DE10014853A1

DE10014853A1 - Reibwalze mit axialem Hub

Info

Publication number: DE10014853A1
Application number: DE10014853A
Authority: DE
Inventors: Georg Schneider; Wolfgang Reder
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2001-10-18
Anticipated expiration: 2020-03-25
Also published as: WO2001072516A2; WO2001072516A3; JP2003529023A; EP1265754B1; US20030104894A1; EP1265754A2; ATE362428T1; US6736748B2; AU2001256119A1; DE50112508D1; DE10014853C2

Abstract

Bei einer Reibwalze mit axialem Hub und einem im Walzeninneren befindlichen Getriebe zum Erzeugen einer zur Drehzahl des Walzenmantels veränderten Drehzahl bestehen Mittel zum Erzeugen eines axialen Hubes aus einem schräg zur Rotationsachse angeordneten Lager.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibwalze gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 9.

Durch die EP 06 07 283 B1 ist eine Walze mit Mitteln zum axialen Bewegen des Walzenmantels bekannt, wobei eine Drehbewegung in eine axiale Hubbewegung umgewandelt wird. Dies geschieht dadurch, daß zwischen der Walze und im Walzeninneren befindlichen zylindrischen Elementen mittels eines Getriebes eine Differenzdrehzahl erzeugt wird, wodurch unter Verwendung einer Nockeneinheit eine Hubbewegung des Walzenmantels entsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reibwalze zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine kompakte Baueinheit geschaffen wurde, die sowohl in Walzen mit größerem als auch in Walzen mit geringerem Walzendurchmesser problemlos einbaubar ist. Eine Länge des Walzenhubes ist einstellbar.

Durch die Verwendung einfacher Bauteile, wie Kugellager oder Kugelgelenke werden hohe Fertigungskosten vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ende einer erfindungsgemäßen Reibwalze;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Darstellung nach Fig. 1 mit einer zur Fig. 1 abweichenden Einstellung der Hublänge der Reibwalze;

Fig. 3 einen Schnitt III-III nach Fig. 1 in einer ersten sowie in einer gestrichelt dargestellten zweiten Arbeitsstellung der zweiteiligen Kupplung, in stark vereinfachter Darstellung.

Eine Reibwalze 1 besteht aus einem Walzenmantel 2, welcher beidseitig jeweils mit einem ringförmigen Flansch 3 verschlossen ist. Jeder Flansch 3 nimmt in seiner zentrischen Bohrung 4 eine seitengestellfest sowie verdrehfest gelagerte Achse 6 auf. Zwischen Achse 6 und Bohrung 4 befindet sich ein Lager, z. B. Wälzlager 7, welches auf seinen Innenring 8 in axialer Hubrichtung A um einen definierten Betrag, z. B. eine axiale Hublänge h, verschieblich ist.

Innerhalb des Walzenmantels 2 und in unmittelbarer Nähe des Flansches 3 ist ein Getriebe 9 angeordnet, welches ein auf der Achse 6 mittels Lager, z. B. Kugellager 11 drehbar sowie um einen Betrag e zur Rotationsachse 12 der Reibwalze 1 exzentrisch gelagertes erstes Zahnrad 13 mit einer Rotationsachse 24 aufweist. Eine Außenverzahnung 14 des Zahnrades 13 ist mit einem am Inneren 16 des Walzenmantels 2 fest angeordneten, eine Innenverzahnung 17 aufweisenden zweiten Zahnrad 18 des Getriebes 9 in Eingriff. Das erste Zahnrad 13 weist etwa die 0,9fache Anzahl von Zähnen des zweiten Zahnrades 18 auf.

Weiterhin besitzt das erste Zahnrad 13 auf seiner flanschabgewandten Flanke zwei, jedoch vorzugsweise mehrere, z. B. vier, aus der Flanke in axialer Richtung herausragende und voneinander beabstandete Mitnehmer, z. B. Stehbolzen 20, 21, 22, 23. Die Stehbolzen 20 bis 23 bilden einen ersten Teil einer zweiteiligen Kupplung 26. Sie greifen formschlüssig in Bohrungen 27 bis 30 eines auf der Achse 6 drehbar gelagerten zweiten Teils der Kupplung 26 ein. Das zweite Teil der Kupplung 26 besteht aus einem auf der Achse 6 mittels Lager, z. B. Kugellager 32 gelagerten Antriebsteils 33 als Träger eines Innenringes 34 eines Lagers, z. B. Kugellagers 36.

Eine Rotationsachse 37 des Kugellagers 36 verläuft in einem spitzen Winkel α von 5° bis 15° zur Rotationsachse 12 der Reibwalze 1. Das schräg angeordnete Kugellager 36 dient als Hubgetriebe zur Erzeugung des axialen Hubes der Reibwalze 1. Dieser wird dadurch bewirkt, daß ein Außenring 38 des Kugellagers 36 über ein Gelenk 39 mit dem Inneren 16 des Walzenmantels 2 formschlüssig verbunden ist.

Das Gelenk 39 besteht aus einer Koppel 41, deren Enden 42; 43 jeweils als Gelenke 44; 46 ausgebildet sind.

Das am Außenring 38 des Kugellagers 36 angeordnete erste Kugelgelenk 44 ist über seine Kugelpfanne in Richtung Rotationsachse 37 des Kugellagers 36 hin- und herverschiebbar angeordnet (Fig. 2). Dies kann dadurch geschehen, daß eine außenringnahe Seite des ersten Gelenkes 44 mit Führungswülsten in radial verlaufenden Nuten des Außenringes 38 verschiebbar und arretierbar in Wirkverbindung sind - in der Zeichnung nicht dargestellt.

Durch diese Maßnahme ist es möglich, die in Fig. 1 gezeigte Hublänge h zu verändern, insbesondere gemäß Fig. 2 zu verkürzen.

Der Durchmesser D jeder Bohrung 27 bis 30 entspricht mindestens dem Durchmesser d jedes Stehbolzens 20 bis 23 zuzüglich des zweifachen Betrages e der Exzentrizität eines Teiles 47 der Achse 6.

Die Reibwalze 1 arbeitet wie folgt:

Der auf der fest eingespannten Achse 6 umlaufende Walzenmantel 2 wird mittels Friktion von einer anderen, nicht dargestellten Walze, z. B. einer Farb- oder Feuchtauftragwalze angetrieben. Das auf dem exzentrischen Teil 47 der Achse 6 frei drehbar gelagerte erste Zahnrad 13 kämmt mit der Innenverzahnung 17 des zweiten Zahnrades 18. Infolge einer unterschiedlichen Zähneanzahl, z. B. 60 zu 66 erhält das erste Zahnrad 13 eine größere Drehzahl n₁ gegenüber einer Drehzahl n₂ des Walzenmantels 2 mit dem zweiten Zahnrad 18.

Über die Kupplung 26 wird das den Innenring 34 tragende, schräg stehende Antriebsteil 33 gedreht. Die Hubfrequenz entspricht der Differenzgeschwindigkeit, die von beiden Zahnrädern 13; 18 erzeugt wird.

Infolge der radialen Verstellbarkeit der Kugelpfanne des Gelenkes 44 auf dem Außenring 38 kann die Hublänge h des Walzenmantels 2 verändert, z. B. verkürzt werden.

Die Kupplung 26 hat eine ausgleichende Wirkung zwischen den exzentrisch gelagerten Stehbolzen 20 bis 23, die jeweils mit ihrem Umfang an der Innenwand der Bohrungen 27 bis 30 abrollen. Die Bohrungen 27 bis 30 sind zentrisch zur Rotationsachse 12 angeordnet.

Dazu ist in Fig. 3 jeweils eine erste Position der Stehbolzen 20 bis 23 und Bohrungen 27 bis 30 und eine gestrichelte zweite Position nach Drehung um 45° dargestellt. In der Schnittdarstellung nach Fig. 3 ist das Kugellager 32, die Hülse 48 sowie der Walzenmantel 2 nicht dargestellt.

Nach einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß das Getriebe 9 zum Erzeugen einer von der Drehzahl n₂ des Walzenmantels 2 abweichenden Drehzahl n₁ sowie die Mittel 36; 39; 2 zum Erzeugen des axialen Hubes h als kompakter axialer Einschub in den Walzenmantel 2 ausbildbar ist. Dazu ist am Inneren 16 des Walzenmantels 2 noch eine verdrehfeste Hülse 48 vorgesehen.

Weiterhin ist es alternativ auch möglich, den Innenring 34 des Lagers 36 mit dem Inneren 16 des Walzenmantels 2 gelenkig zu verbinden. Der Außenring 38 ist dann bezüglich der axialen Richtung A der Reibwalze 1 gesehen ortsfest angeordnet.

Nach einer anderen Ausführungsvariante können die Stehbolzen 20 bis 23 der Kupplung aus einem elastischen Material sein. Zumindest jedoch weisen die Stehbolzen 20 bis 23 eine elastische Umhüllung auf, ohne ihren Durchmesser d zu verändern.

Es ist natürlich auch möglich, die mit den Stehbolzen 20 bis 23 in Eingriff stehenden Bohrungen 27 bis 30 innen mit elastischen Material auszukleiden. Dabei bleibt der Durchmesser D der Bohrungen 27 bis 30 erhalten.

Bezugszeichenliste

1

Reibwalze

2

Walzenmantel (

1

)

3

Flansch (

1

)

4

Bohrung (

3

)

5

-

6

Achse (

1

)

7

Wälzlager

8

Innenring (

7

)

9

Getriebe

10

-

11

Kugellager

12

Rotationsachse (

1

)

13

Zahnrad, erstes (

9

)

14

Außenverzahnung (

13

)

15

-

16

Inneres (

2

)

17

Innenverzahnung (

18

)

18

Zahnrad, zweites (

9

)

19

-

20

Stehbolzen (

18

)

21

Stehbolzen (

18

)

22

Stehbolzen (

18

)

23

Stehbolzen (

18

)

24

Rotationsachse (

13

)

25

-

26

Kupplung

27

Bohrung

28

Bohrung

29

Bohrung

30

Bohrung

31

-

32

Kugellager (

33

)

33

Antriebsteil (

34

)

34

Innenring (

36

)

35

-

36

Kugellager

37

Rotationsachse (

36

)

38

Außenring (

36

)

39

Gelenk (

38

;

16

)

40

-

41

Koppel (

39

)

42

Ende (

39

)

43

Ende (

39

)

44

Gelenk, erstes (

38

)

45

-

46

gelenk, zweites (

16

)

47

Teil, exzentrisch (

6

)

48

Hülse (

16

)
A Hubrichtung, axial (

1

)
D Durchmesser (

27

bis

30

)
d Durchmesser (

20

bis

23

)
e Betrag Exzentrizität
h Hublänge, axial (

2

)
n1 Drehzahl (

13

)
n2 Drehzahl (

2

;

18

)
α Winkel

Claims

1. Reibwalze mit axialem Hub (h) und unter Verwendung von zwei im Walzeninneren befindlichen und mit einer eine Differenzdrehzahl (n₁-n₂) aufweisenden Teilen (2, 18; 13, 26, 33), dadurch gekennzeichnet, daß das eine rotierende Teil (13, 26, 33) als Innenring (34) und das andere rotierende Teil (2, 18) als Außenring (38) eines in einem Winkel (α) schräg zur Rotationsachse (12) der Reibwalze (1) angeordnetem Lager (36) ausgebildet ist, daß einer der Ringe (34; 38) bezüglich der axialen Richtung (A) der Reibwalze (1) gesehen, ortsfest ist, daß der zweite Ring (38; 34) mit dem Walzenmantel (2) gelenkig verbunden ist.

2. Reibwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (38) bezüglich der axialen Richtung (A) der Reibwalze (1) gesehen, ortsfest ist, daß der Innenring (34) mit dem Walzenmantel (2) gelenkig verbunden ist.

3. Reibwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (34) bezüglich der axialen Richtung (A) der Reibwalze (1) gesehen, ortsfest ist, daß der Außenring (38) mit dem Walzenmantel (2) gelenkig verbunden ist.

4. Reibwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (36) als Kugellager ausgebildet ist.

5. Reibwalze nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rotationsachse (37) des Kugellagers (36) zu einer Rotationsachse (12) der Reibwalze (1) in einem spitzen Winkel (α) von 5° bis 15° verläuft.

6. Reibwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkige Verbindung zwischen Außenring (38) und Walzenmantel (2; 16) aus einer Koppel (41) besteht, deren Enden (42; 43) jeweils als Gelenk (44; 46) ausgebildet sind.

7. Reibwalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kugelpfanne des Gelenkes (44) am Außenring (38) des Lagers (36) und daß eine Kugelpfanne des Gelenkes (46) am Walzenmantelinneren (16) der Reibwalze (1) angeordnet ist.

8. Reibwalze nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die am Außenring (38) des Lagers (36) angeordnete Kugelpfanne des Gelenkes (44) zwecks Hublängenverstellung in Richtung Rotationsachse (37) des Lagers (36) verschiebbar befestigt ist.

9. Kupplung (26) zum Übertragen eines Drehmomentes zwischen zwei exzentrisch zueinander gelagerten rotierenden Teilen (13; 18), dadurch gekennzeichnet, daß ein auf einer ersten Rotationsachse (24) gelagertes erstes rotierendes Teil (13) mindestens zwei in axialer Richtung weisende Mitnehmer (20, 22, oder 21, 23) aufweist, welche in eine Bohrung (27, 28, 29 oder 30) größeren Durchmessers (D) eingreifen, daß die Bohrungen (27, 29 oder 28, 30) in einem zweiten rotierenden Teil (18) befindlich sind, dessen Rotationsachse (12) achsparallel und in einem Abstand (e) zur Rotationsachse (24) des ersten rotierenden Teils (13) verläuft.

10. Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Teil der Kupplung (26) aus einem auf einer Achse (6; 47) einer Reibwalze (1) exzentrisch gelagerten ersten Zahnrad (13) eines Getriebes (9) besteht, dessen Außenverzahnung (14) mit einer Innenverzahnung (17) eines am Walzenmantelinneren (16) fest angeordneten zweiten Zahnrades (18) des Getriebes (9) kämmt, daß das erste Zahnrad (13) auf seiner Flanke mindestens einen in achsparalleler Richtung der Verreibwalze (1) weisenden Stehbolzen (20, 21, 22 oder 23) aufweist, der jeweils in eine Bohrung (27, 28, 29 oder 30) eines auf der Achse (6) gelagerten zweiten Teiles der Kupplung (26) eingreift.

11. Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil der Kupplung (26) aus einem auf der Achse (6) mittels eines Lagers (32) gelagerten Antriebsteils (33) als Träger eines Innenringes (34) des schräg angeordneten Lagers (36) besteht.

12. Kupplung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stehbolzen (20 bis 23) des ersten Kupplungsteiles mit mehreren Bohrungen (27 bis 30) des zweiten Kupplungsteiles zusammenwirken.

13. Kupplung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) jeder Bohrung (27 bis 30) mindestens dem Durchmesser (d) jedes Stehbolzens (20 bis 23) zuzüglich des zweifachen Betrages der Exzentrizität (e) eines Teiles (47) der Achse (6) der Walze (1) entspricht.

14. Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung in einer Reibwalze (1) angeordnet ist.

15. Reibwalze nach den Ansprüchen 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Getriebe (9) zum Erzeugen einer von der Drehzahl (n₂) des Walzenmantels (2) abweichenden Drehzahl (n₁) sowie die Mittel (36, 39, 2) zum Erzeugen des axialen Hubes (h) als kompakter axialer Einschub in den Walzenmantel (2, 48) ausbildbar ist.