungen und Besch- digungen bei Jiandhabung und Transport weitestgehend geschützt, ohne da@ aufwendige Vorsichtsma@nahmen erforderlich wären. Ein bevorzugtes Material für die innere Lage der Hülse ist Gummi, weil es zum einen in der erforderlichen Elastizität frei einstellbar ist und zum anderen in ausreichender Exaktheit bearbeitbar ist. Zwar könnte zur Gewährleistung der Kompressibilität ein poröses Material als inneres material der Hülse verwendet werden, doch ergibt sich hier der flachteil, dass das Gesamtvolumen der Porenrtume und damit das tiass der Kom pressibilität nicht exakt bestimmbar und gleichmässig innerhalb des Materials verteilbar ist. Es ist deshalb bevorzugt vorgesehen, dass das tiaterial der inneren Lage der Hülse porenfrei ist und dass auf der Haubenseite des Materials eine Vergrösserung des Innendurchmessers der inneren Lage erlaubende Aussparungen angeordnet sind. Es kann so durch die Zahl, Form, Tiefe und Lage der Aussparungen das Mass der Kompressibilität der inneren Lage und damit das Mass der Vergrösserbarkeit des Innendurchmessers der Hülse exakt festgelegt werden. Die Anordnung der Aussparungen auf der Au.enseite der inneren Lage ergibt eine vorteilhaft glatte Innenfläche der Hülse, was das Auf- und Abziehen erleichtert und die innere Lage vor Beschädigungen schützt. Für das die innere Lage bildende Gummi ist eine Shore Härte zwischen 70 und 110, vorzugsweise zwischen 85 und 90 vorgesehen. JIierr0it lässt sich nach praktischen Versu- chen bei Aussparungen in Material von etwa 5 % des Gesamtvolumens der inneren Lage, bei etwa 5 mm tiaterial- strI: :e und einem Luftdruck von etwa 6 bar eine VergröLe- rung des Innendurchmessers von etwa 0,1 mm erreichen, was für ein leichtgängiges Aufziehen und Abziehen der @älse ausreicht. nei nichtangelegter Druckluft konnte dagegen die Hülse mit einer Abzugskraft von 1500 kp nicht vom Korn abgezogen werden, wie sich bei Versuchen zeigte. Eine besonders günstige und vorteilhafte Form der Aut;- sparungen auf der Auenseite der inneren Lage der Hülse wird durch wenigstens eine wendelartig umlaufende flache flut gebildet. Diese Form bietet eine besonders hohe Scherstabilität der inneren Lage, da deren Aussenseite nicht in separate Segmente geteilt ist, sondern eine in Umfangsrichtung durchgängige Form aufweist. hinzu kommt, da@ diese Aussparungen z. 13. auf einer Drehbank relativ leicht und exakt herstellbar sind. Zur Gewährleistung einer exakten Einhaltung des Innendurchmessers, der Rundheit und Konzentrizität der Hülse ist vorgesehen, dass zumindest die innere Lage der Hülse winschlie. lich der Aussparung auf einem Mutterkern mit de Durchmesser des die Hülse für den Druckvorgang aufnehmenden Kerns hergestellt ist. Für die Variation der Aussendurchmesser der hülse bei konstantem Kerndurchmesser ist u. a. die Dicke der inneren Lage der Hülse veränderbar. Vorzugsweise beträgt die Dicke der inneren Lage der Hülse zwischen 3 und 30 mm. In diesem Dickenbereich wird sowohl eine ausreichende Vergrösserbarkeit des Innendurchmessers als auch eine genügende Stabilität und Exaktheit des Druckzylinders gewährleistt. Ein bevorzugtes Haterial für die mittlere Lage der Hülse, die für die Erzeugung der erforderlichen Stabilität verantwortlich ist, ist glasfaserverstärkter llunststoff. Dieses Material besitzt ein relativ geringes Gewicht und bietet schon bei geringen Wandungsstärken eine sehr hohe mechanische Stabilität und Beanspruchbarkeit, wie z. B. aus dem nootsbau bekannt ist. Zur weiteren Erhöhung der Stnbilitt kann in das Material noch eine zusätzliche Armierung, vorzugsweise aus Metallgitter- oder Gewebe eingebracht sein. Zur Sicherstel)ung einer intensiven und dauerhaften Verbindung der buJ,eren Kupferschicht mit dem übrigen Teil der Hülse ist zweckmäig auf die Aussenseite der mittleren Lage eine Nickelschicht geringer Dicke aufgebracht. Die Aufbringung erfolgt vorzugsweise durch stromlose Vernicl;elung. Die folgende Kupferschicht kann dann z. B. galvanisch erzeugt werden. Ein anderes für die mittlere Lage der Hülse vorteilhaft verwendbares Material ist metall, hier vorzugsweise Aluminium oder Stahl. Hiermit kann eine noch höhere Stabilität und Starrheit der Hülse erreicht werden, was aber mit einem höheren Gewicht der Hülse verbunden ist. Welches Material letztendlich im konkreten Fall verwendet wird, hängt von den Erfordernissen und Ansprüchen des Anwenders sowie von der Gröte des Druckzylinders ab. Neben der Variation der Dicke der inneren Lage der Hülse kann auch eine Variation der Dicke der mittleren Lage der Hülse zur Erzeugung unterschiedlicher AuJ:endurchmesser der Hülse bei konstantem Kerndurchmesser dienen. Die Dicke der mittleren Lage der Hülse beträgt dabei vorzugsweise zwischen 3 und 50 mm. Dieser Dickenbereich erlaubt einerseits eine sehr weite Abstufung der Kern- durchmesser und gewährleistet andererseits eine ausreichende Starrheit der Hülse, ohne dass deren Gewicht für eine einfache Handhabung zu hoch wird. Zum mechanischen Schutz der Stirnseiten der Hülse und zur Ermöglichung eines galvanischen Verkupferns entsprechend dem Verfahren bei üblichen einstückigen Druckzylindern ist vorgesehen, da.: an der Hülse stirnseitig im Bereich der inneren und mittleren Lage je ein Ring aus elektrisch leitendem Material angeordnet ist, dessen Innendurchmesser geringfügig grö.er ist als der der inneren Lage und dessen Au@endurchmesser etwa dem Aui.en- durchmesser der mittleren Lage entspricht. ueber diese Ringe kann in bekannter Weise die Stromleitung während des Galvanisierens; ; erfolgen. Au.rdem kann die Kupferschicht stirnseitig um die Kanten herum auch auf die Au enf)ache der Ringe aufgebracht werden, was die Halt- barkeit der Kupferschicht auf dem übrigen Teil der Hülse und damit die Standzeit des Druckzylinders verbessert. SchlieJlich ist bei dem Druckzylinder gemä. vorliegender Erfindung noch vorgesehen, da; der Kern auf seiner Auünflächen von den Enden der Kanäle für die Führung der Druckluft ausgehende, umlaufende flache Nuten aufweist. Hierdurch wird eine gleichmcìi.ige Verteilung der Druckluft und damit der durch diese erzeugten Kräfte auf die Innenseite der Hülse gewährleistet. Krafteinwirkungen auf die Hülse, die zu einer Abweichung von der erwünschten e > :akten Zylinderform führen, werden so vermieden. Au@erdem kann so die Zahl der in den Kern einzubringenden Anale oder Bohrungen zur Führung der Druckluft zur Kernau:enseite kostensparend vermindert werden. Tm folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Tiefdruckzylinder gemä1 der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt mit teilweise vom Kern abgezogener Hülse. Wie aus der Figur ersichtlich ist, besteht das dargestellte Aut.führungsbeispiel des Tiefdruckzylinders im wesentlichen aus einem Kern 2 und einer diesen umgebenden Hirse 3. Der Kern 2 hat die Form eines Zylinders mit stirnseitigen Achsatummeln 21 zur Lagerung des Druck Zylinders während des Druckvorganges. In seinem Inneren weist dGL ansonsten aus massivem tletall, im allgemeinen Zahl, bestehende Kern 2 einen zentralen Luftkanal 22 sowie eine Anzahl von von diesem radial nach au@en zur Aussenflüctie 25 des Kerns 2 führenden Luftkanölen 23 auf. Einseitig Ist der zentrale Luftkanal 22 nach augen durchgeführt und im bereich der Stirnseite des einen Achsstunmels 21 mit einem Anschluistück 26 versehen. An dieses Anschlu,stAck 26 ist mittels einer passenden Kupplung 41 ein Druckluftschlauch 4 anschliexbar. Die Hülse 3 besteht im wesentlichen aus drei Lagen, niimlich einer inneren Lage 31, einer mittleren Lage 33 und einer äuteren Lage 34, die jeweils konzentrisch zur Rotationsachse des Druckzy)inders 1 angeordnet sind. Die innere Lage 31 der Hülse 3 besteht aus einem elastischen Gurlmimaterial, und weist auf ihrer Aussenseite Aussparungen 32 in Form von in Umfangsrichtung verlaufenden fluten auf. Die Innenseite 36 der inneren Lage 31 ist dagegen glattflächig ausgeführt. Die mittlere Lage 33 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem starren Material, hier im Ausführungsbeispiel glasfaserverstärk- ter Kunststoff. An die innere Lage 31 und die mittlere Lage 33 ist stirnseitig auf jeder Seite ein umlaufender lletallring 35 angeordnet, der mit den beiden Lagen 31 und 33 beispielsweise durch Verklebung verbunden ist. Zu;er als mechanischer Schutz für die beiden Lagen 31 und 33 dienen die Ringe 35 der tibertragung des für eine galvanische Aufbringung der äuteren Lage 34 erforderli chen elektrischen Stromes. Bei der äuferen Lage 34 handelt es sich - wie bei Tiefdruckzylindern üblich - um eine Kupferschicht. Diese ist an den Stirnseiten 34' kantenumgreifend auch auf die Ringe 35 aufgebracht. Dabei weist die die äutere Lage 34 bildende Kupferschicht vorzugsweise eine solche Dicke auf, dal; die Kanten im Bereich der Stirnseiten 34' in ausreichender Weise abgerundet werden können. Zwischen der mittleren Lage 33 und der inneren Lage 34 kann zur Ermög)iciung einer galvanischen Verkupferung vor der Galvanisierung eine Nickelschicht (nicht dargestellt) aufgebraciit werden. Die innere Lage 31 und die mittlere Lage 33 sind vorzugsweise unter Freilassung der Aussparungen 32 miteinander durch Verklebung verbunden. Zur Ermöglichung eines Abziehens der Hülse 3 vom Kern 2 bzw. eines Aufschiebens der flülse 3 auf den Kern 2 wird der zentrale Luftkanal 22 über den Schlauch 4 mit Druckluft beschickt, die über die radial verlaufenden Kanäle 23 zur Auienseite 25 des Kerns 2 gelangt. Im Bereich der äuteren Enden der radial verlaufenden Kanäle 23 sind auf der Au4.enseite 25 des Kerns 2 in Umfangsrichtung umlau- fende flache fluten 24 angeordnet, durch welche sich die Druckluft gleichmAiig auf dem Umfang des Kerns 2 verteilt. Hierdurch wird zwischen der Aussenseite 25 des Kerns 2 und der Innenseite 36 der Hülse 3 ein Luftpolster von einer für ein leichtes Aufschieben bzw. Abziehen der Hülse 3 ausreichenden Dicke erzeugt. In der Figur ist der Spaltraum zwischen der Auènseite 25 des Kerns 2 und der Innenseite 36 der Hülse 3 übertrieben grof dargestellt; in der Praxis genügt bereits ein Spaltraum von 0,1 mm oder weniger, un die Hülse 3 gegen über dem mixern 2 mit geringem Kraftaufwand bewegen zu können. flach Wegnahme des Druckes der zugeführten Luft, z. B. durch Abnehmen des Schlauches 4 vom Schlauchanschluss 26 des Kerns 2 legt sich die Innenseite 36 der Hülse 3 innig an die Au:.enseite 25 des Kerns 2 an, wodurch eine ausreichend feste und formstabile Verbindung zwischen Kern 2 und Hülse 3 hergestellt wird.

Claims: Patentansprüche: 1. Tiefdruckzylinder, bestehend aus einem Kern und einer lösbar mit diesem verbundenen Hülse, wobei der Kern im wesentlichen massiv ist und auss Metall be steht und mit ianälen zur Führung von Druckluft zu seiner Aujenfl.iche versehen ist, und wobei die Hülse mittels eines durch die Druckluft erzeugbaren Luft polsters auf den Kern aufschiebbar und von diesem abziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, da, die Hülse (3) aus zumindest drei konzentrischen Lagen (31, 33, 34) besteht, dai die innere Lage (31) aus einem qeringelastischen Material besteht und geringfügig kompressibel ist, da: : die mittlere Lage (33) aus einem starren und in sich stabilen Material besteht, da; die innere und/oder die mittlere (31, 33) jeweils in ihrer Dicke variieren können, und da. die Au.ere Lage (34) eine Kupferschicht ist. 2. Tiefdruckzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daj. die innere Lage (31) der Hülse (3) aus Gummi besteht. 3. Tiefdruckzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der inneren Lage (31) der Hülse (3) porenfrei ist und da; auf der Auienseite des Materials eine Vergrölerung des Innendurchmessers der inneren Lage (31) erlaubende Aussparungen (32) angeordnet sind. 4. Tiefdruckzylinder nach den Ansprüchen 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass das die innere Lage (31) der Hülse (3) bildende Gummi eine Shore-Härte zwi schen 70 und 110, vorzugsweise zwischen 85 und 90 hat. . , Tiefdruckzylinder nach den Ansprüchen 1 bis 4, da- durch gekennzeichnet, da.* die Aussparungen (32) auf der Aussenseite der inneren Lage (31) der Hülse (3) durch wenigstens eine wendelartig umlaufende flache flut: gebildet sind. 6. Tiefdruckzylinder nach den Ansprüchen 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, das zumindest die innere Lage (31) der Hülse (3) einschliälich der Aussparung (32) auf einem tiutterkern mit dem Durchmesser des die Hülse (3) für den Druckvorgang aufnehmenden Nerns (2) hergeste)lt ist. 7. Tiefdruckzylinder nach den Ansprüchen 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, da;: die Dicke der inneren Lage (31) der Hülse (3) zwischen 3 und 30 mm beträgt. 8. Tiefdruckzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, da@ die mittlere Lage (33) der Hülse (3) aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht. 9. Tiefdruckzylinder nach den Ansprüchen 1 und 8, da durch gekennzeichnet, da; die mittlere Lage (33) der Hülse (3) eine Armierung, vorzugsweise aus Metall- gitter- oder Geflecht aufweist. 10, Tiefdruckzylinder nach den Ansprechen 1, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dai auf die Aujenseite der mittleren Lage (33) der Hülse (3) eine flickelschicht geringer Dicke aufgebracht ist. 11. Tieföruckzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, da@ die mittlere Lage (33) der Iliilse (3) aus Metall, vorzugsweise Aluminium oder Stahl, be steht. 12. Tlefdiuckzylinder nach den Ansprüchen 1 und fl bis 11, dadurch gekennzeichnet, da@ die Dicke der mitt leren Lage (33.) der Hülse (3) zwischen 3 und 50 mm beträgt. 13. Tiefdruckzylincier nach den An±;prüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeicilnet, da@ an der Hülse (3) stirn seitig im Bereich der inneren ujnd mittleren Lage (31, 33) je ein Ring (35) aus elektrisch leitendem Material angeordnet ist, dessen Innendurchmesser geringfügig gröber ist als der der inneren Lage (31) und dessen Au: endu rchmesser etwa dem Auitendurchmes- scr der mittleren Lage (33) entspricht. 14. Tiefdruckzylinder nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (2) auf seiner Auj-enfläche (25) von den Enden der Kanäle (23) für die Führung der Druckluft ausgehende, umlaufende flache Nuten (24) aufweist.

Inventors: SAUERESSIG, KARL
Applicants: SAUERESSIG & CO.
Application year: 1986
Main classification: B41F13
IPC codes: B41F27