安裝印版的滾筒的製作方法

2023-06-01 13:09:16 2

專利名稱：安裝印版的滾筒的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1的前序部分所述的安裝印版的滾筒。
背景技術：
長期以來，此類具有由碳纖維強化塑料(CFK)製成的套筒的印版滾筒是眾所周知的。所有這些套筒是通過使碳纖維絲在卷取機中繞著卷繞心軸卷繞且嵌入塑料基體中而製成的。US4359356描述了這樣一種裝置。
EP1025996B1中所述的印版滾筒終被授予專利，該印版滾筒同樣含有一個帶這種卷繞支架的套筒。對專業人員來說，該滾筒的優點長久以來是顯而易見的。CFK的重量輕、抗彎強度高，使得滾筒在塗層更換時的操作性較好，印刷質量也較高。該印版滾筒優選用在柔版印刷中。不過，單獨使用該滾筒，卻會造成CFK套筒的成本高。如此一來，CFK印版滾筒的成本通常是相同大小的鋁滾筒的10倍之多。這麼高的成本不僅緣於碳纖維的高價格，還緣於昂貴的卷取機長的佔用時間。

發明內容
因此，本發明的目的在於，提出一種安裝印版的滾筒，它含有抗彎強度相同或更優的成本低的套筒。
該目的通過權利要求1的特徵部分實現。
在所有按現有技術的套筒中，碳纖維與套筒的主對稱軸成相當大的角，由此按印版滾筒的常規排列。在碳纖維平行於套筒的主對稱軸布置時，由抗拉的碳纖維產生的套筒抗彎強度的改進達到最佳。因此，可用較短時間內卷繞的少量碳纖維實現套筒相同的抗彎強度。
此類含有軸平行或近似軸平行的纖維的套筒例如可用US5213275或US5468329中所述的裝置製造。
不過，優選的是，採用類似於條狀擠出的所謂拉製成型法製造套筒。在該方法中，主要軸線平行取向的碳纖維在拉製成型過程中便已布置在仍粘滯的塑料基體中。塑料碳纖維混合物通常是通過一個擠出模具擠出的，且常通過牽引裝置進一步拉出。塑料基體固化成一個套筒或一個可切斷成套筒的管子。
還可考慮其它的擠出法，因為長的碳纖維通常是在塑料熔液中以合適的方式布置的。在產量足夠的情況下，採用該方法可進一步降低成本。
不過，雖然碳纖維沿著套筒的主對稱軸由製造方法性能造成的比較一致的取向，也存在缺點。若套筒例如在速度變換時承受扭轉載荷，結果表明，較之其取向與軸成相當大角的纖維，軸線平行取向的纖維承受扭轉載荷的能力較低。
因此，印版滾筒裝備附加的承受該扭轉載荷的元件，是有利的。
該承受扭轉載荷的元件通常與第一套筒保持緊密的機械連接。這樣就可將由可承受拉伸負載的材料製成的編織層或織物置於(優選粘附於)套筒的內圓周面或外圓周面上。可承受拉伸負載的材料可以是CFK、GFK甚或金屬絲。通常有利的是，印版滾筒含有另一個套筒。特別有利的是，該另一個套筒起到承受扭轉載荷的元件的功能。在這種情況下，該另一個套筒利用與第一套筒不同的生產方法製成。這樣，用拉製成型法製成的第一套筒就合理地用相對於第一套筒成對角卷繞的第二套筒補充。即使在用拉製成型法製成的第一套筒上卷繞由CFK製成的另一個套筒，與一個單獨卷繞的套筒相比，仍然降低了成本，因為作用到印版滾筒上的扭轉力通常小於首先通過滾筒的自重和幅面的張力起作用的彎曲力。因此，少量附加地卷繞的CFK足以補償扭轉力。
不過，基於開頭所述的成本因素，在此處推薦使用GFK(玻璃纖維強化塑料)或復歸到金屬套筒。不同套筒之間的連接通常是緊密的平面連接。為了進行連接，可使用粘合劑，特別是在金屬套筒的情況下要額外地採用熱壓配合法。即便將採用卷繞法的另一個套筒置於第一套筒上，該另一個套筒也仍然是本申請意義上的另一個套筒，儘管它是由與第一套筒相同的塑料和/或碳纖維材料構成的。
大量碳纖維可視為多於50％、80％、90％或95％。不過，尤其將這一概念理解成，第一套筒中的纖維是採用一種實現這樣的纖維取向的生產方法製成的。拉製成型法(Pulltrusion)和擠壓法都屬於此類方法。不過，可實現纖維這種近似軸線平行取向的卷繞方法也是公知的。這樣也就可另外通過在卷繞方法中給卷繞心軸的端側端裝上使纖維固著在該端側上的卷繞心軸來實現該取向。就該承受扭轉載荷的元件來看，應該指出的是，除了使用其它套筒外，還可考慮使用環。這樣的環可包圍第一套筒或置於第一套筒內。由於印版滾筒的外表面應該是大而完全平的，優選將環設置在內圓周面上。環可由金屬如鋼製成，或由塑料或塑料複合材料如所提及的材料製成。環還可採用與其它套筒相同的方式(粘接、熱壓等)與第一套筒連接。
為了減輕重量，可將這樣的環模壓成空心的。例如可由內「反車」金屬環，使得其橫截面(在其軸向和徑向平面中)呈U形。


圖1本發明印版滾筒的縱剖圖；圖2依據一變型實施例的第二印版滾筒的縱剖圖；圖3依據一變型實施例的第三印版滾筒的縱剖圖。
具體實施例方式
圖1示出了印版滾筒1，其主要由心軸5和適配器8構成。心軸5是印刷機的固定構件，它與其傳動件直接連接或通過傳動裝置與其驅動件連接，並且可轉動地支承在機架中。在此，該支承結構在印刷寬度小的情況下首先是單端的，在印刷機較大的情況下，心軸的一個端部通常是固定的，而另一個端部可快速拆卸地支承。按此方式，在該實施例中由套筒7、纖維3以及墊圈6構成的適配器8可通過心軸5的自由端抽出。當利用印版滾筒1實現的印刷長度變化時，更換適配器8。對此種印刷長度的變化有著較大要求的主要有柔版印刷和凹版印刷。這一點尤其體現在利用該印刷方法對比如薄膜幅面或飲料包裝紙的包裝件進行印刷的情況下，因為包裝產品中存在不同的格式。
在柔版印刷中，常在適配器的外圓周上加裝柔性印版。印版在此可以是粘合上的扁平凸圖版，或是支承柔性印刷圖樣且在其側部拉到適配器8上的襯套。襯套抑或凸圖版在此均未示出。通過從印版滾筒1的內部起給套筒7中的開口10施加壓力(優選採用壓縮空氣的形式)，可將襯套拉到置於心軸上(也即裝到心軸上)的適配器上。隨後，可將大體上柔性的襯套拉到印版滾筒1的外表面上。在該過程之後，將壓力撤除，於是就固定住了襯套。印刷介質可通過心軸5中的溝槽12和開口11送入印版滾筒1的內部空間中。
通常適配器8無扭轉地固定在心軸5上。這可採用不同的方式進行。公知的有帶楔的夾具、加熱隨後冷卻墊圈6的熱壓配合、帶液壓和氣動的拉伸緊固套的夾具等。固定元件13、14代表此類固定方案。固定元件13將墊圈6固定在心軸5上。按此方式，總體上由環6、套筒7以及纖維3構成的適配器就可在心軸上固定和拆卸。相比之下，固定元件14位於「虛設位置」上，因為利用該固定元件14僅可從環6上鬆開套筒7。因此，固定元件14也只是示意表示，除了典型的適配器拆卸外，在環6和套筒7同時拆卸的情況下，還可想到採用其它方案。通常不會在印版滾筒1中既設固定元件13又設固定元件14。
圖2示出了另一個非常相似的印版滾筒15。區別之處在於，相對於印版滾筒15的軸向端部縮入的墊圈6和包括套筒7的另一個套筒4。該印版滾筒15可以與印版滾筒1相同的方式使用。
圖3示出了另一個本發明的印版滾筒16，其中，省去了心軸5。與之相應的是，印版滾筒1也常稱為輥子。第一套筒20藉助於端側的墊圈21和22支承在軸頸23、25上，該第一套筒20同樣保持以本發明的型式布置的碳纖維。除在其它圖中示出的滾筒外，該滾筒還包含一種導入壓縮空氣的特別型式，以拆卸常用作柔性版印刷中印刷圖樣支承體的襯套。壓縮空氣通過溝槽31和32經軸頸25和管子及管段28、26、27和33導向開口24。開口34通過繞著墊圈22圓周分布的溝槽30得到其空氣。
不過，所示的空氣導向型式並不是本發明的保護標的，DE19846677A1已對之作了充分的描述，在此無須作詳細說明。
相比之下，具有較大意義的是不同圖中示出的承受扭轉載荷的元件2、3、4。在圖1中，可看出纖維3的橫截面2。纖維3置於第一套筒20的內側上。它們未按比例地被粗略示出。為此它們適於承受扭轉載荷。它們可以是CFK或GFK纖維，但也可以是金屬絲。粗的金屬螺旋或支承環亦可承擔纖維的作用。纖維3沿著第一套筒20的內壁分布，且因此從觀察者的視線出發在心軸5的後面。在圖1中，纖維沿著套筒7的內徑線圈式或螺旋形地卷繞。不過，在這方面，更可取的是，相對於滾筒1的軸具有不同定位角的多個繞組。當然，在使用纖維時更為常見的是，纖維配備塑料基體。在這種情況下，還可再形成另一個套筒4。纖維如碳纖維的編織層也可置於第一套筒7上且有利地使用。若如上所述在此處使用環，則有利的是，使該環例如用車床設置U形的橫截面。最有利的是，U型面的開口在此指向印版滾筒1的主對稱軸的方向。當然，環的車削首先適宜於金屬環的情況。
在圖2中，將另一個套筒4裝到第一套筒20上，該另一個套筒4在該實施例中也用作承受轉矩的元件。亦可在第一套筒20的內徑上安裝另一個套筒。
圖3中也示出了一個套筒20，其具有未示出的軸線平行取向的纖維。在此省去了對另一個套筒4或另一個承受扭轉載荷的元件的描述。
參考標號表1印版滾筒2纖維的橫截面3纖維4另一個套筒5心軸6墊圈7套筒8適配器910套筒7中的開口11心軸5中的開口12心軸5中的溝槽13心軸與墊圈之間的固定元件14墊圈與套筒之間的固定元件15圖2的印版滾筒16圖3的印版滾筒/輥20套筒21墊圈22墊圈23軸頸24開口25軸頸26管子/管段27管子/管段28管子/管段30溝槽31溝槽32溝槽33管子/管段34開口
權利要求
1.一種安裝印版的滾筒(1)，該滾筒(1)可在印刷操作中繞著其主對稱軸旋轉，且該滾筒(1)包括至少一個第一套筒(20)，該第一套筒(20)含有碳纖維強化塑料，其特徵在於，該塑料中的多數碳纖維基本上平行於該滾筒(1)的主對稱軸布置。
2.如權利要求1所述的滾筒，其特徵在於，該滾筒(1)的主對稱軸與多數碳纖維之間的角偏差小於10°。
3.如權利要求2所述的滾筒，其特徵在於，該滾筒(1)的主對稱軸與多數碳纖維之間的角偏差小於5°。
4.如權利要求1所述的滾筒，其特徵在於，該滾筒(1)的主對稱軸與多數碳纖維之間的角偏差小於2°。
5.如前述權利要求中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，該第一套筒(20)含有拉製成型的碳纖維強化塑料。
6.如前述權利要求中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，具有承受扭轉載荷的元件(2、3、4)，這樣設置它們，使之至少部分地承受尤其在速度變換時作用到該第一套筒上的扭轉載荷。
7.如前述權利要求中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，至少具有利用不同的製造方法和/或由替換材料製成的另一個套筒(4)。
8.如前述權利要求中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，該另一個套筒(4)由塑料複合材料構成。
9.如前述權利要求中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，該另一個套筒(4)的塑料複合材料是卷繞的或紡織的碳纖維強化塑料或玻璃纖維強化塑料。
10.如前述權利要求中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，該另一個套筒(4)由金屬構成。
11.如前述權利要求中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，至少該第一套筒(20)和另一個套筒(4)彼此連接，其中，在兩套筒中的一個套筒(4、20)的外圓周面與另一個套筒(4、20)的內圓周面之間形成連接。
12.如權利要求10所述的滾筒，其特徵在於，該連接由粘接物形成。
13.如前述權利要求中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，該第一套筒(20)中多數碳纖維的長度位於第一套筒(20)長度的90-100％的範圍內。
14.如前述權利要求中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，該第一套筒(20)中多數碳纖維的長度位於第一套筒(20)長度的95-100％的範圍內。
15.一種製造如前述權利要求中的任一項所述的滾筒(1)的方法，其特徵在於，該第一套筒(20)是通過拉製成型製成的。
16.如前述權利要求中的任一項所述的方法，其特徵在於，該第一套筒(20)由通過拉製成型製成的長管獲得，其中，該第一套筒(20)的長度由鋸削或替換的切斷方法確定。
17.如前述兩項權利要求中的任一項所述的方法，其特徵在於，通過將嵌入塑料基體中的纖維卷繞或紡到第一套筒(20)的外圓周面上，將另一個套筒裝到該第一套筒(20)或長管上。
18.如權利要求6至17中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，該承受扭轉載荷的元件包括至少一個環。
19.如前述權利要求中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，將至少一個環設置在該套筒(7)內。
20.如前述兩項權利要求中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，該至少一個環含有沿著環的徑向取向的碳纖維。
21.如前述三項權利要求中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，該至少一個環含有金屬。
22.如前述權利要求中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，該至少一個環是金屬環，優選是鋼環。
23.如前述五項權利要求中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，該至少一個環具有不同於矩形形狀的橫截面。
24.如前述權利要求中的任一項所述的滾筒，其特徵在於，該至少一個環具有U形輪廓。
全文摘要
本發明涉及一種安裝印版的滾筒(1)，該滾筒(1)可在印刷操作中繞著其主對稱軸旋轉，且該滾筒(1)包括至少一個第一套筒(20)，該第一套筒(20)含有碳纖維強化塑料。本發明的特徵在於，塑料中的多數碳纖維基本上平行於該滾筒(1)的主對稱軸布置。本發明還涉及生產本發明滾筒的生產方法。
文檔編號B41F27/00GK1960872SQ200580007257
公開日2007年5月9日 申請日期2005年1月14日 優先權日2004年1月15日
發明者J·T·韋伯, J·武茨, H·欣裡希斯邁爾, D·佩特 申請人:溫德莫勒及霍爾希爾公司