DE19822341B4

DE19822341B4 - Antriebsvorrichtung für zwei gegenläufig angetriebene Walzen

Info

Publication number: DE19822341B4
Application number: DE1998122341
Authority: DE
Inventors: Rainer Aust; Reiner Nensel
Original assignee: Gebr Eickhoff Maschinenfabrik u Eisengiesserei GmbH
Current assignee: Gebr Eickhoff Maschinenfabrik u Eisengiesserei GmbH
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1998-05-19
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2018-05-20
Also published as: DE19822341A1

Abstract

Antriebsvorrichtung für den gemeinsamen Antrieb von zwei gegenläufig angetriebenen Walzen (1, 2) von denen eine als Festwalze mit feststehender Walzenachse (1a) und die andere als Loswalze ausgebildet ist deren Walzenachse (2a) relativ zu der feststehenden Walzenachse (1a) verschiebbar ist, wobei den beiden Walzen (1, 2) jeweils Getriebegehäuse (5, 6) mit jeweils nach außen vorstehenden Drehmomentstützen (6, 7) zugeordnet sind, die jeweils starr mit dem zugehörigen Getriebegehäuse (5, 6) verbunden sind und deren distale Enden über bewegliche Verbindungsmittel an dem jeweils anderen Getriebegehäuse abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß als bewegliche Verbindungsmittel Kulissenführungen vorgesehen sind, bestehend aus an den distalen Enden der Drehmomentstützen (7, 8) angeordneten Kulissenführungsbahnen (9, 10), in denen jeweils Kulissensteine (11, 12; 17) verschiebbar geführt sind, die gelenkig mit dem jeweils anderen Getriebegehäuse (6, 5) verbunden sind, derart, daß die Wirklinien der an den Kulissensteinen (11, 12; 17) abgestützten Kräfte bei allen relativen Verschiebebewegungen der Walzenachsen (1a, 2a) zueinander...

Description

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 zwischen 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 können, 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 WO 92/13639A1 (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 vorangegangen Antrieb über parallele, gleichlange Koppeln herstellt, mit dem Unterschied, daß hier die Wirklinien der Koppel nicht die Drehachsen der Walzen schneiden.
Die Nachteile dieses Systems sind ähnlich wie bei dem vorstehend diskutierten 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 Gleitlager 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 Grenzrachenlehre ausgebildet sind. Sie umgreifen jeweils einen Ring mit kugelförmiger 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 kugeliger 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 komplett umgreifen – ist diese Konstruktion äußerst empfindlich gegen Fertigungstoleranzen, deren Toleranzfeldgröße sich bekanntlich am Nennmaß orientiert. Die Folge ist ein relativ großes Verdrehspiel mit der entsprechenden 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 Walzenantrieb 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 Verschiebestellungen der Walzenachsen zueinander die Walzenachsen schneiden.
Bei der Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung können sich die in den Kulissenführungsbahnen geführten Kulissensteine um ihr Gelenk jeweils derart relativ zu dem zugehörigen Getriebegehäuse verschwenken, daß die Wirklinien der an den Kulissensteinen angestützten Kräfte bei allen denkbaren relativen Verschiebestellungen zwischen den Walzenachsen exakt die Walzenachsen schneiden. Infolgedessen entstehen im Bereich der Drehmomentstützen keine zusätzlichen Hebelkräfte, die Bauteile und Lager zusätzlich belasten. Bei den Kulissenführungen mit gelenkig gelagerten Kulissensteinen 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 Kulissensteine raumgelenkig mit dem jeweils zugehörigen Getriebegehäuse verbunden 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 raumgelenkige Verbindung zwischen den Kulissensteinen 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 Scharniergelenke an dem jeweils anderen Getriebegehäuse abgestützt sind. Auch bei dieser Ausbildung der beweglichen Verbindungsmittel schneiden die Wirklinien der an den Kulissensteinen abgestützten Kräfte bei allen relativen Verschiebebewegungen 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 beiden Kulissenführungen besonders günstig.
Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1: schematisch die Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung in Seitenansicht;
2: einen horizontalen Schnitt entlang der Linie II-II in 1;
3: in vergrößertem Maßstab einen horizontalen Schnitt durch die Kulissenführung;
4: eine Seitenansicht mit verschränkten Walzenachsen in Richtung des Pfeiles IV in 1 gesehen;
5: eine abgewandelte Ausführungsform mit scharnierartig angebundenen quaderförmigen 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 andererseits, 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 gegeneinander verwinkelt oder verschränkt werden. Diese Position der Walzenachsen 1a und 2a ist in 4 dargestellt. Dort sind die Walzenachsen 1a und 1b um den Winkel α gegeneinander verschränkt.
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 Verschiebebewegungen der Walzenachsen zueinander die Walzenachsen schneiden.

Claims

Antriebsvorrichtung für den gemeinsamen Antrieb von zwei gegenläufig angetriebenen Walzen (1, 2) von denen eine als Festwalze mit feststehender Walzenachse (1a) und die andere als Loswalze ausgebildet ist deren Walzenachse (2a) relativ zu der feststehenden Walzenachse (1a) verschiebbar ist, wobei den beiden Walzen (1, 2) jeweils Getriebegehäuse (5, 6) mit jeweils nach außen vorstehenden Drehmomentstützen (6, 7) zugeordnet sind, die jeweils starr mit dem zugehörigen Getriebegehäuse (5, 6) verbunden sind und deren distale Enden über bewegliche Verbindungsmittel an dem jeweils anderen Getriebegehäuse abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß als bewegliche Verbindungsmittel Kulissenführungen vorgesehen sind, bestehend aus an den distalen Enden der Drehmomentstützen (7, 8) angeordneten Kulissenführungsbahnen (9, 10), in denen jeweils Kulissensteine (11, 12; 17) verschiebbar geführt sind, die gelenkig mit dem jeweils anderen Getriebegehäuse (6, 5) verbunden sind, derart, daß die Wirklinien der an den Kulissensteinen (11, 12; 17) abgestützten Kräfte bei allen relativen Verschiebebewegungen der Walzenachsen (1a, 2a) zueinander die Walzenachsen (1a, 2a) schneiden.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissensteine (9, 10) raumgelenkig mit dem jeweils zugehörigen Getriebegehäuse (6, 5) verbunden sind.
Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die raumgelenkige Verbindung zwischen den Kulissensteinen (9, 10) und den Getriebegehäusen (5, 6) jeweils über Zapfen-Kugelgelenke (13, 14; 15, 16) erfolgt.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissensteine (17) quaderförmig ausgebildet sind und jeweils über Scharniergelenke (18) an den jeweils anderen Getriebegehäusen abgestützt sind.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kulissenführungsbahnen (9, 10) parallel zueinander und tangential zum Umfang des jeweils anderen Getriebegehäuses (6, 5) verlaufen.