DE2050696B2 - Für hohe Biegebelastungen bestimmte Walze - Google Patents
Für hohe Biegebelastungen bestimmte WalzeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine für hohe Biegebelastungen, insbesondere mit regelbarer Durchbiegung, bestimmte
Walze mit einem Walzenmantel, welcher innen mittels Pendellager an einer feststehenden, zentralen,
durchgehenden Achse gelagert ist, die ihrerseits an beiden Enden gelenkartig abgestützt ist, wobei ein
Innenzahnkranz koaxial mit dem Mantel treibend verbunden ist, der seinerseits durch zwei mit dem
Innenzahnkranz kämmende Zwischenräder angetrieben ist, deren Drehachsen parallel zur Symmetrieachse der
Achse verlaufen.
Es ist eine für hohe Biegebelastung, insbesondere mit regelbarer Durchbiegung, bestimmte Walze mit einem
Getriebe mit Leistungsverzweigung bekannt (US-PS 19 890). Die Walze besitzt einen Walzenmantel,
welcher innen mittels Pendellager an einer feststehenden, zentralen, durchgehenden Achse gelagert ist, die
ihrerseits an beiden Enden gelenkartig abgestützt ist, wobei ein Innenzahnkranz koaxial mit dem Mantel
treibend verbunden ist, der seinerseits durch zwei mit dem Innenzahnkranz kämmende Zwischenräder ange-
trieben ist deren Drehachsen parallel zur Symmetrieachse der Achse verlaufen. Hier sind zwei Antriebsritzel
vorgesehen, von denen jedes mit einem Ende einer Welle fest verbunden isL Ferner sind zwei weitere
Antriebsritzel vorgesehen, die an den gegenüberliegenden Enden der genannten Welle angeordnet sind, wobei
die Welle in Wälzlagern gelagert ist, die als Rillenkugellager dargestellt sind. Ein solcher Antrieb erfordert
einen großen räumlichen Aufwand. Außerdem treten Schwierigkeiten auf, wenn die Walze starken Biegebelastungen
ausgesetzt ist
Es ist auch eine schwimmende Walze mit einem Planetenantrieb bekannt (Prospekt 096.000/18D der
Maschinenfabrik Eduard Küsters, Krefeld, vom 7.10.1969), wobei die Walze an einem Ende durch ein
mit drei Ringen versehenes Radiallager gehalten ist Dabei ist der innere Ring auf einem Ende dicies Lagers
auf der feststehenden Mittelachse und der äußere Ring in einem Lagergehäuse angebracht welches eine der
Halterungen der feststehenden Mittelachse bildet Der mittlere Ring ist an einer Seite mit der drehbaren
Lagerschale und an der anderen Seite mit einer drehbaren Antriebswelle befestigt, welche koaxial mit
der Lagerschale verläuft und über das Lager der Walze hinausreicht. Durch eine solche Anordnung wird im
wesentlichen die Hälfte der Radialbelastung, welche auf die Walze aufgrund ihrer Funktion ausgeübt wird, und
die Hälfte des Gewichtes der Walze auf eines der Walzenlager übertragen, und zwar durch das mit drei
Ringen versehene Lager. Eine derartige Anordnung hat unerwünscht große Abmessungen.
Es sind auch Förderrollen bekannt (DE-PS 5 00 071 und DE-PS 7 28 655), die auf einer feststehenden
Hohlachse gelagert sind, wobei in der Hohlachse eine drehbare Antriebswelle gelagert ist, die ein Innenzahnrad
trägt, das wiederum mit einem auf der feststehenden Achse gelagerten Zwischenzahnrad in Eingriff steht,
welches in einen Innenzahnkranz am Innenumfang der Rolle eingreift. Irgendwelche Maßnahmen in Bezug auf
eine starke Durchbiegung der Rolle sind hier nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für hohe Biegebelastungen bestimmte Walze der genannten
Art zu schaffen, die bei raumsparender Ausbildung auch bei einer starken Durchbiegung störungsfrei
arbeitet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß — in an sich bekannter Weise — in einem als hohler
Zapfen ausgebildeten Ende der feststehenden Achse ein drehbar gelagertes, antreibendes Zentralrad angeordnet
ist, mit welchem die zwei Zwischenräder durch Schlitze im hohlen Achszapfen kämmen, daß die
Zwischenräder über Pendellager auf am hohlen Achszapfen befestigten Achsen gelagert sind und daß
die Drehachsen der Zwischenräder in einer ersten Ebene liegen, die im wesentlichen senkrecht zu einer
zweiten Ebene steht, in welcher der Mantel und die feststehende, zentrale Achse unter Belastung durchbiegen.
Vorzugsweise ist bei einer Walze der genannten Art, bei welcher das Zentralrad auf einem Ende einer
Zentralradwelle befestigt ist, deren anderes Ende durch eine Kupplung mit einer im wesentlichen mit dem
Walzenmantel koaxialen, drehbaren Antriebswelle verbunden ist, die Kupplung eine Gelenkkupplung, die
einen Gelenkpunkt hat, wobei der Abstand vom Gelenkpunkt zur axialen Mitte des Zentralrades im
wesentlichen gleich dem Abstand von der genannten Mitte zum axialen Mittelpunkt des in der Nähe des
hohlen Achszapfens angeordneten Pendellagers des Walzenmantels ist und wobei die drehbare Antriebswelle
im hohlen Achszapfen gelagert ist
Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung
an Ausführungsbeispielen näher erläutert In der >
Zeichnung zeigt
F i g. 1: einen waagerechten Längsschnitt durch ein Ende der erfindungsgemäßen Walze, welches das
Getriebe enthält und zwar in Richtung der beabsichtigten vertikalen Belastungsrichtung gesehen. ι"
F i g. 2: einen senkrechten Längsschnitt durch das gleiche Ende der Walze, wobei die Walze belastet ist
und
Fig.3: einen Querschnitt nach der Linie HI-III in
Fig.2. r.
F i g. 1 zeigt ein Getriebe, welches in einem Ende einer Walze angebracht ist Der Hauptteil der Walze
besteht aus einem Walzenmantel 1. welcher in der Nähe seiner Enden in kugelförmigen Radiallage.n 3 drehbar
gelagert ist, die sich ihrerseits auf einer feststehenden, ?«
durchgehenden, an ihren Enden in Pendellagern 7 gelagerten Achse befinden. Ein Ende der Achse ist als
hohler Achszapfen 9 ausgebildet. In dem hohlen Achszapfen 9 befindet sich eine Welle 11 mit einem
Zentralrad 13, die zusammen mit den beiden Zwischen- -'">
rädern 15,17 und einem am Ende des Walzenmantels 1 befestigten Innenzahnkranz 19 ein Planetengetriebe
bilden. Die Zwischenräder stehen mit dem Zahnkranz 19 und dem Zentralrad 13 durch in der Wand des hohlen
Achszapfens 9 befindliche Schlitze 21,23 in Eingriff. Die «>
Zwischenräder 15, 17 sind in kugelförmigen Radiallagern 25, 27 auf den Wellen 29, 31 drehbar gelagert,
welche ihrerseits in einem feststehenden an der Mittelachse 5 befestigten Zwischenradträger 33 angebracht
sind. Die Zentralradwelle 11 ist mittels einer !>
beweglichen Kupplungsscheibe 35 mit einer in zwei Radiallagern 37,39 im hohlen Achszapfen 9 gelagerten
Antriebswelle 41 verbunden. Die Antriebswelle 41 ist mit einer Kraftquelle (nicht dargestellt) verbunden.
Wenn der Walzenmantel 1 belastet wird, dann wird ■">
die Belastung durch die kugelförmigen Radiallager 3 zur festehenden Achse 5 und weiter zu den zwei
Pendellagern 7 übertragen, zwischen denen sich die feststehende Achse 5 durchbiegt. Wenn die Walze mit
gegen die Durchbiegung wirkenden Vorrichtungen ·>> zwischen dem Walzenmantel 1 und der Achse 5
versehen ist, beispielsweise bekannte Vorrichtungen, welche einen hydraulischen Druck an die Innenseite des
Walzenmantels 1 entgegen der Belastungsrichtung ausüben. Dann kann ein Teil dieser Belastung über diese >"
Vorrichtungen zur feststehenden Achse 5 übertragen werden. Der belastete Walzenmantel 1 kann mit Hilfe
dieser Vorrichtungen gerade gehalten oder sogar entgegengesetzt zur Durchbiegung der Achse 5
gebogen werden.
Im senkrechten Längsschnitt der Fig.2 sind die Stellungen und Richtungen der Symmetriachsen 51, 53
des Walzenmantels 1 und der Achse 5, die der Drehachsen 57, 59, 61, 63, 67 und die der Bauelemente
des Getriebes dargestellt, welche diese einnehmen h"
können, wenn auf die Walze eine äußere Belastung in senkrechter Richtung von oben erfolgt und gleichzeitig
zwischen Walzenmantel 1 und Achse 5 angebrachte Vorrichtungen einen Druck ausüben, der in einer
entgegengesetzt zur Belastung wirkenden Richtung erfolgt. Zur Verdeutlichung sind die Winkelabweichungen
viel größer dargestellt als sie tatsächlich bei Belastung sind.
Fig.3 zeigt einen senkrechten Querschnitt der
Stellungen der Drehachsen 57 bis 63 des Planetengetriebes und seines Antriebes 13 bis 19, und zwar unter der in
F i g. 2 dargestellten Belastungsberiingung.
Die Symmetrieachsen 51, 53 des Walzenmantels 1 und der Achse 5 neigen sich aufgrund der Außenbelastung
und des entgegengesetzt wirkenden Innendrucks an dem Walzenmantel 1 ungleich in der gleichen Ebene
und treffen nur in zwei Punkten aufeinander, nämlich im Mittelpunkt 55 der beiden kugelförmigen Radiallager
des Walzenmantels 1 auf der Achse 5. Außerhalb des kugelförmigen Radiallagers 3 (auf der Zeichnung rechts)
weicht die Symmetrieachse des Walzenmantels 1 und des Zahnkranzes 19 von der Symmetrieachse des Teiles
der Achse 5 ab, welcher von dem gleichen Lager 3 herausrast und den Planetenträger 33, die Radiallager
37,39 und die mit der beweglichen Kupplungsscheibe 35 versehene Antriebswelle 41 trägt Damit das Planetengetriebe
13 bis 19 auch dann zufriedenstellend arbeitet wenn die Walze Belastungen verschiedener Größe
ausgesetzt ist ist es erforderlich, daß die Drehachse 57 des Zentralrades 13, die Drehachsen 59, 61 der
Zwischenräder 15, 17 und die Drehachse 63 des Innenzahnkranzes 19 immer parallel sind. Die Drehachse
63 des Innenzahnkranzes 19 deckt sich praktisch mit der Symmetrieachse 51 des Walzenmantels 1. Die
beiden Zwischenräder 15,17 sind in Radiallagern 25,27
gelagert und deshalb so schwenkbar, daß ihre Drehachsen 59, 51 parallel zur Drehachse 63 des
Innenzahnkranzes 19 verlaufen. Die Zentralradwelle 11 ist in einem Gelenkpunkt 65 in der Mitte der
beweglichen Kupplungsscheibe 35 angelenkt, weshalb die Drehachse 57 des Zentralrades 13 parallel zur
Drehachse 63 des Innenzahnkranzes 19 angebracht ist. Die Drehachse 67 der Antriebswelle 41 deckt sich mit
der Symmetrieachse 51 der feststehenden Achse 5. Wenn die Walze keiner Belastung ausgesetzt ist dann
liegen die Symmetrieachsen 51,53 des Walzenmantels 1 und der feststehenden Achse 5, die Drehachse 57 des
Zentralrades 13, die Drehachsen 51,61 der Zwischenräder 15, 17, die Drehachse 67 der Antriebswelle 41, der
Gelenkpunkt 65 der beweglichen Kupplungsscheibe 35 und der Drehmittelpunkt 55 des Lagers 3 des
Walzenmantels 1 in der gleichen waagrechten Ebene, senkrecht zu den Richtungen der beabsichtigten
Belastungen.
Wenn der Walzenmantel 1 einer Belastung und gleichzeitig einem entgegengesetzt wirkenden Druck
ausgesetzt wird, dann verschiebt sich der Innenzahnkranz 19 nach unten in Bezug auf die Zwischenräder 15,
17, welche sich aufgrund des Eingriffs der Antriebsräder geringfügig drehen, und zwar das Rad 15 gegen den
Uhrzeigersinn und das Rad 17 im Uhrzeigersinn, wodurch das Zentralrad 13 nach oben verschoben wird.
Die Verschiebung nach oben des Zentralrades 13 in Bezug zu den Zwischenrädern 15,17 ist gleich der nach
unten erfolgenden Verschiebung des Innenzahnkranzes 19 in Bezug auf die Zwischenräder 15,17. Aufgrund der
Eingriffe des Antriebsrades werden die Drehachsen 59, 61 der Zwischenräder 15, 17 parallel zur Drehachse 63
des Innenzahnkranzes 19 eingestellt Vorausgesetzt, daß der Gelenkpunkt 65 der beweglichen Kupplungsscheibe
35 ttn der Antriebswelle 41 so angeordnet ist, daß dieser
in dem hohlen Achszapfen 9 mittels der Lager 37, 39 nicht die Stellung verändern kann und daß der Abstand
zwischen diesem Gelenkpunkt 65 und der Mitte 69 des Zentralrades 13 genauso groß wie der Abstand
zwischen der Mitte 69 des Zentralrades 13 und dem
Mittelpunkt 55 des kugelförmigen Radiallagers 3 des parallel stehen, was, wie oben beschrieben, auch der Fall
Walzenmantels 1 ist, ist die Drehachse 57 des ist. Verglichen mit dem zum Eingriff des Antriebes
Zentralrades 13 immer parallel mit der Drehachse 63 benötigten Spiel sind die geringen parallelen Verschie-
des Innenzahnkranzes 19, wenn das Zentralrad 13 bungen der Drehachsen 57 bis 63 praktisch unbedeu-
verschoben ist. . tend. Ebenfalls sind die geringen axialen Verschiebun-
Damit die Antriebsräder genau eingreifen, müssen die gen beim Eingriff der Zähne, besonders wenn diese
Drehachsen 57 bis 63 des Planetengetriebes 13 bis 19 geradeverzahnt sind, in der Praxis unerheblich.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Für hohe Biegebelastungen, insbesondere mit
regelbarer Durchbiegung, bestimmte Walze mit einem Walzenmantel, welcher innen mittels Pendellager
an einer feststehenden, zentralen, durchgehenden Achse gelagert ist, die ihrerseits an beiden
Enden gelenkartig abgestützt ist, wobei ein Innenzahnkranz koaxial mit dem Mantel treibend
verbunden ist, der seinerseits durch zwei mit dem Innenzahnkranz kämmende Zwischenräder angetrieben
ist, deren Drehachsen parallel zur Symmetrieachse der Achse verlaufen, dadurch gekennzeichnet,
daß — in an sich bekannter Weise — in einem als hohler Zapfen (9) ausgebildeten
Ende der feststehenden Achse (5) ein drehbar gelagertes, antreibendes Zentralrad (13) angeordnet
ist, mit welchem die zwei Zwischenräder (15, 17) durch Schlitze (21, 23) im hohlen Achszapfen (9)
kämmen, daß die Zwischenräder (15, 17) über Pendellager (25, 27) auf am hohlen Achszapfen
befestigten Achsen (29,31) gelagert sind, und daß die Drehachsen (59, 61) der Zwischenräder (15, 17) in
einer ersten Ebene liegen, die im wesentlichen senkrecht zu einer zweiten Ebene steht, in welcher
der Mantel (1) und die feststehende, zentrale Achse (5) unter Belastung durchbiegen.
2. Walze nach Anspruch 1, bei dem das Zentralrad (13) auf einem Ende einer Zentralradwelle (11)
befestigt ist, deren anderes Ende durch eine Kupplung (35) mit einer im wesentlichen mit dem
Walzenmantel (1) koaxialen, drehbaren Antriebswelle (41) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplung eine Gelenkkupplung (35) ist, die einen Gelenkpunkt (65) hat, daß der Abstand vom
Gelenkpunkt (65) zur axialen Mitte (69) des Zentralrades (13) im wesentlichen gleich dem
Abstand von der genannten Mitte (69) zum axialen Mittelpunkt (55) des in der Nähe des hohlen
Achszapfens (9) angeordneten PendeHagers (3) des Walzenmantels (1) ist und daß die drehbare
Antriebswelle (41) im hohlen Achszapfen (9) gelagert ist.
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