DE19607678C1 - Stirnradgetriebe für den Antrieb einer Walze - Google Patents
Stirnradgetriebe für den Antrieb einer WalzeInfo
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- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
- D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
- D21G1/0006—Driving arrangements
- D21G1/0013—Driving arrangements for controlled deflection rolls
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stirnradgetriebe für
den Antrieb einer Walze, deren eines Ende über ein Pendel
lager an einem Abstützbock gelagert ist, mit einem starr mit
dem einen Ende der Walze verbundenen Außenzahnkranz, einem
mit dem Außenzahnkranz kämmenden, antreibbaren Ritzel,
welches als Hohlkörper ausgebildet und über ein Pendellager
am Abstützbock gelagert ist, einer seitlich zum Ritzel
angeordneten Antriebswelle, welche mit ihrem einen Ende mit
dem Ritzel drehgekuppelt ist, und einem neben dem Ritzelpen
dellager angeordneten, ebenfalls am Abstützbock abgestützten
zusätzlichen Stützlager für das Ritzel, welches zur
Ermöglichung einer Ritzelverkippung ein radiales Spiel
aufweist.
Ein derartiges Stirnradgetriebe ist aus der DE 38 04 225 A1
bekannt. Walzen dieser Art sind beispielsweise Durchbiegungs
einstellwalzen oder Saugwalzen wie sie in der Papier
industrie, beispielsweise in Entwässerungspressen, Glätt
werken u. dgl. angewendet werden. Derartige Walzen weisen
einen Walzenmantel auf, der um einen feststehenden Träger
rotierbar ist.
Wenn sich beim Betrieb einer solchen Walze unter fast der
Walzenmantel durchbiegt, so neigt sich der mit dem Walzen
mantel fest verbundene Außenzahnkranz ein wenig zusammen mit
dem Endbereich des Walzenmantels relativ zu dem nicht
neigbaren Getriebegehäuse, das zugleich als Abstützbock für
die gesamte Walze dient.
Das Neigen des Außenzahnkranzes führt aufgrund der relativen
Verkippung gegenüber dem Ritzel zu einem Kantentragen der
beiderseitigen Verzahnung. Dies könnte zwar dadurch
vermieden werden, daß das Ritzel im Getriebegehäuse so
gelagert wird, daß die Eingriffslinie der Verzahnung mit dem
Außenzahnkranz senkrecht zur Durchbiegungsrichtung des
Walzenmantels verläuft. Diese Bedingung ist aber nur schwer
exakt einzuhalten und außerdem auch nur jeweils für eine
Drehrichtung des Walzenmantels. Darüber hinaus würde die
Gestaltung des Lagergehäuses eingeschränkt.
Bei dem genannten bekannten Stirnradgetriebe wird daher das
Ritzel kugelig gelagert. Die Zahnflanken legen sich demzu
folge entsprechend der zu übertragenden Normalkraft ohne
Kantentragen entlang einer gemeinsamen Flankenlinie aneinan
der an und man kann die rage des Ritzels bezüglich der
Durchbiegungsrichtung des Walzenmantels willkürlich wählen.
Dabei ist aber noch ein Freiheitsgrad des Ritzels einzu
schränken, nämlich die Verkippung des Ritzels um die zur
Eingriffslinie parallele Zentralachse des Ritzels aufgrund
des ein Reibmoment erzeugenden Versatzes der Achsen des
Ritzels und der das Ritzel antreibenden Welle. Dies erfolgt
bei dem bekannten Stirnradgetriebe durch ein neben dem
Ritzelpendellager vorgesehenes zusätzliches Stützlager,
welches gegenüber dem Ritzel ein radiales Spiel aufweist, so
daß das Ritzel in eine definierte Lage verkippt. Durch die
Verkippung verschränken sich die gemeinsamen Flankenlinien
und die Linienberührung der Zahnflanken geht in eine Punkt
berührung über. Auf diese Weise wird praktisch eine Ballig
keit der Zahnflanken durch einen kinematischen Effekt
erzeugt.
Die Balligkeit der Zahnflanken hat den Vorteil, eine das
übertragbare Moment begrenzende schräge Lastverteilung mit
hoher Kantenpressung abzumildern. Sie darf jedoch nur klein
sein, da die übertragbare Leistung sonst wieder abnimmt. Das
radiale Spiel wird daher nur klein gewählt.
Es tritt jedoch das Problem auf, daß aufgrund des zusätz
lichen Stützlagers neben dem Pendellager dieses Ritzels der
Abstand der Kupplung zwischen Antriebswelle und Ritzel von
der Mittelebene des Ritzelpendellagers relativ groß ist.
Dieser relativ große Abstand bewirkt eine schräge Lastver
teilung an den Zahnflanken des Ritzels, da durch die Reibung
in der Zahnkupplung zwischen Ritzel und der Ritzelantriebs
welle relativ große Reaktionsmomente und -kräfte erzeugt
werden, die sich teilweise auch an den kämmenden Zahnflanken
des Ritzels abstützen.
Darüber hinaus bewirkt die beim Betrieb der Walze auftreten
de Ritzelverkippung eine vergleichsweise große zusätzliche
Auslenkung der Kupplung zwischen Antriebswelle und Ritzel.
Bei Ausgestaltung der Antriebswelle als Kupplungswelle
zwischen einer vom Walzenantrieb angetriebenen Treibhülse
und dem Ritzel folgt daraus zusätzlich ein relativ großer
Unterschied der Beugewinkel der Kupplung zwischen Kupplungs
welle und Ritzel einerseits sowie Kupplungswelle und
Treibhülse andererseits.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stirnradge
triebe der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die
genannten Probleme überwunden werden. Insbesondere soll die
Lastverteilung an den Zahnflanken des Ritzels verbessert und
der Beugewinkel zwischen Antriebswelle und Kupplung verrin
gert werden, um die Kraftverteilung über die Zahnbreite
gleichförmiger zu gestalten und die übertragbare Leistung zu
erhöhen.
Diese Aufgabe wird bei einem solchen Stirnradgetriebe
dadurch gelöst, daß das ritzelseitige Ende der Antriebswelle
eine Ausnehmung aufweist und daß das zusätzliche Stützlager
des Ritzels in der Ausnehmung der Antriebswelle unterge
bracht ist.
Durch die Anordnung des zusätzlichen Stützlagers im Inneren
der Antriebswelle entfällt der entsprechende Platzbedarf im
Ritzel, so daß die Antriebswelle näher am Ritzelpendellager
angeordnet werden kann und dadurch die Kupplung zwischen
Antriebswelle und Ritzel einen kleineren Abstand zur Mittel
ebene des Ritzelpendellagers aufweist. Die Reaktionsmomente
und -kräfte sind dadurch geringer und es ergibt sich eine
gleichmäßigere Lastverteilung an den Zahnflanken des
Ritzels. Bevorzugt ist die Kupplung zwischen Antriebswelle
und Ritzel dem Ritzelpendellager direkt benachbart ange
ordnet.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Stirnradgetriebes
besteht darin, daß die an der Kupplung zwischen Antriebswel
le und Ritzel auftretenden Reaktionskräfte zumindest teil
weise durch das in der Antriebswelle angeordnete zusätzliche
Stützlager aufgenommen und kompensiert werden. Auch hier
durch vergleichmäßigt sich die Lastverteilung auf den Zahn
flanken des Ritzels. Durch den kleinen Abstand der Kupplung
zwischen Antriebswelle und Ritzel vom Ritzelpendellager
verringert sich darüber hinaus auch die Auslenkung der
Kupplung und damit auch der Unterschied zwischen der
Auslenkung der Kupplung zwischen einer als Kupplungswelle
ausgebildeten Antriebswelle und dem Ritzel einerseits und
der Kupplungswelle und der vom Walzenantrieb angetriebenen
Treibhülse andererseits. Die beiden Kupplungen können
dadurch bei gleicher Baugröße für höhere Belastungen
ausgelegt werden.
Die Ritzelantriebswelle kann direkt mit dem Ritzel gekoppelt
werden, so daß der bei dem bekannten Stirnradgetriebe vorhan
dene Flansch entfällt. Hierdurch verringert sich das Träg
heitsmoment des Ritzels und erhöht sich dessen kritische
Drehzahl. Die Leistungsgrenze des erfindungsgemäßen Getrie
bes ist gegenüber dem bekannten Getriebe dadurch erhöht.
Durch Anordnung des Ritzelpendellagers und des zusätzlichen
Stützlagers auf einem gemeinsamen, im Abstützbock ruhenden
Lagerzapfen ergibt sich eine besonders einfache Ausgestal
tung.
Bei dem bevorzugt als Pendellager ausgebildeten zusätzlichen
Stützlager kann das radiale Spiel zwischen dem Außenring des
Pendellagers und dem Innendurchmesser der Antriebswelle oder
zwischen dem Innenring des Pendellagers und dem Außendurch
messer des Lagerzapfens vorgesehen sein. Es kann aber auch
eine in den Innenring des Pendellagers eingeschrumpfte Hülse
vorgesehen sein, wobei das Spiel dann zwischen dieser und
den Außendurchmesser des Lagerzapfens vorhanden ist.
Das erfindungsgemäße Stirnradgetriebe wird insbesondere für
eine Walze verwendet, die als Hohlwalze ausgebildet ist, und
bei welcher das Walzenpendellager im wesentlichen mittig
innerhalb des Außenzahnkranzes angeordnet ist. Diese Ausge
staltung bewirkt, daß der Außenzahnkranz bei Belastung des
Walzenmantels nur um seinen Mittelpunkt kippt und sich der
Abstand der Achsen des Außenzahnkranzes und des Ritzels
nicht ändert. Insbesondere wird das erfindungsgemäße Stirn
radgetriebe für eine Durchbiegungseinstellwalze verwendet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die einzige
Figur zeigt in schematischer Schnittdarstellung ein erfin
dungsgemäßes Stirnradgetriebe und das zugehörige Ende einer
Walze.
Fig. 1 zeigt eine Walze 1, deren eines Ende 2 über ein
Pendellager 3 an einem Abstützbock 4 gelagert ist und einen
Außenzahnkranz 5 aufweist. Der Außenzahnkranz 5 kämmt mit
einem als Hohlkörper ausgebildeten Ritzel 6, welches über
ein Pendellager 7 ebenfalls auf dem Abstützbock 4 gelagert
und durch eine Kupplungswelle 8 angetrieben ist, deren
ritzelseitiges Ende 9 mit dem Ritzel 6 gekuppelt ist. Die
Walze 1 ist als Hohlwalze ausgebildet, deren Walzenmantel 10
um einen feststehenden Träger 11 rotierbar ist, welcher
ebenfalls in dem Abstützbock 4 gelagert ist.
Die Kupplungswelle 8 ist in einer Treibhülse 12 mit Innen
verzahnung 13 angeordnet, welche über zwei Wälzlager 14 und
15 in einem Lagerschild 16 des Abstützbocks 4 gelagert und
über einen Antriebszapfen 17 angetrieben ist. Die Innenver
zahnung 13 der Treibhülse 12 kämmt mit einer Außenverzahnung
18 an dem ritzelfernen Ende 19 der Kupplungswelle 8. Auf
diese Weise überträgt sich eine Drehung des Antriebszapfens
17 auf die Kupplungswelle 8. An ihrem ritzelnahen Ende 9
weist die Kupplungswelle 8 eine weitere Außenverzahnung 20
auf, die mit einer Innenverzahnung 21 des Ritzels 6 kämmt,
so daß sich die Drehung des Antriebszapfens 17 über die
Kupplungswelle 8 schließlich auf das Ritzel 6 überträgt. Die
Innenverzahnung 21 des Ritzels 6 befindet sich direkt neben
dem mittig angeordneten Pendellager 7 des Ritzels 6, so daß
die Kupplungswelle 8 seitlich unmittelbar an das Pendellager
7 anschließt.
Die Kupplungswelle 8 ist als Hohlwelle ausgebildet, welche
an ihrem ritzelseitigen Ende 9 eine Ausnehmung 22 aufweist,
welche ein Pendellager 23 aufnimmt. Das Pendellager 23 ist
auf einem Lagerzapfen 24 gelagert, welcher an dem Abstütz
bock 4 befestigt ist und auch das Pendellager 7 des Ritzels 6
trägt. Das Pendellager 23 wirkt somit als Stützlager für
das Ritzel 6, welches einem Verkippen des Ritzels 6 entgegen
wirkt.
Zwischen dem Außenring 25 des Pendellagers 23 und dem Innen
umfang der Kupplungswelle 8 oder zwischen dem Innenring 26
des Pendellagers 23 und dem Außenumfang des Lagerzapfens 24
kann ein radiales Spiel vorgesehen sein, welches ein Verkip
pen des Ritzels 6 um einen vorgegebenen Betrag zuläßt. In
den Innenring des Pendellagers 23 kann aber, wie darge
stellt, auch eine Hülse 27 eingeschrumpft sein, deren
Innendurchmesser um den gewünschten Betrag größer ist als
der Außendurchmesser des Lagerzapfens 24. Das Ritzel 6 kann
sich daher entsprechend der zu übertragenden Normalkraft um
eine zur Eingriffslinie der Verzahnung mit dem Außenzahn
kranz 5 senkrechte Achse verdrehen. Aufgrund des Achsver
satzes zwischen der Kupplungswelle 8 und dem Ritzel 6 und
dem dadurch erzeugten Reibmoment verkippt das Ritzel 6
außerdem um eine zur Eingriffslinie parallele Achse soweit
es das Spiel zuläßt, so daß sich eine definierte Lage des
Ritzels 6 ergibt, in welcher eine Balligkeit der
Ritzelverzahnung kinematisch nachgebildet ist.
Aufgrund der Kupplung zwischen Ritzel 6 und Kupplungswelle 8
mittels zweier Zahnkränze 20 und 21 kann sich das Ritzel 6
auch gegenüber der Kupplungswelle 8 neigen, wobei die auftre
tenden Neigung aufgrund des geringen Abstandes k zwischen
der Mittelebene I des Ritzelpendellagers 7 und der Kupplung
20, 21 zwischen Kupplungswelle 8 und Ritzel 6 verhältnis
mäßig klein ist.
Wie man in der Zeichnung erkennen kann, ist die Kupplung 20,
21 zwischen Kupplungswelle 8 und Ritzel 6 bevorzugt zwischen
dem Pendellager 7 des Ritzels 6 und dem in der Kupplungs
welle 8 angeordneten als Stützlager wirkenden Pendellager 23
angeordnet. Der Abstand k zwischen der Kupplung 20, 21 und
der Mittelebene I des Ritzelpendellagers 7 ist dadurch
minimal. Außerdem ist die Kupplungswelle 8 direkt mit dem
Ritzel 6 gekuppelt. Das Ritzel 6 weist dadurch wenig Teile
auf und hat ein geringes Trägheitsmoment. Damit ergibt sich
neben einer guten Lastverteilung auf den Zahnflanken des
Ritzels 6 eine hohe kritische Drehzahl des Ritzels 6.
Die gute Lastverteilung wird noch dadurch begünstigt, daß
die Kupplungskräfte zwischen Ritzel 6 und Kupplungswelle 8
zumindest teilweise durch das Pendellager 23 in der Kupp
lungswelle 8 kompensiert werden. Durch die Nähe der Kupplung
20, 21 zur Mittelebene I des Ritzelpendellagers 7 ist auch
der Beugewinkel zwischen Ritzel 6 und Kupplungswelle 8 sowie
zwischen Kupplungswelle 8 und Treibhülse 12 klein, so daß
insgesamt ein Stirnradgetriebe mit einer sehr guten Kraft
übertragung auf den Walzenmantel 10 erhalten wird. Neben
einem hohen Wirkungsgrad ergibt sich damit auch ein ver
ringerter Verschleiß.
Bezugszeichenliste
1 Walze
2 Ende von 1
3 Pendellager
4 Abstützbock
5 Außenverzahnung
6 Ritzel
7 Pendellager
8 Kupplungswelle
9 ritzelnahes Ende von 8
10 Walzenmantel
11 Träger
12 Treibhülse
13 Innenverzahnung
14 Wälzlager
15 Wälzlager
16 Lagerschild
17 Antriebszapfen
18 Außenverzahnung
19 ritzelfernes Ende von 8
20 Außenverzahnung
21 Innenverzahnung
22 Ausnehmung
23 Pendellager
24 Lagerzapfen
25 Außenring
26 Innenring
27 Hülse
I Mittelebene von 7
k Abstand
2 Ende von 1
3 Pendellager
4 Abstützbock
5 Außenverzahnung
6 Ritzel
7 Pendellager
8 Kupplungswelle
9 ritzelnahes Ende von 8
10 Walzenmantel
11 Träger
12 Treibhülse
13 Innenverzahnung
14 Wälzlager
15 Wälzlager
16 Lagerschild
17 Antriebszapfen
18 Außenverzahnung
19 ritzelfernes Ende von 8
20 Außenverzahnung
21 Innenverzahnung
22 Ausnehmung
23 Pendellager
24 Lagerzapfen
25 Außenring
26 Innenring
27 Hülse
I Mittelebene von 7
k Abstand
Claims (10)
1. Stirnradgetriebe für den Antrieb einer Walze (1), deren
eines Ende (2) über ein Pendellager (3) an einem Abstütz
bock (4) gelagert ist, mit einem starr mit dem einen
Ende (2) der Walze (1) verbundenen Außenzahnkranz (5),
einem mit dem Außenzahnkranz (5) kämmenden, antreibbaren
Ritzel (6), welches als Hohlkörper ausgebildet und über
ein Pendellager (7) am Abstützbock (4) gelagert ist,
einer seitlich zum Ritzel (6) angeordneten Antriebswelle
(8), welche mit ihrem einen Ende (9) mit dem Ritzel (6)
drehgekuppelt ist, und einem neben dem Ritzelpendellager
(7) angeordneten, ebenfalls am Abstützbock (4) abge
stützten zusätzlichen Stützlager (23) für das Ritzel
(6), welches zur Ermöglichung einer Ritzelverkippung ein
radiales Spiel aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das ritzelseitige Ende (9) der Antriebswelle (8)
eine Ausnehmung (22) aufweist und daß das zusätzliche
Stützlager (23) des Ritzels (6) in der Ausnehmung (22)
der Antriebswelle (8) untergebracht ist.
2. Stirnradgetriebe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplung (20, 21) zwischen Antriebswelle (8) und
Ritzel (6) dem Ritzelpendellager (7) benachbart
angeordnet ist.
3. Stirnradgetriebe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebswelle (8) direkt mit dem Ritzel (6) ge
kuppelt ist.
4. Stirnradgetriebe nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebswelle (8) an ihrem ritzelseitigen Ende
(9) eine Außenverzahnung (20) aufweist, die mit einer
Innenverzahnung (21) des Ritzels (6) in Eingriff steht.
5. Stirnradgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ritzelpendellager (7) und das zusätzliche Stütz
lager (23) auf einem gemeinsamen, im Abstützbock (4)
ruhenden Lagerzapfen (24) angeordnet sind.
6. Stirnradgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zusätzliche Stützlager (23) als Pendellager aus
gebildet ist.
7. Stirnradgetriebe nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das radiale Spiel zwischen dem Außenring (25) des
Pendellagers (23) und dem Innendurchmesser der Antriebs
welle (8) vorgesehen ist.
8. Stirnradgetriebe nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das radiale Spiel zwischen dem Innenring (26) des
Pendellagers (23) und dem Außendurchmesser des Lagerzap
fens (24) vorgesehen ist.
9. Stirnradgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walze (1) als Hohlwalze ausgebildet ist und daß
das Walzenpendellager (3) im wesentlichen mittig inner
halb des Außenzahnkranzes (5) angeordnet ist.
10. Stirnradgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walze (1) als Durchbiegungseinstellwalze
ausgebildet ist.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19607678A DE19607678C1 (de) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Stirnradgetriebe für den Antrieb einer Walze |
DE59607004T DE59607004D1 (de) | 1996-02-29 | 1996-12-17 | Stirnradgetriebe für den Antrieb einer Walze |
EP96120229A EP0793038B1 (de) | 1996-02-29 | 1996-12-17 | Stirnradgetriebe für den Antrieb einer Walze |
CA002197595A CA2197595C (en) | 1996-02-19 | 1997-02-14 | A drive mechanism of a suction roll including a spur wheel gear and an outward mounting portion for a stationary suction box |
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US08/803,154 US5860322A (en) | 1996-02-19 | 1997-02-19 | Drive mechanism of a suction roll including a spur wheel gear and an outward mounting portion for a stationary suction box |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19607678A DE19607678C1 (de) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Stirnradgetriebe für den Antrieb einer Walze |
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Family
ID=7786785
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DE59607004T Expired - Lifetime DE59607004D1 (de) | 1996-02-29 | 1996-12-17 | Stirnradgetriebe für den Antrieb einer Walze |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE59607004T Expired - Lifetime DE59607004D1 (de) | 1996-02-29 | 1996-12-17 | Stirnradgetriebe für den Antrieb einer Walze |
Country Status (2)
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EP (1) | EP0793038B1 (de) |
DE (2) | DE19607678C1 (de) |
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US3290897A (en) * | 1965-05-26 | 1966-12-13 | Farrel Corp | Drive for shell type rolls |
FR2225660B1 (de) * | 1973-07-20 | 1975-04-11 | Poclain Sa |
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1996
- 1996-02-29 DE DE19607678A patent/DE19607678C1/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-12-17 EP EP96120229A patent/EP0793038B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-12-17 DE DE59607004T patent/DE59607004D1/de not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0793038A3 (de) | 1998-04-29 |
DE59607004D1 (de) | 2001-07-05 |
EP0793038B1 (de) | 2001-05-30 |
EP0793038A2 (de) | 1997-09-03 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110901 |