DE3427624C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinder für bahnförmiges Material verarbeitende Maschinen, insbesondere einen Presseur für Tiefdruckmaschinen, der einen rohrförmigen, mit einem Gummibezug versehenen Mantel aufweist, der von einer in Drehrichtung stehenden Spindel durchsetzt ist, der über mindestens ein symmetrisch zur Mantelmitte und koaxial zur Mantelachse angeordnetes, mit durch Vor- und Rücklauf fließendes Öl versorgtes Stützlager gela­ gert ist und der an seinen Enden in Schwenklager in verstellbaren, seitlichen Lagerschilden gestützt ist, an denen jeweils in der vom Mantel abgewandten Seite ein Stellorgan abgestützt ist, das an der Spindel angreift und in radialer Richtung dazu betätigt wird.

Ein Zylinder eingangs erwähnter Art ist aus der DE-OS 30 33 230 bekannt. Eine Anordnung dieser Art hat sich an sich bewährt. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß die Walkarbeit innerhalb des Gummibezugs zu einer hohen Gummikerntemperatur führen kann, die insbesondere bei hohen Drehzahlen oberhalb der zulässigen Grenze liegt und daher die Lebensdauer des Gummibezugs negativ beein­ flußt. Abhilfe könnte hier u. U. eine Absenkung des Li­ niendrucks und damit eine Verminderung der Walkarbeit bringen. Dies ist jedoch normalerweise aus drucktechni­ schen Gründen nicht möglich, da auch bei Verwendung elektrostatischer Druckhilfen oder dergleichen ein Min­ destliniendruck benötigt wird. Bei der bekannten Anord­ nung ergibt sich daher eine Beschränkung der zulässigen Drehzahl, die unterhalb der heute geforderten Drehzahl von 50 000 Umdrehungen pro Stunde liegt.

Die DE-PS 9 47 606 zeigt eine innengekühlte Hohlwalze mit einem rotierenden Mantel, der auf seitlichen Lagerzapfen aufgenommen ist, von denen einer in ein Kühlwassersam­ melgehäuse eingreift und durch eine Bewegungsdichtung hiergegen abgedichtet ist. Dieses Sammelgehäuse umfaßt hierbei jedoch nicht das aus dem zugeordneten Lagerzap­ fen herausragende Ende eines den rotierenden Mantel durchsetzenden, stationären Bauteils in Form einer Ver­ schlußkappe. Vielmehr sind das den Mantel durchsetzende Wasserzuleitungsrohr und das dieses umgebende Schutzrohr aus dem Sammelgehäuse herausgeführt. Dasselbe gilt für eine hier den Mantel durchsetzende Heizeinrichtung. Zu­ dem ist das Sammelgehäuse hierbei auch nicht an dem den Mantel lagernden Gestellteil befestigt, sondern durch die Abflußleitung gehalten.

Die DE-PS 7 13 425 zeigt ebenfalls eine innengekühlte Hohlwalze mit einem einen rotierenden Mantel durchset­ zenden Kern. Dieser ragt hier mit seinen Enden in seit­ lich an den Mantel angesetzte Kappen hinein und befin­ det sich im Eingriff mit auf den Kappen aufgenommenen Gewindespindeln. Die Kappen und der hierauf aufgenommene Kern stehen hierbei jedoch gegenüber dem rotierenden Mantel nicht fest, sondern müssen mit dem Mantel rotie­ ren, um über dem Umfang des Mantels eine hier erwünschte unterschiedliche Kühlmittelströmung und damit eine un­ terschiedliche Kühlung zu gewährleisten.

Die DE-PS 4 53 225 zeigt eine Kühlvorrichtung für die Lagerung schnellaufender, heißer Wellen, bei der im Be­ reich der Wellenlager Strömungskanäle für ein Kühlmittel vorgesehen sind. Diese Strömungskanäle erfüllen hierbei jedoch nur den Zweck, das Kühlmittel nahe an die Wärme abgebende Fläche heranzuführen, um die Wärme von den La­ gern möglichst fernzuhalten.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorlie­ genden Erfindung, eine Anordnung eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbes­ sern, daß auch bei hohen Drehzahlen von etwa 50 000 Um­ drehungen pro Stunde eine hohe Lebensdauer des Gummibe­ zugs erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die den Mantel überragenden Enden der Spindel durch je­ weils eine Verschlußkappe umfaßt sind, die am jeweils benachbarten Lagerschild befestigt und gegenüber dem um­ laufenden Mantel durch eine Bewegungsdichtung abgedich­ tet ist, daß die Stellorgane durch eine mit mindestens einem Dichtring versehene Radialbohrung der jeweils zu­ geordneten Verschlußkappe hindurchgreifen, daß die bei­ den Verschlußkappen mit Anschlüssen für den Vor- oder Rücklauf des durch ein Kühlaggregat geführten Öls verse­ hen sind und daß im Bereich jedes Stützlagers eine die­ ses umgebende Umgehungsleitung vorhanden ist.

Diese Maßnahmen ermöglichen in vorteilhafter Weise trotz des erforderlichen Kraftangriffs an den aus dem Mantel herausgeführten Spindelenden eine Beaufschlagung des Ringraums zwischen Mantel und Spindel mit einem über ein Kühlaggregat geführten Kühlmedium, vorzugsweise Kühlöl, und ergeben somit eine Innenkühlung des mit einem Gummi­ bezug versehenen Mantels. Die vorteilhafte Folge davon ist, daß hierbei dem durch die Walkarbeit aufgeheizten Gummibezug soviel Wärme entzogen werden kann, daß seine Temperatur auch bei hohen Drehzahlen in zulässigen Gren­ zen bleibt, was sich vorteilhaft auf die Lebensdauer des Gummibezugs und die erzielbare Druckqualität auswirkt. Das den Ringraum durchströmende Öl bewirkt in vorteil­ hafter Weise gleichzeitig eine zuverlässige Schmierung und Kühlung der Stützlager. Hierdurch ist es möglich, zur Bildung der Stützlager Gleitlager vorzusehen, die aufgrund der hierbei sich ausbildenden hydrodynamischen Schmierung während des Betriebs sehr geringe Reibwerte aufweisen und ausgezeichnete Dämpfungseigenschaften be­ sitzen. Außerdem wird durch das Öl auch eine lokale Er­ wärmung des Mantels aufgrund der Lagerreibung ver­ hindert. Die Umgehungsleitung im Bereich jedes Stützla­ gers stellt sicher, daß der erzielbare Kühlmitteldurch­ satz durch den Ringraum zwischen Mantel und Spindel von dem in der Regel sehr geringen Durchsatz durch das Stütz­ lager unabhängig ist.

In vorteilhafter Ausgestaltung der übergeordneten Maß­ nahmen kann die Spindel im Bereich jedes Stützlagers mindestens eine vor bzw. hinter dem jeweils zugeordneten Stützlager in den Ringraum zwischen Spindel und Mantel ausmündende, die Umgehungsleitung bildende Bohrung auf­ weisen. Hierbei handelt es sich um eine besonders einfa­ che Ausgestaltung der Umgehungsleitung. Dabei kann es sich um eine schräge Durchgangsbohrung oder um eine ab­ gewinkelte Bohrung handeln.

Eine weitere, besonders zweckmäßige Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann darin bestehen, daß die Stellorgane jeweils einen in die Radialbohrung der je­ weils zugeordneten Verschlußkappe eingreifenden, am zu­ geordneten Spindelende anliegenden Stößel aufweisen, der mit seinem von der Spindel abgewandten Ende an der Kol­ benstange eines am benachbarten Lagerschild abgestützten Zylinder-Kolbenaggregats anliegt. Diese Maßnahmen ermög­ lichen in vorteilhafter Weise eine einfache Demontage der Verschlußkappen, da der von der Kolbenstange ge­ trennte Stößel dabei nicht aus der zugeordneten Radial­ bohrung herausgenommen werden muß. Es entfällt daher auch ein anschließendes In-Stellung-Bringen des Stößels.

Die vorstehend genannten Maßnahmen wirken sich demnach nicht nur günstig auf den Montageaufwand, sondern auch auf die Lebensdauer der den Stellorganen zugeordneten, verschluß­ kappenseitigen Abdichtung aus.

Weitere zweckmäßige Fortbildungen und vorteilhafte Ausge­ staltungen der übergeordneten Maßnahmen werden anhand der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen in einen Kühlkreislauf einbezogenen Presseur für eine Tiefdruckmaschine.

Der grundsätzliche Aufbau und die Wirkungsweise von Tief­ druckmaschinen sind an sich bekannt und bedürften daher im vorliegenden Zusammenhang keiner näheren Erläuterung mehr. Der der Zeichnung zugrundeliegende Presseur besteht aus einem mit einem Gummibezug 1 versehenen, rohrförmigen Man­ tel 2, der im Bereich seiner Enden mit seitlichen Lager­ stutzen 3 versehen ist, die eine zur Mantelbohrung koaxiale Bohrung aufweisen und über Schwenklager 4 an seitlichen Lagerschilden 5 drehbar gelagert sind. An den Lagerschil­ den 5 greifen hier nicht näher dargestellte Hubzylinder 6 an, mit Hilfe derer der Presseur an den jeweils zugeordneten Zylinder angestellt bzw. angepreßt bzw. von diesem abgeho­ ben werden kann. Innerhalb des rohrförmigen Mantels 2 ist eine ihn durchsetzende, in Drehrichtung stehende Spindel 7 vorgesehen. Die in Drehrichtung stehende Spindel 7 ist durch symmetrisch zur Mantelmitte und koaxial zur Mantel­ achse angeordnete Stützlager 8 mit dem Mantel 2 verbunden. Die Stützlager 8 sind einerseits durch einen spindelsei­ tigen Bund und andererseits durch eine mit einem geteilten Klemmring 9 versehene, auf die Spindel 7 aufgeklemmte Büchse 10 fixiert.

Die Spindel 7 ist länger als der mit den seitlichen Lager­ stutzen 3 versehene Mantel 2, so daß die Enden der Spin­ del 7 über die Enden der Lagerzapfen 3 und damit des Man­ tels 2 auskragen. Zur Bewerkstelligung eines Biegeausgleichs sind an den aus dem Mantel 2 herausragenden Spindelenden an­ greifende, bezüglich der Spindel- bzw. Mantelachse in ra­ dialer Richtung betätigbare Stellorgane 11 vorgesehen, die mit dem jeweils benachbarten Lagerschild 5 fest verbunden sind, wie in der Zeichnung durch eine Schraubverbindung schematisch angedeutet ist.

Im Gummibezug 1 kommt es infolge der bei jeder Umdrehung des Presseurs sich ergebenden Walkarbeit zu einer starken Wärmeentwicklung. Um die Oberflächentemperatur und Kern­ temperatur des Gummibezugs 1 dennoch in zulässigen Grenzen zu halten, wird der Ringraum 12 zwischen dem Mantel 2 und der Spindel 7 in einen über ein Kühlaggregat 13 führenden, mit einem Kühlmedium, zweckmäßig Öl, beaufschlagten Kühl­ mittelkreislauf einbezogen. Das durch den Ringraum 12 hin­ durchgeführte, diesen ausfüllende Kühlöl erfährt aufgrund der Rotation des Mantels 2 eine starke Verwirbelung, was einen zulässigen Wärmeübergang und einen starken Tempe­ raturausgleich auch über der Länge des Presseurs bewirkt. Zur Einbeziehung des Ringraums 12 in den Kühlmittelkreis­ lauf sind die über die seitlichen Lagerzapfen 3 auskragenden Enden der Spindel 7 von einer jeweils zugeordneten Verschluß­ kappe 14 umfaßt. Die Verschlußkappen 14 sind mit Anschluß­ bohrungen 15 für den Vorlaufast 16 bzw. den Rücklaufast 17 des über das Kühlaggregat 13 führenden Kühlmittelkreislaufs versehen. Die Verschlußkappen 14 sind mit dem jeweils be­ nachbarten Lagerschild 5 verschraubt. Zur Fixierung der Spindel 7 in axialer Richtung können die Verschlußkappen 14 mit inneren Anlaufnasen 18 versehen sein. Zur Abdichtung der Schwenklager 4 gegen den Innenraum der Verschlußkap­ pen 14 ist jeweils eine zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der Verschlußkappen 14 und des jeweils benach­ barten Lagerzapfens 3 angeordnete Bewegungsdichtung in Form eines Simmerrings 19 vorgesehen.

Da die rotierenden Stützlager 8 den Durchsatz einer größeren Ölmenge behindern können, ist im Bereich jedes Stützlagers 8 eine Umgehungsleitung 20 vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Spindel 7 hierzu mit einer ab­ gewinkelten Bohrung versehen, die vor und hinter dem je­ weils zugeordneten Stützlager 8 in den Ringraum 12 ausmün­ det. Anstelle der abgewinkelten Bohrung könnte zur Bildung der Umgehungsleitung 20 auch eine schräge Durchgangs­ bohrung vorgesehen sein, wie in der Zeichnung mit gestri­ chelten Linien angedeutet ist.

Die Leitungen zur Bildung des Vorlaufasts 16 und des Rück­ laufasts 17 können als Rohre oder Schläuche ausgebildet sein. Die den Rücklaufast 17 bildende Leitung mündet in ein Reservoir 21, in das der Saugstutzen einer das Kühl­ aggregat 13 beaufschlagenden Pumpe 22 eintaucht. Der Pumpe 22 ist eine Betriebsüberwachungseinrichtung etwa in Form eines Sichtglases etc. zugeordnet. Es wäre auch denkbar, die Betriebsüberwachungseinrichtung 23 so auszubilden, daß bei fehlendem Pumpenbetrieb der Presseur nicht in Betrieb genommen werden kann bzw. automatisch in die Druckabstellung gebracht wird. Zur Bewerkstelligung konstanter Betriebs­ verhältnisse wird die Temperatur im Bereich des Vorlauf­ asts 16 auf einem einstellbaren Wert konstant gehalten. Hierzu wird die Öltemperatur im Vorlaufast 16 mittels eines Fühlers 24 gemessen und einem mit einem einstellbaren Soll­ wertgeber 25 zusammenwirkenden Regler 26 aufgegeben, mit­ tels dessen der Durchfluß von Kühlwasser durch das als Wärmetauscher ausgebildete Kühlaggregat 13 regelbar ist. Hierzu ist die Kühlwasserleitung 27 des Kühlaggregats 13 mit einem vom Regler 26 einstellbaren Absperrorgan 28 ver­ sehen.

Die Abdeckkappen 14 sind im Bereich ihres zylindrischen Teils mit jeweils einer Radialbohrung 29 versehen, durch die das dem hiervon umfaßten Spindelende jeweils zugeordnete Stell­ organ 11 stößelförmig hindurchgreift. Zur Erzielung einer zuverlässigen Abdichtung sind im Bereich der Radialbohrun­ gen 29 einer oder mehrere umlaufende Dichtringe 30 vorgese­ hen. Im Prinzip könnte die Kolbenstange eines das betref­ fende Stellorgan 11 bildenden Zylinder-Kolbenaggregats di­ rekt in die jeweils zugeordnete Radialbohrung 29 der be­ nachbarten Abdeckkappe 14 eingreifen. Bei einer Anordnung die­ ser Art wäre es jedoch erforderlich, im Falle einer Demon­ tage der Abdeckkappe 14 die Kolbenstange außer Eingriff mit der Radialbohrung 14 zu bringen. Bei der Wiederanbrin­ gung der Abdeckkappe 14 müßte die Kolbenstange wieder in die zugeordnete Radialbohrung eingefahren werden, wobei der Dichtring 30 beschädigt werden könnte. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Stellorgane 11 daher aus in die Radialbohrung 29 der beiden Abdeckkappen 14 eingrei­ fenden Stößeln 32 und diesen jeweils zugeordneten Zylinder- Kolbenaggregaten 34, deren Kolbenstange 31 jeweils radial außerhalb der benachbarten Abdeckkappe 14 endet und sich in Wirkverbindung mit dem in eine jeweils zugeordnete Ra­ dialbohrung 29 eingreifenden Stößel 32 befindet, der mit seinem radial inneren Ende an der Spindel 7 und mit seinem radial äußeren Ende an der zugeordneten Kolbenstange 31 anliegt. Die von den Zylinder-Kolbenaggregaten 34 getrenn­ ten Stößel 32 können demnach auch im Falle einer Demontage der jeweils zugeordneten Abdeckkappe 14 in ihrer Eingriffs­ stellung in der jeweils zugeordneten Radialbohrung 29 blei­ ben. Die Stößel 32 sind spindelseitig mit einer balligen Stirnseite versehen, die an einer Abflachung 33 des jeweils zugeordneten Spindelendes anliegt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stützlager 8 zwar als Wälzlager ausgebildet. Infolge der hier vorgese­ henen Beaufschlagung des von den Stützlagern 8 überbrückten Ringraums 12 mit Kühlöl wäre es jedoch auch möglich, die Stützlager 8 als Gleitlager auszubilden, die infolge der hydrodynamischen Schmierverhältnisse während des Betriebs einer besonders geringen Reibung unterliegen und ausgezeich­ nete Dämpfungseigenschaften besitzen.

Claims (9)

1. Zylinder für bahnförmiges Material verarbeitende Ma­ schinen, insbesondere Presseur für Tiefdruckmaschinen, der einen rohrförmigen, mit einem Gummibezug (1) ver­ sehenen Mantel (2) aufweist, der von einer in Dreh­ richtung stehenden Spindel (7) durchsetzt ist, der über mindestens ein symmetrisch zur Mantelmitte und koaxial zur Mantelachse angeordnetes, mit durch Vor- und Rücklauf fließendes Öl versorgtes Stützlager ge­ lagert ist und der an seinen Enden in Schwenklager (4) in verstellbaren seitlichen Lagerschilden (5) ge­ stützt ist, an denen jeweils in der vom Mantel (2) abgewandten Seite ein Stellorgan (11) abgestützt ist, das an der Spindel (7) angreift und in radialer Rich­ tung dazu betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die den Mantel (2) überragenden Enden der Spindel (7) durch jeweils eine Verschlußkappe (14) umfaßt sind, die am jeweils benachbarten Lagerschild (5) befestigt und gegenüber dem umlaufenden Mantel (2) durch eine Bewegungsdichtung (19) abgedichtet ist, daß die Stell­ organe (11) durch eine mit mindestens einem Dichtring (30) versehene Radialbohrung (29) der jeweils zuge­ ordneten Verschlußkappe (14) hindurchgreifen, daß die beiden Verschlußkappen (14) mit Anschlüssen (15) für den Vor- oder Rücklauf (17) des durch ein Kühlaggre­ gat (13) geführten Öls versehen sind und daß im Be­ reich jedes Stützlagers (8) eine dieses umgehende Umge­ hungsleitung (20) vorhanden ist.

2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (7) neben jedem Stützlager (8) mindestens eine in den Ringraum (12) zwischen Spindel (7) und Mantel (2) ausmündende, die Umgehungsleitung (20) bildende Bohrung aufweist.

3. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bewegungsdichtung (19) ein Simmerring ist.

4. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stellorgane (11) je­ weils einen in die zugeordnete Radialbohrung (29) ein­ greifenden, am zugeordneten Spindelende anliegenden Stößel (32) aufweisen, der mit seinem von der Spindel (7) abgewandten Ende an der Kolbenstange (31) eines am benachbarten Lagerschild (5) abgestützten Zylinder- Kolbenaggregats (34) anliegt.

5. Zylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (30) mit einer balligen Stirnseite auf die Spindel (7) drücken.

6. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stellorgane (11) je­ weils auf eine Abflachung (33) der Spindel (7) drücken.

7. Zylinder nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlaggregat (13) als Wärmetauscher ausgebildet ist, der mit einer Re­ geleinrichtung (24, 25, 26, 28) zur Konstanthaltung der Temperatur des abzukühlenden Mediums versehen ist.

8. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Kühlaggregat (13) mit­ tels einer saugseitig an einem Reservoir (21), in das der Rücklaufast (17) des Kühlmittelkreislaufes mündet, liegenden Pumpe (22) beaufschlagbar ist.

9. Zylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpe (22) eine Betriebsüberwachungseinrich­ tung (23) zugeordnet ist.