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Vorliegende
Erfindung betrifft eine Zentrierbuchse zum Verbinden von Bauteilen,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Solche
Zentrierbuchsen dienen zum passgenauen Positionieren der Bauteile
zueinander, damit diese z. B. mittels Schrauben verbunden werden
können.
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DE 43 35 471 A1 zeigt
eine Zentrierbuchse, welche federnd gestaltet ist, so dass sie sich
in einer Bohrung mit größerem Toleranzfeld selbst
zentriert.
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DE 102 17 817 A1 zeigt
einen Schwertstift, der einen Stiftkopf mit zwei diametralen Schneiden aufweist.
Der Stiftkopf liegt nur mit diesen beiden Schneiden an der Innenfläche
einer Bohrung an, so dass bei der Montage eine geringe Ausgleichsbewegung
des Stiftkopfes in der Bohrung möglich ist. Durch diese
Ausgleichsbewegung werden Toleranzen eines zwischen der Bohrung
und einer anderen Bohrung bestehenden Abstandes ausgeglichen.
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Im
Druckmaschinenbau spielt das passgenaue Positionieren von Bauteilen
zueinander eine wichtige Rolle, z. B. bei der Montage von Greifersystemen.
Solche Greifersysteme umfassen eine Reihe von Klemmfingern zum Einklemmen
des Druckbogens bei dessen Transport und können Bestandteil einer
Trommel, eines Zylinders oder einer Greiferbrücke eines
Bogenauslegers sein. Die Klemmfinger sitzen auf einer Greiferwelle,
durch deren Drehung die Klemmfinger beim Öffnen und Schließen
der Greifer bewegt werden. Die Greiferwelle ist einer Reihe von Stehlagern
drehbar gelagert, die auf einem gemeinsamen Träger befestigt
sind. Bei der Montage der Stehlager auf dem Träger bestehen
hohen Anforderungen bezüglich der Montagegenauigkeit.
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Diesen
Genauigkeitsanforderungen versuchte man in der Vergangenheit gerecht
zu werden, indem man die Stehlager mittels Zylinderstiften relativ
zum Träger fixiert hat. Die Bohrung im Stehlager und die
Bohrung im Träger, die für den jeweiligen Zylinderstift
erforderlich sind, wurden in einem gemeinsamen Arbeitsgang gefertigt.
Dazu musste die gesamte Baugruppe, welche den Träger und
die Stehlager umfasst, in die Bohrmaschine oder das Bearbeitungszentrum
eingespannt werden. Bei dieser Einspannung müssen die Stehlager
relativ zum Träger hochgenau ausgerichtet sein. Um einen
Eintrag der beim Bohren der Stiftbohrungen enstehenden Späne in
empfindliche Bereiche der weitgehend fertig montierten Baugruppe
zu verhindern, sind Abdeckungen für diese Bereiche erforderlich.
Dieses Fertigungs- und Montageverfahren ist aus dargelegten Gründen sehr
aufwendig.
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Deshalb
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Voraussetzungen für
eine unaufwendigere Fertigung und Montage von Greiferwellen-Stehlagern
im Druckmaschinenbau zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Zentrierbuchse mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Die erfindungsgemäße Zentrierbuchse
zum Positionieren zweier Bauteile zueinander bei deren Verbinden miteinander
umfasst ein Buchsenende, das derart profiliert ist, dass es im Prinzip
wie ein Schwertstift wirkt.
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Durch
die Verwendung einer solchen Zentrierbuchse zum Fixieren eines Greiferwellen-Stehlagers
auf einem Träger ist ein voneinander getrenntes Bohren
der für die Zentrierbuchse im Stehlager vorgesehenen Bohrung
und der für die Zentrierbuchse im Träger vorgesehenen
Bohrung möglich, wodurch die Fertigung des Greifersystems
wesentlich erleichtert wird. Weiterhin werden maßliche Überbestimmungen
und sogenannte Toleranzverzerrungen der Bohrungen vermieden, wodurch
sich die Montage des Greifersystems vereinfacht.
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Bei
einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zentrierbuchse
hat das dem Schwertstiftprinzip entsprechend radial abgeflachte
Buchsenende – der Buchsenkopf – ein Profil mit
einem ersten Außenmaß und einem zweiten Außenmaß,
welches größer als das erste Außenmaß ist.
Die beiden Außenmaße sind in zur Längs-
oder Mittelachse der Zentrierbuchse senkrechten und zueinander senkrechten
Richtungen zu messen.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung hat der Buchsenkopf zwei zueinander
um einen 180° betragenden Winkel versetzte Vorsprünge,
welche funktionell den beiden Schneiden eines Schwertstiftes entsprechen.
Der Buchsenkopf liegt nur mit den beiden Vorsprüngen und
mit keinem anderen Bereich an einer Bohrungsinnenfläche
eines der beiden Bauteile, z. B. eines Greiferwellen-Stehlagers,
an.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung ist die Zentnerbuchse als eine Feder
ausgebildet, welche eine bezüglich der Längs-
oder Mittelachse im Wesentlichen radial nach außen wirkende
Federkraft aufbringt. Dadurch legt sich die Zentrierbuchse sowohl an
die Innenfläche der Bohrung des einen Bauteils als auch
an die Innenfläche der Bohrung des anderen Bauteils fest
an.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung weist die Zentrierbuchse einen Schlitz
auf, der im Wesentlichen parallel mit besagter Längs- oder
Mittelachse verläuft. Der Schlitz trennt die beiden Federenden der
durch die Zentrierbuchse gebildeten Feder voneinander und kann geradlinig
oder Wellenlinien- bzw. mäanderförmig verlaufen.
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Zur
Erfindung gehört auch eine Kombination mit den Merkmalen
des Anspruchs 6. Diese Kombination umfasst die erfindungsgemäße
Zentrierbuchse oder eine Zentrierbuchse entsprechend einer der hierin
beschriebenen und gezeigten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Zentrierbuchse und umfasst außerdem eine Schraube zum Verbinden
der beiden Bauteile, wobei die Schraube durch die Zentrierbuchse
gesteckt ist.
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Außerdem
gehört zur Erfindung ein System mit den Merkmalen des Anspruchs
7. Dieses System umfasst ein erstes Bauteil, ein zweites Bauteil
und die zuvor genannte Kombination, wobei das erste Bauteil und
das zweite Bauteil mittels dieser Kombination miteinander verbunden
sind. Bei besagtem System sind also das erste Bauteil und das zweite Bauteil
mittels einer Zentrierbuchse und einer Schraube miteinander verbunden.
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Der
Buchsenkopf dieser Zentrierbuchse ist derart profiliert, dass er
im Wesentlichen wie ein Schwertstift wirkt. Die Schraube ist durch
die Zentrierbuchse hindurchgesteckt.
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Hierbei
kann das erste Bauteil ein Druckmaschinenbauteil und das zweite
Bauteil ein Greiferwellen-Stehlager sein, wobei das Greiferwellen-Stehlager
mittels der Zentrierbuchse relativ zum Druckmaschinenbauteil positioniert
ist und mittels der Schraube am Druckmaschinenbauteil angeschraubt
ist.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung des Systems umfasst dieses ein drittes
Bauteil und bilden die drei Bauteile zusammen einen Stapel, der
durch die Schraube zusammengehalten wird. Beispielsweise kann das
Greiferwellen-Stehlager aus zwei im Wesentlichen halbschalenförmigen
Lagerbockhälften zusammengesetzt sein, von denen die eine
das zweite Bauteil bildet und die andere das dritte Bauteil bildet.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung umfasst das System eine weitere Zentrierbuchse
zum Positionieren des zweiten Bauteils relativ zum ersten Bauteil
und eine weitere Schraube zum Verbinden der beiden Bauteile, wobei
die weitere Schraube durch die weitere Zentrierbuchse hindurchgesteckt
ist. Hierbei braucht die weitere Zentrierbuchse aber nicht in der
erfindungsgemäßen Weise ausgebildet sein. Vielmehr
wird eine im Wesentlichen ideal-zylindrische Form der weiteren Zentrierbuchse
bevorzugt.
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Letztlich
gehört zur Erfindung auch eine Druckmaschine mit den Merkmalen
des Anspruchs 11, welche das erfindungsgemäße
System oder ein System entsprechend einer der hierin beschriebenen und
gezeigten Weiterbildungen umfasst.
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Weitere
konstruktiv und funktionell vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
und der dazugehörigen Zeichnung.
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In
dieser zeigt:
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1 eine
Druckmaschine,
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2 ein
Greifersystem der Druckmaschine,
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3 einen
Träger und ein darauf befestigtes Greiferwellen-Stehlager
des Greifersystems,
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4 eine
Zentrierbuchse zum Positionieren des Greiferwellen-Stehlagers auf
dem Träger,
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5 die
Zentrierbuchse in ihrer Einbauposition und
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6–8 verschiedene
Modifikationen der Zentrierbuchse.
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1 zeigt
eine Druckmaschine 1 mit Druckwerken 2 und einem
Bogenausleger 3. Die Druckwerke 2 umfassen jeweils
einen Gegendruckzylinder 4. Zwischen den Gegendruckzylindern 4 sind
Bogentransporttrommeln 5 angeordnet. Der Bogenausleger 3 umfasst
einen Kettenförderer 6. Die Gegendruckzylinder 4,
Bogentransporttrommeln 5 und der Kettenförderer 6 umfassen
jeweils Greifersysteme 7 zum Festhalten der Druckbogen 8 bei
deren Transport.
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2 zeigt
ein Greifersystem 7, das Bestandteil eines der Gegendruckzylinder 4,
einer der Bogentransporttrommeln 5 oder des Kettenförderers 6 sein
kann, aus bezüglich 1 seitlicher
Sicht. Das Greifersystem 7 umfasst einen Träger 9,
bei welchem es sich um einen Zylinder- oder Trommelgrundkörper,
eine Traverse oder ein anderes Druckmaschinenbauteil 9 handeln
kann. Auf dem Träger 9 sind Greiferwellen-Lagerböcke
bzw. Greiferwellen-Stehlager 10 befestigt, in denen eine
Greiferwelle 11 drehbar gelagert ist. Auf der Greiferwelle 11 sitzen Greiferfinger 12,
welche durch Drehen der Greiferwelle 11 geschwenkt werden,
um den Druckbogen 8 einzuklemmen und wieder loszulassen.
Die Anzahl der in einer Reihe fluchtend angeordneten Greiferwellen-Stehlager 10 kann
mehr als zwei betragen.
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3 zeigt
eine der Schnittlinie III–III in 2 entsprechende
Darstellung der Befestigung eines der Greiferwellen-Stehlager 10 auf
dem Träger, wobei die Greiferwelle 11 nicht mit
dargestellt ist. Das Greiferwellen-Stehlager 10 besteht
aus einer ersten Lagerhälfte 13 und einer zweiten
Lagerhälfte 14. Eine erste Schraube 15 und
eine zweite Schraube 16 erstrecken sich lose durch in die
beiden Lagerhälften 13, 14 eingebrachte
Durchgangsbohrungen und sind in Gewindelöcher eingeschraubt,
die in den Träger 9 eingebracht sind. Schraubenköpfe
der Schrauben 15, 16 werden auf die erste Lagerhälfte 13 gepresst, welche
dadurch auf die zweite Lagerhälfte 14 gepresst
wird, die wiederum auf den Träger 9 gepresst wird.
Die in die zweite Lagerhälfte 14 eingebrachten Durchgangsbohrungen
und die in den Träger 9 eingebrachten Gewindelöcher
sind als Stufenbohrungen ausgebildet, welche an ihren einander zugewandten
Enden jeweils Bohrungsabschnitte mit vergrößertem
Innendurchmesser aufweisen. In diese Bohrungsabschnitte sind eine
erste Zentrierbuchse 17 und eine zweite Zentrierbuchse 18 eingesetzt.
Die Schrauben 15, 16 sind lose bzw. mit Spiel
durch die Zentrierbuchsen 17, 18 hindurchgesteckt.
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4 zeigt
die zweite Zentrierbuchse 18, die der zweiten Schraube 16 zugeordnet
ist, als Einzelheit. Die zweite Zentrierbuchse 18 hat als
unteres Buchsenende einen Buchsensockel 19, der im Träger 9 sitzt,
und als oberes Buchsenende einen Buchsenkopf 20, der in
der zweiten Lagerhälfte 14 sitzt. Ein schmaler
Längsschlitz 21 erstreckt sich parallel mit einer
Mittelachse 22 (3) der zweiten Zentrierbuchse 18 durch
den Buchsensockel 19 und den Buchsenkopf 20. Infolge
des Längsschlitzes 21 hat die zweite Zentrierbuchse 18 ein
im Wesentlichen ringausschnittförmiges Profil. Der Buchsensockel 19 hat
eine Umfangsfläche, die – mit Ausnahme des Längsschlitzes 21 – von
Erhebungen und Vertiefungen frei ist. Im Gegensatz dazu hat der
Buchsenkopf 20 auf seiner Umfangsfläche einen
ersten Kontaktvorsprung 23 und einen zweiten Kontaktvorsprung 24,
die radial hervorstehen und einander gegenüberliegen. Der
Längsschlitz 21 ist im Wesentlichen mittig zwischen
den beiden Kontaktvorsprüngen 23, 24 angeordnet,
so dass letztere jeweils um einen 90° betragenden Winkel
relativ zum Längsschlitz 21 versetzt sind.
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Die
Kontaktvorsprünge 23, 24 haben die Form
von Rippen oder Stegen, welche durch ein mittels eines spanlosen
Umformverfahrens erfolgendes Vertiefen der zwischen den Kontaktvorsprüngen 23, 24 liegenden
Umfangsabschnitte des Buchsenkopfes 20 hergestellt sind.
Eine konvexe Außenfläche des jeweiligen Kontaktvorsprungs 23, 24 bildet
eine Fortsetzung der Umfangsfläche des Buchsensockels 19.
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5 zeigt
eine Darstellung gemäß der Schnittlinie V–V
in 3. Eine gemeinsame Verbindungszentrale 25 der
Mittelachse 22 der zweiten Schraube 16 und der
zweiten Zentrierbuchse 18 und einer ebensolchen Mittelachse
der ersten Schraube 15 und der ersten Zentrierbuchse 17 (3)
gibt eine erste Radialrichtung vor. Eine gemeinsame Diametrallinie 26 der
Kontaktvorsprünge 23, 24 gibt eine zweite
Radialrichtung vor und ist relativ zur Verbindungszentralen 25 senkrecht
orientiert. Auf der Verbindungszentralen 25 liegt der Längsschlitz 21 und auf
der Diametrallinie 26 liegen die Kontaktvorsprünge 23, 24.
In 5 ist gut erkennbar, dass der gesamte außerhalb
der Kontaktvorsprünge 23, 24 liegende
Umfangsbereich auf Abstand zur Innenfläche der in das Greiferwellen-Stehlager 10 eingebrachten Bohrung
gehalten ist; zwischen dem Umfangsbereich und der Innenfläche
ist ein Spiel 27 vorhanden.
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Die
andere, erste Zentrierbuchse 17 (3) hat solche
Kontaktvorsprünge nicht und liegt – abgesehen
vom Bereich ihres Längsschlitzes – entlang ihrer
gesamten Umfangslinie an der Innenfläche der für die
erste Zentrierbuchse 17 in das Greiferwellen-Stehlager 10 eingebrachten
Bohrung an.
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Auf
vergleichbare Weise liegen die Buchsensockel sowohl der ersten Zentrierbuchse 17 als
auch der zweiten Zentrierbuchse 18 entlang der gesamten Umfangslinie
an der Innenfläche der jeweiligen Bohrung an, die in den
Träger 9 eingebracht ist.
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Durch
die abgeflachte Querschnittsform des Buchsenkopfes 20 der
zweiten Zentrierbuchse 18 ist bei der Montage eine geringfügige
Ausgleichsbewegung der zweiten Zentrierbuchse 18 innerhalb
ihres Bohrungsloches im Greiferwellen-Stehlager 10 unter Ausnutzung
der Bohrungsabstandstoleranzen möglich, welche der zwischen
diesem Bohrloch und dem für die erste Zentrierbuchse 17 in
das Greiferwellen-Stehlager 10 eingebrachten Bohrloch bestehende
Abstand fertigungsbedingt aufweisen kann. Die Ausgleichsbewegung
erfolgt entlang der Verbindungszentralen 25.
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6 zeigt
ein Ausführungsbeispiel der zweiten Zentrierbuchse 18,
welche sich von dem in 4 gezeigten durch die Art der
Herstellung der Kontaktvorsprünge 23, 24 und
durch die Form des Längsschlitzes 21 unterscheidet.
Die Kontaktvorsprünge 23, 24 sind durch
ein mittels eines spanenden Umformverfahrens erfolgenden radialen
Vertiefen der zwischen den Kontaktvorsprüngen 23, 24 liegenden
Umfangsabschnittes des Buchsenkopfes 20 herausgearbeitet.
Der Längsschlitz 21 verläuft Wellenlinien-
bzw. mäanderförmig.
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7 zeigt
ein Ausführungsbeispiel, welches sich von dem in 6 gezeigten
nur dadurch unterscheidet, dass die zwischen den Kontaktvorsprüngen 23, 24 liegenden
Umfangsabschnitte des Buchsenkopfes 20 nicht nur vertieft,
sondern vollständig weggelassen oder abgetragen sind. Infolgedessen
ragen die Kontaktvorsprünge 23, 24 wie
zwei kleine Finger aus einem oberen Rand des Buchsensockels 19 heraus.
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8 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem die in 7 dargestellte
zweite Zentrierbuchse 18 durch eine Innenhülse 28 ergänzt ist.
Die Innenhülse 28 längserstreckt sich
im Wesentlichen vom unteren Rand des Buchsensockels 19 bis zum
oberen Rand der Kontaktvorsprünge 23, 24 und stützt
letztere ab. Die Innenhülse 28 ist als eine radialelastische
Spreizfeder ausgebildet und dazu mit einem Wellenlinien- bzw. mäanderförmigen
Längsschlitz 29 versehen, der mit dem Längsschlitz 21 diametral
angeordnet ist. Die Innenhülse 28 ist unter geringer
Vorspannung stehend in das den Buchsensockel 19 und den
Buchsenkopf 20 umfassende Außenteil der zweiten
Zentrierbuchse 18 eingesteckt worden, so dass die Innenhülse 28 federelastisch
gegen die Innenfläche besagten Außenteiles gepresst ist.
Die zweite Schraube 16 (3) wird
bei der Stehlagermontage lose durch die Innenhülse 28 hindurchgesteckt.
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Als
Material für die Zentrierbuchsen 17, 18 sämtlicher
hierin beschriebener Ausführungsbeispiele eignet sich z.
B. Federstahl.
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- 1
- Druckmaschine
- 2
- Druckwerk
- 3
- Bogenausleger
- 4
- Gegendruckzylinder
- 5
- Bogentransporttrommel
- 6
- Kettenförderer
- 7
- Greifersystem
- 8
- Druckbogen
- 9
- Träger
- 10
- Greiferwellen-Stehlager
- 11
- Greiferwelle
- 12
- Greiferfinger
- 13
- erste
Lagerhälfte
- 14
- zweite
Lagerhälfte
- 15
- erste
Schraube
- 16
- zweite
Schraube
- 17
- erste
Zentrierbuchse
- 18
- zweite
Zentrierbuchse
- 19
- Buchsensockel
- 20
- Buchsenkopf
- 21
- Längsschlitz
- 22
- Mittelachse
- 23
- erster
Kontaktvorsprung
- 24
- zweiter
Kontaktvorsprung
- 25
- Verbindungszentrale
- 26
- Diametrallinie
- 27
- Spiel
- 28
- Innenhülse
- 29
- Längsschlitz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4335471
A1 [0003]
- - DE 10217817 A1 [0004]