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Die
Erfindung betrifft eine Druckmaschinenlageranordnung und ein Verfahren
zum Montieren eines Druckmaschinenlagers.
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Moderne
Druckmaschinen weisen eine Vielzahl von Lager insbesondere zur Lagerung
unterschiedlich ausgebildeter Zylinder auf. Die Zylinder dienen
beispielsweise dem Transport einer zu bedruckenden Bahn, dem Transport
von Druckfarbe von einem Vorratsbehälter zu einer Druckposition,
der Übertragung eines Druckbildes auf die zu bedruckende
Bahn usw. Die verwendeten Lager müssen zum Teil sehr hohe
Anforderungen hinsichtlich Präzision und Belastbarkeit
erfüllen und für hohe Drehzahlen geeignet sein.
Hierzu ist es beispielsweise erforderlich, dass die Lager exakt
mit einer vorgegebnen Vorspannung bzw. Lagerluft eingebaut werden.
Die gestellten Anforderungen lassen sich bei einigen Lagerstellen
am besten dadurch erfüllen, dass sowohl die Außenringe
der Lager als auch die Bohrungen in den Seitenwänden der
Druckmaschine, in denen die Lager angeordnet werden, sehr präzise
gefertigt werden. Zum Ausgleich verbleibender Fertigungstoleranzen
besteht zudem die Möglichkeit, aus mehreren Lager jeweils
dasjenige für eine Bohrung auszuwählen, dessen äußere
Abmessungen besonders gut zu der Bohrung passen. Diese Vorgehensweise
liefert zwar sehr gute Ergebnisse, ist jedoch relativ aufwendig,
insbesondere im Hinblick auf die Vielzahl der pro Druckmaschine
benö tigten Lager. Es wurden daher bereits Versuche unternommen,
die Toleranzsituation etwas zu entspannen.
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In
diesem Zusammenhang ist es aus der
DE 10 2004 040 815 B4 bekannt,
den Außenring des Lagers auf seiner Mantelfläche
kegelstumpfartig auszubilden und eine Hülse vorzusehen,
welchen den Außenring umgibt und eine kegelstumpfartige
Bohrung aufweist. Durch ein Verschieben der Hülse relativ zum
Außenring kann die Hülse elastisch aufgeweitet werden
und dadurch eine gewünschte Vorspannung bzw. eine gewünschte
Lagerluft eingestellt werden.
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Da
zur elastischen Aufweitung der Hülse vergleichsweise hohe
Kräfte erforderlich sind, wird der Kegelwinkel in der Regel
relativ klein gewählt. Dies kann dann eine Selbsthemmung
der Hülse zur Folge haben, d. h. zur Demontage muss die
Hülse aktiv vom Außenring abgezogen. Dies erhöht
den Aufwand für die Demontage.
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Der
Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Montage eines
Lagers einer Druckmaschine zu ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Druckmaschinenlageranordnung
weist ein Druckmaschinenlager mit einem Außenring, der
insbesondere als ein feststehender Ring ausgebildet ist, eine innere
Profilhülse und eine äußere Profilhülse
auf, wobei die innere Profilhülse den Außenring
und die äußere Profilhülse die innere
Profilhülse radial umgibt. Die innere Profilhülse
weist auf ihrer Mantelfläche mehrere axial nebeneinander
angeordnete innere konische Abschnitte auf, die ein in Axialrichtung
verlaufendes inneres Sägezahnprofil ausbilden. Die äußere
Profilhülse weist in ihrer Bohrung mehrere axial nebeneinander
angeordnete äußere konische Abschnitte auf, die
ein in Axialrichtung verlaufendes äußeres Sägezahnprofil ausbilden.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, dass sowohl die Montage als auch die
Demontage des Druckmaschinenlagers mit relativ geringem Aufwand
möglich ist, da durch das Zusammenspiel der Sägezahnprofile
die Außenabmessungen der Druckmaschinenlageranordnung variiert
und somit an die Einbauumgebung angepasst und dort fixiert und wieder
gelöst werden können. Ein weiterer Vorteil besteht
darin, dass vergleichsweise große Toleranzen bzgl. der
Außenabmessungen des Druckmaschinenlagers zulässig
sind, da ein Ausgleich über die Sägezahnprofile der
inneren und der äußeren Profilhülse möglich
ist.
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Die
innere Profilhülse und/oder die äußere Profilhülse
können durch einen radial und axial durchgehenden Spalt
in Umfangsrichtung unterbrochen sein. Dies ermöglicht ein
Zusammendrücken der inneren Profilhülse und/oder
ein Aufweiten der äußeren Profilhülse
mit einem relativ geringen Kraftaufwand. Außerdem können
die innere Profilhülse und die äußere
Profilhülse dadurch sehr leicht zu einer Einheit zusammengefügt
werden.
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Der
Spalt der inneren Profilhülse und der Spalt der äußeren
Profilhülse sind in Umfangsrichtung vorzugsweise an verschiedenen
Positionen angeordnet. Vorzugsweise sind der Spalt der inneren Profilhülse
und der Spalt der äußeren Profilhülse
in Umfangsrichtung um wenigstens 90° zueinander versetzt
angeordnet. Besonders vorteilhaft ist ein Versatz von 180°.
Dadurch werden etwaige negative Auswirkungen der Spalte auf die
Rundheit des Außenrings abgemildert.
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Die
innere Profilhülse kann einteilig mit dem Außenring
ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, dass die äußere
Profilhülse einteilig mit einem Gehäuse zur Aufnahme
der Druckmaschinenlageranordnung ausgebildet. Beide Varianten haben
den Vorteil, dass ein Bauteil eingespart werden kann.
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Die
innere Profilhülse und die äußere Profilhülse
können als eine Baueinheit ausgebildet sein. Dies reduziert
die Zahl der separat zu handhabenden Bauteile und erleichtert dadurch
die Montage und Demontage des Druckmaschinenlagers. Die Baueinheit kann
verliersicher am Außenring angebracht sein. Auf diese Weise
ist eine weitere Reduzierung der separat zu handhabenden Bauteile
möglich.
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Die
inneren konischen Abschnitte der inneren Profilhülse und/oder
die äußeren konischen Abschnitte der äußeren
Profilhülse können eine geschliffene Oberfläche
aufweisen. Auf diese Weise können eine präzise
Formgebung und eine hohe Oberflächenqualität,
insbesondere eine geringe Rauheit, realisiert werden, so dass eine
sehr präzise Justagemöglichkeit besteht.
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Die
erfindungsgemäße Druckmaschinenlageranordnung
kann weiterhin eine Spannvorrichtung zum axialen Verspannen der
inneren Profilhülse und der äußeren Profilhülse
gegeneinander aufweisen. Die Spannvorrichtung kann einen Spannring
aufweisen. Weiterhin kann die Spannvorrichtung über den Umfang
des Spannrings verteilt mehrere Spannschrauben aufweisen, die insbesondere
am Außenring befestigt sein können. Mit einer
derartigen Spannvorrichtung kann das axiale Verspannen der inneren
Profilhülse und der äußeren Profilhülse
mit geringem Aufwand sehr feinfühlig ausgeführt
werden. Außerdem können sehr hohe axiale Kräfte
erzeugt werden, so dass die inneren und die äußeren konischen
Abschnitte nicht sehr flach ausgebildet sein müssen und
dadurch beispielsweise eine Selbsthemmung vermieden werden kann.
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Vorzugsweise
weist die erfindungsgemäße Druckmaschinenlageranordnung
ein Druckmaschinenlager auf, das als ein Dreiringlager ausgebildet
ist
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Die
Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum Montieren
eines Druckmaschinenlagers in einer Bohrung einer Seitenwand einer
Druckmaschine. Beim erfindungsgemäßen Verfahren
werden das Druckmaschinenlager, eine innere Profilhülse,
die auf ihrer Mantelfläche mehrere axial nebeneinander
angeordnete innere konische Abschnitte aufweist, die ein in Axialrichtung
verlaufendes inneres Sägezahnprofil ausbilden sowie eine äußere
Profilhülse, die in ihrer Bohrung mehrere axial nebeneinander
angeordnete äußere konische Abschnitte aufweist,
die ein in Axialrichtung verlaufendes äußeres Sägezahnprofil
ausbilden, derart in der Bohrung der Seitenwand angeordnet, dass
die äußere Profilhülse die innere Profilhülse
und die innere Profilhülse einen Außenring des
Druckmaschinenlagers radial umgeben. Dann werden die innere Profilhülse
und die äußere Profilhülse axial gegeneinander
verspannt und dadurch die innere Profilhülse radial nach
innen gegen den Außenring und die äußere
Profilhülse radial nach außen gegen die Seitenwand
gepresst.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren lässt sich mit
geringem Aufwand durchführen und ermöglicht eine
sehr präzise Fixierung des Druckmaschinenlagers unter definierten
Bedingungen. Aufwendige Maßmahnen zur Beeinflussung der
Außenabmessungen des Druckmaschinenlagers wie beispielsweise
ein Erhitzen oder ein Abkühlen sind nicht erforderlich.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele erläutert.
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Es
zeigen
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1 ein
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Druckmaschinenlageranordnung in Schnittdarstellung,
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2 das
in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der
Druckmaschinenlageranordnung in Seitenansicht und
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3 einen
vergrößerten Ausschnitt der 1.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Druckmaschinenlageranordnung in Schnittdarstellung. Eine zugehörige Seitenansicht
ist in 2 dargestellt.
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Die
Druckmaschinenlageranordnung weist ein als ein Dreiringlager ausgebildetes
Druckmaschinenlager mit einer Reihe von Komponenten auf, die im
Folgenden näher beschrieben werden. Als radial innerste
Komponente weist das Druckmaschinenlager einen Innenring 1 auf,
auf dem Zylinderrollen 2 in drei axial nebeneinander angeordneten
Reihen abrollen. Der Innenring 1 kann beispielsweise eine
nicht figürlich dargestellte Welle eines Druckzylinders
aufnehmen. Die Zylinderrollen 2 sind in Käfigen 3 angeordnet
und rollen weiterhin auf einem mittleren Lagerring 4 ab,
der den Innenring 1 in Radialrichtung umgibt. Die Käfige 3 können
auch als ein gemeinsamer Käfig 3 ausgebildet sein.
Der mittlere Lagerring 4 ist exzentrisch ausgebildet und
weist demgemäß eine über seinen Umfang
variierende radiale Dicke auf. Der mittlere Lagerring 4 ist
in Radialrichtung von einem während des Betriebs der Druckmaschine
feststehenden Außenring 5 umgeben. Zwischen dem mittleren
Lagerring 4 und dem Außenring 5 rollen
Zylinderrollen 6 in zwei axial nebeneinander angeordneten
Reihen ab. Die Zylinderrollen 6 sind in Käfigen 7 bzw.
in einem gemeinsamen Käfig 7 angeordnet.
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Das
Druckmaschinenlager, genauer gesagt dessen Außenring 5,
ist in Radialrichtung von einer inneren Profilhülse 8 umgeben,
die wiederum von einer äußeren Profilhülse 9 umgeben
ist. Die äußere Profilhülse 9 ist
im eingebauten Zustand des Druckmaschinenlagers in einer Bohrung
einer nicht figürlich dargestellten Seitenwand der Druckmaschine angeordnet.
Die innere Profilhülse 8 und die äußere Profilhülse 9 sind
als offene Hülsen ausgebildet, d. h. sie sind durch einen
radial und axial durchgehenden inneren Spalt 10 bzw. äußeren
Spalt 11 in Umfangsrichtung unterbrochen und können
somit leicht aufgeweitet und bis zu einem Verschwinden des inneren Spaltes 10 bzw.
des äußeren Spaltes 11 auch leicht zusammengedrückt
werden. Die weitere Ausgestaltung der inneren Profilhülse 8 und
der äußeren Profilhülse 9 wird
anhand von 3 näher erläutert.
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Axial
benachbart zum Außenring 5 ist ein Spannring 12 angeordnet
und über Spannschrauben 13 mit dem Außenring 5 verschraubt.
Details hierzu werden ebenfalls anhand von 3 erläutert.
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3 zeigt
einen vergrößerten Ausschnitt der 1 im
Bereich des Spannrings 12. Daraus ist ersichtlich, dass
die innere Profilhülse 8 auf ihrer Mantelfläche
mehrere innere konische Abschnitte 14 aufweist, die axial
nebeneinander angeordnet sind und ein in Axialrichtung verlaufendes
inneres Sägezahnprofil 15 ausbilden. Die äußere
Profilhülse 9 weist auf ihrer Bohrungsfläche
mehrere äußere konische Abschnitte 16 auf,
die axial nebeneinander angeordnet sind und ein in Axialrichtung
verlaufendes äußeres Sägezahnprofil 17 ausbilden.
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Die
innere Profilhülse 8 schlägt axial am Spannring 12 an,
so dass bei einer axialen Verlagerung des Spannrings 12 mittels
der Spannschrauben 13 die innere Profilhülse 8 ebenfalls
axial verlagert wird. Zusammen mit der inneren Profilhülse 8 wird das
innere Sägezahnprofil 15 axial verlagert. Die äußere
Profilhülse 9 schlägt axial am Außenring 5 an und
bleibt somit bei einer axialen Verlagerung der inneren Profilhülse 8 ortsfest.
Dies bedeutet, dass bei einer Betätigung der Spannschrauben 13 das
innere Sägezahnprofil 15 relativ zum äußeren
Sägezahnprofil 17 axial verlagert wird. Beispielsweise
wird bei einem Anziehen der Spannschrauben 13 der Spannring 12 zunehmend
gegen die innere Profilhülse 8 gepresst und die
innere Profilhülse 8 und damit auch das innere
Sägezahnprofil 15 in der Darstellung der 3 nach
links verlagert. Da das innere Sägezahnprofil 15 und
das äußere Sägezahnprofil 17 ineinander
greifen, werden die inneren konischen Abschnitte 14 der
inneren Profilhülse 8 und die äußeren
konischen Abschnitte 16 der äußeren Profilhülse 9 durch die
axiale Verlagerung der inneren Profilhülse 8 nach links
einander angenähert, bis sie einander berühren. Ein
weiteres Anziehen der Spannschrauben 13 hat zur Folge,
dass die innere Profilhülse 8 immer weiter axial
verlagert wird und dadurch immer stärker axial und radial
gegen die äußere Profilhülse 9 gepresst wird.
Da sich die äußere Profilhülse 9 axial
am Außenring 5 abstützt, ist eine axiale
Verlagerung der äußeren Profilhülse 9 nicht
möglich, so dass die äußere Profilhülse 9 radial
nach außen ausweicht und somit radial aufgeweitet wird.
Gleichzeitig weicht die innere Profilhülse 8 radial
nach innen aus und wird folglich zusammengedrückt.
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Somit
führt ein Anziehen der Spannschrauben 13 letztendlich
zu einem radialen Zusammendrücken der inneren Profilhülse 8 und
zu einem radialen Aufweiten der äußeren Profilhülse 9.
Beides ist infolge der geschlitzten Ausbildung der inneren Profilhülse 8 und
der äußeren Profilhülse 9 problemlos
möglich, bis die Profilhülsen 8, 9 in
Radialrichtung auf ein Hindernis treffen. Für die innere
Profilhülse 8 bildet der Außenring 5 ein
solches Hindernis. Für die äußere Profilhülse 9 bietet
z. B. die Bohrung einer Seitenwand, in welcher die Druckmaschinenlageranordnung
eingesetzt ist, ein solches Hindernis.
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Umgekehrt
kann die innere Profilhülse 8 durch ein Lösen
der Spannschrauben 13 axial nach rechts verlagert werden.
Abhängig von der Geometrie des inneren Sägezahnprofils 15 und
des äußeren Sägezahnprofils 17 und
von den Materialeigenschaften der Profilhülsen 8, 9 kann
diese Axialbewegung entweder automatisch durch das Lösen
der Spannschrauben 13 ausgelöst werden oder ein
manuelles Eingreifen erfordern. Die axiale Verlagerung der inneren
Profilhülse 8 nach rechts reduziert den von der inneren
Profilhülse 8 auf die äußere
Profilhülse 9 radial nach außen ausgeübten
Druck und hat somit eine Verringerung des Durchmessers der äußeren Profilhülse 9 und
eine Vergrößerung des Durchmessers der inneren
Profilhülse 8 zur Folge.
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Zur
Montage des Druckmaschinenlagers in der Bohrung der Seitenwand der
Druckmaschine werden die Spannschrauben 13 zunächst
gelöst, um den Innendurchmesser der inneren Profilhülse 8 zu vergrößern
und den Außendurchmesser der äußeren Profilhülse 9 zu
verkleinern. Dann wird die Druckmaschinenlageranordnung bestehend
aus dem Druckmaschinenlager, der inneren Profilhülse 8 und
der äußeren Profilhülse 9 in
die Bohrung der Seitenwand eingesetzt. Anschließend werden
die Spannschrauben 13 angezogen, so dass die innere Profilhülse 8 radial
gestaucht und die äußere Profilhülse 9 radial aufgeweitet
wird. Dadurch wird die innere Profilhülse 8 zunehmend
gegen den Außenring 5 und die äußere Profilhülse
zunehmend gegen die Bohrung der Seitenwand gepresst. Über
die Spannschrauben 13 kann somit der radiale Anpressdruck
der inneren Profilhülse 8 gegen den Außen ring 5 und
der äußeren Profilhülse 9 gegen
die Bohrung der Seitenwand variiert und demgemäß eine
gewünschte Vorspannung des Druckmaschinenlagers oder auch
eine gewünschte Lagerluft eingestellt werden. Dies ist
auch dann möglich, wenn der Außendurchmesser des Druckmaschinenlagers
und der Innendurchmesser der Bohrung der Seitenwand eine relativ
große Toleranz aufweisen. In diesem Fall kann lediglich
ein etwas größerer oder auch ein etwas kleinerer
Verstellweg beim Anziehen der Spannschrauben 13 erforderlich
sein.
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Auch
die Demontage des Druckmaschinenlagers ist mit sehr wenig Aufwand
durchführbar. Es sind lediglich die Spannschrauben 13 zu
lösen und der Spannring 12 zu entfernen. Dann
können die innere Profilhülse 8 und die äußere
Profilhülse 9 sowie das Druckmaschinenlager aus
der Bohrung der Seitenwand entnommen werden. Abhängig von
der Ausbildung der Profilhülsen 8, 9 entspannen
sich diese selbsttätig beim Lösen der Spannschrauben 13 oder es
ist erforderlich, die Profilhülsen 8, 9 axial
auseinanderzuziehen und dadurch zu entspannen.
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Zur
leichteren Handhabung können die innere Profilhülse 8 und
die äußere Profilhülse 9 als
eine Baueinheit ausgebildet sein. Diese Baueinheit kann am Außenring 5 verliersicher
angebracht sein, so dass das Druckmaschinenlager, die innere Profilhülse 8 und
die äußere Profilhülse 9 als
eine Einheit gehandhabt werden können.
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Alternativ
dazu kann die innere Profilhülse 8 einteilig mit
dem Außenring 5 ausgebildet sein, so dass der
Außenring 5 auf seiner Mantelfläche die
inneren konischen Abschnitte 14 aufweist. Ebenso ist es
auch möglich, die äußere Profilhülse 9 einteilig
mit der Seitenwand auszubilden. Bei dieser Ausführungsvariante
weist die Bohrung der Seitenwand die äußeren konischen
Abschnitte 16 auf.
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- 1
- Innenring
- 2
- Zylinderrolle
- 3
- Käfig
- 4
- Mittlerer
Lagerring
- 5
- Außenring
- 6
- Zylinderrolle
- 7
- Käfig
- 8
- Innere
Profilhülse
- 9
- Äußere
Profilhülse
- 10
- Innerer
Spalt
- 11
- Äußerer
Spalt
- 12
- Spannring
- 13
- Spannschraube
- 14
- Innerer
konischer Abschnitt
- 15
- Inneres
Sägezahnprofil
- 16
- Äußerer
konischer Abschnitt
- 17
- Äußeres
Sägezahnprofil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004040815
B4 [0003]