(57)【要約】  本発明は、軸方向で両側から吸い込み空気によって負荷可能な真空ローラをフレーム内で支承するための軸受装置に関する。本発明による軸受装置は、それぞれ軸受ハウジング内に配置された２つの軸受を有している。軸受けしようとするローラはその両端部にそれぞれ１つのジャーナルを有していて、該ローラが、前記軸受のうちのそれぞれ１つによって軸受けされている。本発明によれば、前記ローラが前記２つの軸受のうちの第１の軸受内で、該第１の軸受に対して相対的に軸方向で摺動不能に軸受けされていて、それによって、ローラの各側でで、それぞれのジャーナルを半径方向で包囲する、前ローラの端面と、該端面に向き合う、定置に配置されかつローラの前記端面を吸込み空気で負荷する構成部分との間に、ほぼ一定の間隔が保たれている。本発明によれば、２つの軸受ハウジングのうちの一方が、ローラが軸受けされているフレームに対して軸方向で摺動可能に配置されていることによって、ローラ体の熱に基づく伸張を補償するために必要な、支承部の浮動式軸受機能が得られる。
2011521190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向で両側から吸い込み空気によって負荷可能な真空ローラ（１）をフレーム（１１）内で支承するための軸受装置であって、
それぞれ軸受ハウジング（７ａ，７ｂ）内に配置された２つの軸受（６ａ，６ｂ）を有しており、
前記ローラ（１）がその両端部にそれぞれ１つのジャーナル（５ａ，５ｂ）を有していて、該ジャーナル（５ａ，５ｂ）が、前記軸受（６ａ，６ｂ）のうちのそれぞれ１つによって軸受けされており、
前記ローラ（１）が前記２つの軸受のうちの第１の軸受（６ｂ）内で、該第１の軸受（６ｂ）に対して相対的に軸方向で摺動不能に軸受けされていて、それによって、第１の軸受（６ｂ）内に軸受けされた前記ジャーナル（５ｂ）を半径方向で包囲する、前記ローラ（１）の第１の端面（８ｂ）と、該第１の端面（８ｂ）に向き合う、定置に配置されかつローラ（１）の第１の端面（８ｂ）を吸込み空気で負荷する構成部分（９ｂ）との間に、ほぼ一定の間隔（Ａ）が保たれている形式のものにおいて、
前記ローラ（１）が、前記２つの軸受（６ａ，６ｂ）のうちの第２の軸受（６ａ）内においても、該第２の軸受（６ａ）に対して軸方向で摺動不能に支承されていて、それによって、第２の軸受（６ａ）内に軸受けされたジャーナル（５ａ）を半径方向で包囲する、ローラ（１）の第２の端面（８ａ）と、ローラ（１）の該第２の端面（８ａ）に向き合う、定置に配置されかつローラ（１）の第２の端面（８ａ）を吸込み空気で負荷する構成部分（９ａ）とに間に、ほぼ一定の間隔（Ａ）が保たれ、
２つの軸受ハウジングのうちの一方（７ａ）がフレーム（１１）に対して相対的に軸方向で摺動可能に配置されている、
ことを特徴とする、両側から吸込み空気によって負荷可能な真空ローラのための軸受装置。
【請求項２】
フレーム（１１）に対して相対的に軸方向で摺動可能な軸受ハウジング（７ａ）が、半径方向でフレーム（１１）に向かってプリロードをかけられている、請求項１記載の軸受装置。
【請求項３】
軸受ハウジング（７ａ）とフレーム（１１）との間に配置された皿ばねを介してプリロードがかけられている、請求項２記載の軸受装置。
【請求項４】
軸方向で摺動可能な軸受ハウジング（７ａ）とフレーム（１１）との間の少なくとも１つの接触面（１２）が、付着力及び／又は摩擦力を減少させる部材（１３）を備えている、請求項１から３までのいずれか１項記載の軸受装置。
【請求項５】
ローラ（１）の両側の吸込み空気負荷を制御するためにそれぞれ１つの制御ディスク（９ａ，９ｂ）が設けられており、該制御ディスク（９ａ，９ｂ）が、ローラ（１）のそれぞれの端面８ａ，８ｂ）に向かってそれぞれの軸受ハウジング（７ａ，７ｂ）に定置に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負圧力によって負荷可能な真空ローラのための軸受装置、特に両側から負圧力によって負荷可能な真空ローラのための軸受装置に関する。
【０００２】
技術的な背景
面状の材料、例えば封筒、ラベル等を製造する際の切片を搬送する際に、しばしばいわゆる真空ローラが使用される。このような真空ローラは、その外周面に、負圧力（吸込み空気）によって負荷されるいわゆる吸込み開口又は吸込み孔を有しており、このようにして生ぜしめられる吸込み作用によって、搬送しようとする製品が真空ローラの外周面に保持されるようになっている。
【０００３】
吸込み孔は、ローラの内部に延在する軸方向の吸込み空気通路に接続されており、吸込み空気通路は、真空ローラの一方の端面側に開口している。ローラ体の外周面に亘って分配された個々の吸込み空気通路を負圧力（及び／又は場合によっては圧縮空気）によって選択的に負荷することは、一般的な形式でいわゆる制御ディスク及び／又は制御弁を介して行われる。この場合、これらの構成部分によって、一方では真空ローラを種々異なる調節寸法に適合させることができ、他方ではローラの種々異なる回転角度区分に亘って種々異なる負荷を加えることができる。
【０００４】
従って例えば、ローラの外周面で製品を保持するために、第１の回転角度区分に亘ってローラを負圧力／吸込み空気で負荷することができ、これに対して製品をローラの外周面から引きはがすために、第２の回転角度区分に亘ってローラを圧縮空気で負荷することができる。
【０００５】
ローラが吸い込み空気／圧縮空気によってその外周全体に亘って負荷されるべきでない場合には、「制御ディスク」は、３６０゜の角度範囲に亘ってディスク（円板）状に延在している必要はなく、セグメント状例えば馬蹄形であってもよい。
【０００６】
ポンプ等を介して定置に供給された負圧力を、ローラの回転する端面に、若しくはこの端面に配置された、吸込み空気通路の開口部に伝達するために、一般的な形式で、端面及び、この端面に向き合う定置に配置され、かつ負圧力を伝達する構成部分は、ギャップシールを介して無接触にシールされる。
【０００７】
このような一般的な構成において、回転する端面と、定置に配置された構成部分とは、互いに間隔を保っているので、端面の無接触な回転が可能であるが、この間隔は、発生したギャップによって生ぜしめられる負圧力の低下をできるだけ小さく維持するために、できるだけ小さく選定されている。このような吸込みギャップとも称呼されるギャップの典型的な幅は、数百分の１ミリメートルの範囲内である。
【０００８】
相応のギャップシールを製造及び／又は調節するための従来技術の方法は、例えばドイツ連邦共和国特許公開第１０２００４０４４８０３号明細書により公知であるので、詳しい説明は省く。
【０００９】
真空ローラの、できるだけ一定で反復繰り返し可能な機能を保証するために、ローラの端面と、この端面に向き合って定置に配置され、かつ負圧力を伝達する構成部分との間のギャップを確実に一定に保つ必要がある。
【００１０】
そのために、一般的な形式で、負圧力で負荷しようとする端面に対応配置されたジャーナルを支承している、ローラの軸受が、ローラの軸方向の摺動に関連して固定された固定軸受として構成されている。つまりローラは軸受に対して軸方向で相対的に摺動不能である。
【００１１】
熱によって場合によっては発生する、ローラの長さ変化を補償する必要があるので、真空ローラの軸受装置全体は、定置の浮動式軸受として構成されている。つまり第１の軸受に向き合って位置する第２の軸受は、軸受若しくは軸受ハウジングに対して相対的なローラの軸方向の摺動を許容する。これは、互いに摺動可能な外レース及び内レースが内部に配置されている軸受によって、又は点状に負荷されるレースのスライド座部を有する自己保持型の軸受によって行うことができる。
【００１２】
真空ローラを従来のように片側から負圧力によって負荷する構成では、多くの使用例において次のような欠点がある。
【００１３】
例えばラベル又は封筒を製造する場合、製造サイクルが次第に高くなるのに伴って、機械の製造サイクルで回転する真空ローラの回転数が次第に高くなる。従って、吸込み空気通路内の負圧力を短時間で増圧若しくは減圧する必要がある。真空ローラの軸方向寸法も、技術的な進歩に基づいて、及び搬送製品の相応の寸法に応じて長くなっている。
【００１４】
このような構成によれば、真空ローラが一方側からのみ負圧力で負荷されると、軸方向の吸込み空気通路がその軸方向の延在寸法に亘って負圧力によってもはや均一に負荷されなくなる。従って、ローラの軸方向で異なる吸込み作用が発生することになる。
【００１５】
従って、これまでは、真空ローラの全軸方向寸法に亘って均一な吸込み作用を得るようにするために、真空ローラをその両側から負圧力によって負荷することが考えられていた。
【００１６】
一方では、前記のように、定置に配置された構成部分から、回転する端面に配置された吸込み通路の開口部にギャップシールを介在させて負圧力を伝達することによって、また他方では、ローラ体の熱による長さ変化を補償するために必要な、第２の軸受の浮動式軸受機能に基づいて、第２の軸受において吸込みギャップの一定の幅が維持されなくなるという欠点がある。
【００１７】
従って、ギャップ幅が十分に大きく選定されていなければ、ローラ体が熱によって伸張するとシール面が接触し、またシール面が固着することになる。
【００１８】
従来技術においてはこのような問題は、滑りシールを用いることによって、シール面の摩耗を考慮することによって、解決される。しかしながらこのような解決策は、伸張によって一度生じたシール面の摩耗はもはや修復することができない、という欠点を有しているので、熱的な変化によってローラ長さが短縮されると、ギャップは不都合に大きい幅を有することになり、それによって、定置の箇所から回転する構成部分への移行時に負圧力が著しく低下し、ひいてはポンプシステムに対して高い出力が要求されるか、若しくは製品のための吸込み作用が不十分となる。
【００１９】
技術的な課題
そこで本発明の課題は、両側から吸込み空気によって負荷可能な真空ローラのための軸受装置を改良して、熱によってローラの長さが変化した場合でも、ローラの妨げられることのない回転が保証され、またローラ内に配置された吸込み空気通路を一定な負圧力によって負荷することが保証されるようなものを提供することである。
【００２０】
課題の解決手段
この課題は請求項１の特徴によって解決される。有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【００２１】
本発明による、軸方向で両側から吸込み空気によって負荷可能な真空ローラをフレーム内で支承するための軸受装置は、２つの軸受を有しており、これら２つの軸受は、それぞれ１つの軸受ハウジング内に配置されている。本発明によれば、これらの軸受は、当業者にとって真空ローラの支承に関連して十分に公知である、従来の転がり軸受である。
【００２２】
軸受しようとするローラは、その両端部にそれぞれ１つのジャーナルを有しており、該ジャーナルは、２つの軸受のそれぞれ一方によって軸受けされている。本発明によれば、これらのローラは、それぞれの軸受に対して相対的に軸方向で摺動不能に２つの軸受内に軸受けされているので、ローラの各側において、各ジャーナルを半径方向で包囲する、ローラの端面と、該端面に向き合う、定置に配置されかつローラの端面を吸込み空気で負荷する構成部分との間に、ほぼ一定の間隔が保たれている。本発明によれば、ローラ体の熱的な伸張を補償するために必要な、軸受の浮動式軸受機能は、２つの軸受ハウジングのうちの一方が、ローラが支承されているフレームに対して相対的に軸方向で摺動可能に配置されていることによって得られる。
【００２３】
言い換えれば、２つのジャーナルは、ローラのそれぞれの端面に定置の軸受を備えており、これに対して軸受ハウジングとフレームとの間に浮動式軸受が設けられている。
【００２４】
このような形式で、回転する構成部分と定置の構成部分との間に設けられた、吸込み空気を吸い込みローラに伝達するためのギャップシールは、熱によるローラの長さ変化の影響を受けることがなくなる。何故ならば、回転する構成部分と定置の構成部分との間隔は、固定軸受機能に基づいて一定に維持されるからである。
【００２５】
軸受内におけるジャーナルの接触点と、ローラの端面に位置するジャーナルの区分との間の、熱に基づく長さ変化だけが、ギャップシールの幅に影響を与える。しかしながらこのような影響は、全ローラ体の長さの伸張に対する影響に比較して無視できる程度に小さく、ギャップシールの幅の基本調節時に相応に考慮できるので、運転中に、吸込み空気伝達出力等が著しく変化することはない。
【００２６】
有利な形式で、フレームに対して相対的に軸方向に摺動可能な軸受ハウジングは、半径方向でフレームに対してプリロード（予備荷重）をかけられている。このような形式で、本発明に従って、フレームに対する軸受ハウジングの軸方向の摺動可能性が、残存する軸方向のギャップによって得られると同時に、軸受ハウジング及びひいては軸受の十分な半径方向の固定が得られる。
【００２７】
前記プリロードは、すべての可能な適当な緊締部材によって得ることができるが、この場合、フレームに対して半径方向で軸受ハウジングにプリロードをかけるために、有利には皿ばねより成るスプリングセット（Federpacket）が使用される。
【００２８】
本発明の有利な実施態様によれば、ハウジングはフレームに向かって半径方向にプリロードをかけられ、それと同時に、ローラの重量も軸受及びひいては軸受ハウジング並びにフレームに作用するように、つまり下方に作用するようになっており、これによって、２つの効果の組合せを利用することができる。
【００２９】
ハウジングが半径方向で固定されている場合でも、本発明による、フレームに対する軸受ハウジングの軸方向摺動可能性を、例えば前記半径方向のプリロードによって保証できるようにするために、有利には、軸方向で摺動可能な軸受ハウジングとフレームとの間の少なくとも１つの接触面が、付着力及び／又は摩擦力を減少させる部材を備えている。
【００３０】
ハウジングがフレームに向かって半径方向にプリロードをかけられる際に、これはプリロードによって追加的な力がかけられる接触面で行われる。
【００３１】
付着力及び／又は摩擦力を減少させる部材として、最も簡単なケースでは、油脂等をベースとした潤滑剤が使用される。また付着力及び／又は摩擦力を減少させる部材として、転がり軸受、滑り軸受等としての接触面を構成することも考えられる。
【００３２】
本発明の有利な実施態様によれば、ローラの両端面の吸込み負荷を制御するためにそれぞれ１つの制御ディスクが設けられており、該制御ディスクは、ローラのそれぞれの端面に向き合って、それぞれの軸受ハウジングに定置に配置されている。
【００３３】
制御ディスクを、ローラの端面に向き合う、軸受ハウジングの面にそれぞれ配置することによって、ローラ及びひいては回転する構成部分の長さを短くすることができ、これによってローラの外側に位置する支承部を安定させることができる、という利点を有している。
【００３４】
実施例
以下に、本発明による軸受装置の有利な実施例を、封筒を製造するための機械における切断ステーションのための真空ローラの図示の１例を用いて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に従って支承された真空ローラを有する切断ステーションの、一部破断した側面図である。
【図２】図１に示した切断ステーションの、本発明に従ってフレームに対して軸方向に摺動可能な軸受ハウジングの側面図である。
【００３６】
図１は、封筒を製造する際に切断ステーションに使用されるいわゆる切断ブリッジＳを示す。有利にはカッタローラとして構成された、つまり外周面に切断工具を備えた真空ローラ１によって、供給された封筒切片から、切断ギャップ２内で定置の切断ストリップ（細長い板状の切断部材）３に対して回転する切断工具によって、封筒の窓開口部が切り抜かれる。次いで、切り抜かれた窓領域は、吸込み空気を介してローラ１の外周面に引きつけ保持され、廃棄物処理のために下方に向かってホッパ４内に排出される前に、所定の角度区分に亘って搬送される。
【００３７】
ローラ１は、図１で左側がローラピン５ａによって第１の軸受６ａに支承され、図１で右側がローラピン５ｂによって第２の軸受６ｂに支承されている。これら２つの軸受６ａ，６ｂは、それぞれ軸受ハウジング７ａ，７ｂ内に配置されたそれぞれ２列の玉軸受である。
【００３８】
２つの軸受６ａ，６ｂは、軸受ハウジング７ａ，７ｂに緊締されている。つまり、軸受６ａ，６ｂ及びひいてはジャーナル５ａ，５ｂは、軸受ハウジング７ａ，７ｂに対して軸方向で相対的に摺動不能である。この場合、軸受６ａ，６ｂは軸方向に固定された固定軸受として構成されている。
【００３９】
２つの軸受ハウジング７ａ，７ｂは、図示の実施例では環状に構成されていて、それぞれ切断ブリッジＳのフレーム１１の半円形の切欠１０ａ，１０ｂ内に位置している。
【００４０】
この場合、ローラ１は、真空ローラにおいて一般的である（図示せず）ようにローラ体内でローラ１の端面８ａ，８ｂから軸方向に延在する吸込み空気通路を有しており、該吸込み空気通路は、ローラ１の外周面に設けられた（図示していない）吸込み開口に接続されている。
【００４１】
ローラ１の両端部には、個別の吸込み空気通路に作用するそれぞれ２列の制御弁が配置されており、これら２列の制御弁は、ローラ１の外周面に設けられた相応の溝及び孔Ｎを介してアクセス可能（操作員により操作可能）である。
【００４２】
それぞれの端面８ａ，８ｂとは反対側の、軸受ハウジング７ａ，７ｂの面には、それぞれ１つの制御ディスク９ａ，９ｂが配置されており、これらの制御ディスク９ａ，９ｂは、吸込み空気で負荷される内側領域を有していて、この内側領域は、それぞれの端面８ａ，８ｂに開口する、ローラの吸込み空気通路に向き合っている。
【００４３】
２つの制御ディスク９ａ，９ｂは、図示の実施例では、それぞれ３６０゜に亘って延在しているのではなく、セグメント状に構成されており、この場合、図１の右側に配置され制御ディスク９ｂが、左側に配置された制御ディスク９ａよりも小さい角度範囲を覆っている。
【００４４】
図示の実施例において、回転するローラと軸受ハウジング７ａ，７ｂに定置に配置された制御ディスク９ａ，９ｂとの間の吸込み空気交換のために必要なギャップシールは、それぞれの端面８ａ，８ｂと、これらの端面８ａ，８ｂに向き合う、制御ディスク９ａ，９ｂの面との間に間隔Ａ（吸込みギャップ）によって形成されている。
【００４５】
この間隔Ａは、ローラ１の端面８ａ，８ｂに関する軸受６ａ，６ｂの固定的な支承機能に基づいて、熱によるローラ１の伸張とはほぼ無関係であって、できるだけ最小の値を有するようにするために、一般的な方法で生ぜしめられるか若しくは調節され得るようになっている。
【００４６】
図２には、図１の左側に配置された軸受６ａの詳細が示されている。軸受６ａは、図示の実施例において、フレーム１１に対する本発明による浮動式軸受（Loslager）の機能を満たす。つまり軸受ハウジング７ａは、フレーム１１に対して、図２に矢印Ｖで示されているように、軸方向で摺動可能である。
【００４７】
これに対して、図１で右側に配置された軸受ハウジング７ｂは、フレーム１１に対して軸方向に摺動可能に配置されているのではなく、ローラ１の反復繰り返し可能な軸方向位置を保証するために、むしろ軸方向でフレームに対して固定されている。
【００４８】
軸方向摺動可能な軸受ハウジング７ａを半径方向で固定するために、軸受ハウジング７ａは、皿ばね（図示せず）を用いて、相応に半径方向に作用する調節ねじによって半径方向でフレーム１１に対してプリロード（予備荷重）をかけられている。
【００４９】
この場合、半径方向にプリロードがかけられているにも拘わらず、ハウジング７ａの軸方向の調節可能性を保証するために、軸受ハウジング７ａとフレーム１１との間の接触面１２に潤滑剤としての取り付け用ペースト１３が塗られている。
【符号の説明】
【００５０】
Ｓ  切断ブリッジ、  １  ローラ、  ２  切断ギャップ、  ３  切断ストリップ（細長い板状の切断部材）、  ４  ホッパ、  ５ａ，ｂ  ジャーナル、  ６ａ，６ｂ  軸受、  ７ａ，ｂ  軸受ハウジング、  ８ａ，ｂ  ローラ１の端面、  ９ａ，ｂ  制御ディスク、  １０ａ，ｂ  フレーム１１の切欠、  １１  フレーム、  １２  接触面、  １３  潤滑剤（取付け用ペースト）、  Ａ  吸込みギャップ、  Ｖ  軸受ハウジング７ａの軸方向調節可能性、  Ｎ  ローラ１の溝／孔
【図１】
2011521190.tif 000003
【図２】
2011521190.tif 000004
【国際調査報告】
2011521190.tif 000005
2011521190.tif 000006
2011521190.tif 000007
2011521190.tif 000008
2011521190.tif 000009
2011521190.tif 000010