DE4004726A1 - Antriebseinheit eines rollapparates einer papiermaschine oder papiernachbehandlungsmaschine und dessen hydraulikantriebssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit eines Roll­ apparates, entweder Abrollers oder Aufrollers, einer Papier­ maschine oder Papiernachbehandlungsmaschine und dessen Hydrau­ likantriebssystem.

Beim Ab- und Aufrollen einer Papierbahn wird die Papier­ bahnrolle in eine Lagerwiege gelegt. Die die Bahnrolle drehen­ de Vorrichtung wird in die am Ende des Zentriereisens der Papierbahnrolle vorhandene Kupplung eingerückt. Bei den be­ kannten Vorrichtungslösungen erfolgt das genannte Einkuppeln mit Hilfe verschiedener umständlicher Hebelmechanismen. Mit diesen ist das Ein- und Auskuppeln des Rollers ein zeitrauben­ der Arbeitsgang.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, den oben ge­ nannten Nachteil zu überwinden und eine Antriebseinheit ganz neuen Typs für zentrische Roller von Papiermaschinen zu schaf­ fen, bei der die treibende Welle der Antriebseinheit automa­ tisch und schnell in die Mittelachse der Papierrolle einge­ rückt wird. Ziel der Erfindung ist außerdem ein Hydraulikan­ triebssystem für die Antriebseinheit eines zentrischen Papier­ maschinenrollers, mit dessen Hilfe außer dem Schmieren der Lagerstellen des Systems auch das Anhalten des Systems in Bremssituationen verrichtet wird.

Das Ziel der Erfindung wurde mit einer Vorrichtungslö­ sung erreicht, in der verstanden wurde, die Kupplung zwischen der treibenden Welle und der Mittelachse der Papierrolle mit Hilfe einer Zylindervorrichtung auszuführen.

Für die erfindungsgemäße Antriebseinheit eines Rollap­ parates einer Papiermaschine oder Papiernachbehandlungsmaschi­ ne ist im wesentlichen charakteristisch, daß die Welle aus einer innerhalb dieser mit der Welle mitdrehenden Schubachse besteht, die derart angebracht ist, daß sie sich beim Kupp­ lungs- und Trennvorgang mit einer Zylindervorrichtung in Rich­ tung der Mittelachse der Welle verschieben läßt, wobei wäh­ rend der Verschiebung der Schubachse zur Gegenkupplungshälfte der Zentralwelle der Papierbahnrolle die an der Stirnseite der Schubachse befestigte Kupplungshälfte in die Gegenkupp­ lungshälfte einrückt.

Für das erfindungsgemäße Hydraulikantriebssystem der Antriebseinheit eines Rollers einer Papiermaschine oder Pa­ piernachbehandlungsmaschine ist im wesentlichen charakteri­ stisch, daß das System eine die Drehung der Welle anhaltende Hydraulikbremse hat, die derart angeordnet ist, daß sie mit Hilfe des Druckes der Hydraulikpumpe, mit der auch der Be­ triebsdruck für die Zylindervorrichtung und das Schmieröl zum Schmieren der Lager des Getriebes erzeugt wird, für Bremssi­ tuationen zur Verfügung steht.

Die üblichste Ausführungsform der Erfindung wird aus einer Vorrichtungsanordnung gebildet, bei der der Drehmotor direkt oder über einen Keilriemen, Zahnriemen oder ein ähnli­ ches Drehbewegung übertragendes Element mit einer Welle ver­ bunden ist, die weiter mit Hilfe einer Schubachse und über ein mit dieser verbundenes Kupplungsstück in das Gegenkupp­ lungssück der Mittelachse der Papierrolle eingerückt wird.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf ein in den Abbildungen der beigefügten Zeichnung dargestelltes vorteilhaftes Ausführungsbeispiel, auf dessen Einzelheiten die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, ausführlich be­ schrieben.

Fig. 1A ist eine erfindungsgemäße Antriebsein­ heit schematisch und im Prinzip gezeigt.

Fig. 1B ist der Schnitt I-I aus Fig. 1A. Dargestellt ist eine Papierrollenwiege, in welche die Papierrolle für das mit der Antriebseinheit erfolgende Kuppeln gelegt wird.

Fig. 2A ist eine erfindungsgemäße Antriebseinheit eines Rollers einer Papiermaschine oder Papiernachbehandlungsmaschine von oben gesehen und als Teilquerschnitt gezeigt.

Fig. 2B ist die Lagerung des Schubachsenendes, genauer gezeigt.

Fig. 3 ist die Antriebseinheit nach Fig. 2A in Richtung des Pfeiles K ₁ nach Fig. 2A.

Fig. 4 ist die Antriebseinheit nach Fig. 3 in Richtung des Pfeiles K ₂ nach Fig. 3.

Fig. 5 ist ein erfindungsgemäßes Hydraulikan­ triebssystem der Antriebseinheit als Schema gezeigt.

In Fig. 1A ist eine erfindungsgemäße Antriebseinheit eines zentrischen Rollers einer Papiermaschine oder Papier­ nachbehandlungsmaschine schematisch dargestellt. Die Papier­ rolle P liegt in Lagerwiegen K. Nach Fig. 1A kuppelt das Ge­ triebe V mit seiner Abtriebswelle in die Halterungen am Ende der Mittelachse der Papierrolle (Pfeil L ₁) ein. Der Drehtrieb wird vom Motor M über die Bremse J auf die Eingangswelle des Getriebes V und im Getriebe über ein kleineres Zahnrad auf ein größeres Zahnrad und darüber weiter auf die Abtriebswelle des Getriebes übertragen, wo die an dieser befindliche Kupp­ lung von der erfindungsgemäßen Zylindervorrichtung S bewegt wird.

In Fig. 1B ist der Schnitt I-I aus Fig. 1A gezeigt. Aus der Abbildung geht hervor, daß die Lagerwiege K aus einem halbmondförmigen Lagergehäuse besteht, das sich nach oben hin öffnet, so daß sich die Papierbahnrolle P frei auf die Lager legen läßt.

In Fig. 2A ist eine erfindungsgemäße vorteilhafte Aus­ führungsform der Antriebseinheit 10 eines zentrischen Rollers einer Papiermaschine oder Papiernachbehandlungsmaschine von oben gesehen und als Teilquerschnitt gezeigt. Der Motor 11, zweckmäßig Elektromotor, dreht über eine Zahnkupplung 12 die Welle 13, die durch einen Keil 14 mit der Zahnkupplung 12 verbunden ist. Am anderen Ende der Zahnkupplung ist der Motor 11 zweckmäßig über Zahnkupplung angekuppelt, indem eine mit der Antriebswelle des Motors 11 verbundene Innenhülse mit der Innenverzahnung der Zahnkupplung 12 verkuppelt ist.

Die Welle 13 wird in den Lagern 16 des Lagergehäuses 15 gedreht und die Welle 13 hat ein Zahnrad 17, das funktionell mit einem getriebenen größeren Zahnrad 18 verbunden ist. Die Welle 19 des Zahnrades 18 ist auf Lagerkonstruktionen 20 im Lagergehäuse 15 drehbar gelagert.

Innerhalb der Welle 19 ist eine Schubachse 21, die mit der Kolbenstange 22 a einer Zylindervorrichtung 22 verbunden ist. Die Schubachse 21 wird durch die Mittelbohrung 19 a der Welle 19 geführt und sie bat an ihrem Außenende eine Kupp­ lungshälfte 23 a, die beim Kuppeln in die Gegenkupplungshälfte 23 b der Mittelachse der Papierbahnrolle eingerückt wird.

Die Kupplungshälfte 23 a ist mit einer Mutter 24 an der Schubachse 21 befestigt. Zwischen der Kupplungshälfte 23 und der Mutter 24 befindet sich eine Sicherungsscheibe 25.

Mit Hilfe eines Keils 26 ist die Innenhülse 27 mit der Außenfläche der Welle 19 verbunden. Die Innenhülse 27 hat eine außenseitige Verzahnung 28, die mit der innenseitigen Verzahnung 30 der Außenhülse 29 zusammenarbeitet. Die Außen­ hülse 29 ist an ihrem Außenende fest mit der Kupplungshälfte 23 a verbunden. Die Verzahnungen 30 und 28 sind derart ausge­ führt, daß sie beim Kuppeln gemäß den Pfeilen L ₂ aneinander gleiten.

Das auf der Seite des Zylinders 22 befindliche Ende der Schubachse 21 ist im Lagergehäuse 31 in dessen Lagerkonstruk­ tionen 32 drehbar gelagert.

Damit dreht sich die innenseitige Schubachse 21 mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie die Welle 19. Die Kolben­ stange 22 a der Zylindervorrichtung 22 darf sich jedoch nicht drehen, was mit Hilfe der Keilanordnung 33 sichergestellt wird.

In Fig. 2B ist die Lagerung der Schubachse 21 genauer gezeigt.

Das Lagergehäuse 31 ist derart angebracht, daß es in der innenseitigen Führungshülse 34 des Lagergehäuses 15 glei­ tet Die genannte Gleitbewegung ist in Fig. 2 mit Pfeilen L ₂ dargestellt. Das Lagergehäuse 31 besteht aus dem eigentlichen Gehäuse 31 a und einem mit diesem verbundenen ansatzartigen Lagergehäuseendstück 31 b, das mittels Schraubenanordnung mit dem Ende der Kolbenstange 22 a der Zylindervorrichtung 22 verbunden ist. Das Verdrehen des Lagergehäuses 31 wird durch eine Keilanordnung verhindert. Das Lagergehäuse 31 hat eine Nute (nicht dargestellt), die an einem Keil läuft, der mit Bolzen an der Führungshülse 34 befestigt ist. Das Verdrehen wird somit verhindert, aber in Längsrichtung wird die Bewe­ gung ermöglicht.

Auf diese Weise wird durch die Schubachsenanordnung beim Kuppeln eine Verlängerung der Abtriebswelle 19 des Ge­ triebes ermöglicht, indem die Zylindervorrichtung 22 die Schubachse 22 beim Trennen und Einrücken der Kupplung bewegt.

Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Antriebseinheit in Richtung des Pfeiles K ₁ nach Fig. 2A gesehen. Wie in Fig. 3 gezeigt, besteht die Antriebseinheit aus oberseitigen Brems­ backen 35 a und 35 b und unterseitigen Bremsbacken 36 a und 36 b. Jede Bremsbacke bat vier Hydraulikkolbenvorrichtungen. Die Bremsbacken 35 a und 36 a sind angeordnet, auf die Bremsscheibe 37 a zu wirken und die Bremsbacken 35 b und 36 b sind angeord­ net, auf die Bremsscheibe 37 b zu wirken. Die Bremsscheiben 37 a und 37 b sind fest mit der Außenfläche der Zahnkupplung 12 verbunden. Die Bremsbacken können ganz gewöhnliche hydrauli­ sche Bremsvorrichtungen sein, in denen der Hydraulikkolben derart angebracht ist, daß er den Bremsbelag mit Hilfe von hydraulischem Druck gegen die Bremsscheibe 37 a, 37 b preßt. Die Bremsbacken 35 a...36 b sind an der Bremshalterung 38 befe­ stigt. In der Abbildung ist die Führung der Hydraulikleitun­ gen zu den die Bremsbeläge betätigenden Kolbenvorrichtungen nicht gezeigt.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebseinheit eines zentrischen Rollers einer Papiermaschine oder Papier­ nachbehandlungsmaschine aus Richtung des Pfeiles K ₂ nach Fig. 3 gesehen. Aus der Abbildung geht die symmetrische Lage der oberseitigen und der unterseitigen Bremsbacke bezüglich der Mittellinie der anzuhaltenden Welle 13 hervor. In der Abbil­ dung ist die Führung der Hydraulikleitungen zu den die Brems­ backen betätigenden Kolbenvorrichtungen nicht gezeigt.

Die üblichste Ausführungsform der Erfindung (in den Abbildungen nicht gezeigt) besteht aus einer Vorrichtungs­ anordnung, bei der der Drehmotor 11 direkt mit der Welle 19 verbunden ist oder der Drehmotor 11 mit Hilfe eines Keilrie­ mens, Zahnriemens oder eines ähnlichen Drehbewegung übertra­ genden Elements direkt mit der Welle 19 verbunden ist, die weiter mit Hilfe einer Schubachse 21 und über ein mit dieser verbundenes Kupplungsstück 23 a in das Gegenkupplungsstück der Mittelachse der Papierrolle eingerückt wird. In dieser üblichsten Ausführungsform entspricht die Vorrichtungsanord­ nung zwischen der Schubachse 21 und der Welle 19 völlig der in Fig. 2A und 2B dargestellten Sonderausführungsform der Erfindung.

In Fig. 5 ist ein erfindungsgemäßes Hydraulikantriebs­ system der Antriebseinheit eines zentrischen Rollers einer Papiermaschine oder Papiernachbehandlungsmaschine als Schema gezeigt. Die an der schnellen Welle der Antriebseinheit vor­ handene Bremse bremst die Maschine. Die Bremse bezieht den erforderlichen Hydraulikdruck von der Schmiereinheit, die derart gebaut ist, daß die Einheit in einer Bremssituation in der Lage ist, den erforderlichen Druck von 45 bar zu liefern. Im normalen Betrieb beträgt der Druck 10 bar. Nach Fig. 5 wird mit dem Motor M die Hydraulikpumpe 39 in Drehung ge­ setzt, die das Hydrauliköl unter Druck setzt und durch den Kanal 40 zur Abzweigung 41 und weiter zum elektrisch gesteuer­ ten Zwei-Segment-Richtungsventil 42 fördert. Vom Richtungsven­ til 42 zum Hydraulikzylinder 22 führt eine Druckleitung 43 und vom Zylinder 22 über das Ventil 42 eine Austrittsleitung zum Behälter T. Von der Abzweigstelle 41 führt eine Leitung 44 weiter zur Lagerschmierung. Die Leitung 44 hat ein vorge­ steuertes Druckbegrenzungsventil 45. Von der Abzweigung 41 führt weiter eine Leitung 46 zum Zwei-Segment-Richtungsven­ til 47. Das Segment 47 a des Ventils ist in Betrieb, wenn das Ventil keine elektrische Steuerung erhält. Dabei wird das druckführende Medium von der Leitung 46 zur Leitung 48 und weiter zur Hydraulikbremse 34 geleitet. Beim Einschalten des Ventilsegments 47 b, währenddessen die Steuerspindel unter Wir­ kung der durch die elektrische Vorsteuerungsleitung 49 ge­ speisten Spannung steht, ist die Leitung 46 verschlossen und der Hydraulikdruck wird nicht zur Hydraulikbremse 34 geführt. Der Hydraulikkreis 48 der Bremse 34 ist dabei über das Seg­ ment 47 b mit der Rückleitung 50 verbunden.

Wird das vorgesteuerte Druckbegrenzungsventil 45 erfin­ dungsgemäß mit elektrischer Steuerung betätigt, wird das Druckbegrenzungsventil geöffnet und damit ein kleinerer Be­ triebsdruck für Normalbetriebssituationen erzeugt. Im norma­ len Betrieb beträgt der Druck des Systems ca. 10 bar. Wenn das Ventil 45 nicht elektrisch vorgesteuert wird, wird das Ventil so gesteuert, daß das Druckbegrenzungsventil den Durch­ fluß drosselt und im System einen größeren Druck erzeugt, wobei der erreichte Druck und der erforderliche Bremsdruck ca. 45 bar beträgt. Erfindungsgemäß sind der Hydraulikzylin­ der und die übrigen Vorrichtungen derart angeordnet, daß sie dem genannten Bremsdruck von 45 bar standhalten.

Claims (10)

1. Antriebseinheit (10) eines zentrischen Rollapparates einer Papiermaschine oder Papiernachbehandlungsmaschine, bestehend aus Vorrichtungen, mit deren Hilfe der Drehtrieb eines Motors (11) auf eine Welle (19) übertragen wird, da­ durch gekennzeichnet, daß die Welle (19) aus einer innerhalb dieser mit der Welle (19) mitdrehenden Schubachse (21) be­ steht, die derart angebracht ist, daß sie sich beim Kupplungs- und Trennvorgang mit einer Zylindervorrichtung (22) in Rich­ tung der Mittelachse (X ₁) der Welle (19) verschieben läßt, wobei während der Verschiebung der Schubachse (21) zur Gegen­ kupplungshälfte (23 b) der Zentralwelle der Papierbahnrolle (P) (Pfeil L ₁) die an der Stirnseite der Schubachse (21) befestigte Kupplungshälfte (23 a) in die Gegenkupplungshälfte (23 b) einrückt.

2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schubachse (21) über die Kupplungshälfte (23 a) mit einer Außenhülse (29) verbunden ist, die aus einer innen­ seitigen Verzahnung (30) besteht, die derart angebracht ist, daß sie während des Kupplungs- und Trennvorgangs entlang der außenseitigen Verzahnung (28) der auf der Außenseite der Welle (19) befestigten Innenhülse (27) gleitet.

3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das andere Ende der Schubachse (21) in den Lagern (32) des Lagergehäuses (31) drehbar gelagert ist, so daß das Lagergehäuse (31) innerhalb der Welle (19) in Rich­ tung der Mittelachse (X ₁) gleiten kann.

4. Antriebseinheit nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Lagergehäuse (31) innerhalb der Füh­ rungshülse (34) des Lagergehäuses (15) des Getriebes ange­ bracht und derart angeordnet ist, daß es entlang den Führungs­ hülsenflächen gleiten kann, wobei das Verdrehen des Lagerge­ häuses (31) durch eine Keilvorrichtungsanordnung (33) verhin­ dert wird.

5. Antriebseinheit nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schubachse (21) mit dem Ende der Kolben­ stange (22 a) einer Zylindervorrichtung verbunden ist.

6. Antriebseinheit nach Anspruch 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kupplungshälften (23 a, 23 b) aus mitein­ ander zusammenarbeitenden Verzahnungen bestehen, wobei die Kupplungshälfte (23 a) nach dem Zusammenkuppeln in die Kupp­ lungshälfte (23 b) eingerückt ist.

7. Antriebseinheit nach Anspruch 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Antriebseinheit aus einer mit der An­ triebswelle des Motors (11) verbundenen Welle (13) und einem Zahnrad (17) besteht, das derart angeordnet ist, daß es ein mit der Welle (19) verbundenes Zahnrad (18) antreibt.

8. Hydraulikantriebssystem einer Antriebseinheit eines Rollers einer Papiermaschine oder Papiernachbehandlungsmaschi­ ne, dadurch gekennzeichnet, daß das System eine die Drehung der Welle (19) anhaltende Hydraulikbremse (34) hat, die der­ art angeordnet ist, daß sie mit Hilfe des Druckes der Hydrau­ likpumpe (39) , mit der auch der Betriebsdruck für die Zylin­ dervorrichtung (22) und das Schmieröl zum Schmieren der Lager des Getriebes erzeugt wird, für Bremssituationen zur Verfü­ gung steht.

9. Hydraulikantriebssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das System aus einem gesteuerten Druck­ begrenzungsventil (45) besteht, in welches ein wählbares Steuerungssignal gebracht wird, je nach dem, ob der Druck des Systems vergrößert, wie dies in Bremssituationen der Fall ist, oder reduziert werden soll.

10. Hydraulikantriebssystem nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Ventils (45) bei dessen Empfang des Steuerungssignals der Öldurchfluß des Ventils entweder gedrosselt oder die genannte Drosselung des Öldurchflusses reduziert wird, wobei bei einer Reduzierung der Drosselung eine größere Ölmenge durch das Ventil fließt und der Druck im ganzen Hydrauliksystem abfällt und bei einer Verstärkung der Drosselung eine kleinere Ölmenge durch das Ventil (45) fließt und der Gesamtdruck des Systems somit wächst, wodurch die Bremse (34) betätigt werden kann.