(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印刷体を処理する機械（１００；２００）のロータ（１０１；２０１）に作動流体を供給するための、作業シリンダからなる回転ブシュであって、
前記ロータ（１０１；２０１）が、前記作動流体が該ロータ内に流入するためのロータ流入口（１０４；２０４）を備えており、前記作業シリンダが膨張室（１１１；２１１）とピストン（１０３；２０３）とを含んでおり、
前記ピストン（１０３；２０３）は、該ピストン内の前記作動流体を排出するためのピストン排出口（１０８；２０８）を備えるとともに、前記ピストン排出口（１０８；２０８）を前記ロータ流入口（１０４；２０４）に接続するために前記ロータ（１０１；２０１）の方に向かってスライド可能なように支持されており、
前記作動流体の過圧を生成する圧力発生器（１１２；２１２）が前記膨張室（１１１；２１１）に接続されており、前記ロータ流入口と前記ピストン排出口（１０４，１０８および２０４，２０８）が互いに接続されることによって、前記圧力発生器（１１２；２１２）が前記膨張室（１１１；２１１）を介して前記ロータ（１０１；２０１）に接続される
回転ブシュにおいて、
前記膨張室（１１１；２１１）と前記ピストン排出口（１０８；２０８）の間に、前記ピストン排出口が前記ロータ流入口に接続された後に、前記作動流体の過圧が特定の閾値を超えると自動的に開く閾値弁（１１５；２１５）が配置されていることを特徴とする回転ブシュ。
【請求項２】
前記閾値弁（１１５；２１５）の弁体（１１６；２１６）が、閾値を規定する弁ばね（１１８；２１８）によって付勢されている、請求項１に記載の回転ブシュ。
【請求項３】
前記弁体（１１６；２１６）は、前記作動流体の過圧が前記の特定の閾値を超えると、前記弁ばね（１１８；２１８）の力に抗して、前記閾値弁（１１５；２１５）の弁開口部（１１７；２１７）から離れるように位置調節可能に支持されている、請求項２に記載の回転ブシュ。
【請求項４】
前記ピストン排出口（１０８；２０８）が、前記ピストン（１０３；２０３）のピストン端面（１０９；２０９）に配置された、該ピストン端面の中心を中心とする円弧状の溝であり、前記ピストン排出口（１０８，２０８）の円弧状の溝の長さによって規定される第１の中心角（α）は、前記ロータ（１０１；２０１）のロータ端面に配置された２つの前記ロータ流入口（１０４，１０５；２０４，２０５）の各々と該ロータ端面の中心とを結ぶ直線にはさまれた、前記第１の中心角（α）と向き合う側の第２の中心角（β）よりも小さい、請求項１から３までのいずれか１項に記載の回転ブシュ。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に基づいて構成された回転ブシュを備える、被印刷体を処理する機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被印刷体を処理する機械のロータに作動流体を供給するための、作業シリンダからなる回転ブシュであって、ロータが、作動流体が該ロータ内に流入するためのロータ流入口を備えており、作業シリンダが膨張室とピストンとを含んでおり、ピストンは該ピストン内の作動流体を排出するためのピストン排出口を備えるとともに、ピストン排出口をロータ流入口に接続するためにロータの方に向かってスライド可能なように支持されており、前記作動流体の過圧を生成する圧力発生器が膨張室に接続されており、ロータ流入口とピストン排出口が互いに接続されることによって、圧力発生器が膨張室を介してロータに接続される、請求項１の前提項に記載の、被印刷体を処理する機械のロータに作動流体を供給するための回転ブシュに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ特許明細書４２０３５５０Ｃ２には（同明細書の図２から図４参照）、ロータに対して半径方向へピストンがスライド可能に支持された回転ブシュが示されている。このロータは、シリンダのジャーナルである。ピストンを貫通するピストンボアは絞り作用を有しており、この絞り作用に基づいて、ピストンの、ロータと反対を向いている方の側で圧縮空気が供給されると、回転しているロータにピストンを押し当てる過圧が生成される。ピストンがロータに押し当てられようとする途中、ピストンがロータにまだ当接していない間は、圧縮空気がピストンボアを通って周囲へ逃げることができる。このような漏れは、一方ではピストンの反応の迅速さの低下につながり、他方では騒音の発生につながり、圧力発生器の出力が高いことが前提条件となる。
【０００３】
冒頭に述べた分野に相当する他の回転ブシュがドイツ特許明細書４２１０００９Ｃ２に記載されており、同明細書では、ロータの停止時にピストンがロータに押し当てられることによって、ピストン排出口がロータ流入口と接続される。
【０００４】
後者の特許明細書では、本明細書の記述とまったく同じく、「回転ブシュ」という名称を選択しているのは、ロータが回転している間に作動流体が回転ブシュを介してロータに導入されることを表現しようとしているのでは決してない。そうではなく、この名称を選択しているのは、作動流体がブシュによって、回転可能に支持された機械要素、すなわちロータに導入されることを表現するためにすぎない。
【０００５】
【特許文献１】
ドイツ特許明細書４２０３５５０C２
【特許文献２】
ドイツ特許明細書４２１０００９C２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、作動流体の漏れが最小限に抑えられる回転ブシュを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項１の特徴を備える、冒頭に述べた分野に該当する回転ブシュによって達成され、この回転ブシュは、膨張室とピストン排出口の間に、作動流体の過圧が特定の閾値を超えると自動的に開く閾値弁が配置されていることを特徴としている。
【０００８】
本発明による回転ブシュの１つの利点は、ピストンがロータに押し当てられようとする途中にも、作動流体の大きな損失が生じないことにある。したがって、ピストンの押し当てが非常に少ない騒音で行われ、圧力発生器の出力も特別に大きくする必要がない。ピストンに過圧が作用したときにピストンの反応の迅速さが高いことも、ピストンが押し当てられようとする途中で閾値弁によってピストンが密閉されていることによって得られる、別の利点である。
【０００９】
本発明による回転ブシュの有利な発展例が従属請求項に記載されており、以下において簡略に説明する。
【００１０】
製造コストを最低限に抑えるという点で有利な発展例では、閾値弁の弁体が、閾値を規定する弁ばねによって付勢される。たとえば、納入業者から安価に仕入れることができる逆止め弁を閾値弁として利用することができ、この場合、弁の機能は、作動流体の逆流を防ぐことにあるだけではなく、それをさらに超えて、ちょうど特定の閾値を超えたときに初めて作動流体を通過させること、すなわち開くことにある。
【００１１】
弁体は、作動流体の過圧が特定の閾値を超えると、弁ばねの力に抗して、閾値弁の弁開口部から離れるように位置調節可能に支持されている。
【００１２】
同じく低コストな製造という点で有利な発展例では、ピストン排出口が、ピストンのピストン端面に配置された円弧状の溝である。ロータ流入口と、さらに別のロータ流入口とは、被印刷体を処理する機械のモデルシリーズが異なれば、異なる相互のオフセット角を有していてよい。さらに、このようなモデルシリーズのいずれにおいても、ロータ流入口の一方をピストン排出口から外すと同時に、ロータ流入口の他方をピストン排出口と接続するために、ロータが正確に同じ回転角にわたって回転するようにしてもよい。たとえば円形の穴のような、円形のピストン排出口とは異なり、円弧状の溝は、どのモデルシリーズについても同一のピストンを使用することを可能にする。ピストン排出口の円弧の形状は、ピストン排出口の考えられる円切片の形状、たとえば半円形状に比べて、それぞれの口が接続されているときにピストン排出口で覆われる、ロータ流入口の隣に位置するロータの面積割合が比較的少なくなるので、この面積割合に対する過圧の作用によって生じ、ピストンをロータから押し離そうとする、圧力発生器によって克服されなければならない押圧力も比較的少ないという利点がある。
【００１３】
回転ブシュを備える被印刷体を処理する機械は、たとえば輪転印刷機などの印刷機であるのが好ましく、製本のための後処理や、被印刷体の後処理をする役目を果たす機械であってもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１と図２には、被印刷体を処理する機械１００，２００がそれぞれ部分図で示されている。この部分は、機械１００，２００のロータ１０１，２０１を示している。ロータ１０１の第１および第２の装置は図面には示していない。これらの装置は、そのためにロータ１０１，２０１に流入されるべき、過圧のもとにある気体状の作動流体、特に圧縮空気によって位置調節可能である。厳密に言えば、機械１００，２００は印刷機であり、ロータ１０１，２０１は版胴である。第１の装置は、版の前端をクランプ固定するための、空気圧で位置調節可能な前側のクランプ装置であり、第２の装置は、版の後端をクランプ固定するための、空気圧で位置調節可能な後側のクランプ装置である。ロータ１０１，２０１と軸方向に一直線上に並ぶように、ステータ１０２，２０２と、ロータ１０１，２０１の方に向かってスライド可能、かつこれから再び離れるようにスライド可能にステータ１０２，２０２に支持された円筒状のピストン（往復ピストン）１０３，２０３とが配置されている。
【００１６】
「ステータ」という用語は、このステータ１０２，２０２がロータ１０１，２０１の作動時に、すなわち本例の特別なケースでは印刷の運転時に、ロータ１０１，２０１と一緒に回転しないことを表現するための名称である。
【００１７】
ピストン１０３，２０３の切欠きと、この切欠きに入り込んでステータ１０２，２０２に定着しているピン（図１：ピストンの溝と横方向ピン、図２：ピストンの穴と縦方向ピンを参照）とで構成された、原則として直線案内部として構成された固定装置１２４，２２４は、ピストン１０３，２０３がロータ１０１，２０１に近づくように、およびこれから再び離れるようにスライドするのを許すとともに、ピストン１０３，２０３が回転軸１０６，２０６を中心としてステータ１０２，２０２およびロータ１０１，２０１に対して相対的に回らないようにピストン１０３，２０３を止めている。
【００１８】
ロータ１０１，２０１は、第１のロータ流入口１０４，２０４を有しており、これを介して第１の装置（前側のクランプ装置）に作動流体を供給可能であり、ロータ１０１，２０１はさらに第２のロータ流入口１０５，２０５を有しており、これを介して第２の装置（後側のクランプ装置）に作動流体を供給可能である。両方のロータ流入口１０４，２０４；１０５，２０５は、ロータ１０１，２０１の回転軸１０６，２０６からほぼ同じ距離を有しており、ロータ１０１，２０１の端面側のストッパ面１０７，２０７に設けられている。
【００１９】
ピストン１０３，２０３は、作動流体のためのピストン排出口１０８，２０８を有しており、このピストン排出口と回転軸１０６，２０６との間隔は、回転軸１０６，２０６とロータ流入口１０４，２０４；１０５，２０５との間隔にほぼ相当している。ピストン排出口１０８，２０８は、ピストン１０３，２０３の、ストッパ面１０７，２０７の方を向いている第１のピストン端面１０９，２０９に設けられている。実質的にブッシュ状のステータ１０２，２０２と、ピストン１０３，２０３の第２のピストン端面１１０，２１０とが、膨張室１１１，２１１を一緒に仕切っており、この膨張室１１１，２１１には、作動流体の過圧を生成する、記号でのみ図示している圧力発生器１１２，２１２、たとえばコンプレッサやその他の圧縮空気源が、膨張室１１１，２１１に連通するステータ１０２，２０２の供給通路１１３，２１３を介して接続されている。このようにして、ステータ１０２，２０２とピストン１０３，２０３は、空気圧式の作業ピストンシリンダもしくは往復ピストンシリンダを一緒に形成している。ストッパ面１０７，２０７へのピストン１０３，２０３の押し当ては、膨張室１１１，２１１に作動流体が満たされる結果として、ピストン１０３，２０３に付属する復帰ばね１１４，２１４への力を増しながら行われる。
【００２０】
作動流体の流動経路の内部には、膨張室１１１，２２１１とピストン排出口１０８，２０８との間に閾値弁１１５，２１５が配置されており、この閾値弁は、構造的には圧力制限弁にきわめて似ているが、圧力制限弁とは異なる機能を有している。閾値弁１１５，２１５は、閾値弁１１５，２１５のスライド可能に支持された弁体１１６、２１６に作用する作動流体の過圧が特定の閾値（限界値）を超えると、すぐに自動的に開く。閾値弁１１５，２１５が開いているとき、弁体１１６，２１６は弁開口部１１７，２１７を開くので、弁開口部１１７，２１７を通って作動流体が流れることができる。閾値は、初期荷重をかけられた弁ばね１１８，２１８の特徴的なばね特性曲線によって設定され、この弁ばね１１８，２１８は、過圧が閾値よりも下がるとすぐに弁体１１６，２１６を引き戻し、それによって閾値弁１１５，２１５を再び閉じさせる。
【００２１】
図１および図３に示す回転ブシュの第１の実施形態では、閾値弁１１５はピストン１０３に組み込まれている。弁体１１６は弁棒であり、円筒状の形態である。弁開口部１１７は排出口であり、閾値弁１１５の流入口１１９と直角に配置されている。
【００２２】
作動流体で付勢可能な、弁体１１６の端面側の面は、流入口１１９の方を向いており、弁体１１６の段差部に存在している。この段差部には、閾値弁１１５が閉じているときに、流入口１１９が設けられた部分的に中空のピストン１０３の内側のストッパ面に当接する、環状のシール材１２０が装着されている。弁体１１６の外周面は弁開口部１１７の方を向いており、閾値弁１１５が閉じているとき、作動流体が閾値弁１１５を通って流れることができないように弁開口部１１７を覆う。
【００２３】
ピストン１０３の第１の連絡通路１２１は、膨張室１１１を閾値弁１１５とつないでおり、流入口１１９で終わっている。互いに角度をなして交わる２つの穴で構成された、ピストン１０３の第２の連絡通路１２２は、弁開口部１１７で始まり、ピストン排出口１０８で終わっている。さらに、閾値弁１１５のための排気通路１２３がピストン１０３に設けられており、閾値弁１１５が開いているときに弁体１１６によってピストン１０３から押しのけられた空気が、この排気通路１２３を通って逃げることができる。
【００２４】
図２および図４に示す回転ブシュの第２の実施形態では、閾値弁２１５はピストン２０３の外部ではあるが、ステータ２０２の内部に配置されている。弁体２１６は球であり、閾値弁２１５が閉じられているとき、弁ばね２１８によって、弁開口部２１７を取り囲む弁座２２５に押しつけられる。閾値弁２１５が開いているとき、弁体２１６は、その際に圧縮される弁ばね２１８の復帰作用に抗して、弁座２２５からわずかに持ち上げられるので、作動流体は、ステータ２０２にある第１の連絡通路２２１から閾値弁２１５およびその弁開口部２１７を通って、ステータ２０２の第２の連絡通路２２２に流れ込むことができる。この閾値弁２１５は、構造的には逆止め弁に相当しているが、機能的（目的設定）には対応していない。第１の連絡通路２２１は、膨張室２１１を閾値弁２１５とつないでいる。第２の連絡通路２２２は、閾値弁２１５で始まり、ステータ排出口２２６で終わっている。第１の連絡通路２２１と第２の連絡通路２２２は、原理的には、閾値弁２１５が組み込まれたただ１つの共通の流動通路を形成している。
【００２５】
図２に示す閾値弁２１５の配置とは異なり、閾値弁２１５をピストン２０３の外部だけでなく、ステータ２０２の外部、たとえば、第１の連絡通路２２１と第２の連絡通路２２２の間に配置された、ステータ２０２から垂れ下がるホースの内部に配置することも考えられる。
【００２６】
ステータ排出口２２６は、それがピストン２０３のどの位置にあるときでも、すなわち、ピストン２０３が作動流体によってストッパ面２０７に押しつけられた状態に保たれているときも、ピストン２０３が復帰ばね２１４によってストッパ面２０７から引き戻された状態に保たれているときも、外周側のピストン流入口２２７と重なり合うように、ピストン２０３の移動量に合わせた大きさに大きさが決めされている。互いに角度をなして交わる２つの穴で構成された、ピストン２０３に設けられた第３の連絡通路２２８が、ピストン流入口２２７で始まり、ピストン排出口２０８で終わっている。閾値弁２１５が開いているとき、作動流体はステータ排出口２２６からピストン流入口２０８に流れ出る。
【００２７】
図３および図４から明らかなように、ピストン排出口１０８，２０８は、回転軸１０６，２０６の回りを円弧状に曲がりながら延びる有限の溝である。この溝は、３６０°よりも短い円弧にわたって延びており、したがって始点と終点を有しており、すなわちこの溝は環状溝ではない。
【００２８】
ピストン排出口１０８，２０８の円弧の長さ、もしくは溝の長さによって規定される第１の中心角αは、ロータ流入口１０４，１０５；２０４，２０５にはさまれた第２の中心角βよりも小さいので、ピストン排出口１０８，２０８が、ロータ流入口１０４，１０５；２０４，２０５の多くとも一方としか重なり合うことがなく、両方のロータ流入口１０４，１０５；２０４，２０５と同時に重なり合うことは決してないことが保証される。ロータ１０１，２０１がピストン１０３，２０３に対して相対的に占めることができる、第１の装置（前側のクランプ装置）を空気圧で作動させる役目を果たす特定の回転位置（図示せず）のとき、ピストン排出口１０８，２０８は、第２のロータ流入口１０５，２０５とは重なり合わず、第１のロータ流入口１０４，２０４とだけ重なり合うので、作動流体はピストン排出口１０８，２０８から第１のロータ流入口１０４，２０４に流れ出る。このとき、第１の装置を作動させるのに必要ない第２のロータ流入口１０５，２０５は、第１のピストン端面１０９，２０９で覆われ、それによって閉じられた状態に保たれる。
【００２９】
第２の装置（後側のクランプ装置）を空気圧で作動させる役目を果たす、図３および図４に示すロータ１０１，２０１の別の回転位置のとき、ピストン排出口１０８，２０８は第２のロータ流入口１０５，２０５とだけ重なり合うので、作動流体は、ピストン排出口１０８，２０８から第２のロータ流入口１０５，２０５にだけ流れ込む。このとき、第２の装置を作動させるときに作動流体が貫流しない（非作動状態の）第１のロータ流入口１０４，２０４は、第１のピストン端面１０９，２０９によって閉じられた状態に保たれる。
【００３０】
両方のロータ流入口１０４，１０５；２０４，２０４のうち、不活動化されるほうと開放されるほうをその都度選択するために、ロータ１０１，２０１がステータ１０２，２０２およびピストン１０３，２０３に対して相対的に、回転軸１０６，２０６を中心として回転する図示した実施形態とは異なり、これに代えて同じ目的のために、ステータ１０２，２０２を、これに挿入されたピストン１０３，２０３とともに、ロータ１０１，２０１に対して相対的に回転させることも同様に考えられる。
【００３１】
本発明による回転ブシュが、第１の実施形態（図１と図３を参照）に準じて構成されるか、それとも第２の実施形態（図２と図４を参照）にしたがって構成されるかに関わりなく、回転ブシュは次のように作動する：
第１のステップでは、第２のロータ流入口１０５，２０５はピストン排出口１０８，２０８とちょうど向き合っているが、第１のロータ流入口１０４，２０４はそうなっていない回転位置まで、ロータ１０１，２０１が電動モータによって回されてから、この回転位置で保たれる。第２のステップでは、圧力発生器１１２，２１２によって膨張室１１１，２１１に作動流体の十分な過圧が生成されることにより、ピストン１０３，２０３がステータ１０２，２０２から繰り出される。
【００３２】
第１のピストン端面１０９，２０９が、ピストン１０３，２０３の繰出運動を止めるストッパ面１０７、２０７に密着して（気密に）押圧された後に初めて、閾値弁１１５，２１５が第３のステップで自動的に通過状態に切り換わり、それによって、このときに初めて作動流体は膨張室１１１，２１１から閾値弁１１５，２１５を通り、相互に接続されたまま保たれている口１０５，１０８；２０５，２０８を介して、ロータ１０１，２０１の中に流れ込み、さらに第２の装置（後側のクランプ装置）まで流れていくことができ、それによって第２の装置を作動させる（クランプを外す）。
【００３３】
第４のステップでは、たとえば圧力発生器１１２，２１２のスイッチを切ることによって、膨張室１１１，２１１に生じている作動流体の過圧が下がる。その結果、まず閾値弁１１５，２１５が再び閉じ、次いで、ピストン１０３，２０３が再びステータ１０２，２０２の中に引き込まれる。復帰ばね１１４，２１４と弁ばね１１８，２１８は、各々のばね特性曲線に関して、過圧が減ると最初に閾値弁１１５，２１５がその弁ばね１１８，２１８によって閉じられ、その後に初めて、ピストン１０３，２０３が復帰ばね１１４，２１４によってステータ１０２，２０２の中に押し込まれるように互いに調節されている。
【００３４】
第５のステップでは、ロータ１０１，２０１が電動モータで回転することによって、第２のロータ流入口１０５，２０５は重なり合わなくなり、第１のロータ流入口１０４，２０４がピストン排出口１０８，２０８と重なり合う。
【００３５】
次いで、第６のステップで、ピストン排出口１０８，２０８と第１のロータ流入口１０４，２０４との、周囲に対して密閉された（気密な）接続が成立するまで、ピストン１０３，２０３が圧力発生器１１２，２１２によって作動流体で付勢されることによって、ステータ１０２，２０２からあらためて繰り出される。この接続が成立したときに初めて、弁体１１６，２１６に対する作動流体の圧力がこの弁体１１６，２１６を変位させ、それによって弁開口部１１７，２１７が開かれ、その結果、作動流体は閾値弁１１５，２１５を通り、互いに接続されている両方の口１０４，２０４；１０８，２０８を介して、ロータ１０１，２０１に流れ込み、ロータ１０１，２０１の第２の装置（前側のクランプ装置）まで流れていくことができ、それによって第２の装置を作動させる（クランプを外す）。
【図面の簡単な説明】
【図１】閾値弁がピストンの外部に配置された、第１の実施形態を示す図である。
【図２】閾値弁がピストンの内部に配置された、第２の実施形態を示す図である。
【図３】閾値弁がピストンの外部に配置された、第１の実施形態を示す図である。
【図４】閾値弁がピストンの内部に配置された、第２の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１００  機械
１０１  ロータ
１０２  ステータ
１０３  ピストン
１０４  ロータ流入口
１０５  ロータ流入口
１０６  回転軸
１０７  ストッパ面
１０８  ピストン排出口
１０９  第１のピストン端面
１１０  第２のピストン断面
１１１  膨張室
１１２  圧力発生器
１１３  供給通路
１１４  復帰ばね
１１５  閾値弁
１１６  弁体
１１７  弁開口部
１１８  弁ばね
１１９  流入口
１２０  シール材
１２１  第１の連絡通路
１２２  第２の連絡通路
１２３  排気通路１２３
１２４  固定装置
２００  機械
２０１  ロータ
２０２  ステータ
２０３  ピストン
２０４  ロータ流入口
２０５  ロータ流入口
２０６  回転軸
２０７  ストッパ面
２０８  ピストン排出口
２０９  第１のピストン端面
２１０  第２のピストン断面
２１１  膨張室
２１２  圧力発生器
２１３  供給通路
２１４  復帰ばね
２１５  閾値弁
２１６  弁体
２１７  弁開口部
２１８  弁ばね
２２１  第１の連絡通路
２２２  第２の連絡通路
２２４  固定装置
２２５  弁座
２２６  ステータ排出口
２２７  ピストン流入口
【図１】
0004489364.tif 000002
【図２】
0004489364.tif 000003
【図３】
0004489364.tif 000004
【図４】
0004489364.tif 000005