DE4004726C2 - Antriebseinheit eines Rollapparates einer Papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinheit eines zentrischen Rollapparates gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Antriebseinheit eines zentrischen Rollapparates, beispielsweise eines Abrollers oder Aufrollers, einer Papiermaschine oder Papiernachbehandlungsmaschine.

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

Aus der Druckschrift DE 35 19 107 A1 ist eine Antriebseinheit eines zentristischen Rollapparates einer Papiermaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Bei dieser Antriebseinheit treibt eine Antriebsvorrichtung, die vorteilhaft aus seinem Bremsgenerator besteht, eine Maschinenrolle direkt über eine Achse und eine Kupplungsvorrichtung an.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebseinheit eines zentrischen Rollapparates einer Papiermaschine oder Papiernachbehandlungsmaschine zu schaffen, bei der das oben genannte Einkuppeln in einfacher und zuverlässiger Weise erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der im Patentanspruch 1 definierten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert:

Es zeigen:

Fig. 1A: eine schematische Darstellung der Antriebseinheit;

Fig. 1B: den 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: eine Darstellung einer Antriebseinheit eines Rollers einer Papiermaschine oder Papiernachbehandlungsmaschine von oben gesehen und als Teilquerschnitt;

Fig. 2B: eine vergrößerte Einzeldarstellung des Schubachsenendes

Fig. 3: eine Ansicht der Antriebseinheit in Richtung des Pfeiles K₁ in Fig. 2A.

Fig. 4: eine Ansicht der Antriebseinheit in Richtung des Pfeiles K₂ in Fig. 3.

Fig. 5: eine schematische Darstellung des Hydraulikantriebssystems der Antriebseinheit.

In Fig. 1A ist eine 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 L₁) 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 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 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 22a einer Zylindervorrichtung 22 verbunden ist. Die Schubachse 21 wird durch die Mittelbohrung 19a der Welle 19 geführt und sie hat an ihrem Außenende eine Kupp­ lungshälfte 23a, die beim Kuppeln in die Gegenkupplungshälfte 23b der Mittelachse der Papierbahnrolle eingerückt wird.

Die Kupplungshälfte 23a 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 23a verbunden. Die Verzahnungen 30 und 28 sind derart ausge­ führt, daß sie beim Kuppeln gemäß den Pfeilen L₂ 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 22a der Zylindervorrichtung 22 darf sich jedoch nicht drehen, was mit Hilfe einer Keilanordnung 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 33 des Lagergehäuses 15 glei­ tet. Die genannte Gleitbewegung ist in Fig. 2 mit Pfeilen L₂ dargestellt. Das Lagergehäuse 31 besteht aus dem eigentlichen Gehäuse 31a und einem mit diesem verbundenen ansatzartigen Lagergehäuseendstück 31b, das mittels Schraubenanordnung mit dem Ende der Kolbenstange 22a 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 33 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 K₁ nach Fig. 2A gesehen. Wie in Fig. 3 gezeigt, besteht die Antriebseinheit aus oberseitigen Brems­ backen 35a und 35b und unterseitigen Bremsbacken 36a und 36b. Jede Bremsbacke hat vier Hydraulikkolbenvorrichtungen. Die Bremsbacken 35a und 36a sind angeordnet, auf die Bremsscheibe 37a zu wirken und die Bremsbacken 35b und 36b sind angeord­ net, auf die Bremsscheibe 37b zu wirken. Die Bremsscheiben 37a und 37b 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 37a, 37b preßt. Die Bremsbacken 35a...36b 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 Antriebseinheit eines zentrischen Rollers einer Papiermaschine oder Papier­ nachbehandlungsmaschine aus Richtung des Pfeiles K₂ 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 23a 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 das Hydraulikantriebs­ system der Antriebseinheit 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 47a 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 47b, 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 47b mit der Rückleitung 50 verbunden.

Wird das vorgesteuerte Druckbegrenzungsventil 45 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. Der Hydraulikzylin­ der und die übrigen Vorrichtungen sind derart angeordnet, daß sie dem genannten Bremsdruck von 45 bar standhalten.

Claims (7)

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, wobei durch Verschieben der an der Stirnseite der Welle (19) sich befindlichen Kupplungshälfte (23a) diese in Richtung der Mittelachse (X₁) der Welle (19) in die Gegenkupplungshälfte (23b) einrückt, gekennzeichnet durch eine innerhalb der Welle (19) angeordnete und sich mit dieser mitdrehende Schubachse (21), an deren stirnseitigem Ende die Kupplungshälfte (23a) befestigt ist, wobei die Schubachse (21) derart angebracht ist, daß sie sich beim Kupplungs- und Trennvorgang mit einer Zylindervorrichtung (22) verschieben läßt.

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

3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Schubachse (21) in Lagern (32) eines innerhalb der Welle (19) angeordneten und in Richtung ihrer Mittelachse (X₁) gleitenden Lagergehäuses (31) drehbar gelagert ist.

4. Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (31) innerhalb einer Führungshülse (33) des Lagergehäuses (15) der Antriebseinheit angebracht und derart angeordnet ist, daß es entlang den Führungshülsenflächen gleiten kann, wobei das Verdrehen des Lagergehäuses (31) durch eine Keilvorrichtungsanordnung verhindert ist.

5. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dab die Schubachse (21) mit dem Ende der Kolbenstange (22a) der Zylindervorrichtung (22) verbunden ist.

6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshälften (23a, 23b) aus miteinander zusammenarbeitenden Verzahnungen bestehen.

7. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine mit der Antriebswelle des Motors (11) verbundene Welle (13) mit einem Zahnrad (17), das derart angeordnet ist, daß es ein mit der Welle (19) verbundenes Zahnrad (18) antreibt.