DE19521205C2 - Walzenpaar einer Walzenpresse - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Walzenpaar einer Walzenpresse nach Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Wal­ zenpaare sind z. B. bekannt aus DE 39 01 060 A1.

Wesentlich hieran ist, daß jede einzelne Walze endseitig in einem Antriebsgehäuse gelagert ist. Das Antriebsgehäuse trägt einen Befestigungsflansch für ein dort aufzusetzendes Getriebe. Infolgedessen wird beim Antrieb der einzelnen Walze ein Gegendrehmoment in das Antriebsgehäuse geleitet. Um diese Gegendrehmomente abzustützen, ist es bekannt, jedes der ein­ zelnen Antriebsgehäuse auf dem zugeordneten Gegengehäuse ab­ zustützen. Hierdurch verbleiben die Gegendrehmomente auf bei­ de Antriebsgehäuse innerhalb des Systems und werden trotz der Forderung nach Fest- und Loswalze allein innerhalb des Sy­ stems aufgezehrt.

Die getriebliche Koppelung dieser Gehäuse bereitet je­ doch Schwierigkeiten, da die zum Teil enormen Kräfte auf der­ artige Walzenpaare abgefangen werden müssen.

Darüber hinaus soll angestrebt werden, die jeweiligen Abstützkräfte durch die Walzenmittelpunkte laufen zu lassen, um weitere sekundäre Drehmomente auszuschalten.

Hierzu ist es beispielsweise aus der DE 40 19 363 C2 be­ kannt, die Gehäuse über gleichlange Koppeln mit den Drehmo­ mentstützen am Gehäuse gelenkig zu verbinden. Es entsteht hierdurch eine parallelogrammartige Führung der Drehmoment­ stützen mittels der verbindenden Koppeln.

Problematisch ist jedoch die exakte Fertigung gleichlan­ ger Koppeln sowie die Forderung nach Drehgelenken an den Kop­ pelenden zu den jeweiligen Drehmomentstützen.

Ferner ist aus der WO 92/13639 ein Reaktionssystem be­ kannt, bei denen jeweils Paare von Drehmomentstützen benötigt werden, um die an den Getriebegehäusen wirkenden Gegendrehmo­ mente abzufangen. Dieses System hat den Nachteil, daß abhän­ gig von den jeweiligen Drehrichtungen der Walzen die Abstütz­ stellen teilweise außer Kraft sind.

Es ist daher Aufgabe dieser Erfindung, das Walzenpaar einer Walzenpresse unter erheblicher Vereinfachung der ge­ trieblichen Koppelung der zugeordneten Antriebsgehäuse im Sinne gegenseitiger Abstützung der in die Antriebsgehäuse eingeleiteten Drehmomente zu lagern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des An­ spruchs 1.

Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß die für die Abstützung der Gegendrehmomente notwendigen getrieblichen Bauteile im wesentlichen allein durch den Stützhebel gegeben sind.

Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, daß sich der Stützhebel unmittelbar auf dem jeweils anderen Getriebegehäu­ se abstützt.

Dabei macht sich die Erfindung die Erkenntnis zu nutze, daß derartige Walzenpaare stets in einer vorbestimmten Dreh­ richtung angetrieben sind.

Die zugeordneten Gegendrehmomente am Getriebegehäuse weisen daher stets in die vorbestimmte Gegendrehrichtung.

Allein das Auflegen des Stützhebels auf der Druckfläche des jeweils anderen Getriebegehäuses genügt daher, um die Ge­ gendrehmomente abzufangen. Zusätzliche Getriebeglieder zwi­ schen Drehmomentstützen und Gegengehäuse könnten daher voll­ ständig entfallen. Die gemeinsame Kontaktzone zwischen der Auflagestelle am Stützhebel und der Druckfläche am Gegenge­ häuse kann darüber hinaus so ausgebildet sein, daß eine flä­ chige Anlage des Stützhebels am Gegengehäuse gewährleistet ist.

Unter "flächiger Anlage" soll im Rahmen dieser Anmeldung insbesondere ein kalottenartiges Ausbilden der Druckfläche des Gegengehäuses gemeint sein. Abhängig von der jeweils vor­ geschriebenen Bewegungsmöglichkeit der beiden Walzen relativ zueinander kommen auch Kugel-, Pfannen-Paarungen zwischen Stützhebel und Gegengehäuse in Betracht, solange die Möglich­ keit gegeben ist, daß die sogenannte Loswalze auch im Sinne einer Abstandsveränderung zwischen Festwalze und Loswalze ausweichen kann.

Für den allgemeinen Fall dürfte jedoch die Lagerung ei­ ner gekrümmten Auflegestelle am Stützhebel in einer ebenfalls gekrümmten Druckfläche des Getriebegehäuses bevorzugt sein. Die Krümmungsmittelpunkte liegen auf derselben Seite bezüg­ lich der gemeinsamen Kontaktzone. Die Krümmungsradien können sich jedoch geringfügig unterscheiden, um trotz der relativen Beweglichkeit zwischen Auflagestelle am Stützhebel und Druck­ fläche am Gehäuse zumindest annäherungsweise einen flächenar­ tigen Kontakt herzustellen.

Dabei soll der Krümmungsradius der Auflegestelle am Stützhebel kleiner als der Krümmungsradius der Druckfläche am Getriebegehäuse sein.

Zur Verhinderung von Kontaktverschleiß wird zusätzlich vorgeschlagen, die Kontaktzone mit einem hochdruckfesten Schmiermittel zu schmieren, alternativ hierzu können Kunst­ stoffzwischenstücke vorgesehen sein, die ebenfalls einen ge­ wissen Schmiereffekt ermöglichen.

Bildet man die Stützhebel jeweils L-förmig aus, wird zu­ sätzlich vorgeschlagen, daß sich die beiden L-förmig ausge­ bildeten Stützhebel gegenseitig umgreifen, um die Längser­ streckung der so ausgebildeten Getriebegehäuse gering zu hal­ ten. Bei dieser Weiterbildung stützt sich jeder Stützhebel mit dem Querschenkel des "L" auf dem Gegengehäuse ab, wobei die Querschenkel der zugeordneten Stützhebel gegeneinander gerichtet sind.

Von besonderem Vorteil ist die Erfindung deshalb, da sich jeder Stützhebel zwangsläufig in der ihm aufgeprägten Drehrichtung des Gegendrehmoments auf dem Gegengehäuse ab­ stützt. Zusätzliche Halterungen, Koppeln, Verbindungselemen­ te, Traggelenke od. dgl. sind nicht erforderlich.

Dennoch kommen in bestimmten Anwendungsfällen auch Rat­ termomente od. dgl. zum Tragen. Um für diese Fälle ein kurz­ zeitiges Abheben des Stützhebels vom Gegengehäuse zu vermei­ den, werden sogenannte Halteschuhe vorgeschlagen, in welchen jeder Stützhebel am Gegengehäuse steckt. Kennzeichnend für diese Halteschuhe ist die Tatsache, daß die Halteschuhe le­ diglich in der Abheberichtung verhindern, daß der betreffende Stützhebel von seiner Kontaktzone abhebt. In der Gegenrich­ tung liegt der Stützhebel spielfrei auf dem Gegengehäuse auf. Der Schuh wird daher nicht beansprucht.

Alternativ hierzu können an jedem Getriebegehäuse gabel­ förmige Stützhebelpaare vorgesehen sein, welche das jeweilige Gegengehäuse von sich gegenüberliegenden Seiten umgreifen. Auch durch diese Maßnahmen wird ein kurzzeitiges Abheben des jeweils beanspruchten Stützhebels vom Gegengehäuse vermieden, da der gabelzinkenförmig gegenüberliegende Stützhebel im Fal­ le eines kurzzeitigen Rattermomentes od. dgl. das Abheben ver­ hindert.

Bildet man das Stützhebelpaar so aus, daß es das zuge­ ordnete Gegengehäuse diametral umgreift, ist darüber hinaus sichergestellt, daß alle Wirkungslinien der angreifenden Kräfte durch die Drehachsen der jeweils beanspruchten Walzen­ achse gehen.

Insbesondere soll noch ausdrücklich darauf hingewiesen werden, daß im Rahmen vorliegender Anmeldung unter der jewei­ ligen Abstützkraft diejenige aufsummierte Kraft gemeint ist, die im Kräfteschwerpunkt der jeweiligen Kontaktzone liegt, insbesondere deren Wirkungslinie mit der Normalen zum Kräfte­ schwerpunkt der Abstützkräfte zusammenfällt und durch den Walzenmittelpunkt geht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 Aufsicht auf ein Walzenpaar nach dieser Erfindung von oben,

Fig. 4 Detailansicht einer Kontaktzone,

Fig. 5 Kontaktzone mit Kunststoffzwischenstück.

Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren.

Die Figuren zeigen ein Walzenpaar nach dieser Erfindung. Ein derartiges Walzenpaar besteht aus einer ersten Walze 1a und einer zweiten Walze 1b. Beide Walzen sind gegenläufig an­ getrieben. Die Drehrichtung der ersten Walze wird mit 2a, die der zweiten Walze mit 2b bezeichnet. Jede Walze ist in einem Antriebsgehäuse 3a, 3b drehbar gelagert. Endseitig am An­ triebsgehäuse 3a, 3b ist ein Getriebe angeflanscht, dessen Ab­ triebswelle drehfest mit der zugehörigen Walze 1a, 1b verbun­ den ist. Das Gehäuse des Getriebes ist mit dem Antriebsgehäu­ se 3a, 3b zusammengeflanscht. Infolge des eingeleiteten Dreh­ moments entsteht am Antriebsgehäuse 3a, 3b ein jeweiliges Ge­ gendrehmoment 4a, 4b.

Hierzu ist es bekannt, dieses Gegendrehmoment über gleichlang angekoppelte Drehmomentstützen am jeweils anderen Antriebsgehäuse abzufangen.

Nach dieser Erfindung werden die Abstützkräfte aller­ dings über starr mit dem jeweiligen Antriebsgehäuse 3a, 3b verbundenen Stützhebel 7a, 7b unmittelbar über eine Druckflä­ che 8a, 8b des jeweils anderen Getriebegehäuses abgefangen.

Jedes Antriebsgehäuse 3a, 3b verfügt daher über zumindest einen Stützhebel 7a, 7b, der auf einer Druckfläche 8a, 8b des jeweils anderen Getriebegehäuses 3b, 3a aufliegt. Die Stützhe­ bel 7a, 7b sind einstückig mit dem jeweiligen Antriebsgehäuse 3a, 3b verbunden. Die freien Enden der Stützhebel 7a, 7b liegen im wesentlichen flächig auf dem jeweils anderen Antriebsge­ häuse 3b, 3a auf.

Infolge der im wesentlichen flächigen Auflage wird ein sogenannter Kräfteschwerpunkt im Bereich der Kontaktzone zwi­ schen der Druckfläche 8a, 8b und der zugeordneten Auflegestel­ le 9a, 9b gebildet. Die Normale zum Kräfteschwerpunkt der Ab­ stützkräfte geht bevorzugt durch den Walzenmittelpunkt 6. Die Normale zum Kräfteschwerpunkt fällt daher mit der Wirkungsli­ nie 5 der jeweils wirkenden, - aufsummierten -, Abstützkraft 5 zusammen.

Infolge der Tatsache, daß die beiden Walzen 1a, 1b rela­ tiv zueinander im Sinne einer Festwalze und einer Loswalze beweglich sind, muß diese Relativbewegung auch von der Kon­ taktzone zwischen Druckfläche 8a, 8b und Auflegestelle 9a, 9b realisiert werden.

Aus diesem Grunde soll die Druckfläche 8a, 8b bevorzugt in Umfangsrichtung 10 des Getriebegehäuses 3a, 3b nach Art einer Kalotte 11 konkav gekrümmt sein. Hierdurch wird es er­ möglicht, daß auch bei Relativbewegung der beiden Walzen eine hinreichend große Auflagefläche zwischen Stützhebel und An­ triebsgehäuse bereitsteht, so daß geringer Verschleiß zu er­ warten ist.

Um die Kontaktzone zwischen Druckfläche 8 und Auflege­ stelle 9 flächengroß zu erhalten, wird zusätzlich vorgeschla­ gen, den Krümmungsradius 12 der Auflegestelle kleiner als den Krümmungsradius 13 der Druckfläche zu gestalten. Die Diffe­ renz der beiden Krümmungsradien ist in jedem Falle sehr ge­ ring, um hierdurch eine weitestgehende Annäherung an einen flächigen Kontakt zwischen Stützhebelende und Druckfläche zu erhalten.

Zusätzlich wird vorgeschlagen, die Kontaktzone zwischen Druckfläche und Auflegestelle zu schmieren. Als Schmierstoffe kommen insbesondere hochdruckfeste Fette, Graphite, graphi­ tierte Fette in Betracht. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, die Kontaktzone durch ein Kunststoffzwischenstück 14 reibungsarm auszuführen. Es kann sich um einen hochdruckfe­ sten Kunststoff mit Gleiteigenschaften, z. B. PTFE, handeln.

Darüber hinaus zeigt Fig. 3, daß beide Stützhebel 7a, 7b auf jeweils derselben Gehäuseseite sitzen und sich gegensei­ tig L-förmig umgreifen. Die beiden kurzen Querschenkel des "L" sind bei dieser Weiterbildung gegeneinander gerichtet, die langen Längsschenkel des "L" liegen parallel zueinander.

Auf diese Weise ist ein Berührungskontakt zwischen den Stützhebeln 7a, 7b ausgeschlossen und dennoch bei kurzer Bau­ länge des jeweiligen Antriebsgehäuses 3a, 3b die Möglichkeit zur gegenseitigen Abstützung gegeben.

Zusätzlich zeigt Fig. 1, daß jeder Stützhebel 7a, 7b an seinem Gegengehäuse 3b, 3a von einem dort angebrachten Schuh 18 gehalten wird.

Diese Weiterbildung trägt folgender Tatsache Rechnung.

Während infolge der vorgegebenen Drehbewegung jeder Wal­ ze 1a, 1b auch das in das Antriebsgehäuse 3a, 3b jeweils einge­ leitete Gegendrehmoment 4a, 4b festliegt, kann es nicht ausge­ schlossen werden, daß auch Drehmomente in der mit gestrichel­ ten Pfeilen gezeichneten Gegendrehrichtung auftreten. Dies wird im Falle vorliegender Erfindung als sogenanntes Ratter­ drehmoment bezeichnet. Dieses Ratterdrehmoment könnte ein Ab­ heben des Stützhebels 7 von seinem zugeordneten Gegengehäuse 3 hervorrufen. Um dies zu verhindern, umspannt der jeweilige Schuh 18 das Ende des Stützhebels 7 so, daß in der durch das Ratterdrehmoment hervorgerufenen Drehbewegung des Stützhebels 7 Abheben des Stützhebels verhindert wird. Da diese Ratter­ drehmomente nur kurzzeitig auftreten, vom Betrag her relativ gering sind, genügt es, den Schuh 18 lediglich als Halteschuh auszuführen. In keinem Falle ist es notwendig, daß der Halte­ schuh 18 das gesamte Gegendrehmoment 4a, 4b in der entgegenge­ setzten Drehrichtung (gestrichelt gezeichnet) abfangen muß.

Als zusätzliche Alternative wird vorgeschlagen, daß ge­ mäß Fig. 2 an jedem Gehäuse ein gabelförmiges Stützhebelpaar vorgesehen ist, welches das jeweilige Gegengehäuse von sich gegenüberliegenden Seiten umgreift. Hierbei bilden die beiden Stützhebel 7a, 17a des einen Antriebsgehäuses 3a ein in beiden möglichen Drehrichtungen dieses Antriebsgehäuses wirkendes Halteelement, welches sich am jeweiligen Gegengehäuse 3b ab­ stützt. Um auch hier zu gewährleisten, daß die Wirklinie der aufsummierten Kraft durch den Walzenmittelpunkt der jeweili­ gen Gegenwalze geht, soll jedes Stützhebelpaar 7a, 17a; 7b, 17b das zugehörige Gegengehäuse 3b, 3a diametral umgreifen.

Bezugszeichenliste

1a erste Walze
1b zweite Walze
2a Drehrichtung erste Walze
2b Drehrichtung zweite Walze
3a Antriebsgehäuse erste Walze
3b Antriebsgehäuse zweite Walze
4a Gegendrehmoment erste Walze
4b Gegendrehmoment zweite Walze
5 Wirklinien der Abstützkräfte
6 Walzenmittelpunkt
7a Stützhebel erste Walze
7b Stützhebel zweite Walze
8a Druckfläche am Getriebegehäuse, erste Walze
8b Druckfläche am Getriebegehäuse, zweite Walze
9a Auflegestelle am Stützhebel, erste Walze
9b Auflegestelle am Stützhebel, zweite Walze
10 Umfangsrichtung
11 Kalotte
12 Krümmungsradius der Auflegestelle
13 Krümmungsradius der Druckfläche
14 Kunststoffzwischenstück
15 Längsschenkel
16 Querschenkel
17a Stützhebel Ratterdrehmoment, erste Walze
17b Stützhebel Ratterdrehmoment, zweite Walze
18 Schuh.

Claims (10)

1. Walzenpaar einer Walzenpresse, deren beide Walzen (1a, 1b) gegenläufig (2a, 2b) angetrieben und jeweils endsei­ tig in einem Antriebsgehäuse (3a, 3b) gelagert sind und deren Antriebsgehäuse (3a, 3b) im Sinne einer Festwalze und einer Loswalze relativ zueinander beweglich sind und sich im Sinne der an jedem Gehäuse angreifenden Gegen­ drehmomente (4a, 4b) gegenseitig abstützen, vorzugsweise derart, daß die Wirklinien (5) der Abstützkräfte durch die Walzenmittelpunkte (6) gehen, dadurch gekennzeich­ net, daß jedes Antriebsgehäuse (3a, 3b) über zumindest einen Stützhebel (7a, 7b) verfügt, welcher auf einer Druckfläche (8a, 8b) des jeweils anderen Antriebsgehäuses (3b, 3a) aufliegt.

2. Walzenpaar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfläche (8a, 8b) des Antriebsgehäuses (3a, 3b) nach Art einer Kalotte (11) gekrümmt ist.

3. Walzenpaar nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der Auflegestelle (9a, 9b) am Stützhebel (7a, 7b) im Verhältnis zur Krümmung der Druckfläche (8a, 8b) am Antriebsgehäuse (3a, 3b) den kleineren Krümmungs­ radius aufweist.

4. Walzenpaar nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzone zwischen Druckfläche (8a, 8b) und Auflegestelle (9a, 9b) geschmiert ist.

5. Walzenpaar nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Schmiermittel ein hochdruckfestes, graphitiertes Fett verwendet wird.

6. Walzenpaar nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Schmiermittel ein Kunststoffzwischenstück mit Schmiereigenschaften vorgesehen ist.

7. Walzenpaar nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützhebel (7a, 7b) beider Antriebsgehäuse (3a, 3b) jeweils an demselben Ge­ häuseende sitzen und sich gegenseitig L-förmig (15, 16) umgreifen.

8. Walzenpaar nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Antriebsgehäuse (3a, 3b) gabelförmige Stützhebelpaare (7a, 17a; 7b, 17b) sitzen, welche das jeweilige Gegengehäuse (3b, 3a) von sich gegenüberliegenden Seiten umgreifen.

9. Walzenpaar nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stützhebelpaar (7a, 17a; 7b, 17b) das zugehörige Ge­ gengehäuse (3b, 3a) diametral umgreift.

10. Walzenpaar nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stützhebel (7a, 7b) von einem am Gegengehäuse angebrachten Schuh (18) in Ab­ heberichtung gehalten wird.