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Dokumentenidentifikation DE10297470T5 02.12.2004
Titel Zylinder mit austauschbarer Hülse sowie Verfahren zu seiner Herstellung
Anmelder Fabio Perini S.p.A., Lucca, IT
Erfinder Betti, Giulio, Capannori, IT;
Nardo di, Walter, Capannori, IT;
Lorenzi, Fabrizio, Spianate, IT
Vertreter Blumbach, Kramer & Partner GbR, 64283 Darmstadt
DE-Aktenzeichen 10297470
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, OM, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, AP, EA, EP, OA
WO-Anmeldetag 20.11.2002
PCT-Aktenzeichen PCT/IT02/00734
WO-Veröffentlichungsnummer 0003045680
WO-Veröffentlichungsdatum 05.06.2003
Date of publication of WO application in German translation 02.12.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.12.2004
IPC-Hauptklasse B31F 1/07
IPC-Nebenklasse B41F 27/10   

Beschreibung[de]
Technischer Bereich

Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Drehzylinder zur Verarbeitung eines Bahnmaterials und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, mit einem Prägezylinder zum Prägen von Materialien in Blattform, wie etwa Papiertücher oder dergleichen. Insbesondere beschäftigt sich die Erfindung mit einem Drehzylinder, der einen im Wesentlichen festen, mittigen, inneren Kern aufweist, auf welche eine austauschbare Hülse passend angeordnet ist.

Die Erfindung beschäftigt sich weiterhin mit einer Vorrichtung mit wenigstens einem Drehzylinder der erwähnten Art, beispielsweise mit einer Prägeeinheit oder einer Druckeinheit.

Die Erfindung beschäftigt sich weiterhin mit einer austauschbaren Hülse für einen Drehzylinder, insbesondere einen Prägezylinder oder einen Druckzylinder der vorstehend erwähnten Art.

Gemäß einem weiteren Aspekt beschäftigt sich die Erfindung mit einem Verfahren zur Herstellung von Prägezylindern oder ähnlichen Zylindern, wie etwa Druckzylindern, für die Verarbeitung von Materialstreifen, wie Papier, Papiertücher oder dergleichen.

Stand der Technik

In der papierverarbeitenden Industrie und anderen industriellen Bereichen, in denen zusammenhängende Bahnmaterialien verarbeitet werden, werden verschiedene Transformations- und Verarbeitungsoperationen an diesen Materialien ausgeführt, und zwar mittels Drehzylindern, die auf das Bahnmaterial einwirken. Unter diesen Verarbeitungsoperationen sind für die Zwecke der vorliegenden Erfindung jene Verarbeitungsoperationen besonders interessant, die ein Drucken und Prägen umfassen. Während der Verarbeitung von Papiertuch für die Herstellung von Rollen aus Toilettenpapier, Rollen aus Mehrzweck-Trockenpapier, Papiertaschentüchern und Servietten und dergleichen wird das Papiermaterial üblicherweise einer mechanischen Prägeoperation unterworfen, die die Fasern deformiert oder bricht, um die Absorptionsfähigkeit des Materials, sein Volumen und seine Weichheit zu erhöhen.

Das Prägen dient auch zum Einbringen eines speziellen dekorativen Effekts auf das Bahnmaterial.

Prägevorrichtungen für diese Zwecke sind beispielsweise beschrieben in den Dokumenten US-A-6,053,232, US-A-5,096,527 und WO-A-9944814.

Eines der in dieser speziellen Technologie auftretenden Probleme besteht in der Notwendigkeit, die Prägemuster mit einer gewissen Häufigkeit zu wechseln, wenn von einer Produktcharge zu einer anderen übergegangen wird, um die verschiedenen Eigenschaften des benutzten Materials in Befriedigung unterschiedlicher Anforderungen und/oder Märkte anzupassen.

Ähnliche Probleme treten während des Druckens des Bahnmaterials, insbesondere von Papiermaterial auf. In diesem Fall ist es erforderlich, die Muster mit einer gewissen Schnelligkeit auszutauschen.

Konventionell bestehen Prägezylinder aus einem einzigen Block aus Stahl oder anderem harten Material, das den hohen Biegebelastungen ohne übermäßige Deformation standhalten kann. Die Außenfläche des Zylinders wird mechanisch, chemisch, durch Laser oder durch irgendein anderes System graviert, um das Prägemuster herzustellen, das im Wesentlichen aus einer Kombination von Punkten oder Erhebungen verschiedener Form besteht, wobei das Bahnmaterial bei seinem Durchlauf zwischen dem Prägezylinder und einer Druckwalze oder zwischen zwei Prägezylindern mit komplementären Mustern bearbeitet wird.

Das Austauschen des Prägemusters erfordert in diesem Fall das Austauschen des gesamten Zylinders. Die Kosten des Zylinders und dessen Gravieren sind extrem hoch. Dies bedeutet, dass eine gewisse Anzahl von austauschbaren Prägemustern zur Verfügung stehen muss und es dazu erforderlich ist, einen Vorrat an einer entsprechenden Anzahl von teuren Zylindern und insbesondere zeitraubenden Operationen bereitzustellen, wobei außerdem entsprechendes Personal erforderlich ist, um die Zylinder auszutauschen, was zu einem entsprechenden Verlust von Produktionszeit wegen des Abschaltens der Maschine führt.

Zur Überwindung dieses Nachteiles wurden Systeme zum Erleichtern des Ersatzes von Mustern auf dem Prägezylinder entwickelt. Das Dokument EP-A-836928 beschreibt eine Prägevorrichtung, bei der die Prägezylinder aus einem langgestreckten inneren Kern bestehen, auf welchem eine austauschbare Hülse angebracht ist. Diese Hülse ist mit einem Prägemuster versehen. Die austauschbare Hülse ist elastisch und kann sich diametral ausdehnen, um das Einfügen und die Entfernung auf den bzw. von dem zentralen Kern des Zylinders zu erleichtern. Die Einfügung und die Entfernung der Hülse wird erleichtert durch ein Druckluftsystem, welches die austauschbare Hülse aufweitet, um deren Entnahme vom Kern oder deren Einfügung auf denselben zu erleichtern.

Dieses System wird auch bei Druckzylindern eingesetzt, um das Klischee, das auf einer austauschbaren Hülse gebildet ist, zu ersetzen. Druckzylinder dieser Art sind beschrieben in den Dokumenten EP-A-181726, EP-A-9360 und US-A-4,144,813.

Einer der Nachteile dieser Einrichtungen und insbesondere im Prägesektor besteht in der Tendenz der Hülse, auf dem zentralen Kern des Zylinders zu rutschen oder zu rollen. Dies ist ein Ergebnis der Elastizität des verwendeten Materials, der tangentialen Belastung und der Einwirkung von Wärme, welche auf diese mechanischen Teile während des Betriebes einwirkt. Dieser Rutscheffekt führt zu Abnutzungsproblemen und speziell in doppelten Einheiten in einer Phasenverschiebung in der relativen Position der Einschnitte auf den beiden Prägerollen. Um eine winkelmäßige Verlagerung der austauschbaren Hülse bezüglich des Zylinderkerns zu vermeiden, sind Formanpassungsanordnungen entwickelt worden, die aus Längsnuten und Längsrippen in den beiden Komponenten des Zylinders bestehen. Diese Lösung ist jedoch nicht befriedigend, insbesondere dann, wenn die austauschbare Hülse aus Fieberglas besteht. Das Vorhandensein von zusammenhängenden Glasfasern, die spiralig im Korpus der Hülse angeordnet sind, verhindert die Bildung von Nuten oder Einschnitten wie auch Reliefs. Die Hülse muss eine glatte Innenfläche haben.

Aufgaben und Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehzylinder zur Verarbeitung von Bahnmaterial und insbesondere einen Prägezylinder mit einer austauschbaren Hülse zu schaffen, der mit den Nachteilen üblicher Zylinder nicht mehr behaftet ist.

Diese und weitere Aufgaben und Vorteile, die dem Fachmann nach der Lektüre des nachfolgenden Textes ohne weiteres deutlich werden, werden im Wesentlichen erhalten mit einem Drehzylinder, welcher einen im Wesentlichen festen, langgestreckten inneren Kern mit zwei Enden und einer Außenfläche besitzt, sowie mit einer austauschbaren Hülse mit einer Innenfläche, die auf den Kern aufgepasst ist, wobei die Hülse axial und in Umfangsrichtung auf den Kern gefesselt und auf ihrer Außenfläche mit einem erhabenen Muster versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche der austauschbaren Hülse und die Außenfläche des inneren Kerns konische Flächen sind, die wechselseitig komplementär sind, und dass das Verriegeln der austauschbaren Hülse in axialer und in Umfangsrichtung mit dem inneren Kern durch Reibung zwischen den konischen Flächen erreicht wird, die axial aufeinander gezwungen sind.

Auf diese Weise wird ein sicherer und zuverlässiger Sitz erhalten. Weiter erlaubt diese Art des Sitzes vorteilhafterweise, dass die austauschbare Hülse aus im Wesentlichen festem Material gefertigt werden kann, so dass die Verwendung von Druckluft zum Aufweiten der Hülse, um sie von bzw. auf den zentralen inneren Kern zu entnehmen bzw. anzupassen, entfallen kann. Die Festigkeit der Hülse eliminiert das Problem des relativen Rollens und Rutschens der Hülse auf dem zentralen inneren Kern.

Da es weiterhin nicht erforderlich ist, für die austauschbare Hülse elastische, nachgiebige Materialien zu verwenden, kann die letztere mit einer zentralen Komponente ausgebildet werden, die aus Kohlenstoff-Faser oder einem kohlenstoff-faserverstärkten polymerisierten Harz besteht. Dieses Material erlaubt das Aufbringen einer metallischen Schicht auf der Außenfläche der austauschbaren Hülse. Dadurch ist es möglich, Hülsen mit erhabenen Mustern herzustellen, die aus Metall bestehen und daher besonders hart und abnutzungsresistent sowie besonders vorteilhaft für die Verwendung in Prägezylindern sind.

Die Dokumente US-A-4,144,813, EP-A-9360 und EP-A-181,726 beschreiben Druckzylinder mit einem Klischee in der Form einer austauschbaren Hülse, die auf einen im Wesentlichen festen zentralen inneren Kern aufgepasst ist. Die Außenfläche des zentralen Kerns ist kegelstumpfartig und die Innenfläche der austauschbaren Hülse besitzt eine konische Progression, die die Fläche des zentralen Kerns ergänzt. In diesem Fall jedoch ist die austauschbare Hülse elastisch deformierbar in radialer Richtung und ihr Verankern auf dem Kern geschieht nicht durch mechanische Kraft, gefolgt von einem relativen Rutschen der beiden konischen Flächen, sondern ist das Ergebnis des elastischen Zugriffs durch das Material der Hülse auf den zentralen Kern. Die Konizität der beiden komplementären Flächen des Kernes und der Hülse hat ausschließlich die Funktion einer teilweisen kraftlosen Einfügung der Hülse auf den Kern, bis die Vorderkante der Hülse die Öffnungen schließt, die auf der Fläche des zentralen Kerns gebildet sind und durch welche Druckluft eingeführt wird, um danach die Außenfläche der Hülse aufzuweiten und sie vollständig auf den Kern einzusühren. Wenn diese Einfügung abgeschlossen ist aufgrund der Expansion, die die austauschbare Hülse erfährt, wird der Druck im Inneren des zentralen Kernes weggenommen, so dass die austauschbare äußere Hülse dicht anliegt aufgrund ihrer Elastizität und axial sowie winkelmäßig auf dem Kern arretiert ist. Offensichtlich besteht bei dieser Art jedoch keine Garantie bezüglich der Arretierung in Umfangsrichtung der austauschbaren Hülse bezüglich des Kernes in dem Fall, dass elastische Eigenschaften der Hülse nicht vorhanden sind und/oder in dem Fall, in dem eine unterschiedliche Aufweitung der Hülse bezüglich des Kernes aufgrund Temperaturerhöhung und/oder des Vorhandenseins hoher tangentialer Belastungen vorhanden ist.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst der Zylinder ein Klinkenteil, das mit dem abgeschrägten Ende des Kernes in Eingriff gebracht werden kann, um die auswechselbare Hülse auf den Kern zu schieben und zu zwingen. Das Klinkenteil kann gegen die auswechselbare Hülse mittels Arretierschrauben angedrückt werden. Alternativ ist es möglich, Betätiger zur Durchführung dieser Operation vorzusehen, beispielsweise mechanische, hydraulische oder pneumatische Betätiger.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Klinkenvorrichtung einen Ringflansch und einen damit integralen Ringkragen, der mit der Kante der auswechselbaren Hülse entsprechend dem dickeren Ende derselben zusammenwirken kann.

Der Zylinder kann auch ein entnehmbares Bauteil aufweisen, das mit der Vorderseite des Kernes am Ende desselben gegenüber dem abgeschrägten Ende in Eingriff gebracht werden kann, um eine Kraft für die Freigabe der auswechselbaren Hülse von dem Kern auszuüben.

Der Extrahierer kann auch mittels Arretierschrauben oder mittels eines geeigneten Betätigers betätigt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auswechselbare Prägehülsen oder Hülsen für ähnliche Verwendungszwecke vorzusehen, und zwar mittels einem einfachen und leicht wiederholbaren Verfahren.

Erfindungsgemäß sieht das Verfahren folgende Schritte vor:

  • – Schaffung eines nichtzylindrischen zentralen Kernes mit einem Querschnitt, dessen Abmessungen von einem Ende mit einem minimalen Querschnitt zu einem Ende mit maximalem Querschnitt graduell zunehmen;
  • – Einpassen einer zylindrischen Hülse auf den Kern mit einer im Wesentlichen zylindrischen Außenfläche und einer Innenfläche, wobei eine Fuge zwischen der Innenfläche der Hülse und der Außenfläche des Kernes verbleibt, sowie Zentrieren der Hülse und des Kernes relativ zueinander;
  • – Einfügen eines ausgehärteten Harzes beispielsweise eines polymerisierbaren Harzes oder eines Fluids aus aushärtendem Material in die Fuge. zur Bildung einer Harzschicht;
  • – Axiales Entnehmen der Hülse mit der Harzschicht oder des an ihr hängenden gehärteten Materials relativ zum Kern.

"Äußere Verarbeitungsfläche" soll eine Fläche bezeichnen, die auf das Bahnmaterial einwirken soll, um auf ihm eine Wirkung zu erzielen oder eine Verarbeitungsoperation auszuführen, beispielsweise ein Drucken oder Prägen oder irgendeine andere Operation. Diese Verarbeitungsfläche der Hülse wird behandelt, graviert oder in jedem Fall maschinell bearbeitet, um die notwendigen mechanischen Eigenschaften, beispielsweise und insbesondere Reliefs, Erhebungen und punktierte Teile zu erhalten, die die Prägeoperationen auf dem Bahnmaterial ausführen sollen.

Vorteilhafterweise ist es möglich vorzusehen, dass der Kern eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Außenfläche und die Hülse eine Innenfläche haben, auf welche die Harzschicht aufgebracht wird und die im Wesentlichen zylindrisch mit einem größeren Durchmesser ist, als der größte Durchmesser der kegelstumpfförmigen Fläche des Kernes.

Bei der Verwendung des gleichen Kernes, der grundsätzlich den Kern des Prägezylinders oder anderen Zylinders bildet, der zur Bearbeitung eines Bahnmaterials vorgesehen ist, ist es möglich, mehrere auswechselbare Hülsen zu konstruieren, die mit dem Kern perfekt passen, mit welchem sie produziert worden sind. Auf diese Weise ist es möglich, ein System zu erhalten, welches aus einem Kern und mehreren austauschbaren Hülsen besteht, die auf dem Kern selbst ausgebildet sind. Durch Kombination der einen oder der anderen der Hülsen mit dem Kern werden zusammengesetzte Prägezylinder mit variablen Mustern erhalten, da jede Hülse ihr eigenes Prägemuster besitzt.

Nachstehend wird speziell auf die Verwendung der Erfindung zur Herstellung von Prägezylindern eingegangen, jedoch ist deutlich, dass ähnliche Vorteile auch bei der Herstellung von Zylindern eintreten, die für andere Formen der Verarbeitung vorgesehen sind, beispielsweise Druckzylinder und allgemein in der Herstellung von Zylindern, für die es vorteilhaft ist, auswechselbare Hülsen zu besitzen.

Der zentrale Kern wird vor seinem Guss vorteilhafterweise mit einem Trennmittel bedeckt, wie etwa einem Schutzwachs, um das Abtrennen der Harzschicht zu erleichtern. Die Oberfläche des zentralen Kerns wird vorteilhafterweise geschliffen, um die Entnahme der Hülse sowie nach der Entfernung des Trennmittels die Operationen nach der Bildung der Hülse, wie nachstehend beschrieben, zu erleichtern.

Vorteilhafterweise wird zur vereinfachten Durchführung des Verfahrens das Gießen des Harzes in einem im Wesentlichen vertikalen Zustand der Anordnung umfassend Hülse und Kern durchgeführt, die relativ zueinander zentriert sind, wobei das Ende kleineren Durchmessers des Kernes aufwärts gerichtet ist.

Ein zentrierender und dichtender Ringflansch kann zwischen die zylindrische Hülse und das Ende größeren Durchmesser des Kernes platziert werden, um das Entweichen flüssigen Harzes zu verhindern und Kern und Hülse relativ zueinander zu zentrieren. Zentrierende Elemente, die die Hülse und das Kernende kleineren Durchmessers zentrieren, können an dem Ende an der Spitze zum Gießen des Harzes vorgesehen sein, welches zwischen beabstandeten Segmenten durchgeführt werden kann.

Nach dem Aushärten des Harzes wird nach einer weiteren vorteilhaften Entwicklung der Erfindung die Außenfläche der Hülse geschliffen und dann graviert, um die Prägereliefs oder dergleichen auf ihrer Außenfläche herzustellen. Das Schleifen und Gravieren kann direkt nach dem Aushärten durchgeführt werden, ohne dass die Hülse vom Kern entfernt wird. Alternativ ist es möglich, die Hülse mit der an ihr hängenden Harzschicht vom Kern zu entnehmen und dann die Hülse wieder auf den Kern aufzugeben, falls nötig nach dem Reinigen der Oberfläche des Kernes, um Reste des Trennmittels oder anderen Materials zu beseitigen.

Das aushärtende Harz kann vorteilhafterweise ein Zweikomponenten-Epoxiharz sein. Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in einer austauschbaren Hülse eines Prägezylinders oder dergleichen zum Verarbeiten von Bahnmaterial, die eine Harzschicht auf ihrer Innenfläche besitzt, wobei die Innenfläche der Harzschicht die nichtzylindrische Kernfläche, die einen Teil des Prägezylinders bildet, negativ reproduziert.

Die Innenfläche der Harzschicht kann eine konische Fläche mit einer Neigung von etwa 3:1000 bis etwa 5:1000 und speziell im Bereich von etwa 4:1000 sein.

Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht aus einem Zylinder, beispielsweise einem Prägezylinder zum Verarbeiten von Papierprodukten oder anderem Zylinder zum Verarbeiten von Bahnmaterialien, welcher einen Kern und eine zylindrische tubusförmige Hülse um den Kern aufweist, wobei der Kern eine nichtzylindrische Fläche hat, deren Querschnitt von einem Ende mit minimalem Querschnitt zu einem Ende mit maximalem Querschnitt sich graduell erhöht und wobei die Hülse eine tubusförmige Hülle mit einer zylindrischen Außenfläche und einer Innenfläche aufweist, an welcher eine Schicht gehärteten Harzes festsitzt, deren Innenfläche negativ derjenigen des Kerns entspricht, mit welchem sie durch Axialkraft verbunden ist.

Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Zylinders und der erfindungsgemäßen austauschbaren Hülse sind in den beigefügten Ansprüchen angegeben.

Kurze Angabe der Zeichnungen

Die Erfindung wird aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung noch besser verstanden werden, welche ein praktisches nicht beschränkendes Beispiel der Erfindung erläutern. Es zeigen:

1 Schematisch eine Prägeeinheit, in welcher die Erfindung Verwendung finden kann;

2 Eine teilweise längsgeschnittene Seitenansicht eines Prägezylinders;

3 und 4 Je eine axial geschnittene Ansicht vergrößerter Einzelheiten der beiden entgegengesetzten Enden des Zylinders;

5 Eine Querschnittsansicht eines Prägezylinders für Papierprodukte, der mit den Merkmalen der Erfindung ausgerüstet ist;

6 Eine vergrößerte Einzelheit derjenigen Zone F2 gemäß 5, die einen Flansch zum Arretieren der Hülse auf dem Kern während der Benutzung des Zylinders erläutert;

7 Eine Prägezylinderanordnung in Vertikalstellung zum Gießen des aushärtenden Harzes;

8 Ein vergrößertes Detail der Zone F4 in 7, die eine Einzelheit des Flansches zum relativen Zentrieren von Kern und Hülse erläutert, um das Gießen des Harzes in der Fuge zwischen ihnen zu ermöglichen; und

9 und 10 Den kegelstumpfförmigen Kern und die Hülse ohne Endteile, an welcher die gehärtete Harzschicht anhaftet.

Ins Einzelne gehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung

Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird jetzt in Bezug auf 1-4 beschrieben.

1 zeigt schematisch eine Prägeeinheit 1, in welcher die Erfindung verkörpert sein kann. Selbstverständlich kann das der Erfindung zugrunde liegende Konzept auch auf die Herstellung von Prägezylindern angewandt werden, die für Prägeeinheiten anderer Art, beispielsweise von vernesteter Art wie auch für einzelne Präger Verwendung finden können. Weiterhin kann die Erfindung für die Herstellung von Zylindern zur Verarbeitung von Bahnmaterialien benutzt werden, die andere Operationen als das Prägen ausführen können, beispielsweise das Drucken oder Verarbeitungsoperationen, die einen schnellen Austausch einer auswechselbaren Hülse auf einem Zylinder erfordern, wo überall Probleme des Schlupfens in Umfangsrichtung zwischen der austauschbaren Hülse und dem Zentralkern des Zylinders auftreten.

Die Prägeeinheit 1 ist vom sog. Spitze-Spitze-Typ und besitzt einen ersten Prägezylinder 3 und einen zweiten Prägezylinder 5, von denen jeder mit einer austauschbaren Hülse ausgestattet ist. Die Struktur der Prägezylinder wird jetzt im Einzelnen beschrieben. Das Prägemuster, das aus mehreren Erhebungen besteht, ist auf der Außenfläche der Prägezylinder ausgebildet. Die Prägezylinder 3 und 5 arbeiten mit einer jeweiligen Druckwalze 7 und 9 zusammen. Eine erste Lage V1 an Bahnmaterial läuft zwischen der Druckwalze 7 und dem Prägezylinder 3 hindurch und wird dort geprägt. Eine zweite Lage V2 wird zwischen der Druckwalze 9 und dem Prägezylinder 5 geprägt. In dem Spalt zwischen den Prägezylindern 3 und 5 werden die beiden geprägten Lagen laminiert und miteinander verbunden, wodurch sich das Bahnmaterial N ergibt. Das Verbinden wird durch einen Klebstoff bewirkt, der von einem Klebstoffspender 11 abgegeben wird.

Die vorstehend kurz erläuterte Prägeeinheit ist für sich bekannt und wird daher nicht weiter im Einzelnen beschrieben.

2 zeigt einen der beiden Prägezylinder 3, 5, die im Wesentlichen äquivalent zueinander sind. Daher ist es nur erforderlich ist, den Prägezylinder 3 nachstehend im Einzelnen zu beschreiben. Der Zylinder hat einen zentralen Kern 13, der sich längs zur Achse des Prägezylinders erstreckt und an seinem Ende von Lagern 15 und 17 getragen ist, die in Büchsen 19 und 21 sitzen. Im dargestellten Beispiel ist der Kern 13 mit zwei angeflanschten Endabschnitten 13P, 29 gebildet, die eine Hülle 13M mit nahezu zylindrischer Konfiguration abschließen und tragen. Die Außenfläche der Hülle 13M hat eine konische Progression mit einer sehr kleinen Konizität, die in 2 nicht dargestellt ist. Beispielsweise kann die Reduzierung des Durchmessers des Querschnitts etwa 1 mm pro Meter axialer Länge betragen. Die beiden Endabschnitte sind in die Lager 15 und 17 eingefügt.

Die Büchse 21 ist direkt in einer Seitenwand 23 der Prägeeinheit befestigt, während die Büchse 19 innen in einen Flansch 25 eingesetzt ist, welcher an der zweiten Seitenwand 27 der Prägeeinheit sitzt und von dieser abgenommen werden kann. Der Kern 13 erstreckt sich über das Lager 17 mit seinem Endabschnitt 29 hinaus, auf welchen eine Rolle 31, die dem Prägezylinder Bewegung aufbringt, aufgekeilt ist. Der Endabschnitt 29 erstreckt sich über die Rolle 31 hinaus und bildet ein Ende 29A, das von einer Klammer 33 ergriffen werden kann, die bei 35 nach Betätigung durch einen Betätiger 39 an eine in Richtung des Pfeiles f37 vertikal bewegliche Zugstange 37 angelenkt ist. 2 zeigt die beiden Positionen, die die Klammer 33 annehmen kann. In der ersten mit ausgezogenen Linien dargestellten Position befindet sich die Klammer 33 in dem vertikalen Zustand und ergreift mittels eines geformten Röllchens 41 das Ende 29A des Endabschnitts 29. Wenn die Klammer 33 sich in dieser Position befindet, wirkt sie auf den Betätiger 39 ein, bis dieser das im Inneren der Büchse 19 enthaltene Lager ganz von dem Gewicht des Zylinders befreit. An dieser Stelle kann der Flansch 25 abgenommen und der Prägezylinder 3, der jetzt von dem einzigen Lager 17 vorsteht, zurückgehalten werden, so dass der Ersatz der austauschbaren Hülse in der noch zu beschreibenden Weise durchgeführt werden kann. In der in gestrichelten Linien dargestellten Position der Klammer 33 befindet sich diese in einer horizontalen Position und der Prägezylinder 3 kann um seine Achse A-A drehen.

Auf dem Kern 13 des Prägezylinders 3 ist eine austauschbare Hülse 45 befestigt. Der Außendurchmesser der auswechselbaren Hülse 45 ist kleiner als das Loch, das in der Seitenwand 27 frei bleibt, nachdem der Flansch 25 aus ihr herausgenommen worden ist. Auf diese Weise kann durch Eingriff der Klammer 33 in den Zylinder 3 und Abnehmen des Flansches 25 (wobei der Zylinder 3 dann einseitig gestützt ist) die Hülse 45 vom Kern 13 abgenommen und durch eine andere ersetzt werden.

Die auswechselbare Hülse 45 besteht aus zwei konzentrischen Komponenten, die vor allem in der Querschnittsdarstellung der 3 und 4 erkennbar sind. Die 3 und 4 zeigen eine vergrößerte Ansicht einer Einzelheit der beiden Enden des Prägezylinders nach 2, wobei die auswechselbare Hülse auf dem inneren Kern 13 befestigt und arretiert ist. Die die auswechselbare Hülse bildenden Komponenten sind bei 47 bzw. 49 angegeben. Die innere Komponente 47 besteht vorteilhafterweise aus Kohlefaser, das heißt mit einer Struktur, die durch eine spiralige Anordnung von Kohlefasern in einer polymerisierten Harzmatrix gebildet ist. Die äußere Komponente 49 dagegen besteht aus einer Metallbedeckung, die beispielsweise durch ein galvanisches oder Plasmaverfahren gebildet ist, auf der inneren Komponente. 49A bezeichnet Erhebungen auf der Außenfläche der auswechselbaren Hülse, die daher aus dem die äußere Komponente 49 der Hülse bildenden Material geformt sind. Die Struktur der Hülse ist daher im Wesentlichen fest. "Fest" bedeutet eine Struktur, die sich diametral nicht wesentlich aufweitet, wenn sie zum Beispiel durch Einführung von Druckluft wie bei konventionellen Systemen für die Anordnung von austauschbaren Hülsen aus Fieberglas gezwungen wird.

3 und 4 zeigen eine vergrößerte Ansicht der Einzelheiten III und IV der beiden gegenüber liegenden Enden des Prägezylinders 3. Wie man deutlich aus den 3 und 4 erkennt, besitzt der Innenkern 13 des Prägezylinders 3 eine kegelstumpfförmige Außenfläche, wobei die kleinere Basis zu der Seite zeigt, auf welcher der abnehmbare Flansch 25 sich befindet, wobei der Flansch abgenommen ist, wenn ein Austausch der austauschbaren Hülse erforderlich ist. Entsprechend besitzt die austauschbare Hülse 45 eine komplementäre konische Innenfläche und daher einen maximalen Innendurchmesser an demjenigen Ende, das zuerst auf den Kern 13 aufgepasst wird. In dem zusammengesetzten Zustand befindet sich das Ende der auswechselbaren Hülse 45 mit kleinerem Innendurchmesser auf der Seite, die zum Lager 15 des Zylinders 3 weist. 3 zeigt das Ende des Prägezylinders 3 entsprechend dem Lager 15 und daher das Ende, an welchem der Kern 13 einen kleineren Durchmesser hat. 4 zeigt das gegenüber liegende Ende.

Eine ringförmige Klinkenvorrichtung 61 ergreift die Frontfläche 13X entsprechend dem Ende mit kleinerem Durchmesser des Innenkerns 13. Die Klinkenvorrichtung 61 besitzt einen Ringflansch 61F und einen Ringkragen 61C mit einer Stirnfläche 61D und einer inneren Zylinderfläche 61E. Die Stirnfläche 61D bildet eine Fläche, die gegen die entsprechende Kante der austauschbaren Hülse 45 anliegt, das heißt gegen die dickere Kante entsprechend dem Ende der Hülse 45 mit kleinerem Innendurchmesser. Die Zylinderfläche 61E bildet eine Führungsfläche auf einer entsprechenden Zylinderfläche 13C am Ende des Kerns 13.

Das Klinkenteil aus dem Ring 61 ist mittels Schrauben 71 auf den Kern 13 aufgeklemmt und drückt gegen die Kante der austauschbaren Hülse 45, um sie gegen den Kern 13 zu zwingen, wobei sich ein Formenschluss aufgrund der komplementären konischen Flächen des Kernes 13 und der austauschbaren Hülse 45 ergibt. Wenn der feste Sitz erreicht ist mittels dem Gleiten und dem Zwingen der Hülse 45 auf den Kern 13, kann das ringförmige Klinkenteil 61 vom Prägezylinder durch Entfernen der Schrauben 71 ebenfalls entfernt werden.

4 zeigt ein Extrahierteil 81, das auf dem Prägezylinder befestigt ist. Die axiale Abmessung des Ausziehteils ist so, dass es von der entsprechenden Kante der austauschbaren Hülse 45 nicht berührt werden kann. In der praktischen Ausführung ist die relative Position des Extrahierteils 81 und der austauschbaren Hülse 45, wenn sie auf den Kern 13 gezwungen worden ist, diejenige, die 4 zeigt. Dies verhindert, dass irgendeine Krafteinwirkung auf die Hülse 45 gegen das Ausziehteil 81 den Griff der Hülse 45 auf dem Kern 13 lockern könnte.

Das Ausziehteil 81 ist frontal mittels Schrauben 84 arretiert, welche gegen die Stirnfläche 13Y des Innenkerns 13 mittels Zugschrauben 83 pressen, die in die Innengewindelöcher in der Hülle des Zylinders 13 eingreifen. Diese Schrauben dienen auch dazu, das Ausziehteil 81 gegen die entsprechende Kante der austauschbaren Hülse 45 zu schieben, wodurch die Schrauben 84 gelöst werden. Auf diese Weise wird die Hülse 45 geschoben, bis sie vom Kern 13 getrennt ist, wobei sie axial in entgegengesetzter Richtung zur derjenigen Richtung gleitet, in welche sie auf den Kern 13 aufgezwungen worden ist. Diese Operation wird selbstverständlich nach dem Abnehmen des Klinkenteils 61 gemäß 3 ausgeführt.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung umfasst ein neuartiges Verfahren zur Herstellung eines Prägezylinders mit einer abnehmbaren Hülse, was nachstehend unter Bezugnahme auf die 5 bis 10 beschrieben wird.

Wie in der Zeichnung angegeben, bezeichnet 101 eine tubusförmige Hülse oder Hülle aus Metall (oder aus einen anderen Material mit geeigneten mechanischen Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf Härte und Widerstandsvermögen, insbesondere Druck- und Abnutzungsfestigkeit), auf welcher ein Prägemuster aus einer Reihe von Erhebungen mit einer geometrischen Form und auch komplexerer Natur graviert werden kann. Diese Erhebungen haben die Funktion, ein Prägen eines Bahnmaterials zum Beispiel aus Papier durchzuführen.

Ein Kern 103 mit einem charakteristischen, nichtzylindrischen zentralen Abschnitt 103A, der insbesondere kegelstumpfförmig ist, wobei &PHgr;A den größten Durchmesser an einem der Enden und &PHgr;B den minimalen Durchmesser am anderen Ende bezeichnen. Der Abschnitt 103A des Kernes 103 kann eine von der Kegelstumpfform unterschiedliche Form haben, vorausgesetzt, dass sie nicht den Eingriff durch axiales Gleiten mit der Hülse stört und vorzugsweise kreisförmige Querschnitte besitzt. Allgemein wird der Kern eine solche Form haben, dass sein Querschnitt graduell von einem minimalen Querschnitt an einem ersten Ende zu einem maximalen Querschnitt an dem gegenüber liegenden Ende zunimmt.

Vom Kern 103 erstreckt sich ein Nackenabschnitt 105 aus dem Ende größeren Durchmessers &PHgr;A und ein Nackenabschnitt 107 aus dem Ende &PHgr;B von kleinerem Durchmesser. Der Nackenabschnitt 107 kann mit einem abnehmbaren Ring oder Auge 109 zur Durchführung der nachstehend beschriebenen Manipulationen versehen sein.

Die zylindrische Hülle, die den Hauptteil der Hülse 101 bildet, besitzt eine zylindrische Innenfläche mit einem Innendurchmesser &PHgr;C, der nicht kleiner ist und speziell in einem begrenzten Ausmaß größer ist als der größte Durchmesser &PHgr;A der größeren Basis des Abschnitts 103A des Kerns 103.

Die Hülse 101 muss mit einer Innenschicht 112 ausgerüstet sein, um auf dem Kern 103, 105, 107 befestigt und angeordnet werden zu können, wobei die Fläche 112A eine negative Progression entsprechend der Fläche des Abschnitts 103A des Kerns 103 besitzt. Mit anderen Wörtern, wenn der Abschnitt 103A eine kegelstumpfartige Form hat, wird die Innenfläche 112A der Kavität der Hülse 101 eine komplementäre kegelstumpfförmige Form haben.

Die Schicht 112 besteht aus härtendem synthetischem Harz, das vorteilhafterweise ein Zweikomponenten-Epoxiharz ist, wie beispielsweise ARALDITE CW 2215 der Firma Vantico Ltd. (Groß-Britannien). Dieser muss im Stande sein, durch Polymerisation und/oder Crosslinking oder äquivalente Verfahren auszuhärten über eine geeignete Zeitspanne von beispielsweise 24 Stunden mit oder vorzugsweise ohne Zufuhr externer Energie zur Förderung des Härteprozesses. Der maximale Innendurchmesser D1 der Innenfläche 112A der Lage 112 aus Harz entspricht dem Durchmesser &PHgr;A der Zone 103A des Kerns 103, während der minimale innere Durchmesser D2 der Fläche 112A dem minimalen Durchmesser &PHgr;B der Zone 103A des Kerns 103 entspricht.

Die Struktur der Zone 103A des Kerns 103 und die Struktur der Innenfläche 112A der Schicht 112 der Hülse 101 müssen einander perfekt korrespondieren. In diesem Fall kann die Hülse 101 auf die Zone 103A des Kerns 103 aufgepasst und aufgezwungen werden, um sicherzustellen, dass die gegenseitige Stabilität des Kerns und der Hülse besteht, das heißt ein axiales und in Umfangsrichtung gerichtetes relatives Arretieren vorhanden ist. Dies kann vorteilhafterweise durch die Konizität der inneren kegelstumpfförmigen Fläche 112A der Schicht 112 und eine äußere kegelstumpfförmige Fläche der Zone 103A erreicht werden, die eine Neigung von etwa 1:1000 haben kann. Um jedoch einen stabilen Eingriff der Hülse 101 auf den Kern 103, 103A sicherzustellen, ist es möglich, vorzusehen (5 und 6), an der Stirnseite des Endes &PHgr;B kleineren Durchmessers des Kerns 103, 103A einen Flansch 114 ro befestigen, der auf den Kern 103 aufgebracht ist und die Endkante der Hülse 101 umgreift. Dieser Flansch verhindert in jedem Fall relatives axiales Gleiten des Kernes 103 und der Hülse 101. Das Befestigen dieses Flansches 114 geschieht mittels Schrauben 115, die in ein Ende des Kernes 103 eingreifen. Der Flansch 114 belastet die Hülse 101, 112 in Richtung auf den Kern 103, 103A in entgegengesetzte Richtung zur Entnahmerichtung in solcher Weise, dass die Elemente aufeinander zu gezwungen werden. An der Endkante entsprechend dem Ende, an dem der Flansch 114 befestigt ist, besitzt die Außenfläche der Hülse 101 eine Phase von etwa 10 Grad beispielsweise, wie 6 zeigt, die mit einer entsprechenden komplementären kegelstumpfförmigen Fläche auf einer ringförmigen Erhebung auf dem Flansch 114 zusammenarbeitet. Auf diese Weise wird ein radiales Aufpressen der Hülse 101, 112 gegen die Außenfläche des Kerns 103, 103A erreicht.

Es besteht auch die Möglichkeit, einen Arretierflansch an dem gegenüber liegenden Ende oder einen Extrahierer vorzusehen, welcher die Hülse 101, 112 axial bezüglich des Kerns 103, 103A in Entnahmerichtung mit Druck beaufschlagt und das Auseinandernehmen erleichtert, wobei die komplementären konischen Flächen voneinander gelöst werden, nachdem der Flansch 114 abgenommen worden ist.

Das Verfahren zur Herstellung der Hülse 101, die von der metallischen Hülle mit einer zylindrischen Außenfläche, die mit der kegelstumpfförmigen Schicht 112 aus Harz versehen ist, sieht die Benutzung des gleichen Kernes vor, um die Innenfläche 112A der Schicht 112 zu erhalten, wodurch eine perfekte Koinzidenz zwischen der steckerartigen Fläche des Kerns und der buchsenartigen Fläche der Hülse sichergestellt wird. Zur Ausführung des Vorstehenden ist vorgesehen, dass der Kern in vertikaler Position gemäß 7 und 8 angeordnet wird, wobei vorteilhafterweise der Ring 109 benutzt wird, die Hülse 101 auf den Kern 103, 103A aufgepasst und darauf zentriert wird mittels üblicher Maßnahmen, beispielsweise durch Verwendung von Segmenten S am Ende &PHgr;B kleineren Durchmessers der kegelstumpfförmigen Zone 103A des Kerns zwischen dem Kern und der Kante der Hülse. Am Boden kann das relative Zentrieren mit einem Flansch 118 erreicht werden, der an dem Ende &PHgr;A größeren Durchmessers der kegelstumpfförmigen Zone 103A des Kerns 103 befestigt ist. Der Flansch 118 hat ferner die Funktion, am Boden die innere Kavität zu verschließen, in der das Harz gegossen werden muss. Dazu besitzt der Flansch 118 gemäß 4 zwei konzentrische Ringvorsprünge, von denen einer mit der Innenfläche der zylindrischen Hülle, die vom Hauptcorpus der Hülse 101 gebildet wird, kooperiert und die andere mit der Endkante des kegelstumpfförmigen Abschnittes 103A des Kerns 103 kooperiert. Statt der Verwendung der Segmente S kann das obere Zentrieren mit einem Flansch erhalten werden, der dem Flansch 118 ähnlich ist, jedoch mit geeigneten Öffnungen für den Durchfluss des flüssigen Harzes versehen ist, oder mittels eines Flansches ähnlich dem Flansch 118, der in mehreren Teilen hergestellt ist, von denen einige entfernt sind, um Raum für den Durchtritt des Harzes zu lassen. Alternativ können auch andere Arten mechanischer Teile zum relativen Zentrieren verwendet werden.

Wenn der Kern und die Hülse sich in einer vertikalen Position befinden, ist es möglich, ein Gießen des flüssigen Harzes auszuführen, welches den gesamten Raum oder die Fuge zwischen der Hülse 101 und der kegelstumpfförmigen Zone 103A des Kerns 103 ausfüllt.

Vor dem Gießen des Harzes kann eine Vorbehandlung der inneren Zylinderfläche des Kerns 101 durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass der Guss und das gehärtete Harz, welches die oben erwähnte Schicht 112 bildet, eine stabile Anhaftung erfahren. Andererseits kann eine Behandlung mit einem Trennmittel an der kegelstumpfförmigen Fläche 103A des Kerns 103 ausgeführt werden, welche eine leichtere Trennung der gehärteten Schicht 112 mittels axialer Herausnahme zwischen dem Kern 103, 103A und der Hülse 101 sicherstellt. Diese Behandlung kann beispielsweise mit einem Schutzwachs als Trennmittel durchgeführt werden.

Mit dem gehärteten Gussharz 112 zur Bildung der Schicht 112, die an der Innenseite der Hülse 101 anhängt, wird der Eingriff zwischen dem Kern 103, 103A und der Hülse 101 direkt und mit extremer Präzision erreicht.

Das in Rede stehende Verfahren erlaubt die Gewinnung einer Vielzahl von Hülsen für einen Prägezylinder mit extremer Präzision und extremer Einfachheit. Es ist möglich, für den gleichen Kern 103, 103A – der zur Bildung des inneren Teils eines Prägezylinders für eine Prägeeinheit für eine Anlage zur Behandlung von Papier oder Bahnmaterial gedacht ist – eine Vielzahl von Hülsen 101, 112 vorzusehen, die leicht an dem Kern angeordnet und von dem Kern axial entnommen werden können. Durch Ausrüsten (in der nachfolgend beschriebenen Weise) jeder Hülse mit einem unterschiedlichen Prägemuster auf ihrer äußeren Zylinderfläche ist es möglich, das Prägemuster, das durch die Prägeeinheit erzeugt wird, einfach durch Entnahme und Ersatz einer Hülse durch eine andere auf dem gleichen Kern 103 des Prägezylinders zu verändern.

Es ist auch möglich, einen sogenannten Masterkern vorzusehen, der hinsichtlich der Form des kegelstumpfförmigen Abschnittes 103A mit den Kernen, die verschiedene Prägezylinder bilden, im Wesentlichen identisch ist. Der gleiche Masterkern kann daher durch den Hersteller von austauschbaren Hülsen dazu benutzt werden, austauschbare Hülsen herzustellen, die für eine Vielzahl von Kernen vorgesehen sind, welche den inneren Teil einer entsprechen Vielzahl von Prägezylindern bilden, die dem gleichen Benutzer wie auch unterschiedlichen Benutzern gehören. Auf diese Weise können einer oder mehrere Benutzer zusätzliche oder Ersatzhülsen vom Hersteller anfordern, ohne selbst vorübergehend den Kern ihrer Prägezylinder zurückzugeben.

Die Oberflächengravur der Hülse zur Gewinnung des Prägemusters kann zu beliebiger Zeit ausgeführt werden. Daher kann der Benutzer, der eine Prägeeinheit hat, die mit einem Prägezylinder mit Kern 103 und einer Reihe von austauschbaren gravierten Hülsen versehen ist, verlangen, auf einer noch nicht gravierten Hülse ein neues Muster zum erforderlichen Zeitpunkt auszubilden.

Dies führt zur Möglichkeit, ein Prägemuster schnell mit einem anderen Prägemuster auszutauschen, ohne dass ein vollständiger Prägezylinder jedes Mal in der Anlage ausgetauscht werden muss, statt dessen der gleiche Kern verwendet werden kann, der zur Durchführung der Harz-Guss-Operationen und der Bildung unterschiedlicher austauschbarer Hülsen benutzt worden ist. Es ist auch möglich, austauschbare Hülsen mit Mustern vorzusehen, die untereinander identisch sind und die bei Abnutzung einer Hülse diese ersetzen können. Ähnliche Vorteile können mit dieser Konzeption erreicht werden, beispielsweise wie in der Herstellung von Druckzylindern.

Die Oberflächenbearbeitung der Hülse 101 zur Gewinnung der Verteilung von Erhebungen, die das Prägemuster bilden, kann durch den Rückgriff auf bekannte Techniken durchgeführt werden. Die Hülse 101 besitzt eine äußere Hülle mit einer zylindrischen äußeren Fläche, die mit konventionellen Verfahren bearbeitet werden kann, beispielsweise durch chemische Mittel oder Chip-Schneiden.

Die Gravur kann ausgeführt werden, nachdem das die Schicht 112 bildende Harz vollständig ausgehärtet ist und ohne dass die Hülse 101, 112 vom Kern 103 entnommen werden muss. Alternativ kann die Hülse 101, 112 vom Kern 103 entnommen und dann wieder auf ihm angeordnet und mit axialem Druck befestigt werden, falls es nach der Beseitigung von Resten des Trennmittels oder anderen Materials von der kegelstumpfförmigen Fläche 103A des Kerns 103 nötig sein sollte.

In beiden Fällen wird die Außenfläche der Hülse 101 geschliffen, um die Konzentrizität derselben (innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen) bezüglich der geometrischen Achse des Kerns 103 sicherzustellen, welche Achse auch die Drehachse des Prägezylinders, bestehend aus Kern 103 und Hülse 101, 112, auf ihm definiert. Nach dem Schleifen wird das Gravieren des Musters auf bekannte Weise durchgeführt. Schließlich wird die gravierte Hülse vom Kern entnommen, der gegebenenfalls für zusätzliche Verarbeitung zur Bildung einer neuen austauschbaren Hülse mit dem gleichen oder einem unterschiedlichen Prägemuster bereit ist.

Die Entnahme der Hülse 101, 112 vom Kern 103, 103A und die Beseitigung des Trennmittels und nachfolgender Zusammenbau vor dem Schleifen und Gravieren sind vorteilhaftere Operationen insofern, als während des Schleifens und Gravierens der Hülse diese hoher Belastung ausgesetzt ist, die dazu führen kann, dass die Hülse bezüglich des Kerns rollt. Die Beseitigung des Trennmittels und das nachfolgende Festlegen der Hülse auf den Kern gegebenenfalls unter Zuhilfenahme des Flansches 114 oder anderer Arretiermittel, stellen sicher, dass kein Schlupf in Umfangsrichtung der Hülse bezüglich des Kerns während des Schleifens und des Gravierens eintreten kann.

Ausgleichsoperationen können an dem Kern und auch an dem zusammengesetzten Zylinder, bestehend durch Eingriff einer Hülse 101, 112 auf dem Kern 103, ausgeführt werden. Insbesondere ist es zweckmäßig, das Ausgleichen des Kernes ohne Hülse und anschließend des Kernes mit der Hülse, die auf ihm verankert ist, auszuführen, so dass die Anordnung bestehend aus Hülse und Kern stets ausgeglichen ist, welche Winkelposition, in welcher die beiden Komponenten miteinander verbunden werden, auch vorliegen möge. Dies erleichtert und vereinfacht in erheblichem Umfang die anschließende Verwendung verschiedener austauschbarer Hülsen und des jeweiligen Kernes.

Die beigefügte Zeichnung zeigt nur ein Beispiel als praktische Demonstration der Erfindung, welche in ihren Formen und Anordnungen verändert werden kann, ohne dass dadurch von dem Schutzbereich des der Erfindung zugrunde liegenden Konzepts abgewichen wird. Das Vorhandensein von Bezugszeichen in den beigefügten Ansprüchen dient lediglich zur Erleichterung deren Verständnisses, wobei auf die beigefügte Zeichnung und den obigen Text Bezug genommen werden sollte, beschränken jedenfalls nicht den Schutzbereich.

ZUSAMMENFASSUNG

Beschrieben wird ein Drehzylinder zur Bearbeitung von Bahnmaterial mit

  • – einem im Wesentlichen festen, langgestreckten inneren Kern mit zwei Enden und einer Außenfläche;
  • – einer austauschbaren Hülse mit einer Innenfläche, die auf den Kern passt, wobei die Hülse in axialer und in Umfangsrichtung an dem Kern festsitzt,
wobei der Kern eine nichtzylindrische Fläche mit Querschnittsabmessungen, die von einem Ende mit einem minimalen Querschnitt zu einem Ende mit einem maximalen Querschnitt graduell zunehmen, aufweist, die Innenfläche der austauschbaren Hülse komplementär zur Außenfläche des Kernes ist, und wobei das axiale und in Umfangsrichtung erfolgende Verankern der austauschbaren Hülse auf dem inneren Kern durch Reibung zwischen der Außenfläche des Kerns und der Innenfläche der Hülse erreicht wird, die axial aufeinander gezwungen werden, wobei die austauschbare Hülse (45, 101) eine äußere tubusförmige Metallhülle aufweist, an deren Innenfläche eine Schicht gehärteten Harzes befestigt ist, welches aus dem Aushärten eines im Wesentlichen flüssigen aushärtbaren Harzes gewonnen ist, wobei die Schicht von gehärtetem Harzmaterial an der tubusförmigen Hülle durch Aushärten festgelegt ist und wobei die Innenfläche der Schicht von gehärtetem Harzmaterial derjenigen des Kernes negativ entspricht, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Drehzylinders.


Anspruch[de]
  1. Drehzylinder zur Bearbeitung von Bahnmaterial mit

    – einem im Wesentlichen festen, langgestreckten inneren Kern mit zwei Enden und einer Außenfläche;

    – einer austauschbaren Hülse mit einer Innenfläche, die auf den Kern passt, wobei die Hülse in axialer und in Umfangsrichtung an dem Kern festsitzt,

    wobei der Kern eine nichtzylindrische Fläche mit Querschnittsabmessungen, die von einem Ende mit einem minimalen Querschnitt zu einem Ende mit einem maximalen Querschnitt graduell zunehmen, aufweist, die Innenfläche der austauschbaren Hülse komplementär zur Außenfläche des Kernes ist, und

    wobei das axiale und in Umfangsrichtung erfolgende Verankern der austauschbaren Hülse auf dem inneren Kern durch Reibung zwischen der Außenfläche des Kerns und der Innenfläche der Hülse erreicht wird, die axial aufeinander gezwungen werden,

    dadurch gekennzeichnet, dass die austauschbare Hülse (45, 101) eine äußere tubusförmige Metallhülle aufweist, an deren Innenfläche eine Schicht gehärteten Harzes befestigt ist, welches aus dem Aushärten eines im Wesentlichen flüssigen aushärtbaren Harzes gewonnen ist, wobei die Schicht von gehärtetem Harzmaterial an der tubusförmigen Hülle durch Aushärten festgelegt ist und wobei die Innenfläche der Schicht von gehärtetem Harzmaterial derjenigen des Kernes negativ entspricht.
  2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche der austauschbaren Hülse und die Außenfläche des inneren Kerns konische Flächen sind, die wechselseitig komplementär sind.
  3. Zylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die austauschbare Hülse im Wesentlichen fest ist.
  4. Zylinder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Klinkenteil (61) aufweist, das das abgeschrägte Ende des Kernes ergreifen kann, um die austauschbare Hülse auf den Kern zu schieben und zu zwingen.
  5. Zylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Klinkenteil durch eine oder mehrere Schrauben in Eingriff mit dem Kern gelangt.
  6. Zylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Klinkenteil einen Betätiger zum Aufzwingen der austauschbaren Hülse auf den Kern aufweist.
  7. Zylinder nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Klinkenteil einen Ringflansch und einen damit integralen Ringkragen aufweist, der mit der Kante der austauschbaren Hülse entsprechend dem dickeren Ende derselben kooperiert.
  8. Zylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkragen eine Zentrier- und Führungsfläche aufweist, die mit einer entsprechenden Zentrier- und Führungsfläche des Kernes zusammenwirkt.
  9. Zylinder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Extrahierteil aufweist, das mit der Vorderseite des Kernes an dem Ende, das gegenüber dem abgeschrägten Ende liegt, in Eingriff gebracht werden kann, um eine Kraft auszuüben, die die austauschbare Hülse von dem Kern löst.
  10. Zylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausziehteil mit dem Kern durch eine oder mehrere Schrauben in Eingriff gebracht werden kann.
  11. Zylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausziehteil einen Betätiger zum Lösen der austauschbaren Hülse von dem Kern aufweist.
  12. Zylinder nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausziehteil einen Ringflansch und einen mit diesem integralen Ringkragen aufweist, welcher mit der Kante der austauschbaren Hülse entsprechend ihrem Ende von geringerer Dicke zusammenwirkt.
  13. Zylinder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern und die Schicht aus gehärtetem Material kegelstumpfförmige Flächen aufweisen, die zueinander komplementär sind.
  14. Zylinder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er Sicherheitsmittel aufweist, die zwischen dem Ende kleineren Querschnitts des Kerns und dem entsprechenden Ende der Hülse wirkt.
  15. Zylinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsmittel aus Komponenten bestehen, die einen Ringflansch bilden.
  16. Zylinder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz ein Zweikomponenten-Epoxiharz ist.
  17. Zylinder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Prägezylinder ist.
  18. Zylinder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse mit einem erhabenen Muster auf ihrer Außenfläche versehen ist.
  19. Austauschbare Hülse für einen Drehzylinder zur Bearbeitung von Bahnmaterial, die auf einen im Wesentlichen festen zentralen inneren Kern verankert werden kann, wobei die Innenfläche der austauschbaren Hülse abgeschrägt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse einen tubusförmigen Metallhülle aufweist, deren Innenfläche mit einer Schicht ausgehärteten Harzmaterials verbunden ist, das aus dem Aushärten eines im Wesentlichen flüssigen härtbaren Harzmaterials erhalten wird, wobei die Innenfläche der Schicht aus gehärtetem Material eine axiale Kavität (Fuge) mit einem Querschnitt definiert, der von einem ersten Ende mit kleinerer Dimension zu einem zweiten Ende mit größerer Dimension zunimmt und negativ die nichtzylindrische Fläche eines Kernes, der einen Teil des Zylinders bildet, reproduziert, wobei die Schicht aus gehärtetem Harzmaterial an der tubusförmigen Hülle durch Aushärten festgelegt ist.
  20. Austauschbare Hülse nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche konisch ist.
  21. Austauschbare Hülse nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Wesentlichen fest ist.
  22. Austauschbare Hülse nach einem oder mehreren der Ansprüche 19–21, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche der Hülse mit einem erhabenen Muster versehen ist.
  23. Austauschbare Hülse nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das erhabene Muster ein geprägtes Muster ist.
  24. Austauschbare Hülse nach einem oder mehreren der Ansprüche 19–23, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche der Schicht aus gehärtetem Material eine konische Fläche mit einer Neigung von etwa 3:1000 bis etwa 5:1000 und insbesondere im Bereich von etwa 4:1000 ist.
  25. Austauschbare Hülse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 19–24, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz ein Zweikomponenten-Epoxiharz ist.
  26. Verfahren zur Herstellung einer austauschbaren Hülse eines Zylinders zur Bearbeitung von Bahnmaterial mit einer äußeren Verarbeitungsfläche, gekennzeichnet durch

    – Schaffung eines nichtzylindrischen zentralen Kernes mit einem Querschnitt, dessen Dimensionen von einem Ende mit einem minimalen Querschnitt zu einem Ende mit einem maximalen Querschnitt graduell zunimmt;

    – Aufbringen einer Hülle auf den Kern, welche Hülle eine im Wesentlichen zylindrische Außenfläche und eine Innenfläche aufweist, die eine Fuge zu der Außenfläche des Kerns lässt, wobei die Hülle und der Kern relativ zueinander zentriert werden;

    – Einführen eines im Wesentlichen flüssigen Harzmaterials in die Fuge zur Bildung einer Schicht gehärteten Harzmaterials, das an der Innenfläche der Hülle festsitzt, wobei die Hülle und die Schicht aus gehärtetem Material die Hülse bilden;

    – Axiales Herausnehmen der Hülle mit der Schicht aus gehärtetem Material relativ zum Kern.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Außenfläche besitzt und dass die Hülse eine Innenfläche aufweist, auf welcher die Materialschicht aufgebracht ist, die im Wesentlichen zylindrisch ist mit einem größeren Durchmesser als der maximale Durchmesser der kegelstumpfförmigen Fläche des Kernes.
  28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Kern vor dem Gießen mit einem Trennmittel beschichtet ist.
  29. Verfahren nach Anspruch 26, 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießen des härtbaren Materials in einem im Wesentlichen vertikalen Zustand der Anordnung erfolgt, welche die Hülse und den zu ihr zentrierten Kern umfasst, wobei das Ende kleineren Durchmessers des Kernes sich oben befindet.
  30. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 26–29, dadurch gekennzeichnet, dass ein ringförmiger Zentrier- und Dichtflansch zwischen der zylindrischen Hülse und dem Ende mit größerem Durchmesser des Kernes befestigt wird.
  31. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 26–30, dadurch gekennzeichnet, dass Zentriersegmente zwischen der Hülse und dem Ende kleineren Durchmessers des Kerns vorgesehen sind, wobei das Gießen des härtbaren Materials zwischen den beabstandeten Segmenten ausgeführt wird.
  32. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 26–31, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aushärten des Materials die Außenfläche der Hülse zur Erzeugung geprägter Reliefs oder dergleichen bearbeitet wird.
  33. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 26–32, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aushärten des Materials die Außenfläche des Kernes geschliffen und anschließend graviert wird, um die Prägereliefs oder dergleichen zu erzeugen.
  34. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Härten des Materials die Zentriermittel abgenommen werden, wobei die Hülse vom Kern entnommen und wieder zusammengefügt wird, durch kraftentwickelnde Mittel zum Schleifen und/oder zur Bildung der Prägereliefs oder dergleichen.
  35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass vor der erneuten Befestigung der Hülse am Kern die Außenfläche des letzteren von Resten des gehärteten Materials und/oder des Trennmittels gereinigt wird.
  36. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 32–35, dadurch gekennzeichnet, dass das auszuhärtende Material ein Harz ist
  37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass das aushärtbare Material ein Zweikomponenten-Epoxiharz ist.
  38. Prägeeinheit mit wenigstens einer Druckwalze und wenigstens einem Prägezylinder, dadurch gekennzeichnet, dass der Prägezylinder nach einem der Ansprüche 1–18 ausgeführt ist.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






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