DE3247357A1

DE3247357A1 - Antriebseinrichtung fuer auslenkbare rotationsteile

Info

Publication number: DE3247357A1
Application number: DE19823247357
Authority: DE
Inventors: Francis 06483 Seymour Conn. Leech
Original assignee: Usm Corp 06032 Farmington Conn; USM Corp
Current assignee: Voith Paper Ltd
Priority date: 1981-12-21
Filing date: 1982-12-21
Publication date: 1983-07-21
Also published as: FI824313L; SE8207082D0; SE455013B; GB2112505B; FI74119C; US4510823A; GB2112505A; FI74119B; FI824313A0; CA1192059A; SE8207082L

Description

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Antriebseinrichtung für auslenkbare RotationsteiJe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für aus lenkbare Teile, insbesondere für Walzen, beispielsweise für eine Hohlwalze.

Walzen dieser Art enthalten eine biegsame innere, nicht rotierbare Achswelle, auf welcher eine,Hohlwalze drehbar befestigt ist. Die innere Achswelle ist herkömmlich an ihren Enden in Lagerböcken befestigt, wobei mindestens einer von diesen gewöhnlich auch ein Zahnradgetriebe mit .feststehenden Achsen enthält. Wenn auf die Hohlwalze mit einer Last eingewirkt wird, wie, dies beispielS'-weise bei einem Kalander der Fall ist, dann biegt sich die innere Achswelle durch, während die Abstützungsmittel, die zwischen der Achswelle und der Innenseite der Hohlwalze wirken, die äußere Fläche der Hohlwalze im wesentlichen gerade halten. Solche Walzen zeigen die US-PS ?,908,yo4 von Appenzeller und die US-PS 3,587,152 von- Hold. Während der Belastung der Walze hält ein solches Abstützungnsystem einen gleichmäßigen Klemmpunkt-Druck entlang der Hohlwalzenlänge zu der Gegenwalze hin aufrecht, jedoch treten entlang der feststehenden Achswelle bedeutsame kaum-Durchbiegungen auf. Dies, hat eine wesentliche Fehlausrichtung der Achswelle und der Hohlwalzenachsen zur Folge. Eine solche Fehlausrichtung verursacht auch eine Fehlausrichtung des Zahnradgetriebes mit feststehenden Achswellen und des aus lenkbaren Hohlwalzen-Antriebes, wobei diese Getriebe eine wesentliche Kraftübertragung bereitstellen müssen. Charakterisch·-· Belastungen, W(¹LcIiI: au 1 genommen werden müssen, können durch eine Robütion:;-.''.Lromqiii>i Io , beispielsweise einen Elektromotor mit 300 P:>, li'C'.j· rut/min. , bereitgestellt werden.

In der UU-PS Ke. 27,445 von Kuehn wird eine Lösung zum

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Fehlausrichtungsproblem gezeigt, bei welcher der feststhende Achsenteil des Zahnradgetriebes durch eine in einem festen Lagerbock angebrachte Droi-LaufrInq-Lagerunq (triple race benring) abgestützt ist. Der durchbiogbare Achsenteil des Getriebes, verbunden mit der Hohlwalze, ist mit Festachsen-Cjetriebe über ein flexibles Zahnritzel (gear spline), welches sich zwischen beiden erstreckt, verbunden.

Eine andere Lösungsmöglichkeit zeigt die US-PS 3,855.681 von Andriola u. a., bei welcher zur Ausgleichung der Fehlausrichtung des Getriebes auch eine flexible Zahnritzel-Verbindung (gear spline connection) einbezogen ist. Für diese beiden bekannten Lösungen ist charakteristisch, daß sie relativ komplexe Mechanismen einbeziehen, die. neben einem begrenzten Ausgleichen der Fehlausrichtung ein separieren der im Eingriff befindlichen Zahnradzähne ermöglicht.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer einfachen Zahnrad-Antriebseinrichtung, welche fähig ist, wesentliche Belastungskräfte zu übertragen, bei gleichzeitigem Ausgleich einer erheblichen Auslenkung der angetriebenen und antreibenden Elemente und bei Aufrechterhaltung eines guten Kämmens der Zähne der Zahnräder des Kraft-Zuges. Zu diesem Zwecke ist in einem Lagerbock eine Abstützung durch Kugellager vorgesehen, damit ein durchbiegen der geometrischen Achse der feststehenden Achswelle möglich ist. Der Lagerbock dient ebenso als Festachsenabstützung für ein Antriebsritzel. LiLe auslenkbare Hohlwalze ist drehbar an der biegsamen Achswelle befestigt und trägt über ein flexibles Verbindungselement einen ersten Ring, welcher eine Verzahnung aufweist» Zwischen der Ritzel-Verzahnung und der Ring-Verzahnung ist ein zweiter Zahnkranz angeordnet, welcher eine innere und eine äußere Verzahnung aufweist. Der zweite Zahnkranz ist lediglich durch den Eingriff mit der Verzahnung des Ritzels und des ersten Kranzes abgestützt. Auf diese

Weise veranlaßt die Auslenkung der Hohlwelle und des mit ihr verbundenen ersten Zahnkranzes relativ zu dem Ritzel mit feststehendeer Achse, den zweiten Zahnkranz sich auf der Verzahnung des Ritzels hin und her .zu bewegen, ohne das eine Beanstandung der Zähne stattfindet.

Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung oszilliert die Achse des zweiten Zahnkranzes um das Ritzel herum, während eine Doppel-Schrägverzahnung an dem Ritzel und an dem zweiten Zahnkranz ein axiales verrücken kontrolliert.

Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend an Hand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Stirnansicht auf eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zahnradgetriebes, und

Fig. 2 einen Schnitt entlang den Linien II-II in Fig.l.

In der Zeichnung ist eine Hohlwalze 10 dargestellt, welche an ihren entgegengesetzten Enden an einer feststehenden Achswelle 12 über Kugellager 14 (nur eines dargestellt) drehbar befestigt ist. Die Walze 10 ist an ihren beiden Enden in Lagerböcken 16 (von welchen nur einer dargestellt ist) über Kugellager 18 abgestützt, welche ein biegen der Walze 10 erlauben. Lediglich das angetriebene Ende dor Walzenkonstruktion ist in der Zeichnung dargestellt und wird im weiteren beschrieben, dies ist jedoch ausreichend für das Verständnis der vorliegenden Erfindung. Wenn an der Hohlwalze eine Last zur Wirkung gebracht wird, wie im Falle, wenn diese in Annäherung zu einer Gegenwalze gebracht wird, wobei ein Werkstück sich zwischen den beiden Walzen befindet, so wird zwischen den Walzen ein gleichmäßiger Walzenspalt aufrecht erhalten und die feststehende Achswelle 12

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krümrat sich zwischen'den Kugellagern 18.

Hm die Walze in einer gleichmäßigen Walzenspalt-Bedingung zu halten, wirken Flüssigkeitsdruck-Kittel zwischen der Innenfläche der Walze und der feststehenden Achswelle, wodurch die Achse gezwungen ist,sich zu krümmen. Die Flüssigkeitsdruck-Mittel können eine Flüssigkeits-Druckkammer zwischen der Achswelle und der Hohlwalze enthalten, wie in der US-PS 2,908,964 (Appenzeller) oder können in charakteristischer Weise eine Vielzahl von flüssigkeitsbetätigten Zylindern enthalten, welche durch die Achswelle getragen werden und welche hydrostatische Dämpfer (hydrostatic pads), welche gegen die Innenseite der Walze wirken, wie in der US-PS 3,587,152 (Hold), besitzen. Das Sich Biegen der Walze verursacht eine Auslenkung der Hohlwalze 10 mit einer daraus folgenden Fehlausriqhtung der geometrischen Achse der Hohlwalze und des Lagers 18 in dem Lagerbock 16.

Der Lagerbock stützt sich durch Lager 20 auf ein. au.f einer feststehenden Welle 24 befindliches Ritzel 22° Die Welle 24, welche aus dem Ritzel 22 herausragt, ist mit einem Motor (nicht dargestellt) verbunden, so daß das Ritzel 22 ein Antriebsritzel bildet, welches geeignet sein kann, ein erhebliches Drehmoment zu übertragen, wie dies beispeilsweise durch einen Gleichstrommontor von 300 PS bei 1200 rot/min, geliefert wird. Zum Antrieb ist die Hohlwalze mit einem Zahnkranz 26 ausgestattet, welcher eine Innenverzahnung aufweist und welcher an der Hohlwalze durch eine entsprechend flexible Verbindung befestigt ist. Vorzugsweise kann die Verbindung die Form einer flexiblen Zwischenwand 28 aufweisen, um ein unparalleles Verdrehen der verschiedenen Elemente auszugleichen. Ein Zahnkranz 30, mit einer Innenverzahnung 31, die mit der Verzahnung des Ritzels 22 kämmt und mit einer äußeren Verzahnung 32, die mit der Verzahnung des Zahnkranzes 26 kämmt, überträgt das Drehmoment von dem

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Antriebsritzel 22 zu dem Zahnkranz 26 und der Hohlwalze 10. Der Zahnkranz 30 ist vorzugsweise nur durch den Eingriff mit dem Ritzel 22 und mit dem Zahnkranz 26 abgestützt. Aus Fig. 1 wird ersichtlich, -daß durch die Auslenkung der Hohlwalze 10 und des Zahnkranzes 26 der Zahnkranz 30 veranlaßt wird, insgesamt sich um die Verzahnung des Ritzels 22 und entlang der Innenverzahnung des Zahnkranzes 26 hin und her zu bewegen. So oszilliert die Rotationsachse des Zahnkranzes 30 um die Verzahnung des Ritzels 22, während der Zahnkranz 30 durch Eingriff mit Teilen des Lagerbockes gegen eine axiale Bewegung zurückgehalten wird. Vorzugsweise bilden die Eingriffsverzahnungen, des Ritzels 22 und des Zahnkranzes Doppel-Schraubenlinien, auch als Pfeilverzahnung bezeichnet, Um eine solche Axial-Bewegung zu verhindern.

Erfindungsgemaß kann das Ritzel 22 auch außerhalb des Zahnkranzes 26 angeordnet sein, und den Zahnkranz 26 durch einen schwimmenden Zahnkranz 30, welcher das Ritzel 2 2 umringt, antreiben. Auch kann sicher in anderer Ausführungsweise, der Zahnkranz 30 den Zahnkranz 26 umschließen., welcher in jeder dieser alternativen Formen mit einer Außenverzahnung versehen sein wird. Des weiteren ist ersichtlich, daß erfindungsgemaß verschiedene Antriebselemente, wie Kettenräder und Antriebsketten oder Riemenscheiben und verzahnte Antriebsriemen an Stelle der Zahnradelemente aesetzt werden können.

Claims

PATENT- UNO RFCHtSAW₁WALTE 3247357

BARDEHLE. PAGENBERG*!DQST/ALXENBURG & PARTNER

RECH rSANWALTE

JOCHEN PAGENBERG dr juh.ll μ harvard·· BERNHARD FROHWITTER dipl -ing · GÜNTER FRHR. ν. GRAVENREUTH dipl-ing <fh)·

PATENTANWÄLTE EUROPF.AN PATENT ATTORNEYS HEINZ BARDEHLE o.r-i -ing
WOLFGANG A. DOST oh . imp. -cut m UDO W. ALTENBURG dipl phys

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE, POSTFACH 86062O, 8000 MÜNCHEN 86

POSTFACH 860620, 8000 MÜNCHEN 86

TELEFON (089)980361

TELEX 5 22 791 pad d

CABLE. PADBÜRO MÜNCHEN

BÜRO. GALILEIPLATZ 1. 8 MÜNCHEN 80

datum 21. Dezember 1982 U 4 311

USM Corporation, Farmington, Connecticut 06032

Antriebseinrichtung für auslenkbare Rotationsteile

Patentansprüche

Antriebseinrichtung für auslenkbare kotationsteile, insbesondere für Hohlwalzen, dadurch gekenn- zeich net, daß sie im wesentlichen aus folgenden Teilen zusammengesetzt ist:

- ein Antriebsritzel (22),

- eine Stütze ( Lagerbock 1.6) zum drehbaren Befestigen des Ritzels (22) an einer starren Welle (24) und
zum Befestigen des Kotationsteiles an einer auslenkbaren Achswelle 12,

- ein erster Zahnkranz (26), welcher an dem Kotationsteil (10) befestigt ist,

- ein zweiter Zahnkranz (30) mit einer inneren Verzahnung (31) und einer äußeren Verzahnung (32), welchen

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im Eingriff steht mit den Zähnen des Ritzels (22) und des ersten Zahnkranzes (26), wobei der zweite Zahnkranz (30) drehbar um eine entsprechend der Auslenkung des Rotationsteiles (10) auslenkbaren Achse angeordnet ist um den kämmenden Eingriff mit den Zähnen des Ritzels (22) und des ersten Kranzes (26) aufrecht zu erhalten.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zahnkranz (26) eine Innenverzahnung aufweist und daß das Ritzel (22) und der zweite Zahnkranz (30) innerhalb des ersten Zahnkranzes (26) angeordnet sind.

3. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zahnkranz (26) über ein flexibles Verbindungselement (28) an dem einen Ende des Rotationsteiles (10) befestigt ist.

Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (28) eine flexible Zwischenwand ist.

Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationsteil (10) eine Hohlwalze enthält, welche drehbar an einer fixen, flexiblen Achswelle (12), die in der Stütze (16) angeordnet ist, befestigt ist.

6. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Auslenkung des Rotationsteiles (10) sich der zweite Zahnkranz (30) entlang der Zähne des Ritzels (22) und des ersten Zahnkranzes (26) hin- und herbewegt, um die Eingriffsverbindung zwischen den Zähnen des Ritzels (22) und des ersten Zahnkranzes (26) aufrecht zu erhalten.

ORIGJNAL INSPECTED

Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Beherrschung der axialen Stellung des zweiten Zahnkranz;r· (30) die im gegenseitigen Eingriff stehenden Zähne des Ritzels (22)
und des zweiten Zahnkranzes (30) eine Doppel-Schräg-Verzahnung ausweisen.

8. Einrichtung" nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zahnkranz (30) durch die Stütze (16) an einer axialen Bewegung behindert ist.

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