本發(fā)明涉及一種用于保持旋轉加工工具的軸承。本發(fā)明涉及一種平的基板的加工單元，所述加工單元包括至少一個軸承。本發(fā)明還涉及一種將至少一個旋轉加工工具安裝于保持軸承中的方法和一種將所述至少一個旋轉加工工具從所述保持軸承移除的方法。

背景技術：

一種加工基板的機器用于生產包裝。在該機器中，首先將諸如連續(xù)卷狀的卡紙板的初始平的基板展開，并通過包括一個或多個印刷機單元的印刷站進行印刷。然后將平的基板移至引入單元內，然后移至壓印單元內，可能接著移至刻痕單元。然后在切割單元中切割平的基板。在排出廢料區(qū)域之后，將所得到的預制件分段以獲得單獨的盒子。

旋轉加工單元，即壓印單元、刻痕單元、切割單元、廢料排出單元，或者印刷機單元各包括圓柱形上加工工具和圓柱形下加工工具，平的基板經過這些上加工工具和下加工工具之間以被加工。在操作時，旋轉加工工具以相同速度但彼此相反方向旋轉。平的基板經過位于旋轉工具之間的間隙，旋轉工具通過壓印形成浮雕，通過刻痕形成浮雕，通過旋轉切割將平的基板切割成預制件，排出廢料或者在印刷期間印刷圖案。

旋轉工具的端部由機動系統(tǒng)驅動旋轉，并且由設有滾動軸承的軸承支撐。調整軸承與旋轉工具的端部之間的功能性間隙可能是難處理的。這是因為在間隙太小的情況下，安裝和移除旋轉工具的操作可能會損害該旋轉工具。相反，在端部沒有被充分夾緊的情況下，旋轉工具可以偏移，然而旋轉工具需要穩(wěn)固地保持成彼此平行，以流暢地進行加工操作。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提出一種軸承、加工單元、以及安裝和移除旋轉工具的方法，其至少部分地解決現(xiàn)有技術的缺點。

為此，本發(fā)明的主題是一種用于保持旋轉加工工具的軸承，包括兩個端部滾動軸承裝置、至少一個位于兩個端部滾動軸承裝置之間的中間滾動軸承裝置、以及至少一個機械致動器，所述兩個端部滾動軸承裝置和所述中間滾動軸承裝置用于與所述旋轉工具的端部接合，所述機械致動器配置成對所述中間滾動軸承裝置施加徑向預載力。

施加在所述中間滾動軸承裝置上的徑向預載力與端部滾動軸承裝置的徑向反作用力相反。這使所述滾動軸承裝置在旋轉工具的端部上收緊，使得在安裝后該保持軸承與旋轉工具的端部之間沒有間隙或幾乎沒有間隙。如此實現(xiàn)的間隙的占據(jù)允許軸承保持旋轉工具時具有精確的相對定位和有效的保持剛度。

機械致動器可配置成在中間滾動軸承裝置的外環(huán)上施加徑向預載力。更具體地，機械致動器可配置成使中間滾動軸承裝置的外環(huán)徑向地移動。

根據(jù)一個示例性實施例，所述機械致動器包括配置成啟動及停止施加徑向預載力的控制元件。因此，在維護階段期間可停止徑向預載力的施加，以便易于移除和安裝旋轉工具。

所述機械致動器可以包括任何類型的機械致動器，例如彈簧或螺桿機械致動器。根據(jù)一個示例性實施例，所述機械致動器包括氣缸，例如液壓缸、電動缸或氣動缸。所述氣缸包括例如腔室和活塞，所述活塞的第一端能夠沿相對于所述中間滾動軸承裝置的外環(huán)的徑向方向在所述腔室中移動，所述活塞的第二端固定到所述中間滾動軸承裝置。

根據(jù)一個示例性實施例，所述滾動軸承裝置各具有內表面和外環(huán)。由旋轉工具的端部的外表面形成所述滾動軸承裝置的至少一個內表面。

本發(fā)明的另一個主題是一種用于加工平的基板的加工單元(例如刻痕單元、壓印單元、旋轉切割單元、廢料排出單元、或者印刷單元)，所述加工單元包括上旋轉加工工具和下旋轉加工工具，所述上旋轉加工工具和下旋轉加工工具被上下設置，所述加工單元包括至少一個如下所述和要求保護的用于保持旋轉加工工具的軸承。

根據(jù)一個示例性實施例，所述加工單元包括：

-用于與所述上旋轉工具的端部接合的保持軸承，所述保持軸承的機械致動器配置成使所述中間滾動軸承裝置向上移動；以及

-用于與所述下旋轉工具的端部接合的保持軸承，所述保持軸承的機械致動器配置成使所述中間滾動軸承裝置向下移動。

因此，減小了沿施加在所述加工單元上的力的方向上的軸承與旋轉工具的端部之間的垂直間隙。

本發(fā)明的又一個主題是一種將旋轉加工工具安裝于旋轉加工工具的保持軸承中的方法，包括以下步驟：

-將所述旋轉加工工具的端部插入所述保持軸承；以及然后

-對位于所述端部滾動軸承裝置之間的所述中間滾動軸承裝置施加徑向預載力。

本發(fā)明的再一個主題是一種將旋轉加工工具從旋轉加工工具的保持軸承移除的方法，包括以下步驟：

-停止對位于所述端部滾動軸承裝置之間的所述中間滾動軸承裝置施加徑向預載力；以及

-從所述保持軸承抽出所述旋轉加工工具的端部。

附圖說明

通過閱讀本發(fā)明的描述和附圖，本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征將變得顯而易見，附圖示出了本發(fā)明的非限制性示例性實施例，其中：

-圖1是用于加工平的基板的加工線的例子的總視圖；

-圖2是上旋轉工具和下旋轉工具的透視圖；

-圖3是根據(jù)第一示例性實施例的加工單元的組件的垂直剖視圖；

-圖4是圖3所示的加工單元的放大圖，圖中示出了軸承和旋轉工具的端部；

-圖5是根據(jù)第二示例性實施例的加工單元的軸承的垂直剖視圖；

-圖6是類似于圖5的垂直剖視圖，其中旋轉工具的端部安裝在軸承的端部滾動軸承裝置的外環(huán)中；

-圖7是類似于圖6并從圖6繼續(xù)的垂直剖視圖，其中旋轉工具的端部安裝在中間滾動軸承裝置的外環(huán)中；

-圖8是類似于圖7并從圖7繼續(xù)的垂直剖視圖，其中旋轉工具的端部完全安裝在軸承的滾動軸承裝置的三個外環(huán)中；以及

-圖9是按照圖8中剖面ix-ix剖取的垂直剖視圖。

圖2所示的縱向、垂直和橫向方向由三面體l、v、t限定。橫向方向t是垂直于平的基板的縱向移動方向l的方向。水平面對應于平面l、t。前位置和后位置分別相對于橫向方向t限定為在操作員的一側和在操作員的對面。

具體實施方式

用于加工平的基板(諸如平卡板紙或卷繞在卷軸上的連續(xù)紙卷)的加工線可以執(zhí)行各種操作以獲得諸如折疊盒的包裝。如圖1所示，加工線包括按照平的基板經過的次序布置的展開工位1、多個印刷機單元2、一個或多個串聯(lián)的壓印單元、接著是一個或多個串聯(lián)的刻痕單元3、接著是旋轉切割單元4或壓盤模切單元、以及用于接收制成件的工位5。

加工單元7包括上旋轉工具10和下旋轉工具11，它們通過印刷、壓印、刻痕、切割、排出廢料等等來改變平的基板，以獲得包裝。

上下設置的旋轉工具10和11平行于彼此安裝在加工單元7中，并且沿橫向方向t延伸，該橫向方向t也是旋轉工具10和11(見圖2)的旋轉軸線a1和a2的方向。由電動驅動裝置驅動旋轉工具10和11的后端(在操作員的對面)旋轉。在操作時，旋轉工具10和11圍繞旋轉軸線a1和a2(箭頭fs和fi)以相反方向旋轉。平的基板經過位于旋轉工具10和11之間的間隙，以便在該間隙內被壓印和/或刻痕和/或切割和/或印刷。

旋轉工具中的至少一個(上旋轉工具10或下旋轉工具11)可包括心軸12和可拆除套筒13，該可拆除套筒能夠沿橫向方向t安裝在心軸12上(圖2，箭g)。因此，當操作員想要更換旋轉工具10和11時，所需要的只是更換套筒13而不是更換整個旋轉工具10和11。由于套筒13的重量相對于整個旋轉工具10和11的重量較輕，處理套筒13更容易，可快速地進行操作的轉換。此外，與旋轉工具10和11整體價格相比，套筒13比較便宜。因此，有利的是使用同一個心軸12與幾個套筒13結合，而不是采用幾個整體的旋轉工具10和11。

加工單元7包括至少一個軸承14,15,16和17，該軸承14,15,16和17用于與旋轉工具10,11的端部10a,10b,11a,11b接合，以便保持旋轉工具10,11，并允許旋轉工具10,11旋轉。更具體地，加工單元7包括四個軸承。前上軸承14用于與上旋轉工具10的前端10a接合。前下軸承15用于與下旋轉工具11的前端11a接合。后上軸承16用于與上旋轉工具10的后端10b接合。后下軸承17用于與下旋轉工具11的后端11b接合。軸承14,15,16,17成對地上下安裝在加工單元7的相應的工具架柱23中。

每個軸承14,15,16和17包括兩個端部滾動軸承裝置26和28以及位于端部滾動軸承裝置26,28(見圖3)之間的中間滾動軸承裝置27，所述滾動軸承裝置26,27和28用于與旋轉工具10,11的端部10a,10b,11a,11b接合。所述滾動軸承裝置26,27和28沿橫向方向t一個接一個地同軸設置。

所述滾動軸承裝置26,27和28各包括例如內表面和外環(huán)30a,30b,30c，諸如針31的滾動元件定位在所述內表面和所述外環(huán)之間。此外，旋轉工具10,11的端部10a,10b,11a,11b的外表面29形成滾動軸承裝置26,27,28的至少一個內表面。例如，旋轉工具10和11的端部的外表面29形成所有滾動軸承裝置26,27和28的內表面(如圖6至圖9更清楚示出)。

每個軸承14,15,16,17還包括相應的機械致動器32,33，所述機械致動器配置成對位于端部滾動軸承裝置26和28之間的中間滾動軸承裝置27施加徑向預載力fo,fo’。機械致動器32,33配置成例如在中間滾動軸承裝置27的外環(huán)30b上施加徑向預載力fo,fo’。更具體地，機械致動器32,33可配置成使中間滾動軸承裝置27的外環(huán)30b徑向地移動。作為例子，用機械致動器32,33牽引中間滾動軸承裝置27能夠將預載力傳遞到加工單元7的軸承14,15,16和17。因此，徑向預載力fo,fo’是線性的并且具有恒定的方向。

對中間滾動軸承裝置27施加的徑向預載力fo,fo’與端部滾動軸承裝置26,28的加工工作的徑向反作用力fr1,fr3,fr1’,fr3’相反，從而使所述滾動軸承裝置26,27,28在旋轉工具10,11的相應端部10a,10b,11a,11b上收緊，使得在安裝后軸承14,15,16和17與端部10a,10b,11a,11b之間沒有間隙或幾乎沒有間隙。如此實現(xiàn)的間隙的占據(jù)允許軸承14,15,16和17保持旋轉工具10,11時具有精確的相對定位和有效的保持剛度。

根據(jù)一個示例性實施例，用于與上旋轉工具10的端部10a,10b接合的軸承14,16設有相應的機械致動器32，該機械致動器32配置成使相應的中間滾動軸承裝置27向上移動。相應地，用于與下旋轉工具11的端部11a,11b接合的軸承15,17設有相應的機械致動器33，該機械致動器33配置成使相應的中間滾動軸承裝置27向下移動。因此減小了沿施加在所述加工單元上的力的方向上的軸承14,15,16,17與旋轉工具10,11的端部之間的垂直間隙。

此外，機械致動器32,33可包括控制元件，該控制元件配置成啟動及停止施加徑向預載力fo,fo’。在停止施加的狀態(tài)下，也就是說，當沒有對中間滾動軸承裝置27施加徑向預載力fo,fo’時，所述滾動軸承裝置26,27,28沿旋轉工具10,11的旋轉軸線同軸地對齊。因此，可以在維護階段期間停止施加徑向預載力，使移除和安裝旋轉工具10,11更容易。

機械致動器可包括任何類型的機械致動器，諸如彈簧或螺桿機械致動器。根據(jù)圖5至圖9所示的示例性實施例，機械致動器32,33包括諸如液壓缸的氣缸。氣缸包括例如圓柱形腔室34和活塞35，活塞35的第一端35a能夠相對于中間滾動軸承裝置27的外環(huán)30b的徑向方向在腔室34內移動，活塞35的第二端35b固定到中間滾動軸承裝置27。

因此，活塞的第一端35a將腔室34分成彼此隔離的第一容積和第二容積34a，34b。于第二容積34b內設有孔38，所述孔用于引進或排出流體以使活塞35移動。所述氣缸還包括至少一個彈性回位構件37，例如壓縮彈簧，所述彈性回位構件37設于活塞35與第一腔室34a之間并推動活塞35。

所述活塞的第一端35a具有例如與腔室34的圓柱形形狀互補的圓盤形狀。所述活塞的第二端35b具有例如桿狀并且固定到外環(huán)30b以便把所述徑向預載力傳給中間滾動軸承裝置27。

所述活塞的第二端35b例如通過軸承14,15,16,17的穿過活塞35的螺釘40固定到外環(huán)30b。螺釘40的第一端固定在外環(huán)30b內，而螺釘40的第二端具有頭部，所述頭部與所述活塞的第一端35a在第一容積34a內接合。外環(huán)30b具有例如允許螺釘40的第一端被固定的徑向突起。

此外，活塞35具有例如設于所述活塞的第一端35a與腔室34之間的第一密封件41。第一密封件41例如是環(huán)形的并且圍繞所述活塞的第一端35a設置。活塞35具有設于所述活塞的第二端35b與腔室34之間的第二密封件42。第二密封件42例如是環(huán)形的并圍繞所述活塞的第二端35a設置。因此，容納在第二容積34b內的流體可以密封的方式隔離。

因此，活塞35能夠在靜止位置和活動位置之間移動，在所述靜止位置中沒有施加徑向預載力，而在所述活動位置中，活塞35移動中間滾動軸承裝置27的外環(huán)30b。將加壓流體經孔38注入腔室34的第二容積34b，以抵抗彈性回位構件37上而推動活塞35，以移動外環(huán)30b。因此，注入和排出流體的動作控制徑向預載力fo的施加。

所述軸承還可設有用于滾動軸承裝置26,27,28的潤滑裝置43。潤滑裝置43包括例如設置在軸承14,15,16和17內的管道44，所述管道44不僅與潤滑劑供應設備連接，還與每個滾動軸承裝置26,27,28連接，以便潤滑它們。對于中間滾動軸承裝置27，管道44通過例如機械致動器32,33。例如，如圖5所示，潤滑裝置43的管道44穿過將活塞35固定到外環(huán)30b的螺釘40，并且例如在滾動元件31處導出外環(huán)30b。

在加工單元7的初始狀態(tài)下(圖5)，所述軸承未設有旋轉工具。停止通過機械致動器32施加徑向預載力fo，并且滾動軸承裝置26,27,28同軸地對齊，從而允許引入旋轉工具10的端部10。

首先將端部10a插入端部滾動軸承裝置26的外環(huán)30a中(圖6)，然后繼續(xù)插入中間滾動軸承裝置27中(圖7)，最后插入所有的滾動軸承裝置26，27,28中(圖8和圖9)。一旦旋轉工具10的端部10a已經完全安裝到前上軸承14中時，通過腔室34的第二容積34b的孔38注入加壓流體，以施加徑向預載力fo。因此，活塞35在腔室34內垂直升高，使中間滾動軸承裝置27的外環(huán)30b向上移動。

機械致動器32對中間滾動軸承裝置27施加的徑向預載力fo的方向與端部滾動軸承裝置26,28的加工工作的徑向反作用力fr1,fr3相反，從而使?jié)L動軸承裝置26,27,28在旋轉工具10的端部10a上收緊，使得在安裝后前上軸承14與端部10a之間沒有間隙或幾乎沒有間隙。如此實現(xiàn)的間隙的占據(jù)允許前上軸承14保持旋轉工具10時具有精確的定位和有效的保持剛度。

為了進行移除，通過停止注入流體來停止施加徑向預載力fo，然后從軸承14,15,16,17移除旋轉工具10,11的端部。因此可在維護階段期間或改變操作階段期間停止徑向預載力fo,fo’，使移除和安裝旋轉工具10,11更容易。

本發(fā)明不限于所描述的實施例。在不背離由權利要求組所界定的范圍的情況下，可進行許多修改。