DE10014853C2 - Reibwalze mit axialem Hub - Google Patents
Reibwalze mit axialem HubInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Reibwalze gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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.
Die DE 39 35 422 A1 offenbart eine Kupplung mit exzentrisch zueinander angeordneten
Kupplungshälften.
Die DE 32 41 863 C2 zeigt einen Bohrhammer mit einer umlaufenden Taumelscheibe.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reibwalze mit einstellbarem Hub zu
schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 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 01 besteht aus einem Walzenmantel 02, welcher beidseitig jeweils mit
einem ringförmigen Flansch 03 verschlossen ist. Jeder Flansch 03 nimmt in seiner
zentrischen Bohrung 04 eine seitengestellfest sowie verdrehfest gelagerte Achse 06 auf.
Zwischen Achse 06 und Bohrung 04 befindet sich ein Lager, z. B. Wälzlager 07, welches
auf seinen Innenring 08 in axialer Hubrichtung A um einen definierten Betrag, z. B. eine
axiale Hublänge h, verschieblich ist.
Innerhalb des Walzenmantels 02 und in unmittelbarer Nähe des Flansches 03 ist ein
Getriebe 09 angeordnet, welches ein auf der Achse 06 mittels Lager, z. B. Kugellager 11
drehbar sowie um einen Betrag e zur Rotationsachse 12 der Reibwalze 01 exzentrisch
gelagertes erstes Zahnrad 13 mit einer Rotationsachse 24 aufweist. Eine
Außenverzahnung 14 des Zahnrades 13 ist mit einem am Inneren 16 des Walzenmantels
02 fest angeordneten, eine Innenverzahnung 17 aufweisenden zweiten Zahnrad 18 des
Getriebes 09 in Eingriff. Das erste Zahnrad 13 weist etwa die 0,9-fache 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 06 drehbar gelagerten
zweiten Teils der Kupplung 26 ein. Das zweite Teil der Kupplung 26 besteht aus einem
auf der Achse 06 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 01. Das schräg angeordnete Kugellager 36
dient als Hubgetriebe zur Erzeugung des axialen Hubes der Reibwalze 01. Dieser wird
dadurch bewirkt, daß ein Außenring 38 des Kugellagers 36 über ein Gelenk 39 mit dem
Inneren 16 des Walzenmantels 02 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 06.
Die Reibwalze 01 arbeitet wie folgt:
Der auf der fest eingespannten Achse 06 umlaufende Walzenmantel 02 wird mittels Friktion von einer anderen, nicht dargestellten Walze, z. B. einer Farb- oder Feuchtauftragwalze angetrieben. Das auf dem exzentrischen Teil 47 der Achse 06 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 02 mit dem zweiten Zahnrad 18.
Der auf der fest eingespannten Achse 06 umlaufende Walzenmantel 02 wird mittels Friktion von einer anderen, nicht dargestellten Walze, z. B. einer Farb- oder Feuchtauftragwalze angetrieben. Das auf dem exzentrischen Teil 47 der Achse 06 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 02 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 02 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 02 nicht dargestellt.
Nach einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß das Getriebe 09 zum
Erzeugen einer von der Drehzahl n2 des Walzenmantels 02 abweichenden Drehzahl n1
sowie die Mittel 36; 39; 02 zum Erzeugen des axialen Hubes h als kompakter axialer
Einschub in den Walzenmantel 02 ausbildbar ist. Dazu ist am Inneren 16 des
Walzenmantels 02 noch eine verdrehfeste Hülse 48 vorgesehen.
Weiterhin ist es alternativ auch möglich, den Innenring 34 des Lagers 36 mit dem Inneren
16 des Walzenmantels 02 gelenkig zu verbinden. Der Außenring 38 ist dann bezüglich
der axialen Richtung A der Reibwalze 01 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.
01
Reibwalze
02
Walzenmantel (
01
)
03
Flansch (
01
)
04
Bohrung (
03
)
05
-
06
Achse (
01
)
07
Wälzlager
08
Innenring (
07
)
09
Getriebe
10
-
11
Kugellager
12
Rotationsachse (
01
)
13
Zahnrad, erstes (
09
)
14
Außenverzahnung (
13
)
15
-
16
Inneres (
02
)
17
Innenverzahnung (
18
)
18
Zahnrad, zweites (
09
)
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 (
06
)
48
Hülse (
16
)
A Hubrichtung, axial (
A Hubrichtung, axial (
01
)
D Durchmesser (
D Durchmesser (
27
bis
30
)
d Durchmesser (
d Durchmesser (
20
bis
23
)
e Betrag Exzentrizität
h Hublänge, axial (0
e Betrag Exzentrizität
h Hublänge, axial (0
2
)
n1 Drehzahl (
n1 Drehzahl (
13
)
n2 Drehzahl (
n2 Drehzahl (
02
;
18
)
α Winkel
α Winkel
Claims (14)
1. Reibwalze mit axialem Hub (h) und unter Verwendung von zwei im Walzeninneren
befindlichen und mit einer eine Differenzdrehzahl (n1 - n2) aufweisenden Teilen (02,
18; 13, 26, 33), dadurch gekennzeichnet, daß das eine rotierende Teil (13, 26, 33) als
Innenring (34) und das andere rotierende Teil (02, 18) als Außenring (38) eines in
einem Winkel (α) schräg zur Rotationsachse (12) der Reibwalze (01) angeordnetem
Lager (36) ausgebildet ist, daß einer der Ringe (34; 38) bezüglich der axialen
Richtung (A) der Reibwalze (01) gesehen, ortsfest ist, daß der zweite Ring (38; 34)
mit dem Walzenmantel (02) mittels eines Gelenkes (44) verbunden ist, daß das
Gelenk (44) zwecks Hubverstellung in radialer Richtung des Lagers (36)
verschiebbar ist.
2. Reibwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (38)
bezüglich der axialen Richtung (A) der Reibwalze (01) gesehen, ortsfest ist, daß der
Innenring (34) mit dem Walzenmantel (02) gelenkig verbunden ist.
3. Reibwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (34)
bezüglich der axialen Richtung (A) der Reibwalze (01) gesehen, ortsfest ist, daß der
Außenring (38) mit dem Walzenmantel (02) 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 (01) 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 (02; 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 (01) 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. Reibwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplung (26) zum
Übertragen eines Drehmomentes zwischen den zwei exzentrisch zueinander
gelagerten rotierenden Teilen (13; 18) vorgesehen ist, daß das auf einer ersten
Rotationsachse (24) gelagerte erste rotierende 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 dem 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. Reibwalze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Teil der
Kupplung (26) aus einem auf einer Achse (06; 47) einer Reibwalze (01) exzentrisch
gelagerten ersten Zahnrad (13) eines Getriebes (09) besteht, dessen
Außenverzahnung (14) mit einer Innenverzahnung (17) eines am
Walzenmantelinneren (16) fest angeordneten zweiten Zahnrades (18) des Getriebes
(09) kämmt, daß das erste Zahnrad (13) auf seiner Flanke mindestens einen in
achsparalleler Richtung der Verreibwalze (01) weisenden Stehbolzen (20, 21, 22
oder 23) aufweist, der jeweils in eine Bohrung (27, 28, 29 oder 30) eines auf der
Achse (06) gelagerten zweiten Teiles der Kupplung (26) eingreift.
11. Reibwalze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil der
Kupplung (26) aus einem auf der Achse (06) mittels eines Lagers (32) gelagerten
Antriebsteils (33) als Träger eines Innenringes (34) des schräg angeordneten Lagers
(36) besteht.
12. Reibwalze 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. Reibwalze 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 (06) der Walze (01) entspricht.
14. Reibwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Getriebe (09) zum
Erzeugen einer von der Drehzahl (n2) des Walzenmantels (02) abweichenden
Drehzahl (n1) sowie die Mittel (36, 39, 02) zum Erzeugen des axialen Hubes (h) als
kompakter axialer Einschub in den Walzenmantel (02, 48) ausbildbar ist.
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