專利名稱：曲面印刷系統(tǒng)的橋式芯軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中間套筒，它適用于曲面印刷或照相凹版印刷系統(tǒng)，更為特別的是涉及一種橋式芯軸，它適于安裝在印刷滾筒上，并適于安裝曲面印刷或照相凹版印刷系統(tǒng)中的可替換印刷套筒。
在通常的曲面印刷過程中，曲面印刷版安裝至滾筒上，當(dāng)滾筒旋轉(zhuǎn)時，上墨的版將圖像形成于裝載在壓印滾筒上的基材上。此技術(shù)通常將印刷版制成印刷套筒的形式，該印刷套筒可由空氣壓力加以膨脹，用于在印刷滾筒上安裝和卸下。通常的曲面印刷機在高速下運轉(zhuǎn)，有時每分鐘印刷超過600延英尺的紙。這樣高的印刷速度要求印刷滾筒和套筒也在高速下旋轉(zhuǎn)。印刷滾筒和印刷套筒的結(jié)構(gòu)可改變，曾應(yīng)用不同的結(jié)構(gòu)，以優(yōu)化它們的印刷性能。
如該技術(shù)中已知的，以空氣安裝的印刷套筒的內(nèi)表面的直徑必須略小于印刷滾筒外表面的直徑。這些直徑的差是一個稱為壓配合的尺寸。此外，印刷套筒內(nèi)表面的直徑必須是可通過在套筒與印刷滾筒的相對表面之間提供加壓空氣而膨脹的，以便將這樣的印刷套筒安裝在印刷滾筒上，以及從其上卸走套筒。
通常，印刷任務(wù)將涉及“圖像拷貝”，它是隨著印刷套筒的每一圈轉(zhuǎn)圈欲一次或多次印刷在基材上的文本和圖表的周邊長度。印刷套筒的周邊必須大得足以至少包含一個圖像拷貝。套筒拷貝等同于套筒的周邊(包含安裝在套筒上的印刷版)，可包含若干個圖像拷貝。不同的印刷任務(wù)涉及的圖像拷貝的尺寸不同，因而不同的印刷任務(wù)要求的套筒拷貝的尺寸也不同。較大的套筒拷貝尺寸要求印刷套筒具有較大的周邊，這意味著較大的外徑。當(dāng)一個“轉(zhuǎn)換者”，即應(yīng)用印刷套筒的機械操作手，訂購一個印刷套筒時，該印刷套筒按任務(wù)要求的給定套筒拷貝尺寸的印刷版而確定，而該印刷套筒的內(nèi)徑則根據(jù)該轉(zhuǎn)換者的庫存手頭有的印刷滾筒的外徑而確定。這是因為印刷套筒必須安裝在具有匹配外徑的印刷滾筒上。
為實現(xiàn)要求大尺寸套筒拷貝的任務(wù)，印刷套筒的外表面的直徑必須大得足以產(chǎn)生大的套筒拷貝尺寸。這要求印刷滾筒具有較大的外徑以支承薄的印刷套筒。但是，新的印刷滾筒很貴。對這一花費的替代性方案是，應(yīng)用由多層形成的較厚的印刷套筒以替代單層的，所謂“薄”的套筒。Thompson等(美國專利5544584)和Maslin等(美國專利4583460)描述了多層印刷套筒，它們能安裝在直徑較小的印刷滾筒上。這樣的多層印刷套筒的作用是能減小套筒的內(nèi)徑，從而此套筒能安裝在轉(zhuǎn)換者庫存中已有的直徑較小的印刷滾筒上。多層套筒比印刷滾筒便宜，但要貴于薄套筒。
此外，在勞動力花費方面，在印刷機上更換印刷滾筒要貴于在印刷滾筒上更換印刷套筒。這一解決方案導(dǎo)致多層印刷套筒的激增，但是，它們要貴于薄套筒。
在另一套筒安裝系統(tǒng)中，較大尺寸的拷貝可采用安裝在中間套筒，也稱為橋式芯軸上的薄套筒來印刷，對此橋式芯軸可供應(yīng)加壓空氣，以便安裝和卸下薄印刷套筒。在一個這樣的橋式芯軸系統(tǒng)中，如在Rossini的美國專利5819657中描述的，芯軸設(shè)置有內(nèi)部“管筒件”，其形式為空氣入口、接頭配件和通道，從而空氣能輸至其外表面上。此類橋式芯軸結(jié)構(gòu)的一個主要缺點是它必須具有較厚的壁，以容納“管筒件”。這使橋式芯軸較重，從而增加其生產(chǎn)成本。Nelson的美國專利5904095也描述了一種相似的芯軸結(jié)構(gòu)，它包含內(nèi)部空氣通道。
另一類橋式芯軸簡單地設(shè)置了一個較薄的隔離套筒，如在Rossini的美國專利5782181中描述的套筒，該較薄的隔離套筒的兩端開口，并裝備有氣孔。但是，為了輸入加壓空氣，芯軸必須在兩端裝配塞子以密封這些端部，或者，芯軸上的氣孔圖形必須仔細(xì)地與在其下面的印刷滾筒上的氣孔圖形相對準(zhǔn)。但是，由于在本技術(shù)中沒有標(biāo)準(zhǔn)的氣孔圖形，從而要在所有情況獲得氣孔的對準(zhǔn)就成為問題。
因此，本技術(shù)需要這樣的橋式芯軸結(jié)構(gòu)，它生產(chǎn)簡單、重量輕，且易于安裝在曲面印刷和照相凹版印刷系統(tǒng)中位于其下面的印刷滾筒上和從其上卸下。
本發(fā)明為滿足此需要提出這樣一種橋式芯軸結(jié)構(gòu)，它生產(chǎn)簡單、重量輕，且易于安裝在曲面印刷系統(tǒng)和照相凹版印刷系統(tǒng)中位于其下面的印刷滾筒上和從其上卸下。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，橋式芯軸設(shè)置并包含大致為中空、圓柱形的管筒，它用于裝配在印刷滾筒上。管筒具有內(nèi)表面和外表面，第一端部和第二端部。溝槽基本圍繞管筒的內(nèi)表面的周邊而伸展，而若干孔則從溝槽大致徑向向外地伸至管筒的外表面。溝槽和孔使欲輸入的加壓空氣得以從芯軸的內(nèi)側(cè)流至其表面，用于將印刷套筒安裝在芯軸上。
在一個較優(yōu)實施例中，溝槽位于管筒的第一端部的鄰近。橋式芯軸最好包括基底層、中間層和表面層?；讓幼詈冒ń饘倩蛴操|(zhì)聚合物，中間層最好包括發(fā)泡聚合材料(它可以或是硬質(zhì)的，或是可壓縮的)，而表面層最好包括硬質(zhì)或可壓縮聚合物。發(fā)泡聚合材料的中間層使芯軸的重量輕巧，而硬質(zhì)的內(nèi)層又形成堅實的結(jié)構(gòu)。在表面層包括可壓縮聚合物(諸如像在其中具有空隙的一種聚合物)的實施例中，印刷質(zhì)量提高，用于安裝在橋式芯軸上的印刷套筒的結(jié)構(gòu)也由于不需要在印刷套筒中包括可壓縮層而得到簡化?！翱蓧嚎s的”意味著材料或?qū)邮求w積可壓縮的，而不像硬橡膠或合成橡膠，它們是表面可壓縮，而不是體積可壓縮。
在一個可替代實施例中，至少中間層的外部包括可壓縮材料。此實施例對較厚的芯軸特別有用，并在安裝于下面的印刷滾筒之上期間，使內(nèi)層易于膨脹。
溝槽的深度最好在約0.05至約0.5mm之間，而寬度在約1至約20mm之間。孔的直徑最好在約1.0至約2.5mm之間。因為溝槽基本圍繞管筒的內(nèi)表面的周邊而伸展，因而芯軸上的孔不需對準(zhǔn)印刷滾筒上相應(yīng)的氣孔?？諝庠趬毫ο聫挠∷L筒的內(nèi)側(cè)流入溝槽，找到其流出孔的路徑。這樣，無需如現(xiàn)有技術(shù)那樣，芯軸上的孔要對準(zhǔn)印刷滾筒上的孔。加壓空氣也不會從溝槽中逸出。本發(fā)明無需進行冗長的橋式芯軸與印刷滾筒的孔的對準(zhǔn)，或在各種印刷滾筒和橋式芯軸上設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的孔位和間距。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，橋式芯軸包含位于管筒的內(nèi)表面上的切口，此切口用于嚙合印刷滾筒上相應(yīng)的銷釘。這樣，當(dāng)橋式芯軸安裝在印刷滾筒上時，它可鎖緊在其上，從而在芯軸與印刷滾筒的表面之間不發(fā)生移動。在一個較優(yōu)實施例中，切口大致為C形，包含側(cè)壁、后壁和與后壁相對的側(cè)向伸展壁，從而芯軸和印刷滾筒可通過芯軸的簡單轉(zhuǎn)動而鎖緊在一起。芯軸可通過簡單地逆向進行此過程而方便地松開、卸下。這樣，本發(fā)明在組合情況下包含印刷滾筒與橋式芯軸的組裝件，橋式芯軸包含鎖緊機構(gòu)，它用于可松開地將橋式芯軸緊固至印刷滾筒上。芯軸易于從印刷滾筒上卸下，而具有不同外徑的另一芯軸能方便地替代它。
在使用中，印刷滾筒和橋式芯軸組裝件設(shè)計成，至少具有徑向可膨脹內(nèi)表面的印刷套筒可通過應(yīng)用在壓力下輸入空氣通過印刷滾筒和管筒的孔，而安裝在橋式芯軸上。印刷套筒在其表面上通?；蚓哂型黄鸬?曲面印刷)或凹入的(照相凹版)區(qū)域，用于在印刷過程中攜帶墨汁。一旦印刷任務(wù)完成，印刷套筒應(yīng)用加壓空氣可容易地卸下。
因此，本發(fā)明的特點是提出一種橋式芯軸結(jié)構(gòu)，它生產(chǎn)簡單、重量輕，且易于安裝在曲面印刷和照相凹版印刷系統(tǒng)中位于其下面的印刷滾筒上和從其上卸下。本發(fā)明的這一及其它特點和優(yōu)點將由以下的詳細(xì)說明、附圖及所附權(quán)利要求變得更為清晰。
本發(fā)明將通過參考附圖而更易于了解，附圖通過非限定性實例而提供，其中

圖1是本發(fā)明芯軸的一個實施例的組裝件側(cè)視截面圖，芯軸安裝在印刷滾筒上，而印刷套筒則安裝在芯軸上；圖2是放大的側(cè)視截面圖，它表示在芯軸一端上的溝槽和孔；圖3是本發(fā)明芯軸的另一實施例的局部截面的端視圖，它表示芯軸這一實施例的孔和分層結(jié)構(gòu)；圖4A至圖4C示意地展示了芯軸和印刷滾筒上的較優(yōu)鎖緊機構(gòu)的運行方式；圖5是立面?zhèn)纫晥D，它展示安裝和鎖緊在印刷滾筒上的芯軸；
圖6是立面?zhèn)纫晥D，它展示印刷滾筒具有銷釘，用于與芯軸上的鎖緊機構(gòu)相鎖緊；圖7是本發(fā)明芯軸的另一實施例的局部截面的端視圖，它表示芯軸這一實施例的分層結(jié)構(gòu)和可壓縮表面層；而圖8是本發(fā)明芯軸的另一實施例的局部截面的端視圖，它表示芯軸中中間層的可壓縮部分的定位。
本發(fā)明涉及一種橋式芯軸結(jié)構(gòu)，其制造簡單、重量輕，且易于安裝在曲面印刷和照相凹版印刷系統(tǒng)中位于其下面的印刷滾筒上和從其上卸下?，F(xiàn)參看圖1，它展示了橋式芯軸的一個實施例，其中，橋式芯軸10安裝在印刷滾筒12上。橋式芯軸10通常具有圓柱形中空管筒的形狀，它分別具有內(nèi)表面100、外表面102，以及第一和第二端部104和106。
印刷滾筒12安裝成圍繞其縱向軸線而旋轉(zhuǎn)，在使用中，成為印刷機或其它印刷系統(tǒng)(未表示)的一個部分。設(shè)置了空氣入口14，它將空氣在壓力下從源(未表示)輸入至印刷滾筒的內(nèi)側(cè)。在圖1所示的實施例中，印刷套筒16裝有印刷版18。根據(jù)要求的最終用途不同，印刷版18上的標(biāo)記可突起以用于曲面印刷，或凹入以用于照相凹版型印刷。印刷版表面設(shè)計成能如常規(guī)地加以上墨，然后上墨的圖像轉(zhuǎn)移至諸如紙張或連續(xù)卷筒紙的基材上。
由于對印刷任務(wù)提出了不同長度的要求，橋式芯軸10設(shè)計成能方便地安裝和從印刷滾筒12上卸下。當(dāng)進行新的印刷任務(wù)時，具有不同外徑，但同一內(nèi)徑的橋式芯軸能由印刷機操作手加以更換，以便為要求的印刷套筒設(shè)置正確的外徑，從而也即正確的拷貝長度。
如圖1所示，橋式芯軸10安裝于印刷滾筒12之上。芯軸10的內(nèi)徑和滾筒12的外徑匹配成在其間存在緊壓配合。組裝件可借助鎖緊裝置連接在一起，此種鎖緊裝置用于可裝卸地將芯軸緊固至滾筒上。一種較優(yōu)的鎖緊機構(gòu)示于圖1、4A-4C、5和6中，并包括通常為C形的切口20，它位于芯軸內(nèi)表面上的一端。相對應(yīng)的銷釘22用于當(dāng)芯軸10裝配在印刷滾筒12上時，裝配于切口20中。切口20包括側(cè)壁24、后壁26和側(cè)向伸展壁28。
組裝次序示意地示于圖4中，最終的組裝件則示于圖5中。如圖所示，芯軸10在切口20的開口對準(zhǔn)銷釘22(見圖4A)時安裝和滑移于印刷滾筒之上。芯軸10繼續(xù)在印刷滾筒上滑移，直至銷釘22嚙合后壁26，如圖4B所示。然后，芯軸10在所示的順時針方向轉(zhuǎn)動，以使銷釘22如圖4C所示地安置于切口20的后壁26與側(cè)向伸展壁28之間，以便組成圖5所示的組裝件。芯軸10能通過簡單地逆向運行此過程而方便地從滾筒12上卸下。當(dāng)然，本技術(shù)的技術(shù)人員將意識到，也可應(yīng)用不同于所示具體結(jié)構(gòu)的其它鎖緊機構(gòu)。
橋式芯軸10可包括諸如金屬或硬質(zhì)聚合物的硬性材料。在圖3所示的實施例中，橋式芯軸10包括基底層30、中間層32和表面層34。最好基底層30和表面層34包括諸如金屬或硬質(zhì)聚合物的硬性材料。在一個較受推薦的形式中，基底層30包括聚酯，它可用玻璃或其它高抗拉強度的纖維加以加強。中間層32包括諸如聚氨基甲酸酯泡沫材料的聚酯泡沫材料，它可或是硬質(zhì)的，或是可壓縮的。表面層34最好也是諸如聚酯或聚氨基甲酸酯的硬質(zhì)聚合物。表面層34最好由機加工或模壓制成，以形成光滑的表面，印刷套筒16安裝于其上。材料的這種組合使芯軸10具有強度與硬性的組合，但重量很輕，易于處理。
在圖7所示的發(fā)明的另一實施例中，其中相同的零件用相同的標(biāo)號表示，表面層34a包括諸如可壓縮發(fā)泡聚合物的可壓縮材料?？蓧嚎s聚合泡沫材料可或是開口或是閉合微孔的。閉合微孔的聚氨基甲酸酯泡沫材料是較受推薦的，但也可應(yīng)用其它可壓縮材料。通常，表面層34a的厚度在約0.040至約0.120英寸(約1至約3mm)的范圍內(nèi)。表面層34a最好由機加工或模壓制成，以形成光滑的表面，在其上安裝著印刷套筒16。
表面層34a的可壓縮性質(zhì)使印刷質(zhì)量得到提高。此外，應(yīng)用可壓縮材料制作表面層34a能簡化印刷套筒16的結(jié)構(gòu)，因為它使套筒16不需包含可壓縮層?；?、中間和表面層中材料的這一組合使芯軸10具有強度和硬性的組合，但重量很輕，易于處理。
在圖8所示的發(fā)明的另一實施例中，其中相同的零件用相同的標(biāo)號表示，至少部分中間層32包括一層可壓縮材料34b，它最好位于層32的外周邊上，或在其附近。發(fā)明的這一實施例對芯軸較厚的情況特別有用。芯軸可更為容易地安裝和從印刷滾筒12上卸下，只要使輸入的空氣壓力將基底層30容易地膨脹至中間層32的可壓縮部分34b中。
如本技術(shù)中已知的，印刷套筒16通常由這樣的材料制成，它可在小于約每平方英寸100磅(690MPa)的適當(dāng)空氣壓力下膨脹。印刷套筒16可由諸如聚合物或薄金屬的單種材料制成，或可是疊層結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。印刷版18如通常一樣，由彈性材料制成，并粘結(jié)至套筒16的表面上。
橋式芯軸10和印刷滾筒12的組裝件如上所述。而印刷套筒16和印刷版18的安裝則通過在壓力下將空氣輸入印刷滾筒12的內(nèi)側(cè)而完成。印刷滾筒12裝備有若干空氣通道36，如圖1和2最清楚地顯示，它們形成通向印刷滾筒12的外側(cè)表面的通路。加壓空氣通過通道36流入溝槽38，溝槽38至少部分，最好全部，圍繞橋式芯軸10的內(nèi)表面100的周邊而伸展?？諝鈴臏喜?8通過芯軸10中的若干孔40流至芯軸的外表面102。在此外，加壓空氣產(chǎn)生作用，略微膨脹套筒16，使套筒16足以容易地沿著芯軸10的長度而滑移，直至它如圖1和5所示地完全安裝好。一旦空氣壓力卸去，套筒16就收縮，與芯軸10形成緊密的摩擦配合。
溝槽38的深度最好在約0.05至約0.5mm之間，而寬度在約1至約20mm之間?？?0的直徑在約1.0至約2.5mm之間。溝槽38在芯軸10中的位置設(shè)計成，當(dāng)芯軸10安裝在印刷滾筒12上時，溝槽38在空氣通道36的出口的上方。因為溝槽38從芯軸10的第一端104向內(nèi)凹陷，在橋式芯軸10的內(nèi)表面100與印刷滾筒12的外表面之間有相當(dāng)氣密的密封，因此幾乎沒有空氣逃逸。此外，因為溝槽圍繞芯軸10的內(nèi)表面的周邊而伸展，因而不要求孔40對準(zhǔn)印刷滾筒上的空氣通道36。這樣，本發(fā)明的橋式芯軸就可在工業(yè)中無數(shù)印刷滾筒上應(yīng)用。
本發(fā)明的橋式芯軸可生產(chǎn)成許多尺寸和外徑，以便如在此工業(yè)中目前通用的，得以容納各種不同的圖像拷貝。例如，橋式芯軸的長度可變化于約200直至約4000mm之間，而芯軸的壁厚在某些實施例中可小至約2mm，直至厚度約100mm，并包含100mm。對于包含鎖緊機構(gòu)的芯軸的實施例，壁厚必須略微增大，以容納此機構(gòu)。在這些實施例中，最小的壁厚通常約7mm或更大。
權(quán)利要求
1.一種橋式芯軸(10)，包括通常為中空、圓柱形的管筒，所述管筒具有內(nèi)表面(100)和外表面(102)，第一端部(104)和第二端部(106)，溝槽(38)，基本圍繞所述管筒的所述內(nèi)表面的周邊而伸展，而多個孔(40)則從所述溝槽大致徑向向外地伸至所述管筒的所述外表面。
2.如權(quán)利要求1所述的橋式芯軸，其特征在于，所述溝槽(38)位于所述管筒的所述第一端部(104)的鄰近。
3.如權(quán)利要求1所述的橋式芯軸，其特征在于，所述管筒包括基底層(30)、中間層(32)和表面層(34)。
4.如權(quán)利要求3所述的橋式芯軸，其特征在于，所述基底層包括金屬或硬質(zhì)聚合物。
5.如權(quán)利要求3所述的橋式芯軸，其特征在于，所述中間層包括發(fā)泡聚合材料。
6.如權(quán)利要求3所述的橋式芯軸，其特征在于，至少部分所述中間層包括可壓縮材料(34b)。
7.如權(quán)利要求3所述的橋式芯軸，其特征在于，所述表面層包括硬質(zhì)聚合物。
8.如權(quán)利要求3所述的橋式芯軸，其特征在于，所述表面層包括可壓縮材料(34a)。
9.如權(quán)利要求8所述的橋式芯軸，其特征在于，所述可壓縮發(fā)泡聚合物包括閉合微孔的聚氨基甲酸酯。
10.如權(quán)利要求1所述的橋式芯軸，其特征在于，所述溝槽的深度在約0.05至約0.5mm之間。
11.如權(quán)利要求1所述的橋式芯軸，其特征在于，所述溝槽的寬度在約1至約20mm之間。
12.如權(quán)利要求1所述的橋式芯軸，其特征在于，所述孔的直徑在約1.0至約2.5mm之間。
13.如權(quán)利要求1所述的橋式芯軸，它包含切口(20)，該切口(20)位于所述管筒的所述內(nèi)表面上。
14.如權(quán)利要求13所述的橋式芯軸，其特征在于，所述切口包含側(cè)壁(24)、后壁(26)以及與所述后壁相對的側(cè)向伸展壁(28)。
15.如權(quán)利要求1所述的橋式芯軸，其特征在于，所述圓柱形管筒裝配在印刷滾筒(12)上。
16.如權(quán)利要求15所述的橋式芯軸，其特征在于，印刷套筒(16)安裝在所述橋式芯軸上。
17.如權(quán)利要求16所述的橋式芯軸，其特征在于，所述印刷套筒包含至少在徑向可膨脹的內(nèi)表面。
全文摘要
提出一種橋式芯軸，它生產(chǎn)簡單、重量輕，且易于安裝在曲面印刷和照相凹版印刷系統(tǒng)中位于其下面的印刷滾筒上和從其上卸下。橋式芯軸(10)包括通常為中空、圓柱形的管筒，它適于裝配在印刷滾筒(12)上。溝槽(38)基本圍繞管筒的內(nèi)表面(100)的周邊而伸展，而若干孔(40)則從溝槽大致徑向向外地伸至管筒的外表面(102)。溝槽和孔使加壓空氣得以從芯軸的內(nèi)側(cè)輸送至其表面，用以將印刷套筒(16)安裝在芯軸上。在一個實施例中，橋式芯軸包括鎖緊機構(gòu)(20)它適于嚙合印刷滾筒上的銷釘(22)，用以阻止印刷工序期間芯軸的移動。
文檔編號B41F27/10GK1443114SQ01806062
公開日2003年9月17日 申請日期2001年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月17日
發(fā)明者馬里奧·布斯霍夫 申請人:白晝國際有限公司