Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für einen Druckmaschinenzylinder, insbesondere für eine Offsetdruckmaschine mit beidseitig in einem An- und Abstellexzenter gelagerten Zylinderzapfen.
Aus der DE 2 636 555 C2 ist eine spielfreie Zylinderlagerung für Druckmaschinen bekannt, die Belastungseinrichtungen zur Erzeugung einer auf die Zapfenlagerung wirkenden Biegebrücke aufweist. Die Belastungseinrichtungen sind in parallel zur Zylinderachse verlaufenden Längsbohrungen der Maschinenwand beiderseits in einem Winkel zur resultierenden Lagerkraft zusammenlaufend angeordnet und werden somit durch einen Metallkörper als Biegebrücke gebildet. Diese Biegebrücke wirkt dabei linienförmig auf die Lagerbüchse, was bekannter Weise zu sogenannten "Lagerfressern" führt. Um eine mögliche Bruchgefahr (Materialermüdung durch Deformation/Lastwechsel) an der Biegebrücke (Maschinenwand) zu verhindern ist in einer weiteren Ausbildung ein von der Maschinenwand getrennter Schlitz am Ende der Längsbohrung der Belastungseinrichtung angeordnet. Auch bei dieser Ausbildung wird die Biegebrücke durch die Linienlast der Lagerkörper partiell deformiert.
Gemäß der US A 3,786,749 ist eine Lageranordnung für einen Druckmaschinenzylinder mit einem inneren und einem äußeren Exzenter bekannt. Im äußeren Exzenter ist ein Druckelement angeordnet, welches mit dem Exzenter schwenkbar beweglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es eine spürbar spielreduzierte Lageranordnung für einen Druckmaschinenzylinder zu schaffen, die ohne dieGleit- oder Wälzlagerung zu deformieren die erforderliche Bruchsicherheit gewährleistet. Gelöst wird das durch die Ausbildungsmerkmale der Patentansprüche 1 und 5.
Die Lageranordnung besitzt mindestens ein im Bereich der Lagerbohrung angeordnetes Druckelement, vorzugsweise ein elastisches Druckelement, welches von einer in das Maschinengestell integrierten Position ausgehend in einem definierten Kreissektor auf das Lager wirkt. Die Lageranordnung kann dabei ein Gleitlager oder ein Wälzlager in einer Exzenterlagerung aufnehmen. Durch eine flächenförmig aufgebrachte Kraft wird die Bruchsicherheit in der Druckmaschinenzylinderlagerung erhöht. Die aufgebrachte Flächenlast wirkt ohne gefährdende Deformation auf das Gleitlager oder Wälzlager, da flächenförmig das Lagerspiel beeinflußbar ist. Während des Druckbetriebes ist durch den Flächendruck des beaufschlagten Druckelementes die Lageranordnung lagefixiert, bei Druck an- bzw. Druck ab-Stellung ist das Druckelement drucklos. Die Beaufschlagung des Druckelementes kann dabei pneumatisch oder mit einem Fluid,z.B. hydraulisch, erfolgen. In einer weiteren Ausbildung kann die Beaufschlagung auch durch einen Piezowerkstoff erfolgen. Vorzugsweise ist das Druckelement zumindest in dem einen Flächendruck auf die Lagerung aufbringenden Bereich elastisch. Die Lageranordnung ist nicht auf ein Druckelement beschränkt. Vielmehr können auch mehrere Druckelemente die Lageranordnung in je einem Kreissektor umschließen.
Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigen:
In einer Druckmaschine ist in einem Druckwerk ein Plattenzylinder 2 mit einem Gummituchzylinder 1 benachbart und der Gummituchzylinder 1 ist mit einem Druckzylinder 3 benachbart angeordnet. Die Zylinder 1, 2, 3 weisen Zylinderzapfen auf, die gestellseitig in einem Lager 1' für den Gummituchzylinder 1, einem Lager 2' für den Plattenzylinder 2 und einem Lager 3' für den Druckzylinder 3 aufgenommen sind. Im Ausführungsbeispiel wird für den Druckzylinder 3 die mit Detail X gekennzeichnete Lagerung 1' für den Gummituchzylinder 1 als Lageranordnung betrachtet. In einem Maschinengestell 4 ist in einer Bohrung 7 die Lagerung 1' eingesetzt. Die Lagerung 1' stellt eine exzentrische Lageranordnung dar, die eine Lagerbüchse aufnimmt. Da die Lagerung 1' aus Funktionsgründen schwenkbar sein muß, ist zwischen der Bohrung 7 und der Lagerung 1' ein Ringspalt (nicht gezeigt) angeordnet. Ein Druckelement 5 ist in einem Kreissektor annähernd konzentrisch zur Lagerung 1' angeordnet. Das Druckelement 5 ist dazu in einer Aussparung im Maschinengestell 4 aufgenommen und wirkt flächenförmig auf die Lagerung 1'. Im vorliegenden Beispiel besitzt das Druckelement 5 eine Druckzuführung/Druckabführung 6. In einer Weiterbildung kann am Ringspalt ein Sensor angeordnet sein, der über eine Maschinensteuerung zur Messung von Lagerspiel, Betriebstemperatur, Relativbewegung des Außenlagers das Druckelement 5 aktiviert bzw. stillsetzt. Im Ausführungsbeispiel ist das Druckelement 5 ein mondsichelförmiger Hohlkörper, der über die Druckzuführung/Druckabführung 6 mit einer Druckmittelquelle, z.B. einer Pneumatikeinrichtung oder einer Hydraulikeinrichtung, gekoppelt ist. Der Hohlkörper ist aus einem elastischen Kunststoff. Alternativ kann das Druckelement 5 auch aus einem piezoelektrischen, vorzugsweise piezokeramischen, Werkstoff bestehen. Das Druckelement 5 wird dabei unter Ausnutzung des inversen piezokeramischen Effektes aktiviert . Das Druckelement 5 ist in dieser Ausbildung schaltungstechnisch mit einer einstellbaren Spannungsquelle verbunden.Unter Einwirkung eines elektrischen Feldes erfolgt eine Dimenssionsänderung des piezoelektrischen Werkstoffes des Druckelementes 5. Durch Anlegen z.B. einer Gleichspannung vergrößert sich das piezoelektrische Material, so daß das Druckelement 5 das Lager spielfrei fixiert. Liegt kein elektrisches Feld an, so ist die Lagerung schwenkbar.
Die Wirkungsweise ist wie folgt:
In der Bohrung 7 ist die Lagerung 1' und in dieser ein Zylinderzapfen eingesetzt. Der Ringspalt zwischen Bohrung 7 und Lagerung 1' erstreckt sich auch auf das Druckelement 5. Für die Anstellbewegung "Druck an" bzw. Abstellbewegung "Druck ab" des Gummituchzylinders 1 ist die Lagerung 1' in dem Ringspalt schwenkbar. Für den Druckbetrieb wird das Druckelement 5 über die Maschinensteuerung aktiviert. Durch das Druckelement wird am Lager 1' in einem Kreissektor von max. 180° ein Flächendruck aufgebracht, der das Lager 1' reibschlüssig bei Druckbetrieb fixiert. Die Anordnung des Druckelementes 5 zum Lager 1' ist dabei so vorzunehmen, daß die resultierende Kraft im Druckbetrieb eine möglichst geringe (in einem definierten Winkelbereich) Richtungsänderung erfährt. Damit wird auch im Falle wechselnder äußerer Lasten die exakte Fixierung des Lagers 1' in der Bohrung 7 gewährleistet.