Vorrichtung zum Festspannen der Lagerbuchsen für Druck- und Plattenzylinder von Druckmaschinen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fest spannen der Lagerbuchsen für die Druck- und Plattenzy linder von Druckmaschinen, bei der die Lagerbuchsen zwecks Beseitigung des Spiels in der sie aufnehmenden Bohrung des Maschinengestelles hydraulisch gegen die Bohrungswand gepresst werden.
An Druckmaschinen, insbesondere hochtourigen Ro tationsdruckmaschinen, ist im Interesse einer hohen Druckqualität ein weitestgehend schwingungsfreier Lauf der Druck- und Plattenzylinder erwünscht, der unter der Voraussetzung einwandfreier Rundlaufeigenschaftender Zylinder, vor allem durch deren möglichst spielfreie Lagerung erzielt wird.
Die Zapfen von derartigen Zylindern werden vor zugsweise in Wälzlagern gelagert. Zur Beseitigung der Radialluft derselben dienen bekannte Mittel, auf die hier nicht eingegangen zu werden braucht. Die Wälzlager ruhen ihrerseits zwecks leichter Einstellbarkeit der Zylin der in zentrischen oder exzentrischen Lagerbuchsen, welche ihrerseits mit Spiel in eine Bohrung des Maschi nengestells eingesetzt werden.
Zur Beseitigung des Lagerbuchsenspieles ist es für die Lager von Druckmaschinen-Zylindern schon be kannt, das Prinzip der Dreipunkteinspannung unter hydraulischer Verformung einer Lagerbuchse ungleicher Wandstärke anzuwenden. Der Mantel der Lagerbuchse ist dabei an drei um 120 zueinander versetzten Stellen mit segmentförmigen Ausschnitten versahen, die in Zusammenwirken mit der Bohrungswand des Maschi nengestells hydraulisch beaufschlagbare Kammern bil den.
Unter der Wirkung des hydraulischen Druckes wird das Wälzlager an den geschwächten Wandstellen der Lagerbuchse gespannt, während die ungeschwächten Buchsenabschnitte sich gegen die Bohrungwand sprei zen.
Da nun ein Lager nicht nur durch das Eigengewicht des Zylinders, sondern auch durch die Pressung eines oder mehrerer mit ihm zusammenarbeitender Zylinder belastet wird, wirkt auf das Lager eine aus diesen Kräften resultierende Belastungskraft. Letztere ändert ihre Grösse und Richtung, sobald die an Druckmaschi- nenzylindern vorhandenen Kanäle oder die Zwischen räume zwischen zwei auf einen Zylinder aufgespannten Druckplatten an der Pressungslinie zweier zusammenar beitender Zylinder vorbeilaufen. Dies bedeutet, dass die Presskraft beim Lauf der Maschine periodisch und schlagartig entfällt und wieder einsetzt.
Lager mit hydraulischer Dreipunkt-Vorspannung der erwähnten Art besitzen jedoch eine zu geringe Federstei fe, um solche stossartigen Lastwechsel aufzufangen und damit das Schwingen des Lagers in sich wie auch des Zylinders selbst in höchstmöglichem Masse zu unterbin den.
Durch die Erfindung soll eine diesen Mangel beseiti gende, unter Benutzung des Prinzips der hydraulischen Vorspannung arbeitende Vorrichtung zum Festspannen der Lagerbuchsen für Druck- und Plattenzylinder von Druckmaschinen geschaffen werden.
Gemäss der Erfin dung bestehen hierbei die Lagerbuchsen aus zwei aufein- andergeschrumpften Buchsenhülsen, wobei in die Innen wand der äusseren Buchsenhülse zwei hydraulisch beauf- schlagbare Druckkammern eingearbeitet sind, die beider seits unter 120 zur Resultierenden der auf das Lager wirkenden mittleren Kräfte liegen, insgesamt mit einem mindestens der Höhe des Eigengewichtes des Zylinders entsprechenden Druck beaufschlagt und periodisch kurz zeitig entlastbar sind.
Auf diese Weise wird erreicht, dass die Lagerbuchsen auch bei Wegfall des Pressdruckes mit ihrem starren Teil gegen die Wand der zu ihrer Aufnah me dienenden Bohrung gedrückt werden und das Lager eine wesentlich höhere Federkonstante als ein Lager mit Dreipunkt-Vorspannung erhält.
Zum selbsttätigen Ausgleich der durch Wärmedeh nung der Zylinder bedingten, in axialer Richtung wir- kenden Spannungen ist ferner in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, in die Förderleitung des zur Beaufschlagung der Druckkammern dienenden Hy- drauliksystems ein Zweiwege-Magnetventil einzuschal ten, welches beim Arbeiten der Druckmaschine mittels eines Zeitschaltwerkes betätigt wird,
das beispielsweise aus einem mit einem Kurzzeitrelais elektrisch gekuppel- ten Langzeitrelais besteht.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an hand eines vereinfacht dargestellten Ausführungsbei spiels. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Zylinderlager, Fig. 2 die Belastungskräfte der Lager eines mit einem Druckzylinder zusammenarbeitenden Plattenzy linders.
Fig. 3 die Belastungskräfte der Lager von zwei mit einem gemeinsamen Druckzylinder zusammenarbeiten den Plattenzylindern, Fig. 4 die Belastungskräfte der Lager von zwei mit einem gemeinsamein Druckzylinder zusammenarbeiten den Plattenzylindern bei abgestelltem oberen Plattenzy linder, und Fig. 5 das Hydrauliksystem zur Beaufschlagung der Lagerbuchsen-Druckkammern. Das in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte,
zur Aufnahme eines Zylinderzapfens 1 dienende Wälzlager besteht in üblicher Weise aus einem Innenring 2 sowie einem Aussenring 3 und ist von einer Lagerbuchse 4 umschlossen, die aus einer inneren Buchsenhülse 5 sowie einer auf sie aufgeschrumpften äusseren Buchsen hülse zusammengesetzt ist.
Die Lagerbuchsen 4 mit zentrischer Lagerung der Zylinderzapfen werden für die Druckzylinder 7 verwendet, während die Lagerbuchsen 9 für die Zapfen der mit letzteren zusammenarbeitenden Plattenzylinder 8 zu Abstellzwecken exzentrisch ausge bildet sind. Die Lager zweier derartiger Zylinder sind in Fig. 2 schematisch gezeigt, wobei auf die Darstellung der Exzentrizität des Plattenzylinder-Lagers aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet wurde.
Beim Drucken treten an solchen Zylinderpaaren Wechselbelastungen der Lager auf, die durch Zwischen räume zwischen den auf dem Zylinder befestigten Platten, durch quer über eine Platte verlaufende nicht druckende Zeilen oder durch Zylinderkanäle verursacht werden und taktmässig eine Änderung sowohl der Grösse als auch der Richtung der auf die Lager wirkenden Kräfte bewirken.
Bei der aus Fig. 2 ersichtlichen Anordnung sind die unter gegenseitiger Pressung der Zylinder 7; 8 auf deren Lager wirkenden mittleren Kräfte durch ihre Resultier enden R1 und R; dargestellt, wobei R1 die Resul tierende für das Lager des Plattenzylinders 8, beispiels weise eines Eindruckwerkes, und R2 die Resultierende für das Lager eines mit ihm zusammenarbeitenden Druckzylinders 7 bezeichnen.
Beim Wirksamwerden der erwähnten Plattenzwischenräume ändern sich plötzlich die durch die Resultierenden R1 und R9 dargestellten Lagerbelastungskräfte, so dass auf die Lager nur noch das Eigengewicht G, des Plattenzylinders 8 bzw. das Eigengewicht G des Druckzylinders 7 wirkt.
Nach Vor beilaufen der Plattenzwischenräume an der Pressungsli- nie der beiden Zylinder setzt der Pressdruck und damit die Lagerbelastung in Höhe und Richtung der Resultier enden R1; R2 stossartig wieder ein.
Dieser dauernde Lastwechsel wirkt sich naturgemäss nachteilig auf das Schwingungsverhalten der Maschine und damit auf die Qualität der Druckerzeugnisse aus. Zur Beseitigung des den Wälzlagern 2; 3 eigenen Spiels können in üblicher Weise nachstellbare zweiteilige La ger-Aussenringe, auf den Lager-Innenring wirkende, nachstellbare Konushülsen od. dgl. verwendet werden.
Da die Lagerbuchsen 4; 9 jedoch zum leichteren Einstellen mit Spiel in die Bohrung des Maschinenge stells eingesetzt werden müssen, ist dessen weitgehende Beseitigung für das schwingungsfreie Arbeiten der Ma schine notwendig. Zu diesem Zweck sind die aus einer inneren und einer 'äusseren Buchsenhülse 5; 6 bestehen den Lagerbuchsen 4; 9, wie Fig. 1 zeigt, mit zwei in die Innenwand der äusseren Lagerbuchse 6 eingearbeiteten Druckkammern 10; 11 versehen, die beiderseits um 120 versetzt zur Kräfte-Resultierenden des jeweiligen Lagers liegen.
Bei Druckbeaufschlagung der Druckkam mern 10; 11 wird durch Pressung der geschwächten, membranartig wirkenden Wandstellen gegen die Boh rungswand des Maschinengestells je eine Stützkraft S erzeugt, die grösser als die durch das Eigengewicht des Zylinders auf das Lager ausgeübte Kraft G sein muss.
Diese beiden Stützkräfte S drücken den. starren Ab schnitt der Lagerbuchse mit einem mindestens der Höhe des Eigengewichts des Zylinders entsprechenden Druck auch beim Wegfall des Pressdruckes zwischen den Zylindern gegen die Bohrungswand, fangen also das Zurückfedern -des Lagers beim Aussetzen der Zylinder pressung ab und begegnen damit weitgehend den in der beschriebenen Weise verursachten Lagerschwingun gen.
In Fig. 3 ist der Anordnung nach Fig. 2 ein weiterer Plattenzylinder 12 zugeordnet, wie dies bei Druckwerken der Fall ist, an denen ein Plattenzylinder 12 eines Hauptdruckwerkes und ein Plattenzylinder 8 eines Ein- -druckwerkes mit einem gemeinsamen Druckzylinder 7 zusammenarbeiten. Fig. 4 zeigt die gleiche Zylinderan ordnung jedoch mit abgestelltem Plattenzylinder B.
Während in Fig. 3 die Resultierende R.4 die auf das Lager des Druckzylinders 7 wirkenden mittleren Bela- stungskräfte wiedergibt, wirkt bei abgestelltem Plattenzy linder 8 die Kraft und Richtung abweichende Resultier ende R. Dies bedingt, dass die Lagerbuchse 4 bei angestelltem Plattenzylinder 8 um den Winkel y auf der Zeichnung entgegen und bei abgestelltem Plattenzylinder 8 im Uhrzeigersinn gegen Anschläge gedreht werden muss.
Auch in den Fig. 3 und 4 liegen die Stützkräfte S in jedem Falle beiderseits um 120 versetzt zur jeweili gen Resultierenden, wobei die zugehörigen nicht darge stellten Druckkammern symmetrisch zum Angriffspunkt jeder Stützkraft in der zugehörigen Lagerbuchse 4 bzw. 9 angeordnet sind.
Zur Beaufschlagung der Druckkammern 10; 11 dient das in Fig. 5 schematisch dargestellte Hydrauliksy- stem. Aus einem Druckmittelbehälter 13 wird das Druckmittel von einer Pumpe 14 über ein Rückschlag ventil 15 sowie eine Förderleitung 16 und ein Zweiwege- Magnetventil 17 nach den Druckkammern 10;
11 in den Lagerbuchsen 4 und 9 des Druckzylinders 7 und des Plattenzylinders 8 geleitet, wobei sämtliche Druck- und Plattenzylinderlager einer Maschine an das Zweiwege- Magnetventil 17 angeschlossen sind.
Zur individuellen Einstellung des die paarweise zusammengehörigen Druckkammern einer Lagerbuchse beaufschlagenden Druckes können diesen Druckregelorgane an sich be kannter Art vorgeschaltet werden. Mit der Förderleitung 16 ist ferner ein Druckspeicher 18 sowie ein Druckschal ter 19 verbunden.
Mittels des handbestätigten Schalters 21 wird zu- nächst über die Leitung 22 das Zweiwege-Magnetventil 17 in die gezeigte Stellung gebracht und gleichzeitig ein in dieser Leitung 22 angeordnetes Zeitschaltwerk 23 unter Strom gesetzt, welches aus einem mit einem Kurzzeitrelais elektrisch gekoppelten Langzeitrelais be steht. Gleichzeitig mit dem Einschalten des Maschi nenantriebes wird dann der Pumpenmotor 20 unter Strom gesetzt und die Pumpe 14 baut nun im gesamten System den erforderlichen Druck auf.
Der Druckschalter 19 bewirkt das Öffnen eines Schalters 24, sobald der eingestellte Betriebsdruck erreicht ist. Hierdruch wird eine Leitung 25 stromlos gemacht und ein Schalter 26 geöffnet, welcher die Stromzufuhr nach dem Pumpen motor 20 unterbricht. Beim Arbeiten der Maschine eintretende Leeköl-Verluste gleicht der Druckspeicher 18 aus.
Da die Zylinder sowie ihre Zapfen Wärmedehnun gen unterliegen und ihre Loslager infolge der hydrauli schen Vorspannung der Lagerbuchsen 4; 9 wie Festlager wirken, ist zum Ausgleich auftretender Spannungskräfte ein periodisches, kurzzeitiges Entlasten der Druckkam mern 10; 11 erforderlich. Zu diesem Zweck macht das Zeitschaltwerk 23 das Zweiwege-Magnetventil 17 strom los, welches unter Federwirkung so verstellt wird, dass der Druck in den Druckkammern 10; 11 sich über die Rückflussleitung 27 für kurze Zeit entspannen kann.
Wenn infolge der periodischen Entlastung der Druckkammern und/oder infolge von Leckage der Be triebsdruck unter die erforderliche Höhe absinkt, schliesst der Druckschalter 19 selbsttätig den Schalter 24 und setzt damit über die Leitung 25 und den Schalter 26 den Pumpenmotor 20 solange unter Strom, bis die erforderliche Höhe des Betriebsdruckes wieder erreicht ist und der Druckschalter 19 durch Ausklinken des Schalters 24 die Pumpe 14 erneut ausser Wirkung bringt.