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.
Device for clamping the bearing bushes for printing and plate cylinders of printing machines The invention relates to a device for tightly clamping the bearing bushes for the Druck- und Plattenzy cylinder of printing machines, in which the bearing bushes for the purpose of eliminating the play in the bore of the machine frame receiving them hydraulically against the Bore wall are pressed.
On printing machines, especially high-speed rotary printing machines, a largely vibration-free running of the printing and plate cylinders is desirable in the interest of high print quality, which is achieved under the prerequisite of perfect concentricity properties of the cylinders, especially through their storage with as little play as possible.
The pins of such cylinders are preferably stored in roller bearings before. Known means, which need not be discussed here, are used to eliminate the radial clearance of the same. The roller bearings in turn rest for the purpose of easier adjustability of the cylinder in the centric or eccentric bearing bushes, which in turn are used with play in a hole in the machine frame.
To eliminate the play in the bearing bushes, it is already known for the bearings of printing press cylinders to apply the principle of three-point clamping with hydraulic deformation of a bearing bush of unequal wall thickness. The jacket of the bearing bushing is provided with segment-shaped cutouts at three points offset from one another by 120, which in cooperation with the bore wall of the machine frame can be hydraulically acted upon by chambers.
Under the action of the hydraulic pressure, the roller bearing is tensioned at the weakened wall points of the bearing bush, while the unweakened bushing sections are sprei zen against the bore wall.
Since a bearing is now loaded not only by the dead weight of the cylinder but also by the pressure of one or more cylinders that work with it, a load force resulting from these forces acts on the bearing. The latter changes its size and direction as soon as the channels on the printing machine cylinders or the spaces between two printing plates clamped on a cylinder pass the pressing line of two cooperating cylinders. This means that while the machine is running, the pressing force is periodically and suddenly lost and then used again.
However, bearings with hydraulic three-point preload of the type mentioned have too low a Federstei fe to absorb such sudden load changes and thus prevent the oscillation of the bearing in itself and the cylinder itself to the greatest possible extent.
The invention is to eliminate this shortcoming, using the principle of hydraulic preload working device for clamping the bearing bushes for printing and plate cylinders of printing machines are created.
According to the invention, the bearing bushes consist of two bushing sleeves shrunk onto one another, with two hydraulically actuatable pressure chambers being incorporated into the inner wall of the outer bushing sleeve, both of which are below 120 in relation to the resultant of the mean forces acting on the bearing a pressure corresponding at least to the height of the cylinder's own weight is applied and can be relieved periodically for a short time.
In this way it is achieved that the bearing bushes are pressed with their rigid part against the wall of the bore serving for their inclusion even when the pressing pressure is removed and the bearing receives a much higher spring constant than a bearing with three-point preload.
To automatically compensate for the axial stresses caused by the thermal expansion of the cylinders, an advantageous embodiment also provides for a two-way solenoid valve to be switched on in the delivery line of the hydraulic system used to pressurize the pressure chambers is operated by means of a timer,
which consists, for example, of a long-term relay electrically coupled with a short-term relay.
The drawing illustrates the invention on the basis of a simplified game Ausführungsbei. The figures show: FIG. 1 a cross section through a cylinder bearing, FIG. 2 the loading forces of the bearings of a plate cylinder cooperating with a printing cylinder.
Fig. 3 shows the loading forces of the bearings of two plate cylinders working together with a common impression cylinder, Fig. 4 shows the loading forces of the bearings of two working together with one impression cylinder, the plate cylinders when the upper plate cylinder is turned off, and Fig. 5 shows the hydraulic system for loading the bearing bushes. Pressure chambers. The shown in Fig. 1 in cross section,
for receiving a cylinder pin 1 serving roller bearing consists in the usual way of an inner ring 2 and an outer ring 3 and is enclosed by a bearing bushing 4, which is composed of an inner sleeve sleeve 5 and an outer sleeve sleeve shrunk onto it.
The bearing bushes 4 with central mounting of the cylinder pins are used for the printing cylinder 7, while the bearing bushes 9 for the pins of the plate cylinder 8 cooperating with the latter are eccentrically out for parking purposes. The bearings of two such cylinders are shown schematically in FIG. 2, the eccentricity of the plate cylinder bearing not being shown for the sake of clarity.
When printing, alternating loads on the bearings occur on such pairs of cylinders, which are caused by spaces between the plates attached to the cylinder, by non-printing lines running across a plate or by cylinder channels and, in terms of frequency, a change in both the size and the direction of the cause the bearing acting forces.
In the arrangement shown in FIG. 2, the cylinders 7; 8 mean forces acting on their bearings through their results R1 and R; shown, where R1 is the resultant for the bearing of the plate cylinder 8, for example an imprinting unit, and R2 denotes the resultant for the bearing of a printing cylinder 7 working with it.
When the mentioned plate gaps take effect, the bearing load forces represented by the resultants R1 and R9 suddenly change, so that only the dead weight G of the plate cylinder 8 or the dead weight G of the printing cylinder 7 acts on the bearings.
After the gap between the plates has passed along the pressing line of the two cylinders, the pressing pressure and thus the bearing load apply in the amount and direction of the resultant ends R1; R2 suddenly rejoins.
This constant load change naturally has a negative effect on the vibration behavior of the machine and thus on the quality of the printed matter. To eliminate the rolling bearings 2; 3 own game, adjustable two-part bearing outer rings, adjustable cone sleeves acting on the bearing inner ring or the like can be used in the usual way.
Since the bearing bushes 4; 9, however, must be used for easier adjustment with play in the bore of the machine frame, its extensive elimination is necessary for the vibration-free operation of the machine. For this purpose, an inner and an 'outer socket sleeve 5; 6 consist of the bearing bushes 4; 9, as FIG. 1 shows, with two pressure chambers 10 incorporated into the inner wall of the outer bearing bush 6; 11, which are offset by 120 on both sides to the force resultant of the respective bearing.
When pressure is applied to the pressure chambers 10; 11, a supporting force S is generated by pressing the weakened, membrane-like acting wall points against the boring wall of the machine frame, which must be greater than the force G exerted on the bearing by the weight of the cylinder.
These two supporting forces S press the. From the rigid section of the bearing bushing with a pressure at least equal to the height of the cylinder's own weight, even when the pressing pressure between the cylinders against the bore wall ceases to exist, that is, the springing-back of the bearing when the cylinder is exposed starts to press and thus largely counteract the described manner caused bearing vibrations.
In FIG. 3, the arrangement according to FIG. 2 is assigned a further plate cylinder 12, as is the case with printing units on which a plate cylinder 12 of a main printing unit and a plate cylinder 8 of a single printing unit work together with a common printing cylinder 7. Fig. 4 shows the same cylinder arrangement, but with the plate cylinder B.
While the resultant R.4 in FIG. 3 shows the mean load forces acting on the bearing of the printing cylinder 7, when the plate cylinder 8 is switched off, the force and direction of the resultant end R which deviate from the force and direction acts must be turned counterclockwise by the angle y on the drawing and, with the plate cylinder 8 switched off, clockwise against the stops.
Also in Figs. 3 and 4, the supporting forces S are in each case offset by 120 on both sides to the respective resultant, the associated pressure chambers not shown are arranged symmetrically to the point of application of each supporting force in the associated bearing bushing 4 and 9, respectively.
To act on the pressure chambers 10; The hydraulic system shown schematically in FIG. 5 is used. From a pressure medium container 13, the pressure medium is from a pump 14 via a check valve 15 and a delivery line 16 and a two-way solenoid valve 17 to the pressure chambers 10;
11 in the bearing bushes 4 and 9 of the printing cylinder 7 and of the plate cylinder 8, all of the printing and plate cylinder bearings of a machine being connected to the two-way solenoid valve 17.
To individually adjust the pressure acting on the pressure chambers belonging to one another in pairs of a bearing bushing, these pressure regulating elements of a known type can be connected upstream. With the delivery line 16, a pressure accumulator 18 and a pressure switch 19 is also connected.
By means of the manually operated switch 21, the two-way solenoid valve 17 is first brought into the position shown via the line 22 and at the same time a timer 23 arranged in this line 22 is energized, which consists of a long-term relay electrically coupled to a short-term relay. Simultaneously with the switching on of the machine drive, the pump motor 20 is then energized and the pump 14 now builds the required pressure in the entire system.
The pressure switch 19 causes a switch 24 to open as soon as the set operating pressure is reached. Hereby a line 25 is de-energized and a switch 26 is opened, which interrupts the power supply to the pump motor 20. The pressure accumulator 18 compensates for leaking oil losses occurring when the machine is working.
Since the cylinders and their pins are subject to heat expansion conditions and their floating bearings as a result of the hydraulic bias of the bearing bushes 4; 9 act like fixed bearings, is a periodic, short-term relief of pressure chambers 10 to compensate for tension forces occurring; 11 required. For this purpose, the timer 23 makes the two-way solenoid valve 17 current loose, which is adjusted under spring action so that the pressure in the pressure chambers 10; 11 can relax for a short time via the return line 27.
If the operating pressure drops below the required level as a result of the periodic relief of the pressure chambers and / or as a result of leakage, the pressure switch 19 automatically closes the switch 24 and thus sets the pump motor 20 under power via the line 25 and the switch 26 until the required level of operating pressure is reached again and the pressure switch 19 by disengaging the switch 24 brings the pump 14 out of action again.