Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für den gemeinsamen Antrieb
von zwei gegenläufig angetriebenen Walzen, von denen eine als Festwalze
mit feststehender Walzenachse und die andere als Loswalze ausgebildet ist,
deren Walzenachse relativ zu der feststehenden Walzenachse verschiebbar
ist, wobei den beiden Walzen Getriebegehäuse mit nach außen vorstehenden
Drehmomentstützen zugeordnet sind, die jeweils starr mit dem zugehörigen
Getriebegehäuse verbunden sind und deren distale Enden über bewegliche
Verbindungsmittel an den jeweils anderen Getriebegehäusen abgestützt sind.
Bei einer nach dem Stande der Technik (DE 40 19 363 C1) bekannten
Antriebsvorrichtung der genannten Art werden als Verbindungsmittel zwi
schen den distalen Enden der Drehmomentstützen und dem jeweils anderen
Gehäuse parallele, gleichlange Koppeln verwendet, deren Wirklinien in einer
bestimmten Position der beiden Walzen zueinander die Walzenachsen
schneiden. Aufgrund der Anzahl der Koppeln erfordert diese Lösung relativ
viele Einzelteile, die nicht komplett als Baugruppe vorgefertigt werden kön
nen, sondern erst vor Ort an der Maschine montiert werden müssen. Durch
die relativ breite Ausführung aufgrund der Koppellänge ist diese Lösung
besonders empfindlich gegen Walzenverschränkungen, d. h. gegen im
Betrieb unvermeidbar auftretende Winkelstellungen der beiden Walzenachsen
zueinander. Ferner verlaufen die Wirklinien der Koppeln nur bei einer ganz
bestimmten Arbeitsposition der beiden Walzen durch die Drehachsen der
Walzen. Bei von dieser Arbeitsposition abweichenden Positionen sind die
Abstützverhältnisse nicht mehr ideal, weil die Wirklinien nicht mehr durch die
Walzenachsen verlaufen, woraus sich zusätzliche Momente ergeben, durch
die Bauteile ungünstig belastet werden.
Weiterhin ist aus der PCT-EP 92/00141 ein Antrieb für eine Rollenpresse
bekannt, der die Verbindung zwischen den beiden Drehmomentstützen und
dem jeweils anderen Gehäuse in ähnlicher Weise wie bei dem vorangegan
gen Antrieb über parallele, gleichlange Koppeln herstellt, mit dem Unter
schied, daß hier die Wirklinien der Koppel nicht die Drehachsen der Walzen
schneiden.
Die Nachteile dieses Systems sind ähnlich wie bei dem vorstehend diskutier
ten System. Hinzu kommt die innere Biegebelastung der Drehmomentstützen
aufgrund der Hebelarme der Wirklinien in Bezug auf die Walzenachsen.
Außerdem sind in der zuletzt genannten Veröffentlichung Möglichkeiten zur
Koppelung der beiden Drehmomentstützen durch planare Rollen- oder Gleit
lager beschrieben, die den Nachteil haben, daß Achsenverschränkungen der
Walzen zu extrem hohen Kantenpressungen in den Rollen- oder Gleitlagern
führen. Des weiteren läßt die beschriebene Lösung keine Drehmomente in
umgekehrter Richtung zu, wie sie z. B. bei Ratterschwingungen auftreten.
Weiterhin ist aus der DE 195 21 205 A1 eine Antriebsvorrichtung bekannt,
bei der die Drehmomentstützen der beiden Antriebe in Form einer Grenz
rachenlehre ausgebildet sind. Sie umgreifen jeweils einen Ring mit kugel
förmiger Oberfläche, der am jeweils anderen Getriebe angeflanscht ist. Der
Nachteil dieser Lösung liegt in einem hohen Materialaufwand für die
Drehmomentstütze sowie in der aufwendigen Fertigung der Ringe mit kuge
liger Oberfläche. Im übrigen treten relativ hohe hertzsche Pressungen in der
Kontaktzone durch konvexe/plane Berührung auf, was zu einem höheren
Verschleiß führt. Aufgrund der großen Dimensionen der Führungsbahnen-
die gegenseitige Momentenstütze muß das entsprechende Getriebe kom
plett umgreifen - ist diese Konstruktion äußerst empfindlich gegen
Fertigungstoleranzen, deren Toleranzfeldgröße sich bekanntlich am Nennmaß
orientiert. Die Folge ist ein relativ großes Verdrehspiel mit der ent
sprechenden Neigung zum Schwingen.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Antriebsvorrichtung der eingangs
genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Drehmomentabstützung
bei einfacher Bauweise noch besser dazu geeignet ist, sich den Bewegungen
der Loswalze anzupassen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend vom Walzenan
trieb der eingangs genannten Art vor, daß als bewegliche Verbindungsmittel
Kulissenführungen vorgesehen sind, bestehend aus an den distalen Enden
der Drehmomentstützen angeordneten Kulissenführungsbahnen, in denen
jeweils Kulissensteine verschiebbar geführt sind, die gelenkig mit dem
jeweils anderen Getriebegehäuse verbunden sind, derart, daß die Wirklinien
der an den Kulissensteinen abgestützten Kräfte bei allen relativen Verschie
bestellungen der Walzenachsen zueinander die Walzenachsen schneiden.
Bei der Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung können sich die in den
Kulissenführungsbahnen geführten Kulissensteine um ihr Gelenk jeweils der
art relativ zu dem zugehörigen Getriebegehäuse verschwenken, daß die
Wirklinien der an den Kulissensteinen angestützten Kräfte bei allen denkba
ren relativen Verschiebestellungen zwischen den Walzenachsen exakt die
Walzenachsen schneiden. Infolgedessen entstehen im Bereich der Drehmo
mentstützen keine zusätzlichen Hebelkräfte, die Bauteile und Lager zusätz
lich belasten. Bei den Kulissenführungen mit gelenkig gelagerten Kulissen
steinen handelt es sich um einfache und robuste Bauteile, so daß sich im
Ergebnis eine erheblich verbesserte Funktion bei einfacher Bauweise ergibt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Kulissen
steine raumgelenkig mit dem jeweils zugehörigen Getriebegehäuse verbun
den sind. Hierdurch ist es möglich, daß sich die beiden Walzenachsen relativ
zueinander räumlich verwinkeln oder verschränken können, ohne daß die
einwandfreie Funktion der Drehmomentabstützung hierdurch beeinträchtigt
würde.
Zweckmäßig erfolgt die raumgelenkigen Verbindung zwischen den Kulissen
steinen und den Getriebegehäusen jeweils über Zapfen-Kugelgelenke. Solche
Zapfen-Kugelgelenke sind einfach im Aufbau und können außerordentlich
hohe Kräfte übertragen.
Eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die
Kulissensteine quaderförmig ausgebildet sind und jeweils über Scharnier
gelenke an dem jeweils anderen Getriebegehäuse abgestützt sind. Auch bei
dieser Ausbildung der beweglichen Verbindungsmittel schneiden die Wirk
linien der an den Kulissensteinen abgestützten Kräfte bei allen relativen Ver
schiebebewegungen der Walzenachsen zueinander die Walzenachsen.
Vorzugsweise verlaufen die Kulissenführungsbahnen parallel zueinander und
tangential zum Umfang des jeweils anderen Getriebegehäuses. Bei dieser
Anordnung ist die Krafteinleitung und Kraftübertragung im Bereich der bei
den Kulissenführungen besonders günstig.
Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Zeichnung näher er
läutert.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch die Antriebsvorrichtung
gemäß der Erfindung in Seitenansicht;
Fig. 2 einen horizontalen Schnitt entlang der
Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen horizon
talen Schnitt durch die Kulissenführung;
Fig. 4 eine Seitenansicht mit verschränkten
Walzenachsen in Richtung des Pfeiles IV
in Fig. 1 gesehen;
Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform mit
scharnierartig angebundenen quader
förmigen Kulissensteinen.
In der Zeichnung sind die beiden Walzen einer Walzenpresse mit den
Bezugszeichen 1 und 2 bezeichnet. Dabei ist die Walze 1 als Festwalze mit
feststehender Walzenachse 1a ausgebildet. Die Walze 2 ist demgegenüber
eine Loswalze, deren Walzenachse 2a in Richtung der Pfeile 3 bzw. 4
sowohl horizontal als auch vertikal verschoben werden kann. Darüber hinaus
kann die Walzenachse 2a der Loswalze 2 gegenüber der Walzenachse 1a der
Festwalze im Raum verwinkelt bzw. verschränkt werden.
Beide Walzen 1 und 2 werden von einem nicht näher dargestellten
Antriebsmotor über zwei gesonderte Getriebe gegenläufig angetrieben. Die
Getriebegehäuse sind mit den Bezugszeichen 5 und 6 bezeichnet.
Sowohl das Getriebegehäuse 5 als auch das Getriebegehäuse 6 sind starr
mit langen, radial vorstehenden Drehmomentstützen 7 und 8 verbunden,
deren distale Enden bis in den Bereich des jeweils anderen Getriebegehäuses
6 bzw. 5 reichen.
In den distalen Enden der beiden Drehmomentstützen 7 und 8 sind jeweils
als gradlinige Langlöcher ausgebildete Kulissenführungsbahnen 9 und 10
angeordnet, die parallel zueinander und tangential zum Umfang des jeweils
anderen Getriebegehäuses 6 bzw. 5 verlaufen.
In den Kulissenführungsbahnen 9 und 10 sind jeweils Kulissensteine 11
und 12 längsverschiebbar geführt. Die Kulissensteine 11 und 12 mit
kalottenförmigen Lagerschalen 13 und 14 an Kugeln von Kugelbolzen 15
und 16 gelagert, die ihrerseits starr mit dem jeweils anderen
Getriebegehäuse 6 bzw. 5 verbunden sind.
Wie ohne weiteres ersichtlich ist, bewirken die gelenkigen Verbindungen
zwischen den Kulissensteinen und den Kugelgelenkbolzen einerseits und die
Verschiebbarkeit der Kulissensteine in den Kulissenführungsbahnen anderer
seits, daß die Wirklinien der an den Kulissensteinen abgestützten Kräfte bei
allen relativen Verschiebestellungen der Walzenachsen 1a und 2a zueinander
die Walzenachsen 1a und 2a schneiden.
Das gilt selbst dann, wenn die Walzenachsen 1a und 2a im Raum gegen
einander verwinkelt oder verschränkt werden. Diese Position der
Walzenachsen 1a und 2a ist in Fig. 4 dargestellt. Dort sind die
Walzenachsen 1a und 1b um den Winkel α gegeneinander verschränkt.
Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der quaderförmige
Kulissensteine 17 verwendet werden, die mittels Scharniergelenken 18 mit
den Getriebegehäusen des jeweils anderen Antriebes verbunden sind. Auch
bei dieser gelenkigen Verbindung ist sichergestellt, daß die Wirklinien der an
den Kulissensteinen abgestützten Kräfte bei allen relativen Verschiebe
bewegungen der Walzenachsen zueinander die Walzenachsen schneiden.